Зарядное устройство для аккумуляторной батареи: схема для сборки своими руками

Содержание

• 1 Немного теории об аккумуляторах
  • 1.1 Как узнать состояние батареи
  • 1.2 Правильная зарядка
• 2 Требования к самодельному устройству зарядки АКБ
• 3 Диодный мост для зарядного устройства своими руками
• 4 Самодельные зарядки для АКБ
  • 4.1 Простое устройство на 6 и 12 В
  • 4.2 С плавной регулировкой тока
  • 4.3 Из компьютерного блока питания
  • 4.4 Tрaнcформаторное зарядное устройство
  • 4.5 Импульсное устройство подзаряда
  • 4.6 Устройство на микросхеме LM317
  • 4.7 Зарядное из источника бесперебойного питания
• 5 Что необходимо знать при зарядке АКБ
• 6 Видео

Если приобретение фабричного изделия затруднительно по финансовым причинам, либо нужны особые технические параметры, создают самоделку. Действующая схема зарядного устройства может быть собрана из недорогих комплектующих, буквально за несколько минут. Сложные модификации выполняют свои функции не хуже профессиональных ЗУ, но стоят дешевле. С помощью представленной ниже информации несложно подобрать оптимальный вариант с учетом личных требований и предпочтений.

Самодельное ЗУ для АКБ

Немного теории об аккумуляторах

Проблемы возникают в зимний период, когда снижение температуры провоцирует ухудшение энергетических параметров аккумуляторных батарей на 40% и даже более того. В самых сложных ситуациях накопительной емкости недостаточно для запуска автомобильного двигателя. Опытные специалисты рекомендуют контролировать состояние автономного источника питания, вовремя восстанавливать его функциональность.

Для корректной зарядки необходимо поддерживать определенное значение тока (напряжения) на протяжении достаточно долгого времени. Превышать оптимальное значение нельзя, чтобы исключить образование взрывоопасных газов. Точное соблюдение технологии предотвращает повреждение пластин и электролита, продлевает срок службы АКБ.

Рабочий цикл при восстановлении батареи постоянным напряжением

Как узнать состояние батареи

Современный автомобиль «сообщает» о появлении неисправностей специальной световой индикацией. Не следует сразу приобретать новый или заряжать имеющийся аккумулятор. Сначала надо убедиться в исправности генератора, соответствующих компонентов цепи питания.

Эта лампочка загорается в Газели при отсутствии зарядки

Если внешние неисправности не обнаружены, проверяют состояние АКБ. Простой способ – измерение напряжения на отключенных от бортовой сети контактах:

• номинальный заряд – 12,8V;
• 20-25% соответствует 11,9-12,1V;
• 11,8 V и менее – аккумулятор вышел из строя.

Результат получится точнее при добавлении нагрузки. К батарее с емкостью 55 А-ч можно подключить электрическое сопротивление 0,018 Ом:

• при 100% емкости вольтметр покажет 10,4-10,6V;
• 50% – от 9,2 до 9,4;
• 8,1 и менее – АКБ пора менять.

Нагрузку можно обеспечить с применением штатного оборудования авто. При включении галогеновых ламп дальнего света ток в рабочей цепи составит 9,75-10,25 А. Напряжение:

• 11 V – от АКБ;
• 9,4 V – после запуска двигателя.

Важно! Указанные в этом разделе цифры – примерные значения. Действительные параметры уточняют по официальной технической документации. Необходимые сведения можно найти оперативно на сайте производителя (торгового представителя).

Правильная зарядка

При контроле тока применяют несколько временных интервалов. На первом этапе устанавливают значение на уровне 10% от номинальной емкости. Для аккумуляторной батареи 55 А-ч поддерживают 55*0,1=5,5А. Длительность зависит от исходного заряда, технического состояния, температуры окружающей среды.

После увеличения напряжения до 14V уменьшают вдвое ток зарядника. Продолжают процедуру с аналогичной коррекцией на уровне 15V. Итоговое значение (1,37 A) поддерживают до тех пор, пока напряжение на выходе не стабилизируется. Общая продолжительность восстановления при начальной емкости 40-60% от номинала составит 9-14 часов.

Важно! Если не уменьшить ток вовремя, перезарядка провоцирует кипение электролитической смеси.

Относительно простой метод – поддержание напряжения на определенном уровне (14,5 V). В этом варианте регулировка не требуется. Срок восстановления в аналогичных условиях сокращается в 1,5-2 раза. Надо запомнить, что подобной технологией заряд можно пополнить не более, чем до 85% от номинального значения.

Требования к самодельному устройству зарядки АКБ

Простейшее работоспособное зарядное устройство для аккумулятора своими руками можно сделать из лампы накаливания, ограничивающей силу тока в цепи (150 Вт примерно соответствует 0,35 А). Последовательно для выпрямления переменного напряжения устанавливают диод, рассчитанный на соответствующие электрические параметры. Устройство подключают к стандартной сети 220 V.

Зарядное устройство из диода и лампочки Измерение сопротивления заземляющего устройства

Понятно, что в таком техническом исполнении понадобится личный тщательный контроль. С учетом длительности технологического процесса гораздо удобнее устройства, оснащенные средствами автоматики. Обязательным требованием является точная, до десятых долей, стабилизация рабочих параметров по току (напряжению).

Некоторые профессиональные аналоги способны работать в режиме «удаление сульфатов». С его помощью разрушают кристаллические образования, ухудшающие потребительские хаpaктеристики АКБ. Технология воспроизводит в ускоренном темпе рабочие режимы с временным подключением нормированной нагрузки. Вместо постоянного тока применяют импульсную генерацию.

