Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из бп атх, схемы

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.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Нужные параметры при зарядке постоянным током

Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.

Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.

Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.

Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.

Как грамотно зарядить АКБ

Применяют разные пути подзарядки:

постоянным подаваемым напряжением;
постоянным электрическим током.

Оба варианта имеют свои нюансы.

Применение напряжения с равномерной подачей уместно при показателе заряда больше 12,3 В. При подзарядке к клеммам накопителя подключают подачу энергии от 14,2 до 14,7 В. Процесс не нужно контролировать. Об его завершении свидетельствует окончание потребления тока аккумулятором до ноля.

Минусом этого способа зарядки служит возможность подачи потенциально высокого тока на начальном этапе зарядки. К плюсам можно отнести отсутствие потребности контролировать процесс.

Оптимальным вариантом является применение постоянного тока. Зарядка происходит с постоянной мощностью, равной десятой части емкости аккумулятора. Отключение выполняют при наборе батареей 14,7 В. Существенным минусом этого способа служит необходимость контроля за напряжением АКБ. Иначе ее несложно испортить.

Обратите внимание!

Лабораторный блок питания своими руками | Пошаговая инструкция как и из каких элементов построить блок питания
Антенна для цифрового тв своими руками — фото инструкции как сделать простейшие антенны для digital TV
Индукционный нагреватель своими руками — инструкция как сделать простой и мощный нагреватель

Из чего должен состоять прибор?

Основными элементами любого заряжающего устройства являются:

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

Возьмите 2 медных провода, зачистите их концы и прикрепите к контактам штекера.
«Минусовую» клемму аккумулятора присоедините к проводу от наружного контакта адаптера.
Провод от внутреннего контакта подключите к «плюсовой» клемме.
В разрыв «плюсового» провода поставьте маломощную автомобильную лампочку на 12 В, она послужит балластным сопротивлением.
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:

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

Правила подзарядки автомобильного аккумулятора

Каждый автомобилист должен знать, для чего в его машине предусмотрена аккумуляторная батарея. Этот элемент помогает запускать силовую установку, питает электричеством бортовую технику, когда мотор заглушен. Генератор в то время, когда транспортное средство находится в движении, питает энергией аккумулятор, а тот помогает генератору работать при высокой нагрузке. Когда оба элемента взаимодействуют друг с другом, напряжение в сети находится на стабильном уровне. Если аккумуляторная батарея разряжается, ее можно зарядить генератором. Многие задаются вопросом — как вернуть рабочую мощность? В этом деле поможет сетевая зарядная станция.

Когда подзарядка необходима. У установленной АКБ проверяют напряжение в разомкнутой цепи. Оно должно находиться на уровне 12.5В. Рабочее напряжение измеряют на клеммах после зарядки АКБ на стендах или с применением бустера. Плотность электролита в каждой банке в нормальном состоянии находится на одном уровне и соответствует параметрам использования транспорта. Замеры производят при запущенном моторе, когда обороты равны 1500-2000. Кроме того, рекомендуется включать дальний свет. Если напряжение находится в пределах 13.8 — 14.5 В, то его можно считать нормальным.

Как зарядить АКБ. Чтобы зарядить автомобильный аккумулятор, требуются выпрямители переменного тока. Это могут быть приборы, которые предусматривают настройку тока и напряжения. Если работа зарядной станции протекает на одной величине все время, на полную зарядку АКБ, емкостью 60 А/ч, уйдет 20 часов при силе тока в 6 А. При стабильной величине тока во время подзарядки образуется газ из электролита. Поэтому подаваемый ток специалисты сокращают в два раза при напряжении в 14.4 и 15 В

Поэтому очень важно во время процедуры контролировать параметры

Сколько заряжается севшая АКБ. Перед тем, как подзарядить разряженную АКБ в автомобиле, нужно определить при помощи напряжения степень разряженности. Только после этого можно установить время подзарядки. Оно определяется путем деления емкости на ток зарядки. Последний не должен превышать 10% от емкости подзарядки. При расчетах КПД электрохимической реакции обозначают за 50%, поэтому полученное время умножается на 2. Севшую АКБ нужно предварительно подготовить к процедуре — убрать грязь, пыль и прочие отложения. У малообслуживаемых батарей рекомендуется снять пробки. Для более быстрой зарядки можно применить режим с током в 8 А на протяжении 3 часов, а после час с током в 6 А. Зарядить АКБ можно прямо на месте, но с соблюдением всех правил. Отрицательный провод должен быть отключен, чтобы повышенное напряжение не принесло вред бортовой сети. Не стоит также забывать о применении перчаток и проветривании помещения, где проводится процесс.

Как заряжать без зарядки. Нередко возникают ситуации, когда АКБ не хочет работать, а под рукой нет необходимого оборудования. В таком случае, может помочь другой автомобиль или иные внешние источники — батарейка или бустер. Если аккумулятор разрядился до нуля, его нужно заряжать при токе в 2-3 А. Если через пару часов напряжение не пойдет вверх, то АКБ можно только заменить.

Итог. Аккумулятор выполняет очень важную функцию в автомобиле. Однако, этот элемент нуждается в периодической подзарядке, которую нужно проводить с соблюдением всех условий.

Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов.

За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR2153. По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания.

На входе питания собран простой сетевой фильтр, пленочные конденсаторы 0,1мкФ подобраны с рабочим напряжением 400 Вольт до и после дросселя, сам дроссель выпаян из платы компьютерного блока питания. На кольце намотаны две независимые обмотки проводом 0,9мм, количество витков каждой обмотки — 10.

Термистор на входе питания защищает полевые ключи от бросков напряжения во время включения схемы. Диодный мост — можно взять готовый или же собрать из 4-х выпрямительных диодов с обратным напряжением не менее 400 вольт и током 1,5-3 А, в моем случае использован готовый диодный мост на 600 Вольт 4А.

От емкости электролитов зависит основная мощность, электролиты легко можно найти в любом компьютерном блоке питания. Мощность инвертора с таким раскладом компонентов составляет порядка 200ватт.

Трансформатор тоже был взят готовый, от того же компового блока питания. Поскольку ИБП должен работать в качестве лабораторного БП, то диапазон выходных напряжений должен быть широким. Трансформатор от компьютерного БП позволяет получить 24 Вольт без переделок, чего вполне достаточно для штатных радиолюбительских дел. Увеличить выходное напряжение можно двумя способами — повышением рабочей частоты генератора или же перемоткой импульсного трансформатора.

Ограничительный резистор 47К брать с мощностью 2 ватт, он обеспечивает питание микросхемы, номинал резистора может отклоняться на 10% в ту или иную сторону. В качестве диодного выпрямителя использована мощная сборка Шоттки, которая в себе содержит два мощных диода по 30А.

После выпрямителя напряжение сглаживается конденсатором 50Вольт 1000мкФ, чего вполне достаточно, но при желании можно увеличить емкость.

Полевые ключи обязательно должны быть высоковольтными, можно использовать ключи типа IRF740/IRF840 и другие. Хочу также заметить, что мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты, крайне не советую повышать мощность более 500 ватт.

Какой же блок питания без защиты от КЗ? Изначально думал реализовать защиту в первичной цепи схемы, но это будет уже трудно настраиваемая схема, поскольку у многих возникают проблемы связанные именно с защитой, а поскольку изначально мне захотелось собрать устройство, которое бы могли повторить радиолюбители не имеющие нужного опыта работы с ИИП, то решил отказаться от идеи, этим не портить и не усложнять основную схему.

Сама защита реализована на отдельной плате, состоит из двух транзисторов. Номиналом шунта можно грубо настроить ток срабатывания защиты, номиналом переменника, можно более точно настроить на нужный ток срабатывания.

При КЗ и перегрузке блока питания, загорится индикатор и питание отключается, блок выходит из защиты моментально, при отсутствии кз или перегруза на выходе.

Полевой транзистор практически любой, с током 20-100A, можно использовать ключи типа irfz44, irfz40, irfz24, irfz46, irfz48, irf3205 и другие. Регулятор мощности — одна из важнейших частей блока питания. За основу взял схему ШИМ регулятора, поскольку такое управление имеет очень много плюсов.

ШИМ — регулятор построен на таймере 555 и мощном ключе IRFZ44, напряжение плавно можно регулировать от . до максимального выходного напряжения с трансформатора.

Данный блок справляется с любыми задачами, которые могут возникнуть в радиолюбительской практике — легкий, мощный и компактный, вольт/амперметр будет цифровым, заказан отдельно на интернет магазине, будет установлен на блок в ближайшее время.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

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.

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.

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.

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.

Тестирование аккумуляторов многофункциональным зарядным устройством Litokala Lii 500:

Для начала протестируем аккумуляторы 18650 на ёмкость, сопротивление и сравним характеристики от заявленных продавцом.

Проверять будет при помощи многофункционального универсального зарядного устройства Litokala Lii – 500, при помощи устройства можно провести быстрый или полный тест аккумуляторов (26650, 18500, 21700 3,7, в Li-Ion и NiMH AA AAA) для теста заряд разряд можно выбрать какой мощностью заряжать и разряжать аккумуляторы это может быть 250 mah или 500 mah.v

Моё зарядное устройство имеет четыре слота под аккумуляторы вставим в них аккумуляторы 18650 и проверим быстрым тестом их ёмкость, быстрый тест не означает что это будет быстро, примерно не менее 8 часов потребуется на разряд и заряд более того я выбрал позицию заряд-разряд 250 миллиамперами и при таком токе потребуется возможно больше времени.

внешний вид зарядного устройства Litokala Li500

умное зарядное устройство Litokala Li500

толщина аккумулятора 18650 равна 18 мм

длина аккумулятор 18650 равна 65 мм

Аккумуляторы 18650 с заявленными характеристиками – полная маркировка (ICR18650-26F, 3,7 В 2600 мАч) заряжать такие аккумуляторы можно более 1000 раз что означает если практически ежедневно использовать аккумулятор и заряжать то его должно хватить на 3+ года, ICR в аккумуляторе используется кобальт + литий, маркировка 18650 расшифровывается как размер аккумулятора, то есть имеет в диаметре 18 мм, а длина 650 мм, аналогично и с другими, например, 26650 имеет в диаметре 26 мм длина 65 мм, нижняя граница разряда нормальная рекомендуемая 3,7 вольта но может отдавать до 2,75 вольт и это может привести к быстрому износу в следствии увеличения значений внутреннего сопротивления и потеря ёмкости, а заявленная ёмкость 2600 mah после теста будет понятно какая в действительности ёмкость этих аккумуляторов.

Немного рекомендаций:

ВНИМАНИЕ: данные аккумуляторы нельзя заряжать без специализированного зарядного устройства или платы защиты bms в противном случае при перезаряде такой аккумулятор попросту воспламенится, время горения порядка 3-5 минут, с очень сильным выбросом лития и его воспламенением, тушить водой нельзя это только усугубит ситуацию. При правильном использовании аккумуляторов такого типа они безопасны

Нельзя прокалывать, бросать в огонь, перегревать.

ХРАНЕНИЕ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД: аккумуляторы, собранные из литий ионных элементов следует хранить в сухом помещении, нельзя хранить вблизи источника тепла, оптимальная температура хранения от +8 до +25, заряд аккумулятора желательно оставить на 60-70% так чтобы в секции было примерно 3,8 вольт, саморазряд у данного типа АКБ очень низкий и составляет не более 1% в месяц.

Fast test измеряем реальную ёмкость элементов 18650:

ставлю на быстрый тест аккумуляторы

Видно, что сопротивление тестируемых аккумуляторов вполне отличная внесу значения в таблицу, таким образом я проверю все 70 аккумуляторов из которых будет собираться АКБ электровелосипеда они будут отсортированы по ёмкости для сборки секций с максимально равными значениями, это нужно чтобы собранный аккумулятор выдавал максимальные возможные характеристики.

После нескольких часов заряда и разряда малым током я получил такие значения по элементам
1=2734 mah, 2=2754 mah, 3=2752 mah, 4=2788 mah вношу эти значения в таблицу и постепенно таким образом проверю все элементы и занесу в таблицу, и подпишу элементы.

тест завершён вот такая ёмкость у каждого аккумулятора 18650

после внесения данных у меня сформировалась такая таблица

Согласно полученным результатам можно сказать что данные аккумуляторы не только соответствуют заявленным характеристикам 2600 mah, но и превышают их в среднем значении 2740mah что очень и очень приятно.

Пол месяца спустя

Долго ли, коротко ли сказка сказывается, да не скоро дело делается. Итак, проверены все 70 элементов, значения внесены в таблицу, заняло это немало времени около 15 дней))) но зато теперь можно точно отсортировать все элементы по секциям что бы получились равные значения, для этого надо перейти на сайт (repackr.com) и внести данные по ёмкости аккумуляторов.

Заключение

Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.

Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора

При перезаряде начинет «кипеть» электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.

Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.