Как сделать зарядное устройство для акб своими руками

Простейшее устройство с использованием адаптера


адаптер для прикуривателя

Теперь рассмотрим случай, когда в наличии нет ненужного блока питания, наш аккумулятор сел и его нужно зарядить.

У каждого хорошего хозяина или поклонника всяких электронных приборов, имеется адаптер для подзарядки автономной техники. Любой 12в адаптер, можно использовать для зарядки автомобильного аккумулятора.

Главным условием такой зарядки является не меньшее выдаваемое напряжение источником, чем у аккумулятора.

Ход выполнения работ:

  1. Необходимо отрезать разъем с окончания провода адаптера и счищаем изоляцию не меньше 5 см.
  2. Так как провод идет сдвоенный, необходимо его разделить. Расстояние между окончанием 2 проводов, должно быть, не меньше 50 см.
  3. Припаиваем или приматываем к окончаниям провода клеммы для надежной фиксации на аккумуляторной батарее.
  4. Если клеммы одинаковые, то нужно позаботиться о нанесении на них знаков различия.
  5. Самое большое неудобство этого способа заключается в постоянном контроле над температурой адаптера. Так как если адаптер перегорит, то это может вывести аккумулятор с рабочего состояния.

Перед включением адаптера в сеть, необходимо сначала подключить его к аккумулятору.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

  • 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
  • 12.3…12.4 В — 75%;
  • 12.0…12.1 В — 50%;
  • 11.8…11.9 В — 25%;
  • 11.6…11.7 В — разряжена;
  • ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

  • Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
  • Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Самодельные зарядные устройства

Существует несколько вариантов изготовления самодельного ЗУ. Причем некоторые из них собираются буквально за несколько минут из подручных материалов.

Простейший прибор

Он может пригодиться в ситуации, когда утром батарея оказалась полностью разряженной, а необходимо срочно отправиться в дорогу. Для зарядки АКБ в такой ситуации потребуется отыскать источник постоянного тока в 12−25 В и сопротивление.

Сегодня у многих людей есть ноутбуки, ЗУ которого выдает ток силой в 2 А при напряжении в 19 В. Этого хватит для решения поставленной задачи. Внешний контакт разъема блока питания имеет отрицательный заряд, а внутренний — положительный.


В теории возможно применять и более сильную лампу, например, от габаритов, но в такой ситуации риск перегрузки БП окажется довольно высоким. В результате можно собрать простейшую схему зарядки аккумулятора.

Если ноутбука нет, можно заранее приобрести выпрямительный диод с показателем обратного напряжения от 1000 В и силой тока не менее трех ампер. Благодаря небольшим габаритам, этот полупроводниковый прибор всегда может находиться в автомобиле. В качестве сопротивления в этом случае может быть использована обычная лампа накаливания на 220 В.

Из блока питания ПК

Сложность изготавливаемого зарядного устройства своими руками следует выбирать в соответствии с имеющимися навыками в области электротехники. Найти блок питания от ПК не составит большого труда. Он, кроме питания в 5 В, имеет шину с напряжение в 12 вольт при силе тока в два ампера. Этих параметров достаточно для создания несложного зарядного устройства.

Так как напряжения в 12 В будет недостаточно для полноценной зарядки АКБ и его необходимо увеличить. Для этого потребуется найти сопротивление около 1 кОм и соединить его со вторым сопротивлением, подключенным к восьмиконтактной микросхеме. Эта простая схема должна быть присоединена к вторичной цепи компьютерного блока питания.

Подбирая номинал второго сопротивления можно довести выходное напряжение до 13,5 В, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Затем потребуется лишь подключить собранное устройство к клеммам АКБ. В отличие от первого ЗУ, в этом случае необходимости в использовании дополнительного сопротивления нет.

Трансформаторное устройство

Такие ЗУ являются наиболее распространенными и безопасными. Собрать их несколько сложнее, но при наличии определенного опыта в работе с электротехникой разобраться со схемой можно. Наиболее простое устройство этого типа состоит из следующих элементов:

  • Трансформатор сетевой.
  • Ограничительная нагрузка.
  • Выпрямительный диодный мост.

Так как через нагрузку проходит большой ток, она сильно нагревается. Чаще всего для ограничения силы тока зарядки используются конденсаторы, подключенные к первичной цепи трансформатора. Если точно подобрать емкости конденсаторов, то можно и вовсе обойтись без трансформатора, но такое устройство будет более опасным для человека. Диодный мост можно собрать самостоятельно либо использовать готовый от вышедшего из строя генератора. Более сложные устройства основаны на микросхемах или микропроцессорах и собрать их сможет хорошо подготовленный человек.

