Три простые схемы регулятора тока для зарядных устройств. Простое двухполярное зарядное устройство Зарядное на однополупериодном выпрямителе
Очень часто возникает проблема с зарядкой автомобильного аккумулятора, при этом зарядное устройство под рукой не имеется, как же быть в этом случае. Сегодня я решил напечатать эту статью, где намерен пояснить все известные способы зарядки автомобильного аккумулятора, интересно правда. Поехали!
СПОСОБ ПЕРВЫЙ - ЛАМПА И ДИОД
Снимок13Это один из наиболее простых способов зарядки, поскольку «зарядное устройство» по идее состоит из двух компонентов - обыкновенной лампы накаливания и выпрямительного диода. Основной недостаток данной зарядки заключается в том, что диод срезает только нижний полупериод, следовательно на выходе устройства у нас не полностью постоянный ток, но зарядить таким током автомобильный аккумулятор можно!
Лампочка - самая обыкновенная, можно взять лампу 40/60/100 ватт, чем мощнее лампа, тем больше ток на выходе, по идее лампа тут только для токогашения.
Диод, как уже сказал для выпрямления переменного напряжения, он обязательно должен быть мощным, при этом должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 Вольт! Ток диода должен быть более 10А! это обязательное условие, очень советую диод установить на теплоотвод, возможно придется его дополнительно охлаждать.
И на рисунке вариант с одним диодом, правда в этом случае ток будет в 2 раза меньше, следовательно время зарядки увеличиться (со 150 Ватной лампочкой, подсевший аккумулятор достаточно зарядить 5-10 часов, чтобы завести автомобиль даже в мороз)
Для увеличения тока заряда можно лампу накаливания заменить другой, более мощной нагрузкой - обогреватель, кипятильник и т.п.
СПОСОБ ВТОРОЙ - КИПЯТИЛЬНИК
Этот способ работает по тому же принципу, что и первый, за исключением того, что на выходе данного зарядного устройство ток полностью постоянный.
Основная нагрузка - кипятильник, при желании можно заменить лампой, как в первом варианте.
Диодный мост можно взять готовый, который можно найти в компьютерных блоках питания. ОБЯЗАТЕЛЬНО использовать диодный мост с обратным напряжением не менее 400Вольт с током НЕ МЕНЕЕ 5 Ампер, готовый мост установить на теплоотвод, поскольку он будет довольно сильно перегреваться.
Мост можно также собрать из 4-х мощных выпрямительных диодов, при этом напряжение и ток диодов должен быть таким, как в случае использования моста. Вообще, старайтесь использовать мощный выпрямитель, на столько мощный, на сколько это возможно, лишняя мощность никогда не помешает.
НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ мощные диодные сборки ШОТТКИ от компьютерных блоков питания, они очень мощные, но обратное напряжение этих диодов порядка 50-60 Вольт, поэтому они сгорят.
СПОСОБ ТРЕТИЙ - КОНДЕНСАТОР
Этот способ мне нравиться больше всех, использование гасящего конденсатора делает процесс заряда более безопасным, а из емкости конденсатора определяется ток заряда. Ток заряда легко определить по формуле
I = 2 * pi * f * C * U,
где U - напряжение в сети (Вольт), C - емкость гасящего конденсатора (мкФ), f - частота переменного тока (Гц)
Для зарядки автомобильного АКБ нужно иметь довольно большой ток (десятая часть емкости аккумулятора, например - для АКБ 60 А, ток заряда должен быть 6А), но для получения такого тока нам понадобиться целая батарея из конденсаторов, поэтому ограничимся током 1,3-1,4А, для этого, емкость конденсатора должна быть в районе 20мкФ.
Конденсатор обязательно нужен пленочный, с минимальным рабочим напряжением не менее 250 Вольт, отличный вариант конденсаторы типа МБГО отечественного производства.
Зарядное устройство 12в аккумулятора своими руками
Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.
Вот эти компоненты:
Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.
Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Сборка зарядного устройства
Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.
Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:
- Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
- Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).
Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.
Настройка выходного напряжения и зарядного тока
На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.
Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.
Защита от переполюсовки
Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.
Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.
Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.
Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.
Зарядное устройство для автомобиля
Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет постоянным напряжением, что не самый лучший режим зарядки для вашего акума. При перезаряде начинает «кипеть» электролит и в окружающее пространство начинают выделяться ядовитые пары.
Однажды в студеную зимнюю пору
Я из дому вышел, был сильный мороз!
Сажусь я в машину и ключик вставляю
Машина не с места
Ведь акум то сдох!
