Схемы зарядных устройств и выпрямителей для аккумуляторов

Схемы зарядных устройств и выпрямителей для аккумуляторов

Наиболее выгодными и удобными источниками питания карманных приемников являются герметизированные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые отличаются высокой удельной емкостью, большой механической прочностью, малым внутренним сопротивлением и, самое главное, возможностью многократного их применения после соответствующей зарядки. Они выдерживают большое число циклов заряд-разрядов, что обеспечивает большой срок службы.

Заряжать аккумуляторы можно от любого источника постоянного тока, обеспечивающего нормальный зарядный ток. Чтобы не испортить аккумуляторы при заряде, необходимо строго соблюдать полярность включения и не превышать зарядный ток, указанный в таблице, в противном случае отдельные аккумуляторные элементы разрушатся (могут взорваться). Не рекомендуется также разряжать аккумулятор до напряжения ниже 1 в (на элемент).

Немного теории

Процесс заряда аккумуляторов должен проходить по определенным правилам. Причем процесс заряда зависит от вида батареи. Нарушения этих правил приводит к уменьшению емкости и срока эксплуатации. Потому параметры зарядного устройства для автомобильного аккумулятора подбираются для каждого конкретного случая. Такую возможность предоставляет сложное ЗУ с регулируемыми параметрами или купленное специально под эту батарею. Есть и более практичный вариант — сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Чтобы знать, какие параметры должны быть, немного теории.

Перед началом заряда надо измерить напряжение

Виды зарядных устройств для аккумуляторных батарей

Заряд аккумулятора — процесс восстановления израсходованной емкости. Для этого на клеммы аккумулятора подается напряжение, немного превышающее рабочие показатели АБ. Подаваться может:

• Постоянный ток. Время заряда — не менее 10 часов, в течении всего этого времени подается фиксированный ток, напряжение изменяется от 13,8-14,4 В в начале процесса до 12,8 В в самом конце. При таком виде заряд накапливается постепенно, держится дольше. Недостаток этого способа — необходимо контролировать процесс, вовремя отключить зарядное устройство, так как при перезаряде электролит может закипеть, что существенно снизит его рабочий ресурс.
• Постоянное напряжение. При заряде постоянным напряжением, ЗУ выдает все время напряжение 14,4 В, а ток изменяется от больших значений в первые часы заряда, до очень небольших — в последние. Потому перезаряда АБ не будет (разве что вы оставите его на несколько суток). Положительный момент этого способа — время заряда уменьшается (90-95% можно набрать за 7-8 часов) и заряжаемый аккумулятор можно оставить без присмотра. Но такой «экстренный» режим восстановления заряда плохо влияет на срок службы. При частом использовании постоянным напряжением АБ быстрее разряжается.

Графики изменения параметров ЗУ в разных режимах

В общем, если нет необходимости спешить, лучше использовать заряд постоянным током. Если надо за короткое время восстановить работоспособность аккумулятора — подавайте постоянное напряжение. Если говорить о том, какое лучше сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, ответ однозначен — подающее постоянный ток. Схемы будут простые, состоящие из доступных элементов.

Как определить нужные параметры при зарядке постоянным током

Опытным путем установлено, что заряжать автомобильные свинцовые кислотные аккумуляторы (их большинство) необходимо током, который не превышает 10% от емкости батарей. Если емкость заряжаемой АБ 55 А/ч, максимальный ток заряда будет 5,5 А; при емкости 70 А/ч — 7 А и т.д. При этом можно ставить чуть меньший ток. Заряд будет идти, но медленнее. Он будет накапливаться даже если ток заряда будет 0,1 А. Просто для восстановления емкости потребуется очень много времени.

Так как в расчетах принимают, что ток заряда составляет 10%, получаем минимальное время заряда — 10 часов. Но это — при полном разряде аккумулятора, а его допускать нельзя. Потому фактическое время заряда зависит от «глубины» разряда. Определить глубину разряда можно, замерив вольтаж на АБ до начала заряда:

• Полностью заряженная батарея (100%) имеет напряжение 12,7-12,8 В.
• Половинный разряд (около 50%) с напряжением 12 В. Вот при таком разряде или чуть ниже надо ставить АБ на зарядку.
• Почти полный или полный разряд (10-0%) — 11,8-11,7 В. До таких значений лучше не опускаться — частый полный разряд сокращает срок службы.

