Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками
Длительная эксплуатация автомобильного аккумулятора приводит к тому, что он теряет способность заряжать батарею. И чтобы не попасть в ситуацию, когда автомобиль не завелся в самый неподходящий момент, необходимо иметь под рукой самое простое устройство для зарядки аккумулятора.
Импульсные зарядки для АКБГлавное преимущество таких зарядок – компактные размеры, относительная дешевизна комплектующих и простота изготовления. Кроме того, в отличие от трансформаторных, импульсные зарядки обеспечивают полный заряд батареи.
Смастерить такое устройство своими руками достаточно просто. И наибольшей популярностью по простоте изготовления и безотказной работе пользуются:
Зарядка для АКБ из блока питания компьютера:
Если у вас остался старый системный блок, из его блока питания получится отличная зарядка. Переделать его можно по простейшей схеме за минимум времени.
Чтобы зарядить автомобильный аккумулятор, достаточно 55-65 А/ч, что составляет всего 10% тока от емкости батареи.
Выработать его способен любой блок питания емкостью от 150 Вт. Итак, для начала выпаиваем из источников ненужные провода -5В, +5В, -12В и +12В. Затем резистор R1 меняем на резистор 27 кОм. Отключаем от основного провода 16 вывод, а 15 и 14 обрезаем.
На задней стенке блока пропускаются сетевой шнур и кабель для присоединения к клеммам батареи аккумулятора. Также необходимо установить регулятор тока R10. Можно заменить его блоком резисторов, приготовленным заранее. Сделать его можно путем параллельного соединения двух резисторов мощностью 5 Вт. Хорошо подойдут 5W8R2J. Чтобы настроить зарядное устройство, на плату с резисторами закрепляют подстроечный резистор и удаляют часть дорожек.
Облуживаем и подпаиваем тонкие провода к выводам 1,14,15,16 микросхемы. Переменным резистором R10 регулируем напряжение холостого хода в рамках 13,8-14,5 В. На концы проводов припаиваем клеммы для подключения полученного зарядного устройства к АКБ. Изоляционные трубки желательно сделать разного цвета чтобы не перепутать.
Вот примерное фото того, что должно получиться:
Простейшее ЗУ с использованием адаптера:
Обычный 12-вольтовый адаптер легко приспосабливается под источник постоянного тока. Главное условие его работы – равенство напряжения аккумулятора и источника питания, иначе батарея заряжаться не будет.
Обрезаем провод адаптера и оголяем его на длину 5 см. Затем отдаляем друг от друга разноименные провода на расстояние 40 мм. К концу каждого провода прикрепляется клемма «крокодил» разного цвета для избежания путаницы. Клеммы подключают к АКБ плюс к плюсу и минус к минусу, после чего адаптер включают.
Главная трудность такого зарядного устройства – правильно выбрать источник питания и не допускать перегрева аккумулятора.
З
арядное устройство из бытовой лампочки и диода:Нам потребуется:
- Полупроводниковый диод, пропускающий ток только в одном направлении. Подойдет обычная зарядка для ноутбука.
- Лампочка накаливания, мощностью до 200 Вт.
Чем выше мощность лампы, тем быстрее скорость зарядки АКБ: - Штекер, провода и клеммы «крокодил» разного цвета.
Чем выше мощность лампы, тем быстрее скорость зарядки АКБ:Если схема настроена верно, лампочка будет гореть в половину мощности. Если лампочка не включилась, значит в схеме необходимы доработки. Однако это может произойти и в том случае, когда аккумулятор полностью заряжен, что маловероятно (ток на клеммах маленький, а напряжение высокое).
Полная зарядка автомобильного аккумулятора занимает около 10 часов. После прошествия этого времени необходимо отключить зарядку от АКБ, иначе аккумулятор перегреется и выйдет из строя.
Если под рукой не оказалось ничего подходящего, а зарядить аккумулятор требуется срочно, сделать это можно при помощи обогревателя и мощного диода. Подключаем схему следующим образом: сначала диод, затем обогреватель, и после – аккумулятор. КПД такого устройства невелик, всего 1%, а количество электроэнергии уходит значительное. Кроме того это устройство ненадежно, но если другого способа не предвидится, оно вполне способно справиться с задачей.
Чтобы своими руками сделать простейшее зарядное устройство, требуется хорошая техническая подготовка. Современный рынок предлагает огромный выбор зарядных устройств лучшего качества и надежности по минимальной цене. Поэтому намного проще приобрести надежное и функциональное устройство с гарантией, которое будет поддерживать стабильную работу и не подвергнет риску аккумуляторную батарею.
Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками?
Давайте для начала разберемся из каких составных элементов должно состоять зарядное устройство. Для этого мы возьмем заводской вариант зарядного устройства и попробуем создать что то похожее своими руками.
Основные компоненты из которых состоит зарядное устройство:
Трансформатор — преобразует напряжение питания сети 220 Вольт в необходимо для нас 12 Вольт либо в некоторых устройствах до 14,4 Вольта (последнее соответствует напряжению питания электросети автомобиля при работающем генераторе)
Диодный мост — это четыре соединенных между собой диода которые преобразуют переменное электричество в постоянное.
Блок управления зарядом — один из самых важных элементов, который управляет токами заряда. Позволяет зарядить аккумулятор полностью и при этом не перезарядить его (не позволяет закипеть электролиту внутри аккумулятора)
Регуляторы, разъемы, индикаторы и др органы управления.
Провода и клеммы для подключения к аккумулятору.
Итак рассмотрим один из самых дешевых образцов зарядного устройства — рыночная стоимость около 40 долларов.
Стандартное дешевое заводское зарядное устройства для автомобильных аккумуляторов
Технические характеристики зарядного устройства:
Заряжает аккумуляторы от 10 до 75 ампер часов.
Есть возможность заряжать 6v или 12v аккумуляторы для автомобиля, мотоцикла, скутера, мопеда и т.д.
(На передней панели мы визуально можем найти специальные переключатель между напряжениями 6 или 12 Вольт аккумулятора).
(На передней панели мы так же можем увидеть амперметр, для индикации тока заряда)
Внутреннее устройство, элементы заводского зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов
Рассмотрев зарядное устройство изнутри мы можем найти такие основные элементы
— трансформатор
— диодный мост
— предохранитель
— переключатель выходного напряжение
— провода на клеммы подключаемые к аккумулятора.
В нашем варианте блок управления зарядом отсутствует.
В принципе эта схема тоже имеет право на жизнь и работает она следующим образом.
Принцип работы зарядного устройства:
Трансформатор рассчитан на определенный ток заряда — скажем не более 7,5 Ампер.
При подключении разряженного аккумулятора максимально допустимой емкости 75 Ампер, трансформатор отдает максимально допустимые ток в 7,5 Ампера что является 1/10 емкости аккумулятора.
По мере зарядки аккумулятора напряжение на его клеммах увеличивается и ток заряда уменьшается (именно поэтому благодаря законам физики ток подаваемый на аккумулятор в конце зарядки будет уменьшаться).
К сожалению такое зарядное устройство вряд ли закончит когда то процесс зарядки, и если аккумулятор у вас неисправен и не набирает нужной емкости — ток заряда не будет уменьшаться.
В современном мире все чаще люди склоняются к покупке не обслуживаемого аккумулятора. В случае если с ним что то случается и он не заряжается — он подлежит замене.
Зарядное устройство без блока управления никак не поможет вам восстановить свойства аккумулятора, но опять таки в наше время этим редко кто занимается. Более сложные устройства умеют создавать режим импульсной зарядки, когда после каждого импульса зарядки следует импульс зарядки. Это позволяет возобновить свойства аккумулятор.
Часто в более продвинутых зарядных устройствах так же есть функция разрядки, так как аккумулятор должен всегда находится в режиме полной зарядки и разрядки — это позволяет сохранить его емкость.
Если вы пользуетесь не обслуживаемым аккумуляторам и вам попросту надо срочно зарядить аккумулятор после долгого простоя автомобиля или после холодной ночи — вы можете сделать такое зарядное устройство самостоятельно.
Схема простейшего зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
1. Трансформатор.
Не стоит использовать трансформатор для калькулятора или плеера они очень маломощны. Возможно вам удастся найти более мощный трансформатор скажем от старого телевизора (типа ТС-180-2). Если ваш трансформатор не выдаете нужного напряжение, вы можете намотать нужную вторичку самостоятельно — толстым медным проводом несколько витков до достижения нужного напряжения.
Помните, когда вы работаете с трансформатором, что он подключен к сети 220 Вольт — будьте очень осторожны (это опасно для жизни)!
Если у вас получилось найти или изготовить такой трансформатор, далее вам необходимо будет купить диодный мостик.
2. Диодный мостик
Диодный мостик заводского изготовления. Рассчитан на большие токи зарядного устройства
Это довольно распространенный товар — все что вам нужно знать это только лишь ток на который он должен быть рассчитан.
В нашем случае это все так же 7,5 Ампера.
Если диодный мостик найти не удалось вы можете найти 4 диода все по тому же показателю и собрать диодный мостик из них.
Далее на выходе диодного мостика вам нужно поставить автомобильный предохранитель все на тот же рассчитанный ток 7,5 Ампер. В случае если вы случайно замкнете клеммы или перепутаете их местами на аккумуляторе, у вас сгорит предохранитель, а не трансформатор.
3. Амперметр
Для полноты картины, вы можете так же установить амперметр последовательно с предохранителем, что бы отслеживать какой ток течет от вашего зарядного устройства. В тоже время вы сможете понять в каком состоянии находится аккумулятор на данный момент.
4. Провода и клеммы.
Далее следуют провода и клеммы которые можно будет подключать на аккумулятор. Тут вы имеете полную свободу действий. Провода лучше всего взять медные толщиной не менее 1 мм. Клеммы можно взять либо обычные автомобильные, либо крокодилы как на заводском варианте.
Рекомендуем вам так же поставить выключатель который будет включать и выключать трансформатор, так как вытягивать и вставлять вилку из розетки намного не удобнее.
Так же перед трансформатором стоит поставить предохранитель, скажем на 220 Вольт 0,5 Ампер, что бы вдвойне обезопасить ваш трансформатор с двух сторон, по входному и выходному току.
Таким образом вы получите прибор, который по нескольким мелким параметрам будет даже лучше и надежнее заводского аналога.
Если у вас есть желания сделать прибор еще функциональнее, вы можете поискать в интернете блоки управления заряда.
— регулирует ток заряда — уменьшает его до минимальных величин до полного заряда аккумуляторной батареи
— выключет блок зарядки при достижении полного заряда аккумулятора
— разряжает аккумулятор полностью для полного чистого цикла зарядки
— заряжает аккумулятор импульсными токами, чередую заряд и разряд для восстановления емкости.
В условиях нынешнего суматошного мира, не обслуживаемых аккумуляторов с запасом срока службы в пять лет — вы вряд ли будете заниматься восстановление аккумуляторов.
В любом случае успехов вам в ваших начинаниях !
Руководство по сборке зарядных устройств для аккумуляторов
В этом руководстве мы рассмотрим схемы зарядки герметичных свинцово-кислотных (SLA), никель-кадмиевых (NiCd), никель-металлогидридных (NiMH) и литий-полимерных (LiPo) аккумуляторов. Мы предоставим схемы и инструкции по их сборке.
Но прежде чем мы начнем, знайте, что важно правильно заряжать аккумуляторы. Использование неправильного напряжения или тока, или неправильного типа цепи зарядки аккумулятора может привести к возгоранию или даже взрыву аккумулятора. Соблюдайте осторожность при использовании самодельных схем зарядки аккумуляторов и не оставляйте заряжающиеся аккумуляторы без присмотра.
Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы
Герметичные свинцово-кислотные (SLA) аккумуляторы отлично подходят, если у вас есть место.
Их большой размер позволяет им долго сохранять заряд на полке. Аккумуляторы SLA обычно заряжаются от источника постоянного напряжения. Зарядное устройство настроено на определенное напряжение, которое остается неизменным на протяжении всего цикла зарядки. Это позволяет батарее изначально потреблять большой ток, который затем уменьшается по мере зарядки. Начальный ток должен быть ограничен, чтобы предотвратить повреждение и перегрев.
На боковой стороне батареи SLA обычно имеется этикетка со списком напряжений, которые следует использовать для зарядки:
На изображении выше приведены характеристики напряжения и тока для зарядки батареи в режиме «ожидания» или «циклического использования». Использование в режиме ожидания относится к батареям, которые проводят большую часть времени на зарядном устройстве в режиме поддерживающей зарядки. Циклическое использование относится к батареям, которые часто используются и часто заряжаются.
Начальный зарядный ток показан для режима ожидания и циклического использования.
Ток заряда не должен превышать указанного значения (в данном случае 2,1 А). Зарядное напряжение отличается для режимов ожидания и циклического использования.
В зарядном устройстве SLA цикличность должна контролироваться на этой частоте; аккумулятор будет перезаряжаться, как только он достигнет емкости. Зарядку можно производить с помощью настольного блока питания с ограничением тока. Просто установите значение напряжения, которое вы будете использовать, и установите ограничение тока на значение, указанное на аккумуляторе.
Ниже показана схема зарядного устройства для аккумуляторов SLA, которое автоматически переключает скорость, когда аккумулятор полностью заряжен:
Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные
Никель-кадмиевые (NiCd) батареи были популярны в течение последних нескольких десятилетий, но постепенно их заменяют никель-металлогидридными (NiMH) батареями. Причина в том, что батареи NiMH имеют меньшую память заряда по сравнению с батареями NiCd.
Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы имеют аналогичные требования к зарядке. Оба типа предлагают возможность заряжать столько, сколько вам нужно последовательно. Оба могут заряжаться постоянным током.
Это схема сборки зарядного устройства на дискретных транзисторах, которое можно использовать для зарядки NiCd и NiMH аккумуляторов:
Эта схема предназначена для зарядки 12-вольтовой батареи при токе 50 мА, но ее можно легко масштабировать до более высоких напряжений и токов с помощью подходящих компонентов.
Диоды D1 и D2 и резистор R2 обеспечивают постоянное напряжение 1,2 В на базе Q1, так как напряжение база-эмиттер всегда составляет 0,6 В. Правильно подобрав R1, мы имеем программируемый источник постоянного тока. Чтобы рассчитать значение R1, которое будет обеспечивать определенный ток, используйте эту формулу:
R = V / I
В этом случае V равно 0,6 В, а ток заряда будет равен 50 мА, поэтому:
R = 0,6 В / 50 мА
R1 = 12 Ом
На приведенной ниже схеме показан регулируемый стабилизатор напряжения LM317, настроенный на постоянный ток.
источник. Это зарядное устройство может заряжать как никель-кадмиевые, так и никель-металлогидридные аккумуляторы:
Схема предназначена для зарядки аккумулятора 12 В при токе 50 мА.
LM317 подает опорное напряжение 1,25 В между Vadj и Vout. Чтобы рассчитать значение R3 для получения определенного зарядного тока, используйте эту формулу:
R = V / I
Таким образом, с V при 1,25 В и I при 50 мА,
R = 1,25 В / 50 мА
R3 = 25 Ом , ноутбуки и блоки питания, потому что они могут иметь высокое напряжение и большую емкость для своего размера.
Аккумуляторы LiPo требуют осторожной и контролируемой зарядки. Батареи LiPo нельзя заряжать последовательно. Правильный цикл зарядки LiPo состоит из четырех последовательных этапов зарядки:
После подключения полностью разряженной батареи LiPo к зарядному устройству первым этапом является предварительная зарядка. На этом этапе зарядный ток устанавливается равным 10% от максимального зарядного тока.
На следующем этапе к батарее подается постоянный ток, в то время как напряжение резко возрастает. В конечном итоге напряжение выравнивается на третьем этапе, когда к аккумулятору прикладывается постоянное напряжение. На заключительном этапе ток начинает падать. Когда ток заряда становится равным 10% от максимального тока заряда, зарядка прекращается:
Аккумуляторы LiPo можно заряжать с помощью модуля зарядки литиевых аккумуляторов TP4056. Модуль может питаться от 5В, подаваемого по кабелю micro USB, или через контакты на печатной плате.
Когда аккумулятор полностью заряжен, загорается зеленый светодиод. Аккумулятор подключается к контактам B+ и B-. Есть также контакты OUT, которые можно использовать для включения зарядного устройства в другую цепь. Модуль также контролирует и предотвращает переразряд.
Хотя сделать зарядное устройство не так уж сложно, всегда помните о необходимости соблюдать осторожность. Аккумуляторы, которые не заряжены должным образом, могут загореться или взорваться.
Тем не менее, создание зарядных устройств, описанных выше, может быть чрезвычайно полезным в самых разных проектах по созданию электроники своими руками.
Спасибо за чтение и не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, если у вас есть вопросы о чем-либо!
Модуль для зарядки аккумуляторов своими руками 3,7 В Lipo-защита и повышающий преобразователь 5 В
Зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, защита и повышающий преобразовательПомогите мне, поделившись этим постом
Поделиться
СЛЕДУЮЩИЙ ОБУЧЕНИЕ
Обычно каждый раз, когда у меня есть проект с небольшой батареей, которую я также хочу зарядить, я использую небольшой зарядный модуль с разъемом USB. Но зато все остальные цифровые компоненты обычно работают на 5В, а аккумулятор на 3,7В. Итак, для этого я добавляю еще один небольшой модуль, повышающий преобразователь, чтобы дать мне 5 В. Обычно нам также нужна защита аккумулятора, чтобы он не перезаряжался, не разряжался и не имел короткого замыкания.
Что я сделал, так это добавил все эти микросхемы на одну печатную плату, чтобы теперь мы могли заряжать литий-полимерный или литий-ионный аккумулятор 3,7 В, защищать его, а затем получать усиленное выходное напряжение 5 В или 12 В. Посмотрим, как я это сделал.
ЧАСТЬ 1 — Что нам нужно
Прежде всего, нам нужна печатная плата, которую я разработал. Перейдите ниже и получите первую версию или в моем магазине и получите вторую версию (спасибо за поддержку). Когда у вас есть файлы GERBER для печатной платы, отправьте их в JLCPCB, а там баорд. Затем вам понадобятся 4 основные микросхемы для зарядки, защиты, включения выхода и микросхема повышающего преобразователя. Остальное просто smd резисторы, конденсаторы, светодиоды и тумблер. О, и вам также понадобится разъем micro B USB. Полный список смотрите ЗДЕСЬ
Нам нужно:
- 1 x печатная плата GERBER: ССЫЛКА GERBER
- 1 х TP4050: ССЫЛКА eBay
- 1 х DW01A: ССЫЛКА eBay
- 1 x FS8205A: ССЫЛКА eBay
- .
. - См. полный список деталей ЗДЕСЬ
ЧАСТЬ 2. Схема
Ниже у вас есть схема для версии V1.0. Помните, что эта версия нормально работает с , но имейте в виду, что : Катушка маленькая, поэтому максимальный выходной ток будет 600 мА. Для переключения с 5В на 12В или наоборот нужно сначала отключить аккумулятор от входа, иначе ИМС повышающего преобразователя выйдет из строя. Итак, сначала выберите выходное напряжение, а затем подключите аккумулятор.
У вас есть значения каждого резистора, конденсатора, катушки индуктивности на схеме. Используйте те же значения, чтобы получить тот же результат. Помните, что Rprog установит зарядный ток для аккумулятора.
ЧАСТЬ 3.1. Компоненты защиты от пайки
Первым шагом монтажа этой печатной платы является пайка всех микросхем зарядки аккумулятора. Это TP4056, DW01A и FS8205A. Также припаяйте конденсатор C9, резисторы R10 и R11 вместе с красным и зеленым светодиодом.
Припаяйте резистор Rprog номиналом 2 кОм, чтобы ограничить зарядный ток на уровне 580 мА. См. техническое описание TP4056 здесь, чтобы узнать больше об этом. Наконец, припаяйте резисторы R12 и R8, а также конденсатор C6. Не забудьте добавить разъем USB и C9конденсатора 10 мкФ на входе, и зарядная часть теперь должна работать.
Чтобы проверить это, подключите батарею 3,7 В к контактам B+ и B-. Затем подключите USB-разъем 5V от ПК или зарядного устройства. Загорится красный светодиод, и аккумулятор будет заряжаться. Когда аккумулятор полностью заряжен, должен загореться зеленый светодиод и процесс зарядки будет остановлен. В это время вы также можете проверить защиту от перенапряжения, перегрузки и короткого замыкания. Если это сработает, мы можем продолжить пайку части повышающего преобразователя.
ЧАСТЬ 3.2. Компоненты для припоя
Хорошо, теперь, когда процесс зарядки работает, сначала снимите аккумулятор и USB-кабель , а затем мы можем припаять остальные компоненты.
Припаяйте микросхему повышающего преобразователя MT3608 и необходимые компоненты, такие как катушка, диод и резисторы установки напряжения. Не забудьте добавить ползунковый переключатель и выходной конденсатор C3 на 22 мкФ. Теперь вы должны проверить, работает ли он.
ВАЖНО:
● Вы не можете изменить напряжение с 5 В на 12 В, пока батарея подключена
● Итак, сначала извлеките аккумулятор, а затем выберите желаемое напряжение.
● Когда напряжение установлено на 5 В или 12 В, вы можете снова подключить аккумулятор
Выполнив эти 3 шага, вы сможете протестировать вывод. Я использовал свой источник питания в качестве входного напряжения, поэтому мы могли изменить входное напряжение и провести тесты. В следующей части делаем тесты и все.
ЧАСТЬ 4.1. Тестовый вывод
Пришло время провести некоторые тесты нашей печатной платы. Вы должны сделать 4 основных теста :
● Если выход 5 В и 12 В работает
● Уменьшите напряжение ниже 2,6 В и проверьте защиту от переразряда
● Подсоедините аккумулятор и кабель USB.
Проверьте, останавливается ли процесс зарядки на уровне 4,2 В.
● Во время работы замкните выход и посмотрите, не отключен ли выход. Сначала убедитесь, что батарея и USB-кабель не подключены, поэтому плата полностью отключена. Затем установите переключатель на 5V. Подсоедините аккумулятор и измерьте выходную мощность мультиметром. Оно должно быть около 5,1 В. Теперь, очень важно, вытащите батарею, а затем переключитесь на 12 В. Подключите обратно аккумулятор и измерьте выход. Оно должно быть около 12,5 В.
ЧАСТЬ 4.2 — Проверка короткого замыкания
Для проверки защиты от короткого замыкания просто подключите к контактам B+ и B- батарею (или блок питания, настроенный на напряжение от 3,7 В до 4,2 В). Проверьте выход, если он 5 В или 12 В, и подключите мультиметр к выходу, чтобы мы могли видеть, упадет ли напряжение. Затем возьмите короткий провод и закоротите выход. Выход должен стать 0 В и оставаться там, даже если вы удалите провод. Выход снова активируется, только если вы подключите USB-кабель, чтобы TO4056 подал сигнал, или если вы вытащите аккумулятор и подключите его обратно.
Проверьте и это. Если это работает, защита от короткого замыкания в порядке.
ЧАСТЬ 4.3. Испытание на переразряд
Для этого теста вам понадобится мультиметр и переменный источник питания. Подключите питание к контактным площадкам B+ и B- с напряжением не более 4,2 В. Измерьте выход мультиметром и посмотрите, 5В или 12В. Затем начните снижать входное напряжение с помощью переменного источника питания. Вы должны увидеть, что ниже 2,6 В выход отключен, и он перейдет к 0 В. Выход снова активируется, только если вы подключите USB-кабель, чтобы TO4056 подал сигнал, или если вы вытащите аккумулятор и подключите его обратно. Проверьте и это. Если это работает, защита от переразряда в порядке.
ЧАСТЬ 4.4. Проверка перезарядки
Для этого теста подключите батарею 3,7 В к контактным площадкам B+ и B-. Подключите мультиметр к тем же контактам. Затем подключите USB-кабель, чтобы начался процесс зарядки и загорелся красный светодиод. Через некоторое время красный светодиод погаснет, а зеленый загорится.