Знакомая ситуация, не так ли? 😉 Думаю, все автолюбители попадали в такую неприятную ситуацию. Есть два выхода: завести машину с заряженного акума соседской машины (если сосед не против), на жаргоне автолюбителей это звучит как «прикурить». Ну и второй выход — это зарядить акум. Зарядные устройства стоят не очень то и дешево. Их цена начинается с 1000 рублей. Если у вас жмет карман от денег, то проблема решена. Когда я попал в такую ситуацию, когда машина не завелась, то понял, что мне срочно нужно зарядное устройство. Но у меня не было лишней тысячи рублей на покупку зарядного устройства. В инете нашел очень простую схему, и решил собрать зарядник собственными силами. Схему трансформатора я упростил. Обмотки со второй колонны обозначаются со штрихом.
F1 и F2 — это плавкие предохранители. F2 нужен для защиты от короткого замыкания на выходе цепи, а F1 — от превышении напряжения в сети.
И вот что у меня получилось.
Теперь обо всем по порядку. Силовой трансформатор марки ТС-160 можно и ТС-180 можно выдергнуть со старых черно-белых телевизоров «Рекорд», но такового я не нашел и пошел в радиомагаз. Давайте разглядим его поближе.
Лепестки. куда паяются выводы обмоток транса.
А вот здесь прямо на трансе есть табличка, на каких лепестках какое напряжение выходит. Это значит, что при подаче на лепесток № 1 и 8 подать 220 Вольт, то на лепестках №3 и 6 мы получим 33 Вольта и максимальную силу тока в нагрузку 0,33 Ампера и тд. Но нас больше всего интересуют обмотки №13 и 14. На них мы можем получить 6,55 Вольт и максимальную силу тока 7,5 Ампер.
Для того, чтобы заряжать аккумулятор нам как раз потребуется большая сила тока. Но напряжение то у нас маленькое. Акум выдает 12 Вольт, но для того, чтобы его зарядить, напряжение зарядки должно превышать напряжение акума. 6,55 Вольт здесь никак не сгодится. Зарядник нам должен выдавать 13-16 Вольт. Поэтому мы прибегаем к очень хитрому решению. Как вы заметили, транс состоит из двух колон. Каждая колонна дублирует другую колонну. Места, где выходят выводы обмоток, пронумерованы. Для того, чтобы увеличить напряжение, нам нужно просто-напросто соединить два источника напряжения последовательно. Для этого соединяем обмотки 13 и 13′ и снимаем напряжение с обмоток 14 и 14′. 6,55 + 6,55 = 13,1 Вольт. Вот такое переменное напряжение мы получим. Теперь нам надо его выпрямить, то есть превратить в постоянный ток. Собираем Диодный мост на мощных диодах, потому как через них будет проходить приличная сила тока. Для этого нам потребуются диоды Д242А. Через них может течь прямой ток до 10 Ампер, что идеально подходит к нашему самопальному заряднику:-). Также можно отдельно купить диодный мост сразу модулем. В самый раз подойдет диодный мост КВРС5010, который можно купить на Али по этой ссылке или в ближайшем радиомагазине.
Как проверить диоды на работоспособность, думаю помнят все, кто не помнит — сюда.
Немного теории. Полностью посаженный акум обладает низким напряжением. По мере зарядки напряжение стает все больше и больше. Следовательно по Закону Ома у нас сила тока в цепи в самом начале зарядки будет очень большая, а потом все меньше и меньше. А так как диоды включены в цепь, то и через них будет проходить большая сила тока в самом начале зарядки. Согласно Закону Джоуля-Ленца будет происходить нагрев диодов. Поэтому, чтобы их не спалить, нужно отнимать от них тепло и рассеивать в окружающем пространстве. Для этого нам нужны радиаторы. В качестве радиатора я раздраконил нерабочий комповский блок питания и использовал его жестяной корпус.
Не забудьте подключить амперметр последовательно нагрузке. Мой амперметр без шунта. поэтому все показания я делю на 10.
Зачем нам амперметр? Для того, чтобы узнать, зарядился ли наш акум или нет. Когда акум полностью разряжен, он начинает жрать (слово «кушать» думаю здесь неуместно) ток. Жрет он порядка 4-5 Ампер. По мере зарядки он кушает все меньше и меньше силы тока. Поэтому, когда стрелка прибора покажет на 1 Ампер (в моем случае на шкале 10), то акум можно считать заряженным. Все гениально и просто:-).
Выводим две зацеплялки для клемм акума с нашего зарядника, в нашем магазе радио они стоят 6 руб за штуку, но я советую взять покачественнее, так как эти быстро ломаются. При зарядке не путайте полярность. Лучше как-нибудь пометить зацеплялки или взять разных цветов.
Если все правильно собрано, то на зацеплялках мы должны увидеть вот такую форму сигнала (по идее верхушки должны быть сглажены, так как синусоида). но разве что-то предъявишь нашему провайдеру электричества))). В первый раз видите что-то подобное? Бегом сюда!
