Зарядні пристрої для автомобільного акумулятора своїми руками

Часто власникам автомобілів доводиться стикатися з таким явищем як неможливість запуску двигуна через розряду акумулятора. Для вирішення проблеми потрібно скористатися зарядкою для АКБ, яка коштує чималих грошей. Щоб не витрачатися на покупку нового зарядного пристрою для автомобільного акумулятора, можна змайструвати його своїми руками. Важливо тільки відшукати трансформатор з необхідними характеристиками. Для виготовлення саморобного пристрою не обов'язково бути електриком, а весь процес в цілому займе не більш декількох годин.

Особливості функціонування акумуляторів

Не всі водії знають про те, що в автомобілях використовуються свинцево-кислотні акумулятори. Такі АКБ відрізняються своєю витривалістю, тому здатні служити до 5 років.

Для зарядки свинцевих АКБ використовується струм, який дорівнює 10% від загальної ємності акумулятора. Це означає, що для зарядки акумулятора, ємність якого становить 55 А / ч, потрібно зарядний струм в 5,5 А. Якщо подати дуже великий струм, то це може привести до закипання електроліту, що, в свою чергу, призведе до зниження терміну служби пристрою. Маленький ток зарядки не продовжує термін служби АКБ, однак він не здатний негативно відбиватися на цілісності пристрою.

Це цікаво! При подачі струму 25 А відбувається швидка підзарядка акумулятора, тому вже через 5-10 хвилин після підключення ЗУ з таким номіналом можна запускати двигун. Такий великий струм видають сучасні інверторні зарядні пристрої, тільки він негативно позначається на терміні служби акумулятора.

При зарядці АКБ відбувається протікання зарядного струму назад робітникові. Напруга для кожної банки не повинно бути вище 2,7 В. В АКБ на 12 В встановлено 6 банок, які між собою не пов'язані. Залежно від напруги акумулятора, відрізняється кількість банок, а також необхідну напругу для кожної банки. Якщо напруга буде більше, то це призведе до виникнення процесу розкладання електроліту і пластин, що сприяє виходу з ладу АКБ. Щоб виключити виникнення процесу закипання електроліту, напруга обмежують на 0,1 В.

Батарея вважається розрядженою, якщо при підключенні вольтметра або мультиметра, прилади показують напругу 11,9-12,1 В. Такий акумулятор слід негайно зарядити. Заряджений акумулятор має напругу на клемах 12,5-12,7 В.

Приклад напруги на клемах зарядженого акумулятора

Процес заряду являє собою відновлення витраченої ємності. Зарядка акумуляторів може виконуватися двома способами:

1. Постійний струм. При цьому регулюється зарядний струм, значення якого становить 10% від ємності пристрою. Час заряду становить 10 годин. Напруга заряду при цьому змінюється від 13,8 В до 12,8 В за всю тривалість зарядки. Недолік такого способу полягає в тому, що необхідно контролювати процес зарядки, і вчасно відключити зарядний пристрій до закипання електроліту. Такий спосіб є щадним для АКБ і нейтрально впливає на їх термін служби. Для втілення такого способу використовуються трансформаторні зарядні апарати.
2. Постійна напруга. При цьому на клеми АКБ подається напруга величиною 14,4 В, а струм змінюється від великих значень до менших автоматично. Причому ця зміна струму залежить від такого параметра, як час. Чим довше заряджається АКБ, тим нижче стає величина струму. Перезаряд АКБ отримати не зможе, якщо тільки не забути вимкнути апарат і залишити його кілька діб. Перевага такого способу в тому, що вже через 5-7 годин акумулятор зарядиться на 90-95%. АКБ можна також залишати без нагляду, тому такий спосіб користується популярністю. Однак мало кому з автовласників відомо про те, що такий метод зарядки є «екстреним». При його використанні істотно знижується термін служби АКБ. Крім того, чим частіше здійснювати зарядку таким способом, тим швидше буде розряджатися пристрій.

