Простое зарядное устройство: схемы, варианты и порядок изготовления

В настоящее время нет никакого смысла заниматься изготовлением по схеме простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Во многих магазинах продаются уже готовые варианты с приемлемыми ценами. Однако все же приятнее что-то сделать своими руками. К тому же можно использовать подручные средства, а итоговая стоимость покажется мизерной.

В то же время стоит отметить, что схемы в отсутствие точной регулировки по току и напряжению на выходе, которые не обладают отсечкой тока по завершении заряда, актуальны лишь в отношении свинцово-кислотных АКБ. Применение самодельных устройств к AGM-батареям или гелевым аккумуляторам, как правило, заканчивается их повреждением.

Самая простая схема

Самая простая схема сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора включает трансформаторы. И что самое интересное, она собирается из доступных комплектующих. А ведь профессиональные заводские аналоги сконструированы подобным же образом. И, несмотря на всю примитивность самодельного устройства, оно в достаточной степени работоспособно.

К тому же у такой зарядки довольно высокий КПД, а в период эксплуатации она не способна выделять тепло. Ко всему прочему устройство отличается стабильным током, причем вне зависимости от заряда и колебаний подачи. Вдобавок имеется защита от короткого замыкания.

Необходима оснастка

Чтобы собрать по простой схеме зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, понадобится трансформатор TH61-22 с последовательным соединением обмоток. Его КПД не ниже 0,8, а сила тока не превышает 6 А. Вторичная обмотка трансформатора должна выдавать напряжение не более 20 Вольт с силой тока 8 Ампер. Если готовую деталь найти не удалось, то можно воспользоваться любым другим трансформатором, у которого перемотать вторичную обмотку для получения необходимых выходных характеристик тока.

Также понадобятся другие комплектующие:

• Конденсаторы серии МБГЧ, способны работать с переменным напряжением 350 В (не менее).
• Диоды, способные выдерживать токовую нагрузку в 10 А.
• Прибор для изменения напряжения.

Что касается последнего пункта, то в этом случае можно использовать амперметр, способный работать с постоянным током.

Либо воспользоваться электромагнитной головкой наподобие М24.

Поэтапный процесс сборки

Изготовить самодельное зарядное устройство своими руками для АКБ можно согласно следующей инструкции:

• Для начала выбирается схема, которая будет подлежать реализации – в данном случае конденсаторная.
• Теперь следует подобрать корпус подходящих габаритов, где с удобно будет располагаться плата со всеми необходимыми деталями. Можно даже остановить свой выбор на корпусе миллиамперметра.
• Трансформатор крепится на алюминиевую пластину, которая, в свою очередь, закрепляется в корпусе.
• Внутрь корпуса помещается текстолитовая пластинка, на которой размещены конденсаторы, реле и другие детали.
• Теперь на корпусе стоит закрепить регулятор напряжения и выводы для клемм.
• Снаружи ставится массивный радиатор из алюминия для охлаждения силовых диодов. Кроме него нужен предохранитель и вилка для подачи тока.
• Все детали необходимо соединять согласно схеме.
• Провода с закрепленными «крокодилами», которые исходят от зарядного устройства и предназначены для подключения к АКБ, должны быть с сечением не мене 1 мм2.

Большинство самодельных устройств не может похвастать высоким КПД, вплоть до 90%. Но, с другой стороны, они просты, и от этого не менее надежны покупных аналогов. К тому же со своей задачей они справляются.

Если есть желание, то можно воспользоваться более сложной схемой с набором дополнительных опций. Такие зарядники способны работать в разных режимах, включая автоматический. Также они могут обладать защитными системами от перегрева и перезаряда батареи.

Простейшее зарядное устройство на транзисторах

В то же время можно обойтись и вовсе без обмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения, поместив его на выход. Такая схема будет актуальной в условиях гаражного использования, поскольку есть возможность корректировки тока заряда в случае просадок напряжения.

В качестве регулятора здесь выступает составной транзистор КТ814-КТ837, переменный резистор будет регулировать на выходе. В процессе сборки вместо стабилитрона 1N 754A можно использовать советский аналог Д814А.

Подобная схема с электронной регулировкой собирается способом навесного монтажа, где нет необходимости в травлении печатной платы. В то же время стоит учитывать, что полевые транзисторы должны размещаться на радиаторе, который будет ощутимо греться.

По этой причине оптимально взять компьютерный кулер, которым обычно охлаждается процессор. Его вентилятор подключается к выходам зарядника АКБ. Мощность резистора R1 должна быть 5 ВТ, не меньше. Его можно намотать из нихрома или фехраля либо соединить параллельно 10 резисторов по 1 Вт (10 Ом). Резистор можно и вовсе не включать в схему самого простого зарядного устройства, только не следует забывать о том, что его наличие позволяет защитить транзисторы при замыкании проводов.

