Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Трансформаторное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Конечно, интересно посмотреть готовую самоделку, тогда приступим к сборке устройства. В интернет-магазинах есть много компактных плат по этой схеме. Стоимость деталей для сборки этого стабилизатора напряжения будет стоить менее двухсот рублей. Если купить готовый стабилизатор напряжения, то заплатить придется в несколько раз больше.
Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов разделяются на два вида: трансформаторные и импульсные. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их по отдельности. Трансформаторные работают за счет электромагнитной индукции, в результате переменный ток переходит в постоянный и подпитывает автомобиль. Этот вид зарядного устройства способен снижать поступающее напряжение, такая функция делает его подходящим для любого аккумулятора.
Трансформаторный зарядник имеет сравнительно низкую стоимость, простую и понятную конструкцию. Они редко ломаются, но при необходимости ремонт обойдется недорого.
Из недостатков можно выделить большой вес и объем. Вам постоянно придется следить за уровнем заряда АКБ. Регулярно проверять его и точно фиксировать перед началом подзарядки. А также в процессе каждые 30 минут проверять, чтобы сила тока не превышала 10 процентов от емкости АКБ. Если она будет больше, то электролит начнет закипать и выпускать пар.
В свою очередь импульсные зарядники основаны на воздействии на аккумулятор тока увеличенной частоты. Импульсы подаются часто, но они довольно слабые. В этом случае вам не понадобятся дополнительные уловки в виде магнитного стержня или обмотки из меди или алюминия.
Выбор зарядного устройства по дополнительным параметрам
- Диапазон рабочих температур
Если вы уверены, что будете пользоваться зарядным устройством исключительно в теплых местах, то можете не брать в расчет этот пункт. Но если вы чаще в дороге, то обратите внимание на величину температурного диапазона.
- Наличие устройств контроля
Индикаторы помогают контролировать работу ЗУ, сообщая о начале и завершении цикла зарядки; подключении полюсов батарейки; возникновении КЗ, перегрева и других аварийных ситуаций. По стрелочным и цифровым приборам определяют силу тока и напряжения.
- Функция десульфации
Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов с десульфатацией – особым циклом зарядки и разрядки – помогают избавится от сульфата серы, который образуется на пластинах аккумулятора в результате погодных условий или глубокой разрядки, избежать снижения электролитной плотности и общей емкости АКБ.
- Возможность заряжать холодный аккумулятор
Существуют определенные показатели температуры для возможности подзарядки аккумулятора. Они зависят от типа АКБ: кислотно-свинцовый – от минус 20 до плюс 50; никеле-кадмиевый, никель-металлогидридный – от 0 до плюс 45; литиево-ионный – от 0 до плюс 45. Если не хотите тратить время на предварительный отогрев АКБ, то возьмите зарядник с функцией температурной компенсации.
- Режим быстрой зарядки
Он помогает увеличивать силу тока и напряжение для ускоренной подзарядки. Режим удобен, если вы ограничены во времени, но злоупотребление этой функцией испортит АКБ.
Кроме того, в магазинах продается специальное оснащение, предназначающееся для работы сразу с несколькими АКБ, которые подключены параллельно, последовательно.
- Запоминание настроек
Эта функция поможет избежать постоянных настроек зарядного устройства при подключении. Она позволяет использовать предыдущие параметры зарядки при повторном соединении с одним и тем же аккумулятором. Это значительно экономит время. Есть даже такие, которые запоминают характеристики 3 предыдущих циклов подзарядки.
