Диодный мост для зарядного устройства 12в своими руками

Содержание

Вы когда-нибудь задумывались, как можно создать свое собственное зарядное устройство для аккумулятора 12В? В этой статье мы рассмотрим один из основных компонентов такого устройства — диодный мост. С его помощью вы сможете преобразить переменный ток в постоянный и зарядить ваш аккумулятор с минимальными затратами. Давайте разберемся, как создать этот диодный мост своими руками.

Диодный мост представляет собой устройство, состоящее из четырех диодов, соединенных в определенной последовательности. Он служит для преобразования переменного тока в постоянный и устранения любых изменений напряжения, которые могут возникнуть при зарядке аккумулятора.

Как создать диодный мост своими руками?

Создать диодный мост для зарядного устройства 12В своими руками относительно просто. Вам потребуется: 4 диода, паяльная станция, кусочек печатной платы, провода и некоторые инструменты. Начните с размещения диодов на печатной плате в форме моста, соединив их сводящими проводами. Продолжайте, пока все диоды не будут соединены. Затем пропаяйте все соединения, убедившись, что они надежны и прочны. После завершения пайки убедитесь, что ваш диодный мост готов к использованию.

Подключите свою самодельную конструкцию к источнику переменного тока (например, сетевой розетке), а затем подключите ее к аккумулятору. Диодный мост будет преобразовывать переменный ток в постоянный и отправлять его на зарядку аккумулятора. Убедитесь, что все соединения надежны и безопасны, чтобы избежать возможных повреждений или аварий. При правильном использовании ваш диодный мост должен обеспечить эффективное зарядное устройство для аккумулятора 12В.

Как устроено зарядное устройство для АКБ: принцип работы и основные компоненты

Все зарядные устройства для аккумуляторных батарей разделяются на два больших типа: механические и автоматические. Некоторые устройства подходят для определённых моделей аккумуляторов.

При выборе товара нужно прежде всего выяснить, какая зарядка подходит к требуемой аккумуляторной батареи.

Автоматические модели способны регулировать подачу электрического тока и напряжения самостоятельно. Используются они в новых аккумуляторах с AGM-технологиями. У них есть одно важное отличие — это электролит не в жидком состоянии. Обычные зарядные устройства предназначены для свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Некоторые модели имеют механический способ регулировки важных технических характеристик.

Кислотные модели аккумуляторов заряжаются при помощи постоянной подачи напряжения. Для того чтобы электрический ток прошёл в аккумулятор, необходимо чтобы выдаваемое напряжение было больше напряжения самого источника питания. Когда аккумуляторная батарея разряжена она имеет напряжение 10,5 Вольт. В редких случаях может быть 9 Вольт, но это только у глубоко разряженных аккумуляторов. У заряженных напряжение составляет 12,6-12,8 Вольт. Поэтому при зарядке сначала подаётся максимальное значение электрического тока, но с процессом зарядки он постепенно понижается до минимального значения.

Обычная схема зарядного устройства включает в себя:

трансформатор;
выпрямитель;
стабилизированный или не стабилизированный регулятор электрического тока.

Дополнительные вспомогательные элементы, которые облегчают процесс зарядки;

схема ограничения электрического тока;
защитные элементы;
световой индикатор или самостоятельная возможность отключаться после окончания зарядки.

Благодаря этим элементам, значительно увеличивается эффективность работы.

Особенности самостоятельной сборки зарядного устройства

Каждое зарядное устройство должно уметь восполнять электроэнергии аккумулятора. Многие устройства отличаются своей конструкцией, схемами и многим другим. Выбирать ЗУ всегда нужно, исходя из аккумуляторной батареи.

Неправильно подобранная зарядка может стать причиной снижения срока службы или энергетической ёмкости аккумуляторной батареи или даже стать причиной полного выхода из строя.

