Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схемы и сборка

Как сделать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками

Разрядка батареи – проблема, с которой сталкиваются многие автовладельцы. особенно это неприятно, если данное происходит за городом, где нет доступа к цивилизации. Чтобы подобного не произошло, автомобилисты могут приобрести готовое зарядное устройство, но можно сделать аналогичное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Тем более что это не отнимет много времени и сэкономит немало денег.

Подробнее, о том каким образом сделать такое устройство, пойдет речь в данной статье. В материале приведены подробные инструкции, описан весь процесс пошагово с наглядными схемами и чертежами. А также приведены основные схемы зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, где используются и для чего необходимы, добавлена пара полезных видеороликов по теме, вниманию читателю предложен интересный материал для скачивания.

Фото и описание самодельного ЗУ для автомобиля
Самодельное ЗУ для автомобиля.

Причины и признаки разряда АКБ

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи при работе двигателя идет постоянный подзаряд АКБ от генератора автомобиля. Проверить процесс заряда можно, подключив к клеммам аккумулятора мультиметр при заведенном двигателе, измеряя напряжение зарядки автомобильного аккумулятора. Заряд считается нормальным, если напряжение на клеммах составляет от 13,5 до 14,5 Вольт.

Таблица уровня заряженности АКБ
Таблица уровня заряженности АКБ.
Вопрос эксперту
Каким должно быть минимальное напряжение АКБ?
Напряжение нормально заряженного аккумулятора во время стоянки должно быть не менее 12,5 Вольта. В том случае, если напряжение менее 11,5 Вольта, двигатель авто может не запуститься во время старта.

Для полного заряда требуется проехать на авто не менее 30 километров или примерно полчаса в городском ритме движения. Причины разряда аккумуляторной батареи:

  • АКБ имеет значительный износ (более 5-ти лет эксплуатации);
  • неправильная эксплуатация аккумулятора, приводящая к сульфатации пластин;
  • длительная стоянка транспортного средства, особенно в холодное время года;
  • городской ритм движения авто с частыми остановками, когда АКБ не успевает достаточно зарядиться;
  • невыключенные электроприборы автомобиля во время стоянки;
  • повреждение электропроводки и оборудования автомобиля;
  • утечки по электроцепям.

Дополнительный материал: Что такое мультиметр и как его выбирать.

Многие автовладельцы в комплекте бортового инструмента не имеют средств для измерения напряжения АКБ (вольтметр, мультиметр, пробник, сканер). В таком случае можно руководствоваться косвенными признаками разряда АКБ:

  • тусклое свечение лампочек на приборной панели при включении зажигания;
  • отсутствие вращения стартера при запуске двигателя;
  • громкие щелчки в районе стартера, погасание лампочек на приборной панели при запуске;
  • полное отсутствие реакции авто на включение зажигания.

При появлении перечисленных признаков в первую очередь необходимо проверить клеммы АКБ, при необходимости их почистить и поджать. В холодное время года можно попробовать занести на некоторое время аккумуляторную батарею в теплое помещение и его прогреть.

ЗУ своими руками.
ЗУ своими руками.

Виды самодельных зарядных устройств

Можно попробовать «прикурить» авто от другого автомобиля. Если эти методы не помогают или невозможны, приходится воспользоваться зарядным устройством.

Определение степени заряженности аккумулятора автомобиля
Определение степени заряженности аккумулятора автомобиля

Простейшие

Рассмотрим случай, как нужно зарядить аккумулятор подручными средствами. Например, ситуацию, когда вечером вы оставили автомобиль возле дома, забыв выключить какое-нибудь электрооборудование. К утру АКБ разрядилась и не заводит авто. В этом случае, если у вас автомобиль заводится хорошо (с пол-оборота) аккумуляторную батарею достаточно немного «подтянуть».