Тепер навіть недосвідчений водій може зрозуміти, що якщо немає необхідності поспішати з зарядкою АКБ, то краще віддати перевагу першому варіанту (по току). При прискореному відновленні заряду знижується термін служби пристрою, тому висока ймовірність того, що вже найближчим часом знадобиться купувати новий акумулятор. Виходячи з вищесказаного, в матеріалі будуть розглядатися варіанти виготовлення зарядних пристроїв по струму і напрузі. Для виготовлення можна використовувати будь-які підручні пристрої, про які поговоримо далі.

Вимоги до зарядці АКБ

Перед проведенням процедури виготовлення саморобного зарядного для АКБ необхідно звернути увагу на наступні вимоги:

1. Забезпечення стабільного напруги 14,4 В.
2. Автономність пристрою. Це означає, що саморобний пристрій не повинно вимагати нагляду за ним, так як часто АКБ заряджається вночі.
3. Забезпечення відключення зарядного пристрою при збільшенні зарядного струму або напруги.
4. Захист від переполюсовки. Якщо пристрій буде підключено до АКБ неправильно, то повинна спрацьовувати захист. Для реалізації в ланцюг включається запобіжник.

Переполюсовка є небезпечний процес, в результаті якого АКБ може вибухнути або закипіти. Якщо акумулятор справний і лише злегка розряджений, то при неправильному підключенні зарядного пристрою відбудеться підвищення струму заряду вище номінального. Якщо ж АКБ розряджена, то при переполюсовке спостерігається збільшення напруги вище заданого значення і як підсумок - електроліт закипає.

Варіанти саморобних зарядних пристроїв для АКБ

Перед тим як приступати до розробки зарядного пристрою для АКБ, важливо розуміти, що такий апарат є самоделкой і може негативно впливати на термін служби акумулятора. Однак іноді такі апарати попросту необхідні, так як дозволяють істотно заощадити гроші на придбання заводських пристроїв. Розглянемо, з чого ж можна виготовити зарядні апарати своїми руками для акумуляторів і як це зробити.

Зарядка з лампочки і напівпровідникового діода

Цей спосіб зарядки актуальний при таких випадках, коли необхідно завести автомобіль на сів акумуляторі в домашніх умовах. Для того щоб це зробити, знадобляться складові елементи для збірки апарату і джерело змінної напруги 220 В (розетка). Схема саморобного зарядного пристрою для автомобільного акумулятора містить наступні елементи:

1. Лампа розжарювання. Звичайна лампочка, яка ще іменується в народі як «лампа Ілліча». Потужність лампи впливає на швидкість заряду акумулятора тому чим більше цей показник, тим швидше можна буде завести мотор. Оптимальний варіант - це лампа потужністю 100-150 Вт.
2. Напівпровідниковий діод. Елемент електроніки, головним призначенням якого є проведення струму тільки в одну сторону. Необхідність даного елемента в конструкції зарядки полягає в тому, щоб перетворювати змінну напругу в постійне. Причому для таких цілей знадобиться потужний діод, який зможе витримати велике навантаження. Використовувати можна діод, як вітчизняного виробництва, так і імпортний. Щоб не купувати такий діод, його можна знайти в старих приймачах або блоках харчування.
3. Штекер для підключення в розетку.
4. Провід з клемами (крокодили) для підключення до АКБ.

Це важливо! Перед складанням такої схеми потрібно розуміти, що завжди є ризик для життя, тому слід бути гранично уважними і обережними.

Схема зарядного пристрою з лампочки і діода до АКБ

Включати штекер в розетку слід тільки після того, як вся схема буде зібрана, а контакти заізольовані. Щоб уникнути виникнення струму короткого замикання, в ланцюг включається автоматичний вимикач на 10 А. При складанні схеми важливо врахувати полярність. Лампочка і напівпровідниковий діод повинні бути включені в ланцюг плюсовій клеми акумулятора. При використанні лампочки в 100 Вт, буде надходити зарядний струм величиною 0,17 А на АКБ. Для зарядки акумулятора на 2 А знадобиться заряджати його протягом 10 годин. Чим більше потужність лампи розжарювання, тим вище значення зарядного струму.