Импульсы постоянного напряжения лучше заряжают акум, чем чистый постоянный ток. А как получить чистый постоянный из переменного описано в статье Как получить из переменного напряжения постоянное.
Ниже на фото акум почти уже заряжен. Замеряем его потребляемую силу тока. 1,43 Ампера.
Оставим еще чуток на зарядку
Не поленитсь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Так как транс такого рода считается силовым, то при замыкании вторичной обмотки, которую мы вывели на зарядку акума, сила тока будет бешенной и возникнет так называемое Короткое замыкание. У Вас махом начнет плавиться изоляция и даже провода, что может привести к печальным последствиям. Не проверяйте на искру напряжение на зацеплялках зарядника. По возможности не оставляйте без присмотра сей девайс. Ну да, дешево и сердито;-). Можно при большом желании доработать этот зарядник. Поставить защиту от КЗ, самовыключение при полной зарядке акума и тд. По себестоимости такой зардяник получился на 300 руб и 5 часов свободного времени на сборку. Зато теперь даже в самый лютый мороз можно спокойно завести машинку с полностью заряженным акумом.
Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.
Читайте также на сайте:
Особенности работы моего ветрогенератора
Анемометр — измеритель скорости ветра
Сколько энергии дают солнечные батареи 400Вт
Контроллер ФОТОН 150-50
Попытка восстановления клеммы аккумулятора
Защита аккумулятора от глубоких разрядов
Контроллер фотон как DC-DC преобразователь
Автоматы защиты от КЗ в солнечной электростанции
Модернизация и обновление электростанции весна 2017
ИБП CyberPower CPS 600 E бесперебойник с чистым синусом
Устройство плавного пуска, запуск холодильника от инвертора
Где я покупаю неодимовые магниты
Состав и устройство моей солнечной электростанции
Сколько нужно солнечных батарей для холодильника?
Выгодны ли солнечные батареи?
Ветрогенератор на основе асинхронного двигателя с деревянным винтом
Подборка ваттметров постоянного тока с алиэкспресс
Как сделать диодный мост
Как сделать диодный мост для преобразования переменного напряжения в постоянное, однофазный и трехфазный диодный мост. Ниже классическая схема однофазного диодного моста.
Как видно на рисунке соединены четыре диода, на вход подается переменное напряжение, а на выходе уже плюс и минус. Сам диод это полупроводниковый элемент, который может через себя пропускать только напряжение с определенным значением. В одну сторону диод может пропускать через себя только минусовое напряжение, а плюс не может, а в обратную наоборот. Ниже диод и его обозначение в схемах. Через анод может пропускаться только минус, а через катод только плюс.
Переменное напряжение это такое напряжение где с определенной частотой меняется плюс с минусом. Например частота нашей сети 220вольт равна 50герц, то-есть 50 раз за секунду меняется полярность напряжения с минуса на плюс и обратно. Чтобы выпрямить напряжение, направить плюс на один провод, а плюс на другой нужны два диода. Один подключаетя анодом, второй катодом, таким образом когда на проводе появляется минус, то он идет по первому диоду, а второй минус не пропускает, а когда на проводе появится плюс, то наоборот первый диод плюс не пропускает, а второй пропускает. Ниже схема принципа работы.
Для выпрямления, а точнее распределения плюса и минуса в переменном напряжении нужны всего два диода на один провод. Если провода два то соответственно по два диода на провод, всего четыре и схема соединения выглядит ромбиком. Если три провода, то шесть диодов, по два на провод и того получится трехфазный диодный мост. Ниже схема соединения трехфазного диодного моста.
Диодный мост как видно из картинок очень прост, это простейшее устройство для преобразования переменного напряжения от трансформаторов или генераторов в постоянное. Переменное напряжение имеет частоту смены напряжения с плюса на минус и обратно, поэтому эти пульсации передаются и после диодного моста. Чтобы сгладить пульсации если это нужно ставят конденсатор. Конденсатор ставят параллельно, то-есть одним концом к плюсу на выходе, а вторым концом к плюсу. Конденсатор здесь служит как миниатюрный аккумулятор. Он заряжается и во время паузы между импульсами питает нагрузку разряжаясь, таким образом пульсации становятся незаметными, и если вы подсоединяете например светодиод, то он не будет мерцать и в другая электроника будет правильно работать. Ниже схема с конденсатором.
