Как сделать и зарядить аккумулятор с помощью выпрямителя

Сама идея использования выпрямителя с целью зарядки аккумуляторных батарей для автомобилей не новая. Но не все готовы идти на такие эксперименты. Причина более чем банальная. Чем строить какие-то конструкции из подручных средств, проще приобрести готовое, сертифицированное зарядное устройство.

Многих интересует, можно ли вообще использовать выпрямитель, чтобы зарядить аккумулятор от машины. Конечно можно. Делать это можно как для стандартных АКБ на 12 В, так и для 24 В. Но поскольку наиболее востребованными и популярными являются 12-вольтовые стартерные батареи, то основной упор будет сделан именно на них.

Схема выпрямителя

На самом деле смысла в использовании сложных выпрямителей для аккумулятора легкового автомобиля нет совершенно. Для зарядки подобных 12-вольтных аккумуляторов вполне достаточно взять выпрямитель, который будет обеспечивать правильные параметры напряжения, а также зарядного тока, если это требуется. То есть новичкам собирать многокомпонентную электронику или автоматику в этом случае не стоит. Сложно, да и по сути бессмысленно. В итоге схема для выпрямителя, используемого с целью зарядки аккумулятора, должна быть максимально простой.

Возьмём для примера выпрямитель, который прекрасно подойдёт для автомобильного аккумулятора и его зарядки, состоящий из:

• трансформатора;
• выключателя;
• диодного моста;
• светодиодов;
• амперметра;
• реле;
• кнопки.

Всё, больше ничего и не требуется особо, чтобы собрать выпрямитель для эффективной зарядки автомобильного аккумулятора своими руками.

Тут можно бесконечно долго спорить о том, какой выпрямитель окажется лучше для аккумулятора легкового автомобиля. Но факт в том, что новичкам нужно создавать простые, но эффективные и безопасные системы. Тем самым удастся избежать нежелательных проблем. А профессионалам в этой области рекомендации и вовсе не нужны. Они сами прекрасно всё знают.

Как устроено и работает ЗУ

Принцип действия зарядного устройства, в основе которого лежит выпрямитель рассматриваемого образца, довольно простой. Собственно, такая цель и преследуется. Его нужно подключить к аккумулятору и запустить в работу.

От начинающего конструктора потребуется сделать следующее:

• нажать кнопку запуска для подачи напряжения на трансформатор;
• это позволит активировать реле Pk;
• реле соединит контакты, которые параллельно подключаются к кнопке запуска;
• цепь зафиксируется и будет проводить ток до того момента, пока на катушке есть напряжение;
• реле работает как защита от случайных замыканий и перегрузки выпрямителя;
• в случае замыкания или большого тока напряжение падает и реле в момент размыкается;
• тем самым происходит отключение подачи питания на трансформатор, не давая повредить выпрямитель;
• в конструкции также предусмотрено наличие переключателя напряжения со светодиодами;
• этот элемент указывает на текущее выходное напряжение;
• потенциально можно соединить параллельно две обмотки, чтобы выходной ток сделать больше;
• для получения других параметров напряжения можно впаять в схему иные светодиоды и реле;
• для изготовления передней панели достаточно сделать распечатку на принтере с помощью клейкой бумаги.

Ещё рекомендуется добавить в схему предохранитель на выходе выпрямителя. Это создаст дополнительный уровень защиты для АКБ, если возникнет пробой моста. Также сетевой предохранитель не помешает на обмотке. В случае с такой схемой выпрямитель будет иметь параметры выходного напряжения 14 и 28 В, а ток для зарядки аккумулятора около 3,5 А.

Многих беспокоит вопрос о том, что регулятора тока здесь нет. В принципе, особой потребности в этом элементе тут нет. Для имеющейся эффективности это лишний компонент. Максимального тока в 3,5 А вполне достаточно, чтобы с лёгкостью заряжать аккумуляторные батареи ёмкостью 35 Ач и выше.

При этом перегрузка точно не грозит. Особенности если номинальная ёмкость обслуживаемой АКБ составит 40-45 Ач и более. Ведь здесь параметры напряжения будут небольшими, а падение тока будет происходить по мере увеличения напряжения.

Конечно, перед тем как зарядить свой аккумулятор подобным самодельным выпрямителем, не забывайте о необходимости правильного подключения, соблюдении полярности, а также о потребности в постоянном контроле процесса. Всё же автоматического выключателя конструкция не предусматривает.

В идеале зарядные устройства работают с зарядным током, который можно настраивать в зависимости от ёмкости АКБ, выставляя значение в 10% от номинального параметра. А зарядное напряжение не должно выходить за рамки 13,8 В в обычном режиме зарядки, либо за 15 В при ускоренной процедуре восстановления ёмкости.

Также должен быть предусмотрен автоматический выключатель, элементы защиты против короткого замыкания и перегрузок. Но всё это уже зарядные устройства абсолютно другого, высокого уровня. И связываться со сборкой таких систем тем, кто мало что понимает в этой сфере, не стоит. Можно обойтись обычным выпрямителем и простейшей схемой, которая была показана выше.

Когда трансформатор идет на напряжение в 20 В, то зарядный ток окажется выше 10 А. А если 10 В, тогда ток с большой вероятностью вообще протекать не будет.

В случае с подзарядкой АКБ в большинстве случаев 5 А оказывается более чем достаточно. Помните ещё одну важную ведь. Чем больше будет ток заряда от ЗУ, тем быстрее в итоге АКБ окончательно выйдет из строя и потребует замены.

Защита для ЗУ

Наиболее простую защитную систему можно собрать с помощью нескольких радиоэлементов. А именно:

• реле, контактный ток которого выше зарядного тока (около 16 А);
• катушка постоянного тока на 5-9 А;
• диод на 1 А;
• резистор в 5 раз выше по сопротивлению, чем у катушки реле;
• конденсатор типа 220 мкФ 25В.

Схема простая. Но определённый недостаток в ней есть. Если отсоединить аккумуляторную батарею, то реле всё равно продолжит функционировать. До тех пор, пока вы полностью не отключите электрическое питание.

Тут можно применить 2 варианта решений:

• установить дополнительный диодный выпрямитель в противоположном относительно стабилитрона направлении в цепи катушки используемого реле;
• использовать выпрямительный диод в противоположном направлении, заменив стабилитрон, а также поставить светодиод обратно плюс резистор, используя его в качестве знака обратного подключения АКБ.

В качестве диодов рекомендуется использовать компоненты, аналогичные тем, которые применяются в компьютерных блоках питания (диод Шоттки). Преимущество таких устройств в том, что они будут выделять значительно меньшее количество тепла в сравнении с обычными диодами.

Чтобы снизить в дальнейшем потери мощности используемого выпрямителя, можно задействовать трансформатор, имеющий симметричную, то есть двойную вторичную обмотку.

На представленном примере использовался трансформатор 50 Вт. Это не самый производительный элемент. Но он способен эффективно и в течение длительного времени выполнять свою работу.

Стоит ли своими руками собирать подобные зарядные устройства? Что думаете о ЗУ для АКБ из выпрямителя? Что лучше: сделать прибор или купить сертифицированное зарядное устройство?