Це важливо! Не рекомендується використовувати лампи розжарювання потужністю більше 200 Вт, так як діод може згоріти від перевантаження. Оптимальний варіант потужності ламп - це 60-150 Вт.

Заряджати таким пристроєм повністю акумулятор, що сів не має сенсу, а ось підзарядити за відсутності заводського ЗУ - цілком реально.

Зарядний пристрій для АКБ з випрямляча

Цей варіант також відноситься до категорії найпростіших саморобних зарядних пристроїв. В основу такого ЗУ входять два основні елементи - перетворювач напруги і випрямляч. Існує три види випрямлячів, які заряджають пристрій наступними способами:

• постійний струм;
• змінний струм;
• асиметричний струм.

Випрямлячі першого варіанту заряджають акумулятор виключно постійним струмом, який очищається від пульсацій змінної напруги. Випрямлячі змінного струму подають пульсуюче змінну напругу на клеми акумулятора. Асиметричні випрямлячі мають позитивну складову, а в якості основних елементів конструкції використовуються однополуперіодні випрямлячі. Така схема має кращий результат у порівнянні з випрямлячами постійного і змінного струму. Саме його конструкція і буде розглянута далі.

Для того щоб зібрати якісний пристрій для зарядки АКБ, знадобиться випрямляч і підсилювач струму. Випрямляч складається з наступних елементів:

• запобіжник;
• потужний діод;
• стабілітрон 1N754A або Д814А;
• вимикач;
• змінний резистор.

Електрична схема асиметричного випрямляча

Для того щоб зібрати схему, знадобиться використовувати запобіжник, розрахований на максимальний струм в 1 А. Трансформатор можна взяти від старого телевізора, потужність якого не повинна перевищувати 150 Вт, а вихідна напруга складати 21 В. В якості резистора потрібно взяти потужний елемент марки МЛТ- 2. Випрямний діод повинен бути розрахований на струм не менше 5 А тому оптимальний варіант - це моделі типу Д305 або Д243. В основу підсилювача входить регулятор на двох транзисторах серії КТ825 і 818. При монтажі транзистори встановлюються на радіатори для поліпшення охолодження.

Збірка такої схеми виконується навісним способом, тобто на очищеної від доріжок старої платі розташовуються всі елементи і підключаються між собою за допомогою дротів. Її перевагою є можливість регулювання вихідного струму для зарядки АКБ. Недоліком схеми є необхідність знайти необхідні елементи, а також правильно їх розташувати.

Найпростішим аналогом представленої вище схеми є більш спрощений варіант, представленниё на фото нижче.

Спрощена схема випрямляча з трансформатором

Пропонується скористатися спрощеною схемою із застосуванням трансформатора і випрямляча. Крім того, знадобиться лампочка на 12 В і 40 Вт (автомобільна). Зібрати схему не складе труднощів навіть новачкові, але при цьому важливо звернути увагу на те, що випрямний діод і лампочка повинні бути розташовані в ланцюзі, яка подається на мінусову клему АКБ. Недоліком такої схеми є отримання пульсуючого струму. Щоб згладити пульсації, а також знизити сильні биття, рекомендується скористатися схемою, яка представлена ​​нижче.

Схема з доданими мостом і згладжує конденсатором зменшує пульсації і знижує биття

Зарядний пристрій з блоку живлення комп'ютера: покрокова інструкція

Останнім часом популярністю користується такий варіант автомобільної зарядки, який можна виготовити самостійно, скориставшись комп'ютерним блоком живлення.

Спочатку знадобиться робочий блок живлення. Для таких цілей підійде навіть блок, який має потужність 200 Вт. Він видає напругу 12 В. Його буде недостатньо, щоб зарядити АКБ, тому важливо підвищити це значення до 14,4 В. Покрокова інструкція виготовлення ЗУ для АКБ з блоку живлення від комп'ютера виглядає наступним чином:

1. Спочатку Випоюють всі зайві дроти, які виходять з блоку живлення. Залишити потрібно тільки зелений провід. Його кінець потрібно припаяти до мінусових контактам, звідки виходили чорні дроти. Робиться ця маніпуляція для того, щоб при включенні блоку в мережу, відразу запускалося пристрій.

