Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Экономическая эффективность и перспективы использования зарядных устройств из трансформатора ТС 160

Зарядные устройства из трансформатора ТС 160 представляют собой инновационное решение для эффективной зарядки различных устройств. Эти устройства имеют ряд преимуществ, которые делают их перспективными с экономической точки зрения.

Преимущества зарядных устройств из трансформатора ТС 160:

• Высокая мощность зарядки. Устройства из трансформатора ТС 160 обеспечивают высокую мощность зарядки, что позволяет быстро и эффективно заряжать аккумуляторы различных устройств.
• Универсальность. Зарядные устройства из трансформатора ТС 160 подходят для зарядки различных устройств, таких как мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и другие электронные устройства.
• Надежность и продолжительность службы. Трансформаторы ТС 160 изготовлены из высококачественных материалов, что обеспечивает их надежность и долговечность.
• Простота использования. Зарядные устройства из трансформатора ТС 160 легко подключаются к сети электропитания и просты в управлении.
• Экономия времени и денег. Благодаря высокой мощности зарядки и универсальности, использование зарядного устройства из трансформатора ТС 160 позволяет экономить время и деньги на покупке отдельных зарядных устройств для каждого устройства.

Перспективы использования зарядных устройств из трансформатора ТС 160:

Использование зарядных устройств из трансформатора ТС 160 имеет большой потенциал развития и перспективы на рынке. С развитием технологий и увеличением числа электронных устройств, спрос на универсальные зарядные устройства будет только расти. Это открывает возможности для производителей зарядных устройств на основе трансформатора ТС 160 для охвата новых сегментов рынка.

Также, зарядные устройства из трансформатора ТС 160 имеют потенциал использования в различных сферах, включая домашнее использование, офисы, общественные места и промышленность. Их высокая мощность и надежность делают их привлекательными для таких областей, как промышленность и медицина, где требуется надежная и быстрая зарядка устройств.

С учетом всех перечисленных преимуществ и перспектив, зарядные устройства из трансформатора ТС 160 обещают быть экономически эффективными и перспективным решением для зарядки различных устройств и находят широкое применение в различных сферах жизни.

Общие сведения о процессе зарядки АКБ

Заряд автомобильного аккумулятора необходим при падении напряжения на клеммах менее 11,2 Вольта. Несмотря на то, что аккумуляторная батарея может запустить двигатель автомобиля и при таком заряде, во время длительной стоянки при пониженных напряжениях начинаются процессы сульфатации пластин, которые приводят к потере емкости АКБ.

Поэтому во время зимовки автомобиля на стоянке либо в гараже необходимо постоянно производить подзарядку аккумулятора, следить за напряжением на его клеммах. Более лучший вариант – снять аккумуляторную батарею, занести в теплое место, но все равно не забывать о поддержании его заряда.

Заряд аккумулятора ведется постоянным либо импульсным током. В случае зарядки от источника постоянного напряжения обычно выбирается ток заряда равный одной десятой от емкости АКБ.

Например, если емкость аккумуляторной батареи составляет 60 ампер-часов, ток заряда следует выбирать 6 Ампер. Однако, исследования показывают, что, чем меньше ток заряда, тем наименее интенсивно идут процессы сульфатации.

Мало того, существуют методы десульфатации пластин аккумулятора. Они заключаются в следующем. Сначала АКБ разряжается до напряжения 3 – 5 Вольт большими токами малой длительности. Например такими, как при включении стартера. Затем идет медленный полный заряд током около 1 Ампера. Такие процедуры повторяют 7-10 раз. Эффект десульфатации от этих действий есть.

Практически на таком принципе основаны десульфатирующие импульсные зарядные устройства. АКБ в таких приборах заряжается импульсным током. За период зарядки (несколько миллисекунд) на клеммы аккумулятора подается разрядный короткий импульс обратной полярности и более длительный зарядный прямой полярности.

Очень важно в процессе заряда не допустить эффекта перезаряда аккумуляторной батареи, то есть момента, когда он зарядится до предельного напряжения (12,8 – 13,2 Вольта в зависимости от типа АКБ). Это может вызвать закипание аккумулятора, увеличение плотности и концентрации электролита, необратимые разрушения пластин

Именно поэтому заводские зарядные устройства снабжены электронной системой контроля и отключения

Это может вызвать закипание аккумулятора, увеличение плотности и концентрации электролита, необратимые разрушения пластин. Именно поэтому заводские зарядные устройства снабжены электронной системой контроля и отключения.

