Импульсное зарядное устройство для АКБ своими руками

Схемы зарядных устройств для автомобильных АКБ: как сделать своими руками

Бывают случаи, особенно зимой, когда владельцы автомобилей нуждаются в подзарядке автомобильного аккумулятора от внешнего источника питания.

Безусловно, людям, не имеющим хороших навыков работы с электротехникой, желательно купить заводское устройство зарядки аккумуляторной батареи, ещё лучше приобрести пуско-зарядное устройство для запуска двигателя с разряженным аккумулятором без потерь времени на внешнюю подзарядку.

Но если есть небольшие знания в области электроники, можно собрать простое зарядное устройство своими руками.

Общая характеристика

Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В.

При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ.

Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.

Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности.

Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз.

Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.

Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи. Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.

Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.

Схемы для сборки своими руками

Стоит рассказать о простых устройствах зарядки, которые можно собрать, обладая минимальными знаниями в электронике, а ёмкость заряда отследить путём подключения вольтметра или обыкновенного тестера.

Схема зарядки для экстренных случаев

Бывают случаи, когда автомобиль, простоявший ночь возле дома, утром невозможно завести из-за разряженного аккумулятора. Причин возникновения этого неприятного обстоятельства может быть много.

Если аккумулятор был в хорошем состоянии и немного разрядился, решить проблему помогут:

1. Источник постоянного напряжения 12—25 вольт.
2. Сопротивление ограничения тока.

В качестве источника питания отлично подойдёт зарядное устройство от ноутбука. Оно обладает выходным напряжением в 19 вольт и током в пределах двух ампер, чего вполне достаточно для выполнения поставленной задачи. На выходном разъёме, как правило, внутренний вход — плюс, внешний контур штекера — минус.

В качестве ограничительного сопротивления, которое является обязательным, можно применить салонную лампочку. Можно использовать и более мощные лампы, например, от габаритов, но это создаст лишнюю нагрузку на блок питания, что очень нежелательно.

Собирается элементарная схема: минус блока питания подключается к лампочке, лампочка к минусу АКБ. Плюс идёт напрямую от батареи к блоку питания. В течение двух часов аккумулятор получит заряд для запуска двигателя.

Из блока питания от стационарного компьютера

Такое устройство более сложно в изготовлении, но его можно собрать с минимальными познаниями в электронике. Основой послужит ненужный блок от системного блока компьютера. Выходные напряжения таких блоков +5 и +12 вольт с выходным током около двух ампер.

Эти параметры позволяют собрать немощное зарядное устройство, которое при правильной сборке долго и надёжно послужит хозяину. Полная зарядка аккумулятора займёт длительное время и будет зависеть от ёмкости батареи, но не будет создаваться эффекта десульфатации пластин.

Итак, пошаговая сборка прибора:

1. Разобрать блок питания и выпаять все провода кроме зелёного. Запомнить или отметить места входа чёрного (GND) и жёлтого +12 В.
2. Зелёный провод припаять к месту, где находился чёрный (это необходимо для старта блока без системной платы ПК). На место чёрного провода припаять отвод, который будет минусовым для зарядки АКБ. На место жёлтого провода припаять плюсовой отвод зарядки аккумулятора.
3. Необходимо найти микросхему TL 494 или её аналог. Список аналогов легко найти в интернете, один из них обязательно будет найден в схеме. При всём многообразии блоков без этих микросхем их не производят.
4. От первой ноги этой микросхемы — она левая нижняя, найти резистор, который идёт на выход +12 вольт (жёлтый провод). Это можно сделать визуально по дорожкам на схеме, можно при помощи тестера, подключив питание и замерив напряжение на входе резисторов, идущих к первой ноге. Не стоит забывать, что на первичную обмотку трансформатора идёт напряжение 220 вольт, поэтому нужно соблюдать меры безопасности при запуске блока без корпуса.
5. Выпаять найденный резистор, замерить его сопротивление тестером. Подобрать близкий по номиналу переменный резистор. Выставить его на номинал нужного сопротивления и запаять на место удалённого элемента схемы гибкими проводами.
6. Запустив блок питания путём регулировки переменного резистора, получить напряжение 14 В, в идеале 14.3 В. Главное, не перестараться помня, что 15 В, как правило, предел для отработки защиты и, как следствие, отключения.
7. Выпаять переменный резистор, не сбив его настройку, и замерить получившееся сопротивление. Необходимый или максимально близкий номинал сопротивления подобрать или набрать из нескольких резисторов и запаять в схему.
8. Блок проверить, на выходе должно быть искомое напряжение. При желании к выходам на схеме плюса и минуса можно подключить вольтметр, поместив его на корпусе для наглядности. Последующая сборка происходит в обратном порядке. Прибор готов к использованию.

