Як зробити зарядний пристрій для АКБ автомобіля самостійно?

Для забезпечення роботи АКБ автомобільну батарею необхідно періодично заряджати. Для зарядки може використовуватися саморобний або фірмове ЗУ. Зробити зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками цілком можливо випрямляча або комп'ютерного блоку живлення.

Конструкція і принцип роботи зарядного пристрою

Саморобний пристрій для автомобільного акумулятора повинно виконувати зарядку батареї від побутової мережі 220 вольт. За фактом ЗУ для АКБ авто можна назвати перетворювачем електроенергії. Пристроїв споживає змінний струм від електромережі і знижує його до параметра в 14 вольт. Це той рівень напруги, який видає автомобільна батарея. У продажу сьогодні можна зустріти безліч різновидів ЗУ, починаючи від простих і закінчуючи багатофункціональними пристроями з безліччю можливостей. Можна знайти прилади, що дозволяють не тільки заряджати АКБ , але і виконувати запуск машинного двигуна. Такий тип приладів вважається зарядно-пусковий.

Також є і пускові девайси, які забезпечать підзарядити батареї або запуск силового агрегату без підключення до побутової мережі. В самому приладі крім обладнання, яке перетворює електроенергію, встановлена звичайна батарея. Завдяки її наявності пристрій можна назвати автономним. Але після кожної процедури заряду АКБ приладу потрібно підзарядка, щоб наступного разу він зміг виконати цю функцію.

Пристрій зарядного приладу

Якщо говорити про простих ЗУ, то конструктивно вони включають в себе декілька компонентів. Головною деталлю такого приладу вважається понижувальний трансформаторне пристрій, який призначений для зниження величини напруги з 220 до 13,8 вольт. Але трансформаторний сайт тільки знижує параметр напруги. Безпосередньо процедуру перетворення змінного струму на постійний виробляє діодний міст. Він використовується для випрямлення струму і його поділу на два полюси — плюс і мінус. Відразу за діодної складової встановлюється амперметр, він призначений для демонстрації сили струму. У простих по конструкції приладах застосовуються стрілочні амперметри.

модернізованих ЗУ встановлюються цифрові девайси, а крім амперметра в схему може бути доданий вольтметр. В залежності від типу ЗУ, прилад може мати функцію вибору напруги. Такі пристрої можуть застосовуватися для підзарядки батарей на 12, 24 або 6 вольт. Від діодної складової виходять електроланцюга з позитивним і негативним контактом, вони підключаються безпосередньо до акумуляторної батареї. Вся конструкція встановлюється в корпус, з нього виходить електролінія з вилкою, яка приєднується до побутової мережі, а також провідники із затискачами. Для забезпечення безпечної роботи схеми від стрибків напруги і пошкодження пристрій оснащується плавким запобіжним елементом. Це основні нюанси конструкції електросхеми.

AKA KASYAN докладно розповів про конструктивні особливості, принцип дії і нюанси складання саморобного ЗУ.

Принцип дії

Що стосується процедури заряду, то тут все просто:

  1. До севшему акумулятору приєднуються клеми пристрою, при цьому споживачу треба бути уважним, щоб не поплутати полюса.
  2. Після підключення девайса під'єднується до мережі.
  3. При початку зарядки пристрій видає напругу, величина сили струму якого становить 6-8 ампер. Однак через якийсь час параметр сили струму знижується, що дозволяє запобігти руйнування пластин, встановлених усередині конструкції.
  4. Коли акумулятор буде заряджено до кінця, стрілка приладу впаде до нуля.

Загальні вимоги до зарядного пристрою

Важливо визначити необхідні параметри ступеня зарядженості і щільності робочого розчину в АКБ. Інакше ефективність роботи ЗУ може бути зведена до мінімуму.

Визначаємо потрібні параметри при зарядці постійним струмом

Для визначення технічних параметрів рекомендуємо скористатися наведеною нижче таблицею.

Таблиця відповідності ступеня зарядженості, щільності електроліту і напруги

Велика частина сучасних авто оснащується свинцево-кислотними АКБ. Для підзарядки таких пристроїв потрібно не більше 10% струму від загальної ємності акумулятора. Якщо ємність батареї становить 55 Ач, то для поповнення заряду буде потрібно не більше 5,5 струму ампер. Якщо 65 Ач — 6,5 ампер і т. д. Допускається використання меншої величини струму, тоді процедура заряду буде здійснюватися повільніше. Сам заряд буде збиратися в АКБ навіть при мінімальному значенні струму, але для його заповнення в АКБ знадобиться більше часу.

При виконанні розрахунків враховують, що величина струму повинна бути не більше 10%. Тому для виконання процедури знадобиться близько десяти годин. Але стільки часу знадобиться при повній розрядці, а цього допустити не можна. Тому час підзарядки за фактом безпосередньо залежить від величини розряду.

Щоб виявити ступінь розряду, треба зробити вимір вольтажу:

  • якщо АКБ заряджена до кінця, то величина напруги складе близько 12,7 вольт;
  • якщо величина напруги становить 12 вольт, це свідчить про те, що пристрій розряджена на половину;
  • при напрузі близько 11,7 вольт потрібна термінова зарядка батареї, оскільки вона практично розряджена.