Также хочу отметить что напряжение пропущенное через диод немного понижается, для диода Шоттки это около 0,3-0,4вольта. Таким образом можно диодами понижать напряжение, скажем 10 последовательно соединенных диодов понизят напряжение на 3-4вольта. Нагреваются диоды именно из-за падения напряжения, скажем через диод идет ток силой 2ампера, падение 0,4вольта, 0,4*2=0,8ватт, таким образом на тепло уходит 0,8ватт энергии. А если 20ампер пойдет через мощный диод, то потери на нагрев будут уже 8ватт.
Е-ветерок.ру Ветрогенератор своими руками
Энергия ветра и солнца — 2013г. Контакты: Google+ / Вконтакте
Лада Приора Хэтчбек Ракета › Бортжурнал › Зарядное устройство своими руками
Купил сегодня тестер и сел паять зарядник из останков сабвуфера раскуроченого ранее. Немного теории для тех кто решит повторить. Зарядное устройство. Он же блок питания по сути состоит из двух модулей. Первый это трансформатор, его задача понизить напряжение до необходимых в нашем случает 12 вольт. Второй это диодный мост, нужен он для того чтоб переменное напряжение преобразовать в постоянное. Можно конечно все усложнить и наставить всяких фильтров лампочек и приборов. Но мы этого делать не будем ибо лень.
Берем трансформатор. Первое что нам нужно найти первичную обмотку. На нее мы будет подавать 220 в из розетки. Ставим тестер в режим измерения сопротивления. И прозванивает все провода. Находим ту пару которая дает самое большее сопротивление. Это и есть первичная обмотка. Далее прозваниваем остальные пары и запоминаем/записываем что с чем звонилось.
После того как нашли все пары подаем на первичную обмотку 220 в. Переводим тестер в режим измерения переменного напряжения и меряем сколько вольт на вторичных обмотках. В моем случае на всех парах было 12 в. Взял одну с самыми толстыми проводами остальные обрезал и заизолировал
с этим закончили переходим к диодному мосту.
Выпаял из платы сабвуфера 4 диода
скрутил вместе в диодный мост и пропаял соединения
Схема диодного моста и график изменения структуры синусоиды
вот что получилось у меня
осталось все соединить и проверить на работоспособность
То что получилось у меня
Включаем в сеть замеряем напряжение. Слева относительно последнего фото на диодном мосту будет минус. Справа плюс. Напаеваем туда провода которые в дальнейшем будем сажать на плюс и минус нашего акб.
Один из проводов на акб желательно пустить через лампочку чтоб убереч акб от передоза электричества
Вот что получилось в итоге
И последнее испытание с подключенной светодиодной лентой
Простое в изготовлении зарядное устройство позволяет восстановить техническое состояние автомобильного аккумулятора за ночь.
Характеристика устройства
Напряжение сети, В_ 180-230
Мощность трансформатора, Вт.......... 30-100
Напряжение аккумуляторов, В......... 6/12
Ток заряда макс, средний, А............ 2
Ток заряда импульсный макс, А....... 5
Ток разряда, мА............................... 30-50
Время восстановления, ч................. 6-12
Аккумулятор:_а) открытого типа; б) закрытого типа; в) гелиевый
Емкость аккумулятора, а*час............. от 10 до 240
Длительное хранение или эксплуатация автомобильных аккумуляторов приводит к возникновению на пластинах и на клеммах кристаллического сульфата свинца, который препятствует нормальной эксплуатации аккумулятора. При плохом контакте клеммы аккумулятора, покрытые сульфатом, можно почистить напильником с крупной насечкой или наждачной бумагой, а вот снять сульфат с пластин аккумулятора таким методом невозможно. Из-за высокого внутреннего сопротивления, созданного плохой проводимостью кристаллов сульфата, машина, возможно, и заведется, но не более одного раза.
В зимнее время, при повышенной вязкости масел заводка двигателя практически невыполнима.
Высокое внутреннее сопротивление снижает напряжение на клеммах аккумулятора, при подключении нагрузки - ниже допустимых пределов, стартер при таком напряжении источника тока не в состоянии провернуть вал двигателя. Надеяться, что аккумулятор восстановится в пути, при таком состоянии пластин нереально. Если рассматривать генератор автомобиля как источник питания, зарядить аккумулятор возможно, а вот снять кристаллизацию пластин он не сможет в полном объеме из-за недостаточного напряжения генератора и постоянного, по форме, тока трехфазного генератора.
Поверхностная (рабочая) сульфа-тация пластин снимается при рабочем напряжении зарядки аккумулятора в 13,8-14,2 В, а внутренняя кристаллизация пористой структуры пластин на такое напряжение слабо реагирует из-за высокого сопротивления кристаллов и низкого напряжения заряда.
Для восстановления пластин -снятия кристаллизации - требуется нестандартное напряжение источника тока заряда с возможностью регенерации пластин.
Добавлять напряжение генератора автомобиля ни в коем случае нельзя - из-за опасности повреждения электрического и электронного оборудования автомобиля нестандартным напряжением.
