Диодный мост для зарядного устройства своими руками

Довольно популярная ситуация среди автомобилистов – это полная разрядка аккумулятора, особенно в зимнее время года и как обычно зарядного устройства под рукой не находится. Что же делать, если попали в такое положение? В этой статье вы получите самые популярные способы зарядки аккумуляторов без особых затрат.

Диод и обычная лампа в помощь. Один из самых простых способов подзарядить аккумулятор, а главное очень дешевый, ведь для работы вам понадобится лишь два элемента – простая лампа накаливания и диод.

Диод – срезает одну полуволну, благодаря чему работает как выпрямитель, но единственный минус – это и есть вторая полуволна, то есть ток все равно будет пульсировать, но аккумулятор сможет зарядиться. Правильным будет вопрос, а какой уровень тока вы получите на выходе, ведь от тока зарядки зависит, как долго прослужит вам аккумулятор. Все просто, ток зависит от лампочки, которую можно взять в пределах 40-100 ватт и все будет в порядке.

Лампа играет роль гасителя избыточного тока и напряжения, диод – выпрямитель, а так как он подключается в промышленную сеть, то должен быть довольно мощным, иначе произойдет пробой. Ток 10 Ампер, а вот номинальное напряжение диода должно быть 400 Вольт.

При работе диод выделяет большое количество тепла, а значит, его нужно охлаждать, самый простой вариант установить на алюминиевую пластину или радиатор со старой электроники.

На рисунке самый простой вариант с одним диодом, но в таком случае сила тока упадет минимум вдвое, а значит, заряд аккумулятора будет проходить в более щадящем режиме, но и дольше. Если использовать в качестве гасящее лампы 150 Ватную, то полный заряд произойдет за 6-12 часов. Если времени совсем мало, то силу току можно довольно просто увеличить, для этого лампочку меняют на более мощное оборудование, например обогреватели или даже электрические плиты.

Кипятильник для зарядки.

Данный вариант работает аналогичным принципом, но появился дополнительный плюс, на выходе после выпрямления будет чистый постоянный ток без каких либо пульсаций благодаря диодному мосту, который сглаживает обе полуволны.

В качестве гасящей нагрузки выступает обычный кипятильник, но его можно заменить на другие варианты, даже на ту же лампу с первого варианта. Диодный мост можно купить готовый или вытянуть со старых электроприборов, но его напряжение должно мыть не менее 400 Вольт, а сила тока не меньше 5 Ампер.

Диодный мост также устанавливается на теплоотвод для лучшего охлаждения, ведь он будет очень сильно разогреваться. Если готового варианта нет, то мост можно собрать из 4 диодов, но при этом их напряжение и ток должны быть равными и не меньше чем в самом мосту.

Но для надежности можно ставить и намного мощнее элементы. Шоттки – это готовые сборки из диодов, но их обратное напряжение совсем небольшое, около 60 Вольт, а значит, они моментально сгорят.

Третий, но не менее популярный вариант – конденсаторный. Главный плюс такого варианта – это конденсатор, который будет гасить пульсации. Данное зарядное устройств является более безопасным по сравнению с прошлыми вариантами. Ток заряда устанавливается с помощью емкости конденсатора исходя из формулы:

I=2*pi*f*C*U

U – напряжение сети, на входе выпрямителя примерно 210-236 Вольт.f – частота сети, но она выступает константой и равна 50 Гц.
C – Емкостный объем самого конденсатора.
pi – число Пи, равное 3,14.

Что бы зарядить автомобильный аккумулятор в течении часа придется собирать большие емкостные модули, но этот вариант сложный и очень плохой для аккумулятора, поэтому будет достаточно использовать конденсаторы около 20 мкФ. Конденсатор должен быть пленочного типа и рабочее напряжение должно составлять 250 и более Вольт.

Автомобильный аккумулятор требует внимания — это факт. Несмотря на уверения маркетологов, которые уверяют нас в полной и безоговорочной «необслуживаемости» наших батарей, надо следить за источником питания наших автомобилей. Теоретическая «необслуживаемость» еще не означает , что к батарее можно относиться попустительски.

Приступить к изготовлению собственного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора меня вынудили первые, серьезные, морозы и «неожиданно» севший, довольно старый (4 года), аккумулятор. У меня есть зарядник заводского изготовления, рассчитанный на зарядный ток 5А, по крайней мере, так написано на этикетке, но он заряжает батарею долго и нудно. После блэк-аута, который приключился у меня, ему потребовалось бы двое суток, чтобы оживить батарею.

Пациент — стандартная аккумуляторная батарея, емкостью 55 А/ч, которая из «плюшек» имеет лишь встроенный ареометр. По всем показаниям ей, для зарядки, требуется ток 5 А/ч, но пациент старый и хотелось бы заодно с зарядкой провести десульфатацию аккумулятора, чтобы реанимировать его былые возможности и продлить срок эксплуатации — в кризисные времена нет желания тратиться на новые прибамбасы, если можно оживить старые.