Якщо АКБ розряджається до кінця, це призведе до швидкого зносу пристрою. Для приблизного розрахунку часу підзарядки споживач повинен знати різницю між фактичним вольтажем, а також найбільшим зарядом батареї. Отриманий параметр множиться на десять, так споживач зможе дізнатися час заповнення заряду. Наприклад, якщо параметр напруги на розрядженою АКБ становить 12,1 вольт, то різниця з ідеальною величиною заряду складе 0,7 В. Помноживши це число на 10 можна визначити, що фактичний час заповнення об'єму пристрою складе близько семи годин.

Самостійне виготовлення автомобільного зарядного пристрою: найпопулярніші схеми

Для того щоб зробити потужний зарядний пристрій для автомобільного акумулятора своїми руками, рекомендуємо ознайомитися з такими варіантами схем:

  • напівпровідниковий діод+лампочка;
  • випрямляч;
  • ЗУ з блоку живлення комп'ютера;
  • ЗУ з адаптера живлення.

Напівпровідниковий діод+лампочка

В якості джерела живлення застосовується побутова мережа. Діодна складова знадобиться для перетворення величини змінного струму в постійний. Джерело освітлення застосовується в якості токоограничительного резисторного елемента.

Для розрахунку ЗУ використовуються такі дані:

  1. Параметр струму, який проходить через джерело світла, треба розрахувати відповідно до лампочки потужністю. Параметр потужності пристрою ділиться на величину напруги в побутовій мережі. Для джерела освітлення потужністю 60 Вт величина струму в електросистемі складе 0,27 ампер.
  2. Обчислюється реальний середній струм. Оскільки діодний елемент прибирає кожні 50% синусоїди, величина середнього струму складе близько 0,32.

Якщо джерело освітлення буде потужним, величина струму навантаження в підсумку вийде невисокою. Це дозволяє додати в схему поширений діодний компонент, наприклад, 1N4004. Знайти його можна в магазині радіоелектроніки. Такі діоди встановлюються в малопотужні блоки живлення, поставляються в комплектації з протиугінними комплексами і т. д. При складанні треба враховувати один нюанс — смужка на корпусі діодного елемента означає катод. Контакт треба підключити до плюсового контакту АКБ.

Проста схема напівпровідникового діодного елементу з джерелом освітлення

Випрямляч

Схема з выпрямительным пристроєм застосовується в простих по конструкції фірмових ЗУ. Для складання приладу потрібно трансформаторний вузол, який має не менше 12,5 вольт напруги на виході. Параметр напруги повинен становити не більше 14 вольт. Допускається застосування трансформаторних пристроїв від радянських телевізорів, такі девайси оснащуються двома обмотками по 6,3 вольта. Якщо підключення пристроїв буде послідовним, в підсумку вийде 12,6 вольт. Щоб забезпечити вирівнювання величини струму, в схему додається діодний міст, він застосовується в якості випрямного пристрою. Допускається збирання вузла з окремих діодних елементів, можна придбати вже готове пристрій.

Під час експлуатації діодна складова буде сильно грітися. Тому в схему треба додати радіаторне пристрій з пластини відповідного розміру, вона повинна бути алюмінієвої. Тому застосування діодного складання буде більш зручним. Монтаж пластини виконується за допомогою її фіксації болтом центрального отвору. При встановленні пластини на робочу поверхню її треба обробити термопастою.

Схема випрямного пристрою для саморобного ЗУ

Зарядний пристрій з блоку живлення комп'ютера

Якщо є старий блок живлення від ПК, його можна розібрати і видалити всі електроланцюга, залишивши тільки:

  • провідник чорного кольору, це контакт заземлення підключається до негативного виходу батареї;
  • електроланцюг червоного кольору, це напруга 5 вольт, до нього підключається навантаження для правильної роботи пристрою;
  • жовтий контакт — це 12-вольтное напруга, під'єднується до позитивного виходу АКБ;
  • зелений контакт призначений для активації перетворювального пристрою, його треба зафіксувати до корпусу всередині пристрою.

Для забезпечення уявної навантаження застосовується керамічне резисторное пристрій. Величина його опору складе приблизно 1,2 Ом, а параметр потужності повинен бути не менше 20 Вт. Допускається застосування відрізка з ніхромової спіралі від нагрівального пристрою, відрізається шматок згідно з показаннями приладу. Оскільки навантаження буде грітися, її треба встановити в корпусі блока живлення поряд з вентилирующим пристроєм. Після цього виконується складання корпусу ЗУ, а до решти контактам припаюються затискачі, які будуть застосовуватися для приєднання до батареї.

Основний недолік ЗУ з блоку живлення полягає в тому, що їм не можна заряджати АКБ повністю, оскільки 12 вольт для цього недостатньо.

