Выпрямители для заряда аккумуляторных батарей. Делаем самостоятельно зарядные устройства для автомобильного аккумулятора. Схемы с возможностью регулировки

Первая конструкция. Выпрямитель (рис. 26) собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1—Д4 типа Д305. Сила зарядного тока регулируется при помощи мощного транзистора 77, включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R1, изменяется сопротивление цепи коллектор — эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять от 25 мА до 6 А при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 В.

Резистор R2 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Трансформатор собран на сердечнике сечением 16 см2. Первичная обмотка рассчитана на включение в сеть с напряжением 127 В (выводы 1—2) или 220 В (выводы 1—3) и содержат 350+325 витков провода ПЭВ 0,35, вторичная обмотка — 45 витков провода ПЭВ 1,5. Транзистор 77 устанавливают на металлическом радиаторе, площадь поверхности которого должна быть не менее 350 см” с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм.

Рис, 26. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (первая конструкция)

Рис. 27. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (вторая конструкция)

Вторая конструкция. Схема, приведенная на рис. 27, отличается от предыдущей тем, что с целью увеличения максимального тока до 10 А транзисторы 77 и Т2 включены параллельно. Смещение на базы транзисторов, изменением которого регулируется зарядный ток, снимается с выпрямителя, выполненного на диодах Д5—Д6. При зарядке 6-вольтовых аккумуляторов переключатель устанавливается в положение /, 12-вольтовых — в положение 2. Обмотки трансформатора содержат следующее количество витков: Іа—328 витков провода ПЭВ 0,85; 16 — 233 витка провода ПЭВ 0,63; II — 41+41 виток провода ПЭВ 1,87; III — 7+7 витков провода ПЭВ 0,63. Сердечник — УШ35 X 55.

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В, берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

При эксплуатации автомобилей многие из нас сталкиваются с необходимостью подзарядки аккумулятора, что позволяет гарантировать беспроблемность использования автомобиля в холодное время года. Действительно, с наступлением холодов АКБ может плохо держать заряд, что и приводит к определенным сложностям в эксплуатации автомобиля. В этом случае необходимо будет выполнить подзарядку аккумулятора, что можно сделать при помощи как специальных покупных устройств, так и изготовленных самостоятельно выпрямителей. Такие самодельные зарядники имеют довольно простую конструкцию, что позволяет выполнить их каждому автовладельцу.

Автомобильные аккумуляторы — это довольно простые устройства, которые состоят из заряженных свинцовых пластин, погруженных в электролит, что и позволяет батарее накапливать и отдавать напряжение при использовании автомобиля. В отдельных случаях могут отмечаться определенные сложности в работе АКБ, которая может терять заряд по следующим причинам:

Использование устаревших, исчерпавших свой ресурс батарей.
Частые и нерегулярные поездки не позволяют зарядиться АКБ.
Повышенная нагрузка на батарею, что обусловлено использованием различного электрооборудования в автомобиле.
Неисправность генератора.
Эксплуатация автомобиля в условиях экстремально низких температур.

Любая из перечисленных выше причин может привести к полной разрядке батареи, в итоге аккумулятор не сможет провернуть стартер, а завести двигатель будет невозможно. В таком случае необходимо будет снять аккумулятор с автомобиля и зарядить его в домашних условиях при помощи специального устройства.

Как происходит зарядка

При использовании на автомобиле качественного аккумулятора и отсутствия каких-либо проблем с генератором АКБ будет набирать во время движения необходимый заряд, поэтому какого-либо дополнительного обслуживания и подзарядки в данном случае не требуется. Однако зимой на АКБ приходится повышенная нагрузка, что обусловлено невозможностью прокрутить стартер на замерзшем автомобиле. Поэтому достаточно нескольких неудачных попыток завести двигатель, чтобы батарея полностью потеряла заряд, и в последующем завести машину будет уже невозможно.

Зарядка автомобильного аккумулятора будет необходима в тех случаях, когда показатель напряжения на клеммах падает ниже отметки 11,2 Вольта. В зависимости от используемых выпрямителей такая зарядка аккумулятора может выполняться импульсным или постоянным током. При этом показатель мощности работы зарядных устройств выбирается в зависимости от емкости батареи. Например, если требуется подзарядить аккумулятор емкостью в 60 Ампер/часов, то показатель тока заряда устанавливают на 6 Ампер.