Блок прекрасно заменит недорогую заводскую зарядку и достаточно надёжен. Но ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно помнить, что устройство имеет защиту от перегрузки, но это не спасёт от ошибки в полярности. Проще говоря, если перепутать плюс и минус при подключении к АКБ, зарядное мгновенно выйдет из строя.

Схема зарядного устройства из старого трансформатора

Если под рукой нет старого блока питания от компьютера, и радиотехнический опыт позволяет самостоятельно монтировать несложные схемы, то можно воспользоваться следующей довольно интересной схемой зарядки АКБ с контролем и регулировкой подаваемого напряжения.

Для сборки устройства можно воспользоваться трансформаторами от старых блоков бесперебойного питания или телевизоров советского производства. Подойдёт любой мощный понижающий трансформатор с суммарным набором напряжений на вторичных обмотках примерно 25 вольт.

Диодный выпрямитель собран на двух диодах КД 213А (VD 1, VD 2), которые устанавливаются обязательно на радиатор и могут быть заменены любыми импортными аналогами. Аналогов много, и они легко подбираются по справочникам в интернете. Наверняка нужные диоды найдутся дома в старой ненужной аппаратуре.

Такой же метод можно применить для замены управляющего транзистора КТ 827А (VT 1) и стабилитрона Д 814 А (VD 3). Транзистор устанавливается на радиатор.

Регулировка подаваемого напряжения осуществляется переменным резистором R2. Схема простая и заведомо рабочая. Собрать её сможет человеку с минимальными познаниями в электронике.

Импульсная зарядка для АКБ

Схема сложна в сборке, но это единственный недостаток. Найти простую схему импульсного блока зарядки вряд ли получится. Это компенсируется плюсами: такие блоки почти не греются, при этом имеют серьёзную мощность и большой КПД, отличаются компактным размером.

Предложенная схема, в смонтированном на плате виде, уместиться в контейнер размером 160*50*40 мм. Для сборки прибора необходимо понимать принцип работы ШИМ (Широтно-импульсная модуляция) генератора.

В предложенном варианте он реализован при помощи распространённого и недорогого контроллера IR 2153.

При применённых конденсаторах мощность прибора 190 Ватт. Этого хватит для зарядки любого аккумулятора лёгкого автомобиля ёмкостью до 100 А-ч. Установив конденсаторы по 470 мкФ, мощность возрастёт в два раза. Станет возможна зарядка АКБ ёмкостью до двухсот ампер/часов.

При использовании устройств без автоматического контроля заряда АКБ можно применить простейшее сетевое, суточное реле китайского производства. Это избавит от необходимости следить за временем отключения блока от сети.

Стоимость такого прибора около 200 рублей. Зная примерное время зарядки своего аккумулятора, можно выставить нужное время отключения. Это гарантирует своевременное прекращение подачи электричества. Можно отвлечься на дела и забыть о АКБ, что может привести к закипанию, разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя. Новый аккумулятор будет стоить гораздо дороже

Меры предосторожности

При использовании приборов, собранных своими руками, следует соблюдать следующие меры безопасности:

1. Все приборы, включая АКБ, должны находиться на огнеупорной поверхности.
2. При первичном применении изготовленного прибора необходимо обеспечить полный контроль всех параметров зарядки. Обязательно нужно контролировать температуру нагрева всех элементов зарядки и АКБ, нельзя допускать закипания электролита. Параметры напряжения и тока контролируют тестером. Первичный контроль поможет определить время полной зарядки аккумулятора, что пригодится в будущем.

Собрать зарядку для АКБ несложно даже для новичка. Главное, делать всё внимательно и соблюдать меры безопасности, т. к. придётся иметь дело с открытым напряжением в 220 вольт.

Схема зарядного устройства

Если приобретение фабричного изделия затруднительно по финансовым причинам, либо нужны особые технические параметры, создают самоделку.

Действующая схема зарядного устройства может быть собрана из недорогих комплектующих, буквально за несколько минут. Сложные модификации выполняют свои функции не хуже профессиональных ЗУ, но стоят дешевле.

С помощью представленной ниже информации несложно подобрать оптимальный вариант с учетом личных требований и предпочтений.