Во-первых, необходим источник постоянного напряжения в пределах от 12 до 25 вольт. Во-вторых, ограничительное сопротивление. Что можно посоветовать? Сейчас практически в каждом доме есть ноутбук. Блок питания ноутбука или нетбука, как правило, имеет выходное напряжение 19 Вольт, ток не менее 2 ампера. Внешний вывод разъема питания – минус, внутренний – плюс.

Описание и принцип работы соленоидов.
Читать далее
Формула расчёта сопротивления конденсатора.
Читать далее
Что такое счетчик Гейгера и как сделать его своими руками.
Читать далее

В качестве ограничительного сопротивления, а оно обязательно!!!, можно использовать салонную лампочку автомобиля. Можно, конечно и более мощную от поворотников или еще хуже стопов или габаритов, но есть вероятность перегрузки блока питания. Собирается простейшая схема: минус блока питания – лампочка – минус АКБ – плюс АКБ – плюс блока питания.

За пару часов аккумулятор подзарядится настолько, что сможет запустить двигатель. Если ноутбук отсутствует, можно на радиорынке заранее приобрести мощный выпрямительный диод с обратным напряжением более 1000 Вольт и током от 3 Ампер. Он имеет небольшие размеры, можно положить в бардачок на экстренный случай. Что делать в экстренном случае? Первым делом – снять аккумулятор с автомобиля.

Простейшие ЗУ для авто.
Простейшие ЗУ для авто.

Далее собрать цепь: клемма розетки 220 Вольт – минусовой вывод диода – плюсовой вывод диода – ограничительная нагрузка – минусовая клемма АКБ – плюсовая клемма АКБ – вторая клемма 220 Вольт. В качестве ограничительной нагрузки можно использовать обычные лампы накаливания на 220 Вольт.  Например, лампа на 100 Ватт (мощность = напряжение Х ток). Таким образом, при использовании 100 ваттной лампы ток заряда будет составлять около 0,5 Ампер. Немного, но за ночь он отдаст 5 Ампер-часов емкости в аккумулятор. Обычно достаточно, чтобы утром пару раз прокрутить стартер автомобиля.

Степень заряда АКБ по напряжению
Степень заряда АКБ по напряжению.

Если соединить в параллель три лампы по 100 Ватт ток заряда увеличится втрое. Можно за ночь почти наполовину зарядить автомобильный аккумулятор. Иногда вместо ламп включают электроплитку. Но здесь уже может выйти из строя диод, а заодно и АКБ. Вообще, подобного рода эксперименты с прямым зарядом аккумуляторной батареи от сети переменного напряжения 220 Вольт крайне опасны. Их следует использовать только в экстремальных случаях, когда нет другого выхода.

Схема зарядного устройства.
Схема зарядного устройства.

Из блоков питания компьютера

Перед тем, как приступить к изготовлению своими руками  зарядного устройства для автомобильного аккумулятор, следует оценить свои познания и опыт в области электро- и радиотехники. В соответствии с этим выбрать уровень сложности устройства.   Прежде всего, следует определиться с элементной базой. Очень часто у пользователей компьютеров остаются старые системные блоки. Там есть блоки питания. Наряду с напряжением питания +5В в них присутствует шина +12 Вольт. Как правило, она рассчитана на ток до 2 Ампер. Этого вполне достаточно для немощного зарядного устройства.

Необходимо «разогнать» его до 15. Обычно методом «тыка». Берут сопротивление около 1 килоОм и подсоединяют параллельно другим сопротивлениям вблизи микросхемы с 8-ю ногами во вторичной цепи блока питания. Таким образом, изменяют коэффициент передачи цепи обратной связи, соответственно, и выходное напряжение. Сложновато объяснять на словах, но обычно у пользователей это получается. Подбором величины сопротивления можно достичь напряжения на выходе около 13,5 Вольт. Это достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.

