Простое автоматическое зарядное устройство

Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.

Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Список необходимых деталей:

• R1 = 4,7 кОм;
• Р1 = 10K подстроечный;
• T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
• Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
• TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
• Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
• Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
• C1 = 100uF/25V.
• R2, R3 — 3 кОм
• HL1 — АЛ307Г
• HL2 — АЛ307Б

В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».

Изменённая схема

Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.

Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.

При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.

При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.

Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!

Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com

Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки

Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.

—>Автозапчасти и СТО —>

По этой схеме собрать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А (размеры трансформатора внушительные, примерно 15х15х15 см. и выше). Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Настройка прибора сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру (мультиметру, авометру).

Совсем элементарная схема простейшего зарядного устройства АКБ автомобилей

Диоды Д 242, Д 242А, конденсатор электролитический 2200 мкф 25 В

1 обмотка на 220 В, 2 обмотка 15 В от 6 А и можно до 15 А, ТС 180-2 от старого лампового ЧБ телевизора вполне подойдёт.

Данная схема ЗУ имеет большие пульсации на выходе.

Схема ЗУ с автоматическим отключением АКБ

Пусковое устройство

Применение пускового устройства будет особенно полезно автолюбителям, занимающимся эксплуатацией автомобиля в зимнее время года, так как оно продлевает срок службы аккумулятора, а также позволяет без проблем заводить холодный автомобиль зимой, даже при не полностью заряженном аккумуляторе. Из опыта известно, что при минусовой температуре аккумулятор снижает свою отдачу на 25. 40%. А если он еще не полностью заряжен, то не сможет обеспечить требуемый для пуска двигателя начальный ток 200 А. Этот ток потребляет стартер в начальный момент раскрутки вала двигателя (номинальный ток потребления стартером около 80 А, но в момент пуска он значительно больше).

Простейшие расчеты показывают, что, для того чтобы пусковое устройство эффективно работало при подключении его параллельно с аккумулятором, оно должно обеспечивать ток не менее 100А при напряжении 10. 14В. При этом номинальная мощность используемого сетевого трансформатора Т1 (рис.1) должна быть не менее 800 Вт. Как известно, номинальная рабочая мощность трансформатора зависит от площади сечения магнитопровода (железа) в месте расположения обмоток.

Рис.1.

Сама схема пускового устройства довольно проста, но требует правильного изготовления сетевого трансформатора. Для него удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРА — при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается). Перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего его обматываем лакотканью или стеклотканью.

Первичная обмотка трансформатора содержит примерно 260. 290 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5. 2,0 мм (провод может быть любого типа с лаковой изоляцией). Намотка распределяется равномерно в три слоя, с межслойной изоляцией. После выполнения первичной обмотки, трансформатор необходимо включить в сеть и замерить ток холостого хода. Он должен составлять 200. 380 мА. При этом будут оптимальные условия трансформации мощности во вторичную цепь.

Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше — домотать до получения указанной величины. При этом следует учитывать, что зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной — даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.

При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнять заново.

Вторичная обмотка наматывается изолированным многожильным медным проводом сечением не менее 6 кв. мм (например типа ПВКВ с резиновой изоляцией) и содержит две обмотки по 15. 18 витков. Наматываются вторичные обмотки одновременно (двумя проводами), что позволяет легко получить их симметричность — одинаковые напряжения в обоих обмотках, которое должно находиться в интервале 12. 13,8В при номинальном сетевом напряжении 220В. Измерять напряжение во вторичной обмотке лучше на временно подключенном к клеммам Х2, Х3 нагрузочном резисторе сопротивлением 5. 10 Ом.

Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок («плюс» диода соединен с крепежной гайкой).

Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными (лучше, если медные), с сечением не менее 10 кв. мм (не путать с диаметром). На концах провода, после облуживания, припаиваются соединительные наконечники. Контакты включателя S1 должны быть рассчитаны на ток не менее 5А, например типа Т3.

