Как сделать импульсное зарядное устройство
Зарядное устройство из импульсного блока питания
И вот мне в голову пришла хорошая идея, переделать импульсный блок питания в зарядное устройство. В качестве подопытного я выбрал китайский, с выходным напряжением 12В 10А мощностью 120 ватт блок питания с маркировкой «S-120-12», приобретенный мною за 13$ в известном интернет магазине китайских товаров, не буду его рекламировать, о нем и так, уже все знают.
Все импульсные блоки такого формата рассчитаны на питание от сети 110/220В, с завода оснащены защитой от короткого замыкания и перегрузки по току, во всех блоках питания на передней панели имеется маленький подстроечный резистор, позволяющий регулировать напряжение в диапазоне 12±1В.
Конечно для полноценной зарядки аккумулятора такого напряжения не достаточно. Поэтому надо расширить диапазон регулировки напряжения в более широких пределах, ну например, от 9 до 20В. Как, это сделать сейчас я вам расскажу…
И, так для переделки в зарядное устройство подойдет любой 12В 10А импульсный блок питания с установленным с завода подстроечным резистором на плате.
Переделка заключается в замене двух резисторов обозначенных на картинке Р1 и R1. Подстроечный резистор Р1 с сопротивлением 1K надо заменить на переменный резистор 5K. Далее надо найти и заменить постоянный резистор R1 сопротивлением 5K на резистор с сопротивлением 2.7K или поставить подстроечный резистор на 5К. Тем самым изменится диапазон регулировки напряжения от 9 до 20В. Если при выкручивании ручки переменного резистора Р1 в крайнее положение напряжение будет более или менее 20В, тогда надо подобрать сопротивление постоянного резистора R1. Минимально допустимое напряжение 7В, максимальное напряжение которое можно выжать из блока питания 23В, далее блок уходит в защиту.
После переделки должно получиться примерно так.
Не спешите выжимать из БП максималку… Поскольку напряжение на выходе из блока питания можно регулировать от 9 до 20В, во избежание большого взрыва надо заменить выходные конденсаторы 1000 мкф 16В на более мощные 1000 мкф 25В. В моем блоке их оказалось пять штук. Новые конденсаторы оказались такого же размера и поэтому идеально стали на свои места. Чтобы контролировать процесс зарядки аккумулятора я установил китайский универсальный вольтметр амперметр, приобретенный за 3$ во всем известном китайском интернет магазине, не буду его рекламировать. Провода я решил проложить аккуратно припаяв к плате снизу и вывел на верх через имеющиеся под импульсным трансформатором технологические отверстия. Получилось довольно компактно и ничего не торчит.
На этой картинке изображена схема подключения китайского вольтметра амперметра к выходу блока питания. Возможно кому то она пригодиться.
Собранное устройство будет выглядеть примерно так. На верхней крышке блока питания, чуть выше импульсного трансформатора приклеил термопистолетом китайский вольтметр амперметр. На передней стенке я установил два разъема «Banana», к ним легко подключать провода. На правой стенке установлен выключатель питания и переменный резистор Р1.
Как заряжать аккумулятор?
Включаем зарядное устройство в сеть и нажимаем выключатель расположенный на боковой стенке устройства. Как только китайский вольтметр амперметр заработает, поворачиваем пластиковую ручку переменного резистора влево до упора на приборе будет 9В. Далее подключаем аккумулятор к выходу зарядного устройства и плавно поднимаем напряжение для полностью разряженного аккумулятора не более 13.5В, а для наполовину разряженного не более 14.5В. Внимательно смотрите за показаниями амперметра, начальный ток заряда должен быть не более 10% от емкости аккумулятора. То есть, для АКБ емкостью 60А/ч начальный ток заряда будет составлять не более 6А. Далее по мере заряда сопротивление аккумулятора понемногу снизится и сила тока упадет, как только это произойдет доведите напряжение до 14.5В. Постепенно по окончанию процесса зарядки аккумулятора сила тока снизится до 0.1А, а плотность электролита в каждой банке поднимется до 1.27 г/см³. Запрещается заряжать аккумулятор напряжением более 14.5В потому, что напряжение в бортовой сети автомобиля находится в пределах 13.5 — 14.5 вольт.
Как работает защита от короткого замыкания?
Если случайно или специально закоротить выход блока питания, ничего страшного не произойдет, мгновенно сработает защита от короткого замыкания, блок питания выключится и будет находиться в таком состоянии до устранения причины короткого замыкания. После устранения КЗ блок снова перейдет в рабочее состояние. Также имеется защита от перегрузки по току, порог срабатывания не более 10А. Спалить сей девайс практически не возможно, при подключении нагрузки более 10А блок снова уйдет в защиту. Чтобы наглядно показать вам мощь устройства я подключил к блоку питания галогеновую лампу на 55 Ватт и выставил напряжение 14.5В. Амперметр показал 6А и это еще не предел…
Стоимость всех компонентов для изготовления зарядного устройства.
Итого: 1195 рублей.
И, так всего за 1195 деревянных рублей возможно собрать компактное и довольно мощное бюджетное зарядное устройство. Напряжение питания 110/220В, выходное напряжение от 9 до 20 вольт, сила тока 10А и мощность 120 ватт. Да, еще большой плюс, встроенная защита от короткого замыкания и защита по току до 10А.
Какое зарядное устройство можно купить в магазине за 1195 рублей?
Если честно я сомневаюсь, что за эти деньги можно купить, что то адекватно работающее, хоть как то заряжающее аккумуляторную батарею. Был у меня случай, лет 10 назад купил я в автомагазине зарядное устройство «Striver PW 265» за 1500 рублей с защитой по току, от перегрева, от КЗ, 200 ватт 6А. Ну, купил да и ладно. Решил зарядить аккумулятор, накинул клеймы, включил в розетку, вроде бы все по инструкции. День заряжаю, два заряжаю… На третий день не выдержал, измерил выходное напряжение ровно 12В. Господа производители, почему оно не заряжает? Отнес в магазин, поменяли. Прямо в магазине на новом заряднике измерил напряжение снова 12В. Короче было у продавца семь зарядных устройств и все одинаковые, больше 12В не выдают. Вернули деньги. И это не первый случай. На днях друг принес новенькое зарядное устройство, которое не заряжает.
Друзья, выбор за вами, покупать готовый зарядник в магазине или делать своими руками из импульсного блока питания. Я всего лишь написал о простом способе переделки импульсного блока питания в достойное вашего внимания, бюджетное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. В ходе многочисленных тестов и испытаний проводившихся лично мною в течении трех месяцев, зарядное устройство ни разу меня не подвело. Если у вас есть вопросы, смело задавайте их в комментариях.
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать зарядное устройство из импульсного блока питания.
Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов.
За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR2153. По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания.
От емкости электролитов зависит основная мощность, электролиты легко можно найти в любом компьютерном блоке питания. Мощность инвертора с таким раскладом компонентов составляет порядка 200ватт.
Ограничительный резистор 47К брать с мощностью 2 ватт, он обеспечивает питание микросхемы, номинал резистора может отклоняться на 10% в ту или иную сторону.
В качестве диодного выпрямителя использована мощная сборка Шоттки, которая в себе содержит два мощных диода по 30А.
После выпрямителя напряжение сглаживается конденсатором 50Вольт 1000мкФ, чего вполне достаточно, но при желании можно увеличить емкость.
Полевые ключи обязательно должны быть высоковольтными, можно использовать ключи типа IRF740/IRF840 и другие.
Хочу также заметить, что мощность такого блока питания можно поднять до 400 ватт, при этом заменяя только электролиты, крайне не советую повышать мощность более 500 ватт.
Какой же блок питания без защиты от КЗ? Изначально думал реализовать защиту в первичной цепи схемы, но это будет уже трудно настраиваемая схема, поскольку у многих возникают проблемы связанные именно с защитой, а поскольку изначально мне захотелось собрать устройство, которое бы могли повторить радиолюбители не имеющие нужного опыта работы с ИИП, то решил отказаться от идеи, этим не портить и не усложнять основную схему.
Сама защита реализована на отдельной плате, состоит из двух транзисторов. Номиналом шунта можно грубо настроить ток срабатывания защиты, номиналом переменника, можно более точно настроить на нужный ток срабатывания.
При КЗ и перегрузке блока питания, загорится индикатор и питание отключается, блок выходит из защиты моментально, при отсутствии кз или перегруза на выходе.
. 
Импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора своими руками
Что такое импульсное зарядное устройство?
В отличие от трансформаторных собратьев импульсные зарядные устройства заряжают батарею не постоянным током какого-либо значения, а импульсами. Для их образования используется современная элементная база – громоздкие трансформаторы при этом не потребуются. Импульсная зарядка аккумулятора происходит в режиме как постоянного тока, так и постоянного напряжения, плюс комбинированный цикл. А это очень важно, например, для необслуживаемых АКБ.
Принцип действия
Если смотреть по конструкции, речь идёт об устройстве, восстанавливающем заряд автомобильной АКБ особым образом. В импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора входят:
Как действует ИЗУ? Электронная схема и трансформатор генерируют высокую частоту, с помощью которой входное напряжение от сети повышается. При этом активно применяются фильтры (в состав которых входят электролитические конденсаторы), задерживающие помехи и сглаживающие напряжение на выходе. Далее происходит его преобразование с одновременным понижением до требуемого значения. К аккумулятору поступает ток, величина которого контролируется дополнительными электронными блоками. По окончании процесса диодный выпрямитель блокируется, зарядка прекращается.
Особенности
Все импульсные зарядки несложны в эксплуатации и имеют свою классификацию. В магазине вы встретите ИЗУ нескольких типов:
Полноценная зарядка АКБ импульсным устройством не может происходить в ударном темпе. Для 100-процентного восстановления аккумулятора потребуется от 14 до 20 часов.
Специальный режим зарядки
С помощью ИЗУ батарею можно зарядить постоянным током, напряжением либо использовать комбинированный режим, о чём будет написано далее. Но у многих импульсников существует и специальный метод восстановления АКБ, называемый BOOST. Это чрезвычайный режим, обеспечивающий подзарядку аккумулятора в течение максимум 10 минут. По окончании такого срока двигатель запустится, даже если аккумулятор был разряжен очень сильно.
Но часто пользоваться подобным режимом нежелательно: постоянное сильное воздействие на пластины-электроды быстро приведёт к их разрушению, и батарея потеряет работоспособность окончательно через 2–3 месяца. Применять BOOST можно лишь в крайних случаях: когда нужно срочно ехать, а батарея оказалась разряженной.
Преимущества и недостатки
Чем же обусловлена популярность импульсных устройств у автолюбителей? На это есть довольно веские причины:
А что можно сказать об отрицательных сторонах этого зарядного устройства? Здесь стоит выделить пару главных моментов. Первый заключается в относительно высокой стоимости аппарата. Взглянув на цену, большинство покупателей тут же переходят к полке с трансформаторными ЗУ. Поэтому импульсники чаще можно встретить в автосервисах, на станциях ТО, в частных мастерских.
Второе – наличие множества датчиков, приборов, сложной электронной схемы. Всё это очень сильно помогает в процессе работы. Но в случае поломки одного из элементов ремонт может вылиться в копеечку. Да такую, что, возможно, придётся задуматься о приобретении другого аппарата.
Какие бывают зарядные устройства
Аккумулятор не вечный и даже в самых заботливых руках может прослужить не более 5-6 лет. Но многие и до этого не дотягивают, потому что водители часто пренебрегают элементарными правилами эксплуатации устройства. И обслуживания, в том числе. Правил обслуживания аккумулятора есть много, но качественная подзарядка необходима аккумулятору даже при полной работоспособности всего бортового электрооборудования.
Нынешние зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов представлены только двумя типами:
Трансформаторные модели устройств при всех своих достоинствах имеют огромный вес и габариты. Это не проблема для тех, у кого есть полноценная мастерская, просторный гараж. Да и по надежности и стабильности зарядных характеристик трансформаторные динозавры гораздо лучше импульсных устройств. Но время идет, и тяжелые трансформаторы заменяют импульсные устройства.
Как собрать простое импульсное ЗУ самому
Собрать импульсное зарядное устройство своими руками довольно сложно даже хорошо подготовленному автолюбителю. К тому же придётся подыскивать электронные компоненты, которые есть далеко не в каждом магазине. Использование деталей б/у тоже риск, так как, по сути, это «кот в мешке», их придётся проверять, для чего понадобится специальная аппаратура.
Схема
Достаточно взглянуть на приведённую ниже схему импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, причём далеко не самую замысловатую, чтобы убедиться в его сложности:
Однако выход есть! Можно использовать работоспособный блок питания, вытащив его из отработавшего своё компьютера. Мощность извлечённого модуля должна быть не меньше 150 Вт. Но, как показывает практика, надёжнее (чтобы не тратить зря время) приобрести недорогой БП, например, с заводским обозначением S-120-12. Купить его можно в известном китайском интернет-магазине. Прелесть этого изделия не только в том, что оно нуждается в минимальной переделке, но и в том, что в нём уже имеется заводская защита от КЗ и перегрузок.
В блоке на лицевой панели уже есть подстроечное сопротивление, позволяющее регулировать напряжение в пределах 1 В. Однако для ЗУ этого явно недостаточно: требуется диапазон хотя бы 9–20 В. Чтобы переделать блок, найдите кроме подстроечного резистора обычный, обозначаемый как R1 с номиналом 5 кОм. Его нужно поменять на сопротивление в 2,7 кОм. В свою очередь «подстроечник» номиналом в 1 кОм заменяется на такой же сопротивлением 5 кОм. Теперь можно будет регулировать напряжение в требуемом диапазоне. Чтобы повысить мощность БП, поменяйте электролитические конденсаторы в 1000 мкФ (этакие «бочонки») на такие же, но рассчитанные на напряжение не 16, а 25 В (они такого же размера и точно подойдут к месту). Если есть желание, можно добавить в схему прибор, измеряющий силу тока и напряжение, как это показано на схеме импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора ниже:
Инструкция по изготовлению импульсного ЗУ своими руками
Простая схема для изготовления импульсной зарядки
Сделать ЗУ для автоаккумуляторов можно в домашних условиях, рассмотрим процесс изготовления девайса со схемой IR2153. В этой схеме нет двух конденсаторных элементов, подключенных к средней точке, вместо них устанавливается электролит. По этой схеме можно изготовить девайс, который изначально рассчитан на невысокую мощность, но если вы хотите получить более мощное ЗУ, то можете немного изменить схему, добавив в нее мощные компоненты.
На первый взгляд эта схема может показаться достаточно сложной, но в целом в ее реализации нет ничего сложного. Если вы все сделаете правильно и учтете все моменты и рекомендации, то процесс изготовления не вызовет сложностей, даже если вы никогда ранее не сталкивались с такой задачей.
Фотогалерея «Схемы для изготовления ЗУ»
Ниже представлены более сложные схемы для изготовления зарядных устройств. Если вы владеете навыками, то можете использовать эти схемы.
1. Более сложная схема для импульсного ЗУ
2. Схема мощного импульсного прибора
Что нужно знать владельцу такого устройства?
Особенностей у самодельного аппарата, собранного по схеме импульсного зарядного устройства, приведённой выше, не так много, сам процесс несложен, контроль над ним сведён к минимуму. Электронная защита исключает выход из строя компонентов при неправильном подключении или перегрузках в сети.
Как правильно заряжать
Подключите ИЗУ к сети 220 В, переведите выключатель в рабочее положение. Когда прибор, измеряющий ток и напряжение, заработает, переведите ручку подстроечного сопротивления влево до конца: получится на выходе 9 В. Теперь подсоедините выходные провода к клеммам АКБ, соблюдая соответствие (+) и (-). Переменным резистором не спеша увеличивайте напряжение до 13,5 В (если батарея совсем села) или 14,5 В (если аккумулятор неработоспособен на 50 %). Посмотрите на амперметр: I должна составлять 10 % от ёмкости. Например, для АКБ 55 А/ч это будет 5,5 А.
По ходу процесса сила тока будет падать, плотность электролита – повышаться. Процедуру можно считать законченной, когда I = 0,1 А или менее.
Как функционирует защита?
При случайном замыкании выходных проводов ИЗУ останется работоспособным: просто он выключится. Вытащите вилку из сети, устраните причину КЗ, и блок снова готов к работе. Ещё есть защита от перегрузки: устройство срабатывает при появлении тока в 10 А. Как только возникает подобное значение, устройство автоматически отключается.
Часто допускаемые ошибки
В первую очередь это спешка. Нельзя полноценно зарядить батарею ИЗУ за 4–5 часов. Понадобится не менее 14-ти. Тем более, если процесс осуществляется при отрицательной температуре. Также рекомендуется внимательно смотреть на полюса при подключении аккумулятора: не каждое ЗУ имеет защиту «от дурака». Если у вас аккумулятор свинцово-кислотный, обслуживаемый, на период зарядки стоит выкрутить (можно наполовину) пробки банок. Оберегайте устройство от проникновения влаги, образования конденсата. Последний может осесть на корпусе при внесении ЗУ с мороза в тёплое помещение. В этом случае эксплуатацию устройства можно начинать примерно через пару часов, когда влага, осевшая на электронных компонентах, высохнет.
Типичные поломки ЗУ и их ремонт
Один из наиболее распространённых дефектов, появляющихся обычно после года-второго срока эксплуатации, – отсутствие напряжения на выходе. В лучшем случае причина заключается в сгоревшем предохранителе: его нужно просто заменить. Если же он исправен, осмотрите печатную плату: в первую очередь обратите внимание на электролитические конденсаторы – их вздутие говорит о выходе из строя.
Однако не стоит ограничиваться только их заменой: поломка конденсаторов могла по принципу цепочки привести к выходу из строя других элементов. Поэтому надо выпаять и проверить:
Также не забудьте проверить целостность проводов питания и работоспособность выключателя. Если под рукой нет нужного предохранителя, его временно заменит «жучок»: проволока сечением 0,11 мм соответствует току в 3 А.
Самые популярные модели
Среди наиболее популярных ИЗУ – устройства производства России, Италии, Германии, КНР, Украины и других стран. Ниже представлены аппараты из бюджетного сегмента:
Как видно, импульсные зарядные устройства всё больше распространяются на рынке. Очевидно, что со временем, когда конкуренция будет более сильной, цена на изделия упадёт. А если вы не хотите ждать, можно попробовать собрать импульсное зарядное устройство своими руками. Это наверняка окажется дешевле.