Зарядное устройство для аккумулятора автомобиля: как сделать своими руками, варианты, схемы, правила

Простое зарядное устройство для АКБ на основе тиристора

По сути, речь идёт о тиристорном регуляторе. В прилагаемой схеме нет блока защиты, контрольного модуля и иных наворотов. Простота и минимальное количество деталей обусловили популярность этой несложной конструкции.

Возникает вопрос: не проще ли приобрести готовое устройство на тиристорах в магазине? Вроде бы, так и нужно поступить. Но у заводских недорогих ЗУ есть некоторые проблемы. Например, ток настраивается солидным переключателем, элементарно убавляющим либо прибавляющим витки в обмотке II трансформатора. Благодаря этому ток возрастает или падает. Получается грубо, ступенчато. А более качественное ЗУ стоит достаточно дорого. Поэтому имеет смысл сделать простое зарядное устройство своими руками. Плюсы:

• доступность электронных компонентов и невысокая их стоимость;
• лёгкость в поиске требуемой схемы (через интернет);
• плавность регулировки тока зарядки (диапазон 1010 ампер);
• использование импульсного тока, продлевающего эксплуатационный срок аккумулятора;
• простая наладка;
• стабильное функционирование.

Принцип работы схемы и подбор деталей

Перед вами фазоимпульсный регулятор, где главными элементами являются тиристоры. Под текстом – доступная схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Электронные компоненты зарядного устройства для автомобиля, которое вы хотите собрать своими руками, с учётом обозначения:

• С1 – от 047 до 1 мкФ на 63 В;
• R1 сопротивлением 6,8 кОм (Р = 0,25 Вт);
• R2 на 300 Ом;
• R3 на 3,3 кОм;
• R4: 110 Ом;
• R5: 15 кОм;
• R6: 50 Ом;
• R7 на 150 Ом мощностью 2 Вт;
• VD1 – диод импульсного типа, обратное напряжение от 50 В;
• VS1 – тиристор Т-160, 250 или КУ202;
• транзисторы с прямым переходом КТ315 или им подобные (КТ3107 и т. д.);
• транзисторы с обратным переходом КТ361, КТ 3102 и т. п.;
• FU1: предохранитель на 10 А (подойдёт деталь на 15–20 А, с запасом).

На тиристор воздействуют компоненты VT1 и VT2. Затем в работу вступает диод, защищающий цепь от скачков напряжения, возникающих на VS1. R5 в самодельном зарядном устройстве для аккумулятора «вычисляет» I = 1/10 ёмкости. При 60 А/ч используется зарядка в 6 А. Чтобы знать точно, на контактах, ведущим к заряжаемому изделию, желательно вставить амперметр. Это позволит держать контроль над процессом.

Теперь о питании. Схема самодельного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора подразумевает применение трансформатора, выдающего от 18 до 22 В. При большем значении сопротивление R7 увеличьте до 200 Ом. Не забудьте элементы моста на диодах закрепить на охлаждающих алюминиевых радиаторах (применяйте специальную пасту). Стоит отметить: использование диодов старого образца типа Д242 подразумевает их установку на радиатор через изолирующие прокладки-шайбы. Номинал предохранителя должен соответствовать применяемому току. Если это до 6 А, то для FU1 вполне достаточно 6,3 А. Ниже – схема для зарядных устройств для автомобильного аккумулятора (обратная сторона печатной платы):

Помимо предохранителя, существуют электронные способы гарантии от замыкания и перепутывания полюсов, что ведёт к выходу из строя ЗУ. Например, у вас имеется изделие, где уже невозможно различить «плюс», «минус». Тогда поможет специальная схема, сигнализирующая о неправильном подключении клемм. Её нужно включать последовательно между АКБ и ЗУ:

Используемые детали:

• R1 и R2 – резисторы сопротивлением по 510 Ом;
• VD1 и МВ2 – диоды (например, 1N4148 или ему подобные);
• VD3 и МВ4 (можно не устанавливать);
• реле любое на 12 В и 15 А (можно вытащить из отслужившего своё UPS);
• светодиоды любые.

