Самодельное зарядное устройство для акб. Самодельное зарядное устройство для аккумулятора: как собрать и использовать — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Какие компоненты нужны для сборки простого ЗУ. Как правильно заряжать АКБ самодельным зарядным устройством. Преимущества самодельных ЗУ перед покупными.

Содержание

Принцип работы зарядного устройства для аккумулятора

Зарядное устройство (ЗУ) для автомобильного аккумулятора предназначено для восстановления заряда батареи. Основной принцип работы любого ЗУ заключается в преобразовании напряжения бытовой сети 220 В в напряжение, необходимое для зарядки АКБ.

Ключевые компоненты зарядного устройства:

Трансформатор — понижает напряжение сети до нужного уровня
Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный
Стабилизатор напряжения и тока

Для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора ЗУ должно выдавать напряжение около 14,4 В. Это позволяет обеспечить прохождение зарядного тока даже через частично разряженную батарею.

Необходимые компоненты для сборки простого ЗУ

Чтобы собрать простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, потребуются следующие компоненты:

Трансформатор (например, ТС-180-2 от старого лампового телевизора)
Диодный мост (4 диода на ток не менее 10 А)
Провода сечением не менее 2,5 мм2
Текстолитовая плата
Корпус (можно использовать корпус от старого амперметра)
Паяльник и припой
Амперметр постоянного тока (опционально)

Дополнительно могут понадобиться радиатор, вольтметр и другие компоненты в зависимости от конкретной схемы ЗУ.

Порядок сборки простого зарядного устройства

Пошаговая инструкция по сборке простого ЗУ для автомобильного аккумулятора:

Подготовить трансформатор, соединив последовательно вторичные обмотки для получения напряжения 12,8 В.
Собрать диодный мост из 4 диодов на текстолитовой плате.
Подключить выходы трансформатора к входам диодного моста.
Припаять провода к выходам диодного моста для подключения к АКБ.

Установить амперметр в разрыв одного из выходных проводов (опционально).
Поместить схему в подходящий корпус.
Подключить сетевой провод к первичной обмотке трансформатора.

После сборки обязательно проверьте работу ЗУ на холостом ходу и при подключении к АКБ, контролируя напряжение и ток.

Преимущества самодельного зарядного устройства

Изготовление зарядного устройства своими руками имеет ряд преимуществ по сравнению с покупкой готового прибора:

Низкая стоимость — самодельное ЗУ обычно дешевле заводского аналога
Возможность настройки под конкретные задачи
Использование качественных компонентов по своему выбору
Понимание принципа работы устройства
Возможность ремонта и модернизации
Чувство гордости за самостоятельно изготовленное устройство

При этом самодельное ЗУ может не уступать по характеристикам заводским моделям, если соблюдать технологию сборки.

Правила безопасного использования самодельного ЗУ

При эксплуатации самодельного зарядного устройства необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

Строго соблюдать полярность при подключении к АКБ
Не допускать коротких замыканий выходных проводов
Отключать ЗУ от сети перед подключением/отключением АКБ
Заряжать аккумулятор только в хорошо проветриваемом помещении
Не оставлять работающее устройство без присмотра
Периодически проверять исправность изоляции проводов
При появлении запаха или дыма немедленно отключить ЗУ от сети

Соблюдение этих простых правил позволит безопасно использовать самодельное зарядное устройство и продлить срок службы аккумулятора.

Возможности модернизации простого ЗУ

Собрав простое зарядное устройство, его можно постепенно модернизировать, добавляя новые функции:

Установка регулятора тока для контроля скорости зарядки
Добавление таймера для автоматического отключения
Установка светодиодных индикаторов режимов работы
Добавление схемы защиты от перегрузки и короткого замыкания
Установка вольтметра для контроля напряжения АКБ
Добавление импульсного режима заряда для десульфатации

Такие доработки позволят превратить простое ЗУ в более функциональное устройство, не уступающее заводским моделям.

Ограничения самодельных зарядных устройств

Несмотря на преимущества, самодельные ЗУ имеют ряд ограничений по сравнению с заводскими моделями:

Отсутствие сертификации и гарантии производителя
Необходимость самостоятельного контроля параметров заряда
Ограниченный функционал без сложных электронных схем
Возможные проблемы с электромагнитной совместимостью

Отсутствие защиты от неправильного подключения
Вероятность ошибок при самостоятельной сборке

Перед изготовлением ЗУ нужно оценить свои навыки и потребности. Для ответственных применений лучше использовать сертифицированные устройства.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: принцип работы, простые схемы

Все владельцы автотранспортных средств знают, что аккумуляторную батарею необходимо периодически заряжать и особенно это актуально в холодную пору года. При наличии навыков в сфере электротехники можно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Если все требуемые работы по его созданию были проведены правильно, то оно может оказаться ни чем не хуже заводского изделия.

Принцип работы
Самодельные зарядные устройства
- Простейший прибор
- Из блока питания ПК
- Трансформаторное устройство
Техника безопасности

Принцип работы

Аккумуляторная батарея автомобиля требуется зарядка при снижении напряжения на контактах ниже отметки в 11,2 В. Хотя даже в такой ситуации двигатель может быть запущен, в случае продолжительного простоя автотранспортного средства в АКБ начинают протекать реакции сульфатации пластин, что неизбежно приведет к падению емкости батареи.

