Как сделать зарядку для автомобильного аккумулятора из трансформатора
Схема сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Устройство самодельного АКБ и видео инструкция по его изготовлению своими руками.
Иногда случается так, что аккумулятор в машине садиться и завести ее уже не получается, так как стартеру не хватает напряжения и соответственно тока, чтобы провернуть вал двигателя. В этом случае можно «прикурить» от другого владельца авто, чтобы двигатель заработал и аккумулятор стал заряжаться от генератора, однако для этого нужны специальные провода и человек, желающий вам помочь. Можно так же зарядить аккумулятор самостоятельно посредством специализированного зарядного устройства, однако они достаточно дорогие, и пользоваться ими приходится не особо часто. Поэтому в данной статье мы подробно рассмотрим устройство самоделки, а также инструкцию о том, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.
Устройство самоделки
Нормальное напряжение на аккумуляторе, отключенном от автомобиля, находится в пределах между 12,5 в и 15 в. Поэтому зарядное устройство должно выдавать такое же напряжение. Ток заряда должен быть равен примерно 0,1 от емкости, он может быть и меньше, но это увеличит время зарядки. Для стандартной батареи емкостью 70-80 а/ч ток должен быть равен 5-10 амперам в зависимости от конкретного аккумулятора. Наше самодельное зарядное устройство для АКБ должно соответствовать этим параметрам. Для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам потребуются следующие элементы:
Трансформатор. Нам подойдет любой из старого электроприбора или купленный на рынке с габаритной мощностью порядка 150 Ватт, можно больше, но не меньше, иначе он будет сильно нагреваться и может выйти из строя. Отлично, если напряжение его выходных обмоток составляет 12,5-15 В, а ток порядка 5-10 ампер. Посмотреть эти параметры можно в документации к вашей детали. Если же нужной вторичной обмотки нет, то необходимо будет перемотать трансформатор под другое выходное напряжение. Для этого:
Таким образом мы нашли или собрали идеальный трансформатор, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками.
Нам также понадобятся:
Подготовив все материалы можно переходить к самому процессу сборки автомобильного ЗУ.
Технология сборки
Чтобы сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, необходимо следовать пошаговой инструкции:
Первый запуск собранной схемы любого источника питания или ЗУ всегда производят через лампу накаливания, если она загорелась в полный накал — или где-то ошибка, или первичная обмотка замкнута! Лампу накаливания устанавливают в разрыв фазного или нулевого провода, питающих первичную обмотку.
Данная схема самодельного зарядного устройства для АКБ имеет один большой недостаток – она не умеет самостоятельно отключать аккумулятор от зарядки после достижения нужного напряжения. Поэтому вам придется постоянно следить за показаниями вольтметра и амперметра. Есть конструкция, лишенная этого недостатка, однако для ее сборки потребуется дополнительные детали и больше усилий.
Правила эксплуатации
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:
Вот, собственно, и все что хотелось рассказать Вам о том, как правильно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Надеемся, что инструкция была для Вас понятной и полезной, т.к. этот вариант является одним из простейших видов самодельной зарядки для АКБ!
Самодельное зарядное устройство в гараж (Ч.1)
Думаю многие автомобилисты сталкиваються с тем, что нужно зарядить аккумулятор. И вроде можно купить зарядное устройство, но нормальное стоит довольно таки много!
Но я расскажу, как можно сделать практически бесплатно!
Первое что нужно найти, то это телевизор «Славутич 202» или похожий типа «Горизон, Весна и т.д). Они регулярно выбрасываются на мусор. В нем есть практически все, что нам будет нужно!
Самая важная деталь любого зарядного устройства это силовой трансформатор. Его марка будет ТС-270, ТС-250, ТС-180. (Очень редко попадаються ТС-310).
Его нужно раскрутить, разъединить сердечник легким ударом ручки молотка, и с катушек смотать все вторичные обмотки.
Теперь нужно намотать вторичную обмотку.
Нужно найти медного эмалированного провода в диаметре 1,5-2мм, где то грамм 500. Можно купить в интернете, можно найти на радиорынках…
Можно сделать еще проще, но уже будет не так красиво. Разматываем еще один такой трансформатор, снимаем аккуратно первичку, и мотаем вторичку в 3 провода. Получиться 0,8*3= 2,4мм!
Мотать нужно провод виток витку, и на каждой катушке мотать в одну сторону, это важно!
Сколько будем мотать витков?