Схемы зарядного устройства для авто АБ

Для заряда аккумуляторов обычно используется бытовая сеть 220 В, которая преобразуется в пониженное напряжение при помощи преобразователя.

Простые схемы

Наиболее простой и эффективный способ — использование понижающего трансформатора. Именно он понижает 220 В до требуемых 13-15 В. Такие трансформаторы можно найти в старых ламповых телевизорах (ТС-180-2), компьютерных блоках питания, найти на «развалах» блошиного рынка.

Но на выходе трансформатора получается переменное напряжение, которое необходимо выпрямить. Делают это при помощи:

• Одного выпрямляющего диода, который устанавливают после трансформатора. На выходе такого ЗУ ток получается пульсирующим, причем биения сильные — срезана только одна полуволна.

• Диодного моста, который отрицательную волну «заворачивает» наверх. Ток тоже пульсирующий, но биения меньше. Именно эта схема чаще всего реализуется самостоятельно, хотя не является лучшим вариантом. Можно собрать диодный мост самостоятельно на любых выпрямляющих диодах, можно купить готовую сборку .

• Диодного моста и сглаживающего конденсатора (4000-5000 мкФ, 25 В). На выходе этой схемы получаем постоянный ток.

В приведенных схемах присутствуют также предохранители (1 А) и измерительные приборы. Они дают возможность контролировать процесс заряда. Их из схемы можно исключить, но придется периодически использовать для контроля мультиметр. С контролем напряжения это еще терпимо (просто приставлять к клеммам щупы), то контролировать ток сложно — в этом режиме измерительный прибор включают в разрыв цепи. То есть, придется каждый раз выключать питание, ставить мультиметр в режиме измерения тока, включать питание. разбирать измерительную цепь в обратном порядке. Потому, использование хотя-бы амперметра на 10 А — очень желательно.

Недостатки этих схем очевидны — нет возможности регулировать параметры заряда.  То есть, при выборе элементной базы выбирайте параметры так, чтобы на выходе сила тока была те самые 10% от емкости вашего аккумулятора (или чуть меньше). Напряжение вы знаете — желательно в пределах 13,2-14,4 В. Что делать, если ток получается больше желаемого? Добавить в схему резистор. Его ставят на плюсовом выходе диодного моста перед амперметром. Сопротивление подбираете «по месту», ориентируясь на ток, мощность резистора — побольше, так как на них будет рассеиваться лишний заряд (10-20 ВТ или около того).

И еще один момент: зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделанное по этим схемам, скорее всего, будет сильно греться. Потому желательно добавить куллер. Его можно вставить в схему после диодного моста.

Схемы с возможностью регулировки

Как уже говорили, недостаток всех этих схем — в невозможности регулировки тока. Единственная возможность — менять сопротивления. Кстати, можно поставить тут переменный подстроечный резистор. Это будет самый простой выход. Но более надежно реализована ручная регулировка тока в схеме с двумя транзисторами и подстроечным резистором.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора с возможностью ручной регулировки тока заряда

Ток заряда изменяется переменным резистором. Он стоит уже после составного транзистора VT1-VT2, так что ток через него протекает небольшой. Потому мощность может быть порядка 0,5-1 Вт. Его номинал зависит от выбранных транзисторов, подбирается опытным путем (1-4,7 кОм).

Трансформатор мощностью 250-500 Вт, вторичная обмотка 15-17 В. Диодный мост собирается на диодах с рабочим током 5А и выше.

Транзистор VT1 — П210, VT2 выбирается из нескольких вариантов: германиевые П13 — П17; кремниевые КТ814, КТ 816. Для отвода тепла устанавливать на металлической пластине или радиаторе (не менее 300 см2).

Предохранители: на входе ПР1 — на 1 А, на выходе ПР2 — на 5 А. Также в схеме есть сигнальные лампы — наличия напряжения 220 В (HI1) и тока заряда (HI2). Тут можно ставить любые лампы на 24 В (в том числе и светодиоды).

Зарядка для АКБ из блока питания компьютера

Для зарядки любого аккумулятора достаточно 5-6 ампер-часов, примерно 10% емкости всей батареи. Его можно изготовить от любого блока питания мощностью 150 Вт.