Именно поэтому в зимнее время года настоятельно рекомендуется в гараже или на стоянках подзаряжать АКБ и отслеживать напряжение на ее клеммах.

Оптимальным вариантом является снятие аккумулятора с последующим хранением в теплом месте, но даже в такой ситуации стоит помнить о необходимости подзарядки.

Аккумуляторная батарея заряжается под воздействием импульсного либо постоянного тока. Во втором случае сила тока должна быть равна 0,1 от емкости батареи. Например, при емкости АКБ в 55 А/ч, то сила зарядного тока должна соответствовать 5,5 А. Если этот параметр будет ниже, то предотвратить активацию процессов сульфатации не удастся .

Также следует помнить, что существует достаточно надежный способ десульфатации. Для этого необходимо предварительно разрядить батарею до 3−5 вольт с помощью высоких токов небольшой длительности, например, включая стартер. После этого следует провести полную зарядку аккумулятора током в 1 А. Эту процедуру необходимо повторять от 7 до 10 раз.

Аналогичный принцип работы имеют специальные десульфатирующие зарядные устройства. На протяжении нескольких миллисекунд на клеммы батареи подается импульсный ток с обратной полярностью, а затем более длительный импульс прямой полярности.

Также следует помнить, что во время зарядки АКБ нельзя допускать достижения ею максимального заряда. Это может привести к увеличению концентрации и плотности раствора электролита, что произведет разрушающее воздействие на пластины. В заводских ЗУ для предотвращения этого явления используется электронная система контроля и автоматического отключения.

Самодельные зарядные устройства

Существует несколько вариантов изготовления самодельного ЗУ. Причем некоторые из них собираются буквально за несколько минут из подручных материалов.

Простейший прибор

Он может пригодиться в ситуации, когда утром батарея оказалась полностью разряженной, а необходимо срочно отправиться в дорогу. Для зарядки АКБ в такой ситуации потребуется отыскать источник постоянного тока в 12−25 В и сопротивление.

Сегодня у многих людей есть ноутбуки, ЗУ которого выдает ток силой в 2 А при напряжении в 19 В. Этого хватит для решения поставленной задачи. Внешний контакт разъема блока питания имеет отрицательный заряд, а внутренний — положительный.

Сопротивлением, в свою очередь, может стать простая лампа, используемая для освещения салона машины.

В теории возможно применять и более сильную лампу, например, от габаритов, но в такой ситуации риск перегрузки БП окажется довольно высоким. В результате можно собрать простейшую схему зарядки аккумулятора.

Если ноутбука нет, можно заранее приобрести выпрямительный диод с показателем обратного напряжения от 1000 В и силой тока не менее трех ампер. Благодаря небольшим габаритам, этот полупроводниковый прибор всегда может находиться в автомобиле. В качестве сопротивления в этом случае может быть использована обычная лампа накаливания на 220 В.

Из блока питания ПК

Сложность изготавливаемого зарядного устройства своими руками следует выбирать в соответствии с имеющимися навыками в области электротехники. Найти блок питания от ПК не составит большого труда. Он, кроме питания в 5 В, имеет шину с напряжение в 12 вольт при силе тока в два ампера. Этих параметров достаточно для создания несложного зарядного устройства.

Так как напряжения в 12 В будет недостаточно для полноценной зарядки АКБ и его необходимо увеличить. Для этого потребуется найти сопротивление около 1 кОм и соединить его со вторым сопротивлением, подключенным к восьмиконтактной микросхеме. Эта простая схема должна быть присоединена к вторичной цепи компьютерного блока питания.

Подбирая номинал второго сопротивления можно довести выходное напряжение до 13,5 В, которого будет достаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Затем потребуется лишь подключить собранное устройство к клеммам АКБ. В отличие от первого ЗУ, в этом случае необходимости в использовании дополнительного сопротивления нет.

Трансформаторное устройство

Такие ЗУ являются наиболее распространенными и безопасными. Собрать их несколько сложнее, но при наличии определенного опыта в работе с электротехникой разобраться со схемой можно.

Наиболее простое устройство этого типа состоит из следующих элементов:

Трансформатор сетевой.
Ограничительная нагрузка.
Выпрямительный диодный мост.

Так как через нагрузку проходит большой ток, она сильно нагревается. Чаще всего для ограничения силы тока зарядки используются конденсаторы, подключенные к первичной цепи трансформатора. Если точно подобрать емкости конденсаторов, то можно и вовсе обойтись без трансформатора, но такое устройство будет более опасным для человека. Диодный мост можно собрать самостоятельно либо использовать готовый от вышедшего из строя генератора. Более сложные устройства основаны на микросхемах или микропроцессорах и собрать их сможет хорошо подготовленный человек.

Техника безопасности

Заводские зарядные устройства являются безопасными в эксплуатации. С этой точки зрения, самодельные приборы не столь надежны и это их основной недостаток. При работе с ними следует придерживаться нескольких правил безопасности:

Батарею и ЗУ необходимо расположить на несгораемой поверхности.
При работе с простейшим устройством следует использовать средства индивидуальной защиты — резиновый коврик и изолирующие перчатки.
Когда ЗУ используется впервые, необходимо внимательно следить за ходом зарядки.
Основными параметрами, которые следует контролировать, являются ток, напряжение на клеммах батареи, температура корпуса ЗУ и АКБ.
Если самодельное зарядное устройство планируется оставлять на ночь, необходимо предусмотреть систему аварийного отключения от сети.