Немного теории об аккумуляторах

Проблемы возникают в зимний период, когда снижение температуры провоцирует ухудшение энергетических параметров аккумуляторных батарей на 40% и даже более того.

В самых сложных ситуациях накопительной емкости недостаточно для запуска автомобильного двигателя.

Опытные специалисты рекомендуют контролировать состояние автономного источника питания, вовремя восстанавливать его функциональность.

Для корректной зарядки необходимо поддерживать определенное значение тока (напряжения) на протяжении достаточно долгого времени. Превышать оптимальное значение нельзя, чтобы исключить образование взрывоопасных газов. Точное соблюдение технологии предотвращает повреждение пластин и электролита, продлевает срок службы АКБ.

Рабочий цикл при восстановлении батареи постоянным напряжением

Как узнать состояние батареи

Современный автомобиль «сообщает» о появлении неисправностей специальной световой индикацией. Не следует сразу приобретать новый или заряжать имеющийся аккумулятор. Сначала надо убедиться в исправности генератора, соответствующих компонентов цепи питания.

Эта лампочка загорается в Газели при отсутствии зарядки

Если внешние неисправности не обнаружены, проверяют состояние АКБ. Простой способ – измерение напряжения на отключенных от бортовой сети контактах:

• номинальный заряд – 12,8V;
• 20-25% соответствует 11,9-12,1V;
• 11,8 V и менее – аккумулятор вышел из строя.

Результат получится точнее при добавлении нагрузки. К батарее с емкостью 55 А-ч можно подключить электрическое сопротивление 0,018 Ом:

• при 100% емкости вольтметр покажет 10,4-10,6V;
• 50% – от 9,2 до 9,4;
• 8,1 и менее – АКБ пора менять.

Нагрузку можно обеспечить с применением штатного оборудования авто. При включении галогеновых ламп дальнего света ток в рабочей цепи составит 9,75-10,25 А. Напряжение:

• 11 V – от АКБ;
• 9,4 V – после запуска двигателя.

Важно! Указанные в этом разделе цифры – примерные значения. Действительные параметры уточняют по официальной технической документации. Необходимые сведения можно найти оперативно на сайте производителя (торгового представителя).

Правильная зарядка

При контроле тока применяют несколько временных интервалов. На первом этапе устанавливают значение на уровне 10% от номинальной емкости. Для аккумуляторной батареи 55 А-ч поддерживают 55*0,1=5,5А. Длительность зависит от исходного заряда, технического состояния, температуры окружающей среды.

После увеличения напряжения до 14V уменьшают вдвое ток зарядника. Продолжают процедуру с аналогичной коррекцией на уровне 15V. Итоговое значение (1,37 A) поддерживают до тех пор, пока напряжение на выходе не стабилизируется. Общая продолжительность восстановления при начальной емкости 40-60% от номинала составит 9-14 часов.

Важно! Если не уменьшить ток вовремя, перезарядка провоцирует кипение электролитической смеси.

Относительно простой метод – поддержание напряжения на определенном уровне (14,5 V). В этом варианте регулировка не требуется. Срок восстановления в аналогичных условиях сокращается в 1,5-2 раза. Надо запомнить, что подобной технологией заряд можно пополнить не более, чем до 85% от номинального значения.

Требования к самодельному устройству зарядки АКБ

Простейшее работоспособное зарядное устройство для аккумулятора своими руками можно сделать из лампы накаливания, ограничивающей силу тока в цепи (150 Вт примерно соответствует 0,35 А). Последовательно для выпрямления переменного напряжения устанавливают диод, рассчитанный на соответствующие электрические параметры. Устройство подключают к стандартной сети 220 V.

Зарядное устройство из диода и лампочки Измерение сопротивления заземляющего устройства

Понятно, что в таком техническом исполнении понадобится личный тщательный контроль.

С учетом длительности технологического процесса гораздо удобнее устройства, оснащенные средствами автоматики.

Некоторые профессиональные аналоги способны работать в режиме «удаление сульфатов». С его помощью разрушают кристаллические образования, ухудшающие потребительские характеристики АКБ. Технология воспроизводит в ускоренном темпе рабочие режимы с временным подключением нормированной нагрузки. Вместо постоянного тока применяют импульсную генерацию.

Следует отметить! Типовая автоматизация ограничивает круг решаемых проблем. Фабричные ЗУ воспринимают сильно разряженный аккумулятор как ошибочную нагрузку. Они отключают подачу питания без вмешательства пользователя. Для подобных ситуаций при конструировании самоделки следует предусмотреть ручной режим управления.