Конкретный вольтаж будет у каждого производителя свой, но можно примерно ориентироваться по этим данным (аккумуляторы Bosch)

Чтобы рассчитать примерное время заряда АБ, надо узнать разницу между максимальным зарядом батареи (12,8 В) и текущим ее вольтажом. Умножив цифру на 10 получим время в часах. Например, напряжение на аккумуляторе перед зарядом 11,9 В. Находим разницу: 12,8 В — 11,9 В = 0,8 В. Умножив эту цифру на 10, получаем что время заряда будет около 8 часов. Это при условии, что подавать будем ток, который составляет 10% от емкости батареи.

Зарядно-предпусковое устройство Вымпел-30

Зарядное устройство предназначено для заряда 12В автомобильных аккумуляторных батарей любой емкости в автоматическом режиме (автоматическое уменьшение тока в конце заряда).

• 14.8В — автоматический заряд автомобильных аккумуляторов с номинальным напряжением 12В, как старого так и нового типа.
• 16В — автоматический режим заряда 12-В автомобильных кислотных аккумуляторных батарей других типов.
• 19В — неавтоматический заряд автомобильных аккумуляторов с номинальным напряжением 12В, (возможность заряда щелочных аккумуляторов)

Особенности

• 
  Переключатель для заряда 3-х типов аккумуляторов
• 
  Автоматический алгоритм заряда
• 
  Регулировка тока в диапазоне 0,8-20А
• 
  Электронная защита от перегрева
• 
  Встроенный микровентилятор
• 
  Защита от короткого замыкания
• 
  Электронная защита от переполюсовки
• 
  Заряд полностью разряженной АКБ
• 
  Стрелочный индикатор тока
• 
  Возможность использовать в качестве блока питания
• 
  Использование ЗУ в качестве предпускового устройства

Характеристики

На сайте www.orionspb.ru вы можете купить оригинальные зарядные устройства для безопасной зарядки автомобильного аккумулятора производимые в г. Санкт-Петербург.

Заказ зарядных устройств возможен в розницу в интернет-магазине и оптом с наших складов готовой продукции в Москве, Санкт-Петербурге и других городах России, Белорусии, Казахстана и Украины.

На форуме вы можете получить консультацию и техническую поддержку по товару, а так же помощь в вопросе какое зарядное устройство лучше выбрать в вашем случае, узнать отзывы и тесты их работы. Все зарядные устройства поставляются с бесплатной сервисной гарантией нашего предприятия и возможностью постгарантийного ремонта.

В каталоге интернет-магазина по заданным параметрам можно подобрать подходящее Вам зарядное устройство серии ооо «НПП «Орион СПб» или Вымпел, а так же подобрать дополнительно пуско-зарядные устройства, стартовые провода, нагрузочные вилки и ареометры. Условия покупки читайте в разделе доставка и оплата.

Схемы подключения и работы устройства, эксплуатацию устройства, технические характеристики, ток зарядки вы можете посмотреть в инструкция к устройству. Порядок подключения стартовых проводов зарядного устройства к аккумуляторной батарее смотрите в инструкции по подключению.

Отличия марок ооо «НПП Орион СПб» и «Вымпел» зарядных устройств нашего производства смотрите в таблице сравнения.

Видео-обзоры с тестами работы зарядных устройств можно увидеть на нашем канале на Youtube.

Определение поддельных зарядных устройств

На рынке появились подделки зарядных устройств производства ооо НПП «ОРИОН СПБ». Посмотрите отличия оригинальных и поддельных устройств, чтобы защититься от некачественной продукции.

Схема устройства зарядки аккумулятора для автомобиля

Как я неоднократно повторял в некоторых статьях, основным критерием для безопасной зарядки аккумулятора является поддержание максимального входного напряжения немного ниже параметров полного заряда аккумулятора и поддержание тока на уровне, который не вызывает нагревания аккумулятора.

Ну, а что же все-таки приводит к возникновению проблем с аккумуляторной батареей, во время ее эксплуатации? Ниже подобраны наиболее часто встречающиеся причины, из-за которых появляются неприятности.

Так например следующее:

1. Использование аккумулятора, который полностью выработал свой ресурс, следовательно он не может держать накопленный заряд.
2. Редкие выезды машины. Продолжительное бездействие автомобиля, в особенности в холодное время года, может привести к произвольному разряду батареи.
3. Автомобиль эксплуатируется в режиме частого стоп-старта с интенсивным глушением и запуском двигателя. В этом случае, у генератора просто нет времени сделать подзарядку АКБ.
4. Использование дополнительных энергоемких приборов, создающих большую нагрузку на аккумулятор. Очень часто приводит к увеличению тока произвольной разрядки во время старта двигателя.
5. Очень низкая температура окружающей среды способствует быстрому саморазряду.
6. Проблемы с топливной системой влечет к появлению большой нагрузке: мотор заводится не так быстро, долговременный запуск.
7. Есть проблемы с генератором либо не исправно устройство для регулировки напряжения, нет возможности корректно зарядить батарею. К этому траблу можно отнести высокую изношенность проводов питания и слабый контакт в силовом тракте заряда
8. И напоследок, возможно вы не выключили основной свет, габаритные огни либо магнитолу в салоне. Чтобы аккумулятор полностью разрядился в течении ночи, вполне хватит оставить чуть приоткрытую дверь салона.

Каждый из упомянутых вариантов проблем может сыграть с вами злую шутку: вы собрались срочно выезжать, а стартер вообще не проворачивается, так как батарея оказалась разряженной. Такую ситуацию можно выправить, только с помощью дополнительного оборудования, либо «прикурить» от кого-то, либо воспользоваться зарядным устройством.

Ниже представлена принципиальная схема зарядного устройства, простой и понятной цепи 12v. Этот вариант устройства может использоваться для зарядки всех типов аккумуляторных батарей 12v, включая автомобильные. Кроме этого, там еще 3 схемы зарядного устройства аккумулятора для автомобиля, которые немного посложнее будут. Но все они неоднократно проверены на практике и показали себя как надежные. Можно взять любую из них и она будет четко работать.

Легкая схема зарядного устройства на 12v.

Зарядное устройство с функцией регулировки тока в процессе зарядки.

Контроль тока от 0 до 10А выполняется путем задержки включения тринистора.

Схема зарядного устройства для аккумулятора с автоматическим отключением по завершению зарядки.

Конструкция устройства, обеспечивающего зарядку аккумуляторных батарей емкостью 45А.

Умное зарядное устройство, сигнализирующее о не корректном подключении.

Практически каждая схема автомобильного зарядного устройства очень похожи друг на друга и состоят из типовых элементов:

• Источник питания.
• Токовый стабилизатор.
• Токовый регулятор заряда, в зависимости от конструкции, может быть автоматическим.
• Светодиодный индикатор либо амперметр, отображающий процесс заряда аккумулятора.

Схема простого зарядного устройства

Чтобы вычислить необходимые параметры для заряда, нужно воспользоваться легкой формулой: емкость аккумуляторной батареи, нужно разделить на 10. Напряжение, необходимое для зарядки автомобильного аккумулятора 12v должно быть, примерно 14.3v.

Схема классического ЗУ выполненного на резисторе

Источник питания собирается на основе трансформатора с двумя обмотками и диодного моста. Нужное выходное напряжение на вторичной обмотке определяется количеством витков провода на ней. Выпрямительный узел состоит обычно из диодного моста и стабилизатора напряжения в данной схеме он не задействован. Настройка тока заряда выполняется проволочным реостатом.

Важно знать! Любые подстроечные резисторы, даже на керамической основе, не способны выдержать такой ток нагрузки.

Реостат, изготовленный из нихромовой проволоки нужен для снижения температурной составляющей, которая выделяется на реостате в виде тепла.

Конечно же, КПД этого устройства довольно низкий, а возможности входящих в него компонентов очень незначительны (в частности реостата). Однако, схема есть, к тому же полностью пригодна к работе. Для экстренной зарядки, в случае отсутствия на данный момент необходимого устройства, спаять эту схему по быстрому не составит никаких проблем. Но также имеется и ограничение, которое предусматривает максимальный ток для такой конструкции, в пределах 5А. Таким образом, зарядку можно выполнять аккумулятора емкостью не более 45 Ач.

Гасящий конденсатор в цепи первичной обмотки трансформатора

Регулировать ток зарядки можно с помощью неполярного конденсатора, включенного в разрыв цепи первичной обмотки трансформатора. Конструкция выполнена на таких же компонентах, которые описывались выше, это — источник питания, регулятор, светодиод. Если у вас цель создать схему зарядного устройства под определенный тип батареи, в таком случае светодиодный индикатор не потребуется.

