Изготовление зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками

Даже при полностью исправном автомобиле рано или поздно может сложиться ситуация, когда потребуется зарядка аккумулятора от внешнего источника – долгая стоянка, случайно оставленные включенными габаритные огни и так далее. Владельцам же старой техники необходимость в регулярной подзарядке аккумулятора известна прекрасно – тому виной и саморазряд «уставшей» батареи, и повышенные токи утечек в электроцепях, в первую очередь – в диодном мосту генератора.

Можно приобрести готовое зарядное устройство: они выпускаются во множестве вариантов и легко доступны. Но кому-то может показаться, что изготовить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками будет интереснее, а кого-то возможность сделать ЗУ буквально из подручного материала и выручит.

Варианты самодельных конструкций

Полупроводниковый диод+лампочка

Неизвестно, кому первому пришла в голову идея заряжать аккумулятор подобным образом, но это как раз тот случай, когда зарядить аккумулятор можно буквально подручными средствами. В этой схеме источником тока служит электрическая сеть 220В, диод нужен для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный, а лампочка служит токоограничительным резистором.

схема зарядника

Расчет этого зарядного устройства так же прост, как и его схема:

  • Ток, протекающий через лампу, определяется исходя из ее мощности как I=P/U, где U– напряжение в сети, P– мощность лампы. То есть для лампы в 60 Вт ток в цепи составит 0,27 А.
  • Так как диод срезает каждую вторую полуволну синусоиды, реальный средний ток нагрузки будет с учетом этого равен 0,318*I.
ПРИМЕР: Используя лампу 100 Вт в такой схеме, мы получим средний ток зарядки аккумулятора в 0,15А.

Как видно, даже при использовании мощной лампы ток нагрузки получается небольшим, что позволит использовать любой распространенный диод, например 1N4004 (такие обычно идут в комплекте с сигнализациями, стоят в блоках питания маломощной техники и так далее). Все, что нужно знать для сборки такого устройства – это то, что полоска на корпусе диода обозначает его катод. Этот контакт подсоедините к положительному полюсу батареи.

Не подсоединяйте это устройство к аккумулятору, если он не снят с автомобиля, во избежание повреждения бортовой электроники высоким напряжением!

Подобный вариант изготовления представлен на видео

Выпрямитель

Это ЗУ несколько сложнее. Такая схема используется в самых дешевых фабричных устройствах:

выпрямитель

Для изготовления зарядного устройства потребуется сетевой трансформатор с выходным напряжением не менее 12,5 В, но и не более 14. Часто берется советский трансформатор типа ТС-180 из ламповых телевизоров, имеющий две накальные обмотки на напряжение 6,3 В. При их последовательном соединении (назначение клемм указано на корпусе трансформатора) мы получим как раз 12,6 В. Для выпрямления переменного тока со вторичной обмотки применен диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Его можно как собрать из отдельных диодов (например, Д242А из того же телевизора), либо купить готовую сборку (KBPC10005 либо ее аналоги).

Диоды выпрямителя будут ощутимо нагреваться, и для них придется сделать радиатор из подходящей алюминиевой пластины. В этом плане использование диодной сборки гораздо удобнее – пластина крепится винтом к ее центральному отверстию на термопасту.

Рекомендуем видео на тему изготовления своими руками

Зарядное устройство из блока питания компьютера

В наше время найти запчасти от старого компьютера уже проще, чем от советского телевизора. Имея в наличии блок питания ATX, его вполне можно использовать для зарядки аккумулятора, а простая переделка не отнимет много времени.

Вскройте корпус блока питания и выпаяйте с платы все ненужные в дальнейшем провода, оставив:

  • Черный провод: масса, клемма «минус» аккумулятора;
  • Красный провод: +5 В. Сюда потребуется подключить нагрузку для правильного функционирования блока;
  • Желтый провод: +12 В, клемма «плюс» аккумулятора.
  • Зеленый провод: включение импульсного преобразователя БП. Непосредственно внутри БП надежно соедините его с корпусом.

В качестве мнимой нагрузки потребуется купить в магазине радиодеталей керамический резистор мощностью не менее 20 Вт и сопротивлением около 1,2 Ом. Из подручного материала можно использовать кусок нихромовой спирали от неисправного нагревателя, отрезав нужный кусок по показаниям омметра.

Так как нагрузка будет ощутимо нагреваться, разместите ее в корпусе БП неподалеку от вентилятора охлаждения. Затем соберите корпус блока питания, а на оставшиеся провода напаяйте клеммы-«крокодилы» для быстрого подключения к аккумулятору.

Главный недостаток такого зарядного устройства – это невозможность полностью зарядить им аккумулятор, так как напряжение в 12 В для этого слишком мало. Поэтому, если планируется использовать это устройство не только для аварийной зарядки разряженной батареи, придется его доработать глубже.

«Сердцем» любого импульсного блока питания является микросхема ШИМ-контроллера, преобразующая постоянный ток в последовательность импульсов заданной частоты и длительности. Регулировка выходного напряжения в инверторных блоках осуществляется именно изменением длительности (скважности) импульсов при постоянной частоте.

Ниже приведена схема назначения выводов наиболее распространенной в импульсных блоках питания микросхемы TL494:

http://www.turbotext.ru/uploads/redactor/images/28f1ecb021bb573826a3698b7c3b974d.jpg

Нас интересует цепь, связанная с ножкой 1. Просматривая соединенные с ней дорожки на плате, найдите резистор, соединяющий эту ножку с выходом +12 В. Именно он задает выходное напряжение 12-вольтовой цепи блока питания.