Итак, рассмотрим 2 способа сделать зарядное устройство самостоятельно из блока питания компьютера.

Способ первый

Для производства требуются следующие детали:

• блок питания мощностью 150 Вт;
• сопротивление 27 кОм;
• регулятор тока R10 или блок резисторов;
• кабели длиной 1 метр с клеммами;

Ход работы:

1. Для начала нам нужно разобрать блок питания.
2. Снимаем провода, которые мы не используем, а именно -5В, + 5В, -12В и + 12В.
3. Заменяем резистор R1 на заранее подготовленный резистор 27 кОм.
4. Снимаем провода 14 и 15 и просто отключаем 16.
5. Из блока вытаскиваем шнур питания и провода к аккумулятору.
6. Установите регулятор тока R10. При отсутствии такого регулятора можно сделать самодельный блок резисторов. Он будет состоять из двух резисторов мощностью 5 Вт, которые будут подключены параллельно.
7. Для настройки зарядного устройства в плату устанавливаем переменный резистор.
8. Припаиваем провода к выводам 1,14,15,16 и выставляем резистором напряжение 13,8-14,5в.
9. Присоединяем клеммы к концам проводов.
10. Удалите оставшиеся ненужные дорожки.

Важно: придерживайтесь полной инструкции, малейшее отклонение может привести к выгоранию

Способ второй

Для изготовления нашего устройства этим методом требуется блок питания чуть более мощный, а именно 350 Вт. Поскольку он может выдавать 12-14 ампер, он удовлетворит наши потребности.

Ход работы:

1. В блоках питания от компьютера импульсный трансформатор имеет несколько обмоток, одна из которых на 12В, а вторая на 5В. Для изготовления нашего устройства потребуется только обмотка на 12В.
2. Чтобы запустить наш блок, вам нужно найти зеленый провод и замкнуть его черным проводом. При использовании дешевого китайского блока возможно, что нить не зеленая, а серая.
3. Если у вас старый блок питания с кнопкой питания, в описанной выше процедуре нет необходимости.
4. Далее делаем из желтой и черной ниток 2 толстые покрышки и нарезаем ненужные нитки. Черный ластик будет минусом, желтый соответственно плюсом.
5. Чтобы повысить надежность нашего устройства, вы можете заменить диоды. Дело в том, что на шине 5в стоит более мощный диод, чем на 12в.
6. Поскольку в блоке питания есть встроенный вентилятор, он не боится перегрева.

Способ третий

Для изготовления нам потребуются следующие детали:

• блок питания мощностью 230 Вт;
• плата с микросхемой TL 431;
• сопротивление 2,7 кОм;
• резистор на 200 Ом мощностью 2 Вт;
• резистор на 68 Ом мощностью 0,5 Вт;
• резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт;
• реле на 4 контакта;
• 2 диода 1N4007 или аналогичные диоды;
• сопротивление 1кОм;
• яркие цветные светодиоды;
• кабель длиной не менее 1 метра и сечением не менее 2,5 мм 2, с зажимами;

Ход работы:

1. Паяем все провода кроме 4 черных и 2 желтых проводов, так как они обеспечивают питание.
2. Замкните перемычкой контакты защиты от перенапряжения, чтобы наш блок питания не отключился из-за перенапряжения.
3. Заменяем встроенный резистор на плате микросхемой TL 431 с резистором 2,7 кОм, выставляем выходное напряжение 14,4 В.
4. Добавляем на выход по каналу 12В резистор 200 Ом мощностью 2 Вт для стабилизации напряжения.
5. Добавьте резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт на выход канала 5 В для стабилизации напряжения.
6. Припаиваем транзистор к плате с микросхемой TL 431 для устранения препятствий при установке напряжения.
7. Штатный резистор в первичной цепи обмотки трансформатора заменяем на резистор 0,47 Ом 1 Вт.
8. Создание схемы защиты от неправильного подключения к АКБ.
9. Паяем ненужные детали от блока питания.
10. Снимаем с блока питания необходимые кабели.
11. К проводам припаиваем клеммы.

Для удобства использования зарядного устройства подключите амперметр.

Преимущество такого самодельного устройства — отсутствие возможности подзарядки аккумулятора.

Процесс подбора компонентов и схемы для изготовления зарядного устройства

При создании зарядного устройства из трансформатора ТС 160 необходимо правильно подобрать компоненты и разработать схему, чтобы обеспечить эффективную и безопасную зарядку аккумуляторов.

