Каждый автолюбитель мечтает иметь в своем распоряжении выпрямитель для зарядки аккумулятора. Без сомнения, это очень нужная и удобная вещь. Попробуем рассчитать и изготовить выпрямитель для зарядки аккумулятора на 12 вольт.
Обычный аккумулятор для легковой автомашины имеет параметры:

• напряжение в обычном состоянии 12 вольт;
• емкость аккумулятора 35 — 60 ампер часов.

Соответственно ток заряда составляет 0,1 от емкости аккумулятора, или 3,5 — 6 ампер .
Схема выпрямителя для зарядки аккумулятора изображена на рисунке.

Прежде всего нужно определить параметры выпрямительного устройства.
Вторичная обмотка выпрямителя для зарядки аккумулятора должна быть рассчитана на напряжение:
U2 = Uак + Uo + Uд где:
— U2 — напряжение на вторичной обмотке в вольтах;
— Uак — напряжение аккумулятора равно 12 вольт;
— Uo — падение напряжения на обмотках под нагрузкой равно около 1,5 вольт;
— Uд — падение напряжения на диодах под нагрузкой равно около 2 вольт.

Всего напряжение: U2 = 12,0 + 1,5 + 2,0 = 15,5 вольт.

Примем с запасом на колебание напряжения в сети: U2 = 17 вольт.

Ток заряда аккумулятора примем I2 = 5 ампер.

Максимальная мощность во вторичной цепи составит:
P2 = I2 х U2 = 5 ампер х 17 вольт = 85 ватт.
Мощность трансформатора в первичной цепи (мощность, которая будет потребляться от сети) с учетом КПД трансформатора, составит:
P1 = P2 / η = 85 / 0,9 = 94 ватт. где:
— Р1 — мощность в первичной цепи;
— Р2 — мощность во вторичной цепи;
-η = 0,9 — коэффициент полезного действия трансформатора, КПД.

Примем Р1 = 100 ватт.

Рассчитаем стальной сердечник Ш — образного магнитопровода, от площади поперечного сечения которого зависит передаваемая мощность.
S = 1,2√ P где:
— S площадь сечения сердечника в см.кв.;
— Р = 100 ватт мощность первичной цепи трансформатора.
S = 1,2√ P = 1,2 х √100 = 1,2 х 10 = 12 см.кв.
Сечение центрального стрежня, на котором будет располагаться каркас с обмоткой S = 12 см.кв.

Определим количество витков, приходящихся на 1 один вольт, в первичной и вторичной обмотках, по формуле:
n = 50 / S = 50 / 12 = 4,17 витка.

Возьмем n = 4,2 витка на 1 вольт.

Тогда количество витков в первичной обмотке будет:
n1 = U1 · n = 220 вольт · 4,2 = 924 витка.

Количество витков во вторичной обмотке:
n2 = U2 · n = 17 вольт · 4,2 = 71,4 витка.

Возьмем 72 витка.

Определим ток в первичной обмотке:
I1 = P1 / U1 = 100 ватт / 220 вольт = 0,45 ампер.

Ток во вторичной обмотке:
I2 = P2 / U2 = 85 / 17 = 5 ампер.

Диаметр провода определим по формуле:
d = 0,8 √I.

Диаметр провода в первичной обмотке:
d1=0,8 √I1 = 0,8 √ 0,45 = 0,8 · 0,67 = 0,54 мм.

Диаметр провода во вторичной обмотке:
d2 = 0,8√ I2 = 0,8 5 = 0,8 · 2,25 = 1,8 мм.

Вторичная обмотка наматывается с отводами.
Первый отвод делается от 52 витка, затем от 56 витка, от 61, от 66 и последний 72 виток.

Вывод делается петелькой, не разрезая провода. затем с петельки счищается изоляция и к ней припаивается отводящий провод.

Регулировка зарядного тока выпрямителя производится ступенчато, переключением отводов от вторичной обмотки. Выбирается переключатель с мощными контактами.

Если такого переключателя нет, то можно применить два тумблера на три положения рассчитанных на ток до 10 ампер (продаются в авто-магазине).
Переключая их, можно последовательно выдавать на выход выпрямителя, напряжение 12 — 17 вольт.

Положение тумблеров на выходные напряжения 12 — 13 — 14,5 — 16 — 17 вольт.

Диоды должны быть рассчитаны, с запасом, на ток 10 ампер и стоять каждый на отдельном радиаторе, а все радиаторы изолированы друг от друга.

Радиатор может быть один, а диоды установлены на нем через изолированные прокладки.

Площадь радиатора на один диод около 20 см.кв., если один радиатор, то его площадь 80 — 100 см.кв.
Зарядный ток выпрямителя можно контролировать встроенным амперметром на ток до 5 -8 ампер .

Можно использовать данный трансформатор, как понижающий, для питания аварийной лампы на 12 вольт от отвода 52 витка. (смотрите схему).
Если нужно питать лампочку на 24 или на 36 вольт, то делается дополнительная обмотка, из расчета на каждый 1 вольт 4,2 витка.

Эта дополнительная обмотка включается последовательно с основной (смотреть верхнюю схему). Нужно только сфазировать основную и дополнительную обмотки (начало — конец), чтобы общее напряжение сложилось. Между точками: (0 – 1) — 12 вольт; (0 -2) — 24 вольта; между (0 – 3) — 36 вольт.
Например. Для общего напряжения в 24 вольта нужно к основной обмотке добавить 28 витков, а для общего напряжения 36 вольт, еще 48 витков провода диаметром 1,0 миллиметр.

Возможный вариант внешнего вида корпуса выпрямителя для зарядки аккумулятора, изображен на рисунке.

Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт.

В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электичческим током.
В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт .
Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт.
Рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт, с выходным напряжением 36 вольт с питанием от электрической сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под обыкновенный электропатрон продаются в магазинах электротоваров.
Если вы найдете лампочку на другую мощнось, например на 40 ватт , нет ничего страшного — подойдет и она. Просто трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.

Сделаем упрощенный расчет трансформатора 220/36 вольт.

Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ватт

Где:
Р_2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт ;
U _2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт ;
I _2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8 .
КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт .

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе.
Поэтому от значения Р_1 , мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S .

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 · √P_1.

Где:
S — площадь в квадратных сантиметрах,
P _1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

w = 50/S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков ,

округляем до 173 витка .

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера .

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I .

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм .

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 · d².

где : d — диаметр провода .

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм. равна:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм² .

Округлим до 1,0 мм².

Из выбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм . и площадью по 0,5 мм² .

Или два провода:
- первый диаметром 1,0 мм . и площадью сечения 0,79 мм² ,
— второй диаметром 0,5 мм . и площадью сечения 0,196 мм² .
что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².

Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.

Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

Сегодня миллионы людей часто нуждаются в подзарядке аккумуляторов для различных электроустройств от домашней электросети с помощью трансформаторов-зарядников. Особых проблем с приобретением зарядников в магазинах обычно нет, но иногда особо продвинутым пользователям нужны какие-то особые зарядные устройства с необычными свойствами. Можно конечно эти устройства заказать, чтоб их изготовили мастера-профи, но бывает и так, что профи не знают что Вам конкретно надо (или не поняли, или пытаются сплавить неликвид, или не обладают достаточной квалификацией...), и в итоге Вы приобретете ненужный и совершенно бесполезный прибор, на который Вы истратили и свое время, и деньги, и нервы.
Но! Если Вы когда-то обучались в общеобразовательной школе и закончили хотя бы восьмилетку, кое как, но изучали арифметику и начальную физику, (в смысле) еще помните таблицу умножения и не путаете амперы с вольтами и омами, не забыли буквы алфавита, тогда намного проще сделать нужный зарядник самому. И дешевле, и главное быстрей. А если не понравилось что-то, всегда можно переделать.
Начнем с того, что зарядники еще бывают электронными. Там напряжение и сила тока меняется без трансформаторов, а с помощью тиристоров, туннельных и прочих трудно понятных диодов, транзисторов и других не менее сложных электронных приборов и устройств. Безусловно, сделать такой электронный зарядник попробовать можно. Но лучше сначала сделать чего-то попроще и чтоб не надо было крепко зависеть от продавцов и от наличия у них соответствующих деталей на рынке, для Вашего суперзарядника. Поэтому сделать зарядник лучше всего на базе хорошо известного трансформатора.
Когда Вы самостоятельно начнете рассчитывать какое-то электрическое устройство, разбейте его (мысленно и на бумаге) на ряд, так называемых черных ящиков. Точнее говоря, на ряд отдельных самостоятельных узлов и тогда расчеты отдельных узлов (черных ящиков) будут намного проще, чем все устройство в целом.
Зарядник может состоять из таких основных узлов: трасформатор и блок-выпрямитель. Возможны дополнительные или вспомогательные устройства в дополнению к основным, это переключатели, сглаживающие фильтры, приборы определители и показатели, стабилизаторы по напряжению и току, предохранители и прочее. Вспомогательные устройства (на зарядниках) приветствуются, но усложняют и удорожают многократно все устройство, так что это уже на Ваш вкус и по особой надобности. Основные же узлы обязательны.
Итак у нас два основных узла: трансформатор и блок выпрямителя. Начнем с расчета трансформатора для зарядника на конкретном примере. Как известно все аккумуляторы состоят из нескольких банок (ячеек). На аккумуляторах это иногда видно, иногда не видно, но для зарядки нужно напряжение кратное 1,5 вольтам или напряжению одной банки аккумулятора. Обычно это: 1,5в; 3в; 4,5в; 6в; 9в; 12в и далее. Сила тока обычно не более 5 ампер. Следовательно, выбираем наибольшее напряжение, множим на наивысшую силу тока и получаем нужную мощность трансформатора в ватах, 12в х 5а = 60 (ватт). Необходимый вольтаж зарядника меньше чем напряжение в электросети, значит, трансформатор должен быть понижающий.
Как известно выходная мощность трансформатора чуть меньше входной, передача энергии требует хоть небольших, но все же затрат энергии. Но трансформатор не пропускает излишки энергии, то есть служит этаким ограничителем по пропуску количества электричества. Значит если на трансформатор выходные обмотки намотать проводом с сечением, выдерживающим короткое замыкание, то уже можно, в принципе, обойтись без предохранителей и прочих всевозможных дополнительных ограничителей. Что крепко упрощает всю конструкцию и повышает ее надежность. Сечение проводов подбирают по принципу, на один квадратный миллиметр площади сечения провода должно приходиться не более 3 ампер. У нас максимальная сила тока 5 ампер, следовательно, провод для выходной намотки должен быть площадью сечения не менее 5:3=1,7(мм).
Трансформатор подходящей мощности можно купить или снять с отслужившего свое, отечественного приемника или телевизора. На деталях отечественной радиоаппаратуре понятная маркировка на русском языке. Например: ТС-60, что обозначает- Трансформатор Силовой, мощностью 60 ватт.
На заводе изготовителе трансформатора, Ваши проблемы были не известны, поэтому вторичную обмотку там намотали по собственной надобности, а первичная обмотка нас в данном случае устраивает. Вам же надо эту вторичную, ненужную обмотку убрать, для того чтоб намотать свою, иначе места для намотки не будет. Можно конечно разобрать трансформатор на пластины, вынуть намоточную катушку, отмотать всю вторичную намотку, намотать свою вторичную обмотку прямо на первичную и собрать пластины трансформатора снова.
Делать будет нечего попробуйте, возможно с какого-то раза у Вас такая перемотка получится. С большими трансформаторами так и поступают, особенно наматывая на катушку трансформатора еще и первичную обмотку.
Для маленьких трансформаторов лучше не жалея целостности лакового покрытия проводов и самих проводов вторичной обмотки, отмотать их, отрезая куски для удобства, не разбирая трансформатора. А на свою вторичную обмотку взять провод подходящего сечения с пластиковым или резиновым покрытием-изоляцией и намотать его на первичную, опять же не разбирая трансформатора, просовывая провод в образовавшиеся окошки сердечника. Так будет намного проще и быстрей.
А сколько витков вторичной обмотки надо намотать и в какую сторону ее мотать?
-Во время снятия старой вторичной обмотки, черкните на сердечнике направление хода витков и будет понятно потом в какую сторону мотать провода новой обмотки.
-Вообще-то количество витков трансформатора на один вольт равно примерно от 50 до 70 деленных на площадь сердечника в сантиметрах. Есть связь между количеством витков и площадью сердечника. Чем больше витков, тем меньше нужна площадь сердечника и наоборот, чем больше площадь сечения сердечника, тем меньше витков необходимо намотать на один вольт. Если взять излишне толстый провод, то намотать вторичную обмотку до нужного количества вольт может не получиться.
Опять же намотка должна быть по всей длине сердечника, и виток к витку. Иначе резко снизится выходная мощность. Это, кстати, и хорошо, и одновременно плохо.
Поясняю. По идее чем меньше снимаем напряжения с трансформатора, тем больше должен быть выходной ток. Но это получается только в том случае когда снимается вся выходная мощность трансформатора. Предположим, чтобы снять всю мощность надо намотать на сердечник и одним слоем двадцать витков вторичной обмотки. А Вам для вольтажа достаточно четырех витков. Четыре витка этой обмотки закроет только одну пятую длины сердечника. Снятая мощность также будет равна одной пятой максимально возможной, а сила тока (короткого замыкания) будет одна и та же, независимо от количества витков. Хоть с четырех витков, хоть с пяти, хоть с двадцати. В этом случае можно не бояться порчи трансформатора от любых коротких замыканий и не нужны предохранители. То есть дополнительного усложнения конструкции. Так делают на трасформаторах, выжигателях по дереву, ведь эти выжигатели работают, в сущности на постоянном коротком замыкании. То же самое делается и на аппаратах для стыковой сварки термопластиков, в контактной сварке, в (самодельных тоже) аппаратах индукционной плавки или разогрева металла.
Но если намотка на сердечнике в несколько слоев, то картина уже изменится и сила тока при меньшем напряжении может возрасти до опасных пределов, необходимо будет поставить на трансформатор предохранители или ограничители.
Можно намотать в качестве вторичной обмотки на трансформатор не провод, а заизолированную полосу жести, шириной в длину стержня трансформатора. В этом случае уже точно выходная мощность будет практически одинакова при любом количестве витков. И можно со сравнительно небольших трансформаторов уменьшая количество витков получать довольно большие токи.
Пример: Мощность трансформатора 60 ватт.
При выходном напряжении 12 вольт, сила тока 5 ампер.
При 5 вольтах уже 12 ампер.
При 2 вольтах уже 30 ампер.
Можно оставить только один полный виток вторичной обмотки, а это даст лишь долю вольта, зато сила тока может возрасти до сотен ампер. Но не забывайте о сопротивлении нагрузки, оно может свести на нет все потуги по увеличению силы тока. Опять же мы обсуждаем изготовление трансформатора для зарядника и большие токи нам в данном случае не нужны. Прежде чем приступить к изготовлению трансформатора надо все хорошенько просчитать и предусмотреть последствия.
Вольтаж выходной обмотки проверяют вольтметром. Считают количество витков на один вольт и увеличивают число витков до нужного напряжения. При необходимости делаем от обмотки отвод на дополнительное напряжение.
Блок выпрямителя состоит из четырех диодов (диодный мост) подходящей мощности и (не всегда обязательно) сглаживающих пульсацию конденсатора(ов). Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсация. Схему диодного моста можете найти в любой справочной литературе.
А что делать, если нет подходящих диодов?
Диоды можно сделать самому. Трансформатор, кстати, тоже можно сделать самостоятельно. Пластины вырезать из обычного кровельного железа, первичную обмотку намотать проволокой с дросселей ламп дневного свечения. Но это для новичка сложно, а вот изготовить самодельный диод, рассчитанный на десятки и даже сотни ампер, довольно просто. И особо сложного оборудования для этого не требуется. Вся проблемка, как создать потолще слой окиси алюминия на алюминиевой пластинке. Окись алюминия полупроводник и пропускает ток только в одном направлении. Так что если Вы в состоянии найти алюминиевую пластинку, например, пустую банку из под пива или пепси, алюминиевую ложку и т.п. то сможете сделать и самодельные диоды.
Самый простой способ нарастить слой окиси пропуская переменный ток от сети через алюминиевую пластинку в электролите из: пищевой соды (перенасыщенный р-р); серной кислоты (20 процентный р-р); десяти процентным р-ром карбоната аммония и т.д.
Берете достаточно большую емкость, например, вырезаете банку из пластиковой канистры. В емкость заливаете раствор электролита, погружаете алюминиевую и железную (медную, угольную, цинковую...) пластинки-электроды. Не забудьте про соответствующую изоляцию и технику безопасности. Последовательно в электроцепь с электродами подключаем электролампочку на 40-60 ватт и включаем устройство в ближайшую розетку электросети (на 220в). Ждать придется долго, больше часа. Как только лампочка в цепи перестанет светиться, пластинка-диод готова. От размеров рабочей площади этого диода зависит куда Вы его поставите, на выпрямитель или в цепь детекторного приемника. Как определить полярность диодов, подсоединить сглаживающие конденсаторы и приборы контроля, сами догадаетесь если потребуется.
Хочется предупредить, что практически любые диоды начинают работать только при каком-то пороговом напряжении и выше. Иные включаются в работу при 3, 5 и даже 15 вольтах. При меньших напряжениях диоды не работают и превращаются в изоляторы. Опять же есть и максимально возможное для каждого конкретного диода напряжение. При напряжении свыше возможного происходит пробой диода и его полная порча.
Для справки: Можно изготовить диоды на базе высококачественных алмазов. Алмазные диоды работают практически с нуля (напряжения) и верхний порог напряжения может превышать несколько тысяч вольт. Алмазные полупроводниковые приборы также работают в намного более широком диапазоне температур и частот, чем применяемые сегодня кремниевые, германиевые и Ваш алюминиевый, но пока широкое применение алмазных диодов из области возможного и не самого ближайшего будущего...
Некоторые понятия по электротехнике (для начинающих) можете получить в моей статье,Перемотка трансформатора"

Сейчас нет смысла собирать самостоятельно зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов: в магазинах огромный выбор готовых устройств, цены на них приемлемы. Однако не будем забывать о том, что приятно что-то сделать полезное своими руками, тем более что простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора вполне можно собрать из подручных деталей, и цена его будет копеечной.

Единственное, о чем сразу стоит предупредить: схемы без точной регулировки тока и напряжения на выходе, которые не имеют отсечки тока по окончании заряда, пригодны для зарядки только свинцово-кислотных аккумуляторов. Для AGM и использование подобных зарядок приводит к повреждению аккумуляторной батареи!

Как сделать простейшее трансформаторное устройство

Схема этого зарядного устройства из трансформатора примитивна, но работоспособна и собирается из доступных деталей – таким же образом сконструированы и заводские зарядные устройства простейшего типа.

По своей сути – это двухполупериодный выпрямитель, отсюда и требования к трансформатору: так как на выходе таких выпрямителей напряжение равно номинальному напряжению переменного тока, помноженному на корень из двух, то при 10В на обмотке трансформатора мы получим 14,1 В на выходе зарядного устройства. Диодный мост берётся любой с прямым током более 5 ампер или собрать его из четырех отдельных диодов, с теми же требованиями к току подбирается и измерительный амперметр. Главное – разместить его на радиаторе, который в простейшем случае представляет собой алюминиевую пластину не менее 25 см2 площадью.

Примитивность такого устройства – не только минус: за счет того, что у него нет ни регулировки, ни автоматического отключения, оно может использоваться для «реанимации» сульфатированных аккумуляторов. Но не нужно забывать и об отсутствии защиты от переполюсовки в этой схеме.

Главная проблема – где найти трансформатор подходящей мощности (не менее 60 Вт) и с заданным напряжением. Можно использовать, если подвернется советский накальный трансформатор. Однако его выходные обмотки имеют напряжение 6,3В, поэтому придется соединять две последовательно, одну из них отмотав так, чтобы в сумме на выходе получить 10В. Подойдет недорогой трансформатор ТП207-3, у которого вторичные обмотки соединяются следующим образом:

Отматываем при этом обмотку между клеммами 7-8.

Простое зарядное устройство с электронной регулировкой

Однако можно обойтись и без отмотки, дополнив схему электронным стабилизатором напряжения на выходе. К тому же такая схема будет удобнее в гаражном применении, так как позволит скорректировать ток заряда при просадках напряжения питания, ее используют и для автомобильных аккумуляторов небольшой емкости при необходимости.

Роль регулятора здесь выполняет составной транзистор КТ837-КТ814, переменный резистор регулирует ток на выходе устройства. При сборке зарядки стабилитрон 1N754A можно заменить советским Д814А.

Схема регулируемого зарядного устройства проста для повторения, и легко собирается навесным монтажом без необходимости в травлении печатной платы. Однако учтите, что полевые транзисторы размещаются на радиаторе, нагрев которого будет ощутим. Удобнее воспользоваться старым компьютерным кулером, подключив его вентилятор к выходам зарядного устройства. Резистор R1 должен иметь мощность не менее 5 Вт, его проще намотать из нихрома или фехраля самостоятельно или соединить параллельно 10 одноваттных резисторов по 10 ом. Его можно и не ставить, но нельзя забывать, что он защищает транзисторы в случае замыкания выводов.

При выборе трансформатора ориентируйтесь на выходное напряжение 12,6-16В, берите либо накальный трансформатор, соединив последовательно две обмотки, либо подбирайте готовую модель с нужным напряжением.

Видео: Самое простое зарядное устройство для АКБ

Переделка зарядного устройства от ноутбука

Однако можно обойтись и без поисков трансформатора, если под руками есть ненужное зарядное устройство от ноутбука – при простой переделке мы получим компактный и легкий импульсный блок питания, способный заряжать автомобильные аккумуляторы. Поскольку нам потребуется получить напряжение на выходе 14,1-14,3 В, ни один готовый блок питания не подойдет, однако переделка проста.
Посмотрим на участок типовой схемы, по которой собраны устройства такого рода:

В них поддержание стабилизированного напряжения осуществляет цепь из микросхемы TL431, управляющей оптопарой (на схеме не показана): как только напряжение на выходе превышает значение, которое задают резисторы R13 и R12, микросхема зажигает светодиод оптопары, сообщает ШИМ-контроллеру преобразователя сигнал на снижение скважности подаваемых на трансформатор импульсов. Сложно? На самом деле все просто смастерить своими руками.

Вскрыв зарядное устройство, находим недалеко от выходного разъема TL431 и два резистора, связанные с ножкой Ref. Удобнее настраивать верхнее плечо делителя (на схеме – резистор R13): уменьшая сопротивление, мы уменьшаем и напряжение на выходе зарядного устройства, увеличивая – поднимаем его. Если у нас ЗУ на 12 В, нам понадобится резистор с большим сопротивлением, если зарядное на 19 В – то с меньшим.

Видео: Зарядка для аккумуляторов авто. Защита от короткого замыкания и переполюсовки. Своими руками

Выпаиваем резистор и вместо него устанавливаем подстроечный, заранее настроенный по мультиметру на то же сопротивление. Затем, подключив к выходу зарядного устройства нагрузку (лампочку из фары), включаем в сеть и плавно вращаем движок подстроечника, одновременно контролируя напряжение. Как только мы получим напряжение в пределах 14,1-14,3 В, отключаем ЗУ из сети, фиксируем движок подстроечного резистора лаком (хотя бы для ногтей) и собираем корпус обратно. Это займет не больше времени, чем Вы потратили на чтение этой статьи.

Есть и более сложные схемы стабилизации, причем их уже можно встретить и в китайских блоках. Например, здесь оптопарой управляет микросхема TEA1761:

Однако принцип настройки тот же: меняется сопротивление резистора, впаянного между плюсовым выходом блока питания и 6 ножкой микросхемы. На приведенной схеме для этого использованы два запараллеленных резистора (таким образом получено сопротивление, выходящее из стандартного ряда). Нам нужно так же впаять вместо них подстроечник и настроить выход на нужное напряжение. Вот пример одной из таких плат:

Путем прозвонки можно понять, что нас интересует на этой плате одиночный резистор R32 (обведен красным) – его нам и надо выпаивать.

В Интернете часто встречаются похожие рекомендации, как сделать самодельное зарядное устройство из компьютерного блока питания. Но учитывайте, что все они по сути – перепечатки старых статей начала двухтысячных, и подобные рекомендации к более-менее современным блокам питания неприменимы. В них уже нельзя просто поднять напряжение 12 В до нужной величины, так как контролируются и другие напряжения на выходе, а они неизбежно «уплывут» при такой настройке, и сработает защита блока питания. Можно использовать зарядные устройства ноутбуков, выдающие единственное напряжение на выходе, они гораздо удобнее для переделки.

Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.

Вот эти компоненты:

Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в ), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.

Сборка зарядного устройства

Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.

Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:

1. Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.

Настройка выходного напряжения и зарядного тока

На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.

Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.

Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.

Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Как заряжать аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.

Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.

Схема зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов приведена на рисунке. В качестве силового трансформатора я обычно использовал сетевые трансформаторы от старых телевизоров, например ТС-180. С катушек трансформатора удаляются все вторичные обмотки, а в качестве первичной на 220 вольт, используются все витки первичной обмотки трансформатора.

Пример.

Трансформатор ТС-180 имеет полное количество витков первичной обмотки W1 = 866 = 375+58+375+58. Чем больше количество витков, тем меньше ток холостого хода трансформатора, тем менее ощутимы последствия бросков напряжения в первичной сети, поэтому я всегда использую максимально-возможное количество витков.
Далее находим количество витков на один вольт W1/220В = 866/220 = 4витка. Для получения 24В во вторичной обмотке трансформатора нам необходимо намотать W2 = 24×4 = 96 витков т.е. по 48 витков на каждой катушке и впоследствии соединить эти катушки синфазно последовательно. При этом диаметр провода вторичной обмотки равен В = 0,7 корней из тока обмотки трансформатора. Так как при однополупериодном выпрямлении во вторичной обмотке присутствует постоянная составляющая, которая дополнительно способствует разогреву трансформатора, то диаметр провода менее двух миллиметров выбирать не стоит. При отсутствии толстого провода, модно намотать каждую катушку по 96 витков и соединить их синфазно параллельно. При этом диаметр провода надо пересчитать.

Для вторичной обмотки мы выбрали провод диаметром 2мм. При этом площадь поперечного сечения его составит S₁ = π∙R² = π∙D²/4 = 3,14мм².
Находим площадь сечения нового провода S₂ = 3,14/2 = 1,57мм².
Вычисляем диаметр этого провода D ≈1,41мм.

Данные на другие сетевые трансформаторы от телевизоров можно узнать здесь

Резистор R2 — автомобильная лампочка на 21Вт. Она выполняет функцию нагрузки для разрядного тока между импульсами зарядного тока. Вместо лампочки можно применить резистор ПЭВ-25 сопротивлением примерно 30 Ом.
Диод в цепи управляющего электрода тиристора можно применить любой от выпрямителя старого телевизора. Переменный резистор — лучше бы проволочный.