Сама идея использования выпрямителя с целью зарядки аккумуляторных батарей для автомобилей не новая. Но не все готовы идти на такие эксперименты. Причина более чем банальная. Чем строить какие-то конструкции из подручных средств, проще приобрести готовое, сертифицированное зарядное устройство.
Многих интересует, можно ли вообще использовать выпрямитель, чтобы зарядить аккумулятор от машины. Конечно можно. Делать это можно как для стандартных АКБ на 12 В, так и для 24 В. Но поскольку наиболее востребованными и популярными являются 12-вольтовые стартерные батареи, то основной упор будет сделан именно на них.
Нюансы работы аккумуляторов
Самым распространённым видом считается свинцово-кислотный аккумулятор. Срок эксплуатации устройства рассчитан, в среднем, на 5 лет. Подзарядка таких аккумуляторов требует использования хотя бы 10% тока от суммарной емкости устройства.
К примеру, при показателе 75Ахч для заряда необходима подача минимального значения тока – 7,5А. При большем показателе тока аккумулятор из строя не выйдет, но на автомобиле могут слететь «мозги».
Ремонт блока управления кондиционером, коробкой передач, сигнализацией и так далее – недешевое удовольствие.
Разряженным является устройство с напряжением 11,9-12,1 Вольт, в рабочем состоянии уровень заряда должен составлять 12,5-12,7 Вольт.
ЗУ из микроволновой печи
Некоторые автолюбители используют трансформатор от сломанной микроволновой печи. Но этот трансформатор нужно будет переделывать, поскольку он является повышающим, а не понижающим.
Необязательно, чтобы трансформатор был исправен, поскольку в нем зачастую сгорает вторичная обмотка, которую в процессе создания устройства все равно придется удалять.
Переделка трансформатора сводится к полному удалению вторичной обмотки, и намотки новой.
В качестве новой обмотки используется изолированный провод сечением не менее 2,0 мм. кв.
При намотке нужно определиться с количеством витков. Можно сделать это экспериментально – намотать на сердечник 10 витков нового провода, после чего к его концам подсоединить вольтметр и запитать трансформатор.
По показаниям вольтметра определяется, какое напряжение на выходе обеспечивают эти 10 витков.
К примеру, замеры показали, что на выходе есть 2,0 В. Значит, 12В на выходе обеспечат 60 витков, а 13 В – 65 витков. Как вы поняли, 5 витков добавляет 1 вольт.
Схема.
Ну а далее все делается, как описано выше – изготавливается диодный мост, производится соединение всех составных элементов и проверяется работоспособность.
Стоит указать, что сборку такого зарядного устройства лучше производить качественно, затем все составные части поместить в корпус, который можно изготовить из подручных материалов. Или смонтировать на основу.
Обязательно следует пометить где «плюсовой» провод, а где — «минусовой», чтобы не «переплюсовать», и не вывести из строя прибор.
Условия для самодельной зарядки аккумулятора
Для процесса заряжания устройства необходимо выполнение следующих требований:
- Установка постоянного напряжения – 14,4В;
- Возможность зарядки в течение длительного времени;
- Самостоятельное отключение при превышении максимальных значений тока;
- Предохранение от ошибки подключения полюсов. При подключении минуса к плюсу процесс заряжания должен быть остановлен.
Любой из нарушений вышеперечисленных требований, может безвозвратно сломать Ваш прибор.
Как не нужно!
Поговорим вначале и типичных ошибках конструирования самодельных ЗУ для свинцовых АКБ. Первую иллюстрируют поз. вверху. Подключение непосредственно к бытовой электросети (слева) обсуждения не стоит. Это не ошибка, это грубейшее и опасное нарушение ПТБ. Ошибка – в ограничении тока заряда емкостным балластом. Дорогой, кстати, это способ по сегодняшним меркам: одна только батарея масляно-бумажных конденсаторов на 32 мкФ 350 В (на меньшее напряжение нельзя) стоит больше, чем хорошая фирменная зарядка.