Берем моточные данные на трансформатор
Берем любую катушку из наведенной таблицы:
375/110=3,4 витка на 1 вольт.
И это значит, чтобы намотать вторичку на 22 вольта:
22*3,4=76 витков.
Дальше есть 2 варианта: намотать
1) 2 катушки по 76 витков
2) 2 катушки по 38 витка.
Что мы с этого имеем?
В первом варианте мы будем использовать всего 2 диода в выпрямителе.
У втором уже нужно ставить 4 диода, то есть мы экономим меди, но при этом нужно ставить больше диодов.
Намотка должна выглядеть как то так:
Так, значит трансформатор намотали.
Далее идем к диодному мосту.
Покупаем готовый такой как KBPC3510.
Для него будем использовать 2 катушки по 38 витка.
Но себе я делал на двух диодах Д214
Важно! В обоих случаях диоды необходимо ставить на радиатор!
Вот так это выглядит схематически для второго и первого случая, которые мы рассмотрели выше:
Значит у нас трансформатор выдает уже 22 вольта постоянного напряжения, и теперь осталось сделать самое сложное — регулировку напряжения.
Схема и плата:
.
Начнем с платы. Берем кусок стеклотекстолита или гетинакса, нулевкой чистим текстолит, и рисуем карандашом дорожки.
Важно! На фото выше, где плата нарисованная, нужно брать внимание то, что плата нарисованная со стороны деталей, то есть это значить что дорожки на меди рисуем ЗЕРКАЛЬНО! Нужно просто отзеркалить с лева на право как бы.
Когда нарисовали карандашом все, берем обычный лак для ногтей самый дешевый, зубочистку и наводим все по карандашу. Пока лак сохнет, идем в гараж и ищем электролит из старого аккумулятора.
Далее в одну часть перекиси водорода 3% добавляем одну часть электролита и обычную кухонную соль где то 1/5 часть.
Когда лак высох, опускаем плату в раствор, и через 20-30 минут получаем вытравленную плату. Растворителем смываем лак, керним отверстия под детали, после чего сверлим их сверлом 1мм.
Пожалуй, сделаю конец в первой части, скоро продолжим.
Далее будет уже непосредственно сборка регулятора.
Автомобильное зарядное устройство
Автомобильное зарядное устройство можно сделать самому за считанные минуты. В этой статье я покажу, как из простого трансформатора, 4 диодов и амперметра на скорую руку собрать автомобильное зарядное устройство.
Схема устройства
Все автолюбители попадали в такую неприятную ситуацию. Есть два выхода: завести машину с заряженного аккумулятора с соседской машины (если сосед не против), на жаргоне автолюбителей это звучит как «прикурить». Ну и второй выход — это зарядить аккумулятор.
Когда я попал в такую ситуацию в первый раз, то понял, что мне срочно требуется зарядное устройство. Но у меня не было лишней тысячи рублей на покупку зарядного устройства. В интернете нашел очень простую схему и решил собрать зарядное устройство собственными силами.
Схему трансформатора я упростил. Обмотки со второй колонны обозначаются со штрихом.
F1 и F2 — это плавкие предохранители. F2 нужен для защиты от короткого замыкания на выходе цепи, а F1 — от превышении напряжения в сети.
Вот что у меня получилось. Выглядит так себе, но главное работает.
Сборка устройства
Трансформатор
Теперь обо всем по порядку. Силовой трансформатор марки ТС-160 или ТС-180 можно достать из старых черно-белых телевизоров «Рекорд», но такового я не нашел и пошел в радиомагазин. Давайте разглядим его поближе.
Вот лепестки, куда паяются выводы обмоток трансформатора.
А вот здесь прямо на трансформаторе есть табличка, на каких лепестках какое напряжение. Это значит, что если подать на лепесток № 1 и 8 220 Вольт, то на лепестках №3 и 6 мы получим 33 Вольта и максимальную силу тока в нагрузку 0,33 Ампера и тд. Но нас больше всего интересуют обмотки №13 и 14. На них мы можем получить 6,55 Вольт и максимальную силу тока 7,5 Ампер.
Как вы заметили, трансформатор состоит из двух колон. Каждая колонна дублирует другую колонну. Места, где выходят выводы обмоток пронумерованы. Для того, чтобы увеличить напряжение, нам нужно просто-напросто соединить две обмотки последовательно. Для этого соединяем обмотки 13 и 13′ и снимаем напряжение с обмоток 14 и 14′. 6,55 + 6,55 = 13,1 Вольт. Вот такое переменное напряжение мы получим.
