Меню

Выпрямитель тока для зарядки аккумуляторов



Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов

Первая конструкция. Выпрямитель (рис. 26) собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1—Д4 типа Д305. Сила зарядного тока регулируется при помощи мощного транзистора 77, включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R1, изменяется сопротивление цепи коллектор — эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять от 25 мА до 6 А при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 В.

Резистор R2 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Трансформатор собран на сердечнике сечением 16 см2. Первичная обмотка рассчитана на включение в сеть с напряжением 127 В (выводы 1—2) или 220 В (выводы 1—3) и содержат 350+325 витков провода ПЭВ 0,35, вторичная обмотка — 45 витков провода ПЭВ 1,5. Транзистор 77 устанавливают на металлическом радиаторе, площадь поверхности которого должна быть не менее 350 см” с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм.

Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов

Рис, 26. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (первая конструкция)

Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов

Рис. 27. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (вторая конструкция)

Вторая конструкция. Схема, приведенная на рис. 27, отличается от предыдущей тем, что с целью увеличения максимального тока до 10 А транзисторы 77 и Т2 включены параллельно. Смещение на базы транзисторов, изменением которого регулируется зарядный ток, снимается с выпрямителя, выполненного на диодах Д5—Д6. При зарядке 6-вольтовых аккумуляторов переключатель устанавливается в положение /, 12-вольтовых — в положение 2. Обмотки трансформатора содержат следующее количество витков: Іа—328 витков провода ПЭВ 0,85; 16 — 233 витка провода ПЭВ 0,63; II — 41+41 виток провода ПЭВ 1,87; III — 7+7 витков провода ПЭВ 0,63. Сердечник — УШ35 X 55.

Источник

Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками

Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.

Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.

Схема простейшего зарядного устройства

По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.

Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.

Схема с одним выпрямляющим диодом

Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:

Схема с диодным мостом

С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.

Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором

На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.

Как сделать своими руками

Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.

Подготовить необходимые комплектующие и инструменты

  • Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
    • мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
    • напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.

    Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.

    Старые трансформаторы используют в обмотках алюминиевый провод в отличие от медного он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Кулер от неисправного источника питания компьютера поможет решить проблему:

    Порядок выполнения работ

    1. Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
    2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.

    Рекомендации по применению самодельного зарядника

    Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.

    • Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
    • Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
    • Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
    • Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
    • Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.

    Источник

    Зарядное на однополупериодном выпрямителе

    Простое в изготовлении зарядное устройство позволяет вос­становить техническое состояние автомобильного аккумулятора за ночь.

    Введение

    Длительное хранение или эксплу­атация автомобильных аккумулято­ров приводит к возникновению на пластинах и на клеммах кристалли­ческого сульфата свинца, который препятствует нормальной эксплуата­ции аккумулятора. При плохом контак­те клеммы аккумулятора, покрытые сульфатом, можно почистить напиль­ником с крупной насечкой или наж­дачной бумагой, а вот снять сульфат с пластин аккумулятора таким мето­дом невозможно.

    Из за высокого внутреннего со­противления, созданного плохой про­водимостью кристаллов сульфата, машина, возможно, и заведется, но не более одного раза.

    В зимнее время, при повышенной вязкости масел заводка двигателя практически невыполнима.

    Высокое внутреннее сопротивле­ние снижает напряжение на клеммах аккумулятора, при подключении на­грузки — ниже допустимых пределов, стартер при таком напряжении источ­ника тока не в состоянии провернуть вал двигателя.

    Надеяться что аккумулятор вос­становится в пути, при таком состоя­нии пластин нереально.

    Если рассматривать генератор автомобиля как источник питания, зарядить аккумулятор возможно, а вот снять кристаллизацию пластин он не сможет в полном объеме из-за не­достаточного напряжения генератора и постоянного, по форме, тока трех­фазного генератора.

    Поверхностная (рабочая) сульфи­тация пластин снимается при рабочем напряжении зарядки аккумулятора в 13,8-14,2 В, а внутренняя кристалли­зация пористой структуры пластин на такое напряжение слабо реагирует из-за высокого сопротивления кристал­лов и низкого напряжения заряда.

    Для восстановления пластин — снятия кристаллизации — требуется нестандартное напряжение источника тока заряда с возможностью регене­рации пластин.

    Добавлять напряжение генерато­ра автомобиля ни в коем случае нельзя — из-за опасности поврежде­ния электрического и электронного оборудования автомобиля нестандар­тным напряжением.

    Выход прост — восстановить ак­кумулятор внешним зарядным уст­ройством с повышенным напряжени­ем источника тока. К таким приборам относятся импульсные зарядные ус­тройства.

    Хорошо ускоряет восстановление пластин аккумуляторов наличие раз рядной составляющей тока величи­ной, не превышающей 10% от заряд­ного тока.

    Средний ток заряда при снятии сульфатации пластин не превышает рекомендуемый для заряда заводом — изготовителем, а напряжение заряда в импульсе превышает стандартное по­чти в два раза, что ускоряет перевод кристаллов сульфата свинца в амор­фный свинец. Время импульса невели­ко и такая зарядка с восстановлени­ем не приводит к излишнему нагреву аккумулятора и короблению пластин.

    Импульсное восстановление по­зволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора и восстановить его ра­бочее состояние. Устранение круп­нокристаллической сульфатации элементов аккумулятора снижает внутреннее сопротивление до рабо­чего состояния, устраняется само­разряд и межэлектродные замыка­ния, повышается напряжение под нагрузкой, что облегчает запуск ав­томобиля.

    Предлагаемое зарядное устрой­ство позволяет выполнить эти усло­вия. Данное устройство не предназ­начено для питания радиоэлектрон­ных устройств.

    Принципиальная схема

    1

    Принципиальная схема зарядного устройства (рис. 1) состоит из сило­вого трансформатора Т1 с внешними цепями коммутации SA1 и защиты от перегрузки FU1.

    2

    Выходные обмотки трансформа­тора коммутируются переключателем SA2 в зависимости от напряжения за­ряжаемого аккумулятора GB1. Выпря­митель импульсного тока VD1 выпол­нен на одном диоде для выполнения требуемой технологии восстановле­ния пластин аккумулятора.

    Разрядный ток небольшой ампли­туды создается цепью, состоящей из диода VD2, обратной полярности и ограничительного резистора R1, на­значение котсрого — ускоренное вос­становление пластин аккумулятора.

    Второе назначение этой цепи в схеме — устранение перемагничивания железа трансформатора Т1 от действия однополупериодного выпря­мителя на диоде VD1.

    При этом снижается необходи­мость в установке в схеме трансфор­матора повышенной мощности, уст­раняется перегрев, повышается КПД.

    Двухполупериодные диодные мо­сты, используемые в заводских заряд­ных устройствах, из-за отсутствия временного разрыва между импуль­сами зарядного тока не позволяют вести рекристаллизацию пластин, что приводит к преждевременному элек­тролизу электролита, кипению и на­греву аккумулятора. При использова­нии аккумуляторов с гелиевым напол­нителем или отсутствием воздушных пробок (закрытого типа) это недопус­тимо, из-за возможной разгерметиза­ции корпуса.

    Однополупериодная импульсная схема восстановления, с перерывами между импульсами, равными по вре­мени периоду положительного им­пульса тока, снижает температуру электролита и увеличивает время на рекомбинацию (перестроение) ионов электролита. Разрядная составляю­щая тока восстановления позволяет ионам электролита накапливать по­тенциальную энергию, направленную на расплавление «застарелых» крис­таллов сульфата свинца.

    Контроль зарядного тока выпол­нен на гальваническом приборе РА1 с внутренним шунтом.

    Индикация включения выполнена на светодиоде красного свечения HL1, по его яркости также можно судить о напряжении заряда и наличии тока в цепи заряда.

    Конденсатор С1 в первичной цепи обмотки трансформатора и конденса­тор С2 в цепи нагрузки снижают уро­вень помех, возникающих при пере­ключении тока выпрямительным ди­одом VD1, VD2.

    Аккумулятор GB1 подключается к зарядному устройству с помощью за­жимов типа «Крокодил».

    Восстановление аккумулятора возможно производить без снятия с автомобиля, предварительно положи­тельную клемму питания автомобиля нужно отключить.

    Детали устройства

    В схеме зарядного устройства на однополупериодном выпрямителе от­сутствуют покупные радиодетали, используются от отслуживших свой срок электронных приборов.