Схема работает просто. При соблюдении полярности заряд, ещё имеющийся в батарее, замкнёт контакты реле, процесс начнётся, что подтвердит загоревшийся зелёный светодиод. Если же контакты перепутаны, зажжётся красный сигнализатор. Ниже – печатная плата устройства, защищающего от несоблюдения полярности при зарядке:

Как работает АКБ

Свинцовые АКБ заряжают током, равным току их 10-часового разряда: 6 А для АКБ на 60 А/ч, 9 А для 90 А/ч, 12 А для 120 А/ч. Больший ток вызовет перегрев и, возможно, вскипание электролита, отчего ресурс батареи резко снижается вплоть до полной негодности. Меньший зарядный ток ресурс АКБ практически не увеличивает, но удлиняет время заряда.

Зарядный ток в АКБ течет обратно рабочему. Важнейшее условие при этом – напряжение на АКБ не должно превысить 2,7 В на банку (8,1 В для 6 В АКБ, 16,2 В для 12 В АКБ, 27 В для 24 В АКБ), иначе начнется химическое разложение электролита, пластин, и АКБ закипит даже при небольшом зарядном токе. Чтобы полностью исключить закипание, допустимое напряжение заряда ограничивают 2,6 В на банку (7,8 В, 15,6 В, 26 В соотв.); при этом недозаряд по энергии составит менее 5% и усиления сульфатации не будет.

Если отключить полностью заряженную АКБ от ЗУ, дать ей остыть и померить напряжение без нагрузки, увидим 2,4 В на банку (6,8 В, 14,4 В, 24 В). В работе при разряде напряжение АКБ плавно падает до 1,8 В на банку (5,4 В, 10,8 В, 21,6 В), после чего батарея считается полностью разряженной. На самом деле в ней остается ок. 25% «закачанной» при заряде энергии, и способы «высосать» ее в экстренной ситуации до последнего эрга есть, но АКБ после этого придется сдать на утилизацию. Выбрасывать нельзя, там свинец.

Температурная зависимость напряжения полностью заряженной АКБ существенна. Если дать заряд на АКБ, еще не остывшую от экстратока разряда (стартер в момент пуска берет до 600 А, а крутящий до 75 А), то напряжение на ней может резко прыгнуть, т.к. отклик свинцового аккумулятора током потребления на скачок приложенного напряжения сильно, по меркам электроники, затянут, до десятков мс. Получим саморазогрев и вскипание электролита на борту. Поэтому в бортсети машины напряжение на АКБ ограничивают 2,35 В на банку (7,05 В, 14,1 В, 23,5 В), что и вызывает хронический недозаряд.

При заряде от внешнего ЗУ напряжение на АКБ ограничивают величиной 2,4 В на банку (6,8 В, 14,4 В, 24 В), т.к. «наливать энергии по горлышко», до 2,6 В на банку, рискованно – АКБ при заряде греется и может уйти в саморазогрев. Полностью АКБ дозаряжают и предохраняют от саморазряда т. наз. током содержания, равным 0,5-1 тока 100-часового разряда (0,3-0,6 А, 0,45-0,9 А и 0,6-1,2 А для АКБ на 60 А/ч, 90 А/ч и 120 А/ч соотв.); напряжение на батарее при этом не должно превысить 2,6 В на банку. Практически для этого в ЗУ ставят защиту от перенапряжения на 15,6 В для 12 В АКБ, 7,8 В и 26 В для 6 В и 24 В АКБ. Если она сработала, АКБ приняла энергии, сколько может, и дальше ее заряжать нельзя.