Неправильно и нерационально построенные схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов
Но главное – в сети появляется реактивная нагрузка. Если в вашем электросчетчике есть индикатор реактивности (светодиод «Возврат»), то при включении этих зарядок в сеть он вспыхнет. Управление современным электрохозяйством невозможно без компьютеров, а «обратка» сбивает электронику с толку даже до отключений по ложной аварии. Поэтому теперешние электрики к реактивке беспощадны. Ну, а вдруг обнаружится, что ее источник неграмотный или излишне хитроумный потребитель, то… не будем на ночь глядя.
Схема внизу, если на считать того же емкостного балласта, разработана квалифицированно, это ЗУ защитит АКБ, образно говоря, и от Тунгусского метеорита; (с подробным ее описанием можно познакомиться здесь: https://ydoma.info/avtomobil-zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora.html). Но, при всем уважении к безусловно знающему свое дело автору, строить так сложно (и дорого) ЗУ для свинцовых АКБ все равно что назначать командовать взводом опытных закаленных солдат нянечку из детсадика. Свинцовому аккумулятору для хорошей жизни нужно немногое. Чем мы далее и займемся.
Модели самодельных зарядок для аккумуляторов
Любое самодельное зарядное устройство не дает никакой гарантии длительной работы. Главное здесь простота и работоспособность. Далее рассмотрим примеры, как собственноручно можно зарядить автомобильный аккумулятор.
Требования к зарядке АКБ
Перед проведением процедуры изготовления самодельного зарядного для АКБ необходимо обратить внимание на следующие требования:
- Обеспечение стабильного напряжения 14,4 В.
- Автономность устройства. Это означает, что самодельное устройство не должно требовать присмотра за ним, так как зачастую АКБ заряжается ночью.
- Обеспечение отключения зарядного устройства при увеличении зарядного тока или напряжения.
- Защита от переполюсовки. Если устройство будет подключено к АКБ неправильно, то должна срабатывать защита. Для реализации в цепь включается предохранитель.
Переполюсовка представляет собой опасный процесс, в результате которого АКБ может взорваться или закипеть. Если аккумулятор исправен и лишь слегка разряжен, то при неправильном подключении зарядного устройства произойдёт повышение тока заряда выше номинального. Если же АКБ разряжена, то при переполюсовке наблюдается увеличение напряжения выше заданного значения и как итог — электролит закипает.
Использование лампы и полупроводникового диода
Подобный способ подзарядки аккумуляторного устройства актуален в домашней обстановке. Для его осуществления необходимо наличие розетки на 220В.
- В качестве элементов схемы имеются стандартная лампа накаливания мощностью 100-150 Ватт, полупроводниковый диод, вилка для розетки и кабель с «крокодилами».
- В данном соединении диод служит в роли преобразователя напряжения из переменного в постоянное.
- Для исключения короткого замыкания достаточно использовать предохранитель на 10-15 А. Лампа и диод должны подсоединяться к «+» аккумулятора.
При мощности лампы в 100 Ватт величина поступающего тока будет составлять 0,17А. Для достижения значения в 2А потребуется заряжать аккумулятор минимум 10 часов.
Полностью восстановить заряд севшего аккумуляторного устройства, скорее всего, не получится, но для запуска автомобиля его хватит.
Как устроено и работает ЗУ
Принцип действия зарядного устройства, в основе которого лежит выпрямитель рассматриваемого образца, довольно простой. Собственно, такая цель и преследуется. Его нужно подключить к аккумулятору и запустить в работу.
От начинающего конструктора потребуется сделать следующее:
- нажать кнопку запуска для подачи напряжения на трансформатор;
- это позволит активировать реле Pk;
- реле соединит контакты, которые параллельно подключаются к кнопке запуска;
- цепь зафиксируется и будет проводить ток до того момента, пока на катушке есть напряжение;
- реле работает как защита от случайных замыканий и перегрузки выпрямителя;
- в случае замыкания или большого тока напряжение падает и реле в момент размыкается;
- тем самым происходит отключение подачи питания на трансформатор, не давая повредить выпрямитель;
- в конструкции также предусмотрено наличие переключателя напряжения со светодиодами;
- этот элемент указывает на текущее выходное напряжение;
- потенциально можно соединить параллельно две обмотки, чтобы выходной ток сделать больше;
- для получения других параметров напряжения можно впаять в схему иные светодиоды и реле;
- для изготовления передней панели достаточно сделать распечатку на принтере с помощью клейкой бумаги.
