Схема простого импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Схема простого импульсного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

Что такое импульсное зарядное устройство?

В отличие от трансформаторных собратьев импульсные зарядные устройства заряжают батарею не постоянным током какого-либо значения, а импульсами. Для их образования используется современная элементная база – громоздкие трансформаторы при этом не потребуются. Импульсная зарядка аккумулятора происходит в режиме как постоянного тока, так и постоянного напряжения, плюс комбинированный цикл. А это очень важно, например, для необслуживаемых АКБ.

Принцип действия

Если смотреть по конструкции, речь идёт об устройстве, восстанавливающем заряд автомобильной АКБ особым образом. В импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора входят:

• небольшой импульсный трансформатор;
• диодный выпрямитель;
• блок стабилизации;
• система индикации (аналоговые приборы или цифровой дисплей);
• электронный модуль, контролирующий процесс заряжания.

Как действует ИЗУ? Электронная схема и трансформатор генерируют высокую частоту, с помощью которой входное напряжение от сети повышается. При этом активно применяются фильтры (в состав которых входят электролитические конденсаторы), задерживающие помехи и сглаживающие напряжение на выходе. Далее происходит его преобразование с одновременным понижением до требуемого значения. К аккумулятору поступает ток, величина которого контролируется дополнительными электронными блоками. По окончании процесса диодный выпрямитель блокируется, зарядка прекращается.

Особенности

Все импульсные зарядки несложны в эксплуатации и имеют свою классификацию. В магазине вы встретите ИЗУ нескольких типов:

1. Ручные: относительно недорогие устройства, требующие постоянного контроля над процессом заряжания: то есть придётся периодически подстраивать U и I, следить за временем процесса.
2. Полуавтоматы: здесь часть процессов происходит без участия автовладельца – ему необходимо лишь учитывать продолжительность процедуры.
3. Автоматы: программируемые устройства, способные сначала определять состояние АКБ, потом выбирать оптимальный режим её восстановления и заряжать с последующим автоматическим отключением.

Полноценная зарядка АКБ импульсным устройством не может происходить в ударном темпе. Для 100-процентного восстановления аккумулятора потребуется от 14 до 20 часов.

Специальный режим зарядки

С помощью ИЗУ батарею можно зарядить постоянным током, напряжением либо использовать комбинированный режим, о чём будет написано далее. Но у многих импульсников существует и специальный метод восстановления АКБ, называемый BOOST. Это чрезвычайный режим, обеспечивающий подзарядку аккумулятора в течение максимум 10 минут. По окончании такого срока двигатель запустится, даже если аккумулятор был разряжен очень сильно.

Но часто пользоваться подобным режимом нежелательно: постоянное сильное воздействие на пластины-электроды быстро приведёт к их разрушению, и батарея потеряет работоспособность окончательно через 2–3 месяца. Применять BOOST можно лишь в крайних случаях: когда нужно срочно ехать, а батарея оказалась разряженной.

Преимущества и недостатки

Чем же обусловлена популярность импульсных устройств у автолюбителей? На это есть довольно веские причины:

1. Небольшие габариты: некоторые импульсники можно свободно поместить даже в бардачок авто. Поэтому зарядник легко взять с собой в длительную поездку при сильном морозе, чтобы после ночёвки не испытывать проблем с запуском мотора.
2. Лёгкость в эксплуатации: разобраться с управлением прибором сможет даже человек, не искушённый в тонкостях электроники.
3. Программное обеспечение в самых современных ИЗУ исключает присутствие человека при процессе заряжания, в крайнем случае его участие сводится к минимуму.
4. Импульсные зарядки имеют всевозможные виды защиты от замыканий, переполюсовок и т. п.
5. Автоматический режим работы не допускает перегрев АКБ и продлевает эксплуатационный ресурс батареи.
6. В некоторые ИЗУ интегрирована система подсказок. При неправильном подключении или неверном выборе режима тревожный сигнал, информация на дисплее подскажут, что нужно делать, чтобы правильно зарядить АКБ.

А что можно сказать об отрицательных сторонах этого зарядного устройства? Здесь стоит выделить пару главных моментов. Первый заключается в относительно высокой стоимости аппарата. Взглянув на цену, большинство покупателей тут же переходят к полке с трансформаторными ЗУ. Поэтому импульсники чаще можно встретить в автосервисах, на станциях ТО, в частных мастерских.