Для быстрого запуска двигателя без процедуры восстановления заряда пригодится достаточно мощное ЗУ. В этом цикле штатный источник питания работает 5-30 секунд при токе в цепи 240-270 А. При охлаждении смазочных материалов требуется на 25-40% больший энергетический потенциал.

Отдельные коррекции можно сделать с учетом особенностей конструкции батареи. В следующем списке приведены значения токов зарядки (типовой и ускоренной) в амперах для разных типов АКБ с емкостью 55-60 А-ч:

• обычный электролит 5-6 (20-50);
• гелевый наполнитель 14-16 (24-60);
• сухой 14-16 (29-60).

К сведению. Универсальные ЗУ предназначены для восстановления АКБ на 6 (12) V.

Диодный мост для зарядного устройства своими руками

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Рассмотренная выше простейшая электросхема отличается плохим КПД, так как обеспечивает зарядку одной полуволной.

Недостаток устранит обычный диодный мост. После такой модернизации эффективность увеличивается вдвое. Аналогичным образом уменьшается время технологического процесса.

При параллельной установке нескольких ламп накаливания пропорционально возрастает ток.

Самодельные зарядки для АКБ

Особенности применения и устройства сварочных трансформаторов

После формулировки базовых требований необходимо уточнить собственную квалификацию, наличие измерительной аппаратуры и другого специализированного оборудования. В опубликованных ниже описаниях схем зарядки приведены рекомендации по сборке, на которые следует обратить внимание.

Простое устройство на 6 и 12 В

Схема зарядки аккумулятора с конденсатором после диодного моста обеспечивает сглаживание тока. Вольтметр и амперметр нужны для контроля рабочих параметров.

Необходимое напряжение на вторичных обмотках трансформатора устанавливают расчетом количества витков. Следует помнить о том, что надо несколько увеличить этот параметр, по сравнению с паспортными данными АКБ.

Как правило, для 12 V аккумулятора напряжение в процессе зарядки поддерживают на уровне не более 14,4 V.

С плавной регулировкой тока

На следующем рисунке показано, как сделать зарядку для аккумулятора 12 вольт с плавной регулировкой выходного тока. Изменение этого параметра задают с помощью резистора R3. Он через транзисторы VT1 и VT2 управляет ключом на тиристоре VS1.

Электрическая схема ЗУ с регулировкой тока

Из компьютерного блока питания

Пошаговая инструкция переделки:

• извлекают рабочий блок питания из ПК;
• делают перемычку, обеспечивающую запуск устройства после включения в сеть 220V;
• перепаивают выходную группу клемм для удобного подсоединения АКБ;
• демонтируют постоянный резистор в цепи питания микросхемы широтно-импульсного модулятора;
• устанавливают переменное сопротивление, увеличивают напряжение на выходе до нужного уровня;
• оснащают ЗУ измерительными приборами для оперативного контроля тока и напряжения.

Трансформаторное зарядное устройство

Специалисты не рекомендуют применять самодельные трансформаторы для создания зарядных устройств. При недостаточном качестве сборки подобные изделия провоцируют аварийные ситуации при коротком замыкании. Рекомендуется приобретать модели с мощностью не менее 50 Вт.

Для повышения напряжения можно соответствующим образом подключать несколько выходных обмоток

Импульсное устройство подзаряда

Эта схема подходит для зарядки АКБ током 0,05-11 А при напряжении от 2 до 14,9 V. Особенности:

• стабилизация выходного тока;
• режим «тренировки» для предотвращения сульфатации;
• генерация прямоугольных сигналов.

Устройство на микросхеме LM317

Применение микросхемы повышает точность регулировки выходных параметров. На рисунке приведены формулы для самостоятельного расчета регулировочного резистора.

Зарядное из источника бесперебойного питания

Главное, чтобы в этом блоке был исправен мощный трансформатор. Определяют вторичную обмотку, собирают ЗУ по стандартной схеме с выпрямительным диодным мостом. Чтобы предотвратить перегрев, электронные компоненты размещают на радиаторе.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Даже самые лучшие зарядные устройства не способны контролировать параметры атмосферы в помещении. Это значит, что для безопасного выполнения рабочих операций необходимо интенсивное проветривание. На соответствующее время исключают применение в помещении открытого пламени, образование искр. Следует аккуратно пользоваться подходящими отопительными приборами.