Ещё рекомендуется добавить в схему предохранитель на выходе выпрямителя. Это создаст дополнительный уровень защиты для АКБ, если возникнет пробой моста. Также сетевой предохранитель не помешает на обмотке. В случае с такой схемой выпрямитель будет иметь параметры выходного напряжения 14 и 28 В, а ток для зарядки аккумулятора около 3,5 А.
Многих беспокоит вопрос о том, что регулятора тока здесь нет. В принципе, особой потребности в этом элементе тут нет. Для имеющейся эффективности это лишний компонент. Максимального тока в 3,5 А вполне достаточно, чтобы с лёгкостью заряжать аккумуляторные батареи ёмкостью 35 Ач и выше.
При этом перегрузка точно не грозит. Особенности если номинальная ёмкость обслуживаемой АКБ составит 40-45 Ач и более. Ведь здесь параметры напряжения будут небольшими, а падение тока будет происходить по мере увеличения напряжения.
Конечно, перед тем как зарядить свой аккумулятор подобным самодельным выпрямителем, не забывайте о необходимости правильного подключения, соблюдении полярности, а также о потребности в постоянном контроле процесса. Всё же автоматического выключателя конструкция не предусматривает.
В идеале зарядные устройства работают с зарядным током, который можно настраивать в зависимости от ёмкости АКБ, выставляя значение в 10% от номинального параметра. А зарядное напряжение не должно выходить за рамки 13,8 В в обычном режиме зарядки, либо за 15 В при ускоренной процедуре восстановления ёмкости.
Также должен быть предусмотрен автоматический выключатель, элементы защиты против короткого замыкания и перегрузок. Но всё это уже зарядные устройства абсолютно другого, высокого уровня. И связываться со сборкой таких систем тем, кто мало что понимает в этой сфере, не стоит. Можно обойтись обычным выпрямителем и простейшей схемой, которая была показана выше.
Когда трансформатор идет на напряжение в 20 В, то зарядный ток окажется выше 10 А. А если 10 В, тогда ток с большой вероятностью вообще протекать не будет.
В случае с подзарядкой АКБ в большинстве случаев 5 А оказывается более чем достаточно. Помните ещё одну важную ведь. Чем больше будет ток заряда от ЗУ, тем быстрее в итоге АКБ окончательно выйдет из строя и потребует замены.
Модель зарядки, собранной из блока питания ПК
Стандартный блок питания персонального компьютера рассчитан на 12 Вольт. Для зарядки аккумулятора потребуется, напомним, хотя бы 14,4 Вольт.
Сначала распаиваются все лишние провода, для зарядки нужен будет лишь зеленого цвета. Конец данного кабеля припаивается к минусовым контактам в местах выхода черных проводов.
- Данная схема позволяет запустить зарядное устройство напрямую. Проводки, идущие от клемм аккумуляторной батареи, соединяются с минусом и плюсом на блоке питания. Плюс спаивается в месте выхода кабеля желтого цвета, а минус с концом черного провода.
- Далее необходимо регулировать мощность, в блоке питания за данной характеристикой закреплен микроконтроллер TL494 или TA7500. Переворачиваем плату и ищем крайнюю левую ножку микросхемы.
- К нижнему выходу микроконтроллера подходят 3 резистора. Нужно найти резистор, соединенный с выводом блока 12В, и распаять его, а затем замерить действующее сопротивление.
Для определения нужного числа кОм на место распаянного резистора припаивается резистор переменного сопротивления. Плату блока питания подключаем к сети, подцепив к ней мультиметр.
С помощью переменного резистора получаем минимально необходимое значение напряжения в 14,4 Вольт. По достижению данного напряжения распаиваем переменный резистор и замеряем сопротивление.
Далее устанавливаем постоянный резистор, рассчитанный на полученное значение. Такое самодельное зарядное устройство будет выдавать ток около 5-6А, которого вполне хватит для зарядки аккумуляторов емкостью 50-60Ахч.
Состав и термины
Автозарядка состоит из первичного источника электропитания для собственно зарядного устройства, которое обеспечивает заданный режим заряда аккумуляторной батареи, и схем защиты ее от разного рода нештатных ситуаций. Схемотехнически эти узлы могут быть в той или иной степени объединены. Далее для краткости употребляются след. сокращения:
- АКБ – аккумуляторная батарея.
- ПИ – первичный источник питания.
- ИП – любой другой источник питания.
- УЗ – устройство защиты.
- ТЗ – защита по току.
- ЗН – защита от перенапряжения.
Как правильно использовать самодельное зарядное устройство
Любое самодельное устройство в использовании требует особой осторожности. Вот некоторые советы при их использовании:
- Внимательно соблюдать полярность при подключении. Произвести проверку ручной зарядки мультиметром.
- Не замыкать контакты для проверки уровня рабочего напряжения. Хоть и советуют замыкать на 1-3 секунды с целью установления, из какой банки происходит выделение, но подобное замыкание может негативно сказываться впоследствии при заряжании устройства.
- Подключать аккумулятор к сети следует только после правильного соединения клемм и их надежной фиксации. Отключение производить в обратном порядке.
- Многие при работе с аккумулятором забывают о кислоте, находящейся внутри устройства. Сняв его, нельзя держать в зоне попадания солнечных лучей и допускать перегрева.
- Поставив аккумулятор на зарядку, не оставляйте его на длительное время. Самодельное устройство для заряжания может в любой момент выйти из строя. А в качестве последствий придется приобретать уже новый аккумулятор.
Самодельные зарядные устройства идеально подходят для случаев, когда аккумулятор уже прошел больше 3-4 лет эксплуатации и близок к выработке ресурса.
Если нет финансовых средств, то подобные модели действительно помогут вам для запуска автомобиля, особенно в зимнее время. Для сравнительно новых аккумуляторов лучше приобретать сертифицированные заводские пусковые устройства.
Схема выпрямителя
На самом деле смысла в использовании сложных выпрямителей для аккумулятора легкового автомобиля нет совершенно. Для зарядки подобных 12-вольтных аккумуляторов вполне достаточно взять выпрямитель, который будет обеспечивать правильные параметры напряжения, а также зарядного тока, если это требуется. То есть новичкам собирать многокомпонентную электронику или автоматику в этом случае не стоит. Сложно, да и по сути бессмысленно. В итоге схема для выпрямителя, используемого с целью зарядки аккумулятора, должна быть максимально простой.
Возьмём для примера выпрямитель, который прекрасно подойдёт для автомобильного аккумулятора и его зарядки, состоящий из:
- трансформатора;
- выключателя;
- диодного моста;
- светодиодов;
- амперметра;
- реле;
- кнопки.
Всё, больше ничего и не требуется особо, чтобы собрать выпрямитель для эффективной зарядки автомобильного аккумулятора своими руками.
Тут можно бесконечно долго спорить о том, какой выпрямитель окажется лучше для аккумулятора легкового автомобиля. Но факт в том, что новичкам нужно создавать простые, но эффективные и безопасные системы. Тем самым удастся избежать нежелательных проблем. А профессионалам в этой области рекомендации и вовсе не нужны. Они сами прекрасно всё знают.
Фото самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Самодельный трансформатор
Этот компонент самый проблемный. Обычно для самодельных устройств используются трансформаторы мощностью 1500 Вт.
Для этого используется любой элемент с сечением провода более 36 мм². Берется готовая первичная обмотка, если она использовалась на напряжение 220 Вт. Если ее нет, автолюбитель выполняет обмотку сам. Количество оборотов определяется спецслужбами, где вводятся соответствующие параметры. Вторичная обмотка снимается и превращается в медную шину. Сечение зависит от выбранной схемы: с 4 диодами — 20 мм²; 2 диода и 2 катушки — 10 мм².
Вторичную обмотку выполнить сложнее, так как необходимо рассчитать количество витков. Это делается исходя из количества витков первичной обмотки (Nперв). Значение рассчитывается по формуле Nvtor = (Nperv / 220) * 12. Когда данные неизвестны, они определяются эмпирически, для этого:
- вторичная обмотка намотана (10 витков);
- измерить напряжение;
- параметры определяются по формуле Nvtor = (Ntime / Utime) * 12;
- удалите временную обмотку и сделайте ее постоянной.
