Меню

Простое зарядное устройство для акб с регулятором

Простое зарядное устройство для акб с регулятором

Сегодня нет недостатка в продаже зарядных устройств для свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов. Рынок наполнен различными моделями зарядных устройств от простых до сложных, автоматических и с ручным управлением.

Можно даже заказать готовые платы или DIY-наборы для самостоятельной сборки на Aliexpress, но результат может быть очень сомнителен.

Самостоятельное изготовление зарядного устройства, при наличии хотя бы базовых знаний по радиоэлектронике и основам пайки, не составляет особого труда. Большинство схем зарядных устройств просты в понимании и легки в настройке. Здесь вопрос можно поставить несколько иначе: целесообразность самостоятельного изготовления. Если говорить о схемах, где в качестве начального понижения напряжения питания используется силовой трансформатор, то именно от его наличия и зависит целесообразность сборки зарядного устройства.

Потому, как цены на трансформаторы промышленного изготовления мощностью от 100 Вт, довольно высоки и специально покупать его, дело сомнительное. А вот если есть в наличии такой трансформатор или хотя бы железо подходящей мощности с первичной обмоткой, то здесь уже вопросов не возникает.

Конструкция зарядного устройства, которую я хочу предложить Вам для повторения, как раз основана на понижении сетевого напряжения с помощью силового трансформатора, напряжение на вторичной обмотке которого лежит в диапазоне от 18 до 22 В.

Естественно трансформатор должен иметь соответствующую мощность, чтобы обеспечить конечный зарядный ток для аккумуляторной батареи. Данная схема рассчитана на максимальный зарядный ток в 10 А. поэтому и трансформатор должен обеспечивать выходной ток вторичной обмотки от 10 А. Схема позволяет регулировать зарядный ток практически от нулевого значения до максимального (здесь от 0 до 10 А). Регулирующий элемент — мощный тиристор.

Форма зарядного тока для этой схемы — импульсы сетевого выпрямленного напряжения со вторичной обмотки трансформатора Т1. Регулировка зарядного тока осуществляется путём изменения ширины этих импульсов. Существует мнение, что именно такой режим заряда аккумулятора позволяет продлить его срок службы, препятствуя образованию сульфата свинца на его пластинах.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Глядя на схему, первое на что обращаешь внимание, это отсутствие сглаживающего конденсатора после диодного моста VD1. На самом деле, в этой схеме это принципиально важно. Сама схема зарядного устройства представляет собой не что иное, как регулятор мощности с фазоимпульсным управлением. VT1 и VT2 включены по схеме одно переходного транзистора. Время, за которое они переключаются определяется зарядом конденсатора С1. А время за которое конденсатор С1 зарядится, зависит от сопротивления резисторов, через которые он подключен к напряжению питания — в схеме это R1R2. Резистор R1 у нас переменный, значит этим временем можно управлять. Путём заряда-разряда, переключения VT1VT2 и формируется управляющий импульс на тиристоре VS1.

Длительность (ширина) управляющего импульса определяет
время, в течении которого тиристор VS1 находится в активном режиме до перехода напряжения к нулю и на аккумуляторную батарею поступает зарядный ток. Средний
зарядный ток на АКБ равен среднему времени длительности этих импульсов. Для
наглядности ниже представлены три осциллограммы, соответствующие трём
положениям движка резистора R1
— двум крайним и среднему. На осциллограммах представлены графики напряжений с
управляющего электрода VS1
(управляющий импульс) и сетевого выпрямленного напряжения.

Если бы после диодного моста VD1 стояла сглаживающая ёмкость, то
первый же управляющий импульс открыл бы тиристор, а т.к. напряжение всегда
отличается от нуля, закрыть бы его было бы нечем.

Печатная плата ( можно скачать) выполнена из фольгированного стеклотекстолита в одностороннем варианте.

Для контроля процесса заряда АКБ необходима стрелочная измерительная головка с соответствующим шунтом на ток 10-15 А. Цифровые индикаторы могут давать в таком режиме измерения погрешность. Тиристор VS1 вместе с платой крепят на радиаторе площадью 400 см 2 . При правильном монтаже и исправных деталях схема в наладке не нуждается.