Якщо девайс буде застосовуватися для аварійного заряду, його треба доопрацювати. В якості основного компонента буде застосовуватися плата ШІМ-контролера. Вона використовується для перетворення постійного струму в послідовний. Процедура налаштування напруги на виході виробляється за допомогою зміни величини тривалості сигналів при роботі в умовах постійної частоти. Для виконання завдання потрібно електроланцюг, пов'язана з контактом 1 на схемі. Треба знайти резисторний елемент, який з'єднує цей контакт з 12-вольтним виходом.

Ця резисторно деталь выпаивается за допомогою паяльника, замість неї виробляється монтаж підлаштування пристрою. Перед виконанням завдання за допомогою омметра виконується настройка елемента на аналогічне опір. Після підключення БЖ до побутової мережі виконується під'єднання до його виходу вольтметра. За допомогою обережного обертання підлаштування резисторного пристрою БЖ регулюється на напругу близько 14,5 вольт, але не більше. Коли збільшується параметр опору, буде зростати і величина напруги. Після регулювання резисторное пристрій можна випаяти з плати.

Схема пристрою з комп'ютерного БП

Зарядний пристрій адаптера живлення

Для самостійної розробки ЗУ допускається застосування інших БЖ, наприклад, для живлення ноутбука. Але параметр напруги на таких пристроях варіюється в районі 20 вольт, а для автомобільної батареї цього багато. Тому величину напруги доведеться знизити, для цього можна спробувати доопрацювати схему ШІМ-контролера. Виконання цього завдання вимагає певних навичок і знань у галузі електроніки.

В якості обмежувача допускається застосування 12-вольтна джерела освітлення. Лампочка дальнього освітлення стандарту Н7 має потужність близько 60 Вт, через неї проходить близько 5 ампер струму. Звичайний адаптер зможе нормально функціонувати під навантаженням. Якщо величина максимального струму адаптера менше, допускається застосування джерел освітлення на 21 Вт, приміром, від задньої оптики. В цьому випадку величина протікаючого струму буде близько 1,75 ампер, а при паралельному підключенні можна отримати 3,5 ампера.

Схема ЗУ з адаптера живлення

Що ще потрібно для саморобної зарядки?

В процесі підзарядки батареї споживачеві необхідно контролювати величину зарядного струму. Для цього в схему можна тимчасово додати тестер, він підключається в розрив одного з електричних ланцюгів, які йдуть до батареї. Якщо ви бажаєте отримати більш потужне ЗУ, то в його схему рекомендується додати амперметр. Він врізається в одну з електричних ланцюгів живлення батареї в сам корпус девайса, а його екран виводиться на лицьову частину пристрою.

Щоб запобігти поломку пристрою в результаті стрибків напруги, електроланцюг рекомендує захистити запобіжним елементом. Це пристрій розрахований на струм, який повинен бути на 50% більше, ніж зарядний параметр. Самим оптимальним варіантом буде додавання в гніздо трубчастого запобіжного пристрою.

Процес зарядки акумулятора, виготовленого своїми руками

Величина зарядного струму повинна становити не більше 10% від стандартної ємності АКБ . Для гелевих пристроїв величину зарядного струму необхідно виставити максимально точно, зокрема, якщо величина ємності невисока. Такий тип батарей сильно чутливий до перезаряду. Якщо батарея критично розряджена, треба продумати обмеження струму приладу.

Процедура зарядки АКБ за допомогою саморобного приладу виконується так:

  1. Батарея демонтується з автомобіля. Для цього відключаються затиски, а клеми пристрою зачищаються.
  2. АКБ діагностується візуально на предмет механічних пошкоджень. Якщо на корпусі є тріщини і вм'ятини, через які виходить електроліт, то сенсу заряджати пристрій немає.
  3. Відкручуються кришки на корпусі, якщо батарея обслуговується. Перевіряється рівень розчину електроліту в банках. Якщо він критично низький, всередину пристрою додається дистильована вода. Тільки після цього можна приступати до процедури заповнення заряду.
  4. До клем акумулятора підключаються затискачі ЗУ. Позитивний контакт з'єднується з плюсом, а негативний — з мінусом.
  5. ЗУ підключається до побутової мережі. Через певний проміжок часу, який треба обчислити у відповідності зі ступенем розряду, прилад відключається.

Типові помилки при виготовленні саморобного зарядного пристрою

Допущені помилки Опис
Використання діодів, що не відповідають номіналу. Якщо будуть застосовуватися діодні елементи, які не підходять для ЗУ, прилад може зіпсувати батарею в ході підзарядки.
Застосування занадто потужних блоків живлення. Якщо основу складають потужні БЖ, або адаптери, їх застосування призведе до руйнування пластин всередині АКБ.
Застосування лампочок для зниження струму, які не відповідають номіналу. Важливо правильно розрахувати величину струму зарядки, щоб не допустити перезаряду пристрою.
Відсутність захисту в схемі. Щоб робота ЗУ не призвела до пошкодження батареї, в схему обов'язково треба додати запобіжний пристрій.

Відео «Процес складання саморобного ЗУ»

Канал Паяльник TV представив докладний огляд процедури складання саморобного зарядного приладу для машини.


Коментарі та відгуки