Правильно собранное самодельное зарядное устройство может стать хорошей альтернативой заводскому прибору. Кроме этого, используя подручные материалы и детали от вышедших из строя устройств, можно неплохо сэкономить.

Простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками » Авто центр ру

Необходимость зарядки АКБ возникает у многих автолюбителей. Одни для этих целей используют фирменные зарядные устройства, другие пользуются самодельными ЗУ, изготовленными в домашних условиях. Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками и как правильно зарядить батарею таким девайсом? Об этом мы расскажем ниже.

[ Скрыть]

Конструкция и принцип работы ЗУ

Простое зарядное устройство для АКБ на 6 или 12 вольт представляет собой девайс, использующийся для восстановления заряда батареи. Суть функционирования любого ЗУ заключается в том, что этот прибор позволяет преобразовать напряжение из бытовой сети 220 вольт в напряжение, необходимое для заряда АКБ. На сегодняшний день существует множество видов ЗУ, но в основе любого девайса лежит два основных компонента — это трансформаторное устройство, а также выпрямитель (автор видео о том, как выбрать прибор для зарядки, — канал Аккумуляторщик).

ЗУ для автомобильных аккумуляторов вырабатывает ток под напряжением около 14.4 вольта, а не 12, как принято полагать. Этот параметр используется для нормального прохождения тока через батарею. Ведь если АКБ разряжена, но не полностью, то уровень напряжения на ее выводах составит 12 вольт, так что если ЗУ на выходе будет выдавать 12 вольт, этого будет недостаточно для нормальной зарядки. Наиболее оптимальным значением считается именно 14.4 вольта — увеличивать его не нужно, поскольку это негативно отразиться на ресурсе эксплуатации батареи.

Когда ЗУ, подключенное к батарее, подключается к бытовой сети, начинается процесс заряда. Поскольку любая АКБ должна подзаряжаться по установленному алгоритму, сам прибор осуществляет зарядку, производя стабилизацию напряжения и тока.

Сам процесс состоит из нескольких этапов:

при подзарядке батареи параметр зарядного тока понижается, а уровень сопротивления увеличивается;
в тот момент, когда параметр напряжения подходит к 12 вольтам, уровень зарядного тока доходит до нуля — в этот момент АКБ зарядится полностью, а ЗУ можно будет отключить.

Инструкция по изготовлению простого ЗУ своими руками

Простая схема для изготовления прибора

Если вы хотите сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на 12 или на 6 вольт, то мы можем вам в этом помочь. Разумеется, если вы никогда ранее не сталкивались с такой необходимостью, но хотите получить функциональный прибор, то лучше осуществить покупку автоматического зарядного девайса для аккумулятора автомобиля. Ведь самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора не будет обладать такими функциями, как фирменный девайс.

Инструменты и материалы

Итак, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками, вам потребуются такие элементы:

паяльник с расходными материалами;
текстолитовая плита;
провод с вилкой для подключения к бытовой сети;
радиатор от компьютера.

В зависимости от схемы ЗУ, дополнительно могут использоваться амперметр и прочие компоненты, которые позволяют правильно заряжать и осуществлять контроль заряда. Разумеется, чтобы изготовить автомобильное зарядное устройство, нужно также подготовить трансформаторный узел и выпрямитель для зарядки аккумулятора. Кстати, сам корпус можно взять из старого амперметра. Корпус амперметра имеет несколько отверстий, к которым можно подключить нужные элементы. Если амперметра у вас нет, то можно найти что-то похожее.

Фотогалерея «Готовимся к сборке»

1. Паяльник с расходными материалами

2. Текстолитовая плита

3. Провод с вилкой

4. Компьютерный радиатор

Этапы

Чтобы соорудить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, сделайте следующее:

Итак, сначала нужно поработать с трансформатором. Мы покажем пример изготовления самодельного ЗУ с трансформаторным устройством ТС-180-2 — такой девайс можно снять со старого лампового ТВ. Такие устройства оснащаются двумя обмотками — первичными и вторичными, причем на выходе каждого вторичного компонента ток составляет 4.7 ампера, а напряжение — 6.4 вольта. Соответственно, самодельное ЗУ будет выдавать 12.8 вольт, но для этого обмотки необходимо подключить последовательным способом.
Чтобы подключить обмотки, вам понадобится кабель, сечение которого будет составлять на меньше 2.5 мм2.
Используя перемычку, нужно соединить как вторичные, так и первичные компоненты.
Затем вам понадобится диодный мост, для его обустройства возьмите четыре диодных элемента, каждый из которых должен быть рассчитан на работу в условиях тока не меньше 10 ампер.
Диоды фиксируются на текстолитовой плите, после чего их нужно будет правильно подключить.
К выходным диодным компонентам подключаются кабеля, при помощи которых самодельное ЗУ будет соединяться с батареей. Для замера уровня напряжения можно дополнительно использовать электромагнитную головку, но если этот параметр вас не интересует, от можно произвести монтаж амперметра, рассчитанного на постоянный ток. Выполнив эти действия, зарядное устройство своими руками будет готово (автор видео об изготовлении простейшего по своей конструкции прибора — канал Паяльник TV).