Если немного модернизировать конструкцию, и включить в схему дополнительный компонент – контроль заряда в автоматическом режиме, а затем изготовить коммутирующий блок конденсаторов, то в итоге получится зарядное устройство профессионального класса, но не сложным в изготовлении.

Схема контролирующая процесс заряда и отключения в автоматическом режиме, хорошо известна и уже много лет остается популярной. Вся технологическая цепочка хорошо освоена, одна из таких конструкций представлена на общей схеме. Граничное значение срабатывания настраивается подстроечным резистором R4. Как только напряжение на аккумуляторе достигает заданного резистором уровня, нагрузка отключается с помощью реле К2, при этом индикатор, роль которого выполняет амперметр, прекращает отображать ток заряда.

Отличительная особенность зарядного устройства, это встроенная конденсаторная батарея. Специфичность конструкций с гасящим конденсатором заключается в том, что есть возможность при изменении емкости (добавляя или уменьшая элементы), вы сможете выполнять регулировку тока на выходе. Например: для регулировки тока заряда в пределах 1-15А с величиной шага в 1 ампер, нужно установить четыре конденсатора для тока: 1А, 2А, 4А и 8А, и соединять их выключателями в разных вариациях.

И, что главное — нет при этом никакого побочного нагревания, ну конечно кроме выпрямительных диодов, что касается КПД зарядного устройства, то он действительно высокий.

Схема зарядного устройства для аккумулятора на триодном тиристоре

Если у вас есть навыки работы с паяльником, то ничего не будет сложного самостоятельно изготовить автомобильный прибор с функцией плавного регулирования зарядного. Но в этом устройстве уже не будет слабого звена, которое имеется в схемах на резисторе.

Функцию регулятора в этой схеме выполняет электронный переключатель собранный на тиристоре, вместо массивного реостата. Вся подключенная нагрузка проходит через этот тиристор. представленная здесь схема запланирована на силу тока в пределах 10 А, а это значит, что можно заряжать аккумулятор без перегрузок до 90 Ач.

Настройка переключающего транзистора VT1, осуществляемая подстроечным резистором R5, гарантирует вам корректное и предельно точное управлением триодным тиристором VS1.

Схема отличается надежностью, простотой сборки и легко настраивается. Тем не менее нужно знать, что эта конструкция требует наличие в схеме трансформатора с выходной мощностью в три раза большей, чем номинальное значение тока, необходимого для заряда.

Проще говоря, нужен максимальный ток 10 А, трансформатор должен работать без проблем при обеспечении выходной мощности 400-550 Вт. Здесь также нужно отметить, что такая конструкция зарядного устройства, учитывая ее большие габариты, больше подходит для стационарной установки, например: в гараже.

Схема зарядного устройства автомобильного АКБ на основе импульсного источника питания

Зарядник такого типа, отличается от выше перечисленных тем, что существенно меньше нагревается при работе, способен выдавать большую мощность, обладает приличным КПД. Кроме этого у него относительно маленькие размеры и вес, что очень удобно иметь его всегда в машине — умещается даже в бардачке. Единственный недостаток такого прибора — технологически сложный в сборке.

Как самостоятельно собрать импульсное зарядное устройство.

Устраняем неисправности

Простой ремонт зарядного устройства для автомобильного аккумулятора можно выполнить только путем разбора оборудования и диагностики каждого элемента.

Процедуру проверки и восстановления работоспособности следует начинать после отключения ЗУ от сети. Осторожно производится демонтаж крышки, для этого отверткой выкручиваются саморезы, после чего выполняется диагностика электроцепей. При ослаблении контактных элементов, их заново припаивают с помощью обычного паяльника.

Иногда проблема кроется в выходе из строя либо расплавлении пластиковых соединений между составными компонентами оборудования. Тогда замена поврежденных деталей выполняется самостоятельно с помощью паяльника и подручных материалов. Если электроцепи и контакты на соединениях целые, то диагностике подлежат остальные детали устройства.

С использованием мультиметра необходимо выполнить проверку уровня напряжения в начале электролинии, на входе. Рабочий параметр замеряется по проводнику из места, где кабель подключается к трансформаторному устройству.

Если напряжение отсутствует либо наблюдаются его скачки, то диагностируется:

1. Предохранительный элемент. Напряжение должно присутствовать с обоих сторон детали, на двух клеммах. Если наблюдаются проблемы, то деталь подлежит замене.
2. Электроцепь и вилка на предмет целостности. Процедура замера напряжения выполняется аналогично. Если имеются проблемы, то вышедшие из строя элементы меняются.
3. Выполняется диагностика трансформаторного устройства. Замеряется напряжение, если оно присутствует, то трансформаторный узел рабочий, если нет, то выполняется диагностика галетного переключателя. При нерабочем переключательном устройстве выходного напряжения на линии не будет на выходе, но оно будет присутствовать на входе.

Подробнее о диагностики предохранительных деталей, трансформаторного устройства и остальных элементов плату, а также ремонте ПЗУ рассказал канал Maysternya TV.

После устранения неисправностей в работе проводки, трансформаторного механизма и предохранителя процедура ремонта будет иметь ряд особенностей:

1. Средняя часть схемы, на которой расположено пять транзисторных элементов, представляет временное реле с ключами, использующимися для управления тиристорами. Благодаря последним зарядное оборудование функционирует в режиме «Реле». Данный узел в рассматриваемом примере выполнен на отдельной схеме.
2. На второй плате располагаются регулировочный узел зарядного тока, снизу, а также механизм регулировки тиристорными элементами. Эти детали предназначены для определения параметра тока. Здесь же расположены тиристоры, использующиеся для обеспечения функционирования устройства в режиме «Реле», а также механизм автоматической защиты платы. Он функционирует на транзисторных устройствах VT1 и VT2. Если визуальная диагностика платы показала наличие оборванного проводника, контакт припаивается обратно.
3. Производится активация оборудования. Если световой индикатор «Сеть» загорелся, но на клеммах напряжения нет, значит, заряд отсутствует. Выполняется диагностика диодных элементов VD1 и VD2. Если эти элементы нерабочие, то они подлежат замене. Для отсоединения детали выпаиваются из посадочного места, затем производится пайка новых элементов.
4. Следующим этапом будет диагностика тиристорных элементов VS1 и VS2. Деталь не должно пропускать ток в обоих направлениях — это говорит о ее неработоспособности. Пробитые детали можно проверить с помощью мультиметра, но для выявления проблемы необходимо будет собрать пробник для диагностики. Вышедшие из строя детали подлежат замене путем демонтажа и пайки новых элементов.
5. Когда диагностика всех полупроводниковых компонентов будет завершена, выполняется проверка электролитических конденсаторов. Надо убедиться в отсутствии высокого тока утечки и потери емкости деталей. Вышедшие из строя конденсаторные элементы также подлежат замене.
6. Выполняется сборка зарядного оборудования и производится его активация. Если устройство успешно функционирует во всех режимах, то процедуру ремонта можно считать завершенной. В случае если ЗУ работает только в режиме активной нагрузки, продолжается диагностика неисправностей.
7. Так как в рассматриваемом примере ток заряда можно регулировать, то регулировочный узел работоспособный. В противном случае выполняется его замена.
8. При активированном тумблере S1 происходит замыкание выводов коллекторного устройства, а также эмиттера транзисторной детали VT1. Это позволяет произвести деактивацию механизма автоматической защиты на транзисторах VT1 и VT2. Если при отключенном тумблере переход от коллекторного устройства до эмиттера не открывается, то диагностировать надо детали VT1 и VT2, а также С2.
9. Проверяемые транзисторные элементы могут вести себя как рабочие, но обрыв эмиттерного перехода может наблюдаться в результате воздействия напряжения.
10. После проверки выполняется сборка зарядного оборудования и диагностика его работы во всех режимах. Если менялись резисторные элементы, может потребоваться регулировка времени разряда при функционировании в режиме «Реле». Временной параметр необходимо выставить в диапазоне от десяти до пятнадцати секунд. В случае если вместо постоянного резисторного элемента R18 использовалась деталь подстроечного типа, то выполняется корректировка зарядного времени до 1,5-2 минут.
11. Когда сборка после регулировки резисторов будет завершена, выполняется проверка работы оборудования. Время разряда должно составить 15 секунд, а заряда — около 1,5 мин.