Выход прост - восстановить аккумулятор внешним зарядным устройством с повышенным напряжением источника тока. К таким приборам относятся импульсные зарядные устройства.
Хорошо ускоряет восстановление пластин аккумуляторов наличие разрядной составляющей тока величиной, не превышающей 10% от зарядного тока.
Средний ток заряда при снятии сульфэтации пластин не превышает рекомендуемый для заряда заводом -изготовителем, а напряжение заряда в импульсе превышает стандартное почти в два раза, что ускоряет перевод кристаллов сульфата свинца в аморфный свинец. Время импульса невелико и такая зарядка с восстановлением не приводит к излишнему нагреву аккумулятора и короблению пластин.
Импульсное восстановление позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора и восстановить его nрабочее состояние. Устранение крупнокристаллической сульфатации элементов аккумулятора снижает внутреннее сопротивление до рабочего состояния, устраняется саморазряд и межэлектродные замыкания, повышается напряжение под нагрузкой, что облегчает запуск автомобиля.
Предлагаемое зарядное устройство позволяет выполнить эти условия. Данное устройство не предназначено для питания радиоэлектронных устройств.
Принципиальная схема
Принципиальная схема зарядного устройства (рис. 1) состоит из силового трансформатора Т1 с внешними цепями коммутации SA1 и защиты от перегрузки FU1.
Выходные обмотки трансформатора коммутируются переключателем SA2 в зависимости от напряжения заряжаемого аккумулятора GB1. Выпрямитель импульсного тока VD1 выполнен на одном диоде для выполнения требуемой технологии восстановления пластин аккумулятора.
Разрядный ток небольшой амплитуды создается цепью, состоящей из диода VD2, обратной полярности и ограничительного резистора R1, назначение котсрого - ускоренное восстановление пластин аккумулятора.
Второе назначение этой цепи в схеме - устранение перемагничивание железа трансформатора Т1 от действия однополупериодного выпрямителя на диоде VD1.
При этом снижается необходимость в установке в схеме трансформатора повышенной мощности, устраняется перегрев, повышается КПД.
Двухполупериодные диодные мосты, используемые в заводских зарядных устройствах, из-за отсутствия временного разрыва между импульсами зарядного тока не позволяют вести рекристаллизацию пластин, что приводит к преждевременному электролизу электролита, кипению и нагреву аккумулятора. При использовании аккумуляторов с гелиевым наполнителем или отсутствием воздушных пробок (закрытого типа) это недопустимо, из-за возможной разгерметизации корпуса.
Однополупериодная импульсная схема восстановления, с перерывами между импульсами, равными по времени периоду положительного импульса тока, снижает температуру электролита и увеличивает время на рекомбинацию (перестроение) ионов электролита. Разрядная составляющая тока восстановления позволяет ионам электролита накапливать потенциальную энергию, направленную на расплавление "застарелых" кристаллов сульфата свинца.
Контроль зарядного тока выполнен на гальваническом приборе РА1 с внутренним шунтом. Индикация включения выполнена на светодиоде красного свечения HL1, по его яркости также можно судить о напряжении заряда и наличии тока в цепи заряда. Конденсатор С1 в первичной цепи обмотки трансформатора и конденсатор С2 в цепи нагрузки снижают уровень помех, возникающих при переключении тока выпрямительным диодом VD1, VD2.
Аккумулятор GB1 подключается к зарядному устройству с помощью зажимов типа "Крокодил".
Восстановление аккумулятора возможно производить без снятия с автомобиля, предварительно положительную клемму питания автомобиля нужно отключить.
Детали устройства
В схеме зарядного устройства на однополупериодном выпрямителе отсутствуют покупные радиодетали, используются от отслуживших свой срок электронных приборов.
Силовой трансформатор Т1 использован от ламповых радиоприемников: железо предварительно разбирается, сетевая обмотка используется без изменений, повышающая и накальная аккуратно удаляются послойно - перекусыванием кусачками витков, вместо них наматывается новая обмотка проводом сечением 0,5-0,6 мм до заполнения с отводом (примерно) от середины. Проводится обратная сборка железа. Несколько Ш-образных листов не войдут из-за отсутствия стяжки - это не повлияет на характеристики трансформатора. При подключенном сетевом напряжении вторичное nнапряжение на отводах должно быть в пределах 8-10 В и 16-20 В.