Как заряжать АКБ самодельным зарядным устройством?

Теперь вы знаете, как сделать зарядное устройство для своего авто в домашних условиях. Но как его правильно использовать, чтобы это не повлияло на ресурс эксплуатации заряженной батареи?

Есть несколько рекомендаций:

При подключении всегда нужно соблюдать полярность, чтобы не перепутать клеммы. Если вы допустите ошибку и перепутаете клеммы, от просто «убьете» АКБ. Так что всегда плюсовой провод от ЗУ подключается к плюсу батареи, а отрицательный — к минусу.
Никогда не пытайтесь проверить батарею на искру — несмотря на то, что в интернете есть множество рекомендаций касательно этого, замыкать провода ни в коем случае нельзя. Это негативно повлияет на работу ЗУ и самого АКБ в дальнейшем.
Когда прибор подключается к батарее, он должен быть отключен от сети. То же самое касается и его отключения.
При изготовлении и сборке ЗУ, да и во время его использования, всегда будьте аккуратны. Чтобы не травмироваться, всегда соблюдайте технику безопасности, в частности, работая с электрическими компонентами. В том случае, если во время изготовления будут допущены ошибки, это может стать причиной не только травмирования человека, но и выхода из строя АКБ в целом.
Никогда не оставляйте работающее ЗУ без присмотра — нужно понимать, что это самодельный прибор и в его работе может произойти все, что угодно. При подзарядке прибор с батареей должны находиться в проветриваемом помещении, как можно дальше от взрывоопасных материалов.

Видео «Пример сборки самодельного ЗУ своими руками»

На видео ниже представлен пример сборки самодельного ЗУ для автомобильной батареи по более сложной схеме с основными рекомендациями и советами (автор ролика — канал AKA KASYAN).

Руководство по сборке зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы великолепны. Они дешевы и могут хранить много энергии. Создание литий-ионного аккумулятора — это весело и полезно, и создание зарядного устройства — не исключение. Когда вы можете создать собственное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, экспериментировать со всевозможными конфигурациями элементов становится намного практичнее. В некоторых случаях создание зарядного устройства часто дешевле, чем его покупка, и может обеспечить гораздо большую производительность.

Создание зарядного устройства своими руками имеет много преимуществ. Во-первых, общая стоимость часто ниже, чем покупка одного. Кроме того, самодельные зарядные устройства обычно имеют более высокую производительность на доллар, чем готовые. Самодельное зарядное устройство можно настроить на любое напряжение в пределах возможностей преобразователя. Это означает, что с помощью самодельного зарядного устройства вы можете заряжать множество различных типов аккумуляторов. Еще одна замечательная вещь в создании зарядного устройства для аккумуляторов своими руками — это чувство выполненного долга. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов важно и несколько сложно для понимания. Так что, если вы можете построить зарядное устройство для аккумулятора своими руками, это, скорее всего, означает, что вы также можете делать много других интересных вещей. Самодельное зарядное устройство можно использовать даже для питания различных устройств. Это означает, что если вы можете построить зарядное устройство для аккумуляторов, вы также можете создать источники питания для самых разных вещей, поскольку процесс почти такой же.

В этой статье мы расскажем, как сделать зарядное устройство для аккумуляторов своими руками. Мы также рассмотрим некоторые основы аккумуляторов и предоставим подробный список преимуществ сборки зарядного устройства своими руками.

Что такое зарядное устройство?

В случае литий-ионных аккумуляторов зарядное устройство представляет собой источник постоянного тока. Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать в 2 этапа. Первая фаза представляет собой постоянный ток, где напряжение будет достигать того значения, которое необходимо для поддержания постоянного тока. Следующая и последняя фаза – фаза постоянного напряжения. Это когда напряжение поддерживается постоянным, а ток медленно падает до нуля.

Самодельные зарядные устройства против покупки зарядного устройства

Когда вы покупаете зарядное устройство, вы ограничены определенным уровнем напряжения и тока этого зарядного устройства. Когда вы можете построить зарядное устройство, настройка данного зарядного устройства для конкретного приложения становится тривиальной задачей. Например, литий-ионный аккумулятор 3S NMC имеет максимальное зарядное напряжение 12,6 вольт. Это прекрасно работает, но клетки деградируют примерно через 500–800 циклов.

Снижение зарядного напряжения до 12 В снижает емкость примерно на 20%, но более чем удваивает срок службы, что может быть лучше для некоторых приложений. Точный контроль над напряжением и током дает вам большую гибкость при проектировании систем с батарейным питанием.

Следует также учитывать, что при использовании встроенного зарядного устройства вы просто доверяете ему. Вы доверяете ему правильное напряжение, а если это не так, вы доверяете своей BMS, чтобы обеспечить вашу безопасность. Вы верите, что он не заряжает ваши клетки слишком быстро или слишком медленно, и нет никакого способа легко проверить вещи, не покупая дополнительные вещи.

При сборке самодельного зарядного устройства вам понадобится какой-то способ контроля напряжения и тока, чтобы собрать его правильно. Это гарантирует, что самодельное зарядное устройство на самом деле является , выдающим напряжение и ток, как вы думаете.