Требования к самодельным зарядным устройствам

Чтобы зарядка автоматически могла восстановить АКБ автомобиля, к ней предъявляются жесткие требования:

Любое простое современное ЗУ должно быть автономным. Благодаря этому за работой оборудования не придется следить, в частности, если оно функционирует ночью. Устройство будет самостоятельно контролировать рабочие параметры напряжения и тока заряда. Этот режим называется автоматом.
Зарядное оборудование должно самостоятельно обеспечивать стабильный уровень напряжения 14,4 вольта. Этот параметр необходим для восстановления любых батарей, работающих в 12-вольтной сети.
Зарядное оборудование должно обеспечить необратимое выключение батареи от прибора при двух условиях. В частности если ток заряда или напряжение увеличится более, чем на 15,6 вольт. Оборудование должно иметь функцию самоблокировки. Пользователю, чтобы сбросить рабочие параметры, придется отключить и активировать прибор.
Оборудование обязательно должно быть защищено от переплюсовки, иначе АКБ может выйти из строя. Если потребитель спутает полярность и неверно подключит минусовой и плюсовой контакт, произойдет замыкание

Важно, чтобы зарядное оборудование обеспечивало защиту. Схема дополняется предохранительным устройством.
Для подключения ЗУ к аккумуляторной батарее потребуется два провода, каждый из которых должно иметь сечение 1 мм2

На один конец каждого проводника требуется установить зажим типа крокодил. С другой стороны устанавливаются разрезные наконечники. Положительный контакт должен быть выполнен в красной оболочке, а отрицательный — в синей. Для бытовой сети используется универсальный кабель, оснащенный вилкой.

Если аппарат полностью сделать своими руками, несоблюдение требований навредит не только зарядному прибору, но и аккумулятору.

Владимир Кальченко подробно рассказал о переделке ЗУ и об использовании подходящих для этой цели проводов.

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Требования к зарядке

Исходя из эксплуатационных условий индивидуального автомобильного транспорта и перечисленных условий режима заряда АКБ, требования к ЗУ для автоаккумулятора вырисовываются такие:

• Рукодельное ЗУ для автоаккумулятора должно быть независимым, не требующим присмотра и контроля тока/напряжения заряда, т.к. АКБ будет ставиться на заряд в основном на ночь;
• ПИ ЗУ должен гарантировать постоянное напряжение 14,4 В, допускается, на случай, когда на УЗ есть падение напряжения, 15,6 В;
• УЗ должно гарантировать необратимое выключение АКБ от ЗУ как при превышении тока заряда, так и при повышении напряжения на АКБ более 15,6 В. Необратимое значит, что УЗ должно быть самоблокирующимся, т.е. для сброса его в исходное состояние надо будет выключить и опять включить ИП;
• Также УЗ должно гарантировать защиту от переполюсовки, т.е. неправильного, в обратной полярности, подсоединения АКБ. При воплощении условий по п. 3 защита от переполюсовки обеспечивается автоматично.

О переполюсовке

На случай переполюсовки АКБ возможны 2 случая: АКБ в рабочем состоянии недозаряжена либо глубоко разряжена и/или «прибыльная», истощенная, в большей мере выработавшая ресурс, либо же на заряд неверно подсоединяют полноценно заряженную батарею. В первом варианте (в рабочем состоянии недозаряжена) ток заряда становится больше сверх номинального. В другом перед этим ненадолго «прыгнет» напряжение АКБ сверх заданного ИП, а после сразу «шарахнет» экстраток и АКБ вскипит. В последней ситуации, дабы выручить АКБ от неисправимой порчи, ее необходимо успеть выключить по перенапряжению.

Нюансы регулировки напряжения на блоке ATX с ШИМ TL494

Главная задача переделки – добиться U = 14,4 В для успешной зарядки изделия. Алгоритм действий:

1. Провода, присоединённые к плате, отпаяйте. Но зелёный оставьте и припаяйте к «минусу» (это токоведущие площадки, ранее бывшие с проводками тёмного цвета). Такая операция позволит запустить блок.
2. Возьмите любые провода, припаяйте к той же «массе» и шине +12 В.
3. Далее придётся работать с ШИМ, конкретно – микросхемой TL494 или её аналогом. Необходимо разыскать 1-й контакт детали (нижний левый).
4. Переверните плату и просмотрите дорожку, идущую от ножки микросхемы. Вы увидите, что 1-й контакт соединён с тремя резисторами. Нас интересует сопротивление, соединённое с плюсовыми выводами блока. На фото ниже он выделен красным:

Выпаяйте резистор из платы и определите тестером его сопротивление. Например, это 38 кОм (для каждого компьютерного БП цифра своя). Припаяйте пару проводов, как это показано ниже:

Найдите переменное сопротивление с таким же номиналом и припаяйте к этим двум проводкам. Включите БП в сеть и, поворачивая движок компонента, добейтесь напряжения 14,5 В.

