Існує величезна кількість схем та конструкцій, які дозволять нам зарядити автомобільний акумулятор, в даній статті розглянемо лише деякі з них, але найцікавіші та максимально прості

За основу цього зарядника для авто візьмемо одну з найпростіших схем, які я зміг відкопати в просторах інтернету, мені в першу чергу сподобався той факт, що трансформатор можна запозичити зі старого телевізора

Як уже сказав вище, найдорожчу частину зарядника я взяв із блоку живлення телевізора Рекорд, ним виявився силовий трансформатор ТС-160, що особливо порадувало на ньому була табличка з відображенням усіх можливих напруг та струму. Я вибрав поєднання з максимальним струмом, тобто з вторинної обмотки я взяв 6,55 на 7,5 А

Але як відомо, для зарядки автомобільного акумулятора потрібно 12 вольт, тому ми просто з'єднуємо дві обмотки з однаковими параметрами послідовно (9 і 9" і 10 і 10"). А на виході отримаємо 6.55 + 6.55 = 13.1 Ст змінної напруги. Для його випрямлення потрібно збирати діодний міст, але з огляду на велику силу струму діоди повинні бути слабкими. (Їхні параметри ви можете подивитися в ). Я взяв рекомендовані схемою вітчизняні діоди Д242А

З курсу електротехніки нам відомо, що акумулятор розряджений має низьке , яке в міру заряду зростає. Виходячи із сила струму на початку процесу зарядки буде дуже висока. І через діоди протікатиме великий струм, через що діоди будуть нагріватися. Тому, щоб їх не спалити, потрібно використовувати радіатор. Як радіатор найпростіше використовувати корпус неробочого блоку живлення від комп'ютера. Ну і для розуміння на якій стадії йде зарядка акумулятора ми використовуємо амперметр, який включаємо послідовно. Коли зарядний струм впаде до 1А, вважаємо акумулятор повністю зарядженим. Не викидайте зі схеми запобіжник, інакше при замиканні вторинної обмотки (що може іноді відбуватися при згорянні одного з діодів) у вас накриється силовий трансформатор

Розглянутий нижче простий саморобний зарядний пристрій має великі межі регулювання зарядного струму до 10 А, і чудово справляється із зарядкою різних стартерних батарей акумуляторів, розрахованих на напругу 12 В, тобто підходить для більшості сучасних автомобілів.

Схема зарядного пристрою виконана на симисторному регуляторі, з додатковими діодним мостом та резисторами R3 та R5.

Робота пристроюПри подачі живлення при позитивному напівперіод по ланцюгу R3 - VD1 - R1 і R2 - SA1 заряджається конденсатор С2. При мінусовому напівперіоді конденсатор C2 заряджається через діод VD2 змінюється лише полярність зарядки. У момент досягнення порогового рівня заряду на конденсаторі спалахне неонова лампа, і конденсатор розряджається через неї і керуючий електрод сммістора VS1. При цьому останній відкриється на час, що залишився, до кінця напівперіоду. Описаний процес циклічний і повторюється кожен напівперіод мережі.

Резистор R6 використовується для формування імпульсів розрядного струму, що збільшує термін служби акумулятора. Трансформатор повинен забезпечувати напругу на вторинній обмотці 20 при струмі 10 А. Симистор і діоди необхідно розмістити на радіаторі. Резистор R1, що регулює зарядний струм, бажано розмістити на передній панелі.

При налагодженні схеми спочатку встановлюють необхідну межу зарядного струму резистором R2. Амперметр на 10А вставляють у розрив ланцюга, потім ручку змінного резистора R1 встановлюють у крайнє положення, а резистора R2 – протилежне, і підключають пристрій до мережі. Рухаючи ручку R2, встановлюють потрібне значення максимального зарядного струму. Наприкінці калібрують шкалу резистора R1 в амперах. Необхідно пам'ятати, що при заряджання батареї струм через неї зменшуючись в середньому на 20% до кінця процесу. Тому перед початком операції слід встановити початковий струм трохи більше за номінальне значення. Закінчення процесу заряду визначають за допомогою вольтметра – напруга відключеної батареї має бути 13,8 – 14,2 Ст.

Автомат для зарядного пристрою автомобіля- Схема включає батарею на зарядку при зниженні на ній напруги до певного рівня та відключає при досягненні максимуму. Максимальною напругою для автомобільних акумуляторів є величина 14,2...14,5 В, а мінімально допустима при розряді - 10,8 В

Автомат-перемикач полярності напруги для зарядного пристрою- призначений для заряджання дванадцятивольтних автомобільних акумуляторних батарей. Головна його фіча полягає в тому, що воно допускає підключення батареї за будь-якої полярності.

Автоматичний зарядний пристрій- Схема складається із стабілізатора струму на транзисторі VT1, контрольного пристрою на компараторі D1, тиристора VS1 для фіксації стану та ключового транзистора VT2, що керує роботою реле К1

Відновлення та заряджання автомобільного акумулятора- Спосіб відновлення "асиметричним" струмом. При цьому співвідношення зарядного та розрядного струму вибрано 10:1 (оптимальний режим). Цей режим дозволяє не лише відновлювати засульфатовані батареї акумуляторів, а й проводити профілактичну обробку справних.

Спосіб відновлення кислотних акумуляторів змінним струмом- Технологія відновлення свинцевих акумуляторів змінним струмом дозволяє в найкоротший час знизити внутрішній опір до заводського значення при незначному нагріванні електроліту. Позитивний напівперіод струму використовується повністю при зарядці акумуляторів з незначною робочою сульфатацією, коли потужності зарядного імпульсу струму достатньо відновлення пластин.

Якщо у вашому автомобілі з'явився акумулятор гелієвий, то з'явиться питання як його заряджати. Тому пропоную цю нескладну схему на мікросхемі L200C, яка є звичайним стабілізатором напруги з програмованим обмежувачем вихідного струму. R2-R6 - Струмозадаючі резистори. Мікросхему бажано розмістити на радіаторі. Резистор R7 підлаштовує вихідну напругу від 14 до 15 вольт.

Якщо використовувати діоди в металевому корпусі, їх можна не встановлювати на радіаторі. Трансформатор підбираємо з вихідним напругу на вторинній обмотці 15 вольт.

Досить проста схема розрахована на зарядний струм до десяти ампер, чудово справляється з акумуляторами від автомобіля "Камаз"

Свинцеві акумулятори є дуже критичними до умов експлуатації. Однією з цих умов є заряд та розряд акумулятора. Надмірний заряд призводить до википання електроліту та руйнівних процесів у позитивних пластинах. Ці процеси посилюються, якщо зарядний струм великий

Розглянуто кілька простих схем для заряджання автомобільних акумуляторів

Схема автоматичного зарядного пристрою для автомобільних акумуляторів, описана в даній статті, дозволяє здійснювати зарядку акумулятора в автомобілі в автоматичному режимі, тобто схема автоматично відключить акумулятор після закінчення процесу заряду.