   Кінець зеленого проводу необхідно припаяти до мінусових контактам, де знаходилися чорні дроти

2. Провід, які будуть підключатися до клем акумулятора, необхідно припаяти до вихідних контактів мінуса і плюса блоку живлення. Плюс припаивается на місце виходу жовтих проводів, а мінус на місце виходу чорних.
3. На наступному етапі необхідно реконструювати режим роботи широтно-імульсном модуляції (ШІМ). За це відповідає мікроконтролер TL494 або TA7500. Для реконструкції знадобиться нижня крайня ліва ніжка мікроконтролера. Щоб до неї дістатися, необхідно перевернути плату.

   За режим роботи ШІМ відповідає мікроконтролер TL494

4. З нижнім виводом мікроконтролера з'єднані три резистора. Нас цікавить резистор, який з'єднаний з висновком блоку 12 В. Він відзначений на фото нижче точкою. Цей елемент слід випаять, після чого виміряти значення опору.

   Резистор, позначений фіолетовою точкою, необхідно випаять

5. Резистор має опір близько 40 кОм. Він підлягає заміні на резистор з іншим значенням опору. Щоб уточнити величину необхідного опору, потрібно спочатку до контактів віддаленого резистора припаяти регулятор (змінний резистор).

   На місце вилученого резистора припаюють регулятор

6. Тепер слід пристрій включити в мережу, попередньо підключивши до вихідних клем мультиметр. Змінюється вихідна напруга за допомогою регулятора. Потрібно отримати значення напруги в 14,4 В.

   Вихідна напруга регулюється змінним резистором

7. Як тільки значення напруги буде досягнуто, слід випаять змінний резистор, після чого виміряти отримане опір. Для вищеописаного прикладу його значення становить 120,8 кОм.

   Отримане опір має становити 120,8 кОм

8. Виходячи з отриманого значення опору, слід підібрати аналогічний резистор, після чого запаяти його на місце старого. Якщо знайти резистор такої величини опору не вдається, то можна підібрати його з двох елементів.

   Послідовна пайка резисторів підсумовує їх опір

9. Після цього перевіряється працездатність пристрою. За бажанням до блоку живлення можна встановити вольтметр (можна і амперметр), що дозволить контролювати напругу і струм зарядки.

Загальний вигляд зарядного пристрою з блоку живлення комп'ютера

Це цікаво! Зібране ЗУ має функцію захисту від струму короткого замикання, а також від перевантаження, проте воно не захищає від переполюсовки, тому слід припаювати виводять проводу відповідного кольору (червоний і чорний), щоб не переплутати.

При підключенні ЗУ до клем АКБ буде подаватися струм близько 5-6 А, що є оптимальним значенням для пристроїв ємністю 55-60А / ч. На відео нижче показано, як зробити ЗУ для АКБ з блоку живлення комп'ютера з регуляторами напруги і струму.

Які ще є варіанти ЗУ для АКБ

Розглянемо ще кілька варіантів самостійних зарядних пристроїв для акумуляторів.

Використання зарядки від ноутбука для АКБ

Один з найпростіших і швидких способів пожвавлення сів акумулятор. Для реалізації схеми пожвавлення АКБ за допомогою зарядки від ноутбука знадобляться:

1. Зарядний пристрій від будь-якого ноутбука. Параметри зарядних пристроїв складають 19 В і струм близько 5 А.
2. Лампа галогенова потужністю 90 Вт.
3. З'єднувальні дроти з зажимами.

Переходимо до реалізації схеми. Лампочка використовується для того, щоб обмежити струм до оптимального значення. Замість лампочки можна використовувати резистор.

Зарядку для ноутбука також можливо використовувати для «оживлення» автомобільного акумулятора

Зібрати таку схему не складає великих труднощів. Якщо зарядку від ноутбука не планується використовувати за призначенням, то штекер можна відрізати, після чого підключити до проводів затискачі. Попередньо за допомогою мультиметра слід визначити полярність. Лампочка включається в ланцюг, яка йде на плюсову клему акумулятора. Мінусова клема від АКБ підключається безпосередньо. Тільки після підключення пристрою до АКБ можна здійснювати подачу напруги на блок живлення.