Зарядно-пусковое устройство Старт УПЗУ-У3 — схема, описание

Устройство предназначено для зарядки аккумулятора током не более 30А, также для пуска стартера дополнительным током 50А при наличии заряженного аккумулятора.

Автоматическое зарядное устройство своими руками для автомобильного аккумулятора

Популярные схемы зарядных устройств

На сегодняшний день рынок переполнен огромным выбором самых различных автоматических зарядных устройств (ЗУ) для автомобильного аккумулятора. Они различаются по конструктивным особенностям, скорости работы и ценам. Впрочем, всегда есть любители собрать или отремонтировать что-то своими руками. Для этой категории наших читателей мы разберём несколько самых популярных видов приспособлений, но прежде поговорим о их классификации и предназначении.

Все ЗУ делятся по виду работы:

1. Трансформаторные – тяжёлые стационарные агрегаты. Устанавливаются в производственных помещениях или автосервисах.
2. Импульсные – имеют небольшой размер, ими пользуются рядовые автомобилисты.

По скорости ЗУ бывают ускоренные и кондиционирующие.

Кроме того, зарядки могут быть:

1. Обычные. К ним мы все привыкли и пользуемся ими в повседневной жизни.
2. Пусковые. Ими можно привести в чувство подсевший накопитель. Используются для запуска двигателя. Они очень удобны в мороз, когда не хочется ничего откручивать или элементарно нет времени.
3. Зарядно-пусковые. Универсальные, эффективны в обоих случаях.

Мы разберём три популярных схемы:

1. Автоматическое зарядное устройство для аккумулятора в 12 В. Это надёжный прибор, способный к саморегуляции и имеющий функцию отключения на нужной отметке. Собираться он будет в два этапа, путём соединения двух отдельных агрегатов.
2. ЗУ из компьютерного блока питания. Здесь подойдут только блоки, в основе которых находятся микросхемы TL494 и KA7500. Это также незамысловатый в изготовлении и достаточно умный девайс.
3. ЗУ на микроконтроллере. Его можно приобрести как конструктор, с подробной приложенной инструкцией и по заметно меньшей цене, хотя ничто не мешает отыскать все элементы в тайных закромах своего гаража. Данное конструирование потребует от вас некоторых умений и навыков.

На сегодняшний день существует огромное количество разнообразных рабочих схем. Мы подобрали для вас три самые популярные и доступные, но при этом обладающие внушительным функционалом.

Простое автоматическое зарядное устройство

ПАЗУ состоит из трансформатора и диодного моста. Конечно, можно использовать неавтоматический прибор и не знать проблем, но это связано с потерей лишнего времени. Мы подробно разберём изготовление по отдельности неавтоматического агрегата и автомата к нему. Предлагаемый нами автомат подойдёт к любому отставшему от времени и морально устаревшему механизму. Из трёх представленных вам конструкций эти являются самыми простыми для понимания новичка.

Схема автоматического зарядного устройства для аккумуляторов

Начнём с неавтоматического приспособления как основы для всей структуры. Такое ЗУ – надёжный модуль, незаслуженно теряющий свою популярность, но ещё применяемый многими автолюбителями. После небольшой модернизации этот девайс займёт своё заслуженное место в XXI веке.

Схема автоматического зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Данный прибор не является ЗУ сам по себе. Он представляет собой автоматическую установку, подключаемую к любому заряднику старого образца и позволяющую использовать его в автоматическом режиме.

На чертеже изображён блок регулировки без самого зарядника. Каждая часть блока работает независимо друг от друга:

• первая LM317 – стабилизатор тока;
• резистор – 1,25 Ом, чем выше ток, тем мощнее резистор (1 А – 5 Вт);
• вторая LM317 – стабилизатор напряжения;
• на вход подключается нагрузочный резистор 1 кОм.