Далее нужно выпаять переменное сопротивление и замерить его тестером. Подберите соответствующую деталь – постоянное сопротивление. Можно использовать пару компонентов, спаяв их последовательно. Протестируйте работу устройства. Для удобства стоит привернуть подходящую ручку для переноски и установить амперметр. Но об этом – далее.

Из чего должен состоять прибор?

Основными элементами любого заряжающего устройства являются:

1. Преобразователь сетевого напряжения 220 В – катушка либо трансформатор. Его задача – обеспечить напряжение, приемлемое для подзарядки батареи, составляющее 12-15 В.
2. Выпрямитель. Он превращает переменный ток бытовой электросети в постоянный, необходимый для восстановления заряда аккумулятора.
3. Выключатель и предохранитель.
4. Провода с клеммами.

Заводские аппараты дополнительно оснащаются приборами для измерения напряжения и тока, защитными элементами и таймерами. Самодельное зарядное устройство тоже можно усовершенствовать до уровня заводского при условии, что вы владеете познаниями в электротехнике. Если вам знакомы только азы, то в домашних условиях сможете собрать следующие примитивные конструкции:

• зарядку из адаптера для ноутбука;
• зарядник из деталей от старой бытовой техники.

Подзарядка с помощью адаптера для ноутбука

В устройствах для питания ноутбуков уже встроен преобразователь и выпрямитель. Вдобавок там есть элементы стабилизации и сглаживания выходного напряжения. Чтобы использовать их в качестве заряжающего прибора, следует проверить величину этого напряжения. Она должна составлять не менее 12 В, иначе автомобильный аккумулятор на зарядится.

Для проверки необходимо вставить вилку адаптера в розетку и соединить плюсовую клемму вольтметра с контактом, находящимся внутри круглого штекера. Минусовый контакт расположен снаружи. Если вольтметр показал 12 В и более, то подключите адаптер к батарее следующим образом:

1. Возьмите 2 медных провода, зачистите их концы и прикрепите к контактам штекера.
2. «Минусовую» клемму аккумулятора присоедините к проводу от наружного контакта адаптера.
3. Провод от внутреннего контакта подключите к «плюсовой» клемме.
4. В разрыв «плюсового» провода поставьте маломощную автомобильную лампочку на 12 В, она послужит балластным сопротивлением.
5. Откройте крышку батареи либо отвинтите пробки и включите адаптер в сеть.

Такая зарядка для аккумулятора автомобиля не способна восстановить полностью «севший» источник питания. Но если заряд был утрачен частично, то за несколько часов батарею удастся подзарядить, чтобы завести двигатель.

Негативный момент: если внутри батареи замкнули «банки», то маломощный адаптер может быстро выйти из строя, а вы останетесь без машины и ноутбука. Поэтому стоит внимательно наблюдать за процессом первые полчаса и при перегреве немедленно отключить зарядку.

Сборка ЗУ из старых радиодеталей

Вариант с адаптерами не годится для постоянного применения, поскольку есть риск испортить приспособление, притом, что скорость зарядки довольно низкая. Более мощный и надежный зарядник получится из деталей старых телевизоров и ламповых радиоприемников, хотя для его изготовления придется потрудиться. Для сборки схемы понадобится:

• силовой трансформатор, понижающий напряжение до 12—15 В;
• диоды серий Д214…Д243 – 4 шт.;
• конденсатор электролитический номиналом 1000 мкФ, рассчитанный на 25 В;
• старый тумблер (220 В, 6 А) и гнездо для предохранителя на 1 А;
• провода с разъемами типа «крокодил»;
• подходящий металлический корпус.

Первым делом необходимо проверить напряжение на выходе трансформатора, подключив первичную (силовую) обмотку к электросети и снимая показания с концов других обмоток (их бывает несколько). Выбрав контакты с подходящим напряжением, остальные откусите либо заизолируйте.

Самодельное зарядное устройство для аккумулятора собирайте в таком порядке:

1. Установите трансформатор в металлический корпус, туда же поместите 4 диода, прикрученных гайками к листу гетинакса либо текстолита.
2. К силовой обмотке трансформатора через выключатель и предохранитель подключите сетевой кабель.
3. Спаяйте диодный мост по схеме и присоедините его проводами ко вторичной обмотке трансформатора.
4. На выходе диодного моста поставьте конденсатор, соблюдая полярность.
5. Подключите зарядные провода с «крокодилами».

Для контроля напряжения и тока желательно установить в ЗУ показывающий амперметр и вольтметр. Первый включается в цепь последовательно, второй – параллельно. Впоследствии вы сможете усовершенствовать аппарат, добавив ручной регулятор напряжения, контрольную лампу и реле безопасности.

Скорость зарядки аккумулятора самодельным аппаратом зависит от мощности трансформатора, но она будет намного выше, чем при подзарядке адаптером. Недостаток устройства, сделанного своими руками, заключается в отсутствии автоматики, отчего процесс придется контролировать, чтобы не выкипел электролит и батарея не перегрелась.

О тиристорном выпрямлении

Область применения управляемых тиристорных выпрямителей ограничена из-за создаваемых ими больших коммутационных помех на выпрямленном напряжении. Но в ЗУ эти помехи не помеха, АКБ погасит. Зато по прочим свойствам тиристорные выпрямители для заряда АКБ не просто подходят, но подходят идеально.

Дело в том, что после тиристорного выпрямления без сглаживания зарядный ток на АКБ подается короткими импульсами с обрезанным фронтом увеличенной (но не чрезмерно) амплитуды. Как следствие, зарядка для авто аккумулятора с тиристорным выпрямителем дает десульфатирующий эффект без каких-либо дополнительных премудростей

И, что тоже важно, вероятность ухода АКБ в саморазогрев при заряде от тиристорного ЗУ на порядок меньше: ненужная электрохимия успевает рассосаться в промежутках между импульсами. Еще плюс такой же, как у диодов Шоттки: радиатор для пары тиристоров нужен той же площади, что для сборки Шоттки

Простоты ради тиристорные ЗУ часто строят по схеме однополупериодного выпрямления, см. рис.:

Тиристорные зарядные устройства для автоаккумуляторов с однополупериодным выпрямлением

Нижняя схема самая дешевая, т.к. для управления силовым тиристором вместо маломощного тиристора используется его аналог на транзисторах, он вдвое-втрое дешевле. Схема справа вверху самая дорогая из-за совсем недешевого промышленного тиристора Т122-25, к которому нужен еще и антишумовой фильтр C1T1C2. В остальном эти ЗУ равноценны.

Недостаток у однополупериодных тиристорных ЗУ один, но фатальный – то самое однополупериодное выпрямление. Половина первичных полуволн тока пропадает. Чтобы не затягивать заряд вдвое, приходится соотв. увеличивать амплитуду зарядного импульса. Она выходит за допустимые пределы, и преимущества тиристорного выпрямления сводятся на нет. Наоборот, однополупериодное тиристорное ЗУ опаснее для АКБ, чем диодное.

Схемы ЗУ для автоаккумуляторов с двухполупериодным тиристорным выпрямлением сохраняют все его достоинства и лишены указанного выше недостатка. Но подход к построению тиристорного выпрямителя нужен соответственный. Напр., схема слева на рис. – типично любительская. Выпрямитель сделан аналогично диодному мосту, что вдвое увеличивает падение напряжения на нем и требует пары совсем ненужных довольно дорогих компонент. Коммутационные помехи от такого ЗУ сильные, и нужно мотать нетиповой трансформатор.

Схемы тиристорных зарядных устройств для автоаккумуляторов с двухполупериодным выпрямлением

Близка к оптимальной для тиристорных схема известной автозарядки Amperus, справа на рис. Ее авторы позаботились и о хорошей антишумовой развязке цепей управления, что позволяет использовать Amperus в квартире. Единственный небольшой недостаток – ток и напряжение заряда взаимозависимы, т.к. выставляются совместно резистором на 1 кОм. Поэтому использовать Amperus желательно с УЗ (см. выше).

