Как быстро по схеме сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Многих автовладельцев, хоть немного знакомых с основами радиотехники и умеющих обращаться с паяльником, всегда привлекала возможность собрать зарядное устройство (ЗУ) своими руками. С чем это связано? Учитывая нынешнюю элементную базу и огромный ассортимент деталей, которые свободно реализуются в радиомагазинах, всё, что требуется, можно заказать и в интернете. Но есть смысл и вовсе обойтись «подручным» материалом, вытащив электронные элементы из отработавших своё устройств. При этом существует большое разнообразие схем: начиная от простейших и заканчивая сложными аппаратами с автоматическими регулировками. Мы расскажем, как быстро создать подобную конструкцию дома, не растрачивая слишком много финансов.

Как сделать ЗУ для зарядки автомобильного аккумулятора постоянным током

Понадобится аппарат, выдающий постоянное напряжение, превышающее э. д. с. аккумулятора. На практике это 16,2 В. Источник может быть с автоматической регулировкой (что предпочтительнее) или ручной.

Особенности зарядки автомобильной батареи постоянным током

В ходе эксплуатации устройства необходимо учитывать полярность: «плюс» подсоединяется к «плюсу» АКБ, «минус» к «минусу». Только после подключения проводов штепсельный разъём вставляйте в розетку 220 В.

Использование постоянного тока вызывает некоторые сложности, если сравнивать с зарядкой напряжением. Основной нюанс заключается в необходимости поддержания одинакового значения тока. Проще всего это сделать, если применить обычный реостат. Но тогда придётся постоянно контролировать процесс и при необходимости корректировать ток заряда. Иной метод заключается в использовании специальной электронной схемы с тиристорами, тогда нужный ток поддерживается автоматически:

• 0,1 от ёмкости АКБ, время процесса 10 ч;
• 0,05 от ёмкости АКБ, процесс длится 20 ч.

Если самодельное зарядное устройство мощное, можно задействовать одновременно 2–3 и более автомобильных аккумуляторов. Их количество вычисляется так:

М = In/Ia,

где первый символ – количество групп АКБ,

Ia – сила тока заряда,

In – ток, исходящий от зарядки.

Последнее можно рассчитать по другой формуле: In = Pz/U. Здесь второй символ обозначает мощность ЗУ, третий – напряжение сети, от которой питается зарядка.

Главное преимущество заряжания батареи постоянным током – возможность закончить процесс на 100 %. Это серьёзно продлевает эксплуатационный ресурс изделия. Чем ток заряда меньше, тем он глубже. Но не до фанатизма! При чрезмерно малом токе процесс затянется до неопределённого времени. С другой стороны, при слишком интенсивном заряде АКБ закипит и полностью не зарядится. Однако есть и минусы способа:

• необходимость постоянного поддержания определённого значения силы тока;
• сильное выделение газов;
• возможный нагрев изделия.

Избежать подобных неприятностей можно, собрав зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками с двухступенчатым циклом. Сначала применяют ток в 0,1 от ёмкости АКБ, U = 14,4 В, после ток уменьшают вдвое. Общее время процесса связано со степенью разрядки батареи. Зарядка идёт до тех пор, пока плотность электролита не станет соответствовать стандарту. Ориентировочно это 10–12 часов.

Разновидности зарядки для аккумуляторных батарей

Процесс заряжения аккумуляторных батарей представляет собой восстановление утраченной мощности. Для этого используют специальные клеммы, которое продуцируют постоянный ток и постоянное напряжение.

В процессе подсоединения важно соблюдать полярность. Неправильная установка приведет к появлению короткого замыкания, которое приведет к возгоранию деталей внутри автомобиля.

Опытные автомобилисты рекомендуют применять постоянный ток. Он долго будет восстанавливать мощность, но при этом не сокращая эксплуатационный срок деталям. В среднем это время составляет от 10 до 15 часов.

Для быстрого реанимирования аккумулятора, рекомендуют использовать постоянное напряжение. Оно способно восстановить работоспособность автомобиля за 5 часов.

Читайте здесь: Подсветка своими руками — светодиодная потолочная подсветка. Инструкция по монтажу и подбору основных элементов

Простое зарядное устройство для АКБ на основе тиристора

По сути, речь идёт о тиристорном регуляторе. В прилагаемой схеме нет блока защиты, контрольного модуля и иных наворотов. Простота и минимальное количество деталей обусловили популярность этой несложной конструкции.