Далее следует подсоединить к выходной цепи крокодилы. Никаких ограничительных сопротивлений не надо, электроника блока питания сделает все сама. Если блока питания под рукой нет, можно поискать трансформатор с вторичной обмоткой на 12 – 18 Вольт. Они использовались в старых ламповых телевизорах и прочей бытовой технике. Сейчас такие трансформаторы можно найти в отработанных источниках бесперебойного питания, его можно за копейки купить на вторичном рынке. Далее приступают к изготовлению трансформаторного зарядного устройства.

Зарядное устройство из блоков питания.
Зарядное устройство из блоков питания.

Трансформаторные ЗУ

Трансформаторные зарядные устройства  — наиболее распространенные и безопасные приборы, широко используемые в автолюбительской практике. Видео — простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с использованием трансформатора: Самая простая схема трансформаторного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора содержит: сетевой трансформатор; выпрямительный мост; ограничительную нагрузку. Через ограничительную нагрузку протекает большой ток, она сильно нагревается, поэтому для ограничения тока зарядки часто используют конденсаторы в первичной цепи трансформатора.

Степень заряда аккумулятора по плотности
Таблица степени заряда аккумулятора по плотности.

В принципе, в такой схеме можно обойтись и без трансформатора, если грамотно подобрать конденсатор. Но без гальванической развязки с сетью переменного тока такая схема будет опасна с точки зрения поражения электрическим током. Более практичны схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов с регулировкой и ограничением тока заряда. В качестве мощных выпрямительных диодов можно использовать выпрямительный мост неисправного генератора автомобиля, слегка перекоммутировав схему. Более сложные импульсные зарядные устройства с функцией десульфатации обычно выполнены с использованием микросхем, даже микропроцессоров. Они сложны в изготовлении, требуют специальных навыков монтажа и настройки. В таком случае проще приобрести заводское устройство.

Трансформаторные ЗУ для авто.
Трансформаторные ЗУ для авто.

Простой «зарядник» с гасящими конденсаторами

Это несложное устройство позволяет заряжать аккумуляторы ёмкостью до 100 А·ч произвольным током, который регулируется в интервале 1–10 А с шагом 1 А, что будет достаточно для качественного обслуживания любого автомобильного аккумулятора. В ЗУ встроен понижающий трансформатор Тр1, сетевое напряжение на него подаётся через блок гасящих конденсаторов С1-С4. Каждый из конденсаторов имеет собственный переключатель, включающий его в цепь питания трансформатора. Ёмкости конденсаторов подстроены таким образом, что переключатели S1–S4 имеют вес 1, 2, 4, 8 А соответственно.

Будет интересно➡  Как сделать распиновку блока питания компьютера

Комбинируя положения переключателей, можно выбрать произвольный ток зарядки в диапазоне 1-10 А, с шагом 1 А. К примеру, если необходимо выставить ток 6 А, то нужно замкнуть переключатели S3 и S2. Ток в 5 А обеспечит включение переключателей S3 и S1. Пониженное трансформатором напряжение подаётся на диодный мост, выпрямляется и выходит на клеммы Х3 и Х4, к которым подключается заряжаемая батарея. Ток зарядки измеряют амперметром PA1, а вольтметр PV1 выдаёт напряжение на клеммах батареи. Цепей защиты от разряда батареи через зарядное устройство в случае пропадания сетевого напряжения в этой схеме ЗУ нет, поскольку их роль исполняет диодный мост.

Плюсы и минусы самодельного зарядного устройства
Невысокая стоимость
Доступность деталей и элементов
Простота сборки
Нужны навыки в электронике
Требуется соблюдать технику безопасности
Внешний вид самоделок часто уступает готовому изделию

О деталях

Конденсаторы С1–С4 подбирают неполярные типа МБГО, МБГП, МБЧГ, КБГ-МН, МБМ или МБГЧ с рабочим напряжением не менее 300 В для МБГЧ и КБГ-МН и не более 600 В для приборов остальных типов. Категорически недопустимо использование электролитических конденсаторов, даже если они рассчитаны на соответствующее напряжение. «Электролит» — полярный прибор, работающий только в цепях постоянного тока. При подключении в цепь переменного тока он просто взорвётся. Вместо диодов Д242 можно применять любые другие, выдерживающие ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 25 В.

