Автоматическое зарядное устройство 12в своими руками

Вот очень простая и интересная схема несложной зарядки для 12 В свинцово-кислотных, в том числе гелевых аккумуляторов. Имеется автоматический режим — по окончании процесса светодиод мигает, когда батарея заряжена. А плохой АКБ устройство определяет соответствующим образом и не заряжает.

Схема простого зарядного на 12 вольт

Чтоб зарядить свинцовый аккумулятор небольшой ёмкости, в несколько ампер, потребуется зарядное устройство, схема которого предлагается для самостоятельного изготовления. Зарядка может полностью зарядить любой 12 вольтовый аккумулятор ёмкостью до 5 А/ч и держать его заряженным в течение нескольких месяцев. Рисунок печатной платы примерно такой:

Чтоб было понятнее, условно разделим всю принципиальную схему на отдельные модули. Устройство не включается, пока аккумулятор не подключен через клеммы, как показано на схеме. Кнопка Push нужна для запуска схемы при абсолютно разряженной батарее. Это действие включает транзистор. Сопротивление между коллектором и эмиттером уменьшается и загорается светодиодный индикатор. Электрический потенциал к нижней части схемы идет через диод, Уэ-катод тиристора и через два резистора по 1,8 Ом включенных параллельно.

Тиристор включается в течение каждого полупериода напряжения, и ток течет в батарею. Напряжение также падает на двух низкоомных резисторах и подается на конденсатор 47 мкФ. Он заряжается и включает транзистор BC547. Транзистор лишает тиристор напряжения управляющего электрода и он выключается. Энергия конденсатора поступает в транзистор, но через короткое время она уже не сможет удержать транзистор включенным.

Транзистор выключается, тиристор включается и подает еще один импульс тока от заряжаемую батарею. В процессе заряда батареи, ее напряжение увеличивается, это контролирует блок «монитор напряжения». Работает он так: учитывая что напряжение на батарее увеличивается до 13,5 В, каждый резистор будет иметь некоторое падение напряжения на нем, соответствующее сопротивлению резистора. Диод будет иметь постоянное падение 0,7 В. Напряжение через стабилитрон будет 10 В. Это оставляет 0,6 В между базой и эмиттером транзистора. Такого напряжения достаточно, чтобы открыть транзистор. А значит зарядка отключается.

Схема предназначена для тока заряда до 400 мА. Максимальное значение определяется резисторами 1R8. Они не позволяют превысить более 900 мА в течение половины цикла. При желании, можно слабый тиристор MCR100 заменить на BT136 — который держит до 10 А. Когда аккумулятор полностью заряжен, индикатор LED начнет мигать. Мигание создаёт резистор 2k2 и конденсатор 47 мкФ, подключенный к блоку монитору напряжения.

Зарядите полностью аккумулятор и когда напряжение достигает 13.4 В, подстройте регулятор так, чтобы светодиод мигал. Схема не включится совсем, если напряжение аккумулятора менее 4-х вольт. Но если аккумулятор хороший, а просто был полностью разряжен, вы можете вручную запустить процесс при подключении аккумулятора и нажатия кнопки.

Если аккумулятор не заряжается даже после того, как вы нажали кнопку, не тратьте на него время — скорее всего он уже вообще не будет заряжаться. Таким образом это зарядное устройство идеально подходит для определения того, может ли вообще батарея быть заряжена. Для этого просто подключите АКБ к зарядному устройству и контролируйте напряжение на батарее. Если оно остается на уровне менее 8 В даже после некоторого времени, батарея неисправно и уже вряд-ли когда-то зарядится вообще.

• Самоделкин 11 января 2015
• Самоделки для авто (автомобилей и мотоциклов)Самоделки для радиолюбителейСамодельные зарядные и АКБ

Сегодня у нас весьма полезная самоделка для автолюбителей, особенно в зимнюю пору! На этот раз мы расскажем как сделать своими руками из старого принтера самодельное зарядное устройство!
Если у Вас есть старый принтер не спешите его выбрасывать, в нем есть блок питания из которого можно сделать простенькое автоматическое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с функцией регулировки напряжения и тока заряда. В свое время я делал самодельные снпч к принтерам Canon запас прочности которых был больше чем у принтерных печатающих головок. В связи с этим у меня дома скопилось пара-тройка принтеров с абсолютно рабочими блоками питания, вполне пригодными для создания маломощных автоматических зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов.

По сути, это маломощный лабораторный блок питания с нижним пределом 4 Вольта и верхним пределом напряжения 14.5 Вольт имеющий селектор ограничения тока на 500мА и 800мА. Задумка была сделать устройство которое позволит в гараже зарядить практически любой аккумулятор начиная от Li-on Li-po аккумуляторов мобильных телефонов, заканчивая АКБ для скутеров, мотоциклов и автомобильных аккумуляторов.