Возникает вопрос: не проще ли приобрести готовое устройство на тиристорах в магазине? Вроде бы, так и нужно поступить. Но у заводских недорогих ЗУ есть некоторые проблемы. Например, ток настраивается солидным переключателем, элементарно убавляющим либо прибавляющим витки в обмотке II трансформатора. Благодаря этому ток возрастает или падает. Получается грубо, ступенчато. А более качественное ЗУ стоит достаточно дорого. Поэтому имеет смысл сделать простое зарядное устройство своими руками. Плюсы:

• доступность электронных компонентов и невысокая их стоимость;
• лёгкость в поиске требуемой схемы (через интернет);
• плавность регулировки тока зарядки (диапазон 1010 ампер);
• использование импульсного тока, продлевающего эксплуатационный срок аккумулятора;
• простая наладка;
• стабильное функционирование.

Принцип работы схемы и подбор деталей

Перед вами фазоимпульсный регулятор, где главными элементами являются тиристоры. Под текстом – доступная схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Электронные компоненты зарядного устройства для автомобиля, которое вы хотите собрать своими руками, с учётом обозначения:

• С1 – от 047 до 1 мкФ на 63 В;
• R1 сопротивлением 6,8 кОм (Р = 0,25 Вт);
• R2 на 300 Ом;
• R3 на 3,3 кОм;
• R4: 110 Ом;
• R5: 15 кОм;
• R6: 50 Ом;
• R7 на 150 Ом мощностью 2 Вт;
• VD1 – диод импульсного типа, обратное напряжение от 50 В;
• VS1 – тиристор Т-160, 250 или КУ202;
• транзисторы с прямым переходом КТ315 или им подобные (КТ3107 и т. д.);
• транзисторы с обратным переходом КТ361, КТ 3102 и т. п.;
• FU1: предохранитель на 10 А (подойдёт деталь на 15–20 А, с запасом).

На тиристор воздействуют компоненты VT1 и VT2. Затем в работу вступает диод, защищающий цепь от скачков напряжения, возникающих на VS1. R5 в самодельном зарядном устройстве для аккумулятора «вычисляет» I = 1/10 ёмкости. При 60 А/ч используется зарядка в 6 А. Чтобы знать точно, на контактах, ведущим к заряжаемому изделию, желательно вставить амперметр. Это позволит держать контроль над процессом.

Теперь о питании. Схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора подразумевает применение трансформатора, выдающего от 18 до 22 В. При большем значении сопротивление R7 увеличьте до 200 Ом. Не забудьте элементы моста на диодах закрепить на охлаждающих алюминиевых радиаторах (применяйте специальную пасту). Стоит отметить: использование диодов старого образца типа Д242 подразумевает их установку на радиатор через изолирующие прокладки-шайбы. Номинал предохранителя должен соответствовать применяемому току. Если это до 6 А, то для FU1 вполне достаточно 6,3 А. Ниже – схема для зарядных устройств для автомобильного аккумулятора (обратная сторона печатной платы):

Помимо предохранителя, существуют электронные способы гарантии от замыкания и перепутывания полюсов, что ведёт к выходу из строя ЗУ. Например, у вас имеется изделие, где уже невозможно различить «плюс», «минус». Тогда поможет специальная схема, сигнализирующая о неправильном подключении клемм. Её нужно включать последовательно между АКБ и ЗУ:

Используемые детали:

• R1 и R2 – резисторы сопротивлением по 510 Ом;
• VD1 и МВ2 – диоды (например, 1N4148 или ему подобные);
• VD3 и МВ4 (можно не устанавливать);
• реле любое на 12 В и 15 А (можно вытащить из отслужившего своё UPS);
• светодиоды любые.

