Пуско-зарядное устройство 12 В для автомобиля своими руками

Завести машину при низкой температуре порой бывает достаточно проблематично, особенно если ваша батарея не первой молодости. Что делать, если выезжать надо немедленно и ждать, пока АКБ подзарядится от ЗУ, просто нет времени? Подобную неприятность можно избежать, если у вас имеется пуско-зарядное устройство. Оно продаётся в автомагазинах, однако стоимость изделия кусается. Поэтому многие автовладельцы, хоть немного знакомые с паяльником и знающие азы радиотехники, предпочитают собрать пуско-зарядное устройство своими руками.

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.

Выбор простой схемы на основе трансформатора

ПЗУ какого угодно типа выполняют одну и ту же задачу – помогают завести машину. Однако, собирая пуско-зарядное устройство для автомобиля своими руками или покупая его, стоит помнить, что по внутренней электронной начинке существует несколько разновидностей:

• работающие на трансформаторе;
• отдающие энергию от специального отдельного аккумулятора (бустеры);
• конденсаторного типа;
• импульсные.

Так как речь идёт о наиболее простых ПЗУ, которые можно собрать своими руками, то далее будут рассматриваться схемы первого типа из указанных выше.

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»).

Недостатки и преимущества простых самодельных пуско-зарядных устройств

Главные достоинства трансформаторного ПЗУ:

• простота сборки и высокая надёжность;
• мощность;
• возможность использования деталей б/у, что серьёзно удешевляет конструкцию;
• пуск двигателя с почти «мёртвым» аккумулятором;
• небольшая цена: даже если все элементы приобретать в магазине, стоимость самодельного ПЗУ будет в разы меньше заводского.

А что же с минусами? В первую очередь можно назвать большую массу. Впрочем, это некритично: вряд ли кто-то будет возить с собой данное устройство – его место в гараже, на «стационаре».

Есть и другая отрицательная сторона: в наиболее простых схемах пуско-зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов отсутствует какая-либо защита от короткого замыкания, перегрузок, переполюсовок, что чревато выходом из строя как самого ПЗУ, так и электроники автомобиля. Отсутствие контрольных приборов – амперметра, вольтметра тоже плохо сказывается на эксплуатации простейших ПЗУ.

Ещё один минус: более сложные схемы зарядно-пусковых устройств для автомобильных аккумуляторов по плечу человеку, знакомому с азами радиотехники. Также устройство не будет полноценно функционировать, если в сети значительно меньше 220 В, а это в сельской местности совсем не редкость. Решить проблему можно, используя стабилизатор.

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками?

Автоматические устройства представляют простую конструкцию, но очень надежную в работе. Создана их конструкция при использовании простого трансформатора без лишних электронных дополнений. Они рассчитаны на простую зарядку аккумуляторов любых транспортных средств.

Плюсы:

1. Зарядка прослужит долгие годы при правильном использовании и должном ее обслуживании.

Минусы:

1. Отсутствие какой-либо защиты.
2. Исключение режима разрядки и возможности проведения восстановления аккумуляторной батареи.
3. Тяжелый вес.
4. Достаточно высокая стоимость.

Состоит классический зарядный прибор из следующих ключевых элементов:

1. Трансформатор.
2. Выпрямитель.
3. Блок регулировки.

Такой прибор вырабатывает постоянный ток под напряжением 14,4в, а не 12в. Поэтому согласно законам физики, невозможно зарядить одно устройство другим, если напряжение у них одинаковое. Руководствуясь вышесказанным, оптимальным значением для такого устройства является 14.4 Вольта.

Ключевыми компонентами любого зарядного устройства считаются:

• трансформатор;
• сетевая вилка;
• предохранитель (осуществляет защиту от короткого замыкания);
• проволочный реостат (осуществляет регулировку силы зарядного тока);
• амперметр (показывает силу электрического тока);
• выпрямитель (преобразовывает переменный в постоянный ток);
• реостат (регулирует силу тока, напряжение в электрической цепи);
• лампочка;
• включатель;
• корпус;

Провода для подключения

Для присоединения любого зарядного устройства используют, как правило, красный и черный провода, красный – это плюс, черный – минус.

При выборе кабелей, для подключения зарядного или пускового устройства, необходимо выбирать сечение не меньше 1 мм 2.

Внимание. Дальнейшая информация выложена в ознакомительных целях. Все что вы захотите воплотить в жизнь, вы делаете на свое усмотрение. Неправильное или неумелое обращение с теми или иными запчастями и приборами приведет их в неисправность.

Посмотрев доступные виды зарядных устройств, перейдем непосредственно к изготовлению своими руками.

Зарядка для АКБ из блока питания компьютера

Для зарядки любого аккумулятора хватит 5-6 ампер-часов, это является около 10% от емкости всей батареи. Произвести его, может, любой блок питания емкостью от 150 Вт.

Итак, рассмотрим 2 способа самостоятельного изготовления зарядного устройства из компьютерного блока питания.

Способ первый

Для изготовления нужны следующие детали:

• блок питания, мощностью от 150 Вт;
• резистор 27 кОм;
• регулятор тока R10 или блок резисторов;
• провода длиной от 1 метра с клеммами;

Ход выполнения работ:

1. Для начала нам потребуется разобрать блок питания.
2. Извлекаем неиспользуемые нами провода, а именно -5в, +5в, -12в и +12в.
3. Совершаем замену резистора R1 на заранее заготовленный резистор 27 кОм.
4. Удаляем провода 14 и 15, а 16 просто отключаем.
5. Из блока выводим сетевой шнур и провода к аккумуляторной батарее.
6. Устанавливаем регулятор тока R10. В отсутствие такого регулятора, можно изготовить самодельный блок резисторов. Состоять будет он из двух резисторов 5 Вт, которые будут соединены параллельно.
7. Для настройки зарядного устройства, в плату устанавливаем переменный резистор.
8. К выходам 1,14,15,16 припаиваем провода, а резистором устанавливаем напряжение 13,8-14,5в.
9. На окончание проводов присоединяем клеммы.
10. Остальные ненужные дорожки удаляем.

Способ второй

Для изготовления нашего устройства по данному способу, потребуется блок питания немного мощнее, а именно на 350 Вт. Так как он может выдать 12-14 ампер, что удовлетворит наши потребности.

Ход выполнения работ:

1. В блоках питания от компьютера импульсный трансформатор имеет несколько обмоток, Одна из них на 12в, а вторая на 5в. Для изготовления нашего устройства нужна только обмотка на 12в.
2. Для запуска нашего блока потребуется найти зеленый провод и замкнуть его с черным проводом. При использовании дешевого китайского блока, возможно, там будет не зеленый, а серый провод.
3. Если у вас блок питания старого образца с кнопкой включения, вышеуказанная процедура не нужна.
4. Далее, составляем из желтых и черных проводов 2 толстые шины, а ненужные провода обрезаем. Черная шина будет минусом, желтая соответственно плюсом.
5. Для повышения надежности нашего устройства можно осуществить замену местами диодов. Дело в том, что на 5в шине стоит более мощный диод, чем на 12в.
6. Так как в блоке питания стоит встроенный вентилятор, то ему не страшны перегревы.

Способ третий

Для изготовления нам потребуются следующие детали:

• блок питания, мощностью 230 Вт;
• плата с микросхемой TL 431;
• резистор 2,7 кОм;
• резистор 200 Ом мощностью 2 Вт;
• резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт;
• резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт;
• реле на 4 контакта;
• 2 диода 1N4007 или подобные диоды;
• резистор 1кОм;
• светодиод яркого цвета;
• длина провода не менее 1 метра и сечением не меньше 2,5 мм 2, с клеммами;

Ход выполнения работ:

1. Выпаиваем все провода кроме 4 черных и 2 желтых проводов, так как по ним поступает питание.
2. Замкнуть перемычкой контакты, отвечающие за защиту от перенапряжения, чтобы наш блок питания не выключался от перенапряжения.
3. Заменяем на плате с микросхемой TL 431 встроенный резистор на резистор 2,7 кОм, для установки выходного напряжения 14,4в.
4. Добавляем резистор 200 Ом мощностью 2 Вт на выход с канала 12в, для стабилизации напряжения.
5. Добавляем резистор 68 Ом мощностью 0,5 Вт на выход с канала 5в, для стабилизации напряжения.
6. Выпаиваем транзистор на плате с микросхемой TL 431, для устранения препятствий при установке напряжения.
7. Заменяем стандартный резистор, в первичной цепи обмотки трансформатора, на резистор 0,47 Ом мощностью 1 Вт.
8. Собираем схему защиты от неправильного подключения к аккумулятору.
9. Выпаиваем из блока питания ненужные части.
10. Выводим необходимые провода из блока питания.
11. Припаиваем клеммы к проводам.

Преимуществом такого самодельного устройства является отсутствие возможности перезарядки батареи.

Простейшее устройство с использованием адаптера

адаптер для прикуривателя

Теперь рассмотрим случай, когда в наличии нет ненужного блока питания, наш аккумулятор сел и его нужно зарядить.

У каждого хорошего хозяина или поклонника всяких электронных приборов, имеется адаптер для подзарядки автономной техники. Любой 12в адаптер, можно использовать для зарядки автомобильного аккумулятора.

Главным условием такой зарядки является не меньшее выдаваемое напряжение источником, чем у аккумулятора.

Ход выполнения работ:

1. Необходимо отрезать разъем с окончания провода адаптера и счищаем изоляцию не меньше 5 см.
2. Так как провод идет сдвоенный, необходимо его разделить. Расстояние между окончанием 2 проводов, должно быть, не меньше 50 см.
3. Припаиваем или приматываем к окончаниям провода клеммы для надежной фиксации на аккумуляторной батарее.
4. Если клеммы одинаковые, то нужно позаботиться о нанесении на них знаков различия.
5. Самое большое неудобство этого способа заключается в постоянном контроле над температурой адаптера. Так как если адаптер перегорит, то это может вывести аккумулятор с рабочего состояния.

Зарядное устройство из диода и бытовой лампочки

Диод – это полупроводниковый электронный прибор, который способен проводит ток в одном направлении, имеет сопротивление, приравненное к нулю.

В качестве диода будет использован адаптер зарядки к ноутбуку.

Для изготовления такого вида устройства, нам потребуется:

• адаптер зарядки к ноутбуку;
• лампочка;
• провода длиной от 1 м;

Каждый зарядный прибор для автомобиля выдает около 20в напряжения. Так как диод его заменяет адаптер и пропускает напряжение только в одну сторону, он защищен от короткого замыкания, которое может случиться при неправильном подключении.

Чем больше мощность лампочки, тем быстрее происходит заряд аккумулятора.

Ход выполнения работ:

1. К плюсовому проводу адаптера ноутбука подсоединяем нашу лампочку.
2. От лампочки бросаем провод на плюс.
3. Минус от адаптера напрямую подключаем к аккумулятору.

В случае правильного подключения, наша лампочка будет светиться, потому что ток на клеммах низкий, а напряжение большое.

Исходя из этого, подключать лампочку высокой мощности можно только в особых случаях.

Этот способ предусматривает постоянное наблюдение и измерение напряжения на клеммах. Перезаряд батареи приведет к обильному выделению водорода, и она может выйти из строя.

При зарядке АКБ таким способом, постарайтесь находиться возле прибора, так как временное оставление его без присмотра может привести к выходу из строя прибора и АКБ.

Проверка и настройка

Для проверки нашего прибора необходимо наличие исправной автомобильной лампочки. Сначала, с помощью провода подключаем нашу лампочку к зарядке, помня о соблюдении полярности. Включаем зарядку в сеть и лампочка загорелась. Все работает.

Порядок зарядки автомобильного аккумулятора

Довольно большое количество автовладельцев считают зарядку аккумулятора очень простым дело.

Но в этом процессе существует некоторое количество нюансов, от которых зависит продолжительная работа батареи:

Перед тем, как поставить батарею на зарядку, необходимо провести ряд необходимых действий:

1. Используйте химически стойкие перчатки и очки.
2. После снятия аккумулятора тщательно осмотрите его на признаки механических повреждений, следов вытекания жидкости.
3. Выкрутить защитные крышки, для выхода выделяемого водорода, во избежание закипания аккумулятора.
4. Тщательно присмотритесь к жидкости. Она должна быть прозрачная, без хлопьев. Если цвет жидкости темный и имеются признаки осадка, немедленно обращайтесь за помощью к специалистам.
5. Проверить уровень жидкости. Исходя из действующих стандартов, на боковой стороне АКБ имеются пометки, «минимум и максимум» и если уровень жидкости ниже требуемого, необходимо его пополнить.
6. Заливать необходимо только дистиллированную воду.
7. Не включайте зарядный прибор в сеть, пока не подключены крокодилы к клеммам.
8. Соблюдайте полярность при подсоединении крокодилов на клеммы.
9. Если в процессе зарядки будут слышны звуки кипения, то отключите прибор от сети, дайте время остыть АКБ, проверьте уровень жидкости и после этого можно заново подключить зарядное устройство к сети.
10. Следите чтобы, АКБ не перезаряжался, так как от этого зависит состояние его пластин.
11. Проводите зарядку АКБ только в хорошо проветриваемых помещениях, так как в процессе заряжания выделяются токсические вещества.
12. Электрическая сеть должна иметь установленные автоматы, отключающие сеть в случае ее замыкания.

После того, как вы поставите аккумулятор на зарядку, со временем ток будет падать, а напряжение на клеммах будет возрастать. Когда напряжение достигнет 14,5в – зарядку стоит прекратить выключением из сети. При достижении напряжения более 14,5в, аккумулятор начнет кипеть, а пластины освобождаться от жидкости.

Важно. Никогда не перезаряжайте свой аккумулятор, это может привести к потере его емкости и выходу из строя.