- Зарядка полностью разряженных аккумуляторов
Почему импульсное зарядное устройство лучше трансформаторного
Итак, пришло время сравнивать. Сделать это можно по следующим признакам:
|
Тип зарядного устройства |
Трансформаторное |
Импульсное |
|
Конструкция |
Простая (Недорогой и быстрый ремонт) |
Сложная высокотехнологичная (Дорогой ремонт) |
|
Технология зарядки |
Отсутствие программ – зарядка при постоянном токе и переменном напряжении |
Оптимальная технология для эффективной зарядки АКБ импульсами тока, наличие специальных программ для уменьшения влияния на батарею |
|
Контроль параметров |
Ручной |
Автоматический, полуавтоматический, ручной |
|
Защитные системы |
Индикация |
Интеллектуальные защитные системы и индикаторы |
|
Функционал |
Отсутствие дополнительных режимов |
Режимы восстановления батареи (десульфатации), «BOOST» |
|
Габариты |
Крупные габариты из-за особенностей конструкции |
Компактные устройства |
|
Транспортировка |
Трудно перемещать |
Легко перевозить в машине |
|
Цена |
Дешевле относительно импульсных |
Дороже относительно трансформаторных |
Разновидности и технические характеристики тиристорного регулятора
Поскольку тиристор пропускает через себя напряжение только одной полярности, его нельзя использовать для управления трансформатором без дополнительных элементов:
- Подключить тиристор к диодному мосту из 4-х диодов на вывод «+» и «-». Вывода «~» подключаются в чеси или закрытии концессия с ним. Диодный мост выравнивает напряжение и на тиристор подается питание только одной полярности.
- Используются два тристора, включенные встречно-параллельно и для управления через переменный резистор, соединяются управляющие водоводы. Каждый из элементов размыкается со своей полярностью, и оба вместе управляют напряжением нагрузки.
Недостаток самодельного зарядного устройства для аккумулятора 12В заключается в том, что после полной зарядки АКБ автоматическое отключение прибора не происходит. Именно поэтому Вам придется периодически поглядывать на табло, чтобы вовремя выключить его. Еще один важный нюанс – проверять ЗУ «на искру» категорически запрещается.
Среди дополнительных мер предосторожности следует выделить такие:
- при подключении клемм следите за тем, чтобы не перепутать «+» и «-», иначе простое самодельное зарядное устройство для АКБ выйдет из строя;
- подключение к клеммам нужно осуществлять только в выключенном положении;
- мультиметр должен иметь шкалу измерения свыше 10 А;
- при зарядке следует выкручивать пробки на аккумуляторе, во избежание его взрыва из-за закипания электролита.
Защита от переполюсовки
Это зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при обратной полярности может не работать. Для защиты от обратной полярности в разрыв плюсового провода, идущего к аккумулятору, можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют небольшое падение напряжения при прямом включении. С этой защитой, если при подключении батареи полярность будет изменена, ток не будет течь. Правда, этот диод придется установить на радиатор, так как при зарядке через него будет течь большой ток.
В компьютерных блоках питания используются подходящие диодные сборки. В такой сборке два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет поставить параллельно. Для нашего зарядного устройства диоды с током не менее 15 А.
Следует учитывать, что в таких сборках катод соединяется с корпусом, поэтому эти диоды необходимо устанавливать на радиатор через изоляционную прокладку.
необходимо перенастроить верхний предел напряжения с учетом падения напряжения на защитных диодах. Для этого с помощью потенциометра напряжения на плате преобразователя постоянного тока в постоянный установите значение 14,5 В, измеренное с помощью мультиметра, непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Описание и принцип работы пуско-зарядного устройства
Здесь нет ничего особенно сложного. Сеть U = 220 В через переключатель подается на первичную обмотку трансформатора, а на вторичной падает переменное напряжение. Затем его выравнивают двухполупериодным или мостовым выпрямителем, собранным на мощных диодах. Затем пульсации напряжения могут быть отфильтрованы электролитическими конденсаторами. При необходимости повышают напряжение около выхода, что делается с помощью усилителей, в которых основными компонентами являются транзисторы, тиристоры.
Из недостатков описываемого пуско-зарядного устройства можно отметить разве что солидный вес, что связано с установкой мощного и, соответственно, габаритного трансформатора. Ниже представлена схема двухполупериодного стартера и зарядного устройства, сделанного своими руками:
В этой схеме использован лабораторный трансформатор ЛАТР. Вместо двух диодов также можно использовать диодный мост типа КЦ405. Схема стартерного зарядного устройства для авто с усилителем:
Как сделать загрузочное зарядное устройство своими руками, чтобы оно наверняка работало? Необходимо соблюдать параметры деталей. Мощность указанных на рисунке тиристоров — не менее 80 А (если используется диодный мост, то от 160 А). Диоды на ток — 100-200 А. Транзисторы — КТ361 или КТ 3102 (можно любые другие с такими же параметрами). Мощность используемых резисторов — 1 Вт.
