ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АКБ ИЗ КОМПЬЮТЕРНОГО БП АТХ
Всем привет! Хочу рассказать вам, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из компьютерного блока питания АТХ. Скажу сразу, что я перерыл почти весь интернет, вместе с ютубом, но так и не нашел ничего путного. Мне хотелось сделать простое зарядное с регулировкой по току, без всяких дополнительных плат и контроллеров, и как выяснилось такую схему не так то было просто найти. Было много видео на эту тему, но толкового ничего. И вот наткнулся на интересную статейку по переделке БП в зарядное, где все расписано и разжеванно до мелочей, и самое главное все по простому.
Итак все по порядку.
Берем рабочий БП мощностью от 250Вт. Проверяем его работоспособность. Для этого включаем его в сеть, находим самый большой 25 пиновый разъем, ищем на нем зеленый и черный провод, и просто замыкаем их перемычкой из куска провода.
После того как убедитесь, что блок рабочий. При помощи тестера нужно измерить напряжение, подсоединив красный щуп на любой желтый провод, а черный щуп на любой черный провод любого разъема.
Раскручиваем блок, и вынимаем плату. Осмотриваем плату, находим на ней нужный нам для переделки шимконтроллер (чаще всего это TL494CN и аналоги KA7500, IR3M02, uA494, MB3759, DBL494, КР1114ЕУ4 ). Но есть и такие контроллеры, которые не подойдут для переделки ШИМ SG6105, AT2005, AT2005B, LPG-899
Переворачиваем плату и находим плюсовой контакт (это там где припаянна куча желтых проводов). От этого контакта отслеживаем дорожку, которая идет на первый контакт нашего шимконтроллера(первую ногу можно посмотреть по даташиту на конкретный контроллер). На пути к первому контакту этого шимконтроллера нам нужно найти самый первый резистор, который соединит эту дорожку и первую ногу шимконтроллера. Т.е. должно получится так: один контакт (самого первого) резистора идет на плюс платы (это желтые провода), а второй контакт идет на первую ногу контроллера.
После того как нашли этот резистор, нужно его выпаять, замерить его сопротивление и подобрать переменный резистор с большим сопротивлением. Затем выставить сопротивление переменного резистора на то же значение, что и выпаянный, и впаять его на место, того который выпаяли.
ВНИМАНИЕ! ВСЕ ДАЛЬНЕЙШИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ БЛОКА В СЕТЬ ПРОИЗВОДИТЕ ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ ЛАМПОЧКУ 220В, подсоединив ее последовательно., так вы обезопасите себя и не испортите блок питания.
Подключите мультиметр(к черному и желтому проводам), включите блок в сеть через лампочку, и аккуратно медленно увеличивайте сопротивление на резисторе. Смотрите на показания мультиметра, напряжение должно увеличиваться. Может произойти отключение блока, при достижении критического напряжения (сработает защита блока) в моем случае это случилось на 13,5В. Чтобы отключить защиту нужно найти 4 ногу шимконтроллера (защита находится на этой ноге) и отследить дорожку, которая идет от этого 4 контакта. На пути нужно найти, первый стабилитрон, и просто его удалить.
После этого у нас уже получился регулируемый блок питания по напряжению, больше 16В не рекомендую ему давать, т.к. там стоят конденсаторы расчитанные на 16В и транзисторы. Можно так и оставить, и больше ничего не передалывать, для зарядки АКБ вполне подойдет. Можно подключить вольамперметр китайский и пользоваться. А кто хочет регулировать ток смотрите мое видео
Самодельное зарядное для автомобильного аккумулятора
Являясь владельцем автомобиля, рано или поздно, но приходится сталкиваться с необходимостью подзарядки аккумулятора. Для этих целей применяется специальный прибор, который можно купить или собрать самому. На том, как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В своими руками по пошаговым инструкциям с фото-примерами и схемами, остановимся подробнее.
Когда и почему АКБ нуждается в зарядке
Принято считать, что разряд аккумулятора может произойти по следующим причинам:
- длительная эксплуатация, которая привела к износу пластин;
- нарушение правил пользования;
- длительная стоянка автомобиля в зимнее время;
- эксплуатация машины с частыми остановками, что исключает нормальный заряд АКБ;
- работа потребителей во время стоянки автомобиля;
- неисправности электропроводки или электрооборудования машины.
Если АКБ разряжается, этому соответствуют характерные признаки:
- в момент включения зажигания индикаторы на приборной панели светятся слабо либо вовсе не горят;
- во время запуска мотора стартер издает посторонние звуки;
- отсутствует реакция на попытки запустить мотор.
Если один из перечисленных симптомов проявляется на вашем авто, необходимо проверить надежность соединения проводов с клеммами аккумулятора, возможно, зачистить их.
В зимнее время батарею рекомендуется занести в теплое помещение либо прибегнуть к “прикуриванию” от другого автомобиля. Независимо от сложившейся ситуации, восстановить необходимый заряд батареи поможет зарядное устройство.
Суть заряда автомобильного аккумулятора
У любого зарядного устройства основной функцией является восстановление работоспособности аккумуляторной батареи. Сегодня предлагается множество зарядок как постоянным, так и импульсным током. Важным параметром является ток заряда, который, как правило, выбирают равным 1/10 от емкости батареи. Например, если батарея имеет 60 А/ч, то ток заряда должен быть 6 А.
Нужно учитывать, что прибегать к заряду АКБ высокими токами не стоит, поскольку возникает сульфатация (покрытие пластин сульфатом свинца) и последующий выход батареи из строя. Поэтому заряжать лучше малыми токами, что продлевает срок службы детали. Во время заряда нужно контролировать ток, избегая перезаряда. Иначе электролит может закипеть, что также приведет к сульфатации пластин, либо жидкость может вовсе выкипеть.
[alert]При правильной зарядке ток постепенно должен падать, а напряжение повышаться.[/alert]
Разновидности самодельных зарядок для АКБ
Существует множество вариаций приборов для зарядки автомобильных аккумуляторов. Схемотехника может быть как простой, так и довольно сложной с применением микросхем и более современных компонентов. Некоторые пошаговые инструкции со схемами и фото-примерами по тому, как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В своими руками, рассмотрим в деталях.
Из лампового телевизора
Несложное зарядное можно выполнить из трансформатора ТС-180-2 от лампового телевизора.
Для этого понадобятся:
- трансформатор;
- диоды Д242А;
- соединительные провода;
- предохранитель на 10 А;
- сетевая вилка со шнуром.
Изготовление начинают с последовательного соединения двух вторичных обмоток трансформатора с напряжением 6,4 В, рассчитанных на ток 4,7 А. В результате получим напряжение 12,8 В. Для этого соединяем при помощи пайки и толстых проводов выводы 9 и 9′, а к контактам 10 и 10′ припаиваем диодный мост.
[alert]Диоды необходимо установить на радиаторы большой площади.[/alert]
В качестве основы для диодного моста можно использовать кусок стеклотекстолита подходящего размера. Первичные обмотки трансформатора также соединяют последовательно, как это показано на схеме, выполнив перемычку между выводом 1 и 1′, а к выводам 2 и 2′ подсоединив сетевой шнур. В первичную цепь рекомендуется установить предохранитель на 0,5 А, а во вторичную – на 10 А.
Для соединений следует использовать провода сечением минимум 2,5 мм². Радиатор должен иметь площадь не менее 32 см² для каждого элемента. Поскольку используемые обмотки трансформатора рассчитаны на ток 4,7 А, не нужно допускать его превышения. В противном случае возможен перегрев и выход узла из строя. В качестве ограничителя тока в разрыв минусового провода во время зарядки можно подсоединить лампу на 12 В мощность около 40 Вт. Уменьшая мощность лампы, можно снижать ток заряда и наоборот.
Чтобы была возможность контролировать ток и напряжение, к зарядному следует подключить вольтметр, рассчитанный на напряжение минимум 15 В и амперметр на ток не менее 10 А. Используя такое зарядное, не стоит подключать полностью разряженный аккумулятор без лампочки. Ее следует убирать только после того, как снизится ток.
Читайте также: Ветрогенератор своими руками
Из БП АТХ
Если у вас завалялся рабочий блок питания от компьютера, то из него можно сделать неплохую зарядку для автомобильного АКБ. Переделка сводится к следующим шагам:
- Открываем крышку БП, откручиваем крепление платы и отпаиваем весь пучок проводов, который выходит наружу. Оставить нужно только зеленый проводник, припаяв его к контактам, где были присоединены черные провода. Это позволит сделать автоматический запуск зарядного при включении устройства в сеть. Также сразу припаиваем провода с клеммами на минус и +12 В (точки подключения желтых проводов).
- Отыскиваем первый вывод микросхемы TL494.
- Переворачиваем плату и находим соединение первого вывода TL494 с резисторами. Нам нужен элемент, который идет на выводы +12 В.
- Постоянный резистор выпаиваем, проверяем мультиметром сопротивление, после чего подсоединяем вместо него переменный резистор, выставив аналогичное сопротивление.
- Подключаем зарядное из БП от компа к сети и при помощи регулятора устанавливаем напряжение на выходе 14,4 В, контролируя его мультиметром.
- Если сразу достичь нужного напряжения не удается, последовательно, с переменным резистором припаиваем постоянный, подбирая опытным путем его номинал.
- Добившись нужных показателей, измеряем общее сопротивление и впаиваем постоянный резистор.
- Если близкий по номиналу резистор подобрать не получилось, составляем его из двух.
- Тестируем устройство сперва на лампочке, а затем на самом аккумуляторе.
[alert]Для удобства пользования к зарядному можно подключить цифровой вольтамперметр.[/alert]
По видео можно детальнее узнать о сборке зарядки из БП от компьютера.
Зарядное для АКБ с автовыключением
Удобным в использовании является зарядное устройство, которое автоматически отключается по окончании зарядки.
Схема не вызывает каких-либо сложностей, поскольку состоит из таких элементов:
- транзистор КТ815;
- подстроечный резистор 10 кОм;
- постоянный резистор на 4,7 кОм (R1) и 3 кОм (R2, R3);
- конденсатор 100 мкФ;
- трансформатор с выходным напряжением 13,5-14,5 В и током 1/10 от емкости АКБ;
- диоды для диодного моста Д242;
- диоды КД105;
- реле 12 В с обмоткой 400 Ом (с автомобиля);
- светодиоды.
Инструкция по проектированию и созданию такого зарядного сводится к монтажу всех элементов согласно схеме. Для повышения надежности все детали рекомендуется собрать на печатной плате, но для тестирования подойдет и навесной монтаж. Светодиоды используются в качестве индикаторов заряда и ограничения тока. Для возможности контроля тока также потребуется амперметр. Поскольку через диоды будет проходить большой ток, их следует установить на радиатор.
Для регулировки порога отключения используется подстроечный резистор P1, который устанавливают в нужное положение на полностью заряженном аккумуляторе. Принцип работы системы автоматического отключения сводится к тому, что разряженный аккумулятор имеет напряжение 12-13 В, которое в процессе зарядки повышается, а ток падает. При достижении напряжения 14,4 В при помощи транзистора происходит отключение реле, что приведет к разрыву цепи. Таким образом можно контролировать заряд без присутствия возле устройства.
Зарядка от бытовой сети
Максимально простую схему зарядного устройства можно собрать из обычной лампы и диода по приведенной схеме. При помощи лампочки подбирают ток заряда, увеличивая или уменьшая ее мощность. В качестве диода следует использовать элемент, рассчитанный на ток около 1 А.
[alert]К сборке и использованию такой схемы следует прибегать в крайнем случае, когда АКБ сел, а ехать нужно срочно, поскольку КПД у нее довольно низкий.[/alert]
С диодного моста с машины
Простое зарядное можно собрать из трансформатора и диодного моста от автомобильного генератора по приведенной схеме.
Процесс сборки состоит из таких шагов:
- С трансформатора сматываем все вторичные обмотки: они всегда имеют более толстый провод и наматываются поверх первичной.
- Наматываем в качестве вторичной обмотки несколько витков провода и проверяем напряжение мультиметром. В зависимости от трансформатора, соотношение между напряжением и витками может отличаться. Для трансформатора, как на фото, соотношение равно 1:3, т.е. 3 витка на 1 вольт.
- Витки подбираем опытным путем, чтобы на выходе диодного моста получилось 14,2 В.
- Подключаем диодный мост ко вторичной обмотке, прозванивая диоды мультиметром, чтобы определить, куда подавать и откуда брать напряжение.
- Выполнив все соединения, можно приступать к тестированию прибора.
Пуско-зарядное
Зарядное устройство – прибор, который должен быть у каждого автовладельца. Однако это приспособление не позволит быстро запустить двигатель при разрядке АКБ.
В этом случае на помощь придет пуско-зарядное. Ниже приводится схема, как собирать такое изделие.
Тиристоры, применяемые по схеме, должны быть рассчитаны на ток минимум 80 А, например, Т15-80. Если же вместо них поставить диодный мост, то он должен выдерживать не менее 160 А. Резисторы используются мощностью от 1 Вт. Подключение прибора к батарее осуществляется при помощи зажимов-крокодилов с соблюдением полярности. Если АКБ полностью заряжен, то заряд с пуско-зарядного поступать не будет. В противном случае откроется переход тиристора и зарядный ток поступит на стартер и аккумулятор.
Для прибора потребуется довольно мощный трансформатор, сечение магнитопровода которого должно быть не менее 37 см². В этом случае первичная обмотка должна иметь 178 витков изолированного провода сечением 2 мм², а вторичная — 13 витков алюминиевой шины 36 мм². В результате на выходе трансформатора должно получиться 14-16 В.
[alert]Для подключения пуско-зарядного устройства к АКБ лучше использовать многожильный кабель от сварочного аппарата, из-за того что пусковой ток довольно высокий, а для сетевого провода задействовать провода сечением минимум 2,5 мм².[/alert]
Рассмотрев, как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12 В своими руками, можно выбрать подходящую схему и собрать приспособление по пошаговой инструкции с фото-примерами. Имея небольшой радиолюбительский опыт, сконструировать самодельный прибор для заряда АКБ можно без особых сложностей, как из компа, так и старого трансформатора.
Простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками
Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.
Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.
Схема простейшего зарядного устройства
По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.
Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.
Схема с одним выпрямляющим диодом
Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:
Схема с диодным мостом
С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.
Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором
На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.
Как сделать своими руками
Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.
Подготовить необходимые комплектующие и инструменты
- Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
- мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
- напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.
Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.
Порядок выполнения работ
- Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
- На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.
- В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключается амперметр и устанавливается кусок нихромовой проволоки. Один конец ее жестко закрепляется, а второй остается подвижным, чтобы была возможность менять длину нихромовой проволоки и варьировать величиной сопротивления. Такой самодельный переменный резистор позволит производить регулирование тока подаваемого на аккумулятор.
- Все соединения необходимо заизолировать изолентой. Готовое устройство для обеспечения электробезопасности следует поместить в подходящий корпус.
- Амперметр будет отслеживать процесс зарядки. Когда показания силы тока на нем будут в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор зарядился.
- Контролировать зарядку можно и с помощью вольтметра, однако при подключенном зарядном устройстве его показания будут немного выше.
Рекомендации по применению самодельного зарядника
Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.
Электрические схемы для самодельных зарядных устройств
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — необходимое устройство в любом автохозяйстве. Его можно купить в магазине. А можно сделать самостоятельно.
Принцип работы и основные компоненты
Свинцово-кислотные аккумуляторы заряжают постоянным (выпрямленным) напряжением, стабильным по уровню. Чтобы получить ток, втекающий в батарею, зарядное напряжение должно быть выше напряжения АКБ. Ток заряда в таком режиме зависит от разницы напряжений источника и батареи.
Полностью разряженная АКБ автомобиля выдает напряжение 10,5 вольт (ниже разряжать нельзя), полностью заряженная — 12,6 вольт. В процессе уровень на выходе ЗУ остается постоянным, на клеммах батареи плавно повышается. Поэтому в начале зарядки ток будет максимальным, по окончании – минимальным. Снижение уровня тока служит признаком окончания процесса. Также для автоматического завершения зарядки можно использовать достижение напряжения на АКБ значения 12,5..12,6 вольт.
Стандартная схема построения зарядника содержит:
- Сетевой трансформатор;
- Выпрямитель;
- Регулятор тока (напряжения) — стабилизированный или нет.
Очень желательны приборы, индицирующие ток и напряжение. Дополнительно ЗУ может оснащаться:
- схемой ограничения тока;
- электрическими защитами;
- индикацией или автоматическим отключением по окончании зарядки.
Эти функции являются сервисными и повышают удобство работы с ЗУ.
Принципиальные схемы зарядных устройств
Зарядное устройство для автомобильной батареи можно выполнить на разной элементной базе. Все зависит от наличия комплектующих и квалификации мастера.
Простое зарядное устройство для АКБ автомобиля на 12В
Для регулирования тока и напряжения можно применить обычный потенциометр. Вращением его движка можно подстраивать ток в зарядной цепи.
На практике такая схема не используется по двум причинам:
- через потенциометр идет полный ток нагрузки, элемент такой мощности найти трудно;
- ток нагрузки идет через подвижный контакт движка переменного резистора, это значительно снижает надежность работы устройства.
Зато по этой схеме легко понять принцип работы простых зарядников.
На практике реализуется другая схема зарядного устройства для сборки своими руками. Здесь потенциометр включен в цепь базы транзистора, и ток через него небольшой. Зарядный же ток идет через коллектор-эмиттер транзистора, а полупроводниковый элемент подобной мощности найти гораздо проще. Но в этом и состоит главный недостаток схемы. Сквозной ток идет через регулирующий элемент, вся излишняя мощность рассеивается на нем. Потребуется радиатор значительной площади.
Для нормальной работы такого зарядника на него надо подавать повышенное напряжение – не менее 18 вольт, чтобы обеспечить запас по регулировке. В соответствии с этим требованием надо выбирать сетевой трансформатор.
Зарядное на тиристоре ку202н
Популярна схема самодельного зарядного устройства, где аккумулятор заряжается выпрямленным напряжением, а ток регулируется вручную посредством тиристора (подходит отечественный КУ202Н или зарубежные аналоги).
Сетевое напряжение понижается трансформатором Т1 и выпрямляется мостом VD1..VD4. На однопереходном транзисторе VT2 собран генератор импульсов. Его частота задается цепью из конденсатора C1 и управляемого резистора на VT1. Его сопротивление регулирует потенциометр R5. В начале каждого полупериода генератор запускается через цепь R1VD1, и начинает выдавать импульсы с заданной частотой. Первый импульс открывает тиристор, остальные (следующие до конца полупериода) не имеют значения. Чем раньше открывается ключ на VS1, тем большая часть синусоиды попадает в нагрузку, тем выше усредненное напряжение на аккумуляторе и средний ток, втекающий в него.
Амперметр служит для контроля этого тока. Недостаток схемы в том, что напряжение не стабилизировано, и будет изменяться вслед за изменением напряжения сети 220 вольт (оно может меняться в пределах ±5%). Вслед за напряжением будет меняться ток заряда, потому процесс требует периодического контроля и, при необходимости, подстройки. Кроме того, напряжение на АКБ не измерить обычным вольтметром или мультиметром – они рассчитаны на измерение постоянного напряжения, а зарядник выдает резко отличающуюся от постоянки форму. Погрешность будет очень высокой, поэтому для контроля придется отключать аккумулятор и замерять его напряжение.
Фильтрующие конденсаторы после выпрямителя устанавливать нельзя – схема работает только с выпрямленным, но не с постоянным напряжением на входе.
Если однопереходного транзистора нет, схему можно собрать без него. Она немного усложнится. Но вместо регулируемого сопротивления на транзисторе для задания частоты генерации возможно применить обычный потенциометр.
Существуют различные варианты данной схемы. Например, регулируемое устройство на симисторе. Здесь силовым ключом служит мощный симистор, а тиристор задействован в схеме формирования открывающих импульсов.
Видео версия: Зарядное с десульфатацией на одном тиристоре.
ЗУ для автомобильного аккумулятора на tl494
Зарядник можно построить на микросхеме TL494. Эта микросхема используется не совсем стандартно – обычно на ней строят полностью импульсные источники питания с выпрямлением сетевого напряжения и «нарезанием» из полученной постоянки высокочастотных импульсов (как в компьютерных БП). Здесь же присутствует и сетевой трансформатор, и выпрямитель вторичного напряжения. Импульсным является только регулируемый стабилизатор. Его достоинство в том, что регулирующий элемент (транзистор) открывается на определенные промежутки времени, через него не течет сквозной ток (равный току нагрузки), поэтому размеры теплоотвода можно значительно уменьшить.
Микросхема генерирует импульсы, частота которых задается цепью R4C3, а ширина зависит от разницы между уровнями на входах 1 и 2. Импульсы управляют транзистором VT1, который, открываясь, подпитывает энергией дроссель L1. Запасенная энергия расходуется в нагрузку. Чем больше нагрузка, тем быстрее расходуется запас, тем быстрее падает напряжение на выходе, что приводит к увеличению длительности импульсов с выхода 8 микросхемы. К этому же приводит вращение потенциометра R9 — так регулируется выходное напряжение.
Ток заряда регулируется разницей напряжений между АКБ и выходом ЗУ, но микросхема TL494 позволяет выполнить дополнительное ограничение тока. Для этого используется второй усилитель ошибки. Ток ограничителя устанавливается потенциометром R3, а фактический ток замеряется, как падение напряжения на шунте R11. Если ток выше заданного, длительность импульсов уменьшается, напряжение на выходе снижается до достижения необходимого тока. Такой режим полезен при зарядке сильно разряженных батарей, а также позволяет осуществить режим зарядки стабилизированным током. В совокупности с широким диапазоном регулировки напряжения, возможность ограничения тока делает ЗУ универсальным и позволяет заряжать аккумуляторы, сделанные по различным технологиям. Также ограничитель осуществляет защиту силовых элементов от сверхтока.
Номиналы деталей указаны на схеме. Дроссель лучше изготовить на сердечнике из альсифера.
Сердечник обязательно должен иметь воздушный зазор 0,15..1 мм.
Схема с автоматическим отключением
Удобно, чтобы батарея отключалась по окончании процесса пополнения энергии. Один из вариантов схемы такой автоматики приведен на рисунке.
Принцип действия основан на контроле напряжения заряжаемой батареи. Как только оно достигнет номинального уровня (он подстраивается потенциометром), транзистор откроется, сработает реле и отключит напряжение с АКБ. При этом загорится светодиод, сигнализирующий об окончании зарядки. Реле можно применить любое с напряжением срабатывания 12 вольт и током контактов не менее 15 ADC.
Достоинство схемы в том, что ее можно собрать на отдельной плате и использовать совместно с любым готовым зарядником. Недостатком является необходимость измерять напряжение непосредственно на клемме аккумулятора, поэтому цепь измерения (выделена красной линией) надо выполнять отдельным проводом с зажимом и подключать непосредственно к плюсовому выводу АКБ.
От этого недостатка свободны схемы с контролем зарядного тока, отключающие ЗУ при снижении тока ниже установленного предела. Для измерения тока в заряднике должно быть установлено измерительное сопротивление (шунт).
Схема мощного ЗУ с регулировкой тока
Заслуживает внимания еще одна схема ЗУ, обеспечивающая ток не менее 10 А. Ее особенности:
- схема управления собрана по стороне 220 вольт;
- первичная обмотка трансформатора служит одновременно индуктивностью, накапливающей энергию, а затем отдающей ее в нагрузку через вторичные обмотки.
Принцип регулирования – фазоимпульсный, ключом служит симистор VS1. Ток устанавливается потенциометром R1 и регулируется от нуля до 10 А. Первичная обмотка трансформатора должна иметь достаточную индуктивность. Для его изготовления можно применить ЛАТР-2. Его обмотка будет служить первичкой. Сверху надо обустроить изоляцию (достаточно 3 слоя лакоткани), а поверх намотать вторичную обмотку проводом сечением 3 кв.мм 40+40 витков. Резистор R6 служит нагрузкой выпрямителя и создает импульсы разряда батареи. Считается, что такой режим продлевает период эксплуатации АКБ. Вместо него можно установить автомобильную лампу накаливания на 12 вольт мощностью 10 ватт.
Технология сборки
Большинство электронных компонентов лучше собрать на печатной плате. В домашних условиях плату можно изготовить методом ЛУТ или фотоспособом. Разработать рисунок можно в бесплатных программах, например LayOut или условно-бесплатной Eagle. А можно нарисовать дедовским способом на бумаге и нанести рисунок лаком на поверхность фольги. Плата травится в растворе хлорного железа или в следующем составе:
- 100 мл аптечной перекиси водорода.
- 30 г лимонной кислоты.
- Две чайные ложки поваренной соли.
Силовые элементы монтируются на радиаторы достаточной площади. Устанавливать их надо на теплопроводящую пасту. Если теплоотводящая поверхность элемента не соединена с общим выводом, на теплоотвод деталь крепят через изолирующую прокладку – слюдяную или из упругого материала. Радиатором может служить металлическая стенка корпуса. Также можно сделать теплоотвод частью конструкции. Можно организовать обдув радиаторов – тогда их площадь можно значительно уменьшить. Для этого понадобится вентилятор на 12 вольт, который можно подключить к выходу диодного моста.
Корпус подбирается готовым или изготавливается самостоятельно. На передней панели крепятся:
- измерительные приборы;
- органы регулирования напряжения и тока;
- индикаторы включенного состояния.
Для подключения проводов, отходящих к аккумулятору, клеммы и разъемы лучше не использовать. Токи через них идут большие, поэтому потенциальный источник дополнительного переходного сопротивления нежелателен. Провода лучше подпаять к плате и вывести через отверстия в передней панели. Сечение проводников должно достаточным – не менее 2 кв.мм, а лучше 4 кв.мм. С другой стороны проводов надо припаять зажимы «крокодил».
Это не полный обзор схем зарядок для автомобильного аккумулятора – их существует великое множество. По представленным конструкциям можно понять принципы построения ЗУ, требования к ним, разобраться в несложной схемотехнике. Отработав на практике сборку этих зарядных устройств, впоследствии можно перейти к более серьезным схемам, в том числе с использованием микроконтроллеров.
Часто задаваемые вопросы
Трансформатор можно подобрать промышленного изготовления. Ориентироваться надо на выходное напряжение и ток. Первый параметр должен составлять 12-14 (или 18..24 в зависимости от схемотехники) вольт, второй – от 4 до 10 ампер. Характеристики нескольких подходящих трансформаторов приведены в таблице.
Тип промышленного трансформатора Выходное напряжение, В Наибольший ток, А ТТП-100 12 7,5 ТТП-150 12 12 ТН8-127/220-50 2х6,3 (обмотки соединяются последовательно) 4,8 ТН28-127/220-50 2х6,3 (обмотки соединяются последовательно) 4,8 Если есть трансформатор подходящей габаритной мощности, но вторичная обмотка не подходит по току или напряжению, ее можно смотать и намотать новую. Габаритная мощность определяется по сечению железа по формуле P=0,8..0,88*S 2 */14000, где:
- P – габаритная мощность, ВА.
- 0,8..0,88 – коэффициент, учитывающий материал стали (если он неизвестен, выбирается значение 0,8).
- S — площадь сечения сердечника в квадратных сантиметрах.
Площадь сечения для тороидального сердечника вычисляется как (D-d)*h/2 (см.рис), для других типов – a*b.
Площадь сечения для разных типов сердечников
Для тока 4..10 А габаритная мощность должна быть не менее, соответственно, 50..120 ВА. Если железо подходит, вторичная обмотка перематывается медным проводом. Его сечение выбирается по упрощенной формуле d=0,72√I, где:
- d – диаметр провода в мм;
- I – потребный ток в амперах.
Число витков выбирается по формуле N=(50/S)*V (где V – требуемое выходное напряжение в вольтах) или подбирается экспериментально. Также для расчета можно воспользоваться различными программами-калькуляторами, в том числе размещенными на веб-сервисах.