Каковы преимущества изготовления самодельного зарядного устройства?

Даже если вы предпочитаете купить зарядное устройство, а не собирать его, вам все равно важно знать, как сделать зарядное устройство для аккумулятора. Если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумуляторов, то у вас будет четкое понимание основных концепций, связанных с зарядкой литий-ионных аккумуляторов.

Эти знания помогут вам лучше подготовиться к процессу покупки, потому что вы будете знать, на что обращать внимание и чего следует избегать. Кроме того, если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумулятора, то вы будете знать, как его починить, что может быть удобно.

Низкая стоимость

Вообще говоря, изготовление зарядного устройства обойдется намного дешевле, чем его покупка. Это имеет смысл, потому что, когда вы покупаете зарядное устройство, вы платите за стоимость материалов, а также за работу и другие включенные сборы, связанные с управлением компанией, у которой вы покупаете зарядное устройство.

Каждый раз, когда вы готовы поработать, чтобы что-то сделать, время, которое вы тратите на проект, экономит ваши деньги, потому что это деньги, которые в противном случае были бы выплачены кому-то другому за то, что вы делаете.

Более высокая производительность

Компании, производящие зарядные устройства для аккумуляторов, делают это ради прибыли. Таким образом, в их интересах использовать компоненты самого низкого качества, которые являются приемлемыми. Это означает, что менее популярные бренды будут использовать самые дешевые, а иногда и электронные компоненты, чтобы максимально снизить стоимость.

Несмотря на то, что компании более высокого класса не делают вещи или плохо, они все же заинтересованы в максимально возможном снижении стоимости компонентов. Когда вы строите собственное зарядное устройство для аккумулятора своими руками, эти вещи не применяются. У вас есть полная свобода выбора компонентов самого высокого качества. Хорошая новость заключается в том, что деньги, которые вы сэкономите, собрав его самостоятельно, с лихвой компенсируют затраты на выбор более дорогих компонентов.

Гораздо более гибкий

Если вы собираете самодельное зарядное устройство для аккумуляторов, скорее всего, оно будет сделано с каким-либо регулируемым регулятором напряжения. Будь то повышающий преобразователь постоянного тока или понижающий преобразователь постоянного тока, в любом случае у него будут настройки. Это означает, что когда вы создаете зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, вы создаете многофункциональное устройство, которое можно использовать не только для зарядки одного типа аккумуляторов, но и для многих других целей.

Самодельное зарядное устройство можно настроить на зарядку любой батареи любого химического состава в пределах допустимого напряжения.

Чувство выполненного долга

Нет ничего более приятного, чем использование самодельного устройства. Особенно, когда он работает хорошо, и особенно, когда вы должны использовать его на регулярной основе.

Изучение нового навыка

Каждый раз, когда вы преодолеваете неспособность, это серьезное улучшение жизни. Переход от невозможности построить зарядное устройство своими руками к возможности построить его означает, что вы можете делать новые вещи. Расширение кругозора — это всегда хорошо.

Другие полезные приложения

Помимо возможности заряжать различные типы аккумуляторов, самодельное зарядное устройство также может быть самостоятельным регулируемым источником питания. Все, что вам нужно сделать, это установить ток на регуляторе до упора. Как только ток установлен на максимум, регулятор будет работать точно так же, как регулятор постоянного напряжения.

В этом режиме вы можете настроить самодельное зарядное устройство на 12 вольт и запустить любое 12-вольтовое устройство или настроить его на 5 вольт и заряжать USB-устройства. Когда вы создаете зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, возможности безграничны.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи

Детали, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи, зависят от химического состава, напряжения и других факторов батареи, которую вы собираетесь заряжать. В этом примере мы будем использовать наиболее распространенный тип перезаряжаемой батареи: литий-ионный NMC.

При использовании литий-ионной химии NMC максимальное напряжение заряда составляет 4,2 вольта. Однако для максимально долгого срока службы элементы NMC следует заряжать до 4 вольт на элемент. Зарядка элемента NMC до 4 вольт на элемент снижает его емкость на 20%, но увеличивает общий срок службы примерно на 250%.

В этом примере мы сосредоточимся на создании зарядного устройства, которое может заряжать литий-ионный аккумулятор 3S NMC с максимальным зарядным напряжением 12,6 вольт.

Блок питания

Чтобы построить зарядное устройство, первое, что вам понадобится, это блок питания переменного тока в постоянный. Для этого есть много вариантов. Вы можете использовать компьютерный блок питания ATX, специальный блок питания постоянного тока высокой мощности или даже недорогой компактный блок питания USB PD. Зарядное устройство представляет собой источник питания и регулятор, объединенные в один блок.

В этой статье мы рассмотрим все три, но для примера мы будем использовать блок питания USB-C PD мощностью 65 Вт.

Регулятор

Вам также понадобится стабилизатор постоянного тока. Регулятор должен быть преобразователем постоянного тока, если ваш источник питания имеет более высокое напряжение, чем аккумулятор, который вы хотите зарядить. Если, с другой стороны, аккумулятор, который вы хотите зарядить, имеет более высокое напряжение, чем ваш блок питания, вам придется использовать повышающий преобразователь постоянного тока.

