Простое универсальное автоматическое зарядное устройство

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки и десульфатации 12-ти вольтовых АКБ ёмкостью от 5 до 100 Ач и оценки уровня их заряда. Зарядное имеет защиту от переполюсовки и от короткого замыкания клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей дозарядкой до полного уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор вручную или выбрать уже заложенные в управляющей программе.

Основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок.

>>
Режим зарядки – меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:

первый этап – зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В

второй этап -зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С

третий этап – поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С – ёмкость батареи в Ач.

четвёртый этап – дозарядка. На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.

Для стартерных АКБ применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается дозарядка.

>> Режим десульфатации — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд – разряд током 0,01С, 5 секунд – заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее – обычный заряд.

>>
Режим теста батареи позволяет оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.

>> Контрольно-тренировочный цикл. Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С – 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).

Схема зарядного автомата для 12В АКБ


Принципиальная схема автоматического автомобильного ЗУ


Рисунок платы автоматического автомобильного ЗУ

Основа схемы – микроконтроллер AtMega16. Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.

Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Более подробно о настройке читайте на форуме.

Управление основными процессами возложено на микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера – встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10 R11.

Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5 R6 R10 R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине.

Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения – на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии.

В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.

О деталях схемы автоматической зарядки

Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2,Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Звукоизлучатель – со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13.

ЖКИ – WH1602 или аналогичный, на контроллере HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр

Налаживание заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками « ». Нажимаем «Выбор».

Далее идет калибровка по току при КУ=10. Теми же кнопками « » нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично – калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 секунды устройство перейдет в главное меню. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком – либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно подобрать другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. И в заключение. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.

Переделка БП АТХ под зарядное устройство


Схема электрическая доработки стандартного ATX

В схеме управления лучше использовать прецизионные резисторы, как указано в описании. При использовании подстроечников параметры не стабильные. проверено на собственном опыте. При тестировании данного ЗУ проводил полный цикл разрядки и зарядки АКБ (разряд до 10,8В и заряд в режиме тренировки, потребовалось около суток). Нагревание ATX БП компьютера не более 60 градусов, а модуля МК еще меньще.

Проблем в настройке не было, запустилось сразу, только нужна подстройка под максимально точные показания. После демострации работы другу-автолюбителю этого зарядного автомата, сразу заявка поступила на изготовление еще одного экземпляра. Автор схемы – Slon, сборка и тестирование – sterc.

Обсудить статью АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора 2019-2020: рейтинг лучших

Для российского климата севший аккумулятор, не способный запустить двигатель, проблема актуальная. Надоело бегать на морозе в поисках доброго человека, готового «дать прикурить»? Подумайте о покупке своего «зарядника». А чтобы не запутаться в разнообразии, читайте наш рейтинг зарядных устройств для автомобильного аккумулятора. Мы выбрали 10 лучших моделей по качеству и цене, и описали особенности каждого.

ТОП 10 лучших зарядных устройств по отзывам владельцев

Некачественная модель может вывести из строя аккумулятор. Поэтому мы подобрали проверенные, надежные и безопасные устройства, владельцы которых довольны своим приобретением. Выбирайте любой из предложенных вариантов, опираясь только на ваши запросы.

BERKUT Smart power SP-2N

Недорогое автоматическое устройство для зарядки всех типов 12-вольтовых аккумуляторов – в легковых автомобилях, мототехнике, садовой технике. Оно зарядит АКБ или поддержит ее в рабочем состоянии долгое время.

Работает прибор от розетки 220 Вольт. Заряжает батарею в три этапа – основной заряд, абсорбция и пульсация. На основной стадии уровень заряда достигает 70% емкости. На стадии абсорбция от 70% до 90%. Пульсация – от 90% до 100%. Дозаряд идет малыми токами и автоматически выключается при 100%, что защищает батарею от «закипания».

В комплекте найдете крокодилы для подключения непосредственно к АКБ, штекер прикуривателя – можно подзарядиться, не открывая капот, кольцевые клеммы – на случай длительного простоя автомобиля, и чехол для хранения. Прибор работает в двух режимах – быстрая и бережная зарядка.

  • Полностью автоматический.
  • Компактный размер.
  • Герметичный корпус.
  • Невысокая цена.
  • Малоинформативные индикаторы.
  • Севшую «в ноль» батарею не зарядит.

AVS Energy BT-6020

Зарядное устройство для работы с 12 или 6 вольтными аккумуляторами. Есть автоматический и ручной режим. Оно эффективно работает даже с севшими «в ноль» АКБ – оценивает состояние и устанавливает соответствующую силу тока. Когда уровень заряда достигает 75%, устройство переходит в буферную стадию. На этой стадии оно будет компенсировать саморазряд. В таком положении батарея может оставаться неограниченное время, при этом восстанавливаются ее функции – внутреннее сопротивление и емкость.

В прибор встроена защита от неверной полярности – при неправильном подключении он отключится, и вновь включится, когда переплюсовка будет устранена. Датчик температуры обезопасит зарядное устройство от перегрева – при достижении критических значений ток перестает подаваться. Предназначено исключительно для работы в помещении.

  • Заряжает даже глубоко севшую батарею.
  • Работает с 6-вольтными АКБ.
  • Защита от неправильной полярности.
  • Защита от перегрева.
  • Уровень шума.

Hyundai HY 400

Интеллектуальное зарядное устройство для аккумуляторов автомобилей, тракторов, снегоходов и т.д. Работает с 6 и 12 вольтовыми АКБ. Микропроцессор проводит диагностику батареи и, в зависимости от ее состояния, устанавливает силу тока.

9 ступеней цикла зарядки делают процесс безопасным. До 80% заряда поступает максимальный ток, далее до 100% догоняет постепенно уменьшающимся током. Если аккумулятор был сильно разряжен, то прибор восстанавливает его емкость, препятствуя осаждению сульфатов. Затем проверяет батарею на способность удерживать заряд. Подачей импульсного тока поддерживает максимальный заряд – этот режим разрешается использовать в течение 10 дней.