Источник



Зарядное устройство из реле регулятора

Зарядное устройство из реле регулятора

Здравствуйте. Сегодня ради спортивного интереса попробовал одну схему зарядного устройства с применением реле регулятора от автомобиля. Схема действительно рабочая и имеет право жить, но есть одна недоработка в схеме о которой пойдет дальше речь
Вот схема зарядного устройства с реле регулятором

Схема довольна известна в интернете и часто ее повторяют, и в этом нет ничего удивительного. Что бы ее собрать не нужно не паяльника, не измерительных приборов, необходимы только парочка проводов с фишками, реле зарядки, реле обычное автомобильное 30А и диодный мост с трансформатором. В качестве источника питания использовать буду регулируемый блок питания переменного тока

Еще до сборки раздумывал как же будет срабатывать ограничение, если нагрузка коммутируется реле, а не полупроводником. По хорошему когда напряжение на АКБ меньше нормы 14,4В, реле должно подавать питание на основное реле и коммутировать ток для зарядки. Когда напряжение подходит к пределу 14,4В, управляющий транзистор закрывается и реле должно отключиться. Но на этом не все, напряжение после отключения упало и соответственно реле регулятор снова включает силовое реле, опять бежит ток, опять напряжение поднялось до нормы и реле отключается. Так происходит стабилизация напряжения, но если посмотреть эти периоды включения-отключения, то этот процес проходит около 100 раз в секунду. Зная что у реле есть механический ресурс, делаю вывод что реле так долго не проживет. Это теория, надо же в практике попробовать.

Собрал все на коленке, а точнее на полу в кухне минут за 20 примерно. Подключил свой экспериментальный AGM аккумулятор, некоторое время заряжалось нормально, а потом этот треск. По началу испугался, звук как будто коротит что то, а оказалось отсекатель начал работать. Этот треск не прекращался и в итоге моя теория была верна, реле не сможет так долго жить. Даже если механические ресурс реле не успеет отработать, то контактная пара явно не выживет из-за постоянной дуги между контактами.

Наверное пора доработать, а именно добавить паралельно контактам реле балластный резистор. Этот резистор выполняет две функции:
— сохраняет контакты реле, так как пусковых токов таких больших уже не будет и дуга загораться не будет;
— снижает частоту включения реле, за счет того, что при размыкании основного реле, часть тока продолжает течь на АКБ и напряжение на нем не так быстро падает.

Установка резистора действительно помогла и теперь реле включается — отключается реже. Для индикации окончания заряда добавит светодиод и резистор паралельно резисторам с балласта
Проблема частично решена, но частота слишком высока. Тогда вот что придумал, на 67 ногу реле добавил конденсатор, что бы сгладить пульсации на силовом реле

Установил в общем конденсатор на 470мкФ 25В и песня запела по новой, теперь реле щелкает 1-2 раза в секунду, что уже не плохой результат. По характеру отсечения, напоминает отсекатели в тиристорных зарядных устройствах, но не думаю, что такой характер отсечения дурно повлияет на аккумулятор
Замеры проводил китайским ваттметром, кстати очень удобная штука для замера емкости, потребляемой мощности, тока и напряжения. Стоит около 600 рублей, вот ссылка на ваттметр со скидкой.

Источник

Простое зарядное устройство: схемы, варианты и порядок изготовления

В настоящее время нет никакого смысла заниматься изготовлением по схеме простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Во многих магазинах продаются уже готовые варианты с приемлемыми ценами. Однако все же приятнее что-то сделать своими руками. К тому же можно использовать подручные средства, а итоговая стоимость покажется мизерной.

В то же время стоит отметить, что схемы в отсутствие точной регулировки по току и напряжению на выходе, которые не обладают отсечкой тока по завершении заряда, актуальны лишь в отношении свинцово-кислотных АКБ. Применение самодельных устройств к AGM-батареям или гелевым аккумуляторам, как правило, заканчивается их повреждением.

Самая простая схема

Самая простая схема сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора включает трансформаторы. И что самое интересное, она собирается из доступных комплектующих. А ведь профессиональные заводские аналоги сконструированы подобным же образом. И, несмотря на всю примитивность самодельного устройства, оно в достаточной степени работоспособно.

К тому же у такой зарядки довольно высокий КПД, а в период эксплуатации она не способна выделять тепло. Ко всему прочему устройство отличается стабильным током, причем вне зависимости от заряда и колебаний подачи. Вдобавок имеется защита от короткого замыкания.