Провода для подключения

Для присоединения любого зарядного устройства используют, как правило, красный и черный провода, красный – это плюс, черный – минус.

При выборе кабелей, для подключения зарядного или пускового устройства, необходимо выбирать сечение не меньше 1 мм 2.

Внимание. Дальнейшая информация выложена в ознакомительных целях

Все что вы захотите воплотить в жизнь, вы делаете на свое усмотрение. Неправильное или неумелое обращение с теми или иными запчастями и приборами приведет их в неисправность.

Посмотрев доступные виды зарядных устройств, перейдем непосредственно к изготовлению своими руками.

ПИ или ИБП?

В наши дни компьютерный импульсный блок питания (ИБП) может оказаться доступнее трансформатора на железе; вдруг он просто в хламе валяется. ИБП часто переделывают в лабораторные БП, но, вообще говоря, это плохой вариант. Выходное напряжение по каналу +12 В удается задрать максимум до 16-17 В, чего для конструкторско-исследовательских целей маловато. А уровень импульсных помех на выходе тогда, мягко говоря, великоват. Как налаживать УМЗЧ с собственными шумами в –66 дБ (что еще очень скромненько), если по питанию «шерсти прет» на –44 дБ или хуже того? Но вот зарядка для аккумулятора автомобиля на 60 А/ч из ИБП получается отличная, и отдельную защиту городить не надо, все уже есть. Переделывают ИБП в авто ЗУ в целом след. образом:

  1. Удаляют выходные провода кроме желтых (+12 В), черных (общий, масса, GND) и зеленого провода логического включения PC ON;
  2. Провод PC ON закорачивают на массу (соединяют с любым из черных);
  3. Ставят механический выключатель сети, если нет штатного сзади;
  4. По схеме или руководствуясь собственным опытом, ищут в обвязке стабилизатора +12 В резистор в цепи обратной связи Rcs;
  5. Заменяют его потенциометром на 10 кОм Rн;
  6. Вращая движок Rн, устанавливают в канале +12 В напряжение +14,4 В;
  7. Замеряют полученное значение Rн и вместо Rcs впаивают постоянный резистор ближайшего номинала из стандартного ряда, допуск на разброс до 2%;
  8. По возможности встраивают в ИБП универсальный указатель напряжения и тока (см. далее) для контроля заряда, питание его – от цепи заряда или +5 В (красный провод);
  9. Сводят желтые и черные провода в отдельные жгуты, надежно присоединяют к ним токовые шланги с зажимами для подключения к АКБ – зарядка готова!

Защита

УЗ для АКБ что броня для танка, так что с него и начнем. УЗ для самодельного ЗУ АКБ желательно делать, разумеется, попроще. Далее, УЗ также желательно строить автономным, чтобы через него можно было подключать АКБ к любому ЗУ, схема которого вам приглянется, или которое у вас уже есть. И последнее, УЗ должно срабатывать как можно четче и быстрее, для возможности использования его в схемах заряда современных аккумуляторов с герметичными банками.

Малоэффективные схемы защиты автоаккумуляторов

Простейшая защита от переполюсовки диодами Шоттки (слева на рис.) не спасет от экстратока перезаряда или при неправильном подключении исправной недозаряженной АКБ. Разве что путем сгорания недешевой диодной сборки. Если аккумулятор «новый, хороший», то, пока руки не дойдут до «нового, хорошего» ЗУ, может выручить интегрированная защита по схеме справа; ее можно встроить в уже имеющийся самодельный лабораторный ИП.

В данной схеме используются медленный отклик АКБ на скачок напряжения и гистерезис реле: их ток (и напряжение) отпускания в 2,5-4 раза меньше тока/напряжения срабатывания. Любое ЗУ АКБ включают только с подключенной АКБ. Реле – переменного тока на напряжение срабатывания 24 В и ток через контакты от 6 (9, 12) А. При включении ЗУ реле срабатывает, контакты его замыкаются, пошел заряд. Напряжение на выходе трансформатора падает ниже 24 В, но на выходе ЗУ остается 14,4 В, выставленных заранее под нагрузкой R3 в схеме стабилизации напряжения. Реле пока держит, но, вдруг пошел экстраток, первичное напряжение просядет больше, реле отпустит и цепь заряда разорвется.


