Зарядное устройство неотъемлемый атрибут любого владельца авто. Аккумуляторная батарея (сокращенно АКБ) имеет тенденцию разряжаться с течением времени. После долгой стоянки автомобиля в гараже, особенно в зимнее время, ключом зажигания заставить машину работать бывает невозможно. Наличие зарядного устройства поможет решить проблему.
Дорогие устройства с большим количеством дополнительных опций можно купить в магазине. Однако некоторые автолюбители, имеющие общие понятия в электротехнике и владеющие паяльником реализуют зарядное устройство своими руками. Самодельная конструкция отличается несложной схемой, и как раз в силу простоты обладает большей надежностью. Кроме этого экономия на финансовых затратах добавляет мотивации в получении результата.
Схема простейшего зарядного устройства
По принципу работы зарядники могут быть трансформаторными и импульсными (электронными). Если импульсные сложны для самостоятельной сборки, имеют дорогостоящие комплектующие, то другие устройства имеют в основе лишь два компонента — трансформатор и выпрямитель. Принцип работы этих зарядников состоит в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В, в напряжение необходимое для зарядки, например, 12 вольтовых АКБ, установленных на легковом автомобиле.
Трансформатор от старого телевизора
Простое трансформаторное зарядное устройство для аккумулятора изготовить своими руками можно по следующим вариантам.
Схема с одним выпрямляющим диодом
Диод устанавливается после трансформатора. Выпрямленный с его помощью переменный ток представляет пульсации с резким нарастанием до максимальной величины. Схема и график пульсирующего тока представлены на изображении:
Схема с диодным мостом
С помощью диодного моста выпрямленный ток будет оставаться пульсирующим, но резкого биения происходить не будет. Эта схема наиболее часто применяется для самодеятельного творчества. Ниже по тексту в качестве примера на ее основе приведен вариант практической реализации своими руками зарядного устройства.
Схема с диодным мостом и сглаживающим конденсатором
На выходе получается постоянный ток, что является лучшим вариантом для зарядки аккумуляторной батареи. Несмотря, что зарядка будет процессом достаточно долгим, эксплуатационный срок службы батареи останется достаточно большим.
Как сделать своими руками
Сделать зарядное устройство с диодным мостом самому по вышеприведенной схеме не составит особого труда. Достаточно руководствоваться следующими рекомендациями.
Подготовить необходимые комплектующие и инструменты
- Трансформатор. Если зарядник изготавливается для АКБ легкового автомобиля «Жигули» емкостью 60 А×ч, то автомобильные характеристики трансформатора должны иметь следующие параметры:
- мощность не менее 150 Вт, чтобы обеспечить зарядный ток величиной 6 А (оптимальная зарядка по времени с обеспечением стойкости пластин аккумулятора достигается на режиме 10 % от емкости АКБ);
- напряжение на вторичной обмотке должно быть выше 12 Вольт для нормального прохождения тока через разряженную батарею — в районе 14.4 Вольт.
Трансформатор с такими характеристиками можно найти в старых электроламповых телевизорах или потертых временем музыкальных центрах, вышедших из строя микроволновых печах и источниках бесперебойного питания. В конце концов в специализированных магазинах можно купить такое устройство за небольшие деньги.
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: 
В случае невозможности найти промышленный радиатор охлаждения можно воспользоваться алюминиевым профилем, как показано на изображении:
Порядок выполнения работ
- Так как трансформатор для самодельного зарядника обычно берется с другого электротехнического устройства, то весьма редко напряжение и сила тока на вторичной обмотке соответствуют требованиям. Следует в таком случае полностью удалить вторичную обмотку, оставив первичную. Выполнить расчеты из школьного курса физики для определения количества витков и диаметра проволоки, подходящими для необходимого напряжения и силы тока. Аккуратно уложить проволоку виток к витку не составит труда. Не стоит забывать делать изоляцию (диэлектрической бумагой, изолентой) между слоями. Концы проволоки вывести и закрепить на корпусе. Для уменьшения вибраций следует пропитать обмотку парафином.
