Регулятор для зарядки автомобильного аккумулятора

Здравствуйте ув. читатель блога «Моя лаборатория радиолюбителя».

В сегодняшней статье речь пойдет о давно «заюзаной», но очень полезной схеме тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности, которое мы будем использовать как зарядное устройство для свинцовых аккумуляторных батарей.

Начнем с того, что зарядное на КУ202 имеет целый ряд преимуществ:
— Способность выдерживать ток заряда до 10 ампер
— Ток заряда импульсный, что, по мнению многих радиолюбителей, помогает продлить жизнь аккумулятору
— Схема собрана с не дефицитных, недорогих деталей, что делает ее очень доступной в ценовой категории
— И последний плюс- это легкость в повторении, что даст возможность ее повторить, как новичку в радиотехнике, так и просто владельцу автомобиля, вообще не имеющего знания в радиотехнике, которому нужна качественная и простая зарядка.

Со временем попробовал доработанную схему с автоматическим отключением аккумулятора, рекомендую почитать Зарядное для автомобильного аккумулятора
В свое время я собирал эту схему на коленке за 40 минут вместе с травкой платы и подготовкой компонентов схемы. Ну хватит рассказов, давайте рассмотрим схему.

Схема тиристорного зарядного устройства на КУ202

Перечень используемых компонентов в схеме
C1 = 0,47-1 мкФ 63В

R1 = 6,8к — 0,25Вт
R2 = 300 — 0,25Вт
R3 = 3,3к — 0,25Вт
R4 = 110 — 0,25Вт
R5 = 15к — 0,25Вт
R6 = 50 — 0,25Вт
R7 = 150 — 2Вт
FU1 = 10А
VD1 = ток 10А, желательно брать мост с запасом. Ну на 15-25А и обратное напряжение не ниже 50В
VD2 = любой импульсный диод, на обратное напряжение не ниже 50В
VS1 = КУ202, Т-160, Т-250
VT1 = КТ361А, КТ3107, КТ502
VT2 = КТ315А, КТ3102, КТ503

Как было сказано ранее схема является тиристорным фазоимпульсным регулятором мощности с электронным регулятором тока зарядки.
Управление электродом тиристора осуществляется цепью на транзисторах VT1 и VT2. Управляющий ток проходит через VD2, необходимый для защиты схемы от обратных скачков тока тиристора.

Резистором R5 определяется ток зарядки аккумулятора, который должен быть 1/10 от емкости АКБ. К примеру АКБ емкостью 55А надо заряжать током 5.5А. Поэтому на выходе перед клемами зарядного устройства желательно поставить амперметр, для контроля за током зарядки.

По поводу питания, для данной схемы подбираем трансформатор с переменным напряжением 18-22В, желательно по мощности без запаса, ведь используем тиристор в управлении. Если напряжение больше- R7 поднимаем до 200Ом.

Так же не забываем что диодный мост и управляющий тиристор надо ставить на радиаторы через теплопроводящую пасту. Так же если вы используете простые диоды типа как Д242-Д245, КД203, помните что их надо изолировать от корпуса радиатора.

На выход ставим предохранитель на нужные вам токи, если вы не планируете заряжать АКБ током выше 6А, то предохранителя на 6,3А вам хватит с головой.
Так же для защиты вашего аккумулятора и зарядного устройства, рекомендую поставить мою схему защиты от переполюсовки на реле или схему на компараторе, которая помимо защиты от переполюсовки защитит зарядное от подключения дохлых аккумуляторов с напряжением менее 10,5В.
Ну вот в принципе рассмотрели схемку зарядного на КУ202.

Печатная плата тиристорного зарядного устройства на КУ202

В собранном виде от Сергея

Удачи вам с повторением и жду ваших вопросов в комментариях

Для безопасной, качественной и надежной зарядки любых типов аккумуляторов, рекомендую универсальное зарядное устройство

Что бы не пропустить последние обновления в мастерской, подписывайтесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках, так же можно подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа

Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные зарядные устройства

Зарядное устройство 12В 1.3А

Простенькое зарядное устройство с светодиодным индикатором зарядки, зеленый батарея заряжается, красный батарея заряжена.

Есть защита от короткого замыкания, есть защита от переполюсовки. Отлично подойдет для зарядки Мото АКБ емкостью до 20Ач, АКБ 9Ач зарядит за 7 часов, 20Ач — за 16 часов. Цена на это зарядное всего 403 рубля,доставка бесплатна

Этот тип зарядного способен автоматически заряжать практически любые типы автомобильных и мото аккумуляторов 12В до 80АЧ. Имеет уникальный способ зарядки в три этапа: 1. Зарядка постоянным током, 2. Зарядка постоянным напряжением, 3. Капельная дозарядка до 100%.
На передней панеле два индикатора, первый указывает напряжение и процент зарядки, второй указывает ток зарядки.
Довольно качественный прибор для домашних нужд, цена всего 781,96 руб, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 1392, оценка 4,8 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Читайте также:  Докажите свойства кислот на примере ортофосфорной кислоты

Зарядное устройство для самых разнообразных типов аккумуляторов 12-24В с током до 10А и пиковым током 12А. Умеет заряжать Гелиевые АКБ и САСА. Технология зарядки как и у предыдущего в три этапа. Зарядное устройство способно заряжать как в автоматическом режиме, так и в ручном. На панеле есть ЖК индикатор указывающий напряжение, ток заряда и процент зарядки.

Хороший прибор если вам надо заряжать все возможные типы АКБ любых емкостей, аж до 150Ач

Цена на это чудо 1 625 рублей, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 23, оценка 4,7 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

Если какой то товар стал недоступен, пожалуйста напишите в комментарий внизу страницы.
С ув .Admin-чек

Чтобы собрать даже самый простой стабилизатор напряжения к зарядному устройству необходимо обладать хоть маломальскими знаниями по физике. Иначе сложно будет понять зависимость физических величин, например, то, как по мере заряда сопротивление аккумулятора увеличивается, ток заряда падает и напряжение растет.

Простое зарядное устройство стабилизатор тока из подручных материалов

Существует огромное число готовых схем и конструкций, позволяющих заряжать автомобильный аккумулятор. Эта статья на тему переделки компьютерного блока питания под автоматическое зарядное устройство автомобильного аккумулятора. В ней рассказывается о том, как собрать автоматический стабилизатор тока с возможностью регулировки выходного тока.

Схема стабилизатора, используемая в нашем собираемом зарядном устройстве, довольно проста и основана на базе операционного усилителя (ОУ) без обратной связи с большим коэффициентом усиления.

В качестве такого операционного усилителя, или правильнее будет его назвать компаратором, используется микросхема LM358. На изображении видно, что она имеет:

  • два входа (инвертирующий и неинвертирующий);
  • один выход.

Задача LM358 состоит в том, чтобы сбалансировать параметры на выходе путём увеличения или уменьшения напряжения на входах.

Зарядное устройство или простой стабилизатор – это прибор, который:

  • сглаживает пульсации сети;
  • поддерживает прямую линию графика тока на одном уровне.

Как это осуществляется? В нашем случае на один вход подаётся опорное напряжение, задаваемое с помощью стабилитрона. Второй вход подключен после шунта, предназначенного для роли датчика тока. Когда подключается к выходу разряженный аккумулятор, в цепи возрастает ток и соответственно возникает падение напряжения на низкоомном резисторе. На микросхеме LM358 появляется разность напряжений между двумя входами. Устройство стремится сбалансировать эту разность, тем самым увеличивая параметры на выходе.

Глядя на схему мы видим, что на выход подключен полевой транзистор, который управляет нагрузкой. По мере заряда аккумулятора на клеммах устройства начинает повышаться напряжение, следовательно, начинает расти оно и на одном из входов ОУ. Возникает разность напряжений между входами, которую ОУ пытается выровнять путём уменьшения напряжения на выходе, тем самым уменьшая ток в основной цепи.

В итоге, аккумулятор заряжается до нужного напряжения, то есть выставленного значения на клеммах зарядного устройства. Падение напряжения на резисторе R3 становится минимальным, либо его не будет вообще. При выравнивании напряжения на входах транзистор закрывается, тем самым отключая нагрузку от зарядного устройства.