В этом примере мы будем работать с 20-вольтовым триггером USB PD для зарядки 12,6-вольтовой батареи, поэтому регулятор будет понижающим преобразователем.

Как правило, более гибко начинать с более высокого напряжения, чем требуется, и использовать понижающий преобразователь, чтобы снизить напряжение до необходимого уровня. Таким образом, вы можете получить доступ ко всем напряжениям между вашим входным напряжением и нулем, а не ограничиваться диапазоном напряжений, как в случае с повышающим преобразователем.

Провод

Вам понадобится провод, чтобы соединить все вместе. Для большинства зарядных устройств подойдет провод калибра от 18 до 16.

Мультиметр

Вам понадобится мультиметр, чтобы установить выходное напряжение регулятора и проверить текущее напряжение батареи. Для этого вы можете использовать практически любой мультиметр, поскольку даже самые дешевые измерители на Amazon более чем достаточно точны.

Наиболее важным аспектом дешевого мультиметра является звуковой сигнал непрерывности. Тестирование непрерывности — это функция мультиметра, которая позволяет узнать, соединены ли два проводящих элемента электрически или нет. Хотя измерение непрерывности является важной функцией мультиметра, которая есть у всех мультиметров, не каждый мультиметр имеет зуммер. Таким образом, с этими счетчиками вы должны отвести взгляд от того, что вы исследуете, чтобы узнать, подключены они или нет. Итак, при покупке недорогого мультиметра убедитесь, что он оснащен зуммером непрерывности.

Измеритель тока

Несмотря на то, что мультиметр можно использовать для проверки тока, это не очень удобный процесс, и вы не можете использовать мультиметр для одновременной проверки тока и напряжения. Измерители тока, подобные этому, — отличные инструменты, и, безусловно, их полезно иметь в своем арсенале, но для этого примера мы будем использовать кабель USB C-C со встроенным ваттметром.

Процесс зарядки аккумулятора

Зарядка литий-ионного аккумулятора, будь то NMC или LFP, включает в себя двухэтапный процесс. Первый этап – фаза постоянного тока. Во время фазы постоянного тока батарея будет получать постоянный ток от зарядного устройства. Величина тока, которую батарея может безопасно потреблять на этом этапе, определяется максимальным током заряда ячейки батареи и ее параллельной конфигурацией.

Как только напряжение батареи поднимается примерно до 95% от целевого напряжения, зарядка переключается в режим постоянного напряжения. В фазе постоянного напряжения ток естественным образом упадет с установленного уровня тока до 0, в то время как напряжение останется прежним.

В этом примере мы будем использовать аккумуляторные элементы BAK N18650CK с максимальным током заряда 1C и емкостью 3050 мА. Это батарея 1S3P, что означает, что батарея состоит всего из трех последовательно соединенных элементов BAK N18350CK. Объяснение C-рейта батареи

Если бы это была большая батарея с большим количеством параллельных групп, она могла бы безопасно заряжаться с большей скоростью. Например, вот как он выходит из строя с батареей 3S3P, использующей те же элементы:

Когда литий-ионный элемент NMC разряжен, его напряжение составляет около 2,6 вольт. Таким образом, если аккумулятор можно заряжать только током 3,05 ампер, а его напряжение составляет 2,6 вольта, то его можно заряжать только при максимальной мощности 7,93 Вт.

Через некоторое время в процессе зарядки напряжение элемента батареи увеличится. Когда ячейка достигает 2,9вольт, зарядное устройство по-прежнему будет обеспечивать 3 ампера.

Во время фазы постоянного тока аккумуляторные батареи заряжаются с максимальной скоростью, выраженной током, но, как видно сверху, по мере роста напряжения аккумуляторной батареи все больше и больше энергии поступает в аккумуляторную батарею. Как только ячейка достигает установленного напряжения зарядного устройства, ток начинает падать, в результате чего ячейки батареи поглощают все меньше и меньше энергии.

Выбор источника питания для самодельного зарядного устройства

Первым шагом в создании зарядного устройства является получение приличного источника питания. Есть много вариантов на выбор, но в этой статье мы рассмотрим три: блок питания ATX, выделенный блок питания и блок питания USB C PD.

Блок питания ATX

Современные блоки питания ATX для ПК хорошо сконструированы, недороги и поддерживают высокие уровни тока. Нередко можно найти блок питания ATX, способный выдавать 20 А и более по цене менее 50 долларов. Чтобы включить блок питания ATX снаружи ПК, все, что вам нужно сделать, это соединить зеленый провод с любым черным проводом.

Это заставляет блок питания думать, что он установлен во включенном компьютере. Желтый провод имеет напряжение 12 вольт и обычно подходит для тока от 10 до 20 ампер. Блоки питания ATX удобны в использовании, потому что в доме часто есть старые, неиспользуемые компьютеры.

Выделенный источник питания

На Amazon и eBay доступно множество 12-вольтовых, 24-вольтовых и регулируемых специализированных источников питания. Этот тип блока питания обычно больше, чем блок питания ATX, но с ним, возможно, проще работать, поскольку он не требует модификаций. Кроме того, в отличие от блоков питания ATX, отдельный блок питания может выдавать более 12 вольт.