Сборка ЗУ
Пошаговая инструкция:
- Сделайте трансформатор и схему.
- Соедините контакты 9 и 9 вместе’.
- Соберите мост на стеклопластиковой пластине из диодов и радиаторов.
- Подключите к этому мосту контакты 10 и 10.
- Установите перемычку между 1 и 1 футами’.
- Закрепите провод с вилкой 2 ‘и 2’ с помощью паяльника.
- Подключите предохранители.
- Вставьте нихромовую проволоку в пространство возле моста, закрепите с одной стороны и подключите амперметр.
- Изолируйте соединения изолентой, поместите прибор в корпус.
- Надеть подвижный контакт на конец провода, подключить аккумулятор.
Во время зарядки сила тока будет уменьшаться в конце процесса. При каждой процедуре необходимо следить за напряжением. Он отключен от памяти, так как показатели всегда выше реальных значений. Первый раз устройство запускается от лампы накаливания. Он размещается в зазоре между нулевым и фазным проводами первичной обмотки.
Основным недостатком описанной схемы устройства является то, что она не отключает аккумулятор после достижения соответствующих параметров. Автомобилисту придется следить за параметрами с помощью вольтметра.
Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи
Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.
- Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
- 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
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.
- 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.
- Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
- Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.
Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.
Выходные параметры пускового устройства
Ток, потребляемый стартером легкового автомобиля при вращении коленчатого вала, зависит от марки автомобиля и составляет 80-100 А при напряжении 12 В. Однако для приведения его в движение стартер на короткое время потребляет ток ток до 200А. Поэтому в мастерских для запуска двигателей легковых автомобилей используются устройства мощностью P = 12Вх200А = 2400Вт. Параметры, необходимые для запуска грузовиков, зависят от конкретной модели автомобиля.
Дома устройство подключается параллельно АКБ. Его мощности хватит на выбор 1500 Вт при токе 125 А и определяется мощностью трансформатора зарядного устройства стартера. Схема обертывания может быть простой или с серединкой.
Информация! Некоторые устройства в магазине имеют мощность всего 700 Вт и ток 60 А.
Загрузочное устройство
Стартовое оборудование состоит из трех частей:
Совет! Для подключения устройства к аккумулятору допускается использование кабелей от «прикуривателя”.
Изготовление понижающего трансформатора
Самая сложная в изготовлении часть этого устройства — трансформатор для стартерного зарядного устройства. Наибольшей популярностью пользуются самодельные пуско-зарядные схемы на трансформаторе мощностью 1500 ватт.
Конструкция трансформатора
Так как применяется любой трансформатор с сечением магнитопровода не менее 36мм². Этого достаточно для устройства мощностью 1,5 кВт.
Первичная обмотка трансформатора пускателя используется в готовом виде, если она рассчитана на напряжение 220 В или перемотана медным проводом сечением 1,5-2 мм². При его отсутствии необходимое количество оборотов определяется по таблицам или с помощью онлайн-калькуляторов.
Вторичная обмотка снимается и необходимая перематывается медной шиной. Его сечение зависит от используемой схемы выпрямления:
При выборе алюминиевых обмоточных проводов их сечение увеличивают вдвое.
Важно! Если взять магнитопровод большего сечения, это увеличит мощность аппарата, но приведет к пропорциональному увеличению сечения проводов обмотки и уменьшению количества витков в катушках.
Расчет вторичной обмотки
Чтобы намотать вторичную обмотку пускового трансформатора для автомобиля своими руками, нужно определить количество витков. Это зависит от количества витков в первичной обмотке Nперв. Если известно, необходимое количество определяется по формуле Nvtor = (Nperv / 220) * 12. При неизвестных параметрах количество витков определяется опытным путем:
Совет! Для упрощения работы можно намотать еще несколько витков и, собрав прибор и замерив выходное напряжение, их развернуть.
Ответы на 5 часто задаваемых вопросов
- 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. - 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. - Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки?
— Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают. - По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи?
— Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса. - 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.