Схема работает просто. При соблюдении полярности заряд, ещё имеющийся в батарее, замкнёт контакты реле, процесс начнётся, что подтвердит загоревшийся зелёный светодиод. Если же контакты перепутаны, зажжётся красный сигнализатор. Ниже – печатная плата устройства, защищающего от несоблюдения полярности при зарядке:

Для чего нужна автозарядка

Все аккумуляторы накапливают электрическую энергию в результате химических процессов, которые происходят в них после подачи напряжения. При подключении потребителя происходит обратный процесс — энергия расходуется. Чтобы ее восстановить, батареи заряжают. На машинах устройством, обеспечивающим заряд при поездках, является генератор. Его энергии не всегда хватает для поддержания работоспособности, особенно в условиях частых и трудных пусков двигателя, коротких поездок. Тогда помогает только внешнее зарядное устройство.

На автотранспорте используются стартовые кислотно-свинцовые батареи с хорошей выносливостью, способностью долго сохранять эксплуатационные характеристики. Чтобы контролировать состояние, ориентируются в основном на общее напряжение без детализации по отдельным банкам. Для АКБ опасен перезаряд: закипает электролит, отчего источники питания быстро выходят из строя. Поэтому бортсеть рассчитана так, что генератор постоянно недозаряжает аккумулятор.

В этом таится опасность: пластины преждевременно сульфатируются, снижается ресурс. При минусовых температурах на улице даже в отапливаемом гараже такие процессы ускоряются. Если батарею постоянно подпитывать с помощью внешнего ЗУ, то она прослужит долго.

Хорошее зарядное устройство при правильном использовании способно частично десульфататировать пластины. Опытные водители после поездки зимой снимают аккумулятор, ставят на дозарядку. Это способствует тому, что он выдерживает количество зарядов-разрядов до 2 раз большее, чем предусмотрено заводскими характеристиками. С помощью ЗУ спасают и полностью посаженные АКБ.

Для батарей характерно такое явление, как саморазряд. Если автоаккумулятор не используется, емкость в течение месяца падает до 30%. Чтобы этого не происходило, его ставят на постоянный заряд малым током. Тогда АКБ все время остается работоспособным. Поддержание на зарядке еще и уменьшает сульфатацию.

Как сделать ЗУ для АКБ постоянным напряжением

Подобный способ позволяет зарядить АКБ до 95 % от штатной ёмкости. Из минусов стоит отметить нагрев батареи, что обусловлено большим значением тока изначально. Конкретно можно сказать:

1. Способ подходит для восстановления работоспособности АКБ, разряженных не до конца, когда U = 12,3 В (либо больше). Процедура заключается в работе источника постоянного тока в 14,5 В совместно с АКБ. Процесс считается законченным, когда падение потребляемого тока сведётся к нулю. Плюсы метода: это очень простое зарядное устройство своими руками, не требуется смотреть за процессом, перезарядка не страшна.
2. Описываемый способ, как сделать зарядку для аккумулятора, вполне доступный. Конструкция гарантирует ток в одну десятую от штатной ёмкости АКБ. Самостоятельная сборка ЗУ проста: нужен трансформатор, диоды для выпрямительного моста (10 А).

Схема зарядки аккумулятора:

Здесь пара вариантов. Напряжение регулируется посредством переключения обмотки II либо I. Амперметр впаивается последовательно, на выходе от выпрямительного моста.

Основные требования

Самодельные устройства, в отличие от заводских, требуют несколько другого подхода к эксплуатации. У большинства из них отсутствуют многие узлы, помогающие при зарядке и повышающие безопасность. Происходит так преимущественно потому, что мастера, не имея опыта монтажа сложных электронных схем, стремятся упростить конструкцию.

Если приборы автоматического контроля и аварийного отключения отсутствуют, требуется постоянно наблюдать за процессом. Оставлять работающее устройство без присмотра опасно: есть риск повреждения аккумулятора и даже пожара. Поэтому в зарядном устройстве, сделанном самостоятельно, желательно предусмотреть узлы для безопасной автономной работы.

Они должны обеспечить:

• стабильность вольтажа на выходе;
• отключение от аккумулятора при превышении зарядного тока или напряжения;
• самоблокировку — после аварийного отключения устройство самостоятельно запуститься не может;
• защиту от неправильного подключения полюсов.

ЗУ для АКБ из блока питания компьютера

Наверняка многим автовладельцам, особенно тем, кто жил ещё при Советском Союзе в пору тотального дефицита всего и вся, доводилось собирать самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Есть много схем, начиная от простейших, описанных выше, и заканчивая сложными, реализовать которые под силу разве что профессионалам-электронщикам. Сегодня создать свою зарядку можно буквально за день из старого БП компьютера (нужно, чтобы он хоть немного «дышал» – крутили кулеры). Для сборки ЗУ своими руками понадобится блок на 200–250 Вт (можно даже совсем старый).