Навыки обращения с трансформаторами и паяльником у меня имеются, да и физику с электротехникой я изучал еще в советские времена, итак приступим.

Трансформатор ТС-250 и снятие старой вторичной обмотки

Для успешной операции нам потребуется силовой трансформатор ТС-250 или ТС-180. Такие трансформаторы раньше применяли в телевизорах. В этих трансформаторах все рассчитано на большие токи, недаром цифры в модели трансформатора означают мощность в ваттах (250 и 180 ватт). В моем случае был использован трансформатор ТС-250.

Для целей изготовления зарядного устройства нам потребуется лишь первичная обмотка этих трансформаторов. Чтобы избавиться от лишнего груза, надо отмотать всю вторичную обмотку с обеих катушек.

Чтобы приступить к отматыванию вторичной обмотки надо разобрать трансформатор, предварительно пометив выводы, где находится вход питания 220 вольт, то есть первичную обмотку, которую мы оставляем на катушках.

Удаляем все конденсаторы, припаянные к выводам, для зарядного устройства они не нужны.

Перед разборкой трансформатора надо пометить местоположение сердечника, направление намотки проводов и расположение катушек. После сборки крайне желательно все вернуть на место «как было». Если собрать трансформатор неправильно он будет сильно гудеть. А если, к тому же, неправильно намотать вторичную обмотку (в неправильном направлении), то он вообще работать не будет из-за противотока.

Мусора и проводов при отмотке старой вторичной обмотки будет много, поэтому это лучше делать в гараже или на открытом воздухе, где не жалко намусорить.

Провод вторичной обмотки 2,5 мм 2

В наше насыщенное время в магазинах доступно практически всё, кроме хороших, лакированных, медных, проводов для намотки трансформатора. О проводах в шёлковой изоляции даже и мечтать не приходится, поэтому было решено использовать обычные медные жилы в ПВХ-изоляции. Такое упрощение значительно снижает качество и надежность трансформатора, но упрощает поиск нужных материалов.

В обычном, строительном, магазине было закуплено 4 метра двухжильного кабеля в двойной изоляции, сечением 2,5 мм 2 . Один виток равен, примерно, 7 см, а потому для 44 витков надо около 3,08 метра провода. С учетом выводов и припусков получается 3,3 метра, но в магазинах с такой точностью вам провод не продадут.

Диодный мост KBPC2501 (MB251) на 25А/100В

Зарядное устройство, в нашем случае, получится довольно мощное, поэтому надо приобрести достойный диодный мост, предназначенный для выпрямления больших токов.

Диодный мост KBPC2501 с прикрепленным к нему радиатором позволяет вам не заботиться о нагрузке на трансформатор — он полностью перекрывает его возможности, ведь он способен выпрямлять ток величиной 25 ампер, а напряжение вторичной обмотки на холостом ходу будет не выше 18 вольт.

Наматываем вторичную обмотку

На подготовленные катушки трансформатора (на них должна остаться только первичная обмотка) наматываем по 22 витка подготовленного провода. Конечно жилы разноцветные, но это очень удобно для идентификации катушек.

Напоминаю, направление витков новой обмотки должно совпадать с направлением витков старой, снятой обмотки — это архиважное условие! Внутренние концы обмоток припаиваем к тем же выводам, где были внутренние концы старой вторичной обмотки и соединяем их перемычкой. Если убирали перемычку первичной обмотки, то восстановите ее на старое место.

Почему 22 витка на катушку, а потому, что я не хочу вас утомлять расчетами обмотки. Если вам требуется зарядник на 24 вольта умножьте количество витков на каждой обмотке на 2 и т.д.

Сборка трансформатора

Катушки с намотанной вторичной обмоткой собираем на О-образный сердечник магнитопровода, соблюдая метки, которые мы нанесли при разборке, иначе загудит на весь дом. Между половинками магнитопровода можно нанести клей, типа момент, но только после испытаний. Клей позволит уменьшить шум до минимума.

Испытания и завершение работы

К выводам собранного трансформатора надо припаять кабель с вилкой, для включения в розетку 220 вольт и провода для подключения к диодному мосту. Я выбрал гибкие, многожильные, кабели, сечением 2,5 мм 2 .

Провода припаянные к клеммам вторичной обмотки присоединяем к «

» — выводам диодного моста в любой последовательности. К положительному и отрицательному выводам диодного моста припаиваем хорошие, медные, провода (кабель).

Диодный мост зарядного устройства

К верхней части диодного моста прикрепляем хороший радиатор для отвода тепла. Я использовал радиатор от системы охлаждения процессора AMD Athlon — Thermaltake. Он рассчитан на отвод 100 ватт тепла. Радиатор справляется со своими обязанностями без дополнительно обдува, но значительно нагревается при работе.