Непосредственно процедура подзарядки аккумулятора не представляет какой-либо особой сложности. К аккумулятору подключают клеммы от выпрямителя и подают небольшое напряжение. За 24 или 48 часов батарея наберёт необходимую ей ёмкость и в последующем будет с легкостью прокручивать стартер, заводя двигатель автомобиля. Такое устройство отличается простотой конструкции, поэтому изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками не составит какого-либо труда.

При подзарядке аккумулятора может возникать такое неприятное явление, как сульфатизация свинцовых пластин. Появляется подобное при частичном наборе ёмкости и высоких показателях рабочего тока. В изготовленных заводским способом устройствах, где часть параметров контролируется автоматикой, при достижении определенной емкости ток автоматически уменьшается, что позволяет избежать повреждения свинцовых пластин. Если же выполняется подзарядка аккумулятора при помощи самостоятельно изготовленных выпрямителей, то необходимо вручную снижать показатель рабочего тока, что и позволит правильно выполнить всю работу.

Необходимо следить за тем, чтобы общая мощность заряда не превышала у батареи 13,2 Вольта, в противном случае может отмечаться закипание электролита, что приводит в последующем к быстрому разрушению пластин.

Схемы простейших зарядных устройств

Любое устройство выпрямитель для аккумулятора будет состоять из следующих компонентов:

Стабилизатора тока.
Блока питания.
Регулятора силы заряда.
Индикатора напряжения.
Опционально: контроль уровня заряда и автоматического отключения.

Конструкция таких выпрямителей не представляет особой сложности, поэтому нужный вам прибор можно с легкостью изготовить из подручных материалов, даже если вы обладаете начальным опытом в радиоэлектронике. Всё что вам потребуется — это простейшие схемы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, а также начальные навыки работы с паяльником.

Изготавливаем зарядник для АКБ

Выполнить такой выпрямитель не составит труда. Стоимость используемых запчастей минимальна, поэтому вы сможете существенно сэкономить в сравнении с приобретением уже готового заводского прибора.

Для этой работы вам потребуется:

Паяльник и комплект для пайки.
Несколько прочных проводов.
Диодная сборка и обмоточный трансформатор.
Проволочный разрядный реостат.
Гасящий конденсатор.
Конденсаторная батарея.
Ареометр для проверки уровня заряда.

Делаем блок питания

Блок питания можно с легкостью выполнить из диодной сборки и двух обмоточных трансформаторов. Трансформаторы подключаются к диодному и тиристорному мосту, который позволяет снизить уровень напряжения до нужных величин. Регулировка тока будет выполняться нами при помощи реостата. Помните о том, что керамические сердечники или переменные резисторы такой нагрузки выдержать не смогут, поэтому использовать их в выпрямителях для аккумуляторов не следует.

Упростить изготовление зарядника можно путем использования блоков питания от старых компьютеров. Такие блоки выдают необходимое стабильное напряжение, они полностью безопасны в использовании и отличаются простотой подключения к тиристорному блоку, который будет выпрямлять напряжение. Вам необходимо лишь помнить о том, что такие блоки питания рассчитаны на показатель тока не более 2 Ампер, поэтому можно будет выполнить лишь маломощный зарядник.

Стабилизатор напряжения

Использование проволочного реостата позволяет не только оптимальным образом уменьшить показатель выходного напряжения, но и решает проблему с большим выделением тепла от избыточной мощности. К сожалению, КПД таких приборов не слишком высок, соответственно наш реостат будет являться слабым звеном, которое часто ломается и требует замены. Впрочем, на 5—10 подзарядок проволочного реостата хватит, а в последующем буквально за копейки можно приобрести аналогичные детали и выполнить ремонт вышедшего из строя выпрямителя.

Единственный нюанс использования такого проволочного реостата состоит в том, что зарядка АКБ выполняется на меньшем токе, а это приводит к некоторому увеличению длительности такой работы.

Соответственно, если покупными устройствами зарядить аккумулятор можно буквально за сутки, то при помощи самодельного выпрямителя такая работа может затянуться на полтора-два дня.