Недостатки у этого ЗУ серьезные. Во-первых, нет защиты от скачка напряжения по выходу от переполюсовки истощенной АКБ. Во-вторых, нет самоблокировки: от экстратока реле будет хлопать и хлопать, пока контакты не обгорят. В-третьих, нечеткое срабатывание: любое реле по недонапряжению на обмотке отпускает с дребезгом контактов. Поэтому пытаться ввести в эту схему регулировку тока срабатывания бессмысленно. И, наконец, реле и трансформатор Т1 должны быть подобраны друг к другу, т.е. повторяемость данного устройства близка к нулевой.

Схема УЗ, полностью соответствующая указанным выше требованиям, дана на рис.:

Простая схема защиты аккумулятора автомобиля от перезаряда, перенапряжения и переполюсовки

Ток заряда течет через нормально замкнутые контакты реле K1, что намного уменьшает вероятность их обгорания. Обмотка K1 подключена по логической схеме диодного «или» к модулю защиты от экстратока (R1, VT1, VD1), модулю защиты от перенапряжения (R2, R3, R4, VT2, VD2) и цепи самоблокировки K1.2, VD3; порог срабатывания K1 по перенапряжению устанавливается R3. Недостаток у этого УЗ всего один, его нужно налаживать с использованием балластной нагрузки и мультиметра:

  • Выпаивают (или пока не запаивают) K1, VD2 и VD3.
  • Вместо обмотки K1 включают мультиметр, установленный на измерение напряжения 20 В.
  • Вместо АКБ подключают резистор не менее чем на 25 Вт сопротивлением 2,4 Ом для тока заряда 6 А, 1,6 Ом на ток заряда 9 А и 1,2 Ом на ток 12 А; его можно накрутить из той же проволоки, что и R1.
  • Подают на вход напряжение 15,6 В от ЗУ. Мультиметр покажет напряжение (токовая защита сработала), т.к. сопротивление R1 выбрано с небольшим избытком.
  • Уменьшают немного напряжение ЗУ, пока мультиметр не покажет 0. Записывают полученное значение выходного напряжения ЗУ. Альтернатива – неизменное напряжение ЗУ и трудоемкая подгонка R1.
  • VT1 выпаивают, K1 и VD2 запаивают на место, движок R3 ставят в крайнее нижнее по схеме положение.
  • Напряжение ЗУ увеличивают, пока на нагрузке не окажется 15,6 В.
  • Плавно вращают движок R3 до срабатывания K1.
  • Уменьшают напряжение ЗУ до записанного ранее значения.
  • Впаивают на место VT1 и VD3 – схема готова к финальным испытаниям.
  • Через амперметр подключают исправную недозаряженную АКБ; к ней – мультиметр, установленный на напряжение.
  • Пробный заряд проводят с непрерывным контролем. Когда мультиметр покажет 14,4 В на АКБ, засекают ток содержания. Скорее всего он будет в норме для данной АКБ (см. выше); желательно, чтобы ближе к нижнему пределу.
  • Если ток содержания великоват, еще немного уменьшают напряжение ЗУ.

Примечание: чтобы не резать много раз нихром для R1 – его удельное сопротивление 1 Ом*м/кв. мм. Т.е., 1 м нихромовой проволоки сечением 1 кв. мм имеет сопротивление 1 Ом.

Зарядка для АКБ из блока питания компьютера

Для зарядки любого аккумулятора хватит 5-6 ампер-часов, это является около 10% от емкости всей батареи. Произвести его, может, любой блок питания емкостью от 150 Вт.

Итак, рассмотрим 2 способа самостоятельного изготовления зарядного устройства из компьютерного блока питания.

Способ первый

Для изготовления нужны следующие детали:

  • блок питания, мощностью от 150 Вт;
  • резистор 27 кОм;
  • регулятор тока R10 или блок резисторов;
  • провода длиной от 1 метра с клеммами;

Ход выполнения работ:

  1. Для начала нам потребуется разобрать блок питания.
  2. Извлекаем неиспользуемые нами провода, а именно -5в, +5в, -12в и +12в.
  3. Совершаем замену резистора R1 на заранее заготовленный резистор 27 кОм.
  4. Удаляем провода 14 и 15, а 16 просто отключаем.
  5. Из блока выводим сетевой шнур и провода к аккумуляторной батарее.
  6. Устанавливаем регулятор тока R10. В отсутствие такого регулятора, можно изготовить самодельный блок резисторов. Состоять будет он из двух резисторов 5 Вт, которые будут соединены параллельно.
  7. Для настройки зарядного устройства, в плату устанавливаем переменный резистор.
  8. К выходам 1,14,15,16 припаиваем провода, а резистором устанавливаем напряжение 13,8-14,5в.
  9. На окончание проводов присоединяем клеммы.
  10. Остальные ненужные дорожки удаляем.