Коммутационные переключатели SA1, SA2 использованы от сетевых тумблеров на ток в 3 А. Импульсный диод VD1 - диоды КД202-248. Диод VD2 - Д7, Д226, КД226. В крайнем случае, используются кремневые выпрямительные диоды от компьютерных блоков питания. Конденсатор С1 типа К17 с напряжением 250-400 В. Светодиод индикации HL1 допустимо установить любого свечения. При отсутствии в наличии амперметра указанного тока, используется любой гальванометр от магнитофонов (индикация выходного сигнала) с искусственным шунтом в виде спирали из проволоки диаметром 0,6-1 мм - 10 витков на каркасе диаметром 1,6 см. В разрыв положительной шины зарядного тока подключается временно тестер и сверяются показания зарядного тока. Количество
витков обмотки шунта необходимо подогнать по показаниям действующего амперметра.
Зарядка аккумулятора
Наличие амперметра позволяет отследить процесс рекристаллизации пластин - в начальный момент ток заряда имеет минимальное значение, далее по мере очистки пластин электродов от кристаллизации ток возрастет до максимального значения и через время, определяемое состоянием аккумулятора, ток начнет падать практически до нулевого значения, что и будет индикацией окончания восстановления аккумулятора.
При неверной полярности подключения аккумулятора GB1 светодиод гореть не будет, стрелка амперметра повернется влево - на разряд. Продолжительно, в неверном подключении, аккумулятор держать нельзя, незаряженное состояние может привести к переполюсовке электродов и полной невозможности дальнейшего использования аккумулятора.
После нескольких часов восстановления емкости аккумулятора элементы схемы проверяются на нагрев, при удовлетворительных результатах восстановление продолжают.
Ввиду небольшого количества элементов схема собрана в корпусе от блока питания компьютера или типа БП-1 навесным монтажом с установкой тумблеров, светодиода HL1, гальванометра РА1 на передней панели, предохранитель крепится на задней стенке. Диод VD1 устанавливается на радиатор размерами 50*30*20 мм.
Соединение зарядного устройства с аккумулятором выполнено многожильным проводом в виниловой изоляции сечением 2,5 мм.
По окончании зарядки в первую очередь отключается сеть, затем снимаются зажимы с клемм аккумулятора.
Владимир Коновалов, Александр Вантеев
г. Иркутск-43, а/я 380
При нормальных условиях эксплуатации, электрическая система автомобиля самодостаточна. Речь идет об энергоснабжении – связка из генератора, регулятора напряжения, и аккумуляторной батареи, работает синхронно и обеспечивает бесперебойное питание всех систем.
Это в теории. На практике, владельцы автомобилей вносят поправки в эту стройную систему. Или же оборудование отказывается работать в соответствии с установленными параметрами.
Например:
- Эксплуатация аккумуляторной батареи, которая исчерпала свой ресурс. Элемент питания «не держит» заряд
- Нерегулярные поездки. Длительный простой автомобиля (особенно в период «зимней спячки») приводит к саморазряду АКБ
- Автомобиль используется в режиме коротких поездок, с частым глушением и запуском мотора. АКБ просто не успевает подзарядиться
- Подключение дополнительного оборудования увеличивает нагрузку на АКБ. Зачастую приводит к повышенному току саморазряда при выключенном двигателе
- Экстремально низкая температура ускоряет саморазряд
- Неисправная топливная система приводит к повышенной нагрузке: автомобиль заводится не сразу, приходится долго крутить стартер
- Неисправный генератор или регулятор напряжения не позволяет нормально заряжать аккумулятор. К этой проблеме относятся изношенные силовые провода и плохой контакт в цепи заряда
- И наконец, вы забыли выключить головной свет, габариты или музыку в автомобиле. Для полного разряда аккумулятора за одну ночь в гараже, иногда достаточно неплотно закрыть дверь. Освещение салона потребляет достаточно много энергии.
Любая из перечисленных причин приводит к неприятной ситуации: вам надо ехать, а батарея не в силах провернуть стартер. Проблема решается внешней подпиткой : то есть, зарядным устройством.
Во вкладке четыре проверенных и надежных схем зарядных устройств для автомобиля от простой до самой сложной. Выбирай любую и она будет работать.
Простая схема зарядного устройства на 12В.
Зарядное устройство с регулировкой тока зарядки.
Регулировка от 0 до 10А осуществляется изменением задержки открывания тринистора.
Схема зарядного устройства для аккумулятора с самоотключением после зарядки.
Для заряда аккумуляторов емкостью 45 ампер.
Схема умного зарядного устройства, которое предупредит о не правильном подключении. 
Его совершенно несложно собрать своими руками. Пример зарядного устройства сделанного из бесперебойника.
Длительное хранение или эксплуатация автомобильных аккумуляторов приводит к возникновению на пластинах и на клеммах кристаллического сульфата свинца. При отсутствии контакта клеммы можно почистить напильником с крупной насечкой или наждачной бумагой, а вот очистить пластины таким методом невозможно.
Нагрузка на аккумулятор во время заводки автомобиля составляет 120-150 ампер, то есть почти 1,5 киловатта и зависит от состояния двигателя.
Из-за внутреннего сопротивления, созданного плохой проводимостью кристаллов сульфата свинца, автомашина, возможно, и заведётся но не более одного раза, снижается напряжение на клеммах аккумулятора, при подключении нагрузки - ниже допустимых пределов, стартер при таком напряжении источника тока не в состоянии провернуть вал двигателя.
Надеяться, что аккумулятор зарядится в пути при таком состоянии пластин нереально.
Если рассматривать генератор автомобиля как источник питания, зарядить аккумулятор возможно, а вот снять «застаревшую» кристаллизацию пластин он не в состоянии.
Поверхностная (рабочая) сульфатация пластин снимается при рабочем напряжении зарядки аккумулятора в 13,8-14,2 Вольт, а внутренняя кристаллизация пористой структуры пластин на такое напряжение слабо реагирует из-за высокого сопротивления кристаллов сульфата свинца и низкого напряжения заряда.
Для восстановления пластин - снятия кристаллизации требуется нестандартное напряжение источника тока заряда.
Добавлять напряжение генератора ни в коем случае нельзя - из-за опасности повреждения электрического и электронного оборудования автомобиля нестандартным напряжением, это иногда случается при повреждении реле-регулятора напряжения.
Выход прост -зарядить аккумулятор внешним зарядным устройством с повышенным напряжением источника.
Средний ток заряда при снятии сульфатации пластин не превышает рекомендуемый для заряда заводом - изготовителем, а напряжение заряда в импульсе превышает стандартное почти в половину. Время импульса невелико и такая зарядка с восстановлением не приводит к излишнему нагреву аккумулятора, и короблению пластин.
Двухполярное восстановление пластин позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора и поддержать его рабочее состояние. Повышенное напряжение источника зарядного тока позволяет передать в импульсе мощность, достаточную, для расплавления и перевода кристалла сульфата свинца в аморфный свинец.
Устранение крупнокристаллической сульфатации элементов аккумулятора, снижает внутреннее сопротивление до рабочего состояния, устраняется саморазряд и межэлектродные замыкания, повышается напряжение под нагрузкой, что облегчает запуск автомобиля.
Предлагаемая схема позволяет выполнить эти условия с небольшими затратами из радиодеталей используемых от отслуживших свой срок электронных приборов.
Характеристики устройства:
1. Напряжение сети 210- 230 вольт.
2. Мощность трансформатора 50-100 ватт
3. Напряжение аккумуляторов 6/12 вольт.
4. Ток заряда макс. средний 1 ампер
5. Ток разряда 12 мА.
6. Ток заряда импульсный макс. 3 ампера
7. Время восстановления 6- 18 часов.
8. Аккумулятор: а) открытого типа;б) закрытого типа; в) гелиевый.
9. Ёмкость аккумулятора от 2 до 100 А/час.
Зарядное устройство не предназначено для питания радиоэлектронных устройств.
Принципиальная схема зарядного устройства состоит из силового трансформатора Т2 и защиты от перегрузки FU1.Снижение помех коммутации достигается введением фильтра на двухзвенном трансформаторе Т1 и конденсаторах С1,С2.
Выходная обмотка трансформатора подключена одним выводом - через зарядный тиристор VD1, к минусовой шине аккумулятора GB1, вторым выводом - через прибор контроля зарядного тока PA1, к плюсу аккумулятора.. Выпрямитель импульсного тока обратной полярности -VD2 подаёт в аккумулятор GB1 разрядный ток ограниченный резистором R3. Двухполярный ток облегчает восстановление пластин аккумулятора и защищает трансформатор T1 от перемагничивания железа, как в случае однополярного тока. Выпрямитель импульсного тока восстановления выполнен на одном диоде VD2, что ведёт к ускоренному восстановлению пластин аккумулятора, снижению нагрева как в с использованием моста из четырёх диодов. Диодные мосты, используемые в заводских зарядных устройствах, из-за отсутствия временного разрыва между импульсами зарядного тока не позволяют вести рекристаллизацию пластин, что приводит к преждевременному электролизу электролита, кипению и нагреву аккумулятора. При использовании аккумуляторов с гелиевым наполнителем или отсутствием воздушных пробок (закрытого типа) - это недопустимо, из-за возможной разгерметизации корпуса.
Однополупериодная импульсная схема восстановления, в данном случае с регулятором тока на тиристоре, с перерывами между импульсами равными по времени периоду положительного импульса тока, снижает температуру электролита и увеличивает время на рекомбинацию (перестроение) ионов электролита.
Регулирование тока происходи за счёт изменения времени заряда конденсатора С3, резистором R1. Контроль зарядного тока выполнен на гальваническом приборе РА1 с внутренним шунтом.
Аккумулятор подключается к зарядному устройству с помощью зажимов типа «Крокодил». Восстановление аккумулятора возможно производить без снятия с автомобиля, предварительно положительную клемму питания автомобиля отключить.
Детали устройства
В схеме зарядного устройства отсутствуют покупные радиодетали.
Силовой трансформатор Т1 использован от ламповых радиоприёмников:железо предварительно разбирается, сетевая обмотка используется без изменений, повышающая и накальная аккуратно удаляются послойно - перекусыванием кусачками витков, вместо них наматывается проводом сечением 0,5мм -0,6 мм обмотка до заполнения с отводом (примерно) от середины, количество витков новой вторичной обмотки 2х 9 вольт переменного тока должна соответствовать виткам удалённой обмотки накала ламп на 6,3 вольта.. Далее проводится обратная сборка железа, несколько листов ш- образного железа не войдут - это не повлияет на характеристики трансформатора. При подключенном сетевом напряжении вторичное напряжение на отводах должно быть в пределах 2х 18вольт.
Заводской трансформатор типа ТПП243 или ТН.
Коммутационный переключатель SA1 использован от сетевых тумблеров на ток в 3 ампера.
Конденсатор С1 типа К17 с напряжением 250 - 400Вольт.
Светодиод индикации HL1 допустимо установить любого свечения.
При отсутствии в наличии амперметра указанного тока, используется любой гальванометр от магнитофонов (индикация выходного сигнала), поскольку обмотка такого прибора не выдержит ток заряда, параллельно выводам прибора подключается шунт состоящий из 5-8 витков провода сечением 0,6-1,0 мм. В разрыв положительной шины зарядного тока подключается временно тестер и сверяются показания зарядного тока. Количество витков обмотки шунта необходимо подогнать по показаниям действующего амперметра.
Зарядка аккумулятора
Наличие амперметра позволяет отследить процесс рекристаллизации пластин - в начальный момент ток заряда имеет минимальное значение, далее по мере очистки пластин электродов аккумулятора от кристаллизации, ток возрастёт до максимального значения, и через время, определяемое состоянием аккумулятора, ток начнёт падать практически до нулевого значения, что и будет индикацией окончания времени восстановления аккумулятора.
При отсутствии гальванометра ток заряда можно проверить тестером и при удовлетворительных показателях установить в разрыв перемычку.
При неверной полярности подключения аккумулятора GB1 светодиод гореть не будет, стрелка амперметра повернётся влево - на разряд. Длительно, в неверном подключении, аккумулятор держать нельзя, незаряженное состояние может привести к переполюсовке электродов и полной невозможности дальнейшего использования.
После нескольких часов восстановления ёмкости аккумулятора элементы схемы проверяются на нагрев, при удовлетворительных результатах восстановление продолжают.
Ввиду небольшого количества элементов схема собрана в корпусе от блока питания компьютера или типа БП-1 навесным монтажом с установкой тумблеров SA1, светодиода HL1, высокочастотного гальванометра РА1 типа Т210-М1 на передней панели. Предохранитель FU1 крепится на задней стенке, переменный резистор типа СП-3.
Соединение зарядного устройства с аккумулятором выполнено многожильным проводом в виниловой изоляции сечением 2,5мм с зажимами типа «крокодил» на концах.
По окончании зарядки в первую очередь отключается сеть, затем снимаются зажимы с клемм аккумулятора.
Трансформатор допустимо установить заводской, мощностью 70-120 ватт типа ТПП, ТН, ТС. Вторичная обмотка используется на напряжение 15-18 Вольт для зарядки аккумуляторов для зарядки аккумуляторов 6-12 вольт.
Если аккумулятор не имел сбоев в работе, желательно провести профилактику, к примеру при стоянке на даче подключить на ночь. Основное требование при эксплуатации зарядных устройств - правильная полярность подключения. Недопустимо закрывать вентиляционные устройства корпуса. Внешний вид зарядного устройства во включенном состоянии указано на фотографии зарядного устройства.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VD1 | Тиристор | Т122-25 | 1 | В блокнот | ||
| VD2 | Диод | КД226Б | 1 | В блокнот | ||
| HL1 | Светодиод | АЛ307БМ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Переменный резистор | 3.3 кОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 20 Ом | 1 | 1 Ватт | В блокнот | |
| R3 | Резистор | 910 Ом | 1 | 1 Ватт | В блокнот | |
| R4 | Резистор | 3.3 кОм | 1 | 1 Ватт | В блокнот | |
| C1, C2 | Конденсатор | 0.01 мкФ | 2 |