Второе – наличие множества датчиков, приборов, сложной электронной схемы. Всё это очень сильно помогает в процессе работы. Но в случае поломки одного из элементов ремонт может вылиться в копеечку. Да такую, что, возможно, придётся задуматься о приобретении другого аппарата.

Какие бывают зарядные устройства

Аккумулятор не вечный и даже в самых заботливых руках может прослужить не более 5-6 лет. Но многие и до этого не дотягивают, потому что водители часто пренебрегают элементарными правилами эксплуатации устройства. И обслуживания, в том числе. Правил обслуживания аккумулятора есть много, но качественная подзарядка необходима аккумулятору даже при полной работоспособности всего бортового электрооборудования.

Нынешние зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов представлены только двумя типами:

• импульсными зарядками;
• трансформаторными устройствами.

Трансформаторные модели устройств при всех своих достоинствах имеют огромный вес и габариты. Это не проблема для тех, у кого есть полноценная мастерская, просторный гараж. Да и по надежности и стабильности зарядных характеристик трансформаторные динозавры гораздо лучше импульсных устройств. Но время идет, и тяжелые трансформаторы заменяют импульсные устройства.

Как собрать простое импульсное ЗУ самому

Собрать импульсное зарядное устройство своими руками довольно сложно даже хорошо подготовленному автолюбителю. К тому же придётся подыскивать электронные компоненты, которые есть далеко не в каждом магазине. Использование деталей б/у тоже риск, так как, по сути, это «кот в мешке», их придётся проверять, для чего понадобится специальная аппаратура.

Схема

Достаточно взглянуть на приведённую ниже схему импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, причём далеко не самую замысловатую, чтобы убедиться в его сложности:

Однако выход есть! Можно использовать работоспособный блок питания, вытащив его из отработавшего своё компьютера. Мощность извлечённого модуля должна быть не меньше 150 Вт. Но, как показывает практика, надёжнее (чтобы не тратить зря время) приобрести недорогой БП, например, с заводским обозначением S-120-12. Купить его можно в известном китайском интернет-магазине. Прелесть этого изделия не только в том, что оно нуждается в минимальной переделке, но и в том, что в нём уже имеется заводская защита от КЗ и перегрузок.

В блоке на лицевой панели уже есть подстроечное сопротивление, позволяющее регулировать напряжение в пределах 1 В. Однако для ЗУ этого явно недостаточно: требуется диапазон хотя бы 9–20 В. Чтобы переделать блок, найдите кроме подстроечного резистора обычный, обозначаемый как R1 с номиналом 5 кОм. Его нужно поменять на сопротивление в 2,7 кОм. В свою очередь «подстроечник» номиналом в 1 кОм заменяется на такой же сопротивлением 5 кОм. Теперь можно будет регулировать напряжение в требуемом диапазоне. Чтобы повысить мощность БП, поменяйте электролитические конденсаторы в 1000 мкФ (этакие «бочонки») на такие же, но рассчитанные на напряжение не 16, а 25 В (они такого же размера и точно подойдут к месту). Если есть желание, можно добавить в схему прибор, измеряющий силу тока и напряжение, как это показано на схеме импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора ниже:

Инструкция по изготовлению импульсного ЗУ своими руками

Простая схема для изготовления импульсной зарядки

Сделать ЗУ для автоаккумуляторов можно в домашних условиях, рассмотрим процесс изготовления девайса со схемой IR2153. В этой схеме нет двух конденсаторных элементов, подключенных к средней точке, вместо них устанавливается электролит. По этой схеме можно изготовить девайс, который изначально рассчитан на невысокую мощность, но если вы хотите получить более мощное ЗУ, то можете немного изменить схему, добавив в нее мощные компоненты.

1. Схема импульсного зарядного устройства подразумевает использование ключей 8N50, которые оснащаются защитным корпусом. Также вам потребуются и диодные мосты, их не обязательно покупать в магазине, можно взять со старого БП компьютера. Если у вас нет возможности достать такие диоды, то в принципе, мост можно сделать из выпрямительных диодных элементов, потребуется четыре штуки.
2. Не менее важным этапом является обустройство цепи питания, для реализации вам понадобится резисторный элемент для гашения тока, наиболее оптимальным вариантом будет резистор на 18 кОм. За резисторным компонентом устанавливается выпрямитель, который монтируется на диоде. В данном случае питание от бытовой сети будет передаваться на плату, это нам подходит. На самом питании нужно будет установить электролит, а его также надо будет соединить с конденсаторным элементом — можно использовать керамическое устройство или пленочное. Конденсатор в обязательном порядке нужно добавить в схему, поскольку это позволит максимально сгладить возможные помехи в работе ЗУ.
3. Трансформаторный узел можно взять из старого компьютерного БП, важно убедиться в том, что он рабочий. Устройства, которые ставятся в блоки питания, оптимально подходят для изготовления ЗУ, так как они выдают хороший ток на выходе. Диодные элементы трансформатора должны быть в любом случае импульсными, так как обычные детали будут не в состоянии работать в условиях высокой частоты.
4. Что касается фильтрующего элемента, то его использование не является обязательным, но все же добавить фильтр можно. Также в схему можно добавить термистор на 5 Ом и установить его перед фильтром, это позволит добиться максимального снижения помех. К слову, термистор также можно демонтировать из компьютерного БП.
5. Не забудьте установить и электролитический конденсаторный компонент, при его выборе необходимо руководствоваться соотношением 1 Вт — 1 мкФ (автор видео о пошаговом изготовлении ЗУ — канал Паяльник TV).

На первый взгляд эта схема может показаться достаточно сложной, но в целом в ее реализации нет ничего сложного. Если вы все сделаете правильно и учтете все моменты и рекомендации, то процесс изготовления не вызовет сложностей, даже если вы никогда ранее не сталкивались с такой задачей.

Фотогалерея «Схемы для изготовления ЗУ»

Ниже представлены более сложные схемы для изготовления зарядных устройств. Если вы владеете навыками, то можете использовать эти схемы.

1. Более сложная схема для импульсного ЗУ

2. Схема мощного импульсного прибора

Что нужно знать владельцу такого устройства?

Особенностей у самодельного аппарата, собранного по схеме импульсного зарядного устройства, приведённой выше, не так много, сам процесс несложен, контроль над ним сведён к минимуму. Электронная защита исключает выход из строя компонентов при неправильном подключении или перегрузках в сети.

Как правильно заряжать

Подключите ИЗУ к сети 220 В, переведите выключатель в рабочее положение. Когда прибор, измеряющий ток и напряжение, заработает, переведите ручку подстроечного сопротивления влево до конца: получится на выходе 9 В. Теперь подсоедините выходные провода к клеммам АКБ, соблюдая соответствие (+) и (-). Переменным резистором не спеша увеличивайте напряжение до 13,5 В (если батарея совсем села) или 14,5 В (если аккумулятор неработоспособен на 50 %). Посмотрите на амперметр: I должна составлять 10 % от ёмкости. Например, для АКБ 55 А/ч это будет 5,5 А.

По ходу процесса сила тока будет падать, плотность электролита – повышаться. Процедуру можно считать законченной, когда I = 0,1 А или менее.

Как функционирует защита?

При случайном замыкании выходных проводов ИЗУ останется работоспособным: просто он выключится. Вытащите вилку из сети, устраните причину КЗ, и блок снова готов к работе. Ещё есть защита от перегрузки: устройство срабатывает при появлении тока в 10 А. Как только возникает подобное значение, устройство автоматически отключается.

Часто допускаемые ошибки

В первую очередь это спешка. Нельзя полноценно зарядить батарею ИЗУ за 4–5 часов. Понадобится не менее 14-ти. Тем более, если процесс осуществляется при отрицательной температуре. Также рекомендуется внимательно смотреть на полюса при подключении аккумулятора: не каждое ЗУ имеет защиту «от дурака». Если у вас аккумулятор свинцово-кислотный, обслуживаемый, на период зарядки стоит выкрутить (можно наполовину) пробки банок. Оберегайте устройство от проникновения влаги, образования конденсата. Последний может осесть на корпусе при внесении ЗУ с мороза в тёплое помещение. В этом случае эксплуатацию устройства можно начинать примерно через пару часов, когда влага, осевшая на электронных компонентах, высохнет.

Типичные поломки ЗУ и их ремонт

Один из наиболее распространённых дефектов, появляющихся обычно после года-второго срока эксплуатации, – отсутствие напряжения на выходе. В лучшем случае причина заключается в сгоревшем предохранителе: его нужно просто заменить. Если же он исправен, осмотрите печатную плату: в первую очередь обратите внимание на электролитические конденсаторы – их вздутие говорит о выходе из строя.

Однако не стоит ограничиваться только их заменой: поломка конденсаторов могла по принципу цепочки привести к выходу из строя других элементов. Поэтому надо выпаять и проверить:

• выпрямительный диодный мост;
• конденсаторы фильтра;
• полевые транзисторы (они стоят на алюминиевых радиаторах).

Также не забудьте проверить целостность проводов питания и работоспособность выключателя. Если под рукой нет нужного предохранителя, его временно заменит «жучок»: проволока сечением 0,11 мм соответствует току в 3 А.

Самые популярные модели

Среди наиболее популярных ИЗУ – устройства производства России, Италии, Германии, КНР, Украины и других стран. Ниже представлены аппараты из бюджетного сегмента:

1. Voin VL 156-6(12)В. Оснащён цифровым дисплеем, благодаря которому процесс оказывается под контролем. Есть несколько режимов зарядки и электронная защита в 3 уровня. Размеры компактные, цена доступная.
2. Elegant. Долгое время держит статическое напряжение. Реализует медленную, бережную зарядку. Все процессы отображаются на цифровом мониторе.
3. Master Watt. Универсальный аппарат, уверенно работающий с любыми типами аккумуляторов. Так как это полуавтомат, то необходим несложный контроль. Производитель уверяет о большом сроке эксплуатации – до 25 лет.
4. KeePower Medium. Полностью автоматическое устройство. Достаточно просто подключить аппарат к АКБ и установить требуемую программу. Батарея будет заряжаться медленно, быстро либо со средним темпом.

Как видно, импульсные зарядные устройства всё больше распространяются на рынке. Очевидно, что со временем, когда конкуренция будет более сильной, цена на изделия упадёт. А если вы не хотите ждать, можно попробовать собрать импульсное зарядное устройство своими руками. Это наверняка окажется дешевле.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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

ИМПУЛЬСНОЕ ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА АВТО

В настоящее время, при построении мощных автомобильных зарядных устройств с токами до 10 ампер и более, мало кто использует обычные трансформаторы, да и достать их проблематично, не говоря уже о том, что пару кило меди обмоток будут стоить пару десятков долларов. В то же время практически у каждого есть готовый 12-ти вольтовый импульсный блок питания AT или ATX. Их мы и приспособим для создания самодельного зарядного к авто. Изучим схему устройства, клик по картинке для увеличения размера.

Схема переделки БП в импульсное зарядное

Зарядка сделана на основе стандартного компьютерного блока питания. Схема не содержит цепей запуска блока, цеплять к зарядке дежурное питание не имеет смысла, а подпитка ключей только сильнее разогревает их, соответственно без АКБ работать не будет.

Налаживание зарядки довольно простое: не включая в сеть надо стать осциллографом на Б-Э любого ключа, к выходу зарядки подключить регулируемый БП, дальше выставить примерно 14,4-14,8 вольт, и подстроечным резистором R31 добиться прекращения генерации. Далее включить зарядное устройство в сеть, подключить нагрузку и подбором шунта выставить требуемый максимальный зарядный ток.

Печатка прилагается, она находится в архиве на форуме. Зарядку можно дополнить цифровым вольтамперметром, собранном, к примеру, по такой схеме:

Схема цифрового ампервольтметра для ЗУ

Выбор между вольтами и током осуществляется нажатием одной единственной кнопки. Печатная плата и прошивка там же на форуме, в архиве.

Если нет возможности собрать или купить блок цифровой индикации напряжения и тока — ставьте любой подходящий стрелочный вольтметр на напряжение 20 вольт и амперметр на 10 ампер. Сборка, испытания и фото прибора — nickolay78.

Форум по обсуждению материала ИМПУЛЬСНОЕ ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА АВТО

Предусилитель со стерео темброблоком для усилителя мощности, собранный на ОУ 4558.

Радиоприемники — обзор базовых конфигураций приёмной аппаратуры, этапы развития схемотехники.

Самодельная полка-кассетница для хранения мелких деталей и других электрических компонентов.

Источник

Импульсное зарядное устройство для авто, схема, описание

К вашему вниманию простая схема импульсного ЗУ для автомобильного акб, компактная, проверенная в работе и со всеми защитами.

Электронный трансформатор немного дорабатываем, чтобы в конечном итоге выход был 14 вольт, то есть если нет 14 вольт, то нужно немного домотать вторичную обмотку. Затем мы добавим (тут по желанию) сетевой фильтр. Сделаем обязательно диодный выпрямитель и схемы защиты от короткого замыкания, переполюсовки и перегрузки. Ну и добавим индикацию.

Я взял китайский электронный трансформатор на 80 ватт. Частота задаётся динистором DB3 в районе 30 кГц. Имеется 2 трансформатора, один ОС, второй (основной) понижающий.

3 обмотки содержит тран-тор ОС, две базовые обмотки ключей и саму обмотку ОС. Были взяты ключи MJE 13005.

Чтобы использовать наше зарядное устройство можно было ещё и в качестве БП, реализуем включение без нагрузки.

Итак, что для этого надо….

1) Выпаять обмотку ОС и вместо неё сделать перемычку.
2) Мотаем 2 витка проводом 0.4 мм на основном трансе и подключаем всё это дело как показано на схеме ниже. Это делать не обязательно, если данное устройство будет работать только как зарядное для аккумуляторов.

Резистор нужно взять мощностью 5-10 ватт и то он всегда будет тёплый, но это нормально.

Такая переделка даёт нам защиту от короткого замыкания и включение системы без нагрузки. Но всё равно при длительном замыкании (больше 10 сек) ключи могут выйти из строя, поэтому мы будем делать отдельную защиту от короткого замыкания.

Сделаем на отдельной плате.

В схеме использован транзистор IRFZ44, можно взять и помощней IRF3205. Ключи можно использовать на ток более 20 ампер, такие как IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и т.д. Теплоотвод для полевика не требуется. Выбор второго транзистора не критичен, я взял биполярник MJE13003, но выбор за вами.

Шесть резисторов по 0.1 ому, подключены параллельно задают сопротивление шунта, которым подбирается ток защиты. При таком раскладе ток защиты срабатывает при нагрузке в 6 или 7 ампер. Также можно подстроить ток срабатывания переменным резистором.

Выходной ток БП доходит до 7 ампер, довольно прилично. Резисторы для шунта брал на 5 ватт, но подойдут и по 2-3 ватта.

Теперь нужно переделать чтобы выходное напряжение было 14 вольт вместо 10-12.

Это делается просто на вторичную обмотку доматываем всего 3 витка и этим повышаем напряжение на три вольта. Сердечник сам разбирать не обязательно. Провод брал сечением 1 мм и подключаем, вернее припаиваем нашу обмотку одним концом к заводской, а другой конец получается выходом. (то есть последовательно)

Теперь приступим к выпрямителю.

Диоды взял шоттки, выпаял из БП от компьютера. Нужны три одинаковые сборки. Обязательно диоды должны быть импульсные или ультрафасты и не менее 10 ампер. Подойдут и наши типа КД213 и подобные.

Собираем мост, блоки в кучу и включаем в сеть 220, чтобы схема не сгорела (в случаи если что накосячили) её следует подключить через обыкновенную лампочку на 60-100 ватт, которую соединяем последовательно с нашей схемой.

При правильной сборке блок работает сразу, теперь замыкаем выход на нём, при этом загорается светодиод (свидетельствует о коротком замыкании).

Теперь собираем схему индикатора

Сама схема взята от зарядника аккумуляторной отвёртки. Где зелёный огонёк показывает, что идёт заряд, а красный показывает, что есть напряжение на выходе блок питания.

Зелёный индикатор будет затухать постепенно и после 12.4 вольт он окончательно потухнет.

Но вот и осталось нам только сделать сетевой фильтр, он у нас будет состоять из 2-х плёночных конденсаторов и дросселя.

Коденсаторы подключаются перед дросселем и после. Дроссель можно взять готовый от ИБП или намотать самому. Берём кольцо и мотаем две отдельные обмотки, по 20 витков проводом 0.5 мм. Конденсаторы по 0,47 мкФ 250 или 400 вольт, лучше взять плёночные.

Теперь собираем всё в корпус и наслаждаемся полноценным импульсным зарядным устройством. Если будет желание, можно сделать и регулятор мощности.

В устройстве можно применить и более мощные трансформаторы. Практика показала надёжность данного устройства и его простоту в изготовлении.

Источник

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

1. Стек.
2. Сонар.
3. Hyundai.

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

1. dc-dc понижающий преобразователь.
2. Амперметр.
3. Диодный мост КВРС 5010.
4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
5. трансформатор ТС 180-2.
6. Предохранители.
7. Вилка для подключения к сети.
8. «Крокодилы» для подключения клемм.
9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Умное ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Инверторный вид

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

Схема Электроника

1 схема мощного ЗУ

Мощное ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Советское ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Электрон 3М

Схема Электрон 3М

Источник