- На текстолитовой пластине разместить радиатор охлаждения с установленными на нем четырьмя диодами Д246. Собрать диодный мостик с выводами к клеммам аккумулятора. Зачистить концы выводов.
- В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключается амперметр и устанавливается кусок нихромовой проволоки. Один конец ее жестко закрепляется, а второй остается подвижным, чтобы была возможность менять длину нихромовой проволоки и варьировать величиной сопротивления. Такой самодельный переменный резистор позволит производить регулирование тока подаваемого на аккумулятор.
- Все соединения необходимо заизолировать изолентой. Готовое устройство для обеспечения электробезопасности следует поместить в подходящий корпус.
- Амперметр будет отслеживать процесс зарядки. Когда показания силы тока на нем будут в районе 1 А, можно сделать вывод, что аккумулятор зарядился.
- Контролировать зарядку можно и с помощью вольтметра, однако при подключенном зарядном устройстве его показания будут немного выше.
Рекомендации по применению самодельного зарядника
Простота конструкции требует определенных правил во время эксплуатации, чтобы не оказывать негативного влияния на функциональные качества самой батареи. Так, например, амперметр и вольтметр нужны для контроля процесса зарядки — автоматического выключения по окончании зарядки происходить не будет. Следует соблюдать и некоторые другие правила.
- Отсутствие защиты от переполюсовки требует при подключении строго соблюдать полярность. Неправильно подсоединенные клеммы могут вывести АКБ из строя. Важно: плюс зарядника всегда соединять с плюсовым контактом батареи, минус — с отрицательным контактом.
- Категорически запрещается проверять величину зарядки коротким замыканием плюсовой клеммы на минусовую, или как принято говорить в обиходе «на искру». Вывести из строя диодный мостик зарядного устройства таким способом достаточно легко.
- Строго соблюдать правила электробезопасности при подключении зарядника к клеммам батареек: он не должен быть включен в сеть 220 В. Соответственно во время отсоединения зарядника от аккумулятора его предварительно следует отключить.
- Самодельное зарядное устройство для АКБ не оборудовано устройствами защиты. Поэтому следует во время работы следить за ним, возможно возникновение самых неожиданных ситуаций. Правила выполнения процесса зарядки АКБ в вентилируемом помещении, вдали от горючих материалов должны неукоснительно соблюдаться. Пробки на аккумуляторе обязательно выкрутить, для предотвращения его взрыва от закипающего электролита.
- Собирая зарядник следует помнить о наличии на входе 220 В и тщательно соблюдать схему сборки. Это сохранит здоровье и при включении не выведет из строя аккумуляторную батарею на вашем автомобиле.
Видео по теме
Источник: profazu.ru
Самодельный трансформатор-зарядник
Сегодня миллионы людей часто нуждаются в подзарядке аккумуляторов для различных электроустройств от домашней электросети с помощью трансформаторов-зарядников. Особых проблем с приобретением зарядников в магазинах обычно нет, но иногда особо продвинутым пользователям нужны какие-то особые зарядные устройства с необычными свойствами. Можно конечно эти устройства заказать, чтоб их изготовили мастера-профи, но бывает и так, что профи не знают что Вам конкретно надо (или не поняли, или пытаются сплавить неликвид, или не обладают достаточной квалификацией. ), и в итоге Вы приобретете ненужный и совершенно бесполезный прибор, на который Вы истратили и свое время, и деньги, и нервы.
Но! Если Вы когда-то обучались в общеобразовательной школе и закончили хотя бы восьмилетку, кое как, но изучали арифметику и начальную физику, (в смысле) еще помните таблицу умножения и не путаете амперы с вольтами и омами, не забыли буквы алфавита, тогда намного проще сделать нужный зарядник самому. И дешевле, и главное быстрей. А если не понравилось что-то, всегда можно переделать.