Выбирая трансформатор, стоит ориентироваться на выходное напряжение – 12,6-16 В. Можно подобрать локальную деталь, у которого соединить две обмотки параллельно. В крайнем случае заняться поисками готового устройства с нужной разностью потенциалов.

Самодельное устройство на тиристоре

Тем домашним мастерам, которые боятся держать в руках паяльник, можно посоветовать собрать зарядное устройство для АКБ, имеющее плавную регулировку тока заряда. При этом такая схема лишена тех недостатков, которые присущи резисторному аналогу.

В данном случае регулятором служит отнюдь не рассеиватель тепла (обычно в этом качестве используется мощный реостат), а электронный ключ на тиристоре. При этом вся нагрузка воспринимается этим полупроводниковым элементом. И поскольку простая схема зарядного устройства на тиристоре рассчитана на силу тока, равную 10 А, то таким прибором можно восполнить энергию аккумулятора емкостью до 90 А/ч. А посредством регулировки резистором R5 степени открытия перехода на транзисторе VT1 обеспечивается плавное и очень точное управление тринистором VS1.

Несмотря на простоту схемы, она надежна, ее легко собрать и настроить. В то же время существует одно важное условие для обеспечения правильной работы самодельного прибора подобного типа. Речь идет о мощности трансформатора, которая должна быть с троекратным запасом по току заряда. Иными словами при верхнем пределе в 10 А параметр должен равняться не менее 450-500 Вт.

Стоит заметить, что полученная конструкция будет отличаться своей массивностью. Однако в качестве стационарного зарядного устройства автомобильного аккумулятора такая схема вполне приемлема.

Простая схема импульсного зарядного устройства

Если нет желания заниматься поисками трансформатора или его переделкой, то можно обратить внимание на другой вариант. Если в хозяйстве завалялось ненужное зарядное устройство для ноутбука, выбрасывать его явно не следует, поскольку это неплохой вариант для создания импульсного блока питания для АКБ.

Так как напряжение на выходе не должно превышать 14,1-14,3 В, то любой готовый блок для такого не годится. Тем не менее можно заняться его переделкой.

Как правило, в таких устройствах поддерживание стабилизирующего питания осуществляется цепью, куда включены следующие элементы:

• микросхема TL431;
• управляющая оптопара.

Стоит только выходному напряжению превысить допустимые пределы (это задается резисторами), микросхема зажигает светодиод оптопары. Тем самым шим-контроллер получает сигнал о необходимости снижения скважности импульсов, которые подаются на трансформатор.

На первый взгляд все кажется сложным, и толком непонятно, как сделать простое зарядное устройство. В то же время изготовление такого прибора по силам каждому домашнему мастеру с личным автомобилем.

Пересборка импульсного блока питания

Для начала стоит вскрыть корпус, после чего следует отыскать ту самую микросхему TL431. Теперь нужно обратить внимание на ее выходной контакт, возле которого находятся два резистора (на схемах они обычно помечены R12 и R13), связанные ножкой REF.

Оптимально вести настройку верхнего плеча делителя. Путем снижения сопротивления уменьшается и напряжение на выходе из зарядного устройства. Если же параметр увеличивать, то и разность потенциалов тоже будет расти. Если блок питания рассчитан на 12 В, то понадобится резистор с большим сопротивлением, а при 19 В – с меньшим.

Теперь из простой схемы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора следует выпаять выбранный резистор (R13) и вместо него поместить подстроечный элемент, который предварительно настроен на то же сопротивление. После этого необходимо на выход зарядника дать нагрузку (к примеру, подключить лампочку от фары). Включить в сеть и плавно вращать движок «подстроечника» и одновременно контролировать напряжение.

Как только будут достигнуты нужные пределы (14,1-14,3 В), блок питания отключается от сети, а движок «подстроечника» фиксируется в принятом положении. Для этого хорошо подходит лак для ногтей. Теперь остается собрать корпус в обратном порядке. В результате это занимает не так много времени, чем чтение всей этой инструкции.

Ненужный блок стационарного компьютера

В этом случае «изготовление» зарядного устройства для АКБ отличается сложностью. Однако такой вариант сборки зарядного устройства своими руками не требует глубоких познаний в электронике. К тому же основа уже имеется – старый ненужный блок питания от стационарного компьютера, который еще работоспособен.

Обычно они дают напряжение на выходе +5 В и +12 В с силой тока порядка 2 А. Этих параметров вполне достаточно для сборки маломощного устройства, которое будет верой и правдой служить хозяину транспортного средства долгие годы.