Диодный мост
Для того, чтобы выпрямить переменное напряжение, мы используем диодный мост. Собираем диодный мост на мощных диодах, потому как через них будет проходить приличная сила тока. Для этого нам потребуются диоды Д242А или какие-нибудь другие, рассчитанные на ток от 5 Ампер. Через наши силовые диоды может течь прямой ток до 10 Ампер, что идеально подходит нашему самопальному заряднику.
Также можно отдельно купить диодный мост сразу готовым модулем. В самый раз подойдет диодный мост КВРС5010, который можно купить на Али по этой ссылке или в ближайшем радиомагазине
Полностью посаженный аккумулятор обладает низким напряжением. По мере зарядки напряжение на нем становится все больше и больше. Следовательно, у нас сила тока в цепи в самом начале зарядки будет очень большая, а потом пойдет на убыль. Согласно Закону Джоуля-Ленца, при большой силе тока будет происходить нагрев диодов. Поэтому, чтобы их не спалить, нужно отбирать от них тепло и рассеивать в окружающем пространстве. Для этого нам нужны радиаторы. В качестве радиатора я разобрал нерабочий компьютерный блок питания, разрезал на полоски жестянку и прикрутил к ним по диоду.
Амперметр
Для чего в схеме амперметр? Для того, чтобы контролировать процесс зарядки. Не забудьте подключить амперметр последовательно нагрузке.
Когда аккумулятор полностью разряжен, он начинает жрать (слово «кушать» думаю здесь неуместно) ток. Жрет он порядка 4-5 Ампер. По мере зарядки он кушает все меньше и меньше силы тока. Поэтому, когда стрелка прибора покажет на 1 Ампер, то аккумулятор можно считать заряженным. Все гениально и просто :-).
Крокодилы
Выводим два крокодила для клемм аккумулятора с нашего зарядного устройства. При зарядке не путайте полярность. Лучше как-нибудь пометить их или взять разных цветов.
Если все правильно собрано, то на крокодилах мы должны увидеть вот такую форму сигнала (по идее верхушки должны быть сглажены, так как синусоида), но разве что-то предъявишь нашему провайдеру электричества ))). В первый раз видите что-то подобное? Бегом сюда!
Импульсы постоянного напряжения лучше заряжают аккумулятор, чем чистый постоянный ток. А как получить чистый постоянный ток из переменного описано в статье Как получить из переменного напряжения постоянное.
Заключение
Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.
Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора. При перезаряде начинет «кипеть» электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.
Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.
Где купить
На Алиэкспрессе есть действительно хорошие и толковые зарядки, которые намного легче обыкновенных трансформаторных зарядных устройств. Их цена в среднем от 1000 рублей.
Какой должен быть трансформатор для пускового устройства АКБ
Основные компоненты
Внутри автомобиля вся сеть питается от напряжения в 12В, но при этом заряд АКБ находится от 13 до 15В. По норме ток на выходе составляет 10% от источника. Если уровень понизится, то процесс зарядки не прекратится, но растянется надолго. Поэтому устройство выбирают в зависимости от сети, к которой его подключат, и моделей АКБ.
В зарядном устройстве располагаются следующие элементы:
Для одноразового использования устройства достаточно взять первые 3 компонента. В ином случае потребуются контрольные приборы, чтобы после сборки убедиться, что все соответствует требованиям.
Виды и параметры устройств
Для запуска авто используют 3 вида приспособлений:
Потребляемый стартером ток (при вращении коленвала) составляет от 80 до 100А, а напряжение всего 12В. В мастерских используют приспособления мощностью 2400 Вт, ее получают при умножении этих параметров. Параметры устройств меняются в зависимости от модели авто и его типа.
Самостоятельно сделанный аппарат подключается вместе с АКБ. Домашним приборам достаточность иметь мощность в 1500 Вт, ток – 125А. В магазинах периодически предлагают аппараты с мощностью всего в 700 Вт. На них делают скидки, приманивая покупателей, но к использованию они непригодны.
Пусковое устройство состоит всего из 3 частей: понижающий трансформатор, кабеля с клеммами, диодный мост.
О деталях зарядного устройства
Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Можно использовать конденсаторы любого типа, рассчитанные на работу в цепях переменного тока.
Диоды VD2-VD5 подойдут любого типа, рассчитанные на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремневые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 – любой, VD9 я применил типа КИПД29. Отличительная особенность этого светодиода, что он меняет цвет свечения при смене полярности подключения. Для его переключения использованы контакты К1.2 реле Р1. Когда идет зарядка основным током светодиод светит желтым светом, а при переключении в режим подзарядки аккумулятора – зеленым. Вместо бинарного светодиода можно установить любых два одноцветных, подключив их по ниже приведенной схеме.
В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1, аналог зарубежного AN6551. Такие усилители применяли в блоке звука и видео в видеомагнитофоне ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует двухполярного питания, цепей коррекции и сохраняет работоспособность при питающем напряжении от 5 до 12 В. Заменить его можно практически любым аналогичным. Хорошо подойдут для замены микросхемы, например, LM358, LM258, LM158, но нумерация выводов у них другая, и потребуется внести изменения в рисунок печатной платы.
Реле Р1 и Р2 любые на напряжение 9-12 В и контактами, рассчитанными на коммутируемый ток 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток коммутации 10 А, например РП-21-003. Если в реле несколько контактных групп, то их желательно запаять параллельно.
Переключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и имеющий достаточное количество коммутирующих контактов. Если не нужен шаг регулирования тока в 1 А, то можно поставить несколько тумблеров и устанавливать ток заряда, допустим, 5 А и 8 А. Если заряжать только автомобильные аккумуляторы, то такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 служит для отключения системы контроля уровня зарядки. В случае заряда аккумулятора большим током, возможно срабатывание системы раньше, чем аккумулятор зарядится полностью. В таком случае можно систему отключить и продолжить зарядку в ручном режиме.
Электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения подойдет любая, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если нет необходимости измерять напряжение, а только ток, то можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный ток измерения 10 А, а напряжение контролировать внешним стрелочным тестером или мультиметром, подключив их к контактам аккумулятора.
Самодельный трансформатор
Этот компонент является самым проблематичным. Обычно для самодельных устройств используют трансформаторы на 1500 Вт.
Для этого используется любой элемент с сечением провода более 36 мм². Берется готовая первичная обмотка, если она использовалась для напряжения в 220 Вт. Если ее нет, то автомобилист сам делает намотку. Количество витков определяется через специальные сервисы, где вы вбиваете соответствующие параметры. Вторичную намотку убирают и делают ее медной шиной. Сечение зависит от выбранной схемы: с 4 диодами – 20 мм²; 2 диодами и 2 катушками – 10 мм².
Вторичную намотку выполнять сложнее, поскольку там надо вычислить количество витков. Делают это исходя из количества витков на первичной обмотке (Nперв). Значение вычисляют по формуле Nвтор=(Nперв/220)*12. Когда данные неизвестны, то их определяют опытным путем, для этого:
Описание и принцип работы пуско-зарядного устройства
Здесь особо сложного ничего нет. Сетевое U = 220 В подаётся через выключатель на первичную обмотку трансформатора, а на вторичной происходит уменьшение переменного напряжения. Потом оно сглаживается двухполупериодным или мостовым выпрямителем, собранным на мощных диодах. Далее пульсирующее напряжение может быть отфильтровано посредством электролитических конденсаторов. При необходимости около выхода осуществляется увеличение напряжения, 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 обусловлено установкой мощного и, как следствие, габаритного трансформатора. Ниже – схема двухполупериодного пуско-зарядного устройства своими руками:
В этой схеме задействован лабораторный трансформатор ЛАТР. Вместо двух диодов можно использовать и диодный мост типа КЦ405. Схема пуско-зарядного устройства для автомобиля с усилителем:
Как сделать пуско-зарядное устройство своими руками, чтобы оно наверняка заработало? Нужно соблюдать параметры деталей. Мощность указанных на картинке тиристоров – не менее 80 А (если будет использоваться диодный мост, то от 160 А). Диоды на ток – 100–200 А. Транзистор – КТ361 либо КТ 3102 (можно любой другой с такими же параметрами). Мощность используемых резисторов – от 1 Вт.
Собранное своими руками зарядно-пусковое устройство подключается через зажимы-крокодилы к АКБ в соответствии с полярностью. При нормально заряженной батарее с ПЗУ энергия поступать не будет. Если же АКБ не функционирует, тиристорный переход откроется, и зарядный ток пойдёт на батарею и стартер.
Расчёт обмоток трансформатора
Сначала нужно подобрать магнитопровод, сечение которого должно быть не меньше 37 кв. см. Чтобы рассчитать количество витков в первичной обмотке, необходимо воспользоваться формулами: Т = 30/S, где S – площадь магнитопровода и N = 220*Т, то есть W1 = 220*30/37 = 178 витков. Для обмотки необходимо использовать изолированный провод сечением не менее 2 кв. мм. Формула для вторичной обмотки: W2 = 16*Т = 16*30/37 = 13 витков. Здесь понадобится шина из алюминия площадью 36 кв. мм.
Стоит заметить, что формулы не всегда могут выдавать точное число обмоток (особенно вторичной), поэтому можно применить метод подбора. Намотав первичную обмотку, накрутите несколько витков вторичной и измерьте получившееся напряжение, не обрезая шину. Таким образом нужно добиться на выходе значения 14–16 В.
Дело будет обстоять проще, если у вас имеется ЛАТР – лабораторный трансформатор. От него нужно взять сердечник. Количество витков первичной обмотки – 265–295. Используйте изолированный провод сечением 2 мм. Намотку производите в три слоя. Далее обязательно проверьте значение тока холостого хода (включите мультиметр в разрыв между сетью 220 В и одним из концов обмотки). Прибор должен показывать 210–390 мА. Если показания больше, число витков нужно увеличить, в противном случае, наоборот, уменьшить. Вторичная обмотка разделена на две секции, в каждой из которых 15–18 витков. Здесь понадобится провод сечением 10 кв. мм.
Расчёт выпрямителя
Далее рассмотрены параметры электронных компонентов (помимо указанных выше), применяемых в обеих схемах:
Подбор сечения проводов
Подбирая выходные провода, которые будут присоединяться к аккумулятору, нужно помнить, что их диаметр не может быть меньше такого же параметра вторичной обмотки. Лучше использовать многожильный медный кабель, используемый в сварочных аппаратах, где каждый проводок имеет сечение 2,5 кв. мм. Такую же площадь должен иметь провод, посредством которого самодельный аппарат будет подключаться к сети. Не забудьте приобрести мощные зажимы-крокодилы для подключения к клеммам АКБ. Здесь тоже рекомендуется использовать изделия, применяемы при сварке («масса»).
Сборка ЗУ
Во время зарядки сила тока уменьшится по мере того, как процесс завершится. При каждой процедуре необходимо контролировать напряжение. Его отключают от ЗУ, поскольку показатели всегда выше настоящих значений. Первый раз запуск устройства делают через лампу накаливания. Ее ставят в разрыв нулевого и фазного проводов на первичной обмотке.
Основной недостаток описанной схемы устройства заключается в том, что оно не отключает аккумулятор после достижения соответствующих параметров. Автомобилисту придется следить с вольметром за параметрами.
Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
По рассмотреть, как сделать зарядное устройство для авто. Для новичка вполне подойдет эта схема. Она была рассмотрена ранее. Как ее усовершенствовать – написано выше.
Для начала понадобится раздобыть трансформатор. В радиоаппаратуре и старых магнитофонах можно найти неплохой ТС-180-2. Он состоит из 4 обмоток. Нужно соединить на первичке выводы 1 и 1, а на вторичке 9 номера. То есть, если соединить 4 обмотки в 2 последовательно, получится двухобмоточный трансформатор с напряжением в 13,6 вольт, что и требуется для нормальной работы ЗУ. К выводам № 2 нужно припаять сетевой шнур.
Как подключить зарядное устройство к аккумулятору автомобиля? Просто нужно диодный мост соединить проводами с 10 выводами. В разрыв стоит поставить амперметр с ограничением 15 ампер.
В цепь амперметра подпаивается регулятор напряжения. Между выводами с трансформатора нужно поставить вольтметр.
Чтобы защитить автоматическое зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, нужно поставить предохранители. Один со стороны АКБ (10 А), второй на входе в трансформатор (0,5А).
Не стоит сразу ставить высокий ток. Для перестраховки на зарядном устройстве нужно ставить невысокий ток (от 1А), а затем постепенно повышать до 9-10А. Когда АКБ будет заряжен, амперметр будет показывать около 1 ампера. Это значит, что зарядное устройство можно отключать.
Эксплуатация
Стоит помнить, что нельзя проверять самодельное зарядное устройство «на искру». Помимо этого, есть и другие меры предосторожности:
Самодельное зарядное устройство поможет завести севшую машину, когда нет возможности «прикурить» от другого авто. Вряд ли вам придется им часто пользоваться, но наличие такого аппарата, который еще и самодельный, позволит избежать неприятных ситуаций и связанных с этим последствий.