    Силовой трансформатор Т1 ис­пользован от ламповых радиоприем­ников: железо предварительно разби­рается, сетевая обмотка использует­ся без изменений, повышающая и накальная аккуратно удаляются по­слойно — перекусыванием кусачками витков, вместо них наматывается но­вая обмотка проводом сечением 0,5- 0,6 мм до заполнения с отводом (при­мерно) от середины. Проводится об­ратная сборка железа. Несколько Ш- образных листов не войдут из-за от­сутствия стяжки — это не повлияет на характеристики трансформатора. При подключенном сетевом напряже­нии вторичное напряжение на отво­дах должно быть в пределах 8-10 В и 16-20 В.

    Коммутационные переключатели SA1, SA2 использованы от сетевых тумблеров на ток в 3 А.

    Импульсный диод VD1 — диоды КД202-248.

    Диод VD2 — Д7, Д226, КД226.

    В крайнем случае, используются кремневые выпрямительные диоды от компьютерных блоков питания.

    Конденсатор С1 типа К17 с напря­жением 250-400 В.

    Светодиод индикации HL1 допус­тимо установить любого свечения.

    При отсутствии в наличии ампер­метра указанного тока, использует­ся любой гальванометр от магнито­фонов (индикация выходного сигна­ла) с искусственным шунтом в виде спирали из проволоки диаметром 0,6-1 мм — 10 витков на каркасе диа­метром 1,6 см. В разрыв положитель­ной шины зарядного тока подключа­ется временно тестер и сверяются по­казания зарядного тока. Количество витков обмотки шунта необходимо по­догнать по показаниям действующе­го амперметра.

    Зарядка аккумулятора

    Наличие амперметра позволяет отследить процесс рекристаллизации пластин — в начальный момент ток заряда имеет минимальное значение, далее по мере очистки пластин элек­тродов от кристаллизации ток возра­стет до максимального значения и через время, определяемое состояни­ем аккумулятора, ток начнет падать практически до нулевого значения, что и будет индикацией окончания восстановления аккумулятора.

    При неверной полярности подклю­чения аккумулятора GB1 светодиод гореть не будет, стрелка амперметра повернется влево — на разряд. Про­должительно, в неверном подключе­нии, аккумулятор держать нельзя, незаряженное состояние может при­вести к переполюсовке электродов и полной невозможности дальнейшего использования аккумулятора.

    После нескольких часов восста­новления емкости аккумулятора эле­менты схемы проверяются на нагрев, при удовлетворительных результатах восстановление продолжают.

    Ввиду небольшого количества элементов схема собрана в корпусе от блока питания компьютера или типа БП-1 навесным монтажом с ус­тановкой тумблеров, светодиода HL1, гальванометра РА1 на передней па­нели, предохранитель крепится на задней стенке. Диод VD1 устанавли­вается на радиатор размерами 50*30*20 мм.

    Соединение зарядного устройства с аккумулятором выполнено много­жильным проводом в виниловой изо­ляции сечением 2,5 мм.

    По окончании зарядки в первую оче­редь отключается сеть, затем снимают­ся зажимы с клемм аккумулятора

    Владимир Коновалов, Александр Вантеев

    г. Иркутск-43, а/я 380

    Источник

    Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

    Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

    Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

    Преимущества и недостатки самодельного устройства

    Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.

    К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.

    Параметры устройства

    Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В. Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше. Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.

    Что нужно для ЗУ?

    Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:

    • Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
    • Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
    • В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
    • Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы.

    Если вы собираетесь зарядить аккумулятор одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы. Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям. Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.

    Если трансформатор не подходит

    Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.

    Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U 1/U 2 = N 1/N 2 ,

    где U 1 и U 2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

    N 1 и N 2 – количество витков в первичке и вторичке соответственно.

    К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного. Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.

    Где U 1 и U 2 – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I 1 и I 2 – ток, протекающий в первичке и вторичке.

    Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:

    Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

    Медный проводник Алюминиевый проводник
    Сечение

    Если расчетная величина тока на выходе зарядного устройства превышает нужные 10% от емкости аккумулятора, в цепь обязательно включается токоограничивающий резистор, величина которого подбирается пропорционально излишку тока.

    Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

    В зависимости от имеющихся у вас компонентов и параметров аккумулятора, сборка ЗУ будет значительно отличаться. В данном примере технология изготовления включает в себя такие этапы:

      Составьте или возьмите готовую схему зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. В данном примере используется такой довольно простой вариант:

    Источник

Читайте также:  Для определения разряда аккумуляторов