Для самостоятельного создания устройства необходимо изучить азы, а также знать первичные принципы создания. Диодный мост, а также регуляторы тока будут рассмотрены ниже.

Что такое диодный мост и для чего он нужен

Им называется маленький электрический прибор, который применяется в схемах и световых изделиях для превращения электрического потока энергии. Точнее, он способен переводить значения из переменных в постоянные. Множество различных производителей, профессиональных специалистов и даже обычные люди покупают светодиодные светильники, лампочки. Они намного дешевле и используют гораздо меньше электроэнергии. Основным компонентом всех этих элементов и является рассматриваемый диодный мост, он имеет свои особенности и схемы.

Зачем нужен регулятор тока для зарядного устройства

Данный элемент предназначен для того, чтобы балансировать электроэнергию. Просадки напряжения и электрического тока могут привести к тому, что аккумуляторная батарея быстро выйдет из строя или потеряет свою прежнюю энергетическую ёмкость. Существует множество различных довольно сложных схем создания данного элемента. Самостоятельно создать его сможет человек, с соответствующими навыками.

Автомобильное зарядное устройство

Автомобильное зарядное устройство можно сделать самому за считанные минуты. В этой статье я покажу, как из простого трансформатора, 4 диодов и амперметра на скорую руку собрать автомобильное зарядное устройство.

Все автолюбители попадали в такую неприятную ситуацию. Есть два выхода: завести машину с заряженного аккумулятора с соседской машины (если сосед не против), на жаргоне автолюбителей это звучит как «прикурить». Ну и второй выход — это зарядить аккумулятор.

Когда я попал в такую ситуацию в первый раз, то понял, что мне срочно требуется зарядное устройство. Но у меня не было лишней тысячи рублей на покупку зарядного устройства. В интернете нашел очень простую схему и решил собрать зарядное устройство собственными силами.

12 недорогих наборов электроники для самостоятельной сборки и пайки

Моя личная подборка конструкторов с Aliexpress «сделай сам» для пайки от простых за 153 до 2500 рублей. Дочке 5 лет — надо приучать к паяльнику))) — пусть пока хотя-бы смотрит — переходи посмотреть, один светодиодный куб чего только стоит

Схему трансформатора я упростил. Обмотки со второй колонны обозначаются со штрихом.

F1 и F2 — это плавкие предохранители. F2 нужен для защиты от короткого замыкания на выходе цепи, а F1 — от превышении напряжения в сети.

Вот что у меня получилось. Выглядит так себе, но главное работает.

Сборка устройства

Трансформатор

Теперь обо всем по порядку. Силовой трансформатор марки ТС-160 или ТС-180 можно достать из старых черно-белых телевизоров «Рекорд», но такового я не нашел и пошел в радиомагазин. Давайте разглядим его поближе.

Вот лепестки, куда паяются выводы обмоток трансформатора.

А вот здесь прямо на трансформаторе есть табличка, на каких лепестках какое напряжение. Это значит, что если подать на лепесток № 1 и 8 220 Вольт, то на лепестках №3 и 6 мы получим 33 Вольта и максимальную силу тока в нагрузку 0,33 Ампера и тд. Но нас больше всего интересуют обмотки №13 и 14. На них мы можем получить 6,55 Вольт и максимальную силу тока 7,5 Ампер.

Для того, чтобы заряжать аккумулятор нам как раз потребуется большая сила тока. Но напряжения то у нас не хватает… Аккумулятор выдает 12 Вольт, но для того, чтобы его зарядить, напряжение зарядки должно превышать напряжение аккумулятора. 6,55 Вольт здесь никак не сгодится. Зарядное устройство нам должно выдавать 13-16 Вольт . Поэтому, мы прибегаем к очень хитрому решению.