Необходима оснастка

Чтобы собрать по простой схеме зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, понадобится трансформатор TH61-22 с последовательным соединением обмоток. Его КПД не ниже 0,8, а сила тока не превышает 6 А. Вторичная обмотка трансформатора должна выдавать напряжение не более 20 Вольт с силой тока 8 Ампер. Если готовую деталь найти не удалось, то можно воспользоваться любым другим трансформатором, у которого перемотать вторичную обмотку для получения необходимых выходных характеристик тока.

Читайте также:  Зарядное устройство на полевом транзисторе с защитой

Также понадобятся другие комплектующие:

  • Конденсаторы серии МБГЧ, способны работать с переменным напряжением 350 В (не менее).
  • Диоды, способные выдерживать токовую нагрузку в 10 А.
  • Прибор для изменения напряжения.

Что касается последнего пункта, то в этом случае можно использовать амперметр, способный работать с постоянным током.

Либо воспользоваться электромагнитной головкой наподобие М24.

Поэтапный процесс сборки

Изготовить самодельное зарядное устройство своими руками для АКБ можно согласно следующей инструкции:

  • Для начала выбирается схема, которая будет подлежать реализации – в данном случае конденсаторная.
  • Теперь следует подобрать корпус подходящих габаритов, где с удобно будет располагаться плата со всеми необходимыми деталями. Можно даже остановить свой выбор на корпусе миллиамперметра.
  • Трансформатор крепится на алюминиевую пластину, которая, в свою очередь, закрепляется в корпусе.
  • Внутрь корпуса помещается текстолитовая пластинка, на которой размещены конденсаторы, реле и другие детали.
  • Теперь на корпусе стоит закрепить регулятор напряжения и выводы для клемм.
  • Снаружи ставится массивный радиатор из алюминия для охлаждения силовых диодов. Кроме него нужен предохранитель и вилка для подачи тока.
  • Все детали необходимо соединять согласно схеме.
  • Провода с закрепленными «крокодилами», которые исходят от зарядного устройства и предназначены для подключения к АКБ, должны быть с сечением не мене 1 мм 2 .

Большинство самодельных устройств не может похвастать высоким КПД, вплоть до 90%. Но, с другой стороны, они просты, и от этого не менее надежны покупных аналогов. К тому же со своей задачей они справляются.

Если есть желание, то можно воспользоваться более сложной схемой с набором дополнительных опций. Такие зарядники способны работать в разных режимах, включая автоматический. Также они могут обладать защитными системами от перегрева и перезаряда батареи.

Простейшее зарядное устройство на транзисторах

В то же время можно обойтись и вовсе без обмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения, поместив его на выход. Такая схема будет актуальной в условиях гаражного использования, поскольку есть возможность корректировки тока заряда в случае просадок напряжения.

В качестве регулятора здесь выступает составной транзистор КТ814-КТ837, переменный резистор будет регулировать на выходе. В процессе сборки вместо стабилитрона 1N 754A можно использовать советский аналог Д814А.

Подобная схема с электронной регулировкой собирается способом навесного монтажа, где нет необходимости в травлении печатной платы. В то же время стоит учитывать, что полевые транзисторы должны размещаться на радиаторе, который будет ощутимо греться.

По этой причине оптимально взять компьютерный кулер, которым обычно охлаждается процессор. Его вентилятор подключается к выходам зарядника АКБ. Мощность резистора R1 должна быть 5 ВТ, не меньше. Его можно намотать из нихрома или фехраля либо соединить параллельно 10 резисторов по 1 Вт (10 Ом). Резистор можно и вовсе не включать в схему самого простого зарядного устройства, только не следует забывать о том, что его наличие позволяет защитить транзисторы при замыкании проводов.

Выбирая трансформатор, стоит ориентироваться на выходное напряжение – 12,6-16 В. Можно подобрать локальную деталь, у которого соединить две обмотки параллельно. В крайнем случае заняться поисками готового устройства с нужной разностью потенциалов.

Самодельное устройство на тиристоре

Тем домашним мастерам, которые боятся держать в руках паяльник, можно посоветовать собрать зарядное устройство для АКБ, имеющее плавную регулировку тока заряда. При этом такая схема лишена тех недостатков, которые присущи резисторному аналогу.