Функция памяти сохраняет настройки в случае отключения электроэнергии. Зарядное устройство определяет внешнюю температуру и автоматически регулирует выходное напряжение. В случае превышения температуры внутри, прибор перейдет в режим малого тока. Есть защита от неверного подключение – зарядка не начнется, пока ошибка не будет устранена. Режим зарядки определяется автоматически, но в случае необходимости есть возможность ручной настройки. Можно использовать на улице – корпус защищен от пыли и брызг.

  • Сохранение настроек при отключении электричества.
  • Функция восстановления АКБ.
  • Датчик температуры.
  • Защита корпуса.
  • На морозе “дубеют” провода.

AutoExpert BC-44

Компактное устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов. Заряд проходит в 7 этапов, в том числе «дозаряд» уменьшающимся током и поддержание импульсным током. Работает в трех режимах – для мото, для авто и зимний. Микропроцессор автоматически определяет тип аккумулятора, выбирает режим и отражает его на небольшом дисплее. «Зарядник» вытянет даже глубоко посаженую АКБ.

Корпус защищен от влаги, выполнен из качественного пластика. Есть кольцо – прибор можно повесить на крючок. При подключении к аккумулятору, устройство срабатывает как вольтметр – на экране появляется информация о напряжении. Защита от «переплюсовки» срабатывает при неверном подключении. Датчики температуры защищает прибор от перегрева и перегрузки.

  • Функция вольтметра.
  • Полностью автоматическая работа.
  • Режим «зимний».
  • Легкий.
  • Не греется.
  • Не выявлены.

ELITECH УЗ 10

Хорошее устройство для заряда автомобильных аккумуляторов. Работает от сети 220 В. Подойдет для дома или небольшого сервиса. «Упакован» в металлический корпус, для вентиляции есть отверстия, которые защищают от перегрева. Перенести прибор, весом 4,8 кг, поможет удобная ручка на корпусе. Карман для проводов добавляет удобства и безопасности при хранении.

Работает в двух режимах – стандартном и быстром. При этом система защищает батарею от перезаряда, отключая подачу тока, как только батарея полностью зарядилась. Может работать как амперметр – измерять силу тока, выдаваемого устройством. В комплект входят клеммы.

  • Встроенный амперметр.
  • Металлический корпус.
  • Тихий.
  • Открытый предохранитель забивается пылью.
  • Нет защиты от переплюсовки.

ОРИОН Вымпел-57

Зарядно-предпусковое устройство для работы с аккумуляторами любого типа. Прибор заряжает даже полностью севшие батареи. Работает в автоматическом режиме, при этом есть возможность ручных регулировок. Можно использовать как независимый источник питания, например, для автомобильной аппаратуры или электроинструментов.

Заряд батареи происходит в несколько этапов, что исключает перезаряд или закипание. В буферном режиме, когда прибор компенсирует саморазряд АКБ, устройство может работать неограниченное время.

Оборудован дисплеем, на котором отражаются: текущее напряжение и ток, время и процент заряда, отданное количество А·ч, предупреждение о перегреве или переплюсовке.

Если не включённый в сеть прибор подключить к АКБ, он сработает как цифровой вольтметр. Кроме того, можно использовать зарядное устройство для облегчения пуска двигателя автомобиля. Вручную устанавливается максимальный ток, аккумулятор за 5-30 минут оживает.

  • Мощный.
  • Работает как источник питания.
  • Показывает уровень заряда в процентах.
  • Встроенный вольтметр.
  • Чувствительные ручки регулировки.

BOSCH C3

Универсальное устройство для заряда всех типов 6-ти и 12-ти вольтных аккумуляторов. Работает в 4 режимах, автоматически определяет нужный при подключении.

Функция импульсной зарядки помогает, если АКБ сильно разряжена. Зимняя зарядка рассчитана на замерзшую батарею. Благодаря продуманной системе безопасности прибором можно пользоваться, не отключая АКБ от бортовой сети автомобиля. Индикатор на корпусе предупредит, если перепутана полярность. Автоматический «дозаряд» защищает батарею от перезаряда. Есть защита от перегрева.

Есть режим хранения АКБ – устройство подключается на длительное время, периодически подзаряжая ее малыми токами. Индикатор зарядки показывает готовность к работе. Для удобства хранения на корпусе есть крючок – можно повесить на стену.

  • Безопасность.
  • Использование без отключения АКБ от бортовой системы.
  • Полностью автоматический.
  • Не заряжает «нулевой» аккумулятор.

Wester CH20

Отличное зарядное устройство для аккумуляторов легковых и грузовых авто, с напряжением 12 или 24 В. Автоматический выключатель контролирует уровень заряда и защищает от «закипания». Встроенный амперметр показывает ток заряда батареи.

Прибор защищен от перегрузок – слишком высокого тока заряда. Благодаря защите от переплюсовки, он не будет работать, если не правильно определена полярность. Присутствует защита от перегрева. Есть режим ускоренной зарядки – процесс проходит намного быстрее.

Устройство нельзя использовать вне помещения – защиты от влаги нет. Провода можно хранить в специальном отсеке внутри корпуса.

  • Простой в использовании.
  • Высокая мощность.
  • Хорошее качество сборки.
  • Подходит для 24 В.
  • Большой вес (7.4 кг).

Optimate 5 Start-Stop

Одно из лучших зарядных устройств для автомобильных АКБ по отзывам владельцев. Способно вернуть к жизни глубоко севший аккумулятор благодаря функции десульфации. Оптимизирует ресурс батареи, чередуя фиксированное напряжение и низкие импульсы тока.

С его помощью можно хранить АКБ длительное время в межсезонье, ведь период подключения устройства к батарее не ограничен. Каждый час прибор тестирует аккумулятор и, при необходимости, включает поддерживающий заряд. Все происходит в автоматическом режиме.

6 этапов зарядки делают процесс безопасным, защищая от перезаряда. Функция защиты от обратной полярности срабатывает, если перепутать клеммы. Корпус защищен от влаги и пыли, что позволяет использовать его вне помещения. Есть крепление для хранения в подвешенном состоянии. В комплекте найдете крокодилы и кабель с кольцевым разъемом.