Список радиодеталей

• понижающее трансформаторное устройство (от 220 до 13,8 вольт);
• диодный мост;
• стрелочный или цифровой амперметр;
• три провода: два с зажимами для клемм и один с вилкой;
• плавкий предохранитель;
• железный или пластиковый корпус для всей конструкции.

Для сборки автоматического зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам понадобятся:

• первая LM317 (стабилизатор тока);
• резистор;
• вторая LM317;
• провод для сети.

Всё необходимое сегодня можно свободно приобрести в специализированных магазинах или заказать на интернет-площадках. Хотя многие мастера умудряются сэкономить и на этом, снимая комплектующие с отслужившей техники.

Сборка

Сборка включает в себя несколько этапов:

1. Собираем механизм. Объединяем трансформатор с диодным мостом, к которому крепим два провода с «крокодилами». Для определения силы тока подключаем амперметр. Затем устанавливаем питание и предохранитель. Помещаем всю конструкцию в короб из пластика или металла.
2. Объединяем стабилизатор тока с резистором и стабилизатор напряжения. Далее выставляется необходимое напряжение.
3. Соединяем простое ЗУ и автомат. В результате получаем автоматическое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Получившийся гибрид будет саморегулируемым. Главное, проверьте, полны ли банки электролитом, и выкрутите пробки, если таковые предусмотрены производителем. В принципе, данный автомат можно использовать в комплексе с любым устройством, как самодельным, так и покупным, что является несомненным его плюсом. Да и всегда приятно собрать автоматическое ЗУ для автомобильного аккумулятора своими руками.

Зарядное устройство из компьютерного блока питания

В наше время цифровых технологий в каждом доме имеются отработанные или запасные части от персонального компьютера. Иногда их можно пустить в дело. Например, собрать из компьютерного блока питания ЗУ для автомобиля или иной техники. Здесь будет происходить автоматическая зарядка автомобильного аккумулятора. Приводим ниже подробную инструкцию и чертёж.

Список радиодеталей

В данный перечень входят:

• стандартный набор проводов;
• резистор на 100 кОм;
• компьютерный блок питания.

Сборка

У блока питания (TL494 или KA7500) необходимо отключить защиту от повышенного напряжения и короткого замыкания. Для этого прерываем дорожку Vref+5V, подходящую к 13, 14 и 15 микросхемам. Это необходимо для автоматического поступления тока от сети. Далее создаём возможность регулировки, для этого удаляем резисторы R1 28,7 кОм и R2 5,6 кОм, а R1 меняем на 100 кОм, после чего напряжение должно удерживаться в диапазоне 4–16 V. Подключаем амперметр и присоединяем провода.

Всё, ваше автоматическое зарядное устройство, собранное своими руками из компьютерного блока питания, готово к работе! Вы потратили 30 минут времени, избавились от ненужных вещей и сэкономили несколько тысяч рублей.

Зарядное устройство на микроконтроллере

Если покупать официальный аналог, то он будет стоить довольно круглую сумму. Но зачем платить больше, ели сегодня можно заказать отдельные части на специализированных площадках за сущие копейки. Кроме того, на некоторых ресурсах можно найти микроконтроллерную зарядку в разобранном виде, словно конструктор «Лего», и собрать всё самостоятельно, что при наличии внятной инструкции (к сожалению, часто на китайском языке) совсем не сложно.

Схема

Данный чертёж является более сложным в сравнении с предыдущими. Это объясняется наличием сразу нескольких управляющих микросхем и достаточно сложными для понимания новичка переделками. Подобная тонкая работа либо отпугнёт начинающего конструктора, либо заставит вас углубленно окунуться в изучение данной темы. Этот вариант рассчитан на людей, обладающих необходимым минимумом знаний в сфере радиотехники. Если ранее вам не приходилось сталкиваться с чтением подобных чертежей и вы не знаете, где и с чего можно скрутить ту или иную деталь, то лучше купите готовый комплект. Вы без проблем найдёте ни одно подобное предложение на просторах интернета. Единственное неудобство – это часто некачественный перевод инструкции.