В данном случае регулятором служит отнюдь не рассеиватель тепла (обычно в этом качестве используется мощный реостат), а электронный ключ на тиристоре. При этом вся нагрузка воспринимается этим полупроводниковым элементом. И поскольку простая схема зарядного устройства на тиристоре рассчитана на силу тока, равную 10 А, то таким прибором можно восполнить энергию аккумулятора емкостью до 90 А/ч. А посредством регулировки резистором R5 степени открытия перехода на транзисторе VT1 обеспечивается плавное и очень точное управление тринистором VS1.

Несмотря на простоту схемы, она надежна, ее легко собрать и настроить. В то же время существует одно важное условие для обеспечения правильной работы самодельного прибора подобного типа. Речь идет о мощности трансформатора, которая должна быть с троекратным запасом по току заряда. Иными словами при верхнем пределе в 10 А параметр должен равняться не менее 450-500 Вт.

Стоит заметить, что полученная конструкция будет отличаться своей массивностью. Однако в качестве стационарного зарядного устройства автомобильного аккумулятора такая схема вполне приемлема.

Простая схема импульсного зарядного устройства

Если нет желания заниматься поисками трансформатора или его переделкой, то можно обратить внимание на другой вариант. Если в хозяйстве завалялось ненужное зарядное устройство для ноутбука, выбрасывать его явно не следует, поскольку это неплохой вариант для создания импульсного блока питания для АКБ.

Так как напряжение на выходе не должно превышать 14,1-14,3 В, то любой готовый блок для такого не годится. Тем не менее можно заняться его переделкой.

Как правило, в таких устройствах поддерживание стабилизирующего питания осуществляется цепью, куда включены следующие элементы:

  • микросхема TL431;
  • управляющая оптопара.

Стоит только выходному напряжению превысить допустимые пределы (это задается резисторами), микросхема зажигает светодиод оптопары. Тем самым шим-контроллер получает сигнал о необходимости снижения скважности импульсов, которые подаются на трансформатор.

На первый взгляд все кажется сложным, и толком непонятно, как сделать простое зарядное устройство. В то же время изготовление такого прибора по силам каждому домашнему мастеру с личным автомобилем.

Пересборка импульсного блока питания

Для начала стоит вскрыть корпус, после чего следует отыскать ту самую микросхему TL431. Теперь нужно обратить внимание на ее выходной контакт, возле которого находятся два резистора (на схемах они обычно помечены R12 и R13), связанные ножкой REF.

Оптимально вести настройку верхнего плеча делителя. Путем снижения сопротивления уменьшается и напряжение на выходе из зарядного устройства. Если же параметр увеличивать, то и разность потенциалов тоже будет расти. Если блок питания рассчитан на 12 В, то понадобится резистор с большим сопротивлением, а при 19 В – с меньшим.

Теперь из простой схемы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора следует выпаять выбранный резистор (R13) и вместо него поместить подстроечный элемент, который предварительно настроен на то же сопротивление. После этого необходимо на выход зарядника дать нагрузку (к примеру, подключить лампочку от фары). Включить в сеть и плавно вращать движок «подстроечника» и одновременно контролировать напряжение.

Как только будут достигнуты нужные пределы (14,1-14,3 В), блок питания отключается от сети, а движок «подстроечника» фиксируется в принятом положении. Для этого хорошо подходит лак для ногтей. Теперь остается собрать корпус в обратном порядке. В результате это занимает не так много времени, чем чтение всей этой инструкции.

Ненужный блок стационарного компьютера

В этом случае «изготовление» зарядного устройства для АКБ отличается сложностью. Однако такой вариант сборки зарядного устройства своими руками не требует глубоких познаний в электронике. К тому же основа уже имеется – старый ненужный блок питания от стационарного компьютера, который еще работоспособен.

Обычно они дают напряжение на выходе +5 В и +12 В с силой тока порядка 2 А. Этих параметров вполне достаточно для сборки маломощного устройства, которое будет верой и правдой служить хозяину транспортного средства долгие годы.

Полная зарядка аккумуляторной батареи потребует определенного количества времени, причем немалого. Главным образом здесь все зависит от емкости АКБ. Однако использование подобного самодельного устройства позволит избежать эффекта десульфатации пластин.