Как вы заметили, трансформатор состоит из двух колон. Каждая колонна дублирует другую колонну. Места, где выходят выводы обмоток пронумерованы. Для того, чтобы увеличить напряжение, нам нужно просто-напросто соединить две обмотки последовательно. Для этого соединяем обмотки 13 и 13′ и снимаем напряжение с обмоток 14 и 14′. 6,55 + 6,55 = 13,1 Вольт. Вот такое переменное напряжение мы получим.

Диодный мост

Для того, чтобы выпрямить переменное напряжение, мы используем диодный мост. Собираем диодный мост на мощных диодах, потому как через них будет проходить приличная сила тока. Для этого нам потребуются диоды Д242А или какие-нибудь другие, рассчитанные на ток от 5 Ампер. Через наши силовые диоды может течь прямой ток до 10 Ампер, что идеально подходит нашему самопальному заряднику.

Также можно отдельно купить диодный мост сразу готовым модулем. В самый раз подойдет диодный мост КВРС5010, который можно купить на Али по этой ссылке или в ближайшем радиомагазине

Полностью посаженный аккумулятор обладает низким напряжением. По мере зарядки напряжение на нем становится все больше и больше. Следовательно, у нас сила тока в цепи в самом начале зарядки будет очень большая, а потом пойдет на убыль. Согласно Закону Джоуля-Ленца, при большой силе тока будет происходить нагрев диодов. Поэтому, чтобы их не спалить, нужно отбирать от них тепло и рассеивать в окружающем пространстве. Для этого нам нужны радиаторы. В качестве радиатора я разобрал нерабочий компьютерный блок питания, разрезал на полоски жестянку и прикрутил к ним по диоду.

Амперметр

Для чего в схеме амперметр? Для того, чтобы контролировать процесс зарядки. Не забудьте подключить амперметр последовательно нагрузке.

Когда аккумулятор полностью разряжен, он начинает жрать (слово «кушать» думаю здесь неуместно) ток. Жрет он порядка 4-5 Ампер. По мере зарядки он кушает все меньше и меньше силы тока. Поэтому, когда стрелка прибора покажет на 1 Ампер, то аккумулятор можно считать заряженным. Все гениально и просто :-).

Крокодилы

Выводим два крокодила для клемм аккумулятора с нашего зарядного устройства. При зарядке не путайте полярность. Лучше как-нибудь пометить их или взять разных цветов.

Если все правильно собрано, то на крокодилах мы должны увидеть вот такую форму сигнала (по идее верхушки должны быть сглажены, так как синусоида), но разве что-то предъявишь нашему провайдеру электричества ))). В первый раз видите что-то подобное? Бегом сюда!

Импульсы постоянного напряжения лучше заряжают аккумулятор, чем чистый постоянный ток. А как получить чистый постоянный ток из переменного описано в статье Как получить из переменного напряжения постоянное.

Самодельные зарядки для АКБ

После формулировки базовых требований необходимо уточнить собственную квалификацию, наличие измерительной аппаратуры и другого специализированного оборудования. В опубликованных ниже описаниях схем зарядки приведены рекомендации по сборке, на которые следует обратить внимание.

Простое устройство на 6 и 12 В

Схема зарядки аккумулятора с конденсатором после диодного моста обеспечивает сглаживание тока. Вольтметр и амперметр нужны для контроля рабочих параметров. Необходимое напряжение на вторичных обмотках трансформатора устанавливают расчетом количества витков. Следует помнить о том, что надо несколько увеличить этот параметр, по сравнению с паспортными данными АКБ. Как правило, для 12 V аккумулятора напряжение в процессе зарядки поддерживают на уровне не более 14,4 V.

С плавной регулировкой тока

На следующем рисунке показано, как сделать зарядку для аккумулятора 12 вольт с плавной регулировкой выходного тока. Изменение этого параметра задают с помощью резистора R3. Он через транзисторы VT1 и VT2 управляет ключом на тиристоре VS1.