Список радиодеталей

Комплектующие части устройства на микроконтроллере:

• микроконтроллер DD1;
• дроссель L1;
• вольтметр;
• амперметр;
• перемычка.

Сборка

Если вам повезло найти добротную инструкцию по сборке с качественными иллюстрациями, то настоятельно рекомендуем с ней как следует ознакомиться. Данный вариант является самым сложным из представленных в нашей статье. Не ленитесь, потратить несколько лишних минут на изучение материала. Помните, что халатное отношение к электрическим приборам является одним из факторов возникновения пожаров и частой причиной получения химических и термических ожогов.

Начинаем с отключения транзистора VT4, а точки стока соединяем перемычкой. При напряжении 16 V настраиваем R10 на диапазон 1,9–2 В. Источник 16 V можно заменить на 12 V или 8 V. При этом R10 должен быть равен 1,5 В или 1 В. Подключаем амперметр и резистор. Устанавливаем ток в 1 А. Резистор R6 настраиваем так, чтобы на выходе ОУ DA2.2 было равно 1,9–2 В. При выключенном питании устанавливаем ЖКИ и микроконтроллер. На выходе крепим резистор. Далее проводим калибровку, используя кнопки SB 1, SB 2, SB 3, и устанавливаем значение, как на образцовом вольтметре. После этого снимаем перемычку. Все данные будут записаны и сохранены в EEPROM. Включаем своё детище в сеть и настраиваем на 12 V.

Правила зарядки аккумулятора и эксплуатация ЗУ

Существуют простые и автоматические зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов. Первые имеют более низкий ценник, но требуют большего внимания при эксплуатации. Они не способны изменять свои конфигурации, всё производится в ручном режиме. Вторые работают самостоятельно, без вмешательства человека. Они выполняют действия по определённому алгоритму, заложенному в них с завода или настроенному владельцем. Некоторые из них являются более сложными, другие менее, но определённо они очень удобны для владельца.

Существуют такие типы механизмов, где зарядка производится, не снимая АКБ с автомобиля. При их неправильной эксплуатации можно спалить электронную начинку авто, что приведёт к дорогостоящему ремонту.

Также можно загубить батарею, если оставить её на долгое время на неавтоматической зарядке, с выставленным высоким напряжением. Как минимум, это резко снизит её объём и уменьшит срок службы. На таких установках ток необходимо либо постепенно снижать, либо сразу ставить низкие значения.

Перечислим основные правила, соблюдение которых гарантирует долгую жизнь вашему девайсу:

1. Периодически контролируйте работу простейших зарядников. Они не могут самостоятельно снижать подаваемое напряжение и отключаться.
2. Будьте внимательны, не путайте полярность, это может привести к гибели вашей АКБ. Одним из признаков подобной ошибки может стать закипание электролита в банках. Для тех, кто не знает: перепутать полярность – значит подключить «плюс» к минусовой клемме, а «минус» к плюсовой. Если у вас самодельная зарядка, сразу пометьте провода (положительный – красный, отрицательный – чёрный).
3. Устанавливая АКБ на подзарядку, начинайте с минусовой клеммы, а снимая – с плюсовой.
4. При зарядке отставляйте ЗУ как можно дальше от аккумуляторной батареи, также не ставьте её под и над АКБ.
5. Следите за чистотой – электроника не терпит пыли.
6. При хранении не закусывайте «крокодилы» на проводке.
7. Все элементы проводки должны быть качественно заизолированы.

В этой статье мы разобрали, как сделать простое автоматическое зарядное устройство своими руками, и познакомились с тремя самыми популярными из них. Обычно они ничем не уступают дорогим покупным аналогам и способны прослужить своему создателю десятки лет. Главное – ваше здоровье, будьте внимательны и аккуратны. Соблюдайте технику безопасности, не забывайте выключать паяльник, если надолго отходите, и работайте только при хорошем освещении.