Полная зарядка аккумуляторной батареи потребует определенного количества времени, причем немалого. Главным образом здесь все зависит от емкости АКБ. Однако использование подобного самодельного устройства позволит избежать эффекта десульфатации пластин.

Сборочный процесс

Непосредственно сам сборочный процесс простой схемы зарядного устройства, который будет проводиться в домашних условиях (или в гараже), может выглядеть следующим образом:

Вскрыть корпус и убрать все провода за исключением зеленого. Только предварительно отметить либо запомнить места соединения черного (GND) и желтого (+12 В).

Зеленый провод припаивается к месту, где был черный. Это делается для того, чтобы блок запускался без системной платы ПК. Далее на место пайки черного провода поставить отвод для отрицательного провода АКБ. На то место, где находился желтый провод, припаивается плюсовой контакт зарядки аккумулятора.

Найти микросхему TL 494 (либо ее аналог). При всем многообразии компьютерных блоков питания без этих элементов обойтись нельзя.

От первой ноги микросхемы (обычно левая нижняя) следует отыскать резистор, соединенный с выходом +12 (желтый провод).

Найденный резистор выпаивается, после чего тестером замеряется его параметр. Подобрать переменный резистор, близкий по номиналу, и выставить нужное сопротивление. Теперь можно запаять элемент вместо убранного резистора гибкими проводами.

Запустить блок питания и регулировкой переменного транзистора получить нужное напряжение на выходе – не более 14,3. Здесь главное не переборщить ибо предел составляет 15 В и устройство просто отключается.

Выпаять из схемы простого зарядного устройства переменный резистор, сохранив настройку и замерить полученное сопротивление. Теперь остается подобрать резистор с полученным номиналом (один либо несколько) и запаять в схему.

Проверить блок питания на выдачу необходимого напряжения. После этого остается собрать корпус в обратном порядке. В качестве дополнительной опции можно к выходам («+» и «-») подключить вольтметр, разместив его на корпусе для наглядности.

Полученное устройство в достаточной степени надежно и вполне способно заменить заводские аналоги.

Однако в ходе использования такого прибора следует не забывать о том, что он снабжен защитой от перегрузки, но это не спасает, если не соблюдать полярность. Иными словами, стоит только при подключении зарядного устройства к АКБ перепутать плюс с минусом (что бывает, хоть и нечасто), оно выйдет из строя мгновенно!

Полезная рекомендация

Если простейшая схема зарядного устройства для аккумулятора не снабжена автоматическим контролем заряда АКБ, следует воспользоваться простейшим сетевым суточным реле от китайских производителей. В результате можно не следить за временем отключения блока от электрической сети.

Стоимость такого прибора обычно не превышает 200 рублей. Зная промежуток времени, который требуется на зарядку АКБ, можно, установив необходимое время отключения, спокойно заниматься своими делами.

Необходимость своевременного прекращения подачи электроэнергии обусловлена тем, что если забыть совсем про зарядку АКБ, это грозит серьезными последствиями:

• закипанием электролита;
• разрушением пластин;
• выходом аккумулятора из строя.

А ведь новая батарея стоит заметно дороже, нежели общие вложения в самодельное зарядное устройство!

Правила пользования

Главный недостаток практически любого простого зарядного устройства на 12 вольт для АКБ – это отсутствие возможности отключения прибора после его полной зарядки. Однако как исправить этот нюанс, мы уже рассмотрели, но от этого все равно не легче. Присутствуют и другие особенности, которых нет в ходе применения заводских аналогов.

Один из важных нюансов заключается в том, что процедура проверки ЗУ «на искру» категорически запрещена! Помимо этого, необходимо внимательно следить в ходе подключения зарядника к аккумулятору, чтобы ни в коем случае не перепутать полярность. Иначе это грозит полным выходом из строя ЗУ.

И, что еще самое важное, подключение к клеммам должно осуществляться только в выключенном состоянии.

Техника безопасности

Занимаясь изготовлением самодельной зарядки, не стоит забывать об элементарных правилах техники безопасности:

• Все приборы без исключения должны располагаться на огнеупорной поверхности, включая аккумулятор.
• Первичное использование зарядки следует проводить при полном контроле всех параметров. Необходимо обеспечить контроль над температурой нагрева всех элементов зарядного устройства и АКБ. Следует избегать закипания электролита, напряжение и ток необходимо контролировать тестером. Все это позволит определить продолжительность полной зарядки батареи, что поможет в будущем.

Самостоятельно собрать по простой схеме зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — не проблема. Главное, соблюдать технику безопасности. Ведь приходится иметь дело с опасным напряжением 220 В!