Электрическая схема ЗУ с регулировкой тока

Из компьютерного блока питания

Пошаговая инструкция переделки:

извлекают рабочий блок питания из ПК;
делают перемычку, обеспечивающую запуск устройства после включения в сеть 220V;
перепаивают выходную группу клемм для удобного подсоединения АКБ;
демонтируют постоянный резистор в цепи питания микросхемы широтно-импульсного модулятора;
устанавливают переменное сопротивление, увеличивают напряжение на выходе до нужного уровня;
оснащают ЗУ измерительными приборами для оперативного контроля тока и напряжения.

Трансформаторное зарядное устройство

Специалисты не рекомендуют применять самодельные трансформаторы для создания зарядных устройств. При недостаточном качестве сборки подобные изделия провоцируют аварийные ситуации при коротком замыкании. Рекомендуется приобретать модели с мощностью не менее 50 Вт.

Для повышения напряжения можно соответствующим образом подключать несколько выходных обмоток

Импульсное устройство подзаряда

Эта схема подходит для зарядки АКБ током 0,05-11 А при напряжении от 2 до 14,9 V. Особенности:

стабилизация выходного тока;
режим «тренировки» для предотвращения сульфатации;
генерация прямоугольных сигналов.

Устройство на микросхеме LM317

Применение микросхемы повышает точность регулировки выходных параметров. На рисунке приведены формулы для самостоятельного расчета регулировочного резистора.

ЗУ на микросхеме

Зарядное из источника бесперебойного питания

Главное, чтобы в этом блоке был исправен мощный трансформатор. Определяют вторичную обмотку, собирают ЗУ по стандартной схеме с выпрямительным диодным мостом. Чтобы предотвратить перегрев, электронные компоненты размещают на радиаторе.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Даже самые лучшие зарядные устройства не способны контролировать параметры атмосферы в помещении. Это значит, что для безопасного выполнения рабочих операций необходимо интенсивное проветривание. На соответствующее время исключают применение в помещении открытого пламени, образование искр. Следует аккуратно пользоваться подходящими отопительными приборами.

Чтобы предотвратить повреждение электрооборудования автомобиля АКБ отключают. Для сохранения данных в памяти бортового компьютера рекомендуется использовать запасной источник питания. Большая емкость в данном случае не понадобится, так как подразумевается подключение только маломощных потребителей энергии.

Иные меры безопасности применяют с учетом особенностей конкретной конструкции. В классических моделях с жидким электролитом предварительно откручивают пробки. Все модели очищают от загрязнений до восстановительной процедуры.

Особенно внимательно воспроизводят технологический процесс в режиме ускоренной зарядки. Если ошибиться, ускоренная сульфатация и перегрев ухудшат характеристики АКБ. Для продления срока службы ЗУ рекомендуется поддерживать нормальный уровень влажности в помещении. При выборе схемы следует обеспечить надежную защиту от перегрузок и перепадов напряжения в питающей сети.

Самодельные устройства

Прежде чем приступать к «свершениям», готовят все, что необходимо для производства зарядного устройства. Все зависит от того, какие расходники есть в наличии, для каких именно целей предназначается ЗУ.

Элементарно: лампочка и диод

Это экспресс-вариант, подходящий способ, если требуется быстро завести не роскошь, а средство, реанимировав севший аккумулятор автомобиля, находящегося на вынужденном «причале» у дома. В этом случае источником переменного тока будет розетка, а в простую схему зарядного устройства входит:

Обыкновенная лампа накаливания. От ее мощности зависит скорость зарядки аккумулятора, поэтому оптимальное значение — 100-150 Вт. Позволяется минимум (60 Вт), но максимум (200 Вт) станет причиной перегоревшего электронного элемента.
Полупроводниковый диод, преобразующий напряжение из переменного в постоянное. Здесь тоже необходима достаточная мощность, иначе элемент попросту не выдержит нагрузки. Возможные «поставщики» диода — старые приемники, блоки питания и магазины.
Провода и зажимы-крокодилы, с помощью которых устройство подключается к АКБ.
Штекер для розетки.

При сборке мини-зарядника важно соблюдать правило: диод располагают таким образом, чтобы катод был направлен в сторону плюса батареи. Все контакты изолируют. Во избежание КЗ в цепь включают автомат (10 А). Если для устройства выбрана лампочка мощностью в 100 Вт, то величина тока, поступающего на АКБ, будет равняться 0,17 А. Для получения 2 А необходимо заряжать устройство в течение 10 часов.

Такой способ позволит вернуть к жизни внезапно севший аккумулятор, например, на даче. Для полноценной зарядки этот вариант не подходит. Главное требование можно сформулировать одной, но емкой, фразой — руки прочь от всех частей схемы работающей конструкции!

Лампа и адаптер ноутбука

Еще один простейший способ быстрой реанимации безжизненного аккумулятора. Устройство для питания этой техники оснащено преобразователем, выпрямителем, элементами сглаживания и стабилизации выходного напряжения. Для получения желаемого необходим ненужный (или используемый) зарядник от любого ноутбука (19 В, примерно 5 А), автомобильная лампочка (12 Вт), провода и «земноводные» зажимы. В роли ограничителя тока можно использовать не лампу, а резистор. Поступают так:

Берут 2 медных провода, концы их зачищают, присоединяют к контактам штекера.
«Минусовой» выход аккумулятора соединяют с проводом наружного контакта адаптера.
Проводник от внутреннего контакта маленького устройства подключают к «плюсу» большого ЗУ.
В разрыв провода-плюса устанавливают лампочку.
Включают адаптационную конструкцию в сеть.

Полностью разряженное устройство восстановить не получится, однако для подзарядки севшего аккумулятора понадобится всего несколько часов.

В обоих описанных случаях рекомендуют «устраивать слежку» за процессом, по крайней мере, первые полчаса. Если обнаружится перегрев, зарядку отключают без промедления.

Просто: трансформатор и мост

Такую зарядку уже можно назвать полноценной, но для ее сборки придется озаботиться поисками трансформатора, который найти бывает крайне трудно. В этом случае источником деталей может стать старый телевизор. Марка подходящего трансформатора — ТС-180-2. Он имеет 2 вторичные обмотки с напряжением 6,4 В, силой тока — 4,7 А. Такая же двойная в этом трансформаторе первичная обмотка.

Для диодного моста требуется 4 элемента Д242, альтернативы — Д243, 245, 246. Для отвода от них тепла — такое же количество радиаторов, их площадь должна быть не менее 25 мм 2 . Понадобится пара предохранителей (0,5 и 10 А). В качестве проводников используют материал любого сечения, однако есть исключение: значение-минимум для входного кабеля составляет 2,5 мм 2 . В роли основы зарядного устройства выступает стеклотекстолитовая пластина.

Сборка ЗУ происходит по такому сценарию:

Сначала по стандартной схеме собирают диодный мост. Места выводов опускают вниз, каждый элемент будет располагаться на «своем» радиаторе.
Начинают трансформаторные работы. Для получения нужной разности потенциалов вторичные обмотки «соединяют воедино»: выход первой с входом второй (9, 9’), используют клеммник, еще лучше — пайку.
Берут два отрезка медного провода с сечением 2,5 мм 2 припаивают к выводам 10, 10’.
Переходят к первичной обмотке: соединяют 1 и 1’, провода штекера припаивают к 2, 2’.
Соединяют трансформатор с диодным мостом: к нему припаивают провода 10, 10 ’.
Теперь к мосту фиксируют проводники, идущие к аккумулятору.

Устанавливают предохранители. Тот, что рассчитан на 10 А, крепят к плюсу моста, второй (0,5 А) устанавливают на трансформаторном выводе 2. На этом работы завершаются, следует тестирование зарядного устройства с помощью амперметра, а также вольтметра. Если сила тока не такая, как ожидалась, а несколько превосходит необходимую величину, то для «удаления» излишков в цепь рекомендуют устанавливать лампу мощностью 20-60 Вт (12 В).

Конструкцию крепят на стеклотекстолитовую пластину, обязательно отмечают «плюсовой» и «минусовой» провода. В противном случае переплюсовка станет причиной выхода устройства, собранного тяжким трудом, из строя. Основу помещают в корпус, изготовленный, например, из цинковой жести. В нем некоторые делают дополнительное отверстие, предназначенное для вентилятора.

Если «поставщик» микроволновка

Это другой способ получить вожделенную вещь — зарядное устройство для аккумулятора 12 в своими руками. Популярная микроволновая печь, имеющаяся почти в каждом доме, (как сломанная, так и пока работающая) часто становится жертвой домашних мастеров, самый привлекательный элемент для них — трансформатор. Автолюбители не исключение. Однако прибор, «украденный» у этого СВЧ агрегата, требует модификации, так как его приходится трансформировать из повышающего в понижающее устройство.

В этом случае в ход идет даже нерабочий трансформатор — тот, у которого сгорела вторичная обмотка, совершенно ненужная для сборки зарядного устройства. Переделка заключается в удалении вторички и замены ее новой. Ее роль исполняет провод с изоляцией, минимальное сечение его — 2 мм 2 , но большее значение предпочтительнее.

Для определения необходимого количества витков нужно готовиться к экспериментам, так как эту цифру некоторые мастера предпочитают находить опытным путем. Например, намотав определенное число витков на сердечник, к концам провода присоединяют вольтметр. Включив трансформатор в сеть, замеряют показания. Так действуют, пока необходимый показатель не будет достигнут.

Другой путь — простой расчет. Если показания прибора выдали, что при 10 витках напряжение на выходе равняется 2 В, то 12 В обеспечат 60 витков. Каждые 5 витков — плюс один вольт, поэтому желаемый результат достигается просто.

«Расправившись» с намоткой, остальные действия совершают аналогично предыдущему способу: собирают диодный мост, пайкой соединяют все детали, затем проверяют эффективность свежеизготовленного автомобильного зарядника. Неожиданных подводных камней при сборке простого устройства можно не опасаться, если работа совершается качественно.

Зарядное устройство для аккумулятора 12 в своими руками — тема, которая достаточно обширна, поэтому вариантов обеспечить бесперебойную работу батареи придумано много. С одним из потенциальных «рецептов» можно познакомиться воочию, если посмотреть этот видеоролик:

Расходы на изготовление зарядного

корпус и трансформатор уже имелись
мостовой выпрямитель 50A – 300 руб.
радиатор от компьютера нерабочего
переключатель тока зарядки – 400 руб.
автоматический предохранитель – 200 руб.
выключатель питания – 50 руб.
амперметр – 400 руб.
вольтметр – 300 руб.

Толстые провода, винты, гайки и прочая мелочь имелись в мастерской – ее сложно подсчитать. Всего затраты составляют намного больше 2000 рублей, за которые вы уже можете купить готовый зарядный выпрямитель в магазине, но где там будет мощность и качество?

В качестве выпрямителя – квадратный диодный мост KBPC5010, но вы можете подключить 4 MBR2545 (2x25A 45V) (параллельно) в качестве одного диода, что увеличит их максимальный ток.

Передняя панель зарядки включает амперметр, вольтметр, селекторный переключатель зарядного тока, выключатель питания и предохранитель на стороне постоянного тока (тип «S», B16).

Полезное на сайте:
Трехфазный сварочный аппарат на 400 Ампер

Радиатор выпрямительного диодного моста выступает сзади корпуса, там же есть предохранитель на первичке трансформатора и силовой кабель на сеть 220 В. Внутри постарались избегать пайки соединений малоустойчивых к ударам и которые труднее ремонтировать в полевых условиях.

На испытаