Принцип работы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора


Как устроены и работают зарядные устройства для аккумуляторов

Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля.

Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядными: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

1. питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии;

2. потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости.

В первом случае аккумулятор разряжается, а во втором — получает заряд. Существует много конструкций аккумуляторов, но, принципы работы у них общие. Разберем этот вопрос на примере никель-кадмиевых пластин, помещенных в раствор электролита.

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

1. внешняя, приложенная на выходные клеммы;

2. внутренняя.

При разряде на лампочку во внешней приложенной схеме из проводов и нити накала протекает ток, образованный движением электронов в металлах, а во внутренней части — перемещаются анионы и катионы через электролит.

Окислы никеля с добавлением графита составляют основу положительно заряженной пластины, а губчатый кадмий используется на отрицательном электроде.

При разряде аккумулятора часть активного кислорода окислов никеля перемещается в электролит и движется на пластину с кадмием, где окисляет его, снижая общую емкость.

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор.

На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

Эта энергия заставляет течь ток во внутренней цепочке аккумулятора в направлении, противоположном разряду, когда частицы активного кислорода «выдавливаются» из губчатого кадмия и через электролит поступают на свое прежнее место. За счет этого происходит восстановление израсходованной емкости.

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда.

Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

Слишком маленькие токи при зарядке значительно удлиняют время восстановления израсходованной емкости. При частом применении замедленного заряда повышается сульфатация пластин, снижается емкость. Поэтому приложенную к аккумулятору нагрузку и мощность зарядного устройства всегда учитывают для создания оптимального режима.

Принципы работы литий ионных аккумумляторов расмотрены здесь: Химические источники тока

Как работает зарядное устройство

Современный ассортимент аккумуляторов доволен обширен. Для каждой модели подбираются оптимальные технологии, которые могут не подойти, быть вредными для других. Производители электронного и электротехнического оборудования опытным путем исследуют условия работы химических источников тока и создают под них собственные изделия, отличающиеся внешним видом, конструкцией, выходными электрическими характеристиками.

Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов

Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели.

Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.

Определенная часть зарядных устройств и аккумуляторов для мобильников снабжаются автоматической защитой, отключающей питание по завершении процесса. Но, контроль за их работой все же следует осуществлять визуально.

Зарядные конструкции для автомобильных АКБ

Особенно точно соблюдать технологию зарядки следует при эксплуатации автомобильных аккумуляторов, призванных работать в сложных условиях. Например, зимой в мороз с их помощью необходимо раскрутить через промежуточный электродвигатель — стартер холодный ротор двигателя внутреннего сгорания с загустевшей смазкой.

Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются.

Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.

Например, АКБ имеет емкость 25 ампер часов. Если он кислотный, то его необходимо заряжать током 0,1∙25=2,5 А, а для щелочного — 0,25∙25=6,25 А. Чтобы создавать такие условия потребуется использовать разные приборы или применить один универсальный с большим количеством функций.

Современное зарядное устройство для кислотных свинцовых батарей должно поддерживать ряд задач:

  • контролировать и стабилизировать ток заряда;

  • учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания.

Возможность проведения контрольно-тренировочного цикла для кислотной батареи автомобиля с помощью зарядного устройства является необходимой функцией, включающей три этапа:

1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости;

2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость);

3. повторный заряд разряженного аккумулятора.

При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса.

Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.

График оптимального заряда кислотно-щелочных аккумуляторов для автомобилей показывает зависимость набора емкости от формы изменения тока во внутренней цепи.

В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости.

Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.

Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:

  • восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта;

  • достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться;

  • образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»;

  • достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде.

Формы токов зарядных устройств для аккумуляторов

Условие зарядки аккумулятора состоит в том, что на его пластины должно подводиться напряжение, создающее ток во внутренней цепи определенного направления. Он может:

1. иметь постоянную величину;

2. или изменяться во времени по определенному закону.

В первом случае физико-химические процессы внутренней цепи идут неизменно, а во втором — по предлагаемым алгоритмам с цикличным нарастанием и затуханием, создающим колебательные воздействия на анионы и катионы. Последний вариант технологии применяется для борьбы с сульфатацией пластин.

Часть временны́х зависимостей тока заряда иллюстрируется графиками.

На нижней правой картинке видно явное отличие формы выходного тока зарядного устройства, использующего тиристорное управление для ограничения момента открытия полупериода синусоиды. За счет этого регулируется нагрузка на электрическую схему.

Естественно, что многочисленные современные зарядные устройства могут создавать и другие формы токов, не показанные на этой диаграмме.

Принципы создания схем для зарядных устройств

Для питания оборудования зарядных устройств обычно используется однофазная сеть 220 вольт. Это напряжение преобразуется в безопасное пониженное, которое прикладывается на входные клеммы аккумулятора через различные электронные и полупроводниковые детали.

Существует три схемы преобразования промышленного синусоидального напряжения в зарядных устройствах за счет:

1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции;

2. применения электронных трансформаторов;

3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения.

Технически возможно инверторное преобразование напряжения, которое стало широко применяться для инверторных сварочных аппаратов, частотных преобразователей, осуществляющих управление электродвигателями. Но, для зарядки аккумуляторов это довольно дорогое оборудование.

Схемы зарядных устройств с трансформаторным разделением

Электромагнитный принцип передачи электрической энергии из первичной обмотки 220 вольт во вторичную полностью обеспечивает отделение потенциалов питающей цепи от потребляемой, исключает попадание ее на аккумулятор и повреждение при возникновении неисправностей изоляции. Этот метод наиболее безопасен.

Схемы силовых частей устройств с трансформатором имеют много разных разработок. На картинке ниже показаны три принципа создания разных токов силовой части от зарядных устройств за счет использования:

1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором;

2. диодного моста без сглаживания пульсаций;

3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну.

Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока.

Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления в верхней части картинки на схеме позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.

Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже.

Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки.

Эффективно работает эта же средняя схема при замене в диодном мосту двух противоположных диодов тиристорами, одинаково регулирующими силу тока в каждом чередующемся полупериоде. А устранение отрицательных полугармоник возложено на оставшиеся силовые диоды.

Замена единичного диода на нижней картинке полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.

Один из вариантов подобной реализации схемы показан на рисунке ниже.

Сборка ее своими руками не составляет особого труда. Она может быть выполнена самостоятельно из доступных деталей, позволяет заряжать аккумуляторы токами до 10 ампер.

Промышленный вариант схемы трансформаторного зарядного устройства «Электрон-6» выполнен на базе двух тиристоров КУ-202Н. Для регулирования циклами открытия полугармоник для каждого управляющего электрода создана своя схема из нескольких транзисторов.

Среди автолюбителей пользуются популярностью устройства, позволяющие не только заряжать аккумуляторы, но еще и использовать энергию питающей сети 220 вольт для параллельного подключения ее к запуску двигателя автомобиля. Их называют пусковыми или пускозарядными. Они обладают еще более сложной электронной и силовой схемой.

Схемы с электронным трансформатором

Такие устройства выпускаются производителями для питания галогенных ламп напряжением 24 или 12 вольт. Они стоят относительно дёшево. Отдельные энтузиасты пытаются подключить их для зарядки маломощных аккумуляторов. Однако, эта технология широко не отработана, имеет существенные недостатки.

Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения

При последовательном подключении нескольких нагрузок к источнику тока общее напряжение входа делится по составным участкам. За счет этого способа работают делители, создающие понижение напряжения до определённой величины на рабочем элементе.

На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика.

Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.

Этот же принцип пытаются реализовать многочисленные экспериментаторы для зарядки автомобильных аккумуляторов, предлагая схему подключения от бытовой сети через конденсаторную сборку или лампочку накаливания мощностью в 150 ватт и силовой диод, пропускающий импульсы тока одной полярности.

Подобные конструкции можно встретить на сайтах мастеров «сделай сам», расхваливающих простоту схемы, дешевизну деталей, возможность восстановления емкости разряженного аккумулятора.