ЗУ своїми руками з мікрохвильової печі або аналогічних приладів

За допомогою трансформаторного блоку, який є всередині мікрохвильовки, можна зробити ЗУ для АКБ.

Покрокова інструкція виготовлення саморобного зарядного пристрою з трансформаторного блоку від мікрохвильовки представлена ​​нижче.

1. З мікрохвильовки потрібно зняти трансформаторний блок.
2. Видалити вторинну обмотку, після чого замінити її на ізольований провід перетином понад 2 мм 2 .
3. Визначитися з необхідною кількістю витків, які потрібно зробити за допомогою ізольованого проводу. З'ясувати необхідне значення можна експериментальним шляхом. Для цього необхідно намотати 10 витків, після чого виміряти вихідну напругу. Наприклад, якщо його значення становитиме 2 В, то для досягнення 14,5 В знадобиться зробити близько 70 витків. Вихідна напруга буде залежати від перетину використовуваного дроту.

   З трансформаторного блоку мікрохвильовій печі видаляється обмотка

4. Для реалізації схеми знадобиться діодний міст і потужний конденсатор.
5. За бажанням в ланцюг можна включити амперметр, який буде показувати струм.

Схема підключення трансформаторного блоку, діодного моста та конденсатора до автомобільного акумулятора

Збірку пристрою можна здійснювати на будь-якій підставі. При цьому важливо, щоб всі конструкційні елементи були надійно захищені. При необхідності схему можна доповнити вимикачем, а також вольтметром.

Бестрансформаторних зарядний пристрій

Якщо пошуки трансформатора завели в глухий кут, то можна скористатися найпростішою схемою без понижуючих пристроїв. Нижче представлена ​​така схема, яка дозволяє реалізувати ЗУ для акумулятора без використання трансформаторів напруги.

Електрична схема ЗУ без використання трансформатора напруги

Роль трансформаторів виконують конденсатори, які розраховані на напругу величиною 250В. У схему слід включити мінімум 4 конденсатора, розташувавши їх паралельно. Паралельно конденсаторів в ланцюг включається резистор і світлодіод. Роль резистора полягає в гасінні залишкового напруги після відключення устрйоства від мережі.

У ланцюг також включається діодний міст, розрахований на роботу з струмами до 6А. У схему міст включається після конденсаторів, а до його висновків підключаються дроти, що йдуть на АКБ для зарядки.

Як заряджати акумулятор від саморобного пристрою

Окремо слід розібратися в питанні про те, як же правильно заряджати акумулятор саморобним зарядним пристроєм. Для цього рекомендується дотримуватися наступних рекомендацій:

1. Дотримання полярності. Краще зайвий раз перевірити полярність саморобного пристрою мультиметром, ніж «кусати лікті», тому що причиною виходу з ладу АКБ стала помилка з проводами.
2. Чи не перевіряти АКБ за допомогою замикання контактів. Такий спосіб тільки «вбиває» пристрій, а не оживляє його, як вказується в багатьох джерелах.
3. Включати пристрій в мережу 220 В слід тільки після того, як вивідні клеми будуть підключені до акумулятора. Аналогічним чином здійснюється і відключення пристрою.
4. Забезпечити умови для безпечного, так як робота здійснюється не тільки з електрикою, а й з акумуляторної кислотою.
5. Процес зарядки АКБ необхідно контролювати. Найменша несправність може стати причиною серйозних наслідків.

Виходячи з вищевказаних рекомендацій, слід зробити висновок про те, що саморобні пристрої хоч і є прийнятними, але все ж не здатні замінити заводські. Виготовляти саморобну зарядку небезпечно, особливо якщо ви не впевнені в тому, що зможете це правильно зробити. У матеріалі представлені найпростіші схеми реалізації зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів, які завжди будуть корисні в господарстві.