Начнем с того, что зарядники еще бывают электронными. Там напряжение и сила тока меняется без трансформаторов, а с помощью тиристоров, туннельных и прочих трудно понятных диодов, транзисторов и других не менее сложных электронных приборов и устройств. Безусловно, сделать такой электронный зарядник попробовать можно. Но лучше сначала сделать чего-то попроще и чтоб не надо было крепко зависеть от продавцов и от наличия у них соответствующих деталей на рынке, для Вашего суперзарядника. Поэтому сделать зарядник лучше всего на базе хорошо известного трансформатора.
Когда Вы самостоятельно начнете рассчитывать какое-то электрическое устройство, разбейте его (мысленно и на бумаге) на ряд, так называемых черных ящиков. Точнее говоря, на ряд отдельных самостоятельных узлов и тогда расчеты отдельных узлов (черных ящиков) будут намного проще, чем все устройство в целом.
Зарядник может состоять из таких основных узлов: трасформатор и блок-выпрямитель. Возможны дополнительные или вспомогательные устройства в дополнению к основным, это переключатели, сглаживающие фильтры, приборы определители и показатели, стабилизаторы по напряжению и току, предохранители и прочее. Вспомогательные устройства (на зарядниках) приветствуются, но усложняют и удорожают многократно все устройство, так что это уже на Ваш вкус и по особой надобности. Основные же узлы обязательны.
Итак у нас два основных узла: трансформатор и блок выпрямителя. Начнем с расчета трансформатора для зарядника на конкретном примере. Как известно все аккумуляторы состоят из нескольких банок (ячеек). На аккумуляторах это иногда видно, иногда не видно, но для зарядки нужно напряжение кратное 1,5 вольтам или напряжению одной банки аккумулятора. Обычно это: 1,5в; 3в; 4,5в; 6в; 9в; 12в и далее.
Сила тока обычно не более 5 ампер. Следовательно, выбираем наибольшее напряжение, множим на наивысшую силу тока и получаем нужную мощность трансформатора в ватах, 12в х 5а = 60 (ватт). Необходимый вольтаж зарядника меньше чем напряжение в электросети, значит, трансформатор должен быть понижающий.
Как известно выходная мощность трансформатора чуть меньше входной, передача энергии требует хоть небольших, но все же затрат энергии. Но трансформатор не пропускает излишки энергии, то есть служит этаким ограничителем по пропуску количества электричества.
Значит если на трансформатор выходные обмотки намотать проводом с сечением, выдерживающим короткое замыкание, то уже можно, в принципе, обойтись без предохранителей и прочих всевозможных дополнительных ограничителей. Что крепко упрощает всю конструкцию и повышает ее надежность. Сечение проводов подбирают по принципу, на один квадратный миллиметр площади сечения провода должно приходиться не более 3 ампер. У нас максимальная сила тока 5 ампер, следовательно, провод для выходной намотки должен быть площадью сечения не менее 5_3=1,7(мм).
Трансформатор подходящей мощности можно купить или снять с отслужившего свое, отечественного приемника или телевизора. На деталях отечественной радиоаппаратуре понятная маркировка на русском языке. Например: ТС-60, что обозначает- Трансформатор Силовой, мощностью 60 ватт.
На заводе изготовителе трансформатора, Ваши проблемы были не известны, поэтому вторичную обмотку там намотали по собственной надобности, а первичная обмотка нас в данном случае устраивает. Вам же надо эту вторичную, ненужную обмотку убрать, для того чтоб намотать свою, иначе места для намотки не будет. Можно конечно разобрать трансформатор на пластины, вынуть намоточную катушку, отмотать всю вторичную намотку, намотать свою вторичную обмотку прямо на первичную и собрать пластины трансформатора снова.
Делать будет нечего попробуйте, возможно с какого-то раза у Вас такая перемотка получится. С большими трансформаторами так и поступают, особенно наматывая на катушку трансформатора еще и первичную обмотку.
Для маленьких трансформаторов лучше не жалея целостности лакового покрытия проводов и самих проводов вторичной обмотки, отмотать их, отрезая куски для удобства, не разбирая трансформатора. А на свою вторичную обмотку взять провод подходящего сечения с пластиковым или резиновым покрытием-изоляцией и намотать его на первичную, опять же не разбирая трансформатора, просовывая провод в образовавшиеся окошки сердечника. Так будет намного проще и быстрей.
А сколько витков вторичной обмотки надо намотать и в какую сторону ее мотать?
-Во время снятия старой вторичной обмотки, черкните на сердечнике направление хода витков и будет понятно потом в какую сторону мотать провода новой обмотки.
-Вообще-то количество витков трансформатора на один вольт равно примерно от 50 до 70 деленных на площадь сердечника в сантиметрах. Есть связь между количеством витков и площадью сердечника. Чем больше витков, тем меньше нужна площадь сердечника и наоборот, чем больше площадь сечения сердечника, тем меньше витков необходимо намотать на один вольт. Если взять излишне толстый провод, то намотать вторичную обмотку до нужного количества вольт может не получиться.
Опять же намотка должна быть по всей длине сердечника, и виток к витку. Иначе резко снизится выходная мощность. Это, кстати, и хорошо, и одновременно плохо.
Поясняю. По идее чем меньше снимаем напряжения с трансформатора, тем больше должен быть выходной ток. Но это получается только в том случае когда снимается вся выходная мощность трансформатора. Предположим, чтобы снять всю мощность надо намотать на сердечник и одним слоем двадцать витков вторичной обмотки. А Вам для вольтажа достаточно четырех витков.
Четыре витка этой обмотки закроет только одну пятую длины сердечника. Снятая мощность также будет равна одной пятой максимально возможной, а сила тока (короткого замыкания) будет одна и та же, независимо от количества витков. Хоть с четырех витков, хоть с пяти, хоть с двадцати.
В этом случае можно не бояться порчи трансформатора от любых коротких замыканий и не нужны предохранители. То есть дополнительного усложнения конструкции. Так делают на трасформаторах, выжигателях по дереву, ведь эти выжигатели работают, в сущности на постоянном коротком замыкании. То же самое делается и на аппаратах для стыковой сварки термопластиков, в контактной сварке, в (самодельных тоже) аппаратах индукционной плавки или разогрева металла.
Но если намотка на сердечнике в несколько слоев, то картина уже изменится и сила тока при меньшем напряжении может возрасти до опасных пределов, необходимо будет поставить на трансформатор предохранители или ограничители.
Можно намотать в качестве вторичной обмотки на трансформатор не провод, а заизолированную полосу жести, шириной в длину стержня трансформатора. В этом случае уже точно выходная мощность будет практически одинакова при любом количестве витков. И можно со сравнительно небольших трансформаторов уменьшая количество витков получать довольно большие токи.
Пример: Мощность трансформатора 60 ватт.
При выходном напряжении 12 вольт, сила тока 5 ампер.
При 5 вольтах уже 12 ампер.
При 2 вольтах уже 30 ампер.
Можно оставить только один полный виток вторичной обмотки, а это даст лишь долю вольта, зато сила тока может возрасти до сотен ампер. Но не забывайте о сопротивлении нагрузки, оно может свести на нет все потуги по увеличению силы тока. Опять же мы обсуждаем изготовление трансформатора для зарядника и большие токи нам в данном случае не нужны. Прежде чем приступить к изготовлению трансформатора надо все хорошенько просчитать и предусмотреть последствия.
Вольтаж выходной обмотки проверяют вольтметром. Считают количество витков на один вольт и увеличивают число витков до нужного напряжения. При необходимости делаем от обмотки отвод на дополнительное напряжение.
Блок выпрямителя состоит из четырех диодов (диодный мост) подходящей мощности и (не всегда обязательно) сглаживающих пульсацию конденсатора(ов). Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсация. Схему диодного моста можете найти в любой справочной литературе.
А что делать, если нет подходящих диодов?
Диоды можно сделать самому. Трансформатор, кстати, тоже можно сделать самостоятельно. Пластины вырезать из обычного кровельного железа, первичную обмотку намотать проволокой с дросселей ламп дневного свечения. Но это для новичка сложно, а вот изготовить самодельный диод, рассчитанный на десятки и даже сотни ампер, довольно просто.
И особо сложного оборудования для этого не требуется. Вся проблемка, как создать потолще слой окиси алюминия на алюминиевой пластинке. Окись алюминия полупроводник и пропускает ток только в одном направлении. Так что если Вы в состоянии найти алюминиевую пластинку, например, пустую банку из под пива или пепси, алюминиевую ложку и т.п. то сможете сделать и самодельные диоды.
Самый простой способ нарастить слой окиси пропуская переменный ток от сети через алюминиевую пластинку в электролите из: пищевой соды (перенасыщенный р-р); серной кислоты (20 процентный р-р); десяти процентным р-ром карбоната аммония и т.д.
Берете достаточно большую емкость, например, вырезаете банку из пластиковой канистры. В емкость заливаете раствор электролита, погружаете алюминиевую и железную (медную, угольную, цинковую. ) пластинки-электроды. Не забудьте про соответствующую изоляцию и технику безопасности.
Последовательно в электроцепь с электродами подключаем электролампочку на 40-60 ватт и включаем устройство в ближайшую розетку электросети (на 220в). Ждать придется долго, больше часа. Как только лампочка в цепи перестанет светиться, пластинка-диод готова. От размеров рабочей площади этого диода зависит куда Вы его поставите, на выпрямитель или в цепь детекторного приемника. Как определить полярность диодов, подсоединить сглаживающие конденсаторы и приборы контроля, сами догадаетесь если потребуется.
Хочется предупредить, что практически любые диоды начинают работать только при каком-то пороговом напряжении и выше. Иные включаются в работу при 3, 5 и даже 15 вольтах. При меньших напряжениях диоды не работают и превращаются в изоляторы. Опять же есть и максимально возможное для каждого конкретного диода напряжение. При напряжении свыше возможного происходит пробой диода и его полная порча.
Для справки: Можно изготовить диоды на базе высококачественных алмазов. Алмазные диоды работают практически с нуля (напряжения) и верхний порог напряжения может превышать несколько тысяч вольт. Алмазные полупроводниковые приборы также работают в намного более широком диапазоне температур и частот, чем применяемые сегодня кремниевые, германиевые и Ваш алюминиевый, но пока широкое применение алмазных диодов из области возможного и не самого ближайшего будущего.
Некоторые понятия по электротехнике (для начинающих) можете получить в моей статье ,,Перемотка трансформатора» http://www.proza.ru/2009/05/19/944
см. также: ,,Самодельный трансформатор» http://www.proza.ru/2010/12/04/692
,,Самодельная индукционная печь» http://www.proza.ru/2010/12/04/973
,,Токарный станок по дереву» http://www.proza.ru/2012/07/31/560
Очень познавательно, спасибо. При создании диода как близко должны быть расположены пластинка из алюминия и другого металла и лучше их сказу собрать в корпус или сделать пластинку алюминия с оксидом, а потом приложить к ней пластинку из другого металла ? И ещё вопрос если в цепь включить диод, я имею в виду допустим в разрыв одного из проводов паяльника, то греть он не перестанет, а будет греть в два раза слабее. Значит и при изготовлении диода лампочка не должна перестать светить, а должна начать светить в два раза слабее, где я не прав ?
Отвечу завтра, сегодня еду в ваши края. Анатолий.
Чего-то не получается с ответом пока, отвечу после праздников (и застолий). С праздником (очередным), Анатолий.
Все правильно, Вы правы. Но лампочка почти не светит. Самодельный (силовой) диод соединяют с дополнительной пластиной.
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные — в полном списке.
Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице.
Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Данные пользователей обрабатываются на основании Политики обработки персональных данных. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.
Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.
Источник: proza.ru
Схема изготовления зарядного устройства для аккумулятора из трансформатора
Рынок буквально наполнен различными техническими новинками. Поэтому приобрести ЗУ для АКБ, тем более что и цена на такие изделия вполне доступная, сегодня не проблема. Но многие автолюбители все-таки предпочитают обходиться простейшими зарядными устройствами. Основных причин две – одни не верят в надежность современных приборов, а другим не нужны их многочисленные функции, и они считают это лишней тратой денег.
Простейшую «зарядку» для аккумулятора на 12 В несложно сделать из силового трансформатора, который есть во многих старых моделях бытовой техники.
Какой нужен Тр? Понятно, что обмотка первичная – на 220. Вторичная может быть одна или несколько; это непринципиально. Главное, чтобы с трансформатора можно было «снять» U 2 = 13±0,5 В. Больше или меньше – схема будет функционировать некорректно, если в данном случае этот термин уместен.
Идеально для изготовления ЗУ подходит силовой трансформатор от ТВ-приемников старых (еще ламповых) моделей (ТС-180). Да и в первых телевизорах цветного изображения есть Тр, который имеет нужные выводы вторичных обмоток.
Что нужно сделать?
- Замерить напряжения на всех обмотках. Даже если они указаны в паспорте, на корпусе, проверить их работоспособность стоит. Применительно к ТС-180 берутся две «накальные» (они выдают по 6,3 В), и соединяются перемычкой последовательно. В итоге получается требуемый минимум – 12,6.
- Собрать диодный мост. Например, на основе п/п приборов серии Д242А. Их можно найти в том же телевизоре б/у, отпаять и использовать. Как вариант, купить готовую диодную сборку в магазине (KBPC10005 или подобную; продавец подскажет, если объяснить, для чего она нужна).
- Изготовить радиатор. Он необходим, чтобы при длительной зарядке мост не перегревался. Для диодов подойдет ребристая конструкция из алюминиевых (или дюралевых) пластин. Покупной мост достаточно закрепить на основе, подложив под него лишь одну, предварительно нанеся на нее слой термопасты. Ее можно купить в том же радиомагазине.
- Собрать схему. Из рисунка видно, что здесь не нужно быть «великим электронщиком» – все предельно просто и понятно.
Сделать зарядное устройство по этой схеме под силу даже тем, кто лишь приблизительно понимает, что такое электротехника и ее законы. Более «продвинутым» автомобилистам, скорее всего, понравятся другие. В исполнении они сложнее, но их преимущество – в возможности регулировать процесс заряда АКБ.
Полезный совет
Нередко случается так, что нужно ехать, но АКБ «сел», и зарядки, по известному закону, под рукой нет. В подобных форс-мажорных обстоятельствах «палочкой-выручалочкой» может стать примитивная схема из лампы и диода.
Поскольку нагрузочный ток сравнительно небольшой, можно использовать диод 1N4004 или аналогичный по характеристикам. Он включается в цепь катодом (его вывод обозначается полоской на корпусе) к клемме «+» батареи. Но АКБ необходимо полностью отключить от бортовой сети автомобиля во избежание дальнейших проблем с ее электроникой.
Принцип работы схемы понять несложно. Ток регулируется самой лампой, так как ее нить накала имеет определенное сопротивление (I=P/U). Мощность осветительного прибора можно подобрать расчетным путем, хотя для упрощения задачи достаточно привести некоторые примеры. Их вполне хватит, чтобы понять, как собрать схему.
Лампочка на 60 Вт обеспечивает в цепи ток в 0,27 А. С учетом диода (он пропускает лишь один полупериод синусоиды) нагрузочный равен 0,318 х I. Чтобы получить I зар = 0,15 А, в цепь нужно включить лампу-сотку.
Постоянно использовать такую примитивную схему для зарядки автомобильного аккумулятора, естественно, не стоит. Но в трудной ситуации, когда нет иного решения, она очень даже выручит.
Источник: electroadvice.ru