Как собрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора 12В своими руками: схемы и инструкции

Каждому автовладельцу рано или поздно приходится сталкиваться с разряженным аккумулятором. Восстановить его работоспособность можно с помощью специального зарядного устройства, которое необязательно покупать — его вполне реально собрать самостоятельно. В этой статье мы подробно разберем несколько проверенных способов изготовления зарядного для АКБ 12В, сопроводив описание схемами, фотографиями и пошаговыми инструкциями.

Почему аккумулятор разряжается и когда ему нужна зарядка

Автомобильная аккумуляторная батарея (АКБ) может потерять заряд по ряду причин. Чаще всего к этому приводят:

• Естественный износ пластин в результате длительной эксплуатации.
• Нарушение правил использования батареи.
• Длительная стоянка автомобиля, особенно в холодное время года.
• Режим езды с частыми короткими поездками, не позволяющий генератору полноценно зарядить АКБ.
• Включенные потребители энергии (магнитола, фары и т.д.) при заглушенном двигателе.
• Неисправности в бортовой электросети автомобиля.

О том, что аккумулятор сел, говорят характерные признаки:

• При повороте ключа зажигания индикаторы на приборной панели горят очень тускло или не светятся вовсе.
• Стартер при попытке запуска издает непривычные, «тяжелые» звуки (щелчки, медленное вращение).
• Двигатель не реагирует на попытку запуска.

При появлении таких симптомов сначала проверьте надежность и чистоту контактов на клеммах аккумулятора. Если проблема не в этом, то для восстановления заряда потребуется зарядное устройство.

Основные принципы зарядки АКБ

Главная задача любого зарядного устройства — вернуть аккумуляторной батарее ее емкость. Существуют модели, работающие как постоянным, так и импульсным током. Ключевой параметр процесса — сила зарядного тока. Оптимальным считается ток, равный 10% от емкости АКБ. Например, для батареи на 60 А/ч рекомендуемый ток заряда составит 6 А.

Важно избегать зарядки слишком высокими токами. Это приводит к сульфатации — образованию на пластинах кристаллов сульфата свинца, что необратимо снижает емкость и убивает батарею. Более безопасна и полезна зарядка малыми токами. Также критически важно контролировать процесс, не допуская перезаряда. Кипение электролита из-за перезаряда также вызывает сульфатацию и может привести к выкипанию жидкости из банок.

Правильный процесс зарядки характеризуется постепенным снижением силы тока и ростом напряжения на клеммах АКБ.

Варианты самодельных зарядных устройств для автомобиля

Энтузиасты и радиолюбители разработали множество схем зарядных устройств — от простейших до сложных, с микроконтроллерами и системами автоматики. Ниже мы рассмотрим несколько популярных и рабочих конструкций, которые можно повторить в домашних условиях.

Зарядка из трансформатора от лампового телевизора

Одна из классических конструкций основана на использовании мощного трансформатора ТС-180-2, который раньше стоял в ламповых телевизорах.

Для сборки потребуются:

• Трансформатор ТС-180-2.
• Диоды Д242А (4 шт.) для диодного моста.
• Монтажные провода сечением от 2.5 мм².
• Предохранители: на 0.5 А (в первичную цепь) и на 10 А (во вторичную).
• Сетевая вилка со шнуром.

Сборка начинается с модификации трансформатора. Две его вторичные обмотки на 6.4 В каждая нужно соединить последовательно, чтобы получить на выходе около 12.8 В. Для этого выводы 9 и 9' спаиваются между собой. К выводам 10 и 10' подключается собранный диодный мост.

Важно: Диоды Д242А сильно греются и их необходимо устанавливать на радиаторы с площадью рассеивания не менее 32 см² каждый.

Первичные обмотки трансформатора также соединяются последовательно (перемычка между выводами 1 и 1'), а к выводам 2 и 2' подключается сетевой шнур. Для ограничения и регулировки зарядного тока в разрыв минусового провода к АКБ можно включить автомобильную лампу на 12 В мощностью 40-60 Вт. Изменяя мощность лампы, можно менять ток заряда.

Для контроля процесса желательно встроить в устройство амперметр на 10 А и вольтметр на 15 В. Не подключайте полностью разряженный аккумулятор к такому зарядному без лампы-ограничителя. Лампу убирают только после того, как начальный ток заряда снизится до безопасного значения.

Переделка компьютерного блока питания (АТХ)

Старый, но рабочий компьютерный БП — отличная основа для создания компактного и эффективного зарядного устройства.

Процесс переделки включает несколько ключевых шагов:

1. Вскройте корпус БП. Отпаяйте или откусите все выходные провода, оставив только один зеленый провод (PS-ON). Его нужно припаять к любому из черных проводов (общему минусу) — это позволит блоку питания запускаться сразу после включения в сеть. Также припаяйте силовые провода для подключения к АКБ: «плюс» (к точке, где были желтые провода +12В) и «минус» (к точке черных проводов).
2. Найдите на плате микросхему TL494 (или ее аналог KA7500).
3. Найдите резистор, соединяющий 1-й вывод этой микросхемы с шиной +12 В. Обычно он расположен на обратной стороне платы.
4. Выпаяйте этот резистор, измерьте его сопротивление и установите на его место подстроечный резистор, предварительно выставив на нем такое же сопротивление.
5. Включите БП в сеть и, вращая подстроечный резистор, установите на выходе напряжение 14.4 В, контролируя его мультиметром.
6. Если диапазона регулировки не хватает, припаяйте последовательно с подстроечным постоянный резистор, подобрав его номинал опытным путем.
7. Добившись стабильных 14.4 В, измерьте общее сопротивление цепи и впаяйте на плату постоянный резистор (или комбинацию из двух) нужного номинала.
8. Протестируйте устройство сначала на нагрузке (например, на автомобильной лампе), а затем на аккумуляторе.

Совет: Для удобства на переднюю панель можно вывести цифровой вольтамперметр для контроля напряжения и тока.

Устройство с автоматическим отключением

Очень удобна в быту зарядка, которая самостоятельно отключается, когда аккумулятор полностью заряжен.

Схема такой зарядки относительно проста и содержит следующие основные компоненты:

• Транзистор КТ815.
• Подстроечный резистор на 10 кОм.
• Постоянные резисторы: 4.7 кОм (R1), 3 кОм (R2, R3).
• Электролитический конденсатор 100 мкФ.
• Трансформатор с выходным напряжением 13.5-14.5 В и током, равным 0.1 от емкости АКБ.
• Диоды для моста (Д242) и маломощные (КД105).
• Автомобильное реле на 12 В с обмоткой ~400 Ом.
• Светодиоды для индикации.

Все элементы монтируются согласно схеме. Для надежности лучше изготовить печатную плату. Силовые диоды устанавливаются на радиатор. Принцип работы основан на контроле напряжения на клеммах АКБ. Разряженная батарея имеет напряжение около 12 В. По мере заряда напряжение растет. Когда оно достигает порогового значения (обычно 14.4 В), транзистор открывается и срабатывает реле, разрывая цепь заряда. Порог срабатывания выставляется подстроечным резистором на полностью заряженном аккумуляторе.

Простейшая зарядка от сети 220В

В экстренной ситуации, когда нужно срочно «оживить» севший аккумулятор, можно собрать схему буквально из подручных средств: лампы накаливания и диода.

Важное предупреждение: Эта схема не имеет гальванической развязки от сети 220В, что опасно для жизни! Ее КПД крайне низок, а использование допустимо только в крайних случаях и с соблюдением максимальных мер предосторожности. Диод должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 В и ток около 1 А. Ток заряда регулируется мощностью лампы (обычно 60-150 Вт).

Зарядка на основе диодного моста от генератора

Еще один простой вариант использует силовой диодный мост от автомобильного генератора и перемотанный трансформатор.

Порядок сборки:

1. Со старого трансформатора (например, от микроволновки) аккуратно сматывается вторичная обмотка (она обычно намотана сверху и провод у нее толще).
2. Вместо нее наматывается новая обмотка изолированным проводом подходящего сечения. Для определения нужного количества витков намотайте 10-15 витков, включите трансформатор в сеть и измерьте выходное напряжение. Рассчитайте, сколько витков нужно на 1 Вольт.
3. Подберите количество витков так, чтобы после диодного моста на выходе получалось около 14.2 В.
4. Подключите диодный мост от генератора к новой обмотке, предварительно проверив исправность диодов мультиметром.
5. Соберите цепь и протестируйте устройство.

Пуско-зарядное устройство

Обычное зарядное устройство не поможет, если нужно срочно завести автомобиль. Для этой цели предназначено пуско-зарядное устройство (ПЗУ), способное отдать большой ток для прокрутки стартера.

Схема одного из вариантов ПЗУ представлена ниже. В ней используются мощные тиристоры (например, Т15-80), рассчитанные на ток не менее 80 А.

Подключение к аккумулятору осуществляется через массивные зажимы-«крокодилы». Если АКБ заряжена, тиристорный ключ закрыт и ток не поступает. Если же батарея разряжена и не может крутить стартер, при попытке запуска на управляющем электроде тиристора появляется напряжение, он открывается и пропускает большой ток от ПЗУ напрямую на стартер.

Сердце такого устройства — очень мощный трансформатор. Сечение его магнитопровода должно быть не менее 37 см². Первичная обмотка содержит около 178 витков провода сечением 2 мм², вторичная — примерно 13 витков алюминиевой шиной сечением 36 мм². На выходе трансформатора должно быть 14-16 В.

Обратите внимание: Для подключения к аккумулятору в таком устройстве необходимо использовать очень толстые провода, например, от сварочного аппарата, так как пусковые токи могут достигать сотен ампер. Сетевой провод также должен иметь сечение не менее 2.5 мм².

Как видите, собрать рабочее зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — вполне посильная задача. Выбрав подходящую схему в зависимости от ваших навыков и наличия деталей, вы сможете создать надежного помощника для обслуживания АКБ вашего автомобиля.