  • Компактность.
  • Функция восстановления.
  • Возможно длительное хранение АКБ.
  • Влагозащитный корпус.
  • Нет чехла для хранения.

Агрессор AGR/SBC-250 Brick

Зарядное устройство для всех типов кислотно-свинцовых АКБ 12 и 24 В. Процесс зарядки проходит 9 ступеней. Все этапы автоматизированные, управляются микропроцессором. В ходе тестирования прибор определяет тип и состояние аккумулятора и выбирает нужный режим. Есть функция десульфации – восстановление запущенных и потекших АКБ. На цифровом дисплее отражается этап заряда, выводятся ошибки. Устройство защищено от короткого замыкания, перегрева, переплюсовки.

Возможно длительное подключение к аккумулятору. Прибор тестирует батарею и поддерживает ее в заряженном состоянии. При минусовых температурах рабочие характеристики сохраняются. Корпус влагозащитный. Есть отверстие для хранения в подвешенном состоянии. В комплекте идут универсальные зажимы.

  • Режим десульфации.
  • 9-ти этапный процесс заряда.
  • Вывод ошибок на экран.
  • Работа при минусовых температурах.
  • Высокая цена.

Сравнение цены и характеристик

Для сравнения всех зарядных устройств 2019-2020 года из нашего рейтинга мы составили специальную таблицу, в которой указали технические характеристики и среднюю стоимость.

МодельНапряжение АКБ, ВМаксимальная емкость АКБ, А·чМаксимальный ток заряда, АВес, кгСредняя цена, руб
BERKUT Smart power SP-2N128020,41 700
AVS Energy BT-60206/127070,932 000
Hyundai HY 4006/128040,632 190
AutoExpert BC-441212040,182 290
ELITECH УЗ 10129064,82 275
ОРИОН Вымпел-576/122002012 739
BOSCH C36/121203,81,33 400
Wester CH2012/24200167,54 100
Optimate 5 Start-Stop1219240,67 400
Агрессор AGR/SBC-250 Brick12/24120252,269 180

Как выбрать подходящий вариант?

  1. Определить вид необходимого устройства. Есть зарядные и пуско-зарядные устройства. Первые могут зарядить севший аккумулятор, а вторые не только зарядить, но и запустить двигатель за счет подачи максимального тока в короткое время.
  2. Определить тип устройства. Бывают импульсные и трансформаторные модели. Трансформаторные – немного устаревшие, отличаются большим размером и весом, но вместе с тем надежностью. Импульсные – компактные современные. Импульсные «зарядники» китайского происхождения могут оказаться плохого качества. Выбирайте проверенного производителя.
  3. Определить тип аккумулятора. Посмотрите в паспорт АКБ вашего автомобиля. Есть три основных типа – WET, AGM, GEL. Для WET подойдет любое зарядное устройство, а вот совместимость с AGM, GEL нужно обязательно уточнять при покупке.
  4. Определить напряжение АКБ. Это может быть 6, 12 и 24 вольт. Этот параметр указан в паспорте. Напряжение, которые выдает зарядное устройство должно соответствовать напряжению АКБ.
  5. Определяем ток заряда. В характеристиках вы найдете показатели максимального и минимального тока заряда. Производители аккумуляторов рекомендуют заряжать их током, составляющим 1/10 емкости батареи. То есть, если емкость аккумулятора 55 Ампер*час, то заряд должен быть 5,5 Ампер*час. Если АКБ необслуживаемый, то показатель равен 1/20 емкости из-за повышенного риска образования газов.
  6. Режим десульфации. При неблагоприятных условиях (например, в жару) на пластинах аккумулятора образуются сульфаты серной кислоты, из-за которых емкость батареи значительно падает. Если зарядное устройство работает в режиме десульфации, то за несколько дней оно способно полностью восстановить батарею.

Как правильно заряжать аккумулятор авто?

Зарядка аккумулятора требует строго соблюдения техники безопасности.

  1. Процесс должен проходить в хорошо проветриваемом нежилом помещении, например в гараже. При заряде выделяются газы, если они будут скапливаться в одном месте, есть риск взрыва.
  2. Вблизи зарядного устройства нельзя использовать огонь, в том числе курить.
  3. Прибор подключается сначала к аккумулятору, а затем в сеть.
  4. Черный провод подключается к минусу, а красный к плюсу.
  5. Если использовать ток, составляющий 1/10 емкости аккумулятора, заряд до 100 % займет примерно 15 часов.
  6. Не оставляйте устройство без присмотра.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

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 зарядки для АКБ

Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.

Простое устройство на 6 и 12 В

Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

  1. Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
  2. Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
  3. Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
  4. Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
  5. Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.

В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

  1. Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
  2. В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
  3. Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
  4. Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
  5. Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
  6. Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.

Практические схемы универсальных зарядных устройств для аккумуляторов

Ситуация была терпимой до того момента, пока не появилась необходимость в массовой подготовке и, соответственно, зарядке батарей. Понадобилось изготовить несколько универсальных ЗУ — недорогих, работающих в широком диапазоне входных и выходных напряжений и зарядных токов.

К этому моменту у меня уже была линейка отработанных схем, осталось лишь воплотить схему в готовое устройство, и попутно поделиться своими решениями. Вдруг камрадам пригодится!

Содержание / Contents

Предлагаемые ниже схемы ЗУ были разработаны для зарядки литий-ионных аккумуляторов, но существует возможность зарядки и других типов аккумуляторов и составных батарей (с применением однотипных элементов, далее — АБ).

Все представленные схемы имеют следующие основные параметры:
• входное напряжение 15-24 В;
• ток заряда (регулируемый) до 4 А;
• выходное напряжение (регулируемое) 0,7 — 18 В (при Uвх=19В).

Все схемы были ориентированы на работу с блоками питания от ноутбуков либо на работу с другими БП с выходными напряжениями постоянного тока от 15 до 24 Вольт и построены на широко распространенных компонентах, которые присутствуют на платах старых компьютерных БП, БП прочих устройств, ноутбуков и пр.

