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.

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:

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.

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.