Но, они молчат о том, что:

  • открытая проводка 220 представляет опасность для жизни человека;

  • нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор.

При включении под нагрузку через холодную нить и всю последовательно подключенную цепочку проходят очень большие токи. Кроме того, завершать зарядку следует маленькими токами, что тоже не выполняется. Поэтому аккумулятор, подвергшийся нескольким сериям подобных циклов, быстро теряет свою емкость и работоспособность.

Наш совет: не пользуйтесь этим методом!

Зарядные устройства создаются для работы с определёнными типами аккумуляторов, учитывают их характеристики и условия восстановления емкости. При использовании универсальных, многофункциональных приборов следует выбирать тот режим заряда, который оптимально подходит конкретному аккумулятору.

Зарядка аккумулятора схема и принцип действия

Как происходит зарядка аккумулятора? Схема этого устройства сложна или нет, для того чтобы сделать устройство своими руками? Отличается ли принципиально зарядное устройство для автомобильного аккумулятора от того, что применяется для мобильных телефонов? На все поставленные вопросы мы попытаемся ответить далее в статье.

Общие сведения

Аккумулятор играет очень важную роль в функционировании устройств, агрегатов и механизмов, для работы которых необходимо электричество. Так, в транспортных средствах он помогает запустить двигатель машины. А в мобильных телефонах батареи позволяют нам совершать звонки.

Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Но, увы, уже к выпуску многие эти знания успевают позабыть. Поэтому спешим напомнить, что в основу работы аккумулятора положен принцип возникновения разности напряжения (потенциалов) между двумя пластинами, которые специально погружаются в раствор электролита.

Первые батареи были медно-цинковыми. Но с того времени они существенно улучшились и модернизировались.

Как устроена аккумуляторная батарея

Единственный видимый элемент любого устройства – корпус. Он обеспечивает общность и целостность конструкции. Следует отметить, что наименование «аккумулятор» может быть полноценно применено только к одной ячейке батареи (их ещё называют банками), а том же стандартном автомобильном аккумуляторе на 12 В их всего шесть.

Возвращаемся к корпусу. К нему выдвигают жесткие требования. Так, он должен быть:

  • стойким к агрессивным химическим реагентам;
  • способным переносить значительные колебания температуры;
  • обладающим хорошими показателями вибростойкости.

Всем этим требованиям отвечает современный синтетический материал – полипропилен. Более детальные различия следует выделять только при работе с конкретными образцами.

Принцип работы

В качестве примера мы рассмотрим свинцово-кислотные батареи.

Когда есть нагрузка на клемму, то начинает происходить химическая реакция, которая сопровождается выделением электричества. Со временем батарея будет разряжаться. А как она восстанавливается? Есть ли простая схема?

Зарядка аккумулятора не является чем-то сложным. Необходимо осуществлять обратный процесс – подаётся электричество на клеммы, вновь происходят химические реакции (восстанавливается чистый свинец), которые в будущем позволят использовать аккумулятор.

Также во время зарядки происходит повышение плотности электролита. Таким образом батарея восстанавливает свои начальные свойства. Чем лучше были технология и материалы, которые применялись при изготовлении, тем больше циклов заряда/разряда может выдержать аккумулятор.

Классическое устройство делают из выпрямителя и трансформатора. Если рассматривать все те же автомобильные батареи с напряжением в 12 В, то зарядки для них обладают постоянным током примерно на 14 В.

Почему именно так? Такое напряжение необходимо для того, чтобы ток мог идти через разряженный автомобильный аккумулятор. Если он сам имеет 12 В, то устройство той же мощности ему помочь не сможет, поэтому и берут более высокие значения. Но во всём необходимо знать меру: если слишком завысить напряжение, то это пагубно скажется на сроке службы устройства.

Поэтому при желании сделать прибор своими руками, необходимо для машин искать подходящие схемы зарядки автомобильных аккумуляторов. Это же относится и к другой технике. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше.

Процесс восстановления

Допустим, у вас есть схема зарядки аккумулятора от генератора, по которой было собрано устройство. Батарея подключается и сразу же начинается процесс восстановления. По мере его протекания будет расти внутреннее сопротивление устройства. Вместе с ним будет падать зарядный ток.

Когда напряжение приблизится к максимально возможному значению, то этот процесс вообще практически не протекает. А это свидетельствует о том, что устройство успешно зарядилось и его можно отключать.

Технологические рекомендации

Необходимо следить, чтобы ток аккумулятора составлял только 10% от его емкости. Причем не рекомендовано ни превышать этот показатель, ни уменьшать его. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. На втором пути необходимые процессы не будут происходить в требуемой интенсивности, из-за чего негативные процессы продолжатся, хотя и в несколько меньшей мере.

Зарядка

Описываемое устройство можно купить или собрать своими руками. Для второго варианта нам понадобятся электрические схемы зарядки аккумуляторов. Выбор технологии, по которой она будет делаться, должен происходить зависимо от того, какие батареи являются целевыми. Понадобятся такие составляющие:

  1. Ограничитель тока (конструируется на балластных конденсаторах и трансформаторе). Чем большего показателя удастся достичь, тем значительней будет величина тока. В целом, для работы зарядки этого должно хватить. Но вот надёжность данного устройства весьма низкая. Так, если нарушить контакты или что-то перепутать, то и трансформатор, и конденсаторы выйдут из строя.
  2. Защита на случай подключения «не тех» полюсов. Для этого можно сконструировать реле. Так, условная завязка базируется на диоде. Если перепутать плюс и минус, то он не будет пропускать ток. А поскольку на нём завязано реле, то оно будет обесточенным. Причем использовать данную схему можно с устройством, в основе которого и тиристоры, и транзисторы. Подключать её необходимо в разрыв проводов, с помощью которых сама зарядка соединяется с аккумулятором.
  3. Автоматика, которой должна обладать зарядка аккумулятора. Схема в данном случае должна гарантировать, что устройство будет работать только тогда, когда в этом действительно есть потребность. Для этого с помощью резисторов меняется порог срабатывания контролирующего диода. Считается, что аккумуляторы на 12 В являются полностью, когда их напряжение находится в рамках 12,8 В. Поэтому этот показатель является желанным для данной схемы.

Заключение

Вот мы и рассмотрели, что собой представляет зарядка аккумулятора. Схема данного устройства может быть выполнена и на одной плате, но следует отметить, что это довольно сложно. Поэтому их делают многослойными.

В рамках статьи вашему вниманию были представлены различные принципиальные схемы, которые дают понять, как же, собственно, происходит зарядка аккумуляторов. Но необходимо понимать, что это только общие изображения, а более детальные, имеющие указания протекающих химических реакций, являются особенными для каждого типа батареи.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: виды и критерии выбора, принцип работы

Аккумулятор для автомобиля — одна из важнейших частей, и именно от него зависит поддержание системы электроники автомашины, а также запуск двигателя. Для запуска аккумулятор должен поддерживаться в заряженном состоянии. Если произошла разрядка — нужно использовать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Оно сможет восстановить его работоспособность.

Причины уменьшения заряда аккумулятора

При движении автомобиля генератор подзаряжает аккумулятор. Однако для хорошей зарядки нужно довольно долго ехать при высоких оборотах мотора, поэтому при движении в пробках зарядка аккумуляторной батареи недостаточна.

Для того чтобы двигатель запустился, необходимо накачать в него бензин бензонасосом, подать искру со свечи, а также привести в движение поршни. Питание всех этих частей подается с аккумулятора. В мороз вязкость моторного масла сильно возрастает, и привести поршни в движение становится гораздо труднее, на это тратится большой заряд.

Если автомобиль долгое время не эксплуатируется, или эксплуатируется в пробках, особенно в зимнее время, заряд его аккумулятора уменьшается. В мороз его заряда уже может не хватить для запуска двигателя. При этом придется снимать аккумулятор для зарядки или заводить машину при помощи зарядно-пускового устройства. Рекомендуется периодически подзаряжать АКБ при эксплуатации автомобиля в нечастых и недолгих поездках.

Виды зарядных устройств

Зарядные устройства бывают как обычные, так и пуско-зарядные. При помощи зарядных приспособлений производится зарядка аккумулятора автомобиля. Полностью разряженная батарея обычно заряжается довольно долго, не менее 10 часов. Зарядно-пусковые устройства могут произвести как наполнение зарядом батареи, так и помочь в запуске двигателя. Благодаря тому, что они вырабатывают большой пусковой ток, завести двигатель с их помощью удается легко.

Важные вопросы при выборе

При поиске зарядника для аккумулятора автомобиля нужно обращать внимание на несколько параметров. Узнать их можно в руководстве по эксплуатации авто:

  1. Из какого материала изготовлена батарея. Если из свинца — то ей требуется специальная зарядка. Для аккумуляторов из других материалов можно использовать универсальные зарядники.
  2. Зарядное должно обеспечивать напряжение на клеммах большее, чем выходное напряжение батареи. То есть, если стандартное напряжение 12 В, то зарядник должен выдавать 13,2−14 вольт. Батареи бывают и на 6 вольт, и на 24. Нужно выбрать подходящее значение.
  3. Устройство должно обеспечивать достаточный для зарядки ток, который можно рассчитать по простой формуле: I = C * 0,1, где I — зарядный ток, C — емкость аккумулятора.

Таким образом, если емкость батареи 60 ампер-часов, то заряжать ее нужно током не более 6 ампер. Рекомендуется уменьшить этот ток еще в два раза, для более качественного наполнения зарядом аккумулятора.

Зарядное для аккумулятора автомобиля может как иметь регулировку тока, так и постоянный выходной ток. При регулируемой установке нужно самостоятельно устанавливать ток заряда исходя из вышеуказанной формулы. Если регулировки нет, то устройство само подбирает оптимальный режим своей работы, что положительно сказывается на течении процесса. Следует выбирать зарядники с ручной регулировкой, если аккумулятор долго находился в разряженном состоянии. Это устройство сможет восстановить заряд такого аккумулятора, в то время как автозарядное приспособление может не начать зарядку при глубоком разряде АКБ.

Какое устройство выбрать

Для начала следует определиться, требуется зарядное или зарядно-пусковое устройство. В большинстве случаев достаточно зарядного, так как в городских условиях всегда можно попросить «прикурить» у друга, соседа, или случайного автомобилиста. Отзывчивые водители всегда помогают в сложной ситуации. Однако, если машина эксплуатируется в безлюдных районах, на редко используемых трассах или подолгу стоит в гараже — есть смысл приобрести зарядно-пусковое приспособление.

При выборе зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нужно сузить круг поисков. Рекомендуется сразу определить:

  • тип используемой АКБ;
  • нужна ли возможность восстановления (десульфатации пластин);
  • существует ли возможность проверки емкости, работоспособности батареи;
  • есть ли необходимость заряжать новые виды батарей (AGM, GEL и кальциевых);
  • есть ли программируемость заряда.

Специальные зарядники, выдающие повышенное напряжение, нужны для AGM, GEL и кальциевых батарей. Остальные виды можно зарядить обычным зарядным. Если АКБ старая, вероятно, она имеет сульфатацию пластин, поэтому надо выбрать зарядник с возможностью восстановления таких АКБ.

Наиболее востребовано сейчас автозарядное устройство, без лишних опций, который надежно восстановит функции ослабшего аккумулятора.

Если интересен запуск двигателя зарядником, то нужно задуматься, как выбрать пуско-зарядное устройство для автомобиля. Следует обратить внимание на такие параметры:

  • Выходное напряжение (в легковых авто используется 12 В, в грузовых чаще бывает 24 В, у мотоциклов можно найти 6В);
  • Значение тока зарядки (должно быть около 10% от емкости батареи);
  • Значение пускового тока (этот параметр зависит от мощности стартера машины, и указан в его характеристиках);
  • Масса и размеры устройства. В дороге габаритное приспособление будет доставлять неудобства.

Следует обратить также внимание и на страну-производителя устройства. Наиболее качественную продукцию выпускают немецкие фирмы. Приборы корейского производства тоже надежны и недороги. В последнее время появляются неплохие китайские приспособления. Можно легко подобрать хорошую модель, которая стоит обычно от двух до трех тысяч рублей.

Ситуации, когда аккумулятору требуется зарядка

Узнать, что АКБ нуждается в зарядке, можно легко. Батарею нужно зарядить, если:

  • На приборной панели горит индикатор «батарейка»;
  • Машина долгое время не эксплуатировалась;
  • При попытке завести автомобиль стартер работает все медленнее и медленнее;
  • При измерении напряжения аккумулятора мультиметром получены значения значительно ниже его номинального напряжения.

В любых ситуациях, когда АКБ разряжена, можно попросить другого автолюбителя помочь с запуском авто, то есть «прикурить». Это значит завести машину, подсоединив проводами его батарею к своей, и выполнить запуск двигателя. При этом вторая машина должна быть уже заведена. Однако, после окончания поездки нужно будет обязательно зарядить свой аккумулятор.

Если машина не может завестись не по вине АКБ, при этом было много попыток запустить ее, то аккумулятор уже существенно разрядился, и его стоит зарядить подзарядным приспособлением.

Порядок работы с зарядным устройством

Для зарядки аккумулятора допускается не снимать его с автомобиля. Если процесс происходит в гараже со стационарной электрической сетью, можно подключить автозарядку непосредственно к АКБ, не снимая клеммы бортовой сети машины. Однако при отсутствии гаража или хорошей проводки в гаражном кооперативе, лучше снять аккумулятор и сделать все манипуляции дома.

Проведите осмотр и очистку от грязи батареи. На ней не должно быть влаги и потеков электролита. Порядок действий таков:

  1. Подключение приспособления к АКБ. Присоединяя устройство к батарее, нужно убедиться, что двигатель машины заглушен. Далее, присоединить сначала красную клемму зарядника к плюсовому выводу аккумулятора, потом черную клемму — к минусовому. Если АКБ не отключена от авто, клеммы зарядки необходимо надевать сверху клемм бортовой сети, а если отключена — непосредственно на выводы батареи. Нужно проследить, чтобы клеммы были надежно закреплены.
  2. Далее, зарядник необходимо подключить в розетку, нажать кнопку питания. При этом будет возможно выбрать опции работы в соответствии с его руководством по эксплуатации.
  3. Нужно настроить оптимальный ток зарядки АКБ. Его величина должна быть примерно 5% от значения номинальной емкости батареи.
  4. Аккумулятор в таком режиме может заряжаться до 24 часов, в зависимости от того, насколько он разряжен. Ток зарядки будет постепенно снижаться. Снимать АКБ с зарядки можно, если ток достиг значений 0,2−0,5 ампера. Принцип работы этого режима — наиболее полное восстановление заряда аккумулятора.
  5. Снимать устройство с зарядки нужно в обратной последовательности. Сначала отключить питание, потом выключить зарядник из розетки, а затем снять клеммы с аккумулятора. Сначала снимается черная, а за ней красная клемма.

Примеры оборудования

Список зарядников для аккумулятора автомобиля, считающихся лучшими. Названы их характеристики, а также достоинства и недостатки:

  • Кедр-Авто-10. Автоматическое устройство с несколькими режимами. Имеет обычный автозарядный режим, с током зарядки 5 А, предпусковой режим, позволяющий быстро зарядить батарею или завести авто, а также циклический режим, в котором восстанавливают аккумулятор с сульфатацией пластин. В циклическом режиме к АКБ нужно подключать нагрузку (резистор или лампу). Имеет встроенный амперметр. Из недостатков можно указать невозможность регулировки максимального тока.
  • Орион PW-150. Тоже автоматическое устройство, наиболее просто в использовании. Подходит для большинства АКБ легковых машин. Ток выставляет автоматически, сигнализирует только о ходе зарядки. Достоинства: простота, невысокая цена. Недостатки: невозможность зарядки сильно разряженных батарей.
  • Pulso BC-40100. Автоматическое пуско-зарядное устройство с возможностью выбора выходного напряжения 6 или 12 вольт. Совместимо практически с любыми АКБ, от 20 до 200 ампер-часов. Достоинства: возможность завести двигатель в мороз, небольшой размер. Недостатки: сравнительно высокая цена.
  • Орион PW-265. Ручное зарядное, имеет возможность установки как низкого, так и высокого тока заряда. Достоинства: защита от неверного подключения и короткого замыкания. Недостатки: некачественные клеммы.
  • ЗПУ 135. Ручное зарядно-пусковое устройство, самый мощный пускатель из представленных. Может использоваться для зарядки как 12, так и 24-вольтовых аккумуляторов. Незаменимый помощник в автосервисе. Достоинства: высокая мощность. Недостатки: отсутствие защиты от короткого замыкания.
  • SMART-POWER SP-25N Professional. Автономный зарядник для АКБ автомобиля. Очень качественная и дорогая вещь. Может работать как с 12, так и с 24-вольтовыми АКБ. Прост в использовании и занимает минимум места. Достоинства: восстановление свойств батареи, правильная и полностью автоматическая работа. Недостатки: высокая цена.

К выбору зарядного устройства для аккумулятора автомобиля следует подойти ответственно. От правильной зарядки будет зависеть долговечность АКБ. Поэтому стоит потратить время на сравнение различных моделей зарядников и их характеристик.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: принцип работы, простые схемы

Все владельцы автотранспортных средств знают, что аккумуляторную батарею необходимо периодически заряжать и особенно это актуально в холодную пору года. При наличии навыков в сфере электротехники можно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Если все требуемые работы по его созданию были проведены правильно, то оно может оказаться ни чем не хуже заводского изделия.

Аккумуляторная батарея автомобиля требуется зарядка при снижении напряжения на контактах ниже отметки в 11,2 В. Хотя даже в такой ситуации двигатель может быть запущен, в случае продолжительного простоя автотранспортного средства в АКБ начинают протекать реакции сульфатации пластин, что неизбежно приведет к падению емкости батареи.

Именно поэтому в зимнее время года настоятельно рекомендуется в гараже или на стоянках подзаряжать АКБ и отслеживать напряжение на ее клеммах.

Оптимальным вариантом является снятие аккумулятора с последующим хранением в теплом месте, но даже в такой ситуации стоит помнить о необходимости подзарядки.

Аккумуляторная батарея заряжается под воздействием импульсного либо постоянного тока. Во втором случае сила тока должна быть равна 0,1 от емкости батареи. Например, при емкости АКБ в 55 А/ч, то сила зарядного тока должна соответствовать 5,5 А. Если этот параметр будет ниже, то предотвратить активацию процессов сульфатации не удастся .

Также следует помнить, что существует достаточно надежный способ десульфатации. Для этого необходимо предварительно разрядить батарею до 3−5 вольт с помощью высоких токов небольшой длительности, например, включая стартер. После этого следует провести полную зарядку аккумулятора током в 1 А. Эту процедуру необходимо повторять от 7 до 10 раз.

Аналогичный принцип работы имеют специальные десульфатирующие зарядные устройства. На протяжении нескольких миллисекунд на клеммы батареи подается импульсный ток с обратной полярностью, а затем более длительный импульс прямой полярности.

Также следует помнить, что во время зарядки АКБ нельзя допускать достижения ею максимального заряда. Это может привести к увеличению концентрации и плотности раствора электролита, что произведет разрушающее воздействие на пластины. В заводских ЗУ для предотвращения этого явления используется электронная система контроля и автоматического отключения.

Самодельные зарядные устройства

Существует несколько вариантов изготовления самодельного ЗУ. Причем некоторые из них собираются буквально за несколько минут из подручных материалов.

Простейший прибор

Он может пригодиться в ситуации, когда утром батарея оказалась полностью разряженной, а необходимо срочно отправиться в дорогу. Для зарядки АКБ в такой ситуации потребуется отыскать источник постоянного тока в 12−25 В и сопротивление.

Сегодня у многих людей есть ноутбуки, ЗУ которого выдает ток силой в 2 А при напряжении в 19 В. Этого хватит для решения поставленной задачи. Внешний контакт разъема блока питания имеет отрицательный заряд, а внутренний — положительный.

Сопротивлением, в свою очередь, может стать простая лампа, используемая для освещения салона машины.

В теории возможно применять и более сильную лампу, например, от габаритов, но в такой ситуации риск перегрузки БП окажется довольно высоким. В результате можно собрать простейшую схему зарядки аккумулятора.

Если ноутбука нет, можно заранее приобрести выпрямительный диод с показателем обратного напряжения от 1000 В и силой тока не менее трех ампер. Благодаря небольшим габаритам, этот полупроводниковый прибор всегда может находиться в автомобиле. В качестве сопротивления в этом случае может быть использована обычная лампа накаливания на 220 В.

Из блока питания ПК

Сложность изготавливаемого зарядного устройства своими руками следует выбирать в соответствии с имеющимися навыками в области электротехники. Найти блок питания от ПК не составит большого труда. Он, кроме питания в 5 В, имеет шину с напряжение в 12 вольт при силе тока в два ампера. Этих параметров достаточно для создания несложного зарядного устройства.

Так как напряжения в 12 В будет недостаточно для полноценной зарядки АКБ и его необходимо увеличить. Для этого потребуется найти сопротивление около 1 кОм и соединить его со вторым сопротивлением, подключенным к восьмиконтактной микросхеме. Эта простая схема должна быть присоединена к вторичной цепи компьютерного блока питания.

Подбирая номинал второго сопротивления можно довести выходное напряжение до 13,5 В, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Затем потребуется лишь подключить собранное устройство к клеммам АКБ. В отличие от первого ЗУ, в этом случае необходимости в использовании дополнительного сопротивления нет.

Трансформаторное устройство

Такие ЗУ являются наиболее распространенными и безопасными. Собрать их несколько сложнее, но при наличии определенного опыта в работе с электротехникой разобраться со схемой можно. Наиболее простое устройство этого типа состоит из следующих элементов:

  • Трансформатор сетевой.
  • Ограничительная нагрузка.
  • Выпрямительный диодный мост.

Так как через нагрузку проходит большой ток, она сильно нагревается. Чаще всего для ограничения силы тока зарядки используются конденсаторы, подключенные к первичной цепи трансформатора. Если точно подобрать емкости конденсаторов, то можно и вовсе обойтись без трансформатора, но такое устройство будет более опасным для человека. Диодный мост можно собрать самостоятельно либо использовать готовый от вышедшего из строя генератора. Более сложные устройства основаны на микросхемах или микропроцессорах и собрать их сможет хорошо подготовленный человек.

Заводские зарядные устройства являются безопасными в эксплуатации. С этой точки зрения, самодельные приборы не столь надежны и это их основной недостаток. При работе с ними следует придерживаться нескольких правил безопасности:

  • Батарею и ЗУ необходимо расположить на несгораемой поверхности.
  • При работе с простейшим устройством следует использовать средства индивидуальной защиты — резиновый коврик и изолирующие перчатки.
  • Когда ЗУ используется впервые, необходимо внимательно следить за ходом зарядки.
  • Основными параметрами, которые следует контролировать, являются ток, напряжение на клеммах батареи, температура корпуса ЗУ и АКБ.
  • Если самодельное зарядное устройство планируется оставлять на ночь, необходимо предусмотреть систему аварийного отключения от сети.

Правильно собранное самодельное зарядное устройство может стать хорошей альтернативой заводскому прибору. Кроме этого, используя подручные материалы и детали от вышедших из строя устройств, можно неплохо сэкономить.


Смотрите также