Сопротивление чип-резисторов указывается простым кодом из трех цифр, где первые две – это основание, а последняя – степень 10, на которую основание умножается.

На резистор нанесена маркировка 332. Значит, его сопротивление равно 3,3*10(330) Ом.

Этот резистор необходимо выпаять, а вместо него подсоединить подстроечный резистор, предварительно по омметру настроив его на то же сопротивление. Затем, подключив блок питания в сеть, подсоедините к его выходу вольтметр и аккуратным вращением подстроечного резистора настройте блок на напряжение 14-14,5 В. При увеличении сопротивления резистора напряжение будет увеличиваться.

Подстроечный резистор можно оставить на месте, а можно выпаять, измерить получившееся сопротивление и впаять на плату чип-резистор с аналогичным сопротивлением. Правда, в этом случае будет трудно подобрать точно такое же значение.
Данный вариант продемонстрирован на видео

Зарядное устройство из адаптера питания

Как Вы уже поняли, использовать можно и другие блоки питания. Например, если у Вас есть ненужный сетевой адаптер для питания ноутбука – это тоже отличный вариант для простого ЗУ.

Однако, напряжение на выходе таких адаптеров обычно составляет 19-20В, что для автомобильного аккумулятора будет явно лишним. Можно разобрать блок и изменить его схему для уменьшения напряжения на выходе, но для этого потребуются достаточно хорошие познания в радиоэлектронике. Руководствуясь принципом, описанным в предыдущем материале, можно попробовать настроить работу ШИМ-контроллера, если Вы уверены в своих силах.

Но, вспомнив первую приведенную в статье схему, можно просто вновь воспользоваться токоограничительным устройством в виде 12-вольтовой лампочки накаливания. Например, лампа дальнего света типа H7 имеет стандартную мощность 60 Вт, то есть через нее протекает ток в 5 А. Мощный адаптер питания спокойно сможет работать с такой нагрузкой.

Если же максимальный ток, указанный на адаптере, меньше этого значения, можно воспользоваться лампами на 21 Вт из задних фонарей. Ток, протекающий через такую лампу, составляет 1,75 А. соединив две лампы параллельно, мы получим уже 3,5 А.

Что еще потребуется для самодельной зарядки?

Важным параметром в процессе зарядки аккумулятора является зарядный ток, который необходимо контролировать в процессе. Для самодельного зарядного устройства «на скорую руку» наподобие описанной выше схемы «лампочка+диод» можно воспользоваться обычным тестером, временно включив его в разрыв одного из проводов, идущих к аккумулятору.

Более совершенные устройства, предполагающие многократное применение, лучше всего дополнить встроенным амперметром, врезав его в один из проводов питания аккумулятора внутри корпуса устройства и разместив прибор на лицевой стенке ЗУ.

Во избежание повреждения Вашего самодельного зарядного устройства обязательно установите защищающий его выход предохранитель, рассчитанный на ток, не менее чем в 1,5 раза больший расчетного зарядного тока. Наиболее удобны в использовании гнезда под трубчатые стеклянные предохранители такого рода:

предохранитель

Процесс зарядки аккумулятора

Как уже говорилось, основной параметр при зарядке аккумулятора – это зарядный ток. Оптимальным считается значение, численно равное 10% от номинальной емкости батареи. Например, аккумулятор с емкостью 65 А*ч заряжается током в 6,5 А.

Наиболее точно устанавливать зарядный ток нужно для гелевых аккумуляторов, особенно небольшой емкости: в отличие от обычных аккумуляторов свинцово-кислотного типа они крайне чувствительны к перезаряду.

Поэтому включение в состав самодельного зарядного устройства амперметра крайне полезно для контроля процесса зарядки и состояния аккумулятора. По мере набора заряда ток будет постепенно уменьшаться.

Ограничение тока ЗУ необходимо при зарядке сильно разряженного, но исправного аккумулятора: он способен принимать очень большие токи, что может вызвать как неисправность зарядного устройства, так и взрыв аккумулятора вследствие «вскипания» электролита.

Отдельно стоит упомянуть случай зарядки аккумулятора, достаточно долго пробывшего в разряженном состоянии: обычные автоматические зарядные устройства зачастую оказываются неспособны зарядить такие аккумуляторы, так как они практически не принимают зарядный ток. Оживить аккумулятор при этом сможет простейшее ЗУ из бытовой лампочки и диода: последовательность импульсов высокого напряжения, создаваемая им, способна быстро восстановить способность аккумуляторной батареи принимать заряд.

Перед постановкой аккумулятора на заряд выверните пробки для обеспечения свободного выхода образующегося в процессе водорода. На необслуживаемых аккумуляторах, где такая возможность отсутствует, убедитесь в том, что вентиляционный канал не засорен.

Контроль степени заряженности аккумулятора удобнее всего осуществлять по амперметру. Если же у Вас нет такой возможности, приблизительное время зарядки можно оценить как отношение емкости батареи к зарядному току: полностью разряженный аккумулятор с емкостью 40 А*ч током в 4 А придется заряжать примерно 10 часов.

Заключение

Самодельное зарядное устройство – это не только возможная временная замена заводскому, но и неплохой способ сделать полезное в гараже устройство своими руками. Готовое ЗУ ценой около тысячи рублей по схеме ничем не будет отличаться от самоделки из трансформатора от старого телевизора. При этом такая самоделка сможет оказаться полезнее и дорогого автоматического ЗУ, которое просто не запустится на сильно разряженном старом аккумуляторе.

Напоследок еще один вариант из доступных деталей

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.