Зима неумолимо приближается и скоро начнется сезон покупки (сборки) автомобильных зарядных устройств. Хотим представить зарядное устройство, которое изготовлено самостоятельно для собственных потребностей в зарядке двух АКБ на 40 и 60 А/ч. Оно работает уже в нескольких экземплярах у разных людей, и зимой особенно необходимо.

В дешевых зарядных устройствах, доступных в магазинах, бывает так что зарядное напряжение в финальной фазе достигает 20 В (такое без стабилизатора при росте сетевого напряжения до 250 В вполне возможно), а электролит превращается в газ. Они не подходят по соображениям безопасности, поэтому лучше о покупке таких девайсов даже не думайте!

При минимальных знаниях и ровности рук можно потратив наименьшее количество денег, используя что есть под рукой, собрать вполне приличную зарядку для авто 12 В.

Схема зарядного к автомобилю

Потенциометр PR1 позволяет регулировать рабочее напряжение компаратора U1 в диапазоне не менее 13,5 … 15 В. Если напряжение батареи ниже чем рабочее напряжение компаратора, то после каждого сброса триггера U2A после дополнительного короткого момента высокое состояние выводится на Q-выход. Конденсатор С1 заряжается, и напряжение на затворе транзистора становится как минимум на 10 В выше, чем напряжение на его истоке – транзистор открывается. Важной характеристикой схемы является то, что описанный цикл зарядки C1 не повторяется в каждой половине работы сети, только каждый полный период, то есть каждые 20 мс. Благодаря этому система всегда будет проходить через четное число синусоидальных полуволн, что полезно для трансформатора, поскольку поглощенный ток не содержит постоянной составляющей.

Данное зарядное устройство построено на хорошо известной микросхеме 4013. Единственное изменение в схеме – это использование CEP50N06 вместо транзистора BUZ11, он имеет еще более низкое сопротивление перехода (19 мОм вместо 30 мОм). Это действительно очень хорошая и многократно проверенная схема, хотя она имеет два недостатка, а именно: отсутствие регулировки зарядного тока и невозможность работать при напряжении аккумулятора ниже 10 В. Трудно сказать каково предельное нижнее напряжение для правильной работы схемы, но подключив разряженную батарею, на которой напряжение без нагрузки было 8 В – система не запускалась, нужно было ненадолго подключить аккумулятор к БП напрямую (чуть поднять напряжение), после чего зарядное устройство справилось.

Корпус от классического блока питания компьютера, в котором всё было возможно разместить. В середине был прикручен трансформатор от поврежденного ИБП, от которого была использована только одна обмотка 17 В. Схема также работает с выпрямительным мостом 25 А, V / A модулем производства Китая. Что касается модуля V / A, его преимуществом является широкий диапазон напряжения питания до 30 В и то, что он может легко запитываться от самого измеренного напряжения. Точность измерения может быть откалибрована с помощью микро потенциометров. Модуль имеет встроенный шунт, диапазон измерения тока составляет 10 А. Выход защищен предохранителем на 15 А.

Вентилятор установлен на задней части корпуса БП, рабочее напряжение его ограничено резистором 220 Ом, 5 Вт (чтоб меньше шумел). Резистор подобран экспериментальным путем, чтобы у кулера не было проблем с запуском, а его обороты были ниже. Он ведь должен не шуметь, а только обеспечивать циркуляцию воздуха. Конечно можно отказаться от вентилятора вообще, но тогда было бы полезно иметь большой радиатор для транзистора.

Кабель подключения к АКБ 2×1,5 мм длиной 3 м, зажимы типа «крокодил», он используется для подключения к аккумулятору. Кабель может быть и более толстым, так как при токе 8 А падение напряжения составляет около 0,75 В, при 5 А – около 0,5 В, а при 2 А – всего 0,2 В. Это не слишком большая проблема, потому что на последней стадии зарядки ток очень маленький и напряжение тоже падает.

Расходы на самодельную автозарядку вышли несравнимо меньшие, чем на покупку готовой, пусть даже на дешевом китайском сайте.

При зарядке не нужно отсоединять аккумулятор от автомобильной электроники (схема контролирует выходное напряжение, которое установлено на 14,4 В), и не нужно контролировать время зарядки, когда заряд аккумулятора завершается, ток зарядки со временем упадет почти до нуля.

Максимальный ток, который удавалось достичь на представленной конструкции, составляет 12 А (модуль V / A выдержал) при разряженной батарее до 8 В, о которой упоминалось ранее. При нормальной работе аккумуляторных батарей ток в начальной фазе составляет 6 А, а затем постепенно уменьшается. Его значение зависит от степени разрядки аккумулятора.

Цифровой вольтметр подключен к аккумулятору. Амперметр подключен сразу к диодному мосту. Во время зарядки вольтметр колебался в диапазоне около 0,1 В и это нормальная работа. После зарядки батареи до 14,4 В вольтметр перестал колебаться и постоянно отображал это значение. Во время зарядки амперметр изменял свои показания с максимума на ноль. Ноль показывал строго и не колебался как на вольтметре 14.4 В.

Инструкция по работе с ЗУ к авто

Зарядное устройство работает следующим образом:

1. Вы подключаете батарею несколько разряженную, предположим что после подключения напряжение составляет 12,3 В. Поскольку сопротивление такой батареи низкое, а напряжение ниже установленного 14,4 В, транзистор открывается и течет постоянный ток. Насколько велик этот ток, зависит от мощности трансформатора и сопротивления аккумулятора. Предположим, что это будет 6 А.
2. Батарея заряжается, напряжение на ней увеличивается, а ток немного уменьшается.
3. Напряжение достигает заданного значения 14,4 В, схема переходит в импульсный режим, чтобы ограничить дальнейшее повышение напряжения.
4. Напряжение больше не будет увеличиваться, но батарея будет подзаряжаться все время, ток будет постепенно уменьшаться, амперметр будет колебаться по показаниям.
5. Батарея продолжает заряжаться, пиковый ток становится ниже, а при полной зарядке колеблется в пределах очень низких значений. Аккумулятор следует считать заряженный, когда ток составляет около 0-0,3 А.

Схема переходит в импульсный режим подпитки, когда напряжение достигает 14,4 В, и к этому времени ток протекающий через АКБ становится стабильным, амперметр также показывает это. В импульсном режиме амперметр будет показывать около нуля, это означает что батарея полностью заряжена.

Это не первое самодельное зарядное устройство собранное по предлагаемой схеме, предыдущие выглядели так как на фото выше. Все они работают у людей уже давным-давно. Описание ЗУ в оригинале и рисунок печатной платы скачайте в архиве.