Важно: придерживайтесь полного руководства, малейшее уклонение может привести к перегоранию прибора.

Способ второй

Для изготовления нашего устройства по данному способу, потребуется блок питания немного мощнее, а именно на 350 Вт. Так как он может выдать 12-14 ампер, что удовлетворит наши потребности.

Ход выполнения работ:

  1. В блоках питания от компьютера импульсный трансформатор имеет несколько обмоток, Одна из них на 12в, а вторая на 5в. Для изготовления нашего устройства нужна только обмотка на 12в.
  2. Для запуска нашего блока потребуется найти зеленый провод и замкнуть его с черным проводом. При использовании дешевого китайского блока, возможно, там будет не зеленый, а серый провод.
  3. Если у вас блок питания старого образца с кнопкой включения, вышеуказанная процедура не нужна.
  4. Далее, составляем из желтых и черных проводов 2 толстые шины, а ненужные провода обрезаем. Черная шина будет минусом, желтая соответственно плюсом.
  5. Для повышения надежности нашего устройства можно осуществить замену местами диодов. Дело в том, что на 5в шине стоит более мощный диод, чем на 12в.
  6. Так как в блоке питания стоит встроенный вентилятор, то ему не страшны перегревы.

Способ третий

Для изготовления нам потребуются следующие детали:

  • блок питания, мощностью 230 Вт;
  • плата с микросхемой TL 431;
  • резистор 2,7 кОм;
  • резистор 200 Ом мощностью 2 Вт;
  • резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт;
  • резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт;
  • реле на 4 контакта;
  • 2 диода 1N4007 или подобные диоды;
  • резистор 1кОм;
  • светодиод яркого цвета;
  • длина провода не менее 1 метра и сечением не меньше 2,5 мм 2, с клеммами;

Ход выполнения работ:

  1. Выпаиваем все провода кроме 4 черных и 2 желтых проводов, так как по ним поступает питание.
  2. Замкнуть перемычкой контакты, отвечающие за защиту от перенапряжения, чтобы наш блок питания не выключался от перенапряжения.
  3. Заменяем на плате с микросхемой TL 431 встроенный резистор на резистор 2,7 кОм, для установки выходного напряжения 14,4в.
  4. Добавляем резистор 200 Ом мощностью 2 Вт на выход с канала 12в, для стабилизации напряжения.
  5. Добавляем резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт на выход с канала 5в, для стабилизации напряжения.
  6. Выпаиваем транзистор на плате с микросхемой TL 431, для устранения препятствий при установке напряжения.
  7. Заменяем стандартный резистор, в первичной цепи обмотки трансформатора, на резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт.
  8. Собираем схему защиты от неправильного подключения к аккумулятору.
  9. Выпаиваем из блока питания ненужные части.
  10. Выводим необходимые провода из блока питания.
  11. Припаиваем клеммы к проводам.

Для удобства пользования зарядным устройством подключите амперметр.

Преимуществом такого самодельного устройства является отсутствие возможности перезарядки батареи.

Схемы зарядного устройства для авто АБ

Для заряда аккумуляторов обычно используется бытовая сеть 220 В, которая преобразуется в пониженное напряжение при помощи преобразователя.

Простые схемы


Наиболее простой и эффективный способ — использование понижающего трансформатора. Именно он понижает 220 В до требуемых 13-15 В. Такие трансформаторы можно найти в старых ламповых телевизорах (ТС-180-2), компьютерных блоках питания, найти на «развалах» блошиного рынка.

Но на выходе трансформатора получается переменное напряжение, которое необходимо выпрямить. Делают это при помощи:

  • Одного выпрямляющего диода, который устанавливают после трансформатора. На выходе такого ЗУ ток получается пульсирующим, причем биения сильные — срезана только одна полуволна.

  • Диодного моста, который отрицательную волну «заворачивает» наверх. Ток тоже пульсирующий, но биения меньше. Именно эта схема чаще всего реализуется самостоятельно, хотя не является лучшим вариантом. Можно собрать диодный мост самостоятельно на любых выпрямляющих диодах, можно купить готовую сборку .

  • Диодного моста и сглаживающего конденсатора (4000-5000 мкФ, 25 В). На выходе этой схемы получаем постоянный ток.

В приведенных схемах присутствуют также предохранители (1 А) и измерительные приборы. Они дают возможность контролировать процесс заряда. Их из схемы можно исключить, но придется периодически использовать для контроля мультиметр. С контролем напряжения это еще терпимо (просто приставлять к клеммам щупы), то контролировать ток сложно — в этом режиме измерительный прибор включают в разрыв цепи. То есть, придется каждый раз выключать питание, ставить мультиметр в режиме измерения тока, включать питание. разбирать измерительную цепь в обратном порядке. Потому, использование хотя-бы амперметра на 10 А — очень желательно.

Недостатки этих схем очевидны — нет возможности регулировать параметры заряда.  То есть, при выборе элементной базы выбирайте параметры так, чтобы на выходе сила тока была те самые 10% от емкости вашего аккумулятора (или чуть меньше). Напряжение вы знаете — желательно в пределах 13,2-14,4 В. Что делать, если ток получается больше желаемого? Добавить в схему резистор. Его ставят на плюсовом выходе диодного моста перед амперметром. Сопротивление подбираете «по месту», ориентируясь на ток, мощность резистора — побольше, так как на них будет рассеиваться лишний заряд (10-20 ВТ или около того).

И еще один момент: зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделанное по этим схемам, скорее всего, будет сильно греться. Потому желательно добавить куллер. Его можно вставить в схему после диодного моста.

Схемы с возможностью регулировки

Как уже говорили, недостаток всех этих схем — в невозможности регулировки тока. Единственная возможность — менять сопротивления. Кстати, можно поставить тут переменный подстроечный резистор. Это будет самый простой выход. Но более надежно реализована ручная регулировка тока в схеме с двумя транзисторами и подстроечным резистором.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с возможностью ручной регулировки тока заряда

Ток заряда изменяется переменным резистором. Он стоит уже после составного транзистора VT1-VT2, так что ток через него протекает небольшой. Потому мощность может быть порядка 0,5-1 Вт. Его номинал зависит от выбранных транзисторов, подбирается опытным путем (1-4,7 кОм).

Трансформатор мощностью 250-500 Вт, вторичная обмотка 15-17 В. Диодный мост собирается на диодах с рабочим током 5А и выше.

Транзистор VT1 — П210, VT2 выбирается из нескольких вариантов: германиевые П13 — П17; кремниевые КТ814, КТ 816. Для отвода тепла устанавливать на металлической пластине или радиаторе (не менее 300 см2).

Предохранители: на входе ПР1 — на 1 А, на выходе ПР2 — на 5 А. Также в схеме есть сигнальные лампы — наличия напряжения 220 В (HI1) и тока заряда (HI2). Тут можно ставить любые лампы на 24 В (в том числе и светодиоды).

Схема защиты

Вероятность того, что на выходе ЗУ для АКБ рано или поздно возникнет короткое замыкание 100%. Причиной может быть переполюсовка, слетевшая клемма или другая ошибка оператора. Поэтому начинать надо с конструкции устройства защиты (УЗ). Она должно быстро и четко срабатывать при перегрузке и обрывать выходную цепь.

Различают две конструкции УЗ:

  • Внешние, выполненные в виде отдельного модуля. Их можно подключать к любому источнику постоянного напряжения 14 вольт.
  • Внутренние, интегрированные в корпус конкретной «зарядки».

Классическая схема на диодах Шоттки спасает лишь при неправильном подключении аккумулятора. Но диоды попросту сгорят от перегрузки при подключении к разряженному аккумулятору или коротком замыкании на выходе ЗУ

При скачке нагрузки в цепи падает напряжение на катушке реле и оно отключается, предотвращая перегрузку. Проблема в том, что данная схема не защищает при переполюсовке. Также система окончательно не отключается при превышении тока, а не коротком замыкании. При перегрузке контакты начнут непрерывно «хлопать» и этот процесс не остановится пока они не обгорят. Поэтому лучшей считается другая схема на паре транзисторов и реле.

Обмотка реле здесь подключена диодами по логической схеме «или» к самоблокировки и модулям контроля. Перед эксплуатацией ЗУ нужно настроить, подключив к нему балластную нагрузку.


С этим читают