Чтобы предотвратить повреждение электрооборудования автомобиля АКБ отключают. Для сохранения данных в памяти бортового компьютера рекомендуется использовать запасной источник питания. Большая емкость в данном случае не понадобится, так как подразумевается подключение только маломощных потребителей энергии.

Иные меры безопасности применяют с учетом особенностей конкретной конструкции. В классических моделях с жидким электролитом предварительно откручивают пробки. Все модели очищают от загрязнений до восстановительной процедуры.

Особенно внимательно воспроизводят технологический процесс в режиме ускоренной зарядки. Если ошибиться, ускоренная сульфатация и перегрев ухудшат характеристики АКБ. Для продления срока службы ЗУ рекомендуется поддерживать нормальный уровень влажности в помещении. При выборе схемы следует обеспечить надежную защиту от перегрузок и перепадов напряжения в питающей сети.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками: схемы изготовления разных устройств

Наверное, каждый автолюбитель сталкивался с проблемой разряженного аккумулятора. Иногда аккумулятор разряжается в самых неожиданных ситуациях, например, когда водитель собирается на работу и торопится, чтобы не опоздать. В такие моменты разряженный аккумулятор может привести к не самым приятным последствиям.

Для того чтобы можно было избегать подобных ситуаций, многие автолюбители прибегают к помощи специальных устройств, которые позволяются зарядить автомобильный аккумулятор. Такие зарядные устройства можно с лёгкостью приобрести в специальных магазинах или на рынках. Ассортимент широкий, цены разные.

Но многие автолюбители хоть раз задумывались об изготовлении зарядного устройства для своих аккумуляторов своими руками. А такая возможность действительно есть.

По сути, каждый пользователь может собрать такое устройство своими собственными силами, потратившись разве что на компоненты всего прибора.

К тому же, используя все нужные для этого схемы и инструкции, любой автолюбитель может изготовить зарядное устройство для аккумулятора своего автомобиля своими руками, особенно если у него уже есть определённый опыт работы с электротехникой.

Простое зарядное устройство на микросхеме LM317

Для начала можно представить вариант создания зарядного устройства на микросхеме LM137, представляющей из себя линейный стабилизатор напряжениям, способный регулировать выходное напряжения. Этот вариант может называться одним из самых простых, так как само устройство такой самодельной зарядки не является сложным, что позволяет пользователю изготовить его без особых проблем.

В этом варианте устройства будут задействованы целых два стабилизатора. Делается это для того, чтобы один из этих двух стабилизаторов был подключён по схеме стабилизатора тока, в то время как на втором должен быть собран пороговый узел.

Схема

Выше представлена схема такого зарядного устройства.

На ней можно заметить, что резисторы R2 и R3, с помощью которых можно выставить необходимое пользователю напряжение на выходе, заменены тут на переменный резистор.

Это делается для более удобной подстройки. Заряд аккумулятора будет завершён именно в тот момент, когда напряжение на самом аккумуляторе будет равно напряжения заряда устройства.

Максимально допустимое значение заряда тока равняется 1,5 Ампер. Несмотря на кажущуюся слабость, этого значения зарядного устройства хватит для зарядки аккумуляторов.

Получившимся устройством можно будет заряжать бесперебойники, аккумуляторы для мотоциклов и автомобилей.

В случае последних, процесс зарядки будет весьма продолжительным, но нужно признать, что вариант такого самодельного зарядного устройства — очень даже рабочий и может, несомненно, пригодиться.

В том случае, если ток с зарядного устройства будет более 500 мА, то микросхему рекомендуется устанавливать на теплоотвод.

Мощное зарядное устройство для аккумуляторов

Выше был указан очень простой вариант самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, слабого, но допустимого. Сейчас будет представлен вариант одного из самых мощных устройств, которое можно сделать своими руками. Ток такого устройства будет равен до 50 Ампер, а выходная мощность — 350-600 ватт в среднем.

Импульсное зарядное устройство для аккумуляторов

Можно рассмотреть вариант с изготовлением импульсного зарядного устройства.

Принцип создания такого устройства заключается в том, что следует просто заменить трансформаторный блок питания на импульсный.

Это довольно компактное и лёгкое зарядное устройство, которое будет подробно рассмотрено ниже. Импульсный источник питания изготавливается посредством применения микросхемы IR2153.

Эта схема отличается от других своих аналогов тем, что в данном случае вместо двух конденсаторов, которые подключены со средней точкой, после диодного моста применяется всего один электролит.