Следует отметить! Типовая автоматизация ограничивает круг решаемых проблем. Фабричные ЗУ воспринимают сильно разряженный аккумулятор как ошибочную нагрузку. Они отключают подачу питания без вмешательства пользователя. Для подобных ситуаций при конструировании самоделки следует предусмотреть ручной режим управления.

Для быстрого запуска двигателя без процедуры восстановления заряда пригодится достаточно мощное ЗУ. В этом цикле штатный источник питания работает 5-30 секунд при токе в цепи 240-270 А. При охлаждении смaзoчных материалов требуется на 25-40% больший энергетический потенциал.

Отдельные коррекции можно сделать с учетом особенностей конструкции батареи. В следующем списке приведены значения токов зарядки (типовой и ускоренной) в амперах для разных типов АКБ с емкостью 55-60 А-ч:

• обычный электролит 5-6 (20-50);
• гелевый наполнитель 14-16 (24-60);
• сухой 14-16 (29-60).

К сведению. Универсальные ЗУ предназначены для восстановления АКБ на 6 (12) V.

Диодный мост для зарядного устройства своими руками

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Рассмотренная выше простейшая электросхема отличается плохим КПД, так как обеспечивает зарядку одной полуволной. Недостаток устранит обычный диодный мост. После такой модернизации эффективность увеличивается вдвое. Аналогичным образом уменьшается время технологического процесса. При параллельной установке нескольких ламп накаливания пропорционально возрастает ток.

Схема подключения диодов

Самодельные зарядки для АКБ

Особенности применения и устройства сварочных трaнcформаторов

После формулировки базовых требований необходимо уточнить собственную квалификацию, наличие измерительной аппаратуры и другого специализированного оборудования. В опубликованных ниже описаниях схем зарядки приведены рекомендации по сборке, на которые следует обратить внимание.

Простое устройство на 6 и 12 В

Схема зарядки аккумулятора с конденсатором после диодного моста обеспечивает сглаживание тока. Вольтметр и амперметр нужны для контроля рабочих параметров. Необходимое напряжение на вторичных обмотках трaнcформатора устанавливают расчетом количества витков. Следует помнить о том, что надо несколько увеличить этот параметр, по сравнению с паспортными данными АКБ. Как правило, для 12 V аккумулятора напряжение в процессе зарядки поддерживают на уровне не более 14,4 V.

Простое ЗУ

С плавной регулировкой тока

На следующем рисунке показано, как сделать зарядку для аккумулятора 12 вольт с плавной регулировкой выходного тока. Изменение этого параметра задают с помощью резистора R3. Он через транзисторы VT1 и VT2 управляет ключом на тиристоре VS1.

Электрическая схема ЗУ с регулировкой тока

Из компьютерного блока питания

Пошаговая инструкция переделки:

• извлекают рабочий блок питания из ПК;
• делают перемычку, обеспечивающую запуск устройства после включения в сеть 220V;
• перепаивают выходную группу клемм для удобного подсоединения АКБ;
• демонтируют постоянный резистор в цепи питания микросхемы широтно-импульсного модулятора;
• устанавливают переменное сопротивление, увеличивают напряжение на выходе до нужного уровня;
• оснащают ЗУ измерительными приборами для оперативного контроля тока и напряжения.

Tрaнcформаторное зарядное устройство

Специалисты не рекомендуют применять самодельные трaнcформаторы для создания зарядных устройств. При недостаточном качестве сборки подобные изделия провоцируют аварийные ситуации при коротком замыкании. Рекомендуется приобретать модели с мощностью не менее 50 Вт.

Для повышения напряжения можно соответствующим образом подключать несколько выходных обмоток

Импульсное устройство подзаряда

Эта схема подходит для зарядки АКБ током 0,05-11 А при напряжении от 2 до 14,9 V. Особенности:

• стабилизация выходного тока;
• режим «тренировки» для предотвращения сульфатации;
• генерация прямоугольных сигналов.

Импульсное ЗУ

Устройство на микросхеме LM317

Применение микросхемы повышает точность регулировки выходных параметров. На рисунке приведены формулы для самостоятельного расчета регулировочного резистора.

ЗУ на микросхеме

Зарядное из источника бесперебойного питания

Главное, чтобы в этом блоке был исправен мощный трaнcформатор. Определяют вторичную обмотку, собирают ЗУ по стандартной схеме с выпрямительным диодным мостом. Чтобы предотвратить перегрев, электронные компоненты размещают на радиаторе.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Даже самые лучшие зарядные устройства не способны контролировать параметры атмосферы в помещении. Это значит, что для безопасного выполнения рабочих операций необходимо интенсивное проветривание. На соответствующее время исключают применение в помещении открытого пламени, образование искр. Следует аккуратно пользоваться подходящими отопительными приборами.

Чтобы предотвратить повреждение электрооборудования автомобиля АКБ отключают. Для сохранения данных в памяти бортового компьютера рекомендуется использовать запасной источник питания. Большая емкость в данном случае не понадобится, так как подразумевается подключение только маломощных потребителей энергии.

Иные меры безопасности применяют с учетом особенностей конкретной конструкции. В классических моделях с жидким электролитом предварительно откручивают пробки. Все модели очищают от загрязнений до восстановительной процедуры.

Особенно внимательно воспроизводят технологический процесс в режиме ускоренной зарядки. Если ошибиться, ускоренная сульфатация и перегрев ухудшат хаpaктеристики АКБ. Для продления срока службы ЗУ рекомендуется поддерживать нормальный уровень влажности в помещении. При выборе схемы следует обеспечить надежную защиту от перегрузок и перепадов напряжения в питающей сети.

Видео