Интересно почитать: Что такое преобразователь частоты и зачем он нужен.

Подходят, например, диоды Д214 или германиевые Д305. При любых условиях их нужно поставить на радиаторы. Трансформатор Тр1 обычный сетевой с выходным напряжением 24–26 В, способный обеспечить хотя бы полуторный зарядный ток. Приборы PA1 и PV2 — амперметр с пределом измерения 10–15 А и вольтметр на напряжение 20 В соответственно. Указанное зарядное устройство можно применять и для зарядки батарей с другим напряжением (например, 6-вольтовых), но здесь необходимо учитывать, что «вес» тумблеров S1–S4 будет другой, и придётся определяться по амперметру.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

ЗУ из лампового телевизора

Первой будет схема, пожалуй, самая простейшая, и справиться с ней сможет практически любой автолюбитель. Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель. Главное условие, которым должно соответствовать зарядное устройство – это сила тока на выходе из прибора должна составлять 10% от емкости АКБ. То есть, зачастую на легковых авто применяется батарея на 60 Ач, исходя из этого, на выходе из прибора сила тока должна быть на уровне 6 А. При этом напряжение 13,8-14,2 В. Если у кого-то стоит старый ненужный ламповый советский телевизор, то лучше трансформатора, чем из него не найти. Принципиальная схема зарядного устройства из телевизора имеет такой вид.

Зачастую на таких телевизорах устанавливался трансформатор ТС-180. Особенностью его являлось наличие двух вторичных обмоток, по 6,4 В и силой тока 4,7 А. Первичная обмотка тоже состоит из двух частей. Вначале потребуется выполнить последовательное подключение обмоток. Удобство работ с таким трансформатором в том, что каждый из выводов обмотки имеет свое обозначение. Д

ля последовательного соединения вторичной обмотки нужно соединить между собой выводы 9 и 9\’. А к выводам 10 и 10\’ – припаять два отрезка медного провода. Все провода, которые припаиваются к выводам должны иметь сечение не менее 2,5 мм. кв. Что касается первичной обмотки, то для последовательного соединения нужно соединить между собой выводы 1 и 1\’.

Будет интересно➡  Как проверить исправность симистора

Провода с вилкой для подключения к сети нужно припаять к выводам 2 и 2\’. На этом с трансформатором работы завершены. Далее нужно сделать диодный мост. Для этого потребуется 4 диода, способных работать с током в 10 А и выше. Для этих целей подойдут диодные мосты Д242 или аналоги Д246, Д245, Д243. На схеме указано, как должно производится подключение диодов – к диодному мосту припаиваются провода, идущие от выводов 10 и 10\’, а также провода, которые будут идти к АКБ.

Импульсное ЗУ для автомобиля.
Импульсное ЗУ для автомобиля.

Зарядное устройство для АКБ с ШИМ-регулировкой тока

Эта схема способна обеспечить зарядный ток до 6 А и выделяется небольшими габаритами, поскольку использует широтно-импульсный метод регулирования (ШИМ), а управляющий током зарядки транзистор работает в ключевом режиме, что существенно снижает рассеиваемую на нём мощность. Задающий генератор блока регулировки тока собран на элементах DD1.1, DD1.2 микросхемы К561ЛА7, элементы DD1.3, DD1.4 — буферные. Частота генератора — 13 кГц, скважность плавно регулируется с помощью переменного резистора R3. С генератора сигнал поступает на регулирующий элемент — мощный полевой транзистор VT1, работающий в ключевом режиме.

В зависимости от положения движка переменного резистора отношение времени открытия транзистора к его закрытому состоянию меняется, а значит, изменяется и средний ток зарядки батареи, который можно контролировать при помощи амперметра PA1. Питание микросхема получает от простейшего параметрического стабилизатора, собранного на элементах R1, VD4. Сам стабилизатор подключен к выпрямительному мосту, обеспечивающему напряжение зарядки. Из соображений компактности, диодный мост собран на полупроводниках Шоттки с незначительным падением напряжения. Лампа EL1 — индикаторная.

Таблица зависимости напряжения и степени зарядки аккумулятора
Таблица зависимости напряжения и степени зарядки аккумулятора.

О деталях. Вторичная обмотка трансформатора Т1 должна обеспечивать ток 6–7 А при напряжении 16–20 В. Если использовать трансформатор, у вторичной обмотки которого есть отвод от середины, то выпрямитель можно собрать по схеме, приведённой ниже, сократив число выпрямительных диодов вдвое. В мостовом выпрямителе используется диодная сборка VD1.1 VD1.2 и два отдельных диода VD3 и VD4.

Будет интересно➡  Как делать распиновку HDMI

Все элементы установлены на общий радиатор 160х45 мм через слюдяные прокладки. При необходимости диоды Шоттки можно заменить обычными выпрямительными, но габариты устройства при этом увеличатся, поскольку понадобится радиатор большего размера. При замене необходимо учитывать, что диоды должны выдерживать ток 10 А и обратное напряжение не менее 40 В.

Если зарядный ток не будет превышать 5 А, то транзистор VT1 устанавливать на радиатор не нужно. При большем токе понадобится радиатор — медная или алюминиевая пластина размером 50х50х1 мм. В качестве амперметра используется индикатор записи магнитофона М476/2, включенный параллельно с шунтом. Шунт представляет собой кусок медного обмоточного провода ПЭВ-2 1,5, намотанный на оправку диаметром 8 мм. Количество витков — 16, сопротивление — около 0,1 Ом.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

  • Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
  • Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.
Таблица оценки состояния аккумулятора
Таблица оценки состояния аккумулятора.
Часто задаваемые вопросы
В чем главная функция зарядного устройства для автомобиля?
Все ЗУ выполняют одну работу – преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное – 13,8-14,4 В.
Что нужно для простого самодельного зарядного устройства?
Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель.
Сколько нужно предохранителей для самодельного зарядного устройства в автомобиль?
Один из них рекомендуется установить на «плюсовом» выводе с диодного моста. Этот предохранитель должен быть рассчитан на ток не более 10 А. Второй предохранитель (на 0,5 А) нужно установить на выводе 2 трансформатора.

Заключение

Автор статьи
Лагутин Виталий Сергеевич
Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.
Задать вопрос

Дополнительную информацию о предмете статьи можно узнать из файла «Автомобильное устройство для ЗУ». А также в нашей группе ВК публикуются интересные материалы, с которыми вы можете познакомиться первыми. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу. В завершение хочу выразить благодарность источникам, откуда почерпнут материал для подготовки статьи:

www.autoot.ru

www.voditeliauto.ru

www.autotopik.ru

www.pochini.guru

www.acums.ru

Предыдущая
ПрактикаКак настроить чувствительность микрофона своими руками
Следующая
ПрактикаКак выбрать зарядное устройство для телефона и сделать его своими руками
Ссылка на основную публикацию
Каким должно быть минимальное напряжение АКБ?
Напряжение нормально заряженного аккумулятора во время стоянки должно быть не менее 12,5 Вольта. В том случае, если напряжение менее 11,5 Вольта, двигатель авто может не запуститься во время старта.
В чем главная функция зарядного устройства для автомобиля?
Все ЗУ выполняют одну работу – преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное – 13,8-14,4 В.
Что нужно для простого самодельного зарядного устройства?
Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель.
Сколько нужно предохранителей для самодельного зарядного устройства в автомобиль?
Один из них рекомендуется установить на «плюсовом» выводе с диодного моста. Этот предохранитель должен быть рассчитан на ток не более 10 А. Второй предохранитель (на 0,5 А) нужно установить на выводе 2 трансформатора.
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять