Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Автомобили

В свое время ко мне приходили вопросы, связанные со схемами защиты зарядных устройств от неправильного подключения заряжаемых аккумуляторов. Соображал долго, но все схемы получались какие то…, образно говоря, кривые, косые и не элегантные, пока, при просмотре старых журналов «Радио», на глаза не попался стабилизатор тока на маломощном полевом транзисторе. Вот здесь и схема, показанная на рисунке 1, возникла в голове сама собой.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Сразу оговорюсь, если величина входного напряжения Е будет меньше 20 вольт, то стабилитрон VD1 ставить не обязательно. Его применение обусловлено тем, что максимальное напряжение затвор-исток большинства низковольтных переключательных полевых транзисторов не должно превышать этого значения напряжения.

Блок защиты – схема

И так, на входных клеммах устройства присутствует напряжение с зарядного устройства, аккумулятор к выходу не подключен. При таких условиях напряжение на выходе будет отсутствовать, так как транзистор оптрона будет закрыт, будет закрыт и мощный транзистор. Ни каких КЗ на выходе быть не может. При подключении аккумулятора через последовательную цепь VD3, VD2, U1 и VT2 начнет протекать ток примерно 4ма, стабилизированный транзистором VT2. И это при условии, что напряжение на разряженном аккумуляторе будет не менее 10,5 вольт. Величина этого напряжения обусловлена напряжением пробоя стабилитрона VD2, равного 9В, плюс падения напряжения на других элементах этой цепи. Если напряжение на аккумуляторе будет меньше 10,5 вольт, то для включения схемы придется нажать, а может и немного подержать кнопку SB1. Это сделано для того, что исключить возможные большие токи от зарядного при глубокой разрядке подключаемого аккумулятора или возможном КЗ в его пластинах. И так, ток через светодиод протекает, он светится, сопротивление фототранзистора очень маленькое и напряжение положительной полярности через резистор R2 подается на затвор ключевого транзистора. Транзистор включается и начинается процесс зарядки. Схема включена. Теперь, если аккумулятор отсоединить от схемы, то она останется во включенном состоянии.

При коротком замыкании в выходной цепи, ток в цепи VD3, VD2, U1 и VT2 прекращается, оптрон закрывается, закрывается и ключевой транзистор. То же самое произойдет, если в данных условиях попробовать переполюсовать аккумулятор, что в прицепе для схемы это тоже КЗ. Если неправильно подключить аккумулятор к еще не включенной схеме, то в данном случае вообще ничего не произойдет. Диод VD3 защищает светодиод оптрона от отрицательного напряжения. Таким образом, мы имеем защиту зарядного, как от КЗ, так и от переполюсовки аккумулятора. Если во время эксплуатации ключевой транзистор будет сильно греться, то проверьте падение напряжения на нем. Возможно, не полностью открыт транзистор оптрона из-за малого входного тока светодиода. Тогда придется заменить VT2 на другой, с бо’льшим током стабилизации. В любом случае, ключевой транзистор снабдите соответствующим радиатором. Из-за большого разброса электрических параметров радиоэлементов, возможно, придется заменить и стабилитрон VD2 на другой, с более низким напряжением стабилизации, для получения более низкого порога включения устройства.

Посмотрев на схему, не трудно заметить, что она представляет собой трехполюсник. Если применить детали в SMD исполнении, то можно изготовить данный блок защиты в виде трехвыводного модуля.
Успехов. К.В.Ю.

Скачать статью:

6 комментариев

Уважаемый К.В.Ю. ПОСМОТРЕЛ ВАШУ СХЕМУ ЗАЩИТЫ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА И ПРИШЕЛ К ВЫВОДУ ЧТО ОНА СКАЖЕМ ТАК МЯГКО ГОВОРЯ НЕ КОРЕКТНАЯ–

1 -СТОК -ИСТОК -СТОИТ КНОПКА -ЧТО ЗА УБОГОСТЬ КОММУТИРОВАТЬ РАЗРЯЖЕННЫЙ АКБ У КОТОРОГО ТОК МОЖЕТ ДОСТИГАТЬ 5 -8 -И БОЛЬШЕ АМПЕР ПРИ ПЕРВИЧНОЙ ЗАРЯДКЕ СИЛЬНО РАЗРЯЖЕННОГО АКБ -ПОСТАВТЕ КНОПКУ МЕЖДУ ВЫВОДОМ ОПТОТРОНА 3-4 И ЭФЕКТ БУДЕТ ТАКОЙ ЖЕ

2-В ЗАРЯДНЫХ УСТРОЙСТВАХ ЕСТЬ УЖЕ КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ — НЕ ВАЖНО ТИРИСТОР ИЛИ МОЩНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР — А ВЫ ПРЕДЛАГАЕТЕ ПОСТАВИТЬ ЕЩЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ДРУГОЙ КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ ДА ЕЩЕ С КУЧЕЙ ДЕТАЛЕЙ- ВОПРОС — ЗАЧЕМ –ВСЕ РЕШАЕТСЯ ГОРАЗДО ПРОЩЕ ЛУЧШЕ И КАЧЕСТВЕННЕЕ

ПРИ ПОМОЩИ ДВУХ ТРАНЗИСТОРНЫХ КЛЮЧЕЙ ПАРУ ТРОЙКИ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ДИОДА И СТАБИЛИТРОНА — ПИШУ ТАК ПОТОМУ -ЧТО ЗАНИМАЮСЬ ЭЛЕКТРОНИКОЙ БОЛЕЕ 4О ЛЕТ — ПРОСМАТРИВАЮ ИНТЕРНЕТ И МНЕ ПОПАДАЮТСЯ СТАТЬИ С ВАШИМИ ИНИЦИАЛАМИ — КОЕ ЧТО ПОПРОБОВАЛ СДЕЛАТЬ ИЗ ВАШИХ РАЗРАБОТОК И БЫЛ СИЛЬНО РАЗОЧАРОВАН = СХЕМЫ — СЫРЫЕ ИЛИ ВООБЩЕ ИМЕЮЩИЕ ПЛОХУЮ ПОВТОРЯЕМОСТЬ-

ЕСЛИ ВЫСТАВЛЯТЬ СХЕМУ ТО ОНА ДОЛЖНА БЫТЬ ХОРОШО ПРОДУМАНА -ИМЕТЬ ХОРОШУЮ ПОВТОРЯЕМОСТЬ НЕ ЗАВИСИМО КТО ЕЕ БУДЕТ СОБИРАТЬ ОПЫТНЫЙ ИЛИ НОВИЧЕК- С УВАЖЕНИЕМ СТАНИСЛАВ-

Привет, Станислав. Ну во-первых, кнопка задействована только на время включения ключа. А это наносекунды и весь ток течет уже через транзистор, т.к. сопротивление его канала намного меньше переходного сопротивления контактов кнопки. Вы судите со своей колокольни и предлагаете автолюбителям лезть в схему готового зарядного, в котором они ничего не понимают. Зарядные нужны не только радиолюбителям. Я один раз ответил на вопрос об инкубаторе одного из посетителей сайта, а он в ответ: а нельзя ли попроще, на пальцах, а то мне проще сходить в тайгу и завалить медведя, чем здесь разобраться.

Читайте также:  Почему машина стреляет в карбюратор

На счет повторяемости. Это я должен собрать каждой из схем по 100 экземпляров? Иначе хорошей повторяемости не обеспечишь. Как я смогу учесть все нюансы из-за разбросов параметров всех без исключения элементов схемы. Я знаю, как происходит освоение новых изделий, как из доводят до серийного производства. И еще, если начинающий радиолюбитель будет собирать все, как обезьянка, как он приобретет опыт? Отрицательный результат, тоже результат, заставляющий еще больше думать.

«И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,» А.С.Пушкин

Я не защищаю свои схемы, я такой же как и все. Если есть свои интересные схемы, пожалуйста, присылай, я с удовольствием их выложу для других посетителей сайта.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.

В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки, которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.

Вариант 1

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Вариант 2

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.

Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.

Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.

Вариант 3

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.

Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.

С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.

Читайте также:  Как зарядить аккумулятор бмв х5 е70

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Автор: Эдуард Орлов –

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

  1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

  1. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

  1. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

  1. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

  1. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

  1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
  2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
  3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
  4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
  5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

  1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
  2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
  3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
  4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
  5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

  1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
  2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе зарядное устройство сгорит.
  3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Читайте также:  Тягач форд карго отзывы владельцев

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать батарею на автомобиле.

  1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
  2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В. Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

  1. dc-dc понижающий преобразователь.
  2. Амперметр.
  3. Диодный мост КВРС 5010.
  4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
  5. трансформатор ТС 180-2.
  6. Предохранители.
  7. Вилка для подключения к сети.
  8. «Крокодилы» для подключения клемм.
  9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Схема защиты зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20: «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

1 схема мощного ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Добавить комментарий

13 − десять =