Автоматический контроль заряда

Именно правильный контроль заряда и изменение силы мощности тока является одним из условий набора емкости батареей, которая в последующем с легкостью заводит двигатель автомобиля. Необходимо подключить в схему автомобильного зарядного устройства вольтметр или же специальные устройства для автоматического контроля заряда. Выполняется такой , отвечающий за контроль заряда, при помощи переменных резисторов R 4, которые подключаются к реле К2, что и позволяет отключать нагрузку при достижении определенной емкости батареи.

При желании в сети интернет можно найти десятки различных схем исполнения блоков питания и всего зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, которые будут различаться используемыми компонентами и принципом работы.

Необходимо лишь выполнять все такие выпрямители в точном соответствии с имеющейся схемой зарядки аккумулятора, что позволит как обеспечить безопасность использования электроприборов, так и предупредить выход из строя аккумулятора по причине подачи на него тока большой мощности.

Как сделать импульсный прибор

Популярностью сегодня пользуются импульсные автоматические зарядные устройства для аккумулятора 12 В, которые позволяют работать на высоких показателях тока, минимально греются во время работы и обладают высоким КПД. Однако их недостаток — это сложность конструкции, поэтому многим автовладельцам, которые не имеют соответствующего опыта в радиоэлектронике, сложно собрать такой импульсный выпрямитель.

Если же вы умеете читать схемы и знакомы с устройством ШИМ-генератора, то собрать такой универсальный в использовании импульсный трансформаторный выпрямитель не составит труда. В последующем работать с подобным устройством чрезвычайно просто, а сам зарядник может использоваться для работы, как с аккумуляторами от легковых автомобилей, так и с мощными АКБ от грузовиков и другой спецтехники.

Выполняя подзарядку АКБ мощным выпрямителем, следует постоянно контролировать напряжение, что позволит предупредить сульфатизацию пластин и последующий выход из строя батареи.
При транспортировке аккумулятора запрещается переворачивать его и ставить набок. Батарея должна всегда сохранять свое горизонтальное положение.
При возможности активируйте авторежим подзарядки, когда электроника полностью регулирует ток, понижая его при увеличении емкости АКБ.
Можно с легкостью использовать старый советский зарядник, который выдает качественное напряжение, при этом благодаря наличию вольтметра существенно упрощается работа с такими приборами.

Иногда проще купить, чем делать устройство с нуля своими руками. Но не всегда. Например рассмотрим автомобильные зарядки на 12 вольт. С одной стороны оно обслуживает достаточно дорогую вещь - автомобильный АКБ, который при неправильной эксплуатации может выйти из строя, причём с шумом и треском. Но с другой - глядя на схему дешёвых промышленных ЗУ, просто удивляешься, за что они берут деньги? Этот вопрос особенно справедлив для польско-китайского зарядного 6-12 В без опознавательных знаков на коробке, кроме скромной надписи Prostownik . Не знаю, что это слово означает, но звучит оно простовато:)

Зарядное устройство было принесено в ремонт, и что с ним случилось - никто не знал. Просто валялось долгое время в гараже и перестало работать. Проведём внешний осмотр.

Действительно, на корпусе только самое необходимое - сетевой предохранитель 1 ампер и шнур 220 В в задней части, а спереди кнопка переключения 6-12 В, плавкая вставка на 10 ампер и стрелочный амперметр 0-8 А. Даже клемм подключения кабеля нет.

Разбираем корпус и снимаем крышку. Внутри - та же святая простота:)

Кроме трансформатора и диодного моста ни одной не наблюдается. Хоть бы электролитический конденсатор для фильтрации поставили минимальный...

Провода почему-то оказались отсоединены от платки с диодным мостом. Как вариант, возможно произошло замыкание выходных проводов, перегрев диодов и провода отпаялись.

С замиранием проверил трансформатор на работоспособность, ведь это наиболее ценная часть любого зарядного, и если ему хана, то купить аналогичный будет очень недёшево. Трансформаторы на 20 вольт 5-10 ампер стоят минимум 10 долларов.

Слава Богу первичка показала сопротивление 22 Ома, а не бесконечность:) Теперь проверка диодов - тут тоже всё ОК. Остаётся спаять провода согласно стандартной схемы зарядного выпрямителя.

Схема заработала. Замеры показали переменное напряжение с выхода трансформатора - 13,8 В, а после выпрямителя - 13 В постоянки. Почему так мало? - спросите вы - ведь этого не достаточно для заряда автоаккумулятора. Потому что оно носит пульсирующий характер, а вольтметр показывает эффективное усреднённое значение.