Зарядное устройство предназначено для восполнения электроэнергии аккумуляторной батареи. Существует множество разновидностей, каждая из них имеет своё строение и функциональные особенности.

Как устроено зарядное устройство для АКБ: принцип работы и основные компоненты

Все зарядные устройства для аккумуляторных батарей разделяются на два больших типа: механические и автоматические. Некоторые устройства подходят для определённых моделей аккумуляторов.

При выборе товара нужно прежде всего выяснить, какая зарядка подходит к требуемой аккумуляторной батареи.

Автоматические модели способны регулировать подачу электрического тока и напряжения самостоятельно. Используются они в новых аккумуляторах с AGM-технологиями. У них есть одно важное отличие — это электролит не в жидком состоянии. Обычные зарядные устройства предназначены для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Некоторые модели имеют механический способ регулировки важных технических характеристик.

Кислотные модели аккумуляторов заряжаются при помощи постоянной подачи напряжения. Для того чтобы электрический ток прошёл в аккумулятор, необходимо чтобы выдаваемое напряжение было больше напряжения самого источника питания. Когда аккумуляторная батарея разряжена она имеет напряжение 10,5 Вольт. В редких случаях может быть 9 Вольт, но это только у глубоко разряженных аккумуляторов.  У заряженных напряжение составляет 12,6-12,8 Вольт. Поэтому при зарядке сначала подаётся максимальное значение электрического тока, но с процессом зарядки он постепенно понижается до минимального значения.

Обычная схема зарядного устройства включает в себя:

  • трансформатор;
  • выпрямитель;
  • стабилизированный или не стабилизированный регулятор электрического тока.

Дополнительные вспомогательные элементы, которые облегчают процесс зарядки;

  • схема ограничения электрического тока;
  • защитные элементы;
  • световой индикатор или самостоятельная возможность отключаться после окончания зарядки.

Благодаря этим элементам, значительно увеличивается эффективность работы.

Особенности самостоятельной сборки зарядного устройства

Каждое зарядное устройство должно уметь восполнять электроэнергии аккумулятора. Многие устройства отличаются своей конструкцией, схемами и многим другим. Выбирать ЗУ всегда нужно, исходя из аккумуляторной батареи.

Неправильно подобранная зарядка может стать причиной снижения срока службы или энергетической ёмкости аккумуляторной батареи или даже стать причиной полного выхода из строя.
Для самостоятельного создания устройства необходимо изучить азы, а также знать первичные принципы создания. Диодный мост, а также регуляторы тока будут рассмотрены ниже.

Что такое диодный мост и для чего он нужен
Им называется маленький электрический прибор, который применяется в схемах и световых изделиях для превращения электрического потока энергии. Точнее, он способен переводить значения из переменных в постоянные. Множество различных производителей, профессиональных специалистов и даже обычные люди покупают светодиодные светильники, лампочки. Они намного дешевле и используют гораздо меньше электроэнергии. Основным компонентом всех этих элементов и является рассматриваемый диодный мост, он имеет свои особенности и схемы.
Зачем нужен регулятор тока для зарядного устройства
Данный элемент предназначен для того, чтобы балансировать электроэнергию. Просадки напряжения и электрического тока могут привести к тому, что аккумуляторная батарея быстро выйдет из строя или потеряет свою прежнюю энергетическую ёмкость. Существует множество различных довольно сложных схем создания данного элемента. Самостоятельно создать его сможет человек, с соответствующими навыками.

Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Создать зарядное устройство можно по любой элементной схеме. Всё сильно зависит от наличия доступных деталей, а также возможностей специалиста.

Приступать к самостоятельному сбору зарядного устройства настоятельно рекомендуется только лицам, которые знают технику безопасности при работе с электронными устройствами, а также имеют расширенные знания в сборке микросхем.

Одни из самых популярных сборок зарядных устройств:

  • простое ЗУ на 12-Вольтовые аккумуляторные батареи;
  • ЗУ на тиристоре КУ 202 H;
  • ЗУ на схеме ТЛ 494;
  • ЗУ с дополнительной функцией отключения после полного восполнения электроэнергии.

Простое зарядное устройство для аккумулятора на 12 Вольт

Для того чтобы регулировать напряжение и электрический ток, можно использовать самый простой потенциометр. Вращая его движок подстраивается зарядный ток.

В практическом варианте эта схема не применяется по двум причинам:

  • из-за того что через потенциометр проходит полный нагрузочный ток, отыскать нужный компонент становиться сложно;
  • электрический ток проходит через двигающийся контакт движка резистора, это повышает уровень опасности применения данного устройства.

В практическом варианте используется немного другая схема сборки ЗУ. Потенциометр входит в состав базы транзистора. Электрический ток заряда проходит через коллектор-эмиттер. Благодаря этому найти проводниковый элемент гораздо проще. Главный недостаток такой схемы заключается в том, что сквозной электрический ток идёт через регулирующий компонент, вся лишняя мощь распыляется на нём. Из-за придётся приобретать радиатор, обладающий большой площадью охлаждения.

Зарядное устройство на тиристоре КУ202Н
Такой способ сборки зарядного устройства является популярным среди специалистов и обычных пользователей. В ней аккумуляторная батарея питается выпрямленный напряжением, а электрический ток настраивается самостоятельно при помощи дополнительного элемента, который называется тиристором. Модель тиристора КУ 202 Н является отечественным производством. Также существуют и другие варианты с зарубежного рынка. Напряжение в сети уменьшается при помощи работы трансформатора, а выпрямляется специальным элементом, называемым мостом. На транзисторе с одним переходом собирается генератор, производящий импульсы. Частота его задана специальным конденсатором. Когда начинается первый полупериод генератор включается через электрическую цепь. После этого он начинает выдавать поток импульсов. Самый первый возникший импульс вскрывает тиристор, остальные имеют минимальные взаимодействия. Амперметр позволяет контролировать процесс электрический ток. Основным минусом данной схемы является то, что задаваемое напряжение скачкообразное и при любом изменении электрической сети 220 Вольт, будет падать или наоборот расти. Когда меняется напряжение будет меняться и электрический ток, поэтому требуется внимательно следить за значениями и в случае чего быстро подрегулировать его обратно. Напряжение на аккумуляторной батарее не получится проверить с помощью вольтметра или мультиметра, так они способны измерить только постоянный параметр. Зарядные устройства с данной схемой имеют скачкообразные характеристики. Погрешность будут сильно большой, поэтому обязательно придётся отцеплять аккумуляторную батарею от всех дополнительных нагрузок. При отсутствии транзистора с одним переходом можно попробовать собрать немного другую схему. Рекомендуется использовать её только квалифицированным специалистам, так как схема становится ещё сложнее.
ЗУ для аккумулятора на микросхеме TL494
Есть возможность создать зарядное устройство на специализированной микросхеме TL 494. Применяются такие схемы не как обычно — в основном на них создают импульсные источники, где напряжение сети выпрямляется. Тут располагается трансформатор сети одновременно с выпрямителем напряжения. Импульсный приходится только стабилизатор с регулировкой. Особенностью его является то, что транзистор открыт только в некоторый период времени, а это значит, что через него не проходит сквозной электрический ток. Благодаря этому габариты элемента теплоотвода можно поменять гораздо меньших размеров. Электрический зарядный ток управляется разницей напряжений аккумуляторной батареи и выходом зарядного устройства. Установленная схема TL 494 способна ограничивать подачу электроэнергии. Понадобится вторичный усилитель. Данный режим используется для подзарядки глубоко разряженной аккумуляторной батареи. Благодаря своей технологии создания, такое зарядное устройство способно заряжать практически любые виды аккумуляторов, от самых обычных кислотных до новых с технологией AGM.
Зарядное устройство с автоматическим отключением
Данная схема значительно упрощает процесс зарядки, не нужно постоянно следить за аккумуляторной батареей. После окончания зарядки, благодаря данной схеме, будет происходить автоматическое отключение зарядного устройства от питания электричества. Принцип её действий основывается на возможности контроля напряжения заряжаемого источника питания. Когда нужное количество достигается, происходит автоматическое открытие транзистора и реле отключает подаваемую электроэнергию с аккумуляторной батареи. Также можно дополнить схему световой индикацией, которая уведомит об окончании процедуры. Главной особенностью такой микросхемы является то, что её можно применять на отдельных разных платах, а также совмещать с работой зарядного устройства. Минусом этого метода является то, что проводить измерение придётся именно на клеммах аккумуляторной батареи. Из-за этого электрическая цепь должна быть выведена отдельным проводком. Минуют данный недостаток специальные микросхемы, которые могут контролировать зарядный электрический ток. Для того чтобы замерить электрический ток в зарядном устройстве необходимо наличие измерительного сопротивления. Такой отдельный элемент носит название — шунт.
Регулятор тока для мощного ЗУ
Некоторые специалисты предпочитают создавать дополнительные схемы регулятора для более мощных зарядных устройств. Она способна выдавать силу электрического тока не ниже 10 Ампер. Главные отличительные черты: вся схема должна собираться на 220 В; первичная трансформаторная обработка является сразу индуктивностью, которая накапливает электроэнергию, а также индуктивностью, которая после этого отдаёт энергию в нагрузку при помощи вторичных обмоток. Имеет фазоимпульсы, благодаря им регулирует подачу электроэнергии. Важное условие, первая обмотка трансформатора должна составлять нужное количество индуктивности. Для этого необходимо использовать ЛАТР 2. Наверху требуется создать искусственную изоляцию из тканей. На этой изоляции необходимо создать вторичную обмотку. Сечение провода должно составлять 3 квадратных миллиметра. Также потребуется резистор, который будет создавать импульсы разрядки аккумулятора. Некоторые специалисты утверждают, что данная схема может продлевать жизнь аккумуляторной батарее. Заменить его можно автомобильной лампочкой на 12 В.

Как правильно заряжать аккумулятор от самодельного устройства

Перед тем как проводить подзарядку аккумуляторной батареи от самостоятельно созданного устройства, необходимо произвести ряд проверок на работоспособность. Для можно воспользоваться даже старым аккумулятором. Если же ничего под рукой нет, то можно попробовать испытать его на основной АКБ.

Важно то, что надо обязательно следить за всеми параметрами, чтобы они не превышали максимальных значений.
А также нельзя допускать перегрева, это может сжечь важные элементы аккумулятора и зарядного устройства. Если произошёл нагрев, требуется немедленно отключить устройство от сети и выяснить причину. Самостоятельно созданное устройство отличается от магазинных, поэтому некоторые проверки проводятся индивидуально.