Сборочный процесс

Непосредственно сам сборочный процесс простой схемы зарядного устройства, который будет проводиться в домашних условиях (или в гараже), может выглядеть следующим образом:

  1. Вскрыть корпус и убрать все провода за исключением зеленого. Только предварительно отметить либо запомнить места соединения черного (GND) и желтого (+12 В).
  2. Зеленый провод припаивается к месту, где был черный. Это делается для того, чтобы блок запускался без системной платы ПК. Далее на место пайки черного провода поставить отвод для отрицательного провода АКБ. На то место, где находился желтый провод, припаивается плюсовой контакт зарядки аккумулятора.
  3. Найти микросхему TL 494 (либо ее аналог). При всем многообразии компьютерных блоков питания без этих элементов обойтись нельзя.
  4. От первой ноги микросхемы (обычно левая нижняя) следует отыскать резистор, соединенный с выходом +12 (желтый провод).
  5. Найденный резистор выпаивается, после чего тестером замеряется его параметр. Подобрать переменный резистор, близкий по номиналу, и выставить нужное сопротивление. Теперь можно запаять элемент вместо убранного резистора гибкими проводами.
  6. Запустить блок питания и регулировкой переменного транзистора получить нужное напряжение на выходе – не более 14,3. Здесь главное не переборщить ибо предел составляет 15 В и устройство просто отключается.
  7. Выпаять из схемы простого зарядного устройства переменный резистор, сохранив настройку и замерить полученное сопротивление. Теперь остается подобрать резистор с полученным номиналом (один либо несколько) и запаять в схему.
  8. Проверить блок питания на выдачу необходимого напряжения. После этого остается собрать корпус в обратном порядке. В качестве дополнительной опции можно к выходам («+» и «-») подключить вольтметр, разместив его на корпусе для наглядности.
Читайте также:  Зарядные устройства на 24v 20а

Полученное устройство в достаточной степени надежно и вполне способно заменить заводские аналоги.

Однако в ходе использования такого прибора следует не забывать о том, что он снабжен защитой от перегрузки, но это не спасает, если не соблюдать полярность. Иными словами, стоит только при подключении зарядного устройства к АКБ перепутать плюс с минусом (что бывает, хоть и нечасто), оно выйдет из строя мгновенно!

Полезная рекомендация

Если простейшая схема зарядного устройства для аккумулятора не снабжена автоматическим контролем заряда АКБ, следует воспользоваться простейшим сетевым суточным реле от китайских производителей. В результате можно не следить за временем отключения блока от электрической сети.

Стоимость такого прибора обычно не превышает 200 рублей. Зная промежуток времени, который требуется на зарядку АКБ, можно, установив необходимое время отключения, спокойно заниматься своими делами.

Необходимость своевременного прекращения подачи электроэнергии обусловлена тем, что если забыть совсем про зарядку АКБ, это грозит серьезными последствиями:

  • закипанием электролита;
  • разрушением пластин;
  • выходом аккумулятора из строя.

А ведь новая батарея стоит заметно дороже, нежели общие вложения в самодельное зарядное устройство!

Правила пользования

Главный недостаток практически любого простого зарядного устройства на 12 вольт для АКБ – это отсутствие возможности отключения прибора после его полной зарядки. Однако как исправить этот нюанс, мы уже рассмотрели, но от этого все равно не легче. Присутствуют и другие особенности, которых нет в ходе применения заводских аналогов.

Один из важных нюансов заключается в том, что процедура проверки ЗУ «на искру» категорически запрещена! Помимо этого, необходимо внимательно следить в ходе подключения зарядника к аккумулятору, чтобы ни в коем случае не перепутать полярность. Иначе это грозит полным выходом из строя ЗУ.

И, что еще самое важное, подключение к клеммам должно осуществляться только в выключенном состоянии.

Техника безопасности

Занимаясь изготовлением самодельной зарядки, не стоит забывать об элементарных правилах техники безопасности:

  • Все приборы без исключения должны располагаться на огнеупорной поверхности, включая аккумулятор.
  • Первичное использование зарядки следует проводить при полном контроле всех параметров. Необходимо обеспечить контроль над температурой нагрева всех элементов зарядного устройства и АКБ. Следует избегать закипания электролита, напряжение и ток необходимо контролировать тестером. Все это позволит определить продолжительность полной зарядки батареи, что поможет в будущем.

Самостоятельно собрать по простой схеме зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — не проблема. Главное, соблюдать технику безопасности. Ведь приходится иметь дело с опасным напряжением 220 В!

Источник

Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов.

Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В.

Рис.1

Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора.
Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле:
Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В) .
Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности.
Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей.
Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.

Зарядное устройство на гасящих конденсаторах

Рис.2

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4.
Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

В данной схеме высокий показатель КПД достигнут за счёт применения в качестве токозадающих элементов конденсаторов, которые, как известно, имеют реактивную проводимость и не выделяют на себе тепловой мощности.
Далее будут приведены импульсные (ключевые) зарядные устройства, построенные по другому принципу, но также отличающиеся низким собственным энергопотреблением.

Одними из первых импульсных ЗУ, появившихся на рынке, были тиристорные устройства.
Вообще, тиристор — это прибор достаточно капризный и требующий для надёжной работы соблюдения определённого набора условий. Именно поэтому — большинство простейших схем, приведённых в различных источниках, грешат не очень стабильной работой и необходимостью подбора элементов.

Зарядное устройство на тиристоре

Из числа удачных простых разработок можно привести схему тиристорного зарядного устройства из книги уважаемого Т. Ходасевича «Зарядные устройства», многократно повторённую многочисленной радиолюбительской братвой и изображённую на Рис.3.

Рис.3

Вот что пишет автор:

Зарядное устройство позволяет заряжать авто аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.
Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, содействует продлению срока службы батареи.
Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мост VDI. VD4.
Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VTI, VT2. Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.
Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

Конденсатор С2 — К73-11, ёмкостью от 0,47 до 1 мкФ, или К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.
Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307. Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или Д226 с любым буквенным индексом.
Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.
Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно сделать самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.
Предохранитель F1 — плавкий, но удобно применять и сетевой автомат на 10 А либо автомобильный биметаллический на такой же ток. Диоды VD1. VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).
Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью возле 100 см*. Для улучшения теплового контакта устройств с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.
Вместо тиристора КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е. Проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.
В приборе может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.
Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (к примеру, при 24. 26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

Читайте также:  Ajbat 001 зарядное устройство

Несмотря на популярность и работоспособность приведённый схемы, при функционировании устройства многие отмечают нехарактерное гудение трансформатора на частотах, отличных от 100 Гц. Связано это с отсутствием чётких и быстрых фронтов/спадов у сигналов, поступающих на управляющий вход тиристора при его включении/выключении, что в свою очередь создаёт условия для возникновения процессов генерации в нагрузке.

Несколько лучше и надёжнее работают импульсные зарядные устройства, в которых коммутирующий элемент выполнен на симметричном (двухполярном) аналоге тиристора — симисторе.
На Рис.4 приведена схема подобного устройства из вышеупомянутой книги Т. Ходасевича.

Зарядное устройство на симисторе

Рис.4

Описываемое ниже простое зарядное устройство имеет широкие пределы регулирования зарядного тока — практически от 0 до 10А и может быть использовано для зарядки различных аккумуляторов на напряжение 12В.
В основу устройства положен симисторный регулятор с маломощным диодным мостом VD1-VD4 и резисторами R3 и R5. После подключения устройства к сети при плюсовом её полупериоде начинает заряжаться конденсатор С2 через резистор R3, диод VD1 и последовательно соединённые резисторы R1 и R2. При минусовом полупериоде — через те же R1 и R2, диод VD2 и резистор R5. В обоих случаях конденсатор заряжается до одного и того же напряжения, меняется лишь полярность его зарядки. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога зажигания неоновой лампы HL1, она зажигается и конденсатор быстро разряжается через лампу и управляющий электрод симистора VS1.При этом симистор открывается. В конце полупериода симистор закрывается. описанный процесс повторяется в каждом полупериоде сети.
Общеизвестно, что управление симистором посредством короткого импульса имеет тот недостаток, что при индуктивной или высокоомной активной нагрузке анодный ток прибора может не успеть достигнуть значения тока удержания за время действия управляющего импульса.
Одной из мер по устранению этого недостатка является включение параллельно нагрузке резистора. В описываемом зарядном устройстве такими резисторами являются резисторы R3 и R5, которые в зависимости от полярности полупериода сетевого напряжения поочерёдно подключаются параллельно первичной обмотке трансформатора.
Этой же цели служит и мощный резистор R6, являющийся нагрузкой выпрямителя VD5, VD6. Этот же резистор формирует импульсы разрядного тока, которые продлевают срок службы АКБ.

Вместо резистора R6 можно установить лампу накаливания на напряжение 12В мощностью 10Вт.
При изготовлении трансформатора задаются следующими параметрами: напряжением на вторичной обмотке 20В при токе 10А.

Несколько упростить описанное выше устройство можно применив в его высоковольтной части динистор (Рис.5).

Рис.5

Данную схему с диаграммами мы подробно рассмотрели на странице ссылка на страницу. Поэтому повторяться не буду, скажу лишь, что наличие снабберной цепи, показанной на схеме синим цветом — обязательно. В качестве нагрузки выступает первичная обмотка сетевого трансформатора.

В современных зарядных устройствах в качестве переключающего (регулирующего) элемента практически повсеместно используются мощные полевые транзисторы. Одно из подобных устройств было подробно описано в журнале Радио №5 2011г на странице 44.

Зарядное устройство на полевом транзисторе

Блок управления зарядным устройством представляет собой импульсный генератор, собранный на элементах DD1.1 и DD1.2 (см. схему на рис. 6) и позволяющий регулировать скважность импульсов, буферный усилитель — инвертор на элементах DD1.3 и DD1.4 и переключающий регулирующий элемент — полевой транзистор VT1.
При указанных на схеме номиналах элементов частота генератора — около 13 кГц. Так как сопротивление открытого канала транзистора VT1 очень мало (0,017 0м) и работает он в переключательном режиме, при токе зарядки до 5 А транзистор практически не нагревается — рассеиваемая тепловая мощность не превышает 0,55 Вт.
В качестве понижающего использован сетевой трансформатор габаритной мощностью 150 Вт с вторичной обмоткой, обеспечивающей постоянное напряжение 16. 17 В на конденсаторе С1 и зарядный ток до 6 А.
Выпрямительный мост собран на диодах Шоттки, VD1 — сдвоенный SBL4045PT, a VD2 и VD3 — одиночные 10TQ045.
Если вторичную обмотку сетевого трансформатора намотать с отводом от середины, число диодов в выпрямителе и тепловыделение от них можно уменьшить вдвое.
Чертёж платы представлен на Рис.7.

Зарядное устройство на полевом транзисторе

Описанный узел управления также можно использовать в осветительных и нагревательных приборах, для изменения частоты вращения коллекторных электродвигателей. При этом питающее напряжение устройств можно варьировать в широких пределах, определяемых максимально допустимыми параметрами для переключательного транзистора и, конечно же, выпрямителя. В частности, используемый в узле транзистор IRFZ46N имеет максимальную рассеиваемую мощность 107 Вт, максимальный ток через канал 53 А, максимальное напряжение сток—исток 55 В. Возможна его замена транзистором IRFZ44N.
Предлагаемое устройство позволяет регулировать мощность от нуля до максимального значения, а регулирующий транзистор не нуждается в эффективном отведении тепла при увеличении тока нагрузки до 5 А.

В результате длительной или неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, что приводит к их деградации и последующему выходу из строя. Известен способ восстановления таких батарей методом заряда их «ассиметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбирается 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Зарядное устройство и восстановление аккумулятора

На Рис.8 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.
Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.
Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.
В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.
Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

Источник

Как сделать зарядное устройство для АКБ своими руками

Многие автолюбители отлично знают, что для продления срока службы аккумуляторной батареи требуется периодическая ее подзарядка именно от зарядного устройства, а не от генератора автомобиля.

И чем больше срок службы аккумулятора, тем чаще его нужно заряжать, чтобы восстанавливать заряд.

Без зарядных устройств не обойтись

Для выполнения данной операции, как уже отмечено, используются зарядные устройства, работающие от сети 220 В. Таких устройств на автомобильном рынке очень много, они могут обладать различными полезными дополнительными функциями.

Однако все они выполняют одну работу – преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное – 13,8-14,4 В.

В некоторых моделях сила тока при зарядке регулируется вручную, но есть и модели с полностью автоматической работой.

Из всех недостатков покупных зарядных устройств можно отметить высокую их стоимость, и чем «навороченней» прибор, тем цена на него выше.

А ведь у многих под рукой есть большое количество электроприборов, составные части которых вполне могут подойти для создания самодельного зарядного устройства.

Да, самодельный прибор выглядеть будет не так презентабельно, как покупной, но ведь его задача – заряжать АКБ, а не «красоваться» на полке.

Одними из важнейших условий при создании зарядного устройства – это хоть начальное знание электротехники и радиоэлектроники, а также умение держать в руках паяльник и уметь правильно им пользоваться.

Далее рассмотрим несколько схем зарядных устройств для АКБ, которые можно создать из старых электроприборов или составных частей электроники.

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.

Источник