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.

  Старые трансформаторы используют в обмотках алюминиевый провод в отличие от медного он сильнее нагревается. Поэтому возникает необходимость борьбы с перегревом таких трансформаторов. Кулер от неисправного источника питания компьютера поможет решить проблему:

• Выпрямитель. Для диодного моста следует использовать достаточно мощные диоды, работающие на токе около 10 А. Такими параметрами обладают электронные элементы типа Д246. Возможно найти и другие подобные варианты. Наличие меток с указанием полярности диодов облегчает сборку моста.
• При работе мощные диоды выделяют большое количество тепла. Монтировать диодный мостик рекомендуется на радиаторе охлаждения, например, имеющихся в старых запасных частях от системного блока компьютера. В случае невозможности найти промышленный радиатор охлаждения можно воспользоваться алюминиевым профилем, как показано на изображении:
• Для подключения зарядника к бытовой сети необходима сетевая вилка.
• Монтаж лучше производить на текстолитовой пластине, подходящей по габаритам.
• Необходим кусок нихромовой проволоки.
• Амперметр, вольтметр.
• Диэлектрическая бумага, изолента.
• Кроме слесарного, основным рабочим инструментом будет паяльник с материалами необходимыми в технологии пайки.

Порядок выполнения работ

1. 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.
2. На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.
3. 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.
4. Все соединения необходимо заизолировать изолентой. Готовое устройство для обеспечения электробезопасности следует поместить в подходящий корпус.
5. Амперметр будет отслеживать процесс зарядки. Когда показания силы тока на нем будут в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор зарядился.
6. Контролировать зарядку можно и с помощью вольтметра, однако при подключенном зарядном устройстве его показания будут немного выше.

Полезный совет

При использовании устройств без автоматического контроля заряда АКБ можно применить простейшее сетевое, суточное реле китайского производства. Это избавит от необходимости следить за временем отключения блока от сети.

Стоимость такого прибора около 200 рублей. Зная примерное время зарядки своего аккумулятора, можно выставить нужное время отключения. Это гарантирует своевременное прекращение подачи электричества. Можно отвлечься на дела и забыть о АКБ, что может привести к закипанию, разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя. Новый аккумулятор будет стоить гораздо дороже

Классификация пуско-зарядных устройств

Несмотря на похожие функции по запуску ДВС, ПЗУ бывают нескольких видов по исполнению и механизму.

Виды ПЗУ:

• трансформаторные;
• аккумуляторные;
• конденсаторные;
• импульсные.

Существуют также и заводские модели, среди которых нужно выбрать ПЗУ, запускающиеся без аккумулятора и работающего стабильно даже при сильном морозе.

На выходе каждого из них получается ток определённого значения и напряжение (U) 12 или 24 В (зависит от модели устройства).

Наиболее популярны трансформаторные ПЗУ, благодаря своей надёжности и ремонтоспособности. Однако и среди других видов есть достойные модели.

Трансформаторный тип

Принцип работы трансформаторных ПЗУ очень прост. Трансформатор преобразует сетевое U в пониженное переменное, которое выпрямляется диодным мостом. После диодного моста постоянный ток с пульсирующими амплитудными составляющими сглаживается конденсаторным фильтром. После фильтра происходит увеличение номинала тока при помощи различного рода усилителей, выполненных на транзисторах, тиристорах и других элементах. Основными преимуществами ПЗУ трансформаторного типа являются следующие:

• надёжность;
• высокая мощность;
• запуск авто в случае, если аккумулятор является «мёртвым»;
• простое устройство;
• регулирование значений U и силы тока (I).

Недостатками являются его габариты и вес. Если нет возможности купить, то нужно собрать пуско-зарядное устройство для автомобиля своими руками. Трансформаторный тип имеет достаточно простое устройство (схема 1).

Схема 1 — Самодельное пусковое устройство для автомобиля.

Для изготовления пуско-зарядного устройства своими руками, схема которого включает в себя трансформатор и выпрямитель, нужно найти радиодетали или приобрести в специализированном магазине. Основные требования к трансформатору:

• мощность (P): 1,3−1,6 кВт;
• U = 12−24 В (зависит от транспортного средства);
• ток II обмотки: 100−200 А (стартер при вращении коленвала потребляет около 100 А);
• площадь (S) магнитопровода: 37 кв. см;
• диаметры провода I и II обмоток: 2 и 10 кв. мм;
• количество витков II обмотки подбирается при расчете.

Диоды подбираются согласно справочной литературе. Они должны быть рассчитаны на большой I и обратное U > 50 В (Д161-Д250).

Если нет возможности найти мощный трансформатор, то схему простого пуско-зарядного автомобильного устройства придется усложнить добавлением каскада усилителя на тиристоре и транзисторах (схема 2).

Схема 2 — Пуско-зарядное своими руками с усилителем мощности.

Принцип работы ПЗУ с усилителем достаточно прост. Его нужно подсоединить к клеммам аккумулятора. Если заряд АКБ нормальный, то U не поступает с ПЗУ. Однако если АКБ разряжен, то открывается переход тиристора и электрооборудование питается от ПЗУ. Если U увеличивается до 12/24 В, то тиристоры закрываются (устройство отключается). Существует два вида тиристорных трансформаторных ПЗУ:

• двуполупериодная;
• мостовая.

При двуполупериодной схеме изготовления нужно выбирать тиристор около 80 А, а при мостовой от 160 и выше. Диоды нужно выбирать с учётом тока от 100 до 200 А. Транзистор КТ3107 возможно заменить на КТ361 или другой аналог с такими же характеристиками (можно и мощнее). Резисторы, находящиеся в управляющей цепи тиристора, должны быть мощностью не менее 1 Вт.

Бустеры и конденсаторные

ПЗУ аккумуляторного типа называются бустерами и представляют переносные АКБ, работающие по принципу блока переносного зарядного устройства. Они бывают бытовыми и профессиональными. Основное отличие в количестве встроенных элементов питания. Бытовые имеют ёмкость, достаточную для запуска авто с севшим аккумулятором. Им можно запитать только одну единицу техники. Профессиональные обладают большой ёмкостью и служат для запуска не одного авто, а нескольких.

Конденсаторные имеют очень сложную схему исполнения, и, следовательно, их невыгодно делать самостоятельно. Основная часть схемы является конденсаторным блоком. Стоят такие модели дорого, но являются портативным ПЗУ, способными запустить стартер даже со «сдохшим» аккумулятором. Частое использование приводит к очень быстрому износу аккумулятора, если он новый. Наибольшую популярность среди всех моделей получили Berkut (рисунок 1) с пусковыми токами 300, 360, 820 А. Принцип работы устройства заключается в быстрой разрядке конденсаторного блока и этого времени хватает для запуска ДВС.

Если сравнивать аккумуляторное и конденсаторное ПЗУ, то нужно учитывать особенности использования в конкретной ситуации. Например, при поездках по городу подойдёт аккумуляторный тип. В том случае, если происходят дальние поездки, то следует выбирать автономный тип ПЗУ, а именно конденсаторный.

Достоинства и недостатки различных способов

• 1а и 2а обеспечивают 100% заряд за минимальное время.
• 1б и 2б рекомендуется проводить при отсутствии данных о батарее, но это самый длительный способ.
• алгоритм третьего способа заложен в большинство автоматизированных «зарядок» и тоже обеспечивает 100% заряд за короткое время.

Общие недостатки – если ЗУ не обладает возможностью автоматически контролировать заданные параметры, то для предотвращения перезаряда требуется постоянный контроль оператора.

Нужно учитывать, что при превышении длительности заряда начинается электролиз воды с образованием газообразного водорода и кислорода. При этом количество воды в электролите уменьшается безвозвратно, и, со временем, ее придется доливать.

Наличие водорода в воздухе при возникновении случайной искры может привести к взрыву, сопровождаемого разрушением аккумулятора и выбросом электролита в окружающую среду. Попадание кислоты на поверхностные ткани человека может привести к химическим ожогам.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В,  берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.