Подбор компонентов начинается со спецификации требований к зарядному устройству. Основные параметры, которые нужно учесть:

• Выходное напряжение зарядного устройства. Оно должно соответствовать требованиям аккумуляторов, которые будут заряжаться. Обычно это 12 Вольт или 24 Вольта.
• Ток зарядки. Он должен быть правильно выбран в соответствии с типом аккумуляторов и их емкостью. Для каждого типа аккумулятора существуют рекомендации по току зарядки.
• Защитные функции. Зарядное устройство может иметь защиту от перегрузки, перезаряда, короткого замыкания и других возможных аварийных ситуаций.

После определения требований можно приступить к выбору и подбору компонентов. Основными компонентами зарядного устройства являются:

• Трансформатор. Трансформатор преобразует напряжение сети в необходимое для зарядки аккумуляторов. В данном случае используется трансформатор ТС 160, который имеет достаточную мощность для зарядки аккумуляторов с требуемыми параметрами.
• Выпрямитель. Выпрямитель преобразует переменное напряжение от трансформатора в постоянное напряжение.
• Фильтр. Фильтр сглаживает постоянное напряжение, чтобы удалить пульсации и шумы.
• Контроллер зарядки. Контроллер зарядки следит за током и напряжением зарядки, обеспечивает правильное управление процессом зарядки и контролирует защитные функции.

После подбора компонентов, необходимо разработать схему зарядного устройства, включающую указанные компоненты в правильном порядке соединения. Разработка схемы может быть выполнена с использованием специализированного программного обеспечения для проектирования электрических схем, например, Autodesk Eagle или Proteus.

Важно учесть, что при подборе компонентов и разработке схемы необходимо соблюдать все требования безопасности и стандарты, чтобы устройство соответствовало необходимым нормам и было безопасным в использовании

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов, идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала вольтметра и амперметра зарядного устройства

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

Описание и принцип работы пуско-зарядного устройства

Здесь особо сложного ничего нет. Сетевое U = 220 В подаётся через выключатель на первичную обмотку трансформатора, а на вторичной происходит уменьшение переменного напряжения. Потом оно сглаживается двухполупериодным или мостовым выпрямителем, собранным на мощных диодах. Далее пульсирующее напряжение может быть отфильтровано посредством электролитических конденсаторов. При необходимости около выхода осуществляется увеличение напряжения, что делается с помощью усилителей, в которых основными компонентами являются транзисторы, тиристоры.

Из недостатков описываемого пуско-зарядного устройства можно отметить разве что солидный вес, что обусловлено установкой мощного и, как следствие, габаритного трансформатора. Ниже – схема двухполупериодного пуско-зарядного устройства своими руками:

В этой схеме задействован лабораторный трансформатор ЛАТР. Вместо двух диодов можно использовать и диодный мост типа КЦ405. Схема пуско-зарядного устройства для автомобиля с усилителем:

Как сделать пуско-зарядное устройство своими руками, чтобы оно наверняка заработало? Нужно соблюдать параметры деталей. Мощность указанных на картинке тиристоров – не менее 80 А (если будет использоваться диодный мост, то от 160 А). Диоды на ток – 100–200 А. Транзистор – КТ361 либо КТ 3102 (можно любой другой с такими же параметрами). Мощность используемых резисторов – от 1 Вт.

Собранное своими руками зарядно-пусковое устройство подключается через зажимы-крокодилы к АКБ в соответствии с полярностью. При нормально заряженной батарее с ПЗУ энергия поступать не будет. Если же АКБ не функционирует, тиристорный переход откроется, и зарядный ток пойдёт на батарею и стартер.

Расчёт обмоток трансформатора

Сначала нужно подобрать магнитопровод, сечение которого должно быть не меньше 37 кв. см. Чтобы рассчитать количество витков в первичной обмотке, необходимо воспользоваться формулами: Т = 30/S, где S – площадь магнитопровода и N = 220*Т, то есть W1 = 220*30/37 = 178 витков. Для обмотки необходимо использовать изолированный провод сечением не менее 2 кв. мм. Формула для вторичной обмотки: W2 = 16*Т = 16*30/37 = 13 витков. Здесь понадобится шина из алюминия площадью 36 кв. мм.