Корпус для трансформатора подбирайте по своему вкусу, но обязательно предусмотрите хорошую вентиляцию и виброизоляцию — под нагрузкой трансформатор нагревается и вибрирует (именно вибрирует, гудение будет слышно, если поместить его в коробку, которая служит резонатором).

Резюме

Готовое зарядное устройство обойдется вам в 200 рублей, потраченных на покупку диодного моста и проводов. Сам трансформатор вы вряд ли найдете в продаже, поищите у старых радиолюбителей.

Это зарядное устройство, изготовленное своими руками, позволит заряжать автомобильный аккумулятор за 12 часов, доводя его до нужной кондиции. Например, он позволяет увеличить плотность электролита с 1,20 до летней нормы 1,27 за в зависимости от возраста пациента.

Многие автолюбители отлично знают, что для продления срока службы аккумуляторной батареи требуется периодическая ее подзарядка именно от зарядного устройства, а не от генератора автомобиля.

И чем больше срок службы аккумулятора, тем чаще его нужно заряжать, чтобы восстанавливать заряд.

Без зарядных устройств не обойтись

Для выполнения данной операции, как уже отмечено, используются зарядные устройства, работающие от сети 220 В. Таких устройств на автомобильном рынке очень много, они могут обладать различными полезными дополнительными функциями.

Однако все они выполняют одну работу – преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное – 13,8-14,4 В.

В некоторых моделях сила тока при зарядке регулируется вручную, но есть и модели с полностью автоматической работой.

Из всех недостатков покупных зарядных устройств можно отметить высокую их стоимость, и чем «навороченней» прибор, тем цена на него выше.

А ведь у многих под рукой есть большое количество электроприборов, составные части которых вполне могут подойти для создания самодельного зарядного устройства.

Да, самодельный прибор выглядеть будет не так презентабельно, как покупной, но ведь его задача – заряжать АКБ, а не «красоваться» на полке.

Одними из важнейших условий при создании зарядного устройства – это хоть начальное знание электротехники и радиоэлектроники, а также умение держать в руках паяльник и уметь правильно им пользоваться.

Далее рассмотрим несколько схем зарядных устройств для АКБ, которые можно создать из старых электроприборов или составных частей электроники.

ЗУ из лампового телевизора

Первой будет схема, пожалуй, самая простейшая, и справиться с ней сможет практически любой автолюбитель.

Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель.

Главное условие, которым должно соответствовать зарядное устройство – это сила тока на выходе из прибора должна составлять 10% от емкости АКБ.

То есть, зачастую на легковых авто применяется батарея на 60 Ач, исходя из этого, на выходе из прибора сила тока должна быть на уровне 6 А. При этом напряжение 13,8-14,2 В.

Если у кого-то стоит старый ненужный ламповый советский телевизор, то лучше трансформатора, чем из него не найти.

Принципиальная схема зарядного устройства из телевизора имеет такой вид.

Зачастую на таких телевизорах устанавливался трансформатор ТС-180. Особенностью его являлось наличие двух вторичных обмоток, по 6,4 В и силой тока 4,7 А. Первичная обмотка тоже состоит из двух частей.

Вначале потребуется выполнить последовательное подключение обмоток. Удобство работ с таким трансформатором в том, что каждый из выводов обмотки имеет свое обозначение.

Для последовательного соединения вторичной обмотки нужно соединить между собой выводы 9 и 9’.

А к выводам 10 и 10’ – припаять два отрезка медного провода. Все провода, которые припаиваются к выводам должны иметь сечение не менее 2,5 мм. кв.

Что касается первичной обмотки, то для последовательного соединения нужно соединить между собой выводы 1 и 1’. Провода с вилкой для подключения к сети нужно припаять к выводам 2 и 2’. На этом с трансформатором работы завершены.

Далее нужно сделать диодный мост. Для этого потребуется 4 диода, способных работать с током в 10 А и выше. Для этих целей подойдут диодные мосты Д242 или аналоги Д246, Д245, Д243.

На схеме указано, как должно производится подключение диодов – к диодному мосту припаиваются провода, идущие от выводов 10 и 10’, а также провода, которые будут идти к АКБ.

Не стоит забывать и о предохранителях. Один из них рекомендуется установить на «плюсовом» выводе с диодного моста. Этот предохранитель должен быть рассчитан на ток не более 10 А. Второй предохранитель (на 0,5 А) нужно установить на выводе 2 трансформатора.

Перед началом зарядки лучше проверить работоспособность устройства и проверить его выходные параметры при помощи амперметра и вольтметра.

Иногда бывает, что сила тока несколько больше, чем требуется, поэтому некоторые в цепь установить 12-вольтовую лампу накаливания с мощностью от 21 до 60 Ватт. Эта лампа «заберет» на себя излишки силы тока.

