Какой должен быть трансформатор для пускового устройства АКБ
Основные компоненты
Внутри автомобиля вся сеть питается от напряжения в 12В, но при этом заряд АКБ находится от 13 до 15В. По норме ток на выходе составляет 10% от источника. Если уровень понизится, то процесс зарядки не прекратится, но растянется надолго. Поэтому устройство выбирают в зависимости от сети, к которой его подключат, и моделей АКБ.
В зарядном устройстве располагаются следующие элементы:
- Двухобмоточный трансформатор. Подойдет компонент с большим числом обмоток, а также бюджетные импульсивные трансформаторы.
- Соединительные провода. Их подбирают, ориентируясь на величину вторичного напряжения. Вместе с ними берут проводник с изоляцией для намотки.
- Выпрямитель. Его используют, чтобы преобразовать переменное напряжение в постоянное.
- Амперметр и вольтметр. Они необходимы для контроля и проверки получившихся величин.
- Переключатель или переменный резистор. Он необходим для вторичной цепи, если вы планируете использовать устройства для разных аккумуляторов.
- Реле напряжения. Вместе с ним иногда ставят светодиод, чтобы было видно, когда закончилась зарядка.
Для одноразового использования устройства достаточно взять первые 3 компонента. В ином случае потребуются контрольные приборы, чтобы после сборки убедиться, что все соответствует требованиям.
На современной базе
Очень хорошее простое и недорогое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля может быть построено на основе универсального преобразователя DC/DC TC43200; он представляет собой импульсный тиристорный преобразователь напряжения с раздельными независимыми регулировками ограничения по току и величине стабилизированного выходного напряжения, слева на рис. TC43200 можно купить на том же Али Экспресс, а по расходам сравнительно со схемами на россыпи – отдельных дискретных компонентах, и радиаторами к ним, для ЗУ на TC43200 там же можно приобрести универсальный указатель тока/напряжения (в центре) и не требующий радиатора диодный мост на 10 А, напр. KBPC5010. Все вместе выйдет дешевле.
Простое недорогое зарядное устройство для аккумулятора автомобиля на преобразователе напряжения TC43200
Схема ЗУ АКБ на TC43200 дана справа. Входное напряжение – от 18 В; емкость C1 достаточна 220 мкФ. Налаживание предельно простое:
- Включаем ЗУ без нагрузки;
- Регулятором напряжения выставляем 5 В на выходе;
- Замыкаем выход накоротко;
- Регулятором тока выставляем нужный ток заряда, до 10 А;
- Раскорачиваем выход (нагрузка не нужна);
- Регулятором напряжения устанавливаем на нем 14,4 В или 15,6 В для использования со схемой защиты.
Недостатки TC43200 невелики и легко устранимы – радиаторы маловаты, а встроенной аварийной защиты нет. Длительной работы в режиме КЗ TC43200 не выдержит и АКБ от вскипания не спасет. Поэтому ЗУ на TC43200 требуется отдельное защитное устройство наподобие описанного выше.
Советуем изучить Что такое генератор
Виды и параметры устройств
Для запуска авто используют 3 вида приспособлений:
- Пусковые. Конструкция не предусматривает регулировку. Мощность не превышает 1,5 кВт, а напряжение 12В.
- Зарядные. У них есть возможность регулировать ток и напряжение. Мощность не превышает 150 Вт.
- Пуско-зарядные. Созданы для зарядки, имеют самую большую мощность.
Потребляемый стартером ток (при вращении коленвала) составляет от 80 до 100А, а напряжение всего 12В. В мастерских используют приспособления мощностью 2400 Вт, ее получают при умножении этих параметров. Параметры устройств меняются в зависимости от модели авто и его типа.
Самостоятельно сделанный аппарат подключается вместе с АКБ. Домашним приборам достаточность иметь мощность в 1500 Вт, ток – 125А. В магазинах периодически предлагают аппараты с мощностью всего в 700 Вт. На них делают скидки, приманивая покупателей, но к использованию они непригодны.
Пусковое устройство состоит всего из 3 частей: понижающий трансформатор, кабеля с клеммами, диодный мост.
Самодельный трансформатор
Этот компонент является самым проблематичным. Обычно для самодельных устройств используют трансформаторы на 1500 Вт.
Для этого используется любой элемент с сечением провода более 36 мм². Берется готовая первичная обмотка, если она использовалась для напряжения в 220 Вт. Если ее нет, то автомобилист сам делает намотку. Количество витков определяется через специальные сервисы, где вы вбиваете соответствующие параметры. Вторичную намотку убирают и делают ее медной шиной. Сечение зависит от выбранной схемы: с 4 диодами – 20 мм²; 2 диодами и 2 катушками – 10 мм².
Вторичную намотку выполнять сложнее, поскольку там надо вычислить количество витков. Делают это исходя из количества витков на первичной обмотке (Nперв). Значение вычисляют по формуле Nвтор=(Nперв/220)*12. Когда данные неизвестны, то их определяют опытным путем, для этого:
- наматывают вторичную катушку (10 витков);
- измеряют напряжение;
- определяют параметры по формуле Nвтор=(Nврем/Uврем)*12;
- удаляют временную намотку и делают постоянную.
Сборка ЗУ
- Создайте трансформатор и схему.
- Соедините между собой выводы 9 и 9’.
- Соберите из диодов и радиаторов мост на стеклотекстолитовой пластине.
- Подключите выводы 10 и 10’ к этому мосту.
- Поставьте перемычку между 1 и 1’.
- К 2 и 2’ паяльником прикрепите шнур с вилкой.
- Подключите предохранители.
- В разрыв возле моста поставьте нихромовую проволоку, закрепите ее с одной стороны и подключите амперметр.
- Изолируйте соединения с помощью изоленты, поместите аппарат в корпус.
- Поставьте подвижный контакт на конец проволоки, подключите аккумулятор.
Во время зарядки сила тока уменьшится по мере того, как процесс завершится. При каждой процедуре необходимо контролировать напряжение. Его отключают от ЗУ, поскольку показатели всегда выше настоящих значений. Первый раз запуск устройства делают через лампу накаливания. Ее ставят в разрыв нулевого и фазного проводов на первичной обмотке.
Основной недостаток описанной схемы устройства заключается в том, что оно не отключает аккумулятор после достижения соответствующих параметров. Автомобилисту придется следить с вольметром за параметрами.
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.
Советуем изучить Антенна для роутера
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).
Эксплуатация
Стоит помнить, что нельзя проверять самодельное зарядное устройство «на искру». Помимо этого, есть и другие меры предосторожности:
- выкручивайте пробки, чтобы не закипел электролит во время зарядки;
- устройство моментально выйдет из строя, если вы перепутаете плюс и минус местами, следите за этим моментом;
- клеммы подключают только при выключенном положении;
- для работы подходит только тот мультиметр, шкала которого превышает 10А;
- перед использованием аккумулятора необходимо почистить клеммы от кислотных отложений, в качестве профилактик их обрабатывают смазкой.
Самодельное зарядное устройство поможет завести севшую машину, когда нет возможности «прикурить» от другого авто. Вряд ли вам придется им часто пользоваться, но наличие такого аппарата, который еще и самодельный, позволит избежать неприятных ситуаций и связанных с этим последствий.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Чтобы собрать самодельное зарядное устройство нужны хотя бы навыки пайки, не более. Вот несколько схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, которые можно собрать за пару часов.
Простые схемы
Вот 3 схемы простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Возможно, все необходимые комплектующие уже у вас есть или их можно купить за бесценок на барахолке.
С 1 диодом
Перед трансформатором ставится предохранитель на 1 ампер и выключатель для удобства. После трансформатора с одного вывода обмотки ставится диод, а с другого — предохранитель. В разрыв нужно поставить амперметр и вольтметр. Можно купить дешевые китайские тестеры, где только экран и провода. Можно задействовать советские стрелочные.
Схема автоматического зарядного не самая лучшая. Диод срезает нижнюю часть синуса, от чего пульсация получается неравномерной.
С диодным мостом
Для АКБ автомобиля этот вариант подходит лучше. ДМ – это уже полноценный выравниватель напряжения.
Зарядник для автомобильного аккумулятора собирается также, но вместо диода устанавливается мост. От его минуса провод идет на предохранитель после трансформатора.
Диодный мост можно купить или спаять самостоятельно. Для этого понадобится всего 4 диода. Схема выглядит так. Напряжение все еще пульсирующее, что не очень хорошо для аккумуляторов.
С диодным мостом и конденсатором
Вот как выглядит правильное трансформаторное зарядное устройство. Между плюсом и минусом ставится конденсатор на 25-50 вольт и 5000-6000 микрофарад.
Конденсатор принимает напряжение и отдает его, но уже выровненным и без пульсаций.
Схемы с регулировкой
Если хочется, чтобы зарядник для аккумулятора автомобиля, сделанный своими руками правильно работал, необходим регулятор. С этим справится обычный подстроечный (переменный) резистор на 4,7 килоома.
Также в схеме предусмотрено 3 транзистора. Их расположение и номер подписан, поэтому проблем не будет. Достаточно прийти в радиомагазин и показать наименования. Они необходимы, чтобы резистор работал корректно.
Транзисторам необходимо хотя бы пассивное охлаждение, поэтому к их радиаторам лучше прикрепить алюминиевую пластину или поставить кулер.
Замечание. На схеме в разрыв транзистора П210 и вторым предохранителем установлен амперметр. С регулировкой тока и напряжения в нем нет необходимости, так как подстроить нужно только вольтаж. Поэтому на его место лучше поставить вольтметр.