↑ Схема ЗУ № 1 (TL494)

ЗУ на схеме 1 является мощным генератором импульсов, работающим в диапазоне от десятков до пары тысяч герц (частота варьировалась при исследованиях), с регулируемой шириной импульсов.
Зарядка АБ производится импульсами тока, ограниченного обратной связью, образованной датчиком тока R10, включенным между общим проводом схемы и истоком ключа на полевом транзисторе VT2 (IRF3205), фильтром R9C2, выводом 1, являющимся «прямым» входом одного из усилителей ошибки микросхемы TL494.

На инверсный вход (вывод 2) этого же усилителя ошибки подается регулируемое посредством переменного резистора PR1, напряжение сравнения с встроенного в микросхему источника опорного напряжения (ИОН — вывод 14), меняющего разность потенциалов между входами усилителя ошибки.
Как только величина напряжения на R10 превысит значение напряжения (установленного переменным резистором PR1) на выводе 2 микросхемы TL494, зарядный импульс тока будет прерван и возобновлен вновь лишь при следующем такте импульсной последовательности, вырабатываемой генератором микросхемы.
Регулируя таким образом ширину импульсов на затворе транзистора VT2, управляем током зарядки АБ.

Транзистор VT1, включенный параллельно затвору мощного ключа, обеспечивает необходимую скорость разрядки затворной емкости последнего, предотвращая «плавное» запирание VT2. При этом амплитуда выходного напряжения при отсутствии АБ (или прочей нагрузки) практически равна входному напряжению питания.

При активной нагрузке выходное напряжение будет определяться током через нагрузку (её сопротивлением), что позволит использовать эту схему в качестве драйвера тока.

При заряде АБ напряжение на выходе ключа (а, значит, и на самой АБ) в течении времени будет стремиться в росте к величине, определяемой входным напряжением (теоретически) и этого, конечно, допустить нельзя, зная, что величина напряжения заряжаемого литиевого аккумулятора должна быть ограничена на уровне 4,1 В (4,2 В). Поэтому в ЗУ применена схема порогового устройства, представляющего из себя триггер Шмитта (здесь и далее — ТШ) на ОУ КР140УД608 (IC1) или на любом другом ОУ.

При достижении необходимого значения напряжения на АБ, при котором потенциалы на прямом и инверсном входах (выводы 3, 2 — соответственно) IC1 сравняются, на выходе ОУ появится высокий логический уровень (практически равный входному напряжению), заставив зажечься светодиод индикации окончания зарядки HL2 и светодиод оптрона VH1 который откроет собственный транзистор, блокирующий подачу импульсов на выход U1. Ключ на VT2 закроется, заряд АБ прекратится.

По окончании заряда АБ он начнет разряжаться через встроенный в VT2 обратный диод, который окажется прямовключенным по отношению к АБ и ток разряда составит приблизительно 15-25 мА с учетом разряда кроме того через элементы схемы ТШ. Если это обстоятельство кому-то покажется критичным, в разрыв между стоком и отрицательным выводом АБ следует поставить мощный диод (лучше с малым прямым падением напряжения).

Гистерезис ТШ в этом варианте ЗУ выбран таким, что заряд вновь начнется при понижении величины напряжения на АБ до 3,9 В.

Это ЗУ можно использовать и для заряда последовательно соединенных литиевых (и не только) АБ. Достаточно откалибровать с помощью переменного резистора PR3 необходимый порог срабатывания.
Так, например, ЗУ, собранный по схеме 1, функционирует с трехсекционной последовательной АБ от ноутбука, состоящей из сдвоенных элементов, которая была смонтирована взамен никель-кадмиевой АБ шуруповерта.
БП от ноутбука (19В/4,7А) подключен к ЗУ, собранному в штатном корпусе ЗУ шуруповерта взамен оригинальной схемы. Зарядный ток «новой» АБ составляет 2 А. При этом транзистор VT2, работая без радиатора нагревается до температуры 40-42 С в максимуме.
ЗУ отключается, естественно, при достижении напряжения на АБ=12,3В.

Гистерезис ТШ при изменении порога срабатывания остается прежним в ПРОЦЕНТНОМ отношении. Т.е., если при напряжении отключения 4,1 В, повторное включение ЗУ происходило при снижении напряжения 3,9 В, то в данном случае повторное включение ЗУ происходит при снижении напряжения на АБ до 11,7 В. Но при необходимости глубину гистерезиса можно изменить.

↑ Калибровка порога и гистерезиса зарядного устройства

Калибровка происходит при использовании внешнего регулятора напряжения (лабораторного БП).
Выставляется верхний порог срабатывания ТШ.
1. Отсоединяем верхний вывод PR3 от схемы ЗУ.
2. Подключаем «минус» лабораторного БП (далее везде ЛБП) к минусовой клемме для АБ (самой АБ в схеме во время настройки быть не должно), «плюс» ЛБП — к плюсовой клемме для АБ.
3. Включаем ЗУ и ЛБП и выставляем необходимое напряжение (12,3 В, например).
4. Если горит индикация окончания заряда, вращаем движок PR3 вниз (по схеме) до гашения индикации (HL2).
5. Медленно вращаем движок PR3 вверх (по схеме) до зажигания индикации.
6. Медленно снижаем уровень напряжения на выходе ЛБП и отслеживаем значение, при котором индикация вновь погаснет.
7. Проверяем уровень срабатывания верхнего порога еще раз. Хорошо. Можно настроить гистерезис, если не устроил уровень напряжения, включающий ЗУ.
8. Если гистерезис слишком глубок (включение ЗУ происходит при слишком низком уровне напряжения — ниже, например, уровня разряда АБ, выкручиваем движок PR4 влево (по схеме) или наоборот, — при недостаточной глубине гистерезиса, — вправо (по схеме). При изменении глубины гистерезиса уровень порога может сместиться на пару десятых долей вольта.
9. Сделайте контрольный прогон, поднимая и опуская уровень напряжения на выходе ЛБП.

Настройка токового режима еще проще.
1. Отключаем пороговое устройство любыми доступными (но безопасными) способами: например, «посадив» движок PR3 на общий провод устройства или «закорачивая» светодиод оптрона.
2. Вместо АБ подключаем к выходу ЗУ нагрузку в виде 12-вольтовой лампочки (например, я использовал для настройки пару 12V ламп на 20 Вт).
3. Амперметр включаем в разрыв любого из проводов питания на входе ЗУ.
4. Устанавливаем на минимум движок PR1 (максимально влево по схеме).
5. Включаем ЗУ. Плавно вращаем ручку регулировки PR1 в сторону роста тока до получения необходимого значения.
Можете попробовать поменять сопротивление нагрузки в сторону меньших значений ее сопротивления, присоединив параллельно, скажем, ещё одну такую же лампу или даже «закоротить» выход ЗУ. Ток при этом не должен измениться значительно.

В процессе испытаний устройства выяснилось, что частоты в диапазоне 100-700 Гц оказались оптимальными для этой схемы при условии использования IRF3205, IRF3710 (минимальный нагрев). Так как TL494 используется неполно в этой схеме, свободный усилитель ошибки микросхемы можно использовать, например, для работы с датчиком температуры.

Следует иметь в виду и то, что при неправильной компоновке даже правильно собранное импульсное устройство будет работать некорректно. Поэтому не следует пренебрегать опытом сборки силовых импульсных устройств, описанном в литературе неоднократно, а именно: все одноименные «силовые» соединения следует располагать на кратчайшем расстоянии относительно друг друга (в идеале — в одной точке). Так, например, точки соединения такие, как коллектор VT1, выводы резисторов R6, R10 (точки соединения с общим проводом схемы), вывод 7 U1 — следует объединить практически в одной точке либо посредством прямого короткого и широкого проводника (шины). То же касается и стока VT2, вывод которого следует «повесить» непосредственно на клемму “-” АБ. Выводы IC1 также должны находиться в непосредственной «электрической» близости к клеммам АБ.

↑ Схема ЗУ № 2 (TL494)

Схема 2 не сильно отличается от схемы 1, но если предыдущая версия ЗУ была придумана для работы с АБ шуруповерта, то ЗУ на схеме 2 задумывалось, как универсальное, малогабаритное (без лишних элементов настройки), рассчитанное для работы как с составными, последовательно включенными элементами числом до 3-х, так и с одиночными.

Как видно, для быстрой смены токового режима и работы с разным количеством последовательно соединенных элементов, введены фиксированные настройки с подстроечными резисторами PR1-PR3 (установка тока), PR5-PR7 (установка порога окончания зарядки для разного количества элементов) и переключателей SA1 (выбор тока зарядки) и SA2 (выбор количества заряжаемых элементов АБ).
Переключатели имеют по два направления, где вторые их секции переключают светодиоды индикации выбора режима.

Ещё одно отличие от предыдущего устройства — использование второго усилителя ошибки TL494 в качестве порогового элемента (включенного по схеме ТШ), определяющего окончание зарядки АБ.

Ну, и, конечно, в качестве ключа использован транзистор р-проводимости, что упростило полное использование TL494 без применения дополнительных компонентов.

Методика настройки порогов окончания зарядки и токовых режимов такая же, как и для настройки предыдущей версии ЗУ. Разумеется, для разного количества элементов, порог срабатывания будет меняться кратно.

При испытании этой схемы был замечен более сильный нагрев ключа на транзисторе VT2 (при макетировании использую транзисторы без радиатора). По этой причине следует использовать другой транзистор (которого у меня просто не оказалось) соответствующей проводимости, но с лучшими токовыми параметрами и меньшим сопротивлением открытого канала, либо удвоить количество указанных в схеме транзисторов, включив их параллельно с раздельными затворными резисторами.

Использование указанных транзисторов (в «одиночном» варианте) не критично в большинстве случаев, но в данном случае размещение компонентов устройства планируется в малогабаритном корпусе с использованием радиаторов малого размера или вовсе без радиаторов.

↑ Схема ЗУ № 3 (TL494)

В ЗУ на схеме 3 добавлено автоматическое отключение АБ от ЗУ с переключением на нагрузку. Это удобно для проверки и исследования неизвестных АБ. Гистерезис ТШ для работы с разрядом АБ следует увеличить до нижнего порога (на включение ЗУ), равного полному разряду АБ (2,8-3,0 В).

↑ Схема ЗУ № 3а (TL494)

Схема 3а — как вариант схемы 3.

↑ Схема ЗУ № 4 (TL494)

ЗУ на схеме 4 не сложнее предыдущих устройств, но отличие от предыдущих схем в том, что АБ здесь заряжается постоянным током, а само ЗУ является стабилизированным регулятором тока и напряжения и может быть использовано в качестве модуля лабораторного источника питания, классически построенного по «даташитовским» канонам.

Такой модуль всегда пригодится для стендовых испытаний как АБ, так и прочих устройств. Имеет смысл использование встроенных приборов (вольтметр, амперметр). Формулы расчета накопительных и помеховых дросселей описаны в литературе. Скажу лишь, что использовал готовые различные дроссели (с диапазоном указанных индуктивностей) при испытаниях, экспериментируя с частотой ШИМ от 20 до 90 кГц. Особой разницы в работе регулятора (в диапазоне выходных напряжений 2-18 В и токов 0-4 А) не заметил: незначительные изменения в нагреве ключа (без радиатора) меня вполне устраивали. КПД, однако, выше при использовании меньших индуктивностей.
Лучше всего регулятор работал с двумя последовательно соединенными дросселями 22 мкГн в квадратных броневых сердечниках от преобразователей, интегрированных в материнские платы ноутбуков.

↑ Схема ЗУ № 5 (MC34063)

На схеме 5 вариант ШИ-регулятора с регулировкой тока и напряжения выполнена на микросхеме ШИМ/ЧИМ MC34063 с «довеском» на ОУ CA3130 (возможно использование прочих ОУ), с помощью которого осуществляется регулировка и стабилизация тока.
Такая модификация несколько расширила возможности MC34063 в отличии от классического включения микросхемы позволив реализовать функцию плавной регулировки тока.