Самостоятельно собранное зарядное и пусковое устройство подключается через зажимы типа «крокодил» к аккумулятору с соблюдением полярности. При нормально заряженной батарее ПЗУ питание не будет. При выходе из строя аккумулятора тиристорный переход разомкнется и зарядный ток пойдет на аккумулятор и стартер.
7.1 Стартерный пуск двигателя возможен только при параллельном подключении пускового устройства к аккумулятору.
7.2 Подсоедините красный зажим к клемме «+», чёрный к клемме «-«.
7.3 Полюс аккумулятора не соединённый с шасси, должен быть присоединён первым. Другое присоединение должно быть сделано к шасси, вдали от аккумулятора и топливной линии.
7.4 После выполнения указанных операций устройство подсоединяют к питающей сети. Переключив пусковое устройство в режим «ПУСК» выдержите его 5-10 минут, после чего осуществите пуск двигателя.
7.5 Нарушение полярности при подключении устройства к аккумулятору в режиме «ПУСК», может вывести устройство из строя.
7.6 После окончания пуска двигателя, отсоедините трансформаторное пусковое устройство от питающей сети, затем от шасси, после чего отсоедините клеммы от аккумулятора.
Примечание:
Не допускается пуск автомобиля по каналу (заряд).
При пуске автомобиля не допускать работу ЗПУ более 15 сек. Интервал между попытками пуска 90 сек. Нарушение данного условия ведет к поломке ЗПУ.
Не допускается замыкание «крокодилов» ЗПУ между собой для проверки работоспособности устройства.
Несмотря на кажущуюся простоту, у нормального зарядного устройства присутствует, как минимум, десяток параметров. Да. Не все они критически важные. Но только до тех пор, пока вы о них не задумывались. Задача этого материала — простыми словами рассказать о всех основных особенностях ЗУ для АКБ, на которые следует смотреть перед покупкой в первую очередь.
Выбор зарядного устройства будем делать на основании 10 следующих критериев:
- Зарядное напряжение.
- Максимальный зарядный ток.
- Реальная мощность.
- Выбор зарядного устройства по ёмкости АКБ.
- Наличие индикации.
- Ручные регулировки.
- Особые режимы заряда.
- Технология изготовления зарядного устройства.
- Наличие защит.
- Качество зажимов и силовых проводов.
Здесь на первый взгляд всё до безобразия просто. Если выбираем автомобильное зарядное для легковушки, номинальное напряжение должно быть 12 В. Соответственно, главной задачей якобы является не купить 6- или 24-вольтовое. Но в жизни не всё так просто. Дело в том, что стандартная АКБ заряжается напряжением не 12 В, а от 12 В до 14,4 В.
Закономерность простая. Чем глубже разряжен аккумулятор, тем больший ток он способен потреблять. Этот параметр мы (или ЗУ) обязаны ограничивать. Поэтому на первых стадиях заряда напряжение должно поддерживаться в районе 13,1-13,5 В. По мере того, как батарея заряжается, показатели растут. Увеличение напряжения продолжается до тех пор, пока оно не достигнет максимально допустимого. Обычно это 14,4 В. После этого его нужно удерживать, не давая повышаться. В противном случае аккумулятор начнёт «кипеть» со всеми вытекающими последствиями.
Качество зажимов и силовых проводов
Это последнее в нашем списке, но не по значимости, на что стоит обращать внимание при выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. К сожалению, даже весьма дорогие и брендовые модели часто комплектуются слишком тоненькими проводочками и никчёмными крокодилами. Всё это потом быстро ломается, греется, плавится и даже загорается. Посему — обратите внимание, какие провода нацепили китайцы на выбираемое вами зарядное. Особенно если оно идёт с заявленными большими токами.
На крайний случай провода и крокодилы можно поставить свои. Часто бывает так, что само по вебе зарядное неплохое. Не покупать его, что ли, только из-за экономичности производителя? Добротные силовые провода можно подобрать самостоятельно, либо прикупить готовый набор, действительно рассчитанный на большие токи. Ну а впаять их — либо сами, либо обратитесь к знакомому, умеющему держать в руках паяльник.
Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.
Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.
Автозарядка из блока питания
Самодельное подзарядное устройство можно сделать и из БП от компьютера. Придется его немного доработать, зато получается хорошее, почти заводское ЗУ. Возможно, блок питания можно найти в закромах.
В большинстве своем, БП построены на базе ШИМ модуля TL494. Он идеально подходит для автомобильных зарядок.
Далее нужно просто действовать по инструкции:
- Все провода, кроме желтых и черных, нужно обрезать.
- Спаиваем их между собой: желтые с желтыми, черные с черными.
- На контроллере нужно перерезать дорожки, которые идут к пинам: 1, 14, 15, 16.
- В корпусе необходимо сделать 2 отверстия под подстроечные резисторы (10 и 4,4 килоом).
- Остается только собрать эту схему. Разводить плату не нужно, все делается навесным монтажом.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.
Если автомобиль все время в эксплуатации, то его аккумулятор заряжен. Но при длительном простое из-за саморазряда напряжение на АКБ падает ниже уровня необходимого для запуска.
Еще одной причиной пониженного тока аккумулятора является мороз. В холодном аккумуляторе повышенное сопротивление электролита и замедленные химические реакции, в результате которых батарея вырабатывает электрическое напряжение. Кроме того, холодный двигатель стартеру труднее провернуть из-за загустевшей смазки.
В этих ситуациях необходимо подать на стартер дополнительное питание. Чтобы сделать такой аппарат самостоятельно необходимо знать, какой трансформатор нужен для пускового устройства АКБ.
Выбор типа трансформатора: тороидальный или импульсный
При выборе трансформатора для самодельного зарядного устройства автомобильного аккумулятора важно определиться с типом трансформатора. Два наиболее распространенных типа трансформаторов — это тороидальный и импульсный.
Тороидальный трансформатор характеризуется высокой эффективностью и компактным размером. Он обладает хорошей стабильностью выходного напряжения, что особенно важно для зарядных устройств аккумуляторов. Также тороидальные трансформаторы имеют низкую утечку магнитного поля, что делает их безопасными и экологически чистыми.
С другой стороны, импульсные трансформаторы имеют более высокую эффективность и меньший вес по сравнению с тороидальными трансформаторами. Они способны обеспечить высокую мощность и имеют широкий диапазон входного напряжения. Однако импульсные трансформаторы могут создавать помехи в электронных устройствах.
При выборе типа трансформатора для зарядного устройства следует учитывать требования к мощности, размерам, эффективности и электромагнитным помехам. Тороидальные трансформаторы часто предпочитаются для небольших самодельных зарядных устройств, так как они обеспечивают стабильное выходное напряжение и низкую утечку магнитного поля. В то же время, импульсные трансформаторы могут быть предпочтительными для более мощных и многофункциональных устройств.
Определение выходного напряжения трансформатора
Для выбора подходящего трансформатора для зарядного устройства аккумулятора автомобиля необходимо определить необходимое выходное напряжение. Выходное напряжение трансформатора должно соответствовать напряжению заряжаемого аккумулятора.
Выходное напряжение трансформатора измеряется в вольтах и обычно должно быть равно напряжению аккумулятора автомобиля, которое обычно составляет 12 вольт. Однако, для некоторых автомобилей, например, грузовиков или автобусов, напряжение аккумулятора может быть и другим.
Перед приобретением трансформатора необходимо удостовериться, что его выходное напряжение соответствует напряжению заряжаемого аккумулятора. Важно помнить, что неправильное выходное напряжение может привести к неэффективному заряду аккумулятора или даже повредить его.
Выбор подходящего трансформатора с нужным выходным напряжением также зависит от типа аккумулятора, его емкости и других факторов. Поэтому перед покупкой рекомендуется обратиться к руководству пользователя автомобиля или проконсультироваться с специалистами для получения точной информации о необходимом выходном напряжении трансформатора.