Нюансы регулировки напряжения на блоке ATX с ШИМ TL494

Главная задача переделки – добиться U = 14,4 В для успешной зарядки изделия. Алгоритм действий:

1. Провода, присоединённые к плате, отпаяйте. Но зелёный оставьте и припаяйте к «минусу» (это токоведущие площадки, ранее бывшие с проводками тёмного цвета). Такая операция позволит запустить блок.
2. Возьмите любые провода, припаяйте к той же «массе» и шине +12 В.
3. Далее придётся работать с ШИМ, конкретно – микросхемой TL494 или её аналогом. Необходимо разыскать 1-й контакт детали (нижний левый).
4. Переверните плату и просмотрите дорожку, идущую от ножки микросхемы. Вы увидите, что 1-й контакт соединён с тремя резисторами. Нас интересует сопротивление, соединённое с плюсовыми выводами блока. На фото ниже он выделен красным:

Выпаяйте резистор из платы и определите тестером его сопротивление. Например, это 38 кОм (для каждого компьютерного БП цифра своя). Припаяйте пару проводов, как это показано ниже:

Найдите переменное сопротивление с таким же номиналом и припаяйте к этим двум проводкам. Включите БП в сеть и, поворачивая движок компонента, добейтесь напряжения 14,5 В.

Есть нюанс: при поднятии напряжения выше 15 В сорвётся генерация ШИМ. Тогда уменьшите сопротивление, а потом перезагрузите блок.

Далее нужно выпаять переменное сопротивление и замерить его тестером. Подберите соответствующую деталь – постоянное сопротивление. Можно использовать пару компонентов, спаяв их последовательно. Протестируйте работу устройства. Для удобства стоит привернуть подходящую ручку для переноски и установить амперметр. Но об этом – далее.

Выбор и подключение измерительных приборов к самодельному ЗУ

В ходе конструирования многие добавляют в конструкцию приборы, контролирующие процесс: амперметры, вольтметры. Цена этих устройств в электронном исполнении невысока и находится в пределах нескольких долларов. Проблема в том, что рынок предлагает широчайший ассортимент этих изделий, схемы подключения которых могут сильно различаться. Далее рассмотрены наиболее популярные и недорогие амперметры, вольтметры китайского производства. Их диапазон измерения напряжения от 0 до 100 В, а тока – до 10 А.

TK1382 и его подключение

Стоимость не превышает 5 $. Характерная особенность – наличие пары подстроечных сопротивлений для калибровки тока (от 0 до 10 А) и напряжения (от 0 до 100 В). Для питания прибора необходимо напряжение от 4,5 до 30 В. Схема:

Первый вариант – для подключения любой нагрузки, второй – для автомобильного аккумулятора.

YB27VA и его подключение

Этот ампервольтметр имеет точно такие же характеристики, что и прибор, представленный выше. Вся разница заключается в иной компоновке печатной платы и другой расцветке проводов. Ориентировочная стоимость – не более 4,5 $. Здесь также присутствуют калибровочные переменные резисторы. Схема:

Левая схема подходит для работы с любой нагрузкой, правая – для АКБ и ЗУ. Прибор рекомендуется врезать в корпус БП компьютера и закрепить на клее либо специальной пасте, чтобы проще было заменить при выходе из строя.

В заключение стоит сказать, что, исходя из приведённых схем, очевидно: собрать ЗУ своими руками не так уж сложно. Какой выбрать метод, зависит от наличия тех или иных узлов, деталей, что минимизирует затраты. Всё же наиболее простой вариант – последний, с использованием старого блока питания от компьютера.

Причины и признаки разряда АКБ

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

Таблица уровня заряженности АКБ.

Вопрос эксперту

Каким должно быть минимальное напряжение АКБ?

Напряжение нормально заряженного аккумулятора во время стоянки должно быть не менее 12,5 Вольта. В том случае, если напряжение менее 11,5 Вольта, двигатель авто может не запуститься во время старта.

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

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

Дополнительный материал: Что такое мультиметр и как его выбирать.

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

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

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

ЗУ своими руками.