Іноді виникає необхідність заряджання акумулятора далеко від тихого та затишного гаража, а зарядки немає. Не біда, спробуємо зліпити її з того, що було. Наприклад, для найпростішої зарядки нам знадобиться лампочка розжарювання та діод.

Лампу розжарювання можна взяти будь-яку, але на напругу 220 вольт, а от діод повинен бути обов'язково потужний розрахований на струм до 10 Ампер, тому його найкраще встановити на радіатор.

Щоб збільшити струм заряду можна лампу можна замінити більш потужним навантаженням, наприклад електричним обігрівачем.

Нижче дана схема трохи складніша схема ЗУ, як навантаження якої використовується кип'ятильник, електроплитка або т.п.

Діодний міст можна запозичити зі старого комп'ютерного блоку живлення. Але не застосовуйте діоди Шотки хоча вони і досить потужні, але їхня зворотна напруга порядку 50-60 Вольт, тому вони відразу ж згорять.

На фотографії представлений саморобний автоматичний зарядний пристрій для зарядки автомобільних акумуляторів на 12 В струмом величиною до 8 А, зібраного в корпусі від мілівольтметра В3-38.

Чому потрібно заряджати акумулятор автомобіля
зарядним пристроєм

АКБ в автомобілі заряджається за допомогою електричного генератора. Для захисту електрообладнання та приладів від підвищеної напруги, яке виробляє автомобільним генератором, після нього встановлюють реле-регулятор, який обмежує напругу в бортовій мережі автомобіля до 14,1±0,2 В. Для повної зарядки акумулятора потрібна напруга не менше 14,5 Ст.

Таким чином, повністю зарядити АКБ від генератора неможливо і перед настанням холодів необхідно заряджати акумулятор від зарядного пристрою.

Аналіз схем зарядних пристроїв

Привабливою є схема виготовлення зарядного пристрою з блоку живлення комп'ютера. Структурні схеми комп'ютерних блоків живлення однакові, але електричні різні, і доопрацювання потрібна висока радіотехнічна кваліфікація.

Інтерес у мене викликала конденсаторна схема зарядного пристрою, ККД високий, тепла не виділяє, забезпечує стабільний струм заряду незалежно від ступеня заряду акумулятора та коливань мережі живлення, не боїться коротких замикань виходу. Але теж має нестачу. Якщо в процесі заряду зникне контакт з акумулятором, то напруга на конденсаторах зростає в кілька разів (конденсатори і трансформатор утворюють резонансний коливальний контур з частотою електромережі), і вони пробиваються. Треба було усунути тільки цю єдину ваду, що мені й вдалося зробити.

В результаті вийшла схема зарядного пристрою без перерахованих вище недоліків. Більше 16 років заряджаю ним будь-які кислотні акумулятори на 12 В. Пристрій працює безвідмовно.

Принципова схема автомобільного зарядного пристрою

При складності, що здається, схема саморобного зарядного пристрою проста і складається всього з декількох закінчених функціональних вузлів.

Якщо схема для повторення Вам здалася складною, то можна зібрати більше працюючу на такому ж принципі, але без функції автоматичного відключення при повній зарядці акумулятора.

Схема обмежувача струму на баластових конденсаторах

У автомобільному конденсаторному зарядному пристрої регулювання величини і стабілізація сили струму заряду акумулятора забезпечується за рахунок включення послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора Т1 баластних конденсаторів С4-С9. Чим більша ємність конденсатора, тим більше буде струм заряду акумулятора.

Практично це закінчений варіант зарядного пристрою, можна підключити після діодного моста акумулятор і зарядити його, але надійність такої схеми низька. Якщо порушиться контакт з клемами акумулятора, конденсатори можуть вийти з ладу.

Місткість конденсаторів, яка залежить від величини струму та напруги на вторинній обмотці трансформатора, можна приблизно визначити за формулою, але легше орієнтуватися за даними таблиці.

Для регулювання струму, щоб скоротити кількість конденсаторів, їх можна підключати паралельно до груп. У мене перемикання здійснюється за допомогою двох галетних перемикачів, але можна поставити кілька тумблерів.

Схема захисту
від помилкового підключення полюсів акумулятора

Схема захисту від переполюсування зарядного пристрою при неправильному підключенні акумулятора до виводів виконана на реле Р3. Якщо акумулятор підключений неправильно, діод VD13 не пропускає струм, реле знеструмлено, контакти реле К3.1 розімкнені та струм не надходить на клеми акумулятора. При правильному підключенні реле спрацьовує, контакти К3.1 замикаються і акумулятор підключається до схеми зарядки. Таку схему захисту від переполюсування можна використовувати з будь-яким зарядним пристроєм як транзисторним, так і тиристорним. Її достатньо включити у розрив проводів, за допомогою яких акумулятор підключається до зарядного пристрою.

Схема вимірювання струму та напруги заряджання акумулятора

Завдяки наявності перемикача S3 на схемі вище при зарядці акумулятора є можливість контролювати не тільки величину струму зарядки, але і напруга . При верхньому положенні S3 вимірюється струм, при нижньому – напруга. Якщо зарядний пристрій не підключено до електромережі, то вольтметр покаже напругу акумулятора, а коли заряджається акумулятор, то напруга зарядки. Як головка застосований мікроамперметр М24 з електромагнітною системою. R17 шунтує головку в режимі вимірювання струму, а R18 служить дільником при вимірі напруги.

Схема автоматичного вимкнення ЗУ
при повній зарядці акумулятора

Для живлення операційного підсилювача та створення опорної напруги застосовано мікросхему стабілізатора DA1 типу 142ЕН8Г на 9В. Мікросхема обрана не випадково. При зміні температури корпусу мікросхеми на 10º, вихідна напруга змінюється лише на соті частки вольта.

Система автоматичного відключення зарядки при досягненні напруги 15,6 виконана на половинці мікросхеми А1.1. Висновок 4 мікросхеми підключений до дільника напруги R7, R8 з якого на нього подається опорна напруга 4,5 В. Висновок 4 мікросхеми підключений до іншого дільника на резисторах R4-R6, резистор R5 підлаштування для встановлення порога спрацьовування автомата. Величиною резистора R9 визначається поріг включення зарядного пристрою 12,54 В. Завдяки застосуванню діода VD7 і резистора R9, забезпечується необхідний гістерезис між напругою включення та відключення заряду акумулятора.

Працює схема в такий спосіб. При підключенні до зарядного пристрою автомобільного акумулятора, напруга на клемах якого менше 16,5 В, на виведенні 2 мікросхеми А1.1 встановлюється достатня напруга для відкривання транзистора VT1, транзистор відкривається і реле P1 спрацьовує, підключаючи контактами К1.1 до електромережі первинну обмотку трансформатора та починається зарядка акумулятора.

Як тільки напруга заряду досягне 16,5, напруга на виході А1.1 зменшиться до величини, недостатньої для підтримки транзистора VT1 у відкритому стані. Реле відключиться і контакти К1.1 підключать трансформатор через конденсатор чергового режиму С4, при якому струм заряду дорівнюватиме 0,5 А. У такому стані схема зарядного пристрою перебуватиме, поки напруга на акумуляторі не зменшиться до 12,54 В. Як тільки напруга встановиться рівним 12,54, знову включиться реле і зарядка піде заданим струмом. Передбачена можливість у разі потреби перемикачем S2 відключити систему автоматичного регулювання.

Таким чином, система автоматичного стеження за зарядкою акумулятора виключить можливість перезарядження акумулятора. Акумулятор можна залишити підключеним до зарядного пристрою хоч на цілий рік. Такий режим актуальний для автолюбителів, які їздять лише влітку. Після закінчення сезону автопробігу можна підключити акумулятор до зарядного пристрою та вимкнути лише навесні. Навіть якщо в електромережі пропаде напруга, за його появи зарядний пристрій продовжить заряджати акумулятор у штатному режимі

Принцип роботи схеми автоматичного відключення зарядного пристрою у разі перевищення напруги через відсутність навантаження, зібраного на другій половинці операційного підсилювача А1.2, такий же. Тільки поріг повного відключення зарядного пристрою від мережі живлення обраний 19 В. Якщо напруга зарядки менше 19 В, на виході 8 мікросхеми А1.2 напруга достатня, для утримання транзистора VT2 у відкритому стані, при якому на реле P2 подано напругу. Як тільки напруга зарядки перевищить 19, транзистор закриється, реле відпустить контакти К2.1 і подача напруги на зарядний пристрій повністю припиниться. Як тільки буде підключено акумулятор, він запитає схему автоматики, і зарядний пристрій відразу повернеться до робочого стану.

Конструкція автоматичного зарядного пристрою

Всі деталі зарядного пристрою розміщені в корпусі міліамперметра В3-38, з якого видалено весь вміст, крім стрілочного приладу. Монтаж елементів, крім схеми автоматики, виконаний навісним способом.

Конструкція корпусу міліамперметра являє собою дві прямокутні рамки, з'єднані чотирма куточками. У куточках з рівним кроком зроблено отвори, до яких зручно кріпити деталі.

Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. Силовий трансформатор ТН61-220 закріплений на чотирьох гвинтах М4 на алюмінієвій пластині товщиною 2 мм, пластина, у свою чергу, прикріплена гвинтами М3 до нижніх куточків корпусу. На цій пластині встановлено С1. На фото вигляд зарядного пристрою знизу.

До верхніх куточків корпусу закріплена також пластина зі склотекстоліту товщиною 2 мм, а до неї гвинтами конденсатори С4-С9 та реле Р1 та Р2. До цих куточків також прикручено друковану плату, на якій спаяно схему автоматичного керування зарядкою акумулятора. Реально кількість конденсаторів не шість, як за схемою, а 14, так як для отримання потрібного конденсатора номіналу доводилося з'єднувати їх паралельно. Конденсатори та реле підключені до іншої схеми зарядного пристрою через роз'єм (на фото вище блакитний), що полегшило доступ до інших елементів під час монтажу.

На зовнішній стороні задньої стінки встановлений ребристий радіатор алюмінієвий для охолодження силових діодів VD2-VD5. Тут також встановлений запобіжник Пр1 на 1 А і вилка, (взята від блоку живлення комп'ютера) для подачі напруги живлення.

Силові діоди зарядного пристрою закріплені за допомогою двох притискних планок до радіатора всередині корпусу. Для цього в задній стінці корпусу зроблено прямокутний отвір. Таке технічне рішення дозволило до мінімуму звести кількість тепла, що виділяється всередині корпусу і економії місця. Висновки діодів і проводи, що підводять, розпаяні на незакріплену планку з фольгованого склотекстоліту.

На фотографії вигляд саморобного зарядного пристрою праворуч. Монтаж електричної схеми виконаний кольоровими проводами, змінної напруги – коричневим, плюсові – червоним, мінусові – проводами синього кольору. Перетин проводів, що йдуть від вторинної обмотки трансформатора до клем для підключення акумулятора, повинен бути не менше 1 мм2.

Шунт амперметра є відрізок високоомного дроту константана довжиною близько сантиметра, кінці якого запаяні в мідні смужки. Довжина дроту шунта підбирається при калібруванні амперметра. Провід я взяв від шунта згорілого стрілочного тестера. Один кінець із мідних смужок припаяний безпосередньо до вихідної клеми плюса, до другої смужки припаяний товстий провідник, що йде від контактів реле Р3. На стрілочний пристрій від шунта йдуть жовтий і червоний провід.

Друкована плата блоку автоматики зарядного пристрою

Схема автоматичного регулювання та захисту від неправильного підключення акумулятора до зарядного пристрою спаяна на друкованій платі із фольгованого склотекстоліту.

На фото представлений зовнішній вигляд зібраної схеми. Малюнок друкованої плати схеми автоматичного регулювання та захисту простий, отвори виконані з кроком 2,5 мм.

На фотографії вище вигляд друкованої плати з боку установки деталей з нанесеним червоним кольором маркуванням деталей. Таке креслення зручне при складанні друкованої плати.

Креслення друкованої плати вище стане в нагоді при її виготовленні за допомогою технології із застосуванням лазерного принтера.

А це креслення друкованої плати стане в нагоді при нанесенні струмоведучих доріжок друкованої плати ручним способом.

Шкала стрілочного приладу мілівольтметра В3-38 не підходила під необхідні вимірювання, довелося накреслити на комп'ютері свій варіант, надрукував на щільному білому папері і клеєм момент приклеїв зверху на штатну шкалу.

Завдяки більшому розміру шкали та калібрування приладу в зоні вимірювання, точність відліку напруги вийшла 0,2 Ст.

Провід для підключення АЗУ до клем акумулятора та мережі

На дроти для підключення автомобільного акумулятора до зарядного пристрою з одного боку встановлені затискачі типу крокодил, з іншого боку - розрізні наконечники. Для підключення плюсового виведення акумулятора вибрано червоний провід, для підключення мінусового – синій. Перетин проводів для підключення до пристрою акумулятора повинен бути не менше 1 мм2.

До електричної мережі зарядний пристрій підключається за допомогою універсального шнура з вилкою та розеткою, як застосовується для підключення комп'ютерів, оргтехніки та інших електроприладів.

Про деталі зарядного пристрою

Силовий трансформатор Т1 застосований типу ТН61-220, вторинні обмотки якого послідовно з'єднані, як показано на схемі. Так як ККД зарядного пристрою не менше 0,8 і струм заряду зазвичай не перевищує 6 А, підійде будь-який трансформатор потужністю 150 ват. Вторинна обмотка трансформатора повинна забезпечити напругу 18-20 В при струмі навантаження до 8 А. Якщо немає готового трансформатора, можна взяти будь-який відповідний за потужністю і перемотати вторинну обмотку. Розрахувати число витків вторинної обмотки трансформатора можна за допомогою спеціального калькулятора.

Конденсатори С4-С9 типу МБГЧ на напругу не менше 350 В. Можна використовувати будь-які конденсатори типу, розраховані на роботу в ланцюгах змінного струму.

Діоди VD2-VD5 підійдуть будь-якого типу, розраховані на струм 10 А. VD7, VD11 – будь-які імпульсні крем'яні. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 і VD13 будь-які, що витримують струм 1 А. Світлодіод VD1 – будь-який, VD9 я застосував типу КИПД29. Відмінна риса цього світлодіода, що він змінює колір свічення при зміні полярності підключення. Для його перемикання використано контакти К1.2 реле Р1. Коли заряджається основним струмом, світлодіод світить жовтим світлом, а при перемиканні в режим підзарядки акумулятора – зеленим. Замість бінарного світлодіода можна встановити будь-які два одноколірні, підключивши їх за нижче наведеною схемою.

Як операційний підсилювач обраний КР1005УД1, аналог зарубіжного AN6551. Такі підсилювачі застосовували у блоці звуку та відео у відеомагнітофоні ВМ-12. Підсилювач хороший тим, що не вимагає двополярного живлення, ланцюгів корекції і зберігає працездатність при напрузі живлення від 5 до 12 В. Замінити його можна практично будь-яким аналогічним. Добре підійдуть для заміни мікросхеми, наприклад, LM358, LM258, LM158, але нумерація висновків у них інша, і потрібно внести зміни в малюнок друкованої плати.

Реле Р1 і Р2 будь-які на напругу 9-12 і контактами, розрахованими на комутований струм 1 А. Р3 на напругу 9-12 В і струм комутації 10 А, наприклад РП-21-003. Якщо в реле кілька контактних груп, їх бажано запаяти паралельно.

Перемикач S1 будь-якого типу, розрахований на роботу при напрузі 250 В і має достатню кількість контактів, що комутують. Якщо не потрібен крок регулювання струму в 1 А, можна поставити кілька тумблерів і встановлювати струм заряду, припустимо, 5 А і 8 А. Якщо заряджати тільки автомобільні акумулятори, то таке рішення цілком виправдане. Перемикач S2 служить для вимкнення системи контролю рівня заряджання. У разі заряду акумулятора великим струмом можливе спрацювання системи раніше, ніж акумулятор повністю зарядиться. У такому випадку систему можна вимкнути та продовжити заряджання в ручному режимі.

Електромагнітна головка для вимірювача струму та напруги підійде будь-яка, зі струмом повного відхилення 100 мкА, наприклад типу М24. Якщо немає необхідності вимірювати напругу, а тільки струм, можна встановити готовий амперметр, розрахований на максимальний постійний струм вимірювання 10 А, а напругу контролювати зовнішнім стрілочним тестером або мультиметром, підключивши їх до контактів акумулятора.

Налаштування блоку автоматичного регулювання та захисту АЗУ

При безпомилковому збиранні плати та справності всіх радіоелементів, схема запрацює відразу. Залишиться лише встановити поріг напруги резистором R5, при досягненні якого заряджання акумулятора буде переведено в режим заряджання малим струмом.

Регулювання можна виконувати безпосередньо під час заряджання акумулятора. Але все ж краще підстрахуватися і перед встановленням в корпус, схему автоматичного регулювання та захисту АЗУ перевірити і налаштувати. Для цього знадобиться блок живлення постійного струму, який має можливість регулювати вихідну напругу в межах від 10 до 20 В, розрахованого на вихідний струм величиною 0,5-1 А. З вимірювальних приладів знадобиться будь-який вольтметр, стрілочний тестер або мультиметр, розрахований на вимірювання постійного струму. напруги, з межею виміру від 0 до 20 В.

Перевірка стабілізатора напруги

Після монтажу всіх деталей на друковану плату потрібно подати від блока живлення напругу живлення величиною 12-15 В на загальний провід (мінус) і виведення 17 мікросхеми DA1 (плюс). Змінюючи напругу на виході блоку живлення від 12 до 20 В, потрібно за допомогою вольтметра переконатися, що величина напруги на виході мікросхеми 2 стабілізатора напруги DA1 дорівнює 9 В. Якщо напруга відрізняється або змінюється, то DA1 несправна.

Мікросхеми серії К142ЕН та аналоги мають захист від короткого замикання по виходу і якщо закоротити її вихід на загальний провід, то мікросхема увійде в режим захисту і не вийде з ладу. Якщо перевірка показала, що напруга на виході мікросхеми дорівнює 0, це не завжди означає про її несправність. Цілком можливо наявність КЗ між доріжками друкованої плати або несправний один із радіоелементів решти схеми. Для перевірки мікросхеми достатньо від'єднати від плати її виведення 2 і якщо на ньому з'явиться 9, значить, мікросхема справна, і необхідно знайти і усунути КЗ.

Перевірка системи захисту від перенапруги

Опис принципу роботи схеми вирішив почати з простішої частини схеми, до якої не пред'являються строгі норми з напруги спрацьовування.

Функцію відключення АЗУ від електромережі у разі від'єднання акумулятора виконує частину схеми, зібрана на операційному диференціальному підсилювачі А1.2 (далі ОУ).

Принцип роботи операційного диференціального підсилювача

Без знання принципу роботи ОУ розібратися у роботі схеми складно, тому наведу короткий опис. ОУ має два входи та один вихід. Один із входів, який позначається на схемі знаком «+», називається неінвертуючим, а другий вхід, який позначається знаком «-» або кружком, називається інвертуючим. Слово диференціальний ОУ означає, що напруга на виході підсилювача залежить від різниці напруги на його входах. У цьому схемі операційний підсилювач включений без зворотний зв'язок, як компаратора – порівняння вхідних напруг.

Таким чином, якщо напруга на одному з входів буде незмінною, а на другому зміняться, то в момент переходу через точку рівності напруги на входах, напруга на виході підсилювача стрибкоподібно зміниться.

Перевірка схеми захисту від перенапруги

Повернемося до схеми. Неінвертуючий вхід підсилювача А1.2 (висновок 6) підключений до дільника напруги, зібраного на резисторах R13 та R14. Цей дільник підключений до стабілізованої напруги 9 і тому напруга в точці з'єднання резисторів, ніколи не змінюється і становить 6,75 В. Другий вхід ОУ (висновок 7) підключений до другого дільника напруги, зібраному на резисторах R11 і R12. Цей дільник напруги підключений до шини, якою йде зарядний струм, і напруга на ньому змінюється в залежності від величини струму та ступеня заряду акумулятора. Тому і величина напруги на виведенні 7 теж буде відповідно зміняться. Опір дільника підібрані таким чином, що при зміні напруги зарядки акумулятора від 9 до 19 напруга на виведенні 7 буде менше, ніж на виведенні 6 і напруга на виході ОУ (висновок 8) буде більше 0,8 В і близько до напруги живлення ОУ. Транзистор буде відкритий, на обмотку реле Р2 надходитиме напруга і воно замкне контакти К2.1. Напруга на виході також закриє діод VD11 і резистор R15 у роботі схеми не братиме участі.

Як тільки напруга зарядки перевищить 19 В (це може трапитися тільки у випадку, якщо від виходу АЗУ буде відключений акумулятор), напруга на виведенні 7 стане більшою, ніж на виведенні 6. У цьому випадку на виході ОУ напруга стрибкоподібно зменшиться до нуля. Транзистор закриється, реле знеструмиться і контакти К2.1 розімкнуться. Подача напруги живлення на ОЗУ буде припинена. У момент, коли напруга на виході ОУ дорівнюватиме нулю, відкриється діод VD11 і, таким чином, паралельно до R14 дільника підключиться R15. Напруга на 6 виведення миттєво зменшиться, що виключить помилкові спрацьовування в момент рівності напруги на входах ОУ через пульсації і перешкод. Змінюючи величину R15, можна змінювати гістерезис компаратора, тобто напруга, при якому схема повернеться у вихідний стан.

При підключенні акумулятора до ОЗУ напруги на виведенні 6 знову встановиться рівним 6,75, а на виведенні 7 буде менше і схема почне працювати в штатному режимі.

Для перевірки роботи схеми достатньо змінювати напругу на блоці живлення від 12 до 20 і підключивши вольтметр замість реле Р2 спостерігати його показання. При напрузі менше 19, вольтметр повинен показувати напругу, величиною 17-18 (частина напруги впаде на транзисторі), а при більшому - нуль. Бажано все ж таки підключити до схеми обмотку реле, тоді буде перевірена не тільки робота схеми, але і його працездатність, а по клацанням реле можна буде контролювати роботу автоматики без вольтметра.

Якщо схема не працює, потрібно перевірити напруги на входах 6 і 7, виході ОУ. При відмінності напруги від зазначених вище, потрібно перевірити номінали резисторів відповідних дільників. Якщо резистори дільників та діод VD11 справні, то, отже, несправний ОУ.

Для перевірки ланцюга R15, D11 достатньо відключити одні з висновків цих елементів, схема буде працювати, тільки без гістерезису, тобто включатися і відключатися при одному і тому ж напругі, що подається з блоку живлення. Транзистор VT12 легко перевірити, від'єднавши один із висновків R16 і контролюючи напругу на виході ОУ. Якщо виході ОУ напруга змінюється правильно, а реле постійно включено, отже, має місце пробою між колектором і емітером транзистора.

Перевірка схеми вимкнення акумулятора при повній його зарядці

Принцип роботи ОУ А1.1 нічим не відрізняється від роботи А1.2, за винятком можливості змінювати поріг вимкнення напруги за допомогою підстроювального резистора R5.

Для перевірки роботи А1.1, напруга живлення, подана з блоку живлення плавно збільшується і зменшується в межах 12-18 В. При досягненні напруги 15,6 В повинно відключитися реле Р1 і контактами К1.1 переключити АЗУ в режим зарядки малим струмом через конденсатор С4. При зниженні рівня напруги нижче 12,54 В реле повинно включитися та переключити АЗУ в режим заряджання струмом заданої величини.

Напруга порогу включення 12,54 можна регулювати зміною номіналу резистора R9, але в цьому немає необхідності.

За допомогою перемикача S2 можна відключати автоматичний режим роботи, включивши реле Р1 безпосередньо.

Схема зарядного пристрою на конденсаторах
без автоматичного відключення

Для тих, хто не має достатнього досвіду зі складання електронних схем або не потребує автоматичного відключення ЗУ після закінчення зарядки акумулятора, пропоную спрощений варіант схеми пристрою для заряджання автомобільних кислотних акумуляторів. Відмінна особливість схеми в її простоті для повторення, надійності, високому ККД та стабільним струмом заряду, наявність захисту від неправильного підключення акумулятора, автоматичне продовження зарядки у разі зникнення напруги живлення.

Принцип стабілізації зарядного струму залишився незмінним та забезпечується включенням послідовно з мережевим трансформатором блоку конденсаторів С1-С6. Для захисту від перенапруги на вхідній обмотці та конденсаторах використовується одна з пар нормально розімкнених контактів реле Р1.

Коли акумулятор не підключений, контакти реле Р1 К1.1 і К1.2 розімкнені і навіть якщо зарядний пристрій підключений до мережі живлення струм не надходить на схему. Те саме відбувається, якщо помилково підключити акумулятор за полярністю. При правильному підключенні акумулятора струм надходить через діод VD8 на обмотку реле Р1, реле спрацьовує і замикаються його контакти К1.1 і К1.2. Через замкнуті контакти К1.1 мережна напруга надходить на зарядний пристрій, а через К1.2 на акумулятор надходить зарядний струм.

На перший погляд здається, що контакти реле К1.2 не потрібні, але якщо їх не буде, то при помилковому підключенні акумулятора струм потіче з плюсового виведення акумулятора через мінусову клему ЗУ, далі через діодний міст і далі безпосередньо на мінусовий вивід акумулятора та діоди моста ЗУ вийдуть з ладу

Запропонована проста схема для заряджання акумуляторів легко адаптується для заряджання акумуляторів на напругу 6 або 24 В. Достатньо замінити реле Р1 на відповідну напругу. Для зарядки 24 вольтових акумуляторів необхідно забезпечити вихідну напругу з вторинної обмотки Т1 трансформатора не менше 36 В.

При бажанні схему простого зарядного пристрою можна доповнити приладом індикації зарядного струму та напруги, увімкнувши його як у схемі автоматичного зарядного пристрою.

Порядок заряджання автомобільного акумулятора
автоматичним саморобним ЗУ

Перед зарядкою знятий з автомобіля акумулятор необхідно очистити від бруду і протерти його поверхні для видалення кислотних залишків водним розчином соди. Якщо кислота лежить на поверхні, то водний розчин соди піниться.

Якщо акумулятор має пробки для заливки кислоти, то всі пробки потрібно викрутити, для того, щоб гази, що утворюються при зарядці в акумуляторі, могли вільно виходити. Обов'язково потрібно перевірити рівень електроліту, і якщо він менший за необхідний, долити дистильованої води.

Далі потрібно перемикачем S1 на зарядному пристрої виставити величину струму заряду і підключити акумулятор дотримуючись полярності (плюсовий висновок акумулятора потрібно приєднати до плюсового виведення зарядного пристрою) до його клем. Якщо перемикач S3 знаходиться в нижньому положенні, то стрілка приладу на зарядному пристрої відразу покаже напругу, яку видає акумулятор. Залишилося вставити штепсельну вилку в розетку і процес зарядки акумулятора почнеться. Вольтметр вже почне показувати напругу заряджання.

У статті буде розказано про те, як своїми руками виготовити саморобне Схеми ви можете використовувати абсолютно будь-які, але найпростішим варіантом виготовлення є переробка комп'ютерного БП. Якщо у вас такий блок, застосування йому знайти буде досить просто. Для живлення материнських плат використовується напруга завбільшки 5, 3.3, 12 Вольт. Як ви розумієте, інтерес для вас становить напругу 12 Вольт. Зарядний пристрій дозволить проводити зарядку акумуляторів, ємність яких лежить у діапазоні від 55 до 65 Ампер-годин. Іншими словами, його вистачить для заряджання акумуляторів більшості автомобілів.

Загальний вигляд схеми

Щоб зробити переробку, потрібно скористатися схемою, поданою у статті. своїми руками з БП персонального комп'ютера виготовлене, дозволяє контролювати на виході струм зарядки та напруга. Потрібно звернути увагу, що є захист від КЗ - запобіжник на 10 Ампер. Але його встановлювати необов'язково, оскільки у більшості БП персональних комп'ютерів є захист, що відключає пристрій у разі КЗ. Тому схеми зарядних пристроїв для акумуляторів із БП комп'ютерів здатні самі себе захистити від КЗ.

ШИ-контролер (позначений DA1), як правило, у БП використовується двох типів – KA7500 або TL494. Тепер трохи теорії. Чи може нормально зарядити акумулятор блок живлення комп'ютера? Відповідь - може, тому що свинцеві АКБ більшості автомобілів мають ємність 55-65 ампер-годину. Для нормальної зарядки йому необхідний струм, рівний 10 % від ємності АКБ - трохи більше 6,5 Ампер. Якщо блок живлення має потужність понад 150 Вт, його ланцюг «+12 В» здатна віддати такий струм.

Початковий етап ситуації

Щоб повторити простий саморобний зарядний пристрій акумулятора, необхідно злегка вдосконалити блок живлення:

1. Позбавляєтеся всіх непотрібних проводів. За допомогою паяльника їх забираєте, щоб не заважали.
2. За схемою, наведеною у статті, знаходите постійний резистор R1, який необхідно випаяти і на його місце встановити підстроювальний з опором 27 кОм. На верхній контакт цього резистора згодом потрібно подавати постійну напругу "+12". Без цього не зможе працювати пристрій.
3. 16-й висновок мікросхеми від'єднується від мінусу.
4. Далі, потрібно роз'єднати 15-й та 14-й висновки.

Схеми можна використовувати будь-які, але простіше зробити з комп'ютерного БП - він легший, простіше в експлуатації, доступніший. Якщо порівняти з трансформаторними пристроями, маса приладів істотно відрізняється (як і габарити).

Регулювання зарядного пристрою

Задня стінка тепер буде передньою, виготовити її бажано зі шматка матеріалу (текстоліт ідеально підійде). На цій стінці потрібно встановити регулятор зарядного струму, позначений на схемі R10. Струмовимірювальний резистор найкраще використовувати якомога потужніше - візьміть два з потужністю 5 Вт і опором 0,2 Ом. Але це залежить від вибору схеми зарядних пристроїв для акумуляторів. У деяких конструкціях не потрібно використовувати потужні резистори.

При з'єднанні їх паралельно виходить збільшення потужності вдвічі, а опір стає рівним 0,1 Ом. На передній стінці також розташовуються індикатори – вольтметр та амперметр, які дозволяють контролювати відповідні параметри зарядного пристрою. Для точного налаштування зарядника використовується підстроювальний резистор, за допомогою якого подається напруга на 1-й висновок ШІ-контролера.

Вимоги до пристрою

Остаточне складання

До 1, 14, 15 і 16 висновків потрібно припаяти багатожильні тонкі дроти. Ізоляція у них має бути надійною, щоб під навантаженням не відбулося нагрівання, інакше саморобний зарядний пристрій для автомобіля вийде з ладу. Після складання потрібно встановити підстроювальним резистором напругу близько 14 Вольт (+/-0,2 В). Саме така напруга вважається нормальною для зарядки акумуляторних батарей. Причому це має бути в режимі холостого ходу (без підключеного навантаження).

На проводах, які підключаються до акумулятора, необхідно встановити два затискачі-крокодила. Один червоний, другий чорний. Такі можна купити у будь-якому магазині госптоварів чи автомобільних запчастин. Ось таке виходить нескладний саморобний зарядний пристрій автомобільного акумулятора. Схеми з'єднань: чорний кріпиться до мінусу, а червоний до плюса. Процес заряджання повністю автоматичний, втручання людини не потрібно. Але варто розглянути основні етапи цього процесу.

Процес заряджання акумулятора

При початковому циклі вольтметр показуватиме напругу приблизно 12,4-12,5 В. Якщо акумулятор має ємність 55 А*год, то потрібно обертати регулятор доти, доки амперметр не покаже значення 5,5 Ампер. Це означає, що струм заряджання дорівнює 5,5 А. У міру того, як заряджається акумулятор, струм зменшується, а напруга прагне максимуму. У результаті наприкінці струм дорівнюватиме 0, а напруга 14 Ст.

Незалежно від того, яка для виготовлення використовувалася добірка схем та конструкцій зарядних пристроїв, принцип роботи багато в чому схожий. Коли акумулятор повністю заряджено, пристрій починає компенсувати струм саморозряду. Тому ви не ризикуєте тим, що виявиться перезаряджання батареї. Тому зарядний пристрій може бути підключений до акумулятора і на добу, і тиждень, і навіть місяць.

Якщо ви не маєте вимірювальних приладів, які не шкода було б встановити в пристрій, можна від них відмовитися. Але для цього необхідно зробити шкалу для потенціометра – позначити положення для значень струму зарядки, рівних 5,5 А та 6,5 А. Звичайно, встановлений амперметр набагато зручніший – можна візуально спостерігати процес протікання зарядки акумуляторної батареї. Але й зарядний пристрій для акумулятора, власноруч виготовлений без використання приладів, може легко експлуатуватися.

Для того, щоб автомобіль завівся, йому необхідна енергія. Така енергія береться з акумулятора. Як правило, його підзарядка походить від генератора під час роботи двигуна. Коли автомобіль довго не використовується або несправна батарея, вона розряджається до такого стану, що машина вже не може завестися. В цьому випадку потрібна зовнішня зарядка. Такий пристрій можна купити або зібрати самостійно, але для цього знадобиться зарядний пристрій.

Принцип роботи автомобільного акумулятора

Автомобільний акумулятор подає живлення на різні прилади в автомобілі при вимкненому двигуні та призначений для його запуску. На вигляд типу виконання застосовується свинцево-кислотна батарея. Конструктивно вона збирається із шести елементів живлення з номінальним значенням напруги 2,2 вольта, з'єднаних між собою послідовно. Кожен елемент є набір гратчастих пластин зі свинцю. Пластини покриваються активним матеріалом і занурюються в електроліт.

Розчин електроліту включає до свого складу дистильовану воду та сірчану кислоту. Від густини електроліту залежить морозостійкість батареї. Останнім часом з'явилися технології, що дають змогу адсорбувати електроліт у скляному волокні або згущувати його з використанням силікагелю до гелеподібного стану.

Кожна пластина має негативний і позитивний полюс, а вони ізолюються між собою використанням пластмасового сепаратора. Корпус виробу виконується з пропілену, що не руйнується під дією кислоти і служить діелектриком. Позитивний полюс електрода покривається діоксидом свинцю, а негативний губчастим свинцем. Останнім часом стали випускатися акумуляторні батареї з електродами із свинцево-кальцієвого сплаву. Такі акумулятори повністю герметичні та не потребують обслуговування.

При підключенні до акумулятора навантаження активний матеріал на пластинах вступає в хімічну реакцію з розчином електроліту і виникає електричний струм. Електроліт з часом виснажується через осадження сульфату свинцю на платівках. Акумуляторна батарея (АКБ) починає втрачати заряд. У процесі заряджання хімічна реакціявідбувається у зворотному порядку, сульфат свинцю та вода перетворюються, підвищується щільність електроліту та відновлюється величина заряду.

Акумулятори характеризуються значенням саморозряду. Він виникає в АКБ за його бездіяльності. Основною причиною є забруднення поверхні батареї та поганої якості дистилятора. Швидкість саморозряду прискорюється під час руйнування свинцевих пластин.

Види зарядних пристроїв

Розроблено велику кількість схем автомобільних зарядних пристроїв, що використовують різні елементні бази та принциповий підхід. За принципом дії прилади заряду поділяються на дві групи:

1. Пуско-зарядні призначені для запуску двигуна при неробочому акумуляторі. Короткочасно подаючи на клеми акумулятора струм великої величини, відбувається включення стартера та запуск двигуна, а надалі заряд батареї походить від генератора автомобіля. Вони випускаються лише певне значення струму чи з можливістю виставлення його величини.
2. Передпускові зарядні, до клем акумулятора підключаються висновки з пристрою і подається струм тривалий час. Його значення вбирається у десяти ампер, протягом цього часу відбувається відновлення енергії батареї. У свою чергу, вони поділяються на поступові (час зарядки від 14 до 24 годин), прискорені (до трьох годин) і кондиціонують (близько години).

За своєю схемотехнікою виділяються імпульсні та трансформаторні пристрої. Першого виду використовують у роботі високочастотний перетворювач сигналу, характеризуються малими розмірами та вагою. Другого виду як основу використовують трансформатор з випрямляючим блоком, прості у виготовленні, але мають велику вагута низьким коефіцієнтом корисної дії (ККД).

Виконано зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів своїми руками або придбано в торговій точці, вимоги до нього однакові, а саме:

• стабільність вихідної напруги;
• високе значення ККД;
• захист від короткого замикання;
• індикатор контролю заряду.

Однією з головних характеристик зарядного приладу є величина струму, яким заряджається батарея. Правильно зарядити акумулятор і продовжити його робочі характеристики вийде лише при виборі потрібного значення. При цьому важлива швидкість заряду. Чим більший струм, тим вище швидкість, але високе значення швидкості призводить до швидкої деградації акумулятора. Вважається, що правильним значенням струму буде величина, що дорівнює десяти відсоткам від ємності батарейки. Ємність визначається як величина струму, що віддається АКБ за одиницю часу, вона вимірюється в ампер-годинах.

Саморобний зарядний прилад

Пристрій для заряду має бути у кожного автолюбителя, тому якщо немає можливості або бажання придбати готовий прилад, нічого не залишиться, як зробити зарядку для акумулятора самостійно. Неважко зробити своїми руками як найпростіший, так і функціональний пристрій. Для цього знадобиться схемата набір радіоелементів. Існує також можливість переробити джерело безперебійного живлення (ДБЖ) або комп'ютерний блок (АТ) на прилад для підзарядки АКБ.

Трансформаторний зарядний пристрій

Такий пристрій найпростіший у збиранні і не містить дефіцитних деталей. Схема складається з трьох вузлів:

• трансформатор;
• випрямний блок;
• регулятор.

Напруга з промислової мережі надходить на первинну обмотку трансформатора. Сам трансформатор може використовуватись будь-якого виду. Складається він із двох частин: сердечника та обмоток. Сердечник збирається із сталі чи фериту, обмотки - із провідникового матеріалу.

Принцип роботи трансформатора заснований на появі змінного магнітного поля при проходженні струму первинної обмотки і передачі його на вторинну. Для отримання на виході необхідного рівня напруги кількість витків у вторинній обмотці робиться меншою порівняно з первинною. Рівень напруги на вторинній обмотці трансформатора вибирається рівним 19 вольт, яке потужність повинна забезпечувати триразовий запас по струму заряду.

З трансформатора знижена напруга проходить через випрямний міст і надходить на реостат, послідовно підключений до акумулятора. Реостат призначений для регулювання величини напруги та струму шляхом зміни опору. Опір реостату вбирається у 10 Ом. Величина струму контролюється послідовно включеним перед акумулятором амперметром. Такою схемою не вдасться заряджати АКБ з ємністю понад 50 Ач, оскільки реостат починає перегріватися.

Спростити схему можна, прибравши реостат, а на вході перед трансформатором встановити набір конденсаторів, що використовуються як реактивні опори зменшення напруги мережі. Чим менше номінальне значення ємності, тим менше напруга надходить на первинну обмотку в мережі.

Особливість такої схеми в необхідності забезпечення рівня сигналу на вторинній обмотці трансформатора у півтора рази більша, ніж робоча напруга навантаження. Таку схему можна використовувати без трансформатора, але це дуже небезпечно. Без гальванічної розв'язки можна отримати ураження електричним струмом.

Імпульсний пристрій підзаряду

Гідність імпульсних пристроїв у високому ККД та компактних розмірах. В основі приладу лежить мікросхема із широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ). Зібрати потужний імпульсний зарядний пристрій своїми руками можна за наступною схемою.

Як ШІМ контролера використовується драйвер IR2153. Після випрямляючих діодів паралельно АКБ ставиться полярний конденсатор С1 з ємністю не більше 47-470 мкФ і напругою щонайменше 350 вольт. Конденсатор прибирає сплески напруги і шуми лінії. Діодний міст використовується з номінальним струмом більше чотирьох ампер та зі зворотною напругою не менше 400 вольт. Драйвер керує потужними N-канальними польовими транзисторами IRFI840GLC, встановленими на радіаторах. Струм такої зарядки дорівнюватиме до 50 ампер, а вихідна потужність до 600 Ватт.

Виготовити імпульсний зарядний пристрій для автомобіля своїми руками можна за допомогою переробленого комп'ютерного джерела живлення формату АТ. Як ШИМ контролера у яких використовується поширена мікросхема TL494. Сама переробка полягає у збільшенні вихідного сигналу до 14 вольт. Для цього знадобиться правильно встановити підстроювальний резистор.

Резистор, який з'єднується першу ногу TL494 зі стабілізованою шиною + 5, видаляється, а замість другого, пов'язаного з 12 вольтовою шиною, впаюється змінний резистор з номіналом 68 кОм. Цим резистором і встановлюється необхідний рівень вихідної напруги. Включення блоку живлення здійснюється через механічний вимикач, згідно з вказаною на корпусі блоку живлення схемою.

Пристрій на мікросхемі LM317

Досить проста, але стабільно працююча схема зарядки легко виконується на інтегральній мікросхемі LM317. Мікросхема забезпечує встановлення рівня сигналу 13,6 вольт при максимальній силі струму 3 ампера. Стабілізатор LM317 має вбудований захист від короткого замикання.

Напруга на схему приладу подається через клеми від незалежного блоку живлення постійної напруги 13-20 вольт. Струм, проходячи через індикаторний світлодіод HL1 і транзистор VT1, надходить на стабілізатор LM317. З його виходу безпосередньо на АКБ через X3, X4. Дільником, зібраним на R3 та R4, встановлюється необхідне значення напруги для відкривання VT1. Змінним резистором R4 визначається обмеження струму підзарядки, а R5 рівень вихідного сигналу. Вихідна напруга встановлюється від 13,6 до 14 вольт.

Схему можна максимально спростити, але її надійність зменшиться.

У ній резистором R2 підбирають струм. Як резистор використовується потужний дротяний елемент з ніхрому. Коли АКБ розряджений, струм заряду максимальний, світлодіод VD2 світиться яскраво, у міру заряду струм починає спадати і світлодіод тьмяніє.

Зарядне із джерела безперебійного живлення

Сконструювати зарядник можна зі звичайного безперебійника навіть із несправністю вузла електроніки. Для цього видаляється із блоку вся електроніка, крім трансформатора. До високовольтної обмотки трансформатора на 220 В додається схема випрямляча, стабілізації струму та обмеження напруги.

Випрямляч збирається на будь-яких потужних діодах, наприклад, вітчизняних Д-242 та мережевому конденсаторі 2200 мкФ на 35-50 вольт. На виході вийде сигнал із напругою 18-19 вольт. Як стабілізатор напруги використовується мікросхема LT1083 або LM317 з обов'язковою установкою на радіатор.

Підключивши акумуляторну батарею, виставляється напруга 14,2 вольта. Контролювати рівень сигналу зручно за допомогою вольтметра та амперметра. Вольтметр підключається паралельно клем батареї, а амперметр послідовно. У міру заряду АКБ його опір зростатиме, а струм падатиме. Ще простіше виконати регулятор за допомогою симістора, підключеного до первинної обмотки трансформатора на кшталт диммера.

При самостійному виготовленні пристрою слід пам'ятати про електробезпеку при роботі з мережею змінного струму 220 В. Як правило, правильно виконаний прилад зарядки з справних деталей починає працювати відразу, потрібно тільки виставити струму заряду.

Дотримання режиму експлуатації акумуляторних батарей, зокрема режиму заряджання, гарантує їх безвідмовну роботу протягом усього терміну служби. Заряджання акумуляторних батарей роблять струмом, значення якого можна визначити за формулою

де I – середній зарядний струм, А., а Q – паспортна електрична ємність акумуляторної батареї, А-ч.

Класичний зарядний пристрій автомобільного акумулятора складається з понижуючого трансформатора, випрямляча і регулятора струму зарядки. Як регулятори струму застосовують дротяні реостати (див. рис. 1) і транзисторні стабілізатори струму.

В обох випадках на цих елементах виділяється значна теплова потужність, що знижує ККД зарядного пристрою та збільшує ймовірність виходу його з ладу.

Для регулювання зарядного струму можна використовувати магазин конденсаторів, що включаються послідовно з первинною (мережевою) обмоткою трансформатора і виконують функцію реактивних опорів, що гасять надмірну напругу мережі. Спрощена такого пристрою наведена на рис. 2.

У цій схемі теплова (активна) потужність виділяється лише на діодах VD1-VD4 випрямного мосту та трансформаторі, тому нагрівання пристрою незначне.

Недоліком на Мал. 2 є необхідність забезпечити напругу на вторинній обмотці трансформатора в півтора рази більше ніж номінальна напруга навантаження (~ 18÷20В).

Схема зарядного пристрою, що забезпечує зарядку 12-вольтових акумуляторних батарей струмом до 15 А, причому струм зарядки можна змінювати від 1 до 15 А ступенями через 1 А, наведена на Мал. 3.

Передбачена можливість автоматичного вимкнення пристрою, коли батарея повністю зарядиться. Воно не боїться короткочасних коротких замикань у ланцюзі навантаження та урвищ у ній.

Вимикачами Q1 - Q4 можна підключати різні комбінації конденсаторів і цим регулювати струм зарядки.

Змінним резистором R4 встановлюють поріг спрацьовування К2, яке повинне спрацьовувати при напрузі на затискачах акумулятора, що дорівнює напрузі повністю зарядженої батареї.

Рис. 4 представлена ​​ще одного зарядного пристрою, в якому струм заряджання плавно регулюється від нуля до максимального значення.

Зміна струму в навантаженні досягається регулюванням кута відкривання тріністора VS1. Вузол регулювання виконаний на перехідному транзисторі VT1. Значення цього струму визначається положенням движка змінного резистора R5. Максимальний струм заряду акумулятора 10А встановлюється амперметром. пристрою забезпечено з боку мережі та навантаження запобіжниками F1 та F2.

Варіант друкованої плати зарядного пристрою (див. рис. 4) розміром 60х75 мм наведено на наступному малюнку:

У схемі на рис. 4 вторинна обмотка трансформатора повинна бути розрахована на струм, втричі більший зарядного струму, і відповідно потужність трансформатора також повинна бути втричі більша за потужність, що споживається акумулятором.

Ця обставина є істотним недоліком зарядних пристроїв з регулятором струму триністором (тиристором).

Примітка:

Діоди випрямного містка VD1-VD4 та тиристор VS1 необхідно встановити на радіатори.

Значно знизити втрати потужності в триністорі, а отже, підвищити ККД зарядного пристрою можна, регулюючий елемент перенести з ланцюга вторинної обмотки трансформатора ланцюг первинної обмотки. такого пристрою показано на рис. 5.

У схемі Мал. 5 регулюючий вузол аналогічний застосованому в попередньому варіанті пристрою. Триністор VS1 включений у діагональ випрямного мосту VD1 – VD4. Оскільки струм первинної обмотки трансформатора приблизно в 10 разів менший заряду струму, на діодах VD1-VD4 і триністорі VS1 виділяється відносно невелика теплова потужність і вони не вимагають установки на радіатори. Крім того, застосування тріністора в ланцюзі первинної обмотки трансформатора дозволило дещо покращити форму кривої зарядного струму і знизити значення коефіцієнта форми кривої струму (що також призводить до підвищення ККД зарядного пристрою). До нестачі цього зарядного пристрою слід віднести гальванічну зв'язок з мережею елементів вузла регулювання, що необхідно враховувати при розробці конструктивного виконання (наприклад, використовувати резистор змінний з пластмасовою віссю).

Варіант друкованої плати зарядного пристрою на малюнку 5, розміром 60х75 мм наведено на малюнку нижче:

Примітка:

Діоди випрямного містка VD5-VD8 необхідно встановити на радіатори.

У зарядному пристрої на малюнку 5 діодний місток VD1-VD4 типу КЦ402 або КЦ405 з літерами А, Б, Ст Стабілітрон VD3 типу КС518, КС522, КС524, або складений з двох однакових стабілітронів з сумарною напругою стабілізації 18КС4 , КС510 та ін.). Транзистор VT1 одноперехідний, типу КТ117А, Б, В, Г. Діодний місток VD5-VD8 складається з діодів, з робочим струмом не менше 10 ампер(Д242÷Д247 та ін.). Діоди встановлюються на радіатори площею не менше 200 кв.см, а радіатори сильно нагріватимуться, в корпус зарядного пристрою можна встановити вентилятор для обдування.