Схема зарядного восстановительного устройства для автомобильного аккумулятора

Зарядно — восстановительное устройство для автомобильного аккумулятора

Аккумуляторная батарея в автомобиле — один из важнейших элементов. Несмотря на постоянные старания производителей по повышению надежности и долговечности аккумуляторов, через 3 — 4 года они все же приходят в негодность, чему способствует постоянный недо-заряд при езде в городских условиях Стоимость аккумулятора остается высокой, поэтому для продления срока его службы имеет смысл хотя бы один раз в летний сезон проводить восстановительную зарядку.

Существуют устройства, способные в какой-то степени вернуть дееспособность аккумулятору путем разряжения батареи на активную нагрузку (резистор) во время отрицательного полупериода. Токи разряда в зависимости от состояния аккумулятора могут составлять 200 — 500 мА. Такие устройства достаточно просты в изготовлении, однако качественного восстановления они не обеспечивают.

Смысл восстановления аккумуляторов методом переполюсовки: «Чтобы перевести крупнокристаллическую сульфатацию в аморфный свинец, нужна мощность 1500 Вт, при этом температура электролита не должна превышать 42°С. Дальнейший нагрев приводит к короблению и замыканию пластин.

Для снижения нагрева электролита время импульса не должно превышать 3…5 мс (рис.1). Между временем заряда и разряда остается промежуток в 8…12 мс, достаточный для охлаждения электролита. К тому же, энергия импульса расходуется почти без потерь на нагрев поверхности пластин.

Необходимость разрядного тока связана с тем, что после прекращения тока заряда ионы, не достигающие поверхности засульфатизированной пластины, при последующем положительном полупериоде не имеют «разгона» ввиду малого расстояния до пластины. Отрицательный полупериод отводит ионы от кристаллов сульфата свинца.

Уменьшение площади поверхности, занятой крупнокристаллическим сульфатом свинца, позволяет зарядно-восстановительному току проникнуть в более глубокие слои активной массы, на поверхности которой имеется рабочая сульфатация, легко восстанавливающаяся в процессе эксплуатации».

Кроме того, с увеличением плотности электролита до 1,30 г/см3 батарея может храниться при более низкой температуре (T1.30= -60°С) без причинения ей ущерба (без размораживания активных масс электродов).

Ниже приводится упрощенная схема устройства для восстановления аккумуляторов, которое легко изготавливается и налаживается.

Устройство предназначено для зарядки автомобильных аккумуляторов емкостью до 75 А/час. Для восстановления более мощных аккумуляторов потребуется соответственно более мощный трансформатор.

Блок-схема зарядно-восстановительного устройства показана на рисунке 2,

а принципиальная электрическая схема — на рисунке 3.

Как видно из рисунка 2, в первый полупериод зарядный ток идет от обмотки WII трансформатора через диод VD1, тиристор VS1 на плюс аккумулятора. Затем с минуса аккумулятора замыкается на второй вывод обмотки WII трансформатора.

Во второй (разрядный) полупериод ток движется с обмотки Wll через диод VD2, тиристор VS2 на минус аккумулятора и далее с его плюса замыкается на второй вывод обмотки Wll трансформатора.

Для правильной работы устройства в режиме заряд—разряд обмотки фазируются так, как показано на схемах (начало обмотки отмечено точкой).

Блоки управления включением тиристоров в режимах заряда (ВУЗ) и разряда (БУР) абсолютно одинаковы. В отличие от схем блоков управления в упомянутой статье, транзисторные аналоги динисторов работают лучше, когда тиристор включен параллельно ему, что обеспечивает его стабильную работу по формированию импульса управления. Это обеспечивается тем, что конденсатор в каждый период разряжается.

Рассмотрим более подробно работу одного из блоков управления, например, зарядного (рис.3). Аналог динистора, а это именно он, работает только в положительный полупериод. С ростом тока в положительный полупериод (рис.1) растет напряжение на эмиттере транзистора VT1, т.к. конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Одновременно растет напряжение на базе этого транзистора, поступающее с делителя R2, R5. Наступает момент, когда напряжение на эмиттере транзистора VT1 достигает уровня, на 0,3 — 0,4 В большего (относительно минусовой шины), чем на его базе. Последняя становится «минусее» эмиттера. А это значит, что возникло условие, при котором транзистор открывается. На его коллекторе напряжение становится положительным.

Соответственно, транзистор VT2 открывается. На резисторе R4, включенном в цепь эмиттера транзистора VT2, появляется напряжение положительного знака, которое поступает на управляющий электрод тиристора VS1. Тиристор открывается и аналог динистора приостанавливает свою работу. В этот момент конденсатор разряжается не только через резисторы R1, но и через эмиттерно-коллекторный переход транзистора VT1.

Транзистор VT2 играет большую роль в создании импульсного режима. Напряжение лавинно возникает не только на его эмиттере, но и на коллекторе. База транзистора VT1 становится еще «минусе» эмиттера этого транзистора. Происходят скачкообразные возникновения импульса напряжения с крутым фронтом, что очень важно для работы данной схемы.

В зависимости от продолжительности заряда конденсатора С1 меняется время (момент) возникновения импульса управления тиристором. Чем скорее срабатывает блок управления от начала положительной полуволны, тем дольше будет протекать ток через открытый тиристор, тем больше будет ток заряда аккумулятора. И, наоборот, чем позднее включится блок управления по отношению к началу положительной полуволны, тем меньше времени будет открыт тиристор и, соответственно, будет меньше ток заряда.

Таким образом, изменяя продолжительность заряда конденсатора С1 с помощью резистора R1, можно изменять зарядный (разрядный) ток аккумулятора.

В данном устройстве использован трансформатор ТС-180. Две его вторичные обмотки намотаны заново проводом ПЭВ-2 2,2 мм (WII) и ПЭВ-2 0,41 мм (Will). Они содержат по 65 витков, что дает в режиме холостого хода 23 В. В принципе, для формирования вторичного напряжения для разряда аккумулятора может использоваться самостоятельный трансформатор. Самое важное при наладке — это правильно «сфазировать», — обе исправные обмотки соединить последовательно, и на выходе не должно быть никакого напряжения, т.е. оба напряжения включены в противофазе. Тиристор VS1 ТС2-25У2 установлен на теплорадиатор площадью 25 см2.

Согласно рекомендациям зарядный ток составляет 3,75 А, а разрядный — 0,4А. Время зарядно-восстановительного процесса 3…5 часов.

В приборе используется один амперметр, который с помощью переключателя SA1 подсоединяется для контроля либо заряда, либо разряда. Резисторы шунтов выполнены сдвоенным проводом ПЭВ-2 0,41 и содержат 11 витков, намотанных на оправку толщиной 6 мм.

При наладке вместо аккумулятора удобнее подключить лампочку на 12 В.

Источник статьи: http://meandr.org/archives/12331

Восстановление и зарядка аккумулятора

В результате неправильной эксплуатации автомобильных аккумуляторов пластины их могут сульфатироваться, и он выходит из строя.

Известен способ восстановления таких батарей при заряде их «ассимметричным» током. При этом соотношение зарядного и разрядного тока выбрано 10:1 (оптимальный режим). Этот режим позволяет не только восстанавливать засульфатированные батареи аккумуляторов, но и проводить профилактическую обработку исправных.

Рис.1. Электрическая схема зарядного устройства

На рис.1 приведено простое зарядное устройство, рассчитанное на использование вышеописанного способа. Схема обеспечивает импульсный зарядный ток до 10 А (используется для ускоренного заряда). Для восстановления и тренировки аккумуляторов лучше устанавливать импульсный зарядный ток 5 А. При этом ток разряда будет 0,5 А. Разрядный ток определяется величиной номинала резистора R4.

Схема выполнена так, что заряд аккумулятора производится импульсами тока в течение одной половины периода сетевого напряжения, когда напряжение на выходе схемы превысит напряжение на аккумуляторе. В течение второго полупериода диоды VD1, VD2 закрыты и аккумулятор разряжается через нагрузочное сопротивление R4.

Значение зарядного тока устанавливается регулятором R2 по амперметру. Учитывая, что при зарядке батареи часть тока протекает и через резистор R4 (10%), то показания амперметра РА1 должны соответствовать 1,8 А (для импульсного зарядного тока 5 А), так как амперметр показывает усредненное значение тока за период времени, а заряд производится в течение половины периода.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле К1 своими контактами разомкнет цепь подключения аккумулятора. Реле К1 применено типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки 24 В или на меньшее напряжение, но при этом последовательно с обмоткой включается ограничительный резистор.

Для устройства можно использовать трансформатор мощностью не менее 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке 22. 25 В.

Измерительный прибор РА1 подойдет со шкалой 0. 5 А (0. 3 А), например М42100. Транзистор VT1 устанавливаются на радиатор площадью не менее 200 кв. см, в качестве которого удобно использовать металлический корпус конструкции зарядного устройства.

В схеме применяется транзистор с большим коэффициентом усиления (1000. 18000), который можно заменить на КТ825 при изменении полярности включения диодов и стабилитрона, так как он другой проводимости (см. рис.2). Последняя буква в обозначении транзистора может быть любой.

Рис.2. Электрическая схема зарядного устройства(второй вариант)

Для защиты схемы от случайного короткого замыкания на выходе установлен предохранитель FU2.

Резисторы применены такие R1 типа С2-23, R2 — ППБЕ-15, R3 — С5-16MB, R4 — ПЭВ-15, номинал R2 может быть от 3,3 до 15 кОм. Стабилитрон VD3 подойдет любой, с напряжением стабилизации от 7,5 до 12 В.

Источник статьи: http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=31009

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

1. dc-dc понижающий преобразователь.
2. Амперметр.
3. Диодный мост КВРС 5010.
4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
5. трансформатор ТС 180-2.
6. Предохранители.
7. Вилка для подключения к сети.
8. «Крокодилы» для подключения клемм.
9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

1 схема мощного ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Источник статьи: http://elektro220v.ru/akkumulyatory/11-primerov-shemy-na-zaryadnoe.html