Это удобно, если вы хотите использовать понижающий преобразователь для зарядки аккумуляторов с напряжением выше 12 В, но ниже 24 В. Отдельный блок питания — хорошее решение для мощного зарядного устройства.

Блок питания USB C PD

Полнофункциональный блок питания USB C PD может обеспечивать выбираемое выходное напряжение 5 В, 9 В, 12 В, 15 В и 20 В. В отличие от ATX и специализированных блоков питания, на рынке существует множество блоков питания GaN (нитрид галлия) USB C PD. Блоки питания GaN намного эффективнее и занимают гораздо меньше места, чем блоки питания, использующие традиционные кремниевые МОП-транзисторы.

Это означает, что небольшой блок питания USB C PD может обеспечить мощность 100 Вт, в то время как традиционный блок питания такого же физического размера может обеспечить только около 40 Вт. Дополнительным преимуществом блоков питания USB C PD является совместимость с широким спектром других устройств USB C, таких как телефоны, планшеты и даже ноутбуки.

Пошаговое руководство по сборке зарядного устройства

В этом пошаговом руководстве мы расскажем, как собрать зарядное устройство, которое может заряжать любые литий-ионные или свинцово-кислотные аккумуляторы, поддерживающие зарядное напряжение от 2,6 В до 19 вольт. Этот диапазон может показаться узким, но на самом деле он охватывает довольно много аккумуляторов. Это зарядное устройство может заряжать литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S или 4S NMC или литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S, 4S или 5S LFP. Он может заряжать даже 12-вольтовые свинцово-кислотные аккумуляторы. Чтобы выяснить, какое напряжение вам нужно для зарядки аккумуляторной батареи, вы можете использовать наш инструмент планировщика батарей.

USB PD поддерживает 5 В, 9 В, 12 В и 15 В, но не все адаптеры питания с портами USB C поддерживают всю спецификацию USB PD. Для зарядки аккумуляторов мы рекомендуем использовать блок питания USB C PD мощностью не менее 65 Вт. Хорошей новостью является то, что если блок питания USB C PD рассчитан на 65 Вт, то он будет поддерживать полный диапазон напряжений.

USB PD — интеллектуальное решение для питания. Он начинается с безопасных 5 вольт, а затем спрашивает устройство, к которому оно подключено, какое напряжение оно поддерживает. Как только устройство отвечает, блок питания USB PD выбирает требуемое напряжение.

Это удобно для обмена данными между устройствами и обеспечивает плавное автоматическое согласование напряжения. Однако USB PD поддерживает небольшие устройства, называемые «триггерами». Триггеры подключаются к источнику питания USB PD через кабель USB C и либо имеют способ выбрать напряжение на плате, либо имеют фиксированное напряжение. В этом примере мы будем использовать выбираемый сорт.

В этом примере будет использоваться понижающий преобразователь постоянного тока. Этот тип преобразователя имеет потенциометры для управления током и напряжением. Ближайший к выходу потенциометр регулирует напряжение. Другой управляет током. Когда вы получаете новый понижающий преобразователь, лучше всего повернуть эти ручки до упора, прежде чем прикреплять их в первый раз.

Parts Required:

USB PD Power Supply
USB PD Trigger
Constant Current Buck Convert
USB PD Watt Meter Cable
3S Lithium-ion battery

[[ aff type=guide ]]

Шаг 1: Вставьте блок питания USB PD в розетку.

Шаг 2: Подключите кабель ваттметра USB C-C к блоку питания USB PD.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот кабель имеет экран на одном конце, который показывает, сколько энергии проходит через кабель. Вам нужен экран на конце устройства, а не на конце источника питания, потому что кабель считывает мощность, протекающую только в одном направлении. Экран не горит, когда кабель подключен только к источнику питания.

Шаг 3: Подключите кабель USB C к триггеру напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ: В этот момент загорается экран на кабеле измерителя мощности. Некоторые триггеры имеют фиксированное выходное напряжение, но этот триггер можно выбрать. Удобно иметь возможность установить напряжение срабатывания, чтобы легко обновить/модифицировать бытовую электронику для работы от USB PD, но для зарядки аккумулятора лучше всего установить напряжение на 20 вольт, чтобы максимальное количество ватт было доступно от блока питания.

Подсоедините мультиметр к выходу триггера напряжения, чтобы убедиться, что он выдает ожидаемое напряжение.

Шаг 4: Наденьте разъем на выход триггера напряжения или припаяйте к ним провода, чтобы его можно было подключить к входу понижающего преобразователя.

Шаг 5: Подключите выход триггера напряжения к входу понижающего преобразователя и включите понижающий преобразователь с помощью переключателя в углу платы.

Шаг 6: Подсоедините мультиметр к выходу понижающего преобразователя. Если вы воспользовались приведенным выше советом и полностью выкрутили его, то на мультиметре вы должны увидеть около 1,5 вольт. Поверните внешний потенциометр по часовой стрелке, и напряжение возрастет.

Шаг 7: Продолжайте поворачивать потенциометр, пока не достигнете желаемого максимального зарядного напряжения. В данном случае это 12,6 вольта.

Шаг 8: Подсоедините аккумулятор к выходу понижающего преобразователя.

ПРИМЕЧАНИЕ : Поскольку ток установлен на ноль, вы заметите, что выходной сигнал понижающего преобразователя падает, чтобы соответствовать напряжению батареи. Это нормально.

Шаг 9: Медленно поворачивайте потенциометр тока, пока не увидите, что цифры на кабеле ваттметра начинают расти.

[[ aff type=guide ]]

ПРИМЕЧАНИЕ: Что касается того, к какому числу привести, это требует некоторой математики. Это число в ваттах, а не в амперах. Аккумулятор в этом примере хорош для зарядного тока около 3 ампер и в настоящее время составляет 9,71 вольт.

9,71 вольт x 3 ампера = 29,13 Вт

Итак, в этом примере мы будем поворачивать потенциометр, пока ваттметр не покажет 30 Вт. Теперь помните, что ток будет оставаться неизменным в течение большей части процесса зарядки, но напряжение батареи будет расти. Это означает, что нормально видеть, как ватты на счетчике растут и растут во время процесса зарядки.

В конце концов, напряжение батареи достигнет целевого напряжения зарядки, а затем вы увидите, что мощность начинает падать. Вот как вы узнаете, что батарея заряжается.

Простое зарядное устройство для литиевых батарей с использованием настольного источника питания

Хотя знать, как сделать зарядное устройство своими руками, очень здорово, но это, безусловно, требует много работы. Итак, если вы хотите получить все преимущества изготовления собственного зарядного устройства с минимальными затратами труда, вам следует приобрести регулируемый настольный блок питания.

С помощью регулируемого настольного источника питания вы можете делать то же самое, что описано в этой статье, но намного проще. Все, что вам нужно сделать, это купить блок питания, установить напряжение и силу тока в соответствии с вашими потребностями и подключить его к аккумулятору.

Просто убедитесь, что любой настольный блок питания, который вы хотите купить, поддерживает диапазон напряжений, совместимый с любой батареей, которую вы пытаетесь зарядить с его помощью, и что он имеет CC/CV (постоянный ток, постоянное напряжение). Это решение в основном берет все части и детали, описанные в этой статье, и помещает их все в одну удобную коробку. Самое замечательное в этом типе блоков питания то, что они всегда имеют четкие, легко читаемые встроенные экраны.

Заключение

Вот и все! Так же просто построить зарядное устройство. Конечно, есть много разных способов построить зарядное устройство и много разных типов аккумуляторов для зарядки. Встроенный в этом примере можно легко настроить для зарядки аккумуляторной батареи 4S LFP, просто увеличив его выходное напряжение до 14,6 вольт.

Когда вы научитесь собирать зарядное устройство, вы узнаете, как управлять напряжением и током и заставить его делать именно то, что вам нужно. Этот опыт является полезным и чрезвычайно полезным в практической, повседневной жизни. Важно помнить, что зарядное устройство — это всего лишь особый вид регулируемого источника питания. Стандартный регулируемый блок питания — это всего лишь регулятор постоянного напряжения. Это означает, что с большинством регулируемых источников питания вы не можете контролировать ток. Самодельное зарядное устройство немного сложнее, чем использование регулируемого источника питания, потому что в самодельном зарядном устройстве вы можете контролировать как напряжение, так и силу тока.

Сборка зарядного устройства своими руками дает несколько ключевых преимуществ. С экономической точки зрения, самостоятельная работа всегда сэкономит вам деньги по сравнению с покупкой готового продукта. Возможность выбирать свои собственные компоненты без необходимости срезать углы для достижения конкретных производственных показателей означает, что вы можете быть уверены, что ваше зарядное устройство для аккумуляторов DIY изготовлено из компонентов самого высокого качества. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов — не простое устройство. Итак, если вы узнаете, что нужно для создания зарядного устройства для аккумуляторов своими руками, вы резко расширите свои возможности, что всегда хорошо. Кроме того, установка максимального тока на стабилизаторе напряжения постоянного тока делает этот регулятор ничем не отличающимся от источника питания постоянного напряжения. Это, конечно, не очень хорошо для зарядки аккумуляторов, но это означает, что самодельное зарядное устройство можно использовать не только для зарядки аккумуляторов.

Мы надеемся, что эта статья помогла вам узнать все, что вам нужно знать о том, как построить зарядное устройство для аккумуляторов. Спасибо за прочтение!

Самостоятельное руководство по сборке зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Сборка зарядного устройства своими руками дает множество преимуществ. Во-первых, общая стоимость часто ниже, чем покупка одного. Кроме того, самодельные зарядные устройства обычно имеют более высокую производительность на доллар, чем готовые. Самодельное зарядное устройство можно настроить на любое напряжение в пределах возможностей преобразователя. Это означает, что с помощью самодельного зарядного устройства вы можете заряжать множество различных типов аккумуляторов. Еще одна замечательная вещь в создании зарядного устройства для аккумуляторов своими руками — это чувство выполненного долга. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов важно и несколько сложно для понимания. Так что, если вы можете построить зарядное устройство для аккумулятора своими руками, это, скорее всего, означает, что вы также можете делать много других интересных вещей. Самодельное зарядное устройство можно использовать даже для питания различных устройств. Это означает, что если вы можете построить зарядное устройство для аккумуляторов, вы также можете создать источники питания для самых разных вещей, поскольку процесс почти такой же.