↑ Схема ЗУ № 6 (UC3843)

На схеме 6 — вариант ШИ-регулятора выполнен на микросхеме UC3843 (U1), ОУ CA3130 (IC1), оптроне LTV817. Регулировка тока в этом варианте ЗУ осуществляется с помощью переменного резистора PR1 по входу токового усилителя микросхемы U1, выходное напряжение регулируется с помощью PR2 по инвертирующему входу IC1.
На «прямом» входе ОУ присутствует «обратное» опорное напряжение. Т.е., регулирование производится относительно “+” питания.

В схемах 5 и 6, при экспериментах использовались те же наборы компонентов (включая дроссели). По результатам испытаний все перечисленные схемы мало в чем уступают друг другу в заявленном диапазоне параметров (частота/ток/напряжение). Поэтому схема с меньшим количеством компонентов предпочтительнее для повторения.

↑ Схема ЗУ № 7 (TL494)

ЗУ на схеме 7 задумывалось, как стендовое устройство с максимальной функциональностью, потому и по объему схемы и по количеству регулировок ограничений не было. Данный вариант ЗУ так же выполнен на базе ШИ-регулятора тока и напряжения, как и вариант на схеме 4.
В схему введены дополнительно режимы.
1. «Калибровка — заряд» — для предварительной установки порогов напряжения окончания и повтора зарядки от дополнительного аналогового регулятора.
2. «Сброс» — для сброса ЗУ в режим заряда.
3. «Ток — буфер» — для перевода регулятора в токовый или буферный (ограничение выходного напряжения регулятора в совместном питании устройства напряжением АБ и регулятора) режим заряда.

Применено реле для коммутации батареи из режима «заряд» в режим «нагрузка».

Работа с ЗУ аналогична работе с предыдущими устройствами. Калибровка осуществляется переводом тумблера в режим «калибровка». При этом контакт тумблера S1 подключает пороговое устройство и вольтметр к выходу интегрального регулятора IC2. Выставив необходимое напряжение для предстоящей зарядки конкретной АБ на выходе IC2, с помощью PR3 (плавно вращая) добиваются зажигания светодиода HL2 и, соответственно, срабатывания реле К1. Уменьшая напряжение на выходе IC2, добиваются гашения HL2. В обоих случаях контроль осуществляется встроенным вольтметром. После установки параметров срабатывания ПУ, тумблер переводится в режим заряда.

↑ Схема № 8

В режиме калибровки тумблер S1 отключает реле от плюса источника питания для предотвращения неуместных срабатываний. При этом работает индикация срабатывания ТШ.
Тумблер S2 осуществляет (при необходимости) принудительное включение реле К1 (только при отключенном режиме калибровки). Контакт К1.2 необходим для смены полярности амперметра при переключении батареи на нагрузку.
Таким образом однополярный амперметр будет контролировать и ток нагрузки. При наличии двухполярного прибора, этот контакт можно исключить.

↑ Конструкция зарядного устройства

В этом корпусе дополнительно смонтированы зажимы для подключения источника переменного тока (трансформатора). Соответственно, внутри дополнительно смонтирован диодный мост с конденсаторным сглаживающим фильтром.

Зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов: зарядку проводит автомат

Для подсевших батарей нашли восемь автоматических выпрямителей — какой лучше? Автор сравнивал и придирался.

Современный зарядник

Появись подобные устройства на сцене лет сорок назад, их освистали бы. Потому что все знали: настоящий зарядник — это тяжелый ящик с огромным трансформатором внутри, разного рода крутилками, вольтметром и амперметром снаружи. Всё остальное — несерьезно.

Современный зарядник — это, как правило, довольно симпатичная автоматическая коробочка с минимумом органов управления. А то и вообще без них. При этом многие почему-то очень похожи друг на друга. А вот одинаковы ли в работе?

Восемь устройств, взятых на тест, мы проверяли при двух температурах: —10 и +20 ºС. Сразу скажем, что не стоит верить утверждениям отдельных производителей насчет работоспособности при более сильных морозах. Во-первых, интенсивность процесса зарядки на холоде падает очень сильно: при —25 ºС зарядный ток 55-й батареи составит всего 4–6% показателя при плюс двадцати пяти. А попытки поднять напряжение заряда чреваты разрушением активной массы и коррозией токоотводов. Во-вторых, при более низких температурах изоляция проводов питания представленных устройств твердеет и ломается. В-третьих… Впрочем, двух причин вполне достаточно.

Килограммы, миллиметры и вольты с амперами мы свели в таблицу, а фотогалерею дополнили замечаниями к каждому экземпляру. В целом можно сказать, что устройства честно выдают заявленные программы заряда. Поводом для придирок стали плавкие предохранители вместо электронной защиты, отсутствие внятных надписей на корпусе и завышенная на фоне «коллег» цена при примерно равных талантах.

СТЕК MXS 5.0 Battery Сharger, Швеция

СТЕК MXS 5.0 Battery Сharger

Очень симпатично смотрится. Интуитивно понятно всё, кроме термина RECOND: тут без инструкции не разобраться. Впрочем, без этого режима для восстановления разряженных батарей можно и обойтись. К автоматике и схемотехнике претензий нет. В общем, всё отлично, кроме цены. Ну ни в какие ворота!

Keepower Battery Charger, Дания

Keepower Battery Charger

Сразу попеняем на отсутствие надписей на русском. Зато есть светодиодик для освещения пространства. Весь процесс идет автоматически и не требует вмешательства. Предусмотрена зарядка через гнездо прикуривателя. Кстати, изделие при желании можно повесить на стенку. В целом неплохо, но цена все испортила.

DHC SC5E, Тайвань

DHC SC5E

Опять обидели русский язык: все надписи на приборе ненашенские. Впрочем, читать нечего: подключил и забыл. Есть защита от переполюсовки, искрения, перезаряда и короткого замыкания. Но вот за позорную единицу измерения емкости «А/ч» в инструкции ее авторам должно быть стыдно. Правильно так: А·ч!

TCB90 Futomatic , КНР

TCB90 Futomatic

Внутри тяжеленный трансформатор. Только не верьте надписи на коробке: устройство вовсе не пускозарядное. Посмотрите на тоненькие проводочки с «крокодилами» — ну какой с ними пуск! Не зря в Интернете его продают как обычный зарядник. Работает нормально, но плавкий предохранитель не обрадовал. И похоже, что кто-то приспособил подходящий корпус под иную начинку.

«Орион» PW150 , Россия

«Орион» PW150

Самое простое внешне изделие и технически незамысловато. Предохранитель в качестве защиты от ошибочного подключения — не самое удобное для пользователя решение. Режим подзаряда при хранении не предусмотрен. Но, исходя из принципа «проще не бывает», многих привлечет именно полное отсутствие наворотов. Цена, которая в разы ниже, чем у остальных, тоже немаловажный фактор.

Bosch C3 , КНР

Bosch C3

Пожалуй, самый презентабельный вид. Хоть под елку клади! Пиктограммы понятны и перевода не требуют. Сотрудничает с 6- и 12-вольтовыми АКБ. Забавно выглядят «крокодилы» без проводов: потребитель должен прикрутить их самостоятельно. Предусмотрена «вешалка» на стенку для удобства пользования. Но вот предохранитель как «защита от дурака» — это несовременно и неудобно.

Универсальное зарядное устройство «СОРОКИН» 12.94 , «сделано для России»

Симпатичное дуракоустойчивое устройство умеет работать как с 12-, так и с 6-вольтовыми батареями. Заряд осуществляется циклически, в несколько этапов, при этом предусмотрен режим «десульфатация» для почти убитых батарей. В комплекте различные соединительные провода, в том числе для включения в гнездо прикуривателя. В общем, неплохо.

Berkut Smart Power SP-8N, КНР

Berkut Smart Power SP-8N

Китайский «Беркут» вполне освоился в России: даже надписи выполнены кириллицей. Всё просто: включил и пользуйся. Защита имеется, ток солидный, автоматика работает, режимы на выбор, цена средняя, облик современный. Замечаний нет, всё хорошо.

Таблица открывается в полный размер по ссылке.

Простое зарядное устройство своими руками

Наверняка вы в курсе какая сейчас обстановка со светом в Крыму, по вечерам при выключении света вынуждены сидеть при лампах и светодиодных лентах. Но для того что бы их питать нужны аккумуляторы постоянно заряженные. Конечно, есть у меня зарядка на LM317, но ее не универсальность меня не утраивает, так как приходится заряжать разные типы АКБ. Среди которых и гелиевые, и LI-Ion и кислотные автомобильные АКБ.

Зарядное устройство, которое мне захотелось, должно заряжать все типы аккумуляторов, с напряжением зарядки до 15В и током до 4А. Самым подходящим для меня вариантом стало собрать два стабилизатора на компараторах. Стабилизатор тока и стабилизатор напряжения. Как для меня все просто, напряжение с выхода зарядки и датчика тока должно сравниваться с опорным напряжением.

Основой схемы стал набор операционных усилителей LM324, обвязка к которому подбиралась неделю. И в одно прекрасное утро вышла рабочая схема

В разработке схемы мне очень помог MULTISLIM,как для начинающего самое оно. И если бы не он я бы до сих пор собирал бы эту схему.
И спасибо ребятам с Радиокота, где была похожая схема, благодаря которой зарядка доведена была до ума. Ссылка на форум внизу статьи
И так подробней со схемой.

Схема питается у меня от трансформаторного блока питания с выходом 22В, далее идет мост диодный 15А с запасом взят и фильтр из 3х электролитических конденсаторов по 4700мФ зашунтированные пленкой 0.1мФ.

Источник опорного питания 12В собран на регулируемой КРЕН TL431, усиленной транзистором для надежности, да и не известно сколько еще чего подключу к этой схеме, даже оставил на плате клемму для питания других плат. Транзистор VT1 брал КТ805, так как у меня их валом из старых теликов. Но можно и другие, такие как КТ815/КТ817, их будет достаточно для питания этой схемы

На первом компараторе собран стабилизатор тока, сравнивающий напряжение с потенциометра с напряжением падения на шунте. Шунт 0,1Ом, потому что других не было и для легкого подсчета удобен, но можно и другие применять, помним только про рассеиваемую мощность P=I*I*Rш. Из закона Ома на 1А нагрузки падение 0.1В. Соответственно для 4А- 0.4В. Зная это значение можно посчитать делитель для регулировки, то есть в крайнем правом положении на средней ножке потенциометра должно быть 0.4В. При питании 12В, коэффициент деления должен быть 12/0.4=30. Выберем как на моем примере переменный 50К, тогда R8 1,5Мом. R12 подбирается по минимальному току потребления, к которому еще добавится ток питания всей схемы. Но тут сунул 3к, что бы не заморачивать себя расчетами. Мне минимальный ток не так важен. Кстати питание схемы сделано через шунт, что бы избежать отрицательного напряжения на ОУ.

На втором компараторе собран стабилизатор напряжения все как в первом. Напряжение с делителя, равное половине от выхода зарядки сравнивается с опорным. То есть на выходе 15В, на делителе 7,5В. На переменном резисторе 20К в крайнем правом положении 7,5В при R10 12.5кОм
Управляющие ноги с потенциометров зашунтированы пленкой 470нФ на общий, что бы избежать шорохов.

Эти два стабилизатора работают параллельно, каждый через свой токоограничивающий резистор управляют транзисторным каскадом. Транзисторный каскад собран на трех транзисторах. Управляющий VT3 я ставил C945 из платы монитора ПК. Они есть разной цоколевки, есть с базой посредине, а есть с базой на правой ножке(случайно заметил:))

Усилитель по току на VT2 управляющий силовым ключом. VT2 был взят КТ837Ф из того же телика, но можно так же заменить на КТ814/КТ816. Между базой VT2 и коллектором VT3 должен быть обязательно токоограничительный резистор, дабы уберечь от пробоя каскад. Резистор я поставил 2,9К.

И силовой VT4 Составной КТ827А посаженный на радиатор через термопасту. Кстати корпус транзистора это коллектор, на нем 22В, так что его придется изолировать.