ЗУ из микроволновой печи

Некоторые автолюбители используют трансформатор от сломанной микроволновой печи. Но этот трансформатор нужно будет переделывать, поскольку он является повышающим, а не понижающим.

Необязательно, чтобы трансформатор был исправен, поскольку в нем зачастую сгорает вторичная обмотка, которую в процессе создания устройства все равно придется удалять.

Переделка трансформатора сводится к полному удалению вторичной обмотки, и намотки новой.

В качестве новой обмотки используется изолированный провод сечением не менее 2,0 мм. кв.

При намотке нужно определиться с количеством витков. Можно сделать это экспериментально – намотать на сердечник 10 витков нового провода, после чего к его концам подсоединить вольтметр и запитать трансформатор.

По показаниям вольтметра определяется, какое напряжение на выходе обеспечивают эти 10 витков.

К примеру, замеры показали, что на выходе есть 2,0 В. Значит, 12В на выходе обеспечат 60 витков, а 13 В – 65 витков. Как вы поняли, 5 витков добавляет 1 вольт.

Ну а далее все делается, как описано выше – изготавливается диодный мост, производится соединение всех составных элементов и проверяется работоспособность.

Стоит указать, что сборку такого зарядного устройства лучше производить качественно, затем все составные части поместить в корпус, который можно изготовить из подручных материалов. Или смонтировать на основу.

Обязательно следует пометить где «плюсовой» провод, а где — «минусовой», чтобы не «переплюсовать», и не вывести из строя прибор.

ЗУ из блока питания АТХ (для подготовленных)

Более сложную схему имеет зарядное устройство, изготовленное из компьютерного блока питания.

Для изготовления устройства подойдут блоки мощностью не менее 200 Ватт моделей АТ или АТХ, которые управляются контроллером TL494 или КА7500. Важно, чтобы блок питания был полностью исправен. Не плохо себя показала модель ST-230WHF из старых ПК.

Фрагмент схемы такого зарядного устройства представлена ниже, по ней и будем работать.

Помимо блока питания также потребуется наличие потенциометра-регулятора, подстроечный резистор на 27 кОм, два резистора мощностью 5 Вт (5WR2J) и сопротивлением 0,2 Ом или один С5-16МВ.

Начальный этап работ сводится к отключению всего ненужного, которыми являются провода «-5 В», «+5 В», «-12 В» и «+12 В».

Резистор, указанный на схеме как R1 (он обеспечивает подачу напряжения +5 В на вывод 1 контроллера TL494) нужно выпаять, а на его место впаять подготовленный подстроечный резистор на 27 кОм. На верхний вывод этого резистора нужно подвести шину +12 В.

Вывод 16 контроллера следует отсоединить от общего провода, а также нужно перерезать соединения выводов 14 и 15.

В заднюю стенку корпуса блока питания нужно установить потенциометр-регулятор (на схеме – R10). Устанавливать его нужно на изоляционную пластину, чтобы он не касался корпуса блока.

Через эту стенку следует также вывести проводку для подключения к сети, а также провода для подключения АКБ.

Чтобы обеспечить удобство регулировки прибора из имеющихся двух резисторов на 5 Вт на отдельной плате нужно сделать блок резисторов, подключенных параллельно, что обеспечит на выходе 10 Вт с сопротивлением 0,1 Ом.

Далее изготовленная плата устанавливается в корпус и производится подключение всех выводов согласно схеме.

Затем следует проверить правильность соединения всех выводов и работоспособность прибора.

Финальной работой перед завершением сборки является калибровка устройства.

Для этого ручку потенциометра следует установить в среднее положение. После этого на подстроечном резисторе следует установить напряжение холостого хода на уровне 13,8-14,2 В.

Если все правильно выполнить, то при начале зарядки батареи на нее будет подаваться напряжение в 12,4 В с силой тока в 5,5 А.

По мере зарядки АКБ напряжение будет возрастать до значения, установленного на подстроечном резисторе. Как только напряжения достигнет этого значения, сила тока начнет снижаться.

Если все рабочие параметры сходятся и прибор работает нормально, остается только закрыть корпус для предотвращения повреждения внутренних элементов.

Данное устройство из блока АТХ очень удобно, поскольку при достижении полного заряда батареи, автоматически перейдет в режим стабилизации напряжения. То есть перезарядка АКБ полностью исключается.

Для удобства работ можно дополнительно прибор оснастить вольтметром и амперметром.

Это только несколько видов зарядных устройств, которые можно изготовить в домашних условиях из подручных средств, хотя вариантов их значительно больше.

Особенно это касается зарядных устройств, которые изготавливаются из блоков питания компьютера.

Если у вас есть опыт в изготовлении таких устройств делитесь им в комментариях, многие буду очень признательны за это.