Стоит заметить, что формулы не всегда могут выдавать точное число обмоток (особенно вторичной), поэтому можно применить метод подбора. Намотав первичную обмотку, накрутите несколько витков вторичной и измерьте получившееся напряжение, не обрезая шину. Таким образом нужно добиться на выходе значения 14–16 В.

Дело будет обстоять проще, если у вас имеется ЛАТР – лабораторный трансформатор. От него нужно взять сердечник. Количество витков первичной обмотки – 265–295. Используйте изолированный провод сечением 2 мм. Намотку производите в три слоя. Далее обязательно проверьте значение тока холостого хода (включите мультиметр в разрыв между сетью 220 В и одним из концов обмотки). Прибор должен показывать 210–390 мА. Если показания больше, число витков нужно увеличить, в противном случае, наоборот, уменьшить. Вторичная обмотка разделена на две секции, в каждой из которых 15–18 витков. Здесь понадобится провод сечением 10 кв. мм.

Расчёт выпрямителя

Далее рассмотрены параметры электронных компонентов (помимо указанных выше), применяемых в обеих схемах:

1. Диоды. Максимальный пропускаемый ток не должен быть менее 100 А. Это могут быть В200, Д141, 2Д141, 2Д151 и иные аналогичные детали. Вместо КД105 не возбраняется применять КД209 или даже Д226. Стабилитрон – Д808, 2С182 и т. п.
2. Тиристоры. I = 80 А и более: ТС185, Т15-80, Т15-100, Т161, Т125 и т. п. Если используется вариант выпрямления тока с диодным мостом, тиристоры будут мощнее вдвойне: Т15, Т160, Т250, Т16 и другие, аналогичные.
3. Транзисторы. Здесь важен коэффициент усиления h = 21э. Это КТ361 либо КТ3107 проводимостью n-p-n. Вместо КТ816 подойдёт и КТ814.
4. Резисторы. Желательно, чтобы их мощность была не менее 1 Вт.
5. Выключатель. Должен держать ток от 6 А.

Подбор сечения проводов

Подбирая выходные провода, которые будут присоединяться к аккумулятору, нужно помнить, что их диаметр не может быть меньше такого же параметра вторичной обмотки. Лучше использовать многожильный медный кабель, используемый в сварочных аппаратах, где каждый проводок имеет сечение 2,5 кв. мм. Такую же площадь должен иметь провод, посредством которого самодельный аппарат будет подключаться к сети. Не забудьте приобрести мощные зажимы-крокодилы для подключения к клеммам АКБ. Здесь тоже рекомендуется использовать изделия, применяемы при сварке («масса»).

Классификация пуско-зарядных устройств

Несмотря на похожие функции по запуску ДВС, ПЗУ бывают нескольких видов по исполнению и механизму.

Виды ПЗУ:

• трансформаторные;
• аккумуляторные;
• конденсаторные;
• импульсные.

Существуют также и заводские модели, среди которых нужно выбрать ПЗУ, запускающиеся без аккумулятора и работающего стабильно даже при сильном морозе.

На выходе каждого из них получается ток определённого значения и напряжение (U) 12 или 24 В (зависит от модели устройства).

Наиболее популярны трансформаторные ПЗУ, благодаря своей надёжности и ремонтоспособности. Однако и среди других видов есть достойные модели.

Трансформаторный тип

Принцип работы трансформаторных ПЗУ очень прост. Трансформатор преобразует сетевое U в пониженное переменное, которое выпрямляется диодным мостом. После диодного моста постоянный ток с пульсирующими амплитудными составляющими сглаживается конденсаторным фильтром. После фильтра происходит увеличение номинала тока при помощи различного рода усилителей, выполненных на транзисторах, тиристорах и других элементах. Основными преимуществами ПЗУ трансформаторного типа являются следующие:

• надёжность;
• высокая мощность;
• запуск авто в случае, если аккумулятор является «мёртвым»;
• простое устройство;
• регулирование значений U и силы тока (I).

Недостатками являются его габариты и вес. Если нет возможности купить, то нужно собрать пуско-зарядное устройство для автомобиля своими руками. Трансформаторный тип имеет достаточно простое устройство (схема 1).

Схема 1 — Самодельное пусковое устройство для автомобиля.

Для изготовления пуско-зарядного устройства своими руками, схема которого включает в себя трансформатор и выпрямитель, нужно найти радиодетали или приобрести в специализированном магазине. Основные требования к трансформатору:

• мощность (P): 1,3−1,6 кВт;
• U = 12−24 В (зависит от транспортного средства);
• ток II обмотки: 100−200 А (стартер при вращении коленвала потребляет около 100 А);
• площадь (S) магнитопровода: 37 кв. см;
• диаметры провода I и II обмоток: 2 и 10 кв. мм;
• количество витков II обмотки подбирается при расчете.

Диоды подбираются согласно справочной литературе. Они должны быть рассчитаны на большой I и обратное U > 50 В (Д161-Д250).

Если нет возможности найти мощный трансформатор, то схему простого пуско-зарядного автомобильного устройства придется усложнить добавлением каскада усилителя на тиристоре и транзисторах (схема 2).

Схема 2 — Пуско-зарядное своими руками с усилителем мощности.

Принцип работы ПЗУ с усилителем достаточно прост. Его нужно подсоединить к клеммам аккумулятора. Если заряд АКБ нормальный, то U не поступает с ПЗУ. Однако если АКБ разряжен, то открывается переход тиристора и электрооборудование питается от ПЗУ. Если U увеличивается до 12/24 В, то тиристоры закрываются (устройство отключается). Существует два вида тиристорных трансформаторных ПЗУ:

• двуполупериодная;
• мостовая.

При двуполупериодной схеме изготовления нужно выбирать тиристор около 80 А, а при мостовой от 160 и выше. Диоды нужно выбирать с учётом тока от 100 до 200 А. Транзистор КТ3107 возможно заменить на КТ361 или другой аналог с такими же характеристиками (можно и мощнее). Резисторы, находящиеся в управляющей цепи тиристора, должны быть мощностью не менее 1 Вт.

Бустеры и конденсаторные

ПЗУ аккумуляторного типа называются бустерами и представляют переносные АКБ, работающие по принципу блока переносного зарядного устройства. Они бывают бытовыми и профессиональными. Основное отличие в количестве встроенных элементов питания. Бытовые имеют ёмкость, достаточную для запуска авто с севшим аккумулятором. Им можно запитать только одну единицу техники. Профессиональные обладают большой ёмкостью и служат для запуска не одного авто, а нескольких.

Конденсаторные имеют очень сложную схему исполнения, и, следовательно, их невыгодно делать самостоятельно. Основная часть схемы является конденсаторным блоком. Стоят такие модели дорого, но являются портативным ПЗУ, способными запустить стартер даже со «сдохшим» аккумулятором. Частое использование приводит к очень быстрому износу аккумулятора, если он новый. Наибольшую популярность среди всех моделей получили Berkut (рисунок 1) с пусковыми токами 300, 360, 820 А. Принцип работы устройства заключается в быстрой разрядке конденсаторного блока и этого времени хватает для запуска ДВС.

Если сравнивать аккумуляторное и конденсаторное ПЗУ, то нужно учитывать особенности использования в конкретной ситуации. Например, при поездках по городу подойдёт аккумуляторный тип. В том случае, если происходят дальние поездки, то следует выбирать автономный тип ПЗУ, а именно конденсаторный.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя следующие элементы:

• Основным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас есть агрегат с большим количеством обмоток, вы можете его использовать, но остальные катушки использовать не будут. Кроме классических, вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
• Поскольку напряжение на выходе трансформатора будет переменным, а для подзарядки аккумулятора потребуется постоянное напряжение, потребуется выпрямитель. В этом примере мы сами соберем его из четырех диодов, но если у вас есть подходящая модель, вы можете ее установить.
• В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения вам могут пригодиться соединительные провода, а для намотки еще и медный проводник в лакокрасочной изоляции.
• Амперметр и вольтметр для контроля основных выходных значений можно проверить с помощью обычного мультиметра, но это потребует ненужных затрат времени, поэтому установить стационарные устройства намного проще.
  Рис. 1: измерение мультиметром
• Автоматическое отключение может быть выполнено с помощью реле напряжения или тока. Он реагирует на заполнение аккумулятора и отключает автоматическое зарядное устройство. Вместе с реле можно установить автомобильный свет или светодиод для фиксации окончания заряда.
• Переменный резистор или переключатель для регулирования тока во вторичной цепи зарядного устройства. Это необходимо, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для разных типов аккумуляторов или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и необходимо их настроить.

Рис. 2: Пример настройки управляющего резистора

Если вы собираетесь зарядить аккумулятор один раз, вы можете использовать только первые три элемента; для постоянного использования удобнее будет иметь хотя бы контрольные приборы. Но, прежде чем собрать все воедино, необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки соответствуют вашим потребностям. Первое, что нужно подобрать, это трансформатор зарядного устройства.

Наматываем вторичную обмотку

Зарядное устройство из трансформатора своими силами

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.

О деталях зарядного устройства

Силовой трансформатор Т1 типа TN61-220, вторичные обмотки которого включены последовательно, как показано на схеме. Поскольку КПД зарядного устройства составляет не менее 0,8, а зарядный ток обычно не превышает 6А, подойдет любой трансформатор на 150 Вт. Вторичная обмотка трансформатора должна обеспечивать напряжение 18-20 В при токе нагрузки до 8 А. Если готового трансформатора нет, можно взять любой подходящий блок питания и перемотать вторичную обмотку. Подсчитать количество витков вторичной обмотки трансформатора можно с помощью специального .

Конденсаторы С4-С9 типа МБГЧ на напряжение не менее 350 В. Возможно применение конденсаторов любого типа, предназначенных для работы в цепях переменного тока.

Диоды VD2-VD5 подходят любого типа, рассчитаны на ток 10 А. VD7, VD11 — любые импульсные кремниевые. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 и VD13 — любые, выдерживающие ток 1 А. Светодиод VD1 — любой, я использовал VD9 типа KIPD29. Отличительной особенностью этого светодиода является то, что он меняет свой яркий цвет при изменении полярности подключения. Для его включения используйте контакты K1.2 реле P1. При зарядке от сети светодиод становится желтым, а при переключении в режим зарядки аккумулятора — зеленым. Вместо двоичного светодиода можно установить два любых одноцветных, подключив их согласно схеме ниже.

В качестве операционного усилителя выбран КР1005УД1 — аналог зарубежного AN6551. Такие усилители использовались в аудио- и видеоустройстве видеомагнитофона ВМ-12. Усилитель хорош тем, что не требует биполярного питания, схем коррекции и сохраняет работоспособность при напряжении питания от 5 до 12 В. Его можно заменить практически на аналогичный. Подходит для замены микросхем, например LM358, LM258, LM158, но у них другая нумерация выводов и необходимо будет внести изменения в конструкцию печатной платы.

Реле П1 и П2 любые на напряжение 9-12 В и контакты рассчитаны на ток переключения 1 А. Р3 на напряжение 9-12 В и ток переключения 10 А, например РП-21-003 . Если в реле несколько групп контактов, желательно их припаять параллельно.

Выключатель S1 любого типа, рассчитанный на работу при напряжении 250 В и с достаточным количеством переключающих контактов. Если шаг регулировки тока 1А не нужен, можно вставить несколько тумблеров и установить ток зарядки, например 5А и 8А. Если вы заряжаете только автомобильные аккумуляторы, такое решение вполне оправдано. Переключатель S2 используется для отключения системы контроля уровня заряда. Если аккумулятор заряжается сильным током, система может активироваться до того, как аккумулятор будет полностью заряжен. В этом случае вы можете выключить систему и продолжить зарядку в ручном режиме.

подойдет любая электромагнитная головка для измерителя тока и напряжения, с током полного отклонения 100 мкА, например типа М24. Если необходимо измерять не напряжение, а только ток, можно установить готовый амперметр, рассчитанный на максимальный постоянный измерительный ток 10А, и контролировать напряжение с помощью внешнего циферблатного тестера или мультиметра, подключив их к контактам аккумулятора.

Какими параметрами должно обладать пуско-зарядное устройство?

Чтобы силовой агрегат гарантированно завёлся, требуется рассчитывать параметры используемых компонентов конструкции. На выходе ПЗУ должно обеспечивать ток не менее 100 А, то есть мощность P = 1200 Вт. Но обязательно должен быть запас. Поэтому выдаваемое U = 14–16 В. Стоит отметить, что это минимальные параметры, с которыми возможен пуск мотора при условии, что АКБ хоть чуть-чуть, но ещё жива. Дело в том, что стартеру единовременно требуется энергия до 200 А, и некоторую её часть выдаёт батарея. Когда коленвал начинает проворачиваться, количество потребляемого тока падает примерно вдвое.