Выход зарядки зашунтирован пленкой 470нФ и электролитом 10мФ для стабильности, от помех и зашунтировал резистором 10К для быстрого установления выходного напряжения

В принципе можно было собирать, но у меня не задействованы 2 ОУ. Дабы добро не пропадало, на одном собран усилитель напряжения с шунта с КУ10. Теперь ток можно будет мерить напряжением на выходе ОУ.

На втором собран индикатор зарядки. По сути это компаратор. Сравнивающий опорное напряжение с напряжением с выхода усилителя, именно с усилителя для более простого подсчета, ведь там напряжение в 10 раз выше чем на шунте. Для расчета опорного, делитель рассчитываем исходя из напряжения ХХ на выходе усилителя. У меня например при ХХ напряжение было 24мВ, значит делитель рассчитываю с КД 12/0,024=500. Применим значит R27 470к, а R28 940Ом

Теперь когда все определенно развожу печатную плату. Учитывая все моменты, где может понадобится дополнительные резисторы. Получилась такая плата, уже просверленная и пролуженая. Как изготовить печатную плату вот инструкция.

Ну и конечно же рисунок печатки со стороны деталек

Скачать печатную плату
Пароль от архива jhg561bvlkm556
Можно приступать к сборке. Сборку делал поэтапно
Первым собираю выпрямитель и подпаиваю к плате. Ставим электролитический конденсатор в фильтр, шунт и спаиваю источник опорного напряжения. Делаю пробный пуск и проверяю опорное напряжение. У меня вышло 12.1В, что вполне нормально. Для удобства измерений и настройки я использовал штырьковые разъемы с плат материнских ПК. Джамперы или как называются не знаю точно

Далее собираю транзисторный каскад, шунтирующие кондеры и резистор ну и делители для управления током и напряжением. Пробно включаю питание, на делителях напряжение должно быть максимально приближенно к расчетным, а на выходе схемы должны быть одни нули. Если все так двигаю дальше

Дальше можно впаивать оставшуюся обвязку и саму микросхему. Запускаю схему и проверяю еще раз напряжение на опорном, все стабильно 12.1В.

Проверяю положение переменников, выставляем на максимум напряжение и проверяю

Получилось 14.7В,что почти соответствует расчетному.Но для меня это опять же не принципиально, для 12В АКБ напряжение заряда 14.4В

Покрутил ручки, посмотрел выход от 0 до 14В, можно под нагрузкой проверить. Выставляю 14В, ток на минимум подключаю лампу накаливания дальний свет с авто(75Вт вроде). Напряжение просело неизвестно на сколько, так и должно быть. Сейчас схема в режиме стабилизации тока. Плавно наваливаю ток пока напряжение не поднимется до установленного максимума, но этого не произошло потому что лампа мощнее, и при токе в 4А напряжение на ней 13,5В. А это 54Вт

В принципе все работает. Можно запаивать усилитель для амперметра и индикатор потребления
Провожу тест на продолжительность работы. Ток на максимум, напряжение 14В. Включаю на час лампу.

Амперметр врет на 100мА, но это опять же не страшно. Подобрать резистор и проблема исчезнет

Фото работы индикатора под нагрузкой и в режиме ожидания

Тест прошел удачно, схема жива. Силовой транзистор терпимо горяч, диодный мост теплый. Все детали на плате норм температуры. Можно и в корпус собирать.

В качестве корпуса использовал корпус от блока питания компьютера.

Радиатор для силовика прикручиваю на кусочек текстолита, так как корпус транзистора это коллектор. Что бы не было искр ненужных, хотя блок питания отлично держит КЗ.

На диодный мост так же через термопасту цепляю небольшей радиатор, снятый с “мамки” с южного моста.

И “запихиваю” все добро в корпус

Крепил все на винты и гайки. Стойки сделал из сломанного щупа от мультиметра. Напилил его ножом строительным
В статье самодельный щуп для мультиметра писал про этот щуп. Но он пригодился в итоге)

На лицевую сторону вынес ручки потенциометра, закрепил контактную площадку снятую со старого моего усилка. Осталось закрутить переключатель для вольтметра и амперметра и собственно сам вольтметр нужно еще купить, а пока и так сойдет для полевых испытаний.

Ну и на последок тесты с зарядкой. Тесты уже 4 дня, схема почти круглосуточно в работе пока полет нормальный.

P.S. Во время наладки схемы обнаружился неприятный момент, что примерно в диапазоне 40-60% ручки потенциометра тока, появляется небольшой звон на силовом транзисторе. Причиной звона являются цепи в отрицательной обратной связи ОУ, которые переводят его работу в ПИ-регулятор. Как мне это объяснил Starichok с форума RadioKot.Ru.
Формулы расчета для этой цепи нет, ее надо подобрать экспериментально. Но как я понимаю эти выбросы надо смотреть осциллографом, которого у меня нет. Поэтому я перебрал емкости что бы добиться минимального звона, 47нф в стабилизаторе напряжения и 470нф в стабилизаторе тока. Оставлю так, пока не куплю осцил. А Потом все настроится как часики. Уже на перед продумал вместо резисторов поставить переменики и настраивать, настраивать и настраивать
Кстати есть еще идеи о улучшении этого блока, но это в другой раз.

Обновление . После написания этой статьи была создана тема на форуме Радиокота. Ребятки опять же сказали, что проблема именно в этих цепях в обратной связи оу. После поисков информации в интернете я нашел очень похожую схему на мою, а потом оказалось, что эта схема давно себя хорошо зарекомендовала.
После изменения цепей на номиналы из найденой схемы, моя схема заработала как положено, звон транзистора исчез. Схема стала работать намного быстрей, что и мультислим подтвердил.
Значит я на правильном пути и можно дальше улучшать схему. Кстати схема может быть использована как лабораторный блок питания.

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

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.
Удачи. С ув. Admin-чек

Вы все купили для нового проекта? Пора закупиться, пока подешевело

Читайте также:  Ионофон - поющая дуга
Ссылка на основную публикацию