Принципиальная схема самодельного автоматического зарядного устройства

Схема автоматического зарядного устройства простая и не содержит дорогостоящих или дефицитных компонентов, собрать ее своими руками сможет каждый начинающий радиолюбитель.

В основе схемы лежит 2 стабилизатора:

1. Стабилизатор тока на микросхеме LM317
2. Регулируемый стабилизатор напряжения выполненный на микросхеме (регулируемом стабилитроне) TL431

Так же в устройстве задействован еще одна микросхема стабилизатор Lm7812 от нее питается 12 Вольтовой кулер (который и был изначально в этом корпусе).

Собрано зарядное устройство в корпусе компьютерного ATX блока питания, все содержимое блока, кроме кулера, удалено. Микросхемы стабилизаторы Lm317 и Lm 7812 установлены каждая на свой радиатор , которые прикручены к пластиковому корпусу (ВНИМАНИЕ на общий радиатор их ставить нельзя !).

Схема собрана навесным монтажом на микросхемах стабилизаторов. Резисторы R2 и R3 мощностью 2-5 Ватт в керамических корпусах отвечают за ограничение тока заряда. Они устанавливаются так, что бы через них проходил воздушный поток создаваемый кулером. Их значение рассчитывается по формуле R=1.25(V) /I(A) можете рассчитать необходимый Вам максимальный ток заряда. Раз пошла речь о рассчетах напомню, что у нас есть онлайн калькулятор для расчета резистора для подключения светодиодов. Если Вам необходимо плавно регулировать ток заряда, можно установить мощный реостат с дополнительным ограничивающим резистором (что бы не превысить максимально допустимый ток для Lm317 )
В моем случае был блок питания на 24 Вольта с максимальным током нагрузки 1Ампер. Необходимо из этого 1Ампера зарезервировать 0.1 Ампера на запитку кулера (на наклейке указан ток потребления) + я оставил 10% на запас прочности, соответственно под основное назначение- на зарядный ток остается 0.8 Ампера.

Понятно, что током в 800 мА быстро автомобильный Акб не зарядишь. За сутки аккумулятору можно сообщить 24ч*0.8А=19.2 Ампер часа, что составляет 30-45% от емкости аккумулятора легкового автомобиля (как правило 45-65 Ач).
Если у Вас будет «донор» блок питания с током 1.5 Ампера Вы за сутки сможете сообщить 30 Ампер часов, чего возможно хватит с головой для бывшего не один год в употреблении аккумулятора.

Но, с другой стороны, заряд малым током более полезен для Акб «лучше усваивается», достаточно выкрутить пробки из акб (если он обслуживаемый), подключить зарядное устройство к акб и все! Можно заниматься своими делами и не переживать, что аккумулятор перезарядится, максимальное напряжение на батарее не превысит 14.5 Вольт, а малый ток заряда не допустит чрезмерный перегрев и выкипание электролита. В связи с тем, что можно не контролировать процесс окончания заряда, думаю данную самоделку можно смело назвать автоматическим зарядным устройством для автомобильных акб, хотя никакой «следящей автоматики» в схеме нет.
Для удобства, зарядное устройство можно снабдить Вольт метром который даст возможность наглядно контролировать процесс заряда аккумулятора. Например таким за пару у.е.

Зарядное устройство необходимо обязательно снабдить защитой от «переполюсовки». Роль такой защиты выполняют два диода с допустимым током 5 Ампер подключенные на выходя зарядного устройства в сочетании с предохранителем на 2 Ампера (при монтаже будьте внимательны и соблюдайте полярность подключения диодов. ). При неправильном подключении зарядного к АКБ, ток акб пойдет в зарядное через предохранитель и «упрется» в диод, когда значение тока достигнет 2 Ампера предохранитель спасет мир! Также не забудьте снабдить устройство предохранителями по цепи 220 Вольт (в моем случае по цепи 220 Вольт предохранитель уже имеется внутри блока питания).

К автомобильному аккумулятору зарядное подключаемся при помощи специальных зажимов «крокодилов», при покупке их в интернете обращайте внимание на физический размер указанный в характеристиках, так как можно легко купить крокодилы для «лабораторного блока питания» которые будут всем хороши, но не смогут налезть на плюсовую клемму акб, а надежный контакт, как Вы сами понимаете вещь обязательная в таких вопросах. Для удобства на проводах и корпусе есть несколько капроновых стяжек-липучек с помощью которых можно аккуратно и компактно сматывать провода.

Надеюсь эта идея утилизации принтера кому-нибудь пригодится. Если Вы делали самодельные автоматические зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, (или не автоматические) пожалуйста поделитесь с читателями нашего сайта,- пришлите нам на почту фото, схему и небольшое описание Вашего устройства. Если есть вопросы по схеме и принципу работы, задавайте в комментариях,- отвечу.

Бывают случаи, особенно зимой, когда владельцы автомобилей нуждаются в подзарядке автомобильного аккумулятора от внешнего источника питания. Безусловно, людям, не имеющим хороших навыков работы с электротехникой, желательно купить заводское устройство зарядки аккумуляторной батареи, ещё лучше приобрести пуско-зарядное устройство для запуска двигателя с разряженным аккумулятором без потерь времени на внешнюю подзарядку.

Но если есть небольшие знания в области электроники, можно собрать простое зарядное устройство своими руками.

Общая характеристика

Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда.

Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током. При использовании блока питания постоянного напряжения ток для правильной зарядки должен составлять одну десятую часть от ёмкости батареи. Если ёмкость АКБ составляет 50 А-ч, то для зарядки необходим ток 5 ампер.

Для продления срока службы АКБ применяют методики десульфатации аккумуляторных пластин. Батарею разряжают до напряжения менее пяти вольт многократным потреблением большого тока краткой длительности. Пример такого потребления — запуск стартера. После этого производят медленную полную зарядку маленьким током в пределах одного ампера. Повторяют процесс 8—9 раз. Метод десульфатации является долгим по времени, но согласно всем исследованиям даёт хороший результат.

Нужно помнить, что при зарядке важно не допускать перезаряда АКБ. Заряд производится до напряжения 12,7—13,3 вольт и зависит от модели батареи. Максимальный заряд указывается в документации к аккумулятору, которую всегда можно найти в интернете.

Перезаряд вызывает закипание, увеличивает плотность электролита и, как следствие, разрушение пластин. Заводские устройства зарядки имеют системы контроля заряда и последующего отключения. Собрать самостоятельно такие системы, не обладая достаточными знаниями в электронике, достаточно сложно.

Схемы для сборки своими руками

Стоит рассказать о простых устройствах зарядки, которые можно собрать, обладая минимальными знаниями в электронике, а ёмкость заряда отследить путём подключения вольтметра или обыкновенного тестера.

Схема зарядки для экстренных случаев

Бывают случаи, когда автомобиль, простоявший ночь возле дома, утром невозможно завести из-за разряженного аккумулятора. Причин возникновения этого неприятного обстоятельства может быть много.

Если аккумулятор был в хорошем состоянии и немного разрядился, решить проблему помогут:

1. Источник постоянного напряжения 12—25 вольт.
2. Сопротивление ограничения тока.

В качестве источника питания отлично подойдёт зарядное устройство от ноутбука. Оно обладает выходным напряжением в 19 вольт и током в пределах двух ампер, чего вполне достаточно для выполнения поставленной задачи. На выходном разъёме, как правило, внутренний вход — плюс, внешний контур штекера — минус.

В качестве ограничительного сопротивления, которое является обязательным, можно применить салонную лампочку. Можно использовать и более мощные лампы, например, от габаритов, но это создаст лишнюю нагрузку на блок питания, что очень нежелательно.

Собирается элементарная схема: минус блока питания подключается к лампочке, лампочка к минусу АКБ. Плюс идёт напрямую от батареи к блоку питания. В течение двух часов аккумулятор получит заряд для запуска двигателя.

Из блока питания от стационарного компьютера

Такое устройство более сложно в изготовлении, но его можно собрать с минимальными познаниями в электронике. Основой послужит ненужный блок от системного блока компьютера. Выходные напряжения таких блоков +5 и +12 вольт с выходным током около двух ампер. Эти параметры позволяют собрать немощное зарядное устройство, которое при правильной сборке долго и надёжно послужит хозяину. Полная зарядка аккумулятора займёт длительное время и будет зависеть от ёмкости батареи, но не будет создаваться эффекта десульфатации пластин. Итак, пошаговая сборка прибора:

1. Разобрать блок питания и выпаять все провода кроме зелёного. Запомнить или отметить места входа чёрного (GND) и жёлтого +12 В.
2. Зелёный провод припаять к месту, где находился чёрный (это необходимо для старта блока без системной платы ПК). На место чёрного провода припаять отвод, который будет минусовым для зарядки АКБ. На место жёлтого провода припаять плюсовой отвод зарядки аккумулятора.
3. Необходимо найти микросхему TL 494 или её аналог. Список аналогов легко найти в интернете, один из них обязательно будет найден в схеме. При всём многообразии блоков без этих микросхем их не производят.
4. От первой ноги этой микросхемы — она левая нижняя, найти резистор, который идёт на выход +12 вольт (жёлтый провод). Это можно сделать визуально по дорожкам на схеме, можно при помощи тестера, подключив питание и замерив напряжение на входе резисторов, идущих к первой ноге. Не стоит забывать, что на первичную обмотку трансформатора идёт напряжение 220 вольт, поэтому нужно соблюдать меры безопасности при запуске блока без корпуса.
5. Выпаять найденный резистор, замерить его сопротивление тестером. Подобрать близкий по номиналу переменный резистор. Выставить его на номинал нужного сопротивления и запаять на место удалённого элемента схемы гибкими проводами.
6. Запустив блок питания путём регулировки переменного резистора, получить напряжение 14 В, в идеале 14.3 В. Главное, не перестараться помня, что 15 В, как правило, предел для отработки защиты и, как следствие, отключения.
7. Выпаять переменный резистор, не сбив его настройку, и замерить получившееся сопротивление. Необходимый или максимально близкий номинал сопротивления подобрать или набрать из нескольких резисторов и запаять в схему.
8. Блок проверить, на выходе должно быть искомое напряжение. При желании к выходам на схеме плюса и минуса можно подключить вольтметр, поместив его на корпусе для наглядности. Последующая сборка происходит в обратном порядке. Прибор готов к использованию.

Блок прекрасно заменит недорогую заводскую зарядку и достаточно надёжен. Но ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно помнить, что устройство имеет защиту от перегрузки, но это не спасёт от ошибки в полярности. Проще говоря, если перепутать плюс и минус при подключении к АКБ, зарядное мгновенно выйдет из строя.

Схема зарядного устройства из старого трансформатора

Если под рукой нет старого блока питания от компьютера, и радиотехнический опыт позволяет самостоятельно монтировать несложные схемы, то можно воспользоваться следующей довольно интересной схемой зарядки АКБ с контролем и регулировкой подаваемого напряжения.

Для сборки устройства можно воспользоваться трансформаторами от старых блоков бесперебойного питания или телевизоров советского производства. Подойдёт любой мощный понижающий трансформатор с суммарным набором напряжений на вторичных обмотках примерно 25 вольт.

Диодный выпрямитель собран на двух диодах КД 213А (VD 1, VD 2), которые устанавливаются обязательно на радиатор и могут быть заменены любыми импортными аналогами. Аналогов много, и они легко подбираются по справочникам в интернете. Наверняка нужные диоды найдутся дома в старой ненужной аппаратуре.

Такой же метод можно применить для замены управляющего транзистора КТ 827А (VT 1) и стабилитрона Д 814 А (VD 3). Транзистор устанавливается на радиатор.

Регулировка подаваемого напряжения осуществляется переменным резистором R2. Схема простая и заведомо рабочая. Собрать её сможет человеку с минимальными познаниями в электронике.

Импульсная зарядка для АКБ

Схема сложна в сборке, но это единственный недостаток. Найти простую схему импульсного блока зарядки вряд ли получится. Это компенсируется плюсами: такие блоки почти не греются, при этом имеют серьёзную мощность и большой КПД, отличаются компактным размером. Предложенная схема, в смонтированном на плате виде, уместиться в контейнер размером 160*50*40 мм. Для сборки прибора необходимо понимать принцип работы ШИМ (Широтно-импульсная модуляция) генератора. В предложенном варианте он реализован при помощи распространённого и недорогого контроллера IR 2153.

При применённых конденсаторах мощность прибора 190 Ватт. Этого хватит для зарядки любого аккумулятора лёгкого автомобиля ёмкостью до 100 А-ч. Установив конденсаторы по 470 мкФ, мощность возрастёт в два раза. Станет возможна зарядка АКБ ёмкостью до двухсот ампер/часов.

Полезный совет

При использовании устройств без автоматического контроля заряда АКБ можно применить простейшее сетевое, суточное реле китайского производства. Это избавит от необходимости следить за временем отключения блока от сети.

Стоимость такого прибора около 200 рублей. Зная примерное время зарядки своего аккумулятора, можно выставить нужное время отключения. Это гарантирует своевременное прекращение подачи электричества. Можно отвлечься на дела и забыть о АКБ, что может привести к закипанию, разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя. Новый аккумулятор будет стоить гораздо дороже

Меры предосторожности

При использовании приборов, собранных своими руками, следует соблюдать следующие меры безопасности:

1. Все приборы, включая АКБ, должны находиться на огнеупорной поверхности.
2. При первичном применении изготовленного прибора необходимо обеспечить полный контроль всех параметров зарядки. Обязательно нужно контролировать температуру нагрева всех элементов зарядки и АКБ, нельзя допускать закипания электролита. Параметры напряжения и тока контролируют тестером. Первичный контроль поможет определить время полной зарядки аккумулятора, что пригодится в будущем.

Собрать зарядку для АКБ несложно даже для новичка. Главное, делать всё внимательно и соблюдать меры безопасности, т. к. придётся иметь дело с открытым напряжением в 220 вольт.