Особенностью данной схемы является то, что она позволяет ограничивать ток заряда. Делается это с помощью переменного резистора, который включён последовательно в делитель. И собственно поворачивая ручку этого резистора можно изменять параметры на одном из входов. Возникающую разность опять же выравнивают путём увеличения либо уменьшения параметров.

Универсальных схем не бывает. Кого-то интересует вопрос увеличения тока нагрузки. Например, что нужно поменять в схеме для 15 А? Необходимо будет поставить переменник не 5, а 10 кОм. Так же сделав предварительный расчёт и заменив соответствующие элементы, можно запросто настроить схему под свои нужды.

Сборка устройства

Конечно, интересно посмотреть на готовое самодельное изделие, тогда приступим к сборке устройства. В интернет-магазинах существует много компактных плат под эту схему. Стоимость деталей для сборки данного стабилизатора напряжения обойдётся менее двухсот рублей. Если покупать готовый стабилизатор напряжения, придется заплатить в несколько раз больше.

Все стандартные действия сборки не будем описывать, отметим лишь основные моменты. Транзистор надо размещать на теплоотвод. Почему? Потому что схема линейная и при больших токах транзистор будет сильно нагреваться. Из чего изготовить радиатор? Его можно сделать из обычного алюминиевого уголка и закрепить непосредственно на вентилятор блока питания. И, несмотря на то, что по размерам радиатор достаточно небольшой, благодаря интенсивному обдуву он прекрасно справится со своей задачей.

К радиатору прикручивается через термопасту транзистор, в этой схеме он используется полевой, N-канальный IRFZ44 с максимальным током 49 А. Так как радиатор изолирован от основной платы и корпуса, то транзистор приворачивается напрямую без изоляционных прокладок.

Читайте также:  Мангал для дома своими руками

Плату стабилизатора через латунную стойку закрепляется на этот же алюминиевый уголок. Для регулировки выходного тока используется переменный резистор на 5 кОМ. Провода, чтобы не болтались, фиксируются пластиковыми стяжками.

В результате, должна получиться следующая схема подключения данного стабилизатора для зарядного устройства.

Блок питания может быть абсолютно любым, как компьютерным блоком питания, так и обычным трансформатором. Шнур для подключения в розетку используется обычный компьютерный.

Всё готово. Можно теперь использовать такой регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства. Надо отметить схема простая и недорогая: одновременно выполняет функции стабилизатора и зарядного устройства.

При эксплуатации автомобилей многие из нас сталкиваются с необходимостью подзарядки аккумулятора, что позволяет гарантировать беспроблемность использования автомобиля в холодное время года. Действительно, с наступлением холодов АКБ может плохо держать заряд, что и приводит к определенным сложностям в эксплуатации автомобиля. В этом случае необходимо будет выполнить подзарядку аккумулятора, что можно сделать при помощи как специальных покупных устройств, так и изготовленных самостоятельно выпрямителей. Такие самодельные зарядники имеют довольно простую конструкцию, что позволяет выполнить их каждому автовладельцу.

Причины проблем с аккумулятором

Автомобильные аккумуляторы — это довольно простые устройства, которые состоят из заряженных свинцовых пластин, погруженных в электролит, что и позволяет батарее накапливать и отдавать напряжение при использовании автомобиля. В отдельных случаях могут отмечаться определенные сложности в работе АКБ, которая может терять заряд по следующим причинам:

  • Использование устаревших, исчерпавших свой ресурс батарей.
  • Частые и нерегулярные поездки не позволяют зарядиться АКБ.
  • Повышенная нагрузка на батарею, что обусловлено использованием различного электрооборудования в автомобиле.
  • Неисправность генератора.
  • Эксплуатация автомобиля в условиях экстремально низких температур.

Любая из перечисленных выше причин может привести к полной разрядке батареи, в итоге аккумулятор не сможет провернуть стартер, а завести двигатель будет невозможно. В таком случае необходимо будет снять аккумулятор с автомобиля и зарядить его в домашних условиях при помощи специального устройства.

Как происходит зарядка

При использовании на автомобиле качественного аккумулятора и отсутствия каких-либо проблем с генератором АКБ будет набирать во время движения необходимый заряд, поэтому какого-либо дополнительного обслуживания и подзарядки в данном случае не требуется. Однако зимой на АКБ приходится повышенная нагрузка, что обусловлено невозможностью прокрутить стартер на замерзшем автомобиле. Поэтому достаточно нескольких неудачных попыток завести двигатель, чтобы батарея полностью потеряла заряд, и в последующем завести машину будет уже невозможно.

Зарядка автомобильного аккумулятора будет необходима в тех случаях, когда показатель напряжения на клеммах падает ниже отметки 11,2 Вольта. В зависимости от используемых выпрямителей такая зарядка аккумулятора может выполняться импульсным или постоянным током. При этом показатель мощности работы зарядных устройств выбирается в зависимости от емкости батареи. Например, если требуется подзарядить аккумулятор емкостью в 60 Ампер/часов, то показатель тока заряда устанавливают на 6 Ампер.

Непосредственно процедура подзарядки аккумулятора не представляет какой-либо особой сложности. К аккумулятору подключают клеммы от выпрямителя и подают небольшое напряжение. За 24 или 48 часов батарея наберёт необходимую ей ёмкость и в последующем будет с легкостью прокручивать стартер, заводя двигатель автомобиля. Такое устройство отличается простотой конструкции, поэтому изготовить импульсное зарядное устройство для автомобиля своими руками не составит какого-либо труда.

При подзарядке аккумулятора может возникать такое неприятное явление, как сульфатизация свинцовых пластин. Появляется подобное при частичном наборе ёмкости и высоких показателях рабочего тока. В изготовленных заводским способом устройствах, где часть параметров контролируется автоматикой, при достижении определенной емкости ток автоматически уменьшается, что позволяет избежать повреждения свинцовых пластин. Если же выполняется подзарядка аккумулятора при помощи самостоятельно изготовленных выпрямителей, то необходимо вручную снижать показатель рабочего тока, что и позволит правильно выполнить всю работу.

Необходимо следить за тем, чтобы общая мощность заряда не превышала у батареи 13,2 Вольта, в противном случае может отмечаться закипание электролита, что приводит в последующем к быстрому разрушению пластин.

Схемы простейших зарядных устройств

Любое устройство выпрямитель для аккумулятора будет состоять из следующих компонентов:

  • Стабилизатора тока.
  • Блока питания.
  • Регулятора силы заряда.
  • Индикатора напряжения.
  • Опционально: контроль уровня заряда и автоматического отключения.

Конструкция таких выпрямителей не представляет особой сложности, поэтому нужный вам прибор можно с легкостью изготовить из подручных материалов, даже если вы обладаете начальным опытом в радиоэлектронике. Всё что вам потребуется — это простейшие схемы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, а также начальные навыки работы с паяльником.

Изготавливаем зарядник для АКБ

Выполнить такой выпрямитель не составит труда. Стоимость используемых запчастей минимальна, поэтому вы сможете существенно сэкономить в сравнении с приобретением уже готового заводского прибора.

Читайте также:  Как варить силумин аргоном

Для этой работы вам потребуется:

  • Паяльник и комплект для пайки.
  • Несколько прочных проводов.
  • Диодная сборка и обмоточный трансформатор.
  • Проволочный разрядный реостат.
  • Гасящий конденсатор.
  • Конденсаторная батарея.
  • Ареометр для проверки уровня заряда.

Делаем блок питания

Блок питания можно с легкостью выполнить из диодной сборки и двух обмоточных трансформаторов. Трансформаторы подключаются к диодному и тиристорному мосту, который позволяет снизить уровень напряжения до нужных величин. Регулировка тока будет выполняться нами при помощи реостата. Помните о том, что керамические сердечники или переменные резисторы такой нагрузки выдержать не смогут, поэтому использовать их в выпрямителях для аккумуляторов не следует.

Упростить изготовление зарядника можно путем использования блоков питания от старых компьютеров. Такие блоки выдают необходимое стабильное напряжение, они полностью безопасны в использовании и отличаются простотой подключения к тиристорному блоку, который будет выпрямлять напряжение. Вам необходимо лишь помнить о том, что такие блоки питания рассчитаны на показатель тока не более 2 Ампер, поэтому можно будет выполнить лишь маломощный зарядник.

Стабилизатор напряжения

Использование проволочного реостата позволяет не только оптимальным образом уменьшить показатель выходного напряжения, но и решает проблему с большим выделением тепла от избыточной мощности. К сожалению, КПД таких приборов не слишком высок, соответственно наш реостат будет являться слабым звеном, которое часто ломается и требует замены. Впрочем, на 5—10 подзарядок проволочного реостата хватит, а в последующем буквально за копейки можно приобрести аналогичные детали и выполнить ремонт вышедшего из строя выпрямителя.

Единственный нюанс использования такого проволочного реостата состоит в том, что зарядка АКБ выполняется на меньшем токе, а это приводит к некоторому увеличению длительности такой работы.

Соответственно, если покупными устройствами зарядить аккумулятор можно буквально за сутки, то при помощи самодельного выпрямителя такая работа может затянуться на полтора-два дня.

Автоматический контроль заряда

Именно правильный контроль заряда и изменение силы мощности тока является одним из условий набора емкости батареей, которая в последующем с легкостью заводит двигатель автомобиля. Необходимо подключить в схему автомобильного зарядного устройства вольтметр или же специальные устройства для автоматического контроля заряда. Выполняется такой диодный мост, отвечающий за контроль заряда, при помощи переменных резисторов R 4, которые подключаются к реле К2, что и позволяет отключать нагрузку при достижении определенной емкости батареи.

Дополнительно выпрямитель можно оснастить конденсаторной батареей, которая уменьшает или добавляет ёмкость и позволяет существенно ускорить зарядку АКБ. Наличие такой конденсаторной батареи позволяет с легкостью регулировать выходной ток, а само устройство будет отличаться универсальностью использования, что позволяет применять его для работы с аккумуляторами различной емкости. Использование такой конденсаторной батареи также позволяет решить проблемы с паразитным нагревом, который может доставлять массу хлопот при работе выпрямителя на максимальных показателях мощности тока.

При желании в сети интернет можно найти десятки различных схем исполнения блоков питания и всего зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, которые будут различаться используемыми компонентами и принципом работы.

Необходимо лишь выполнять все такие выпрямители в точном соответствии с имеющейся схемой зарядки аккумулятора, что позволит как обеспечить безопасность использования электроприборов, так и предупредить выход из строя аккумулятора по причине подачи на него тока большой мощности.

Как сделать импульсный прибор

Популярностью сегодня пользуются импульсные автоматические зарядные устройства для аккумулятора 12 В, которые позволяют работать на высоких показателях тока, минимально греются во время работы и обладают высоким КПД. Однако их недостаток — это сложность конструкции, поэтому многим автовладельцам, которые не имеют соответствующего опыта в радиоэлектронике, сложно собрать такой импульсный выпрямитель.

Если же вы умеете читать схемы и знакомы с устройством ШИМ-генератора, то собрать такой универсальный в использовании импульсный трансформаторный выпрямитель не составит труда. В последующем работать с подобным устройством чрезвычайно просто, а сам зарядник может использоваться для работы, как с аккумуляторами от легковых автомобилей, так и с мощными АКБ от грузовиков и другой спецтехники.

Рекомендации по подзарядке

  • Выполняя подзарядку АКБ мощным выпрямителем, следует постоянно контролировать напряжение, что позволит предупредить сульфатизацию пластин и последующий выход из строя батареи.
  • При транспортировке аккумулятора запрещается переворачивать его и ставить набок. Батарея должна всегда сохранять свое горизонтальное положение.
  • При возможности активируйте авторежим подзарядки, когда электроника полностью регулирует ток, понижая его при увеличении емкости АКБ.
  • Можно с легкостью использовать старый советский зарядник, который выдает качественное напряжение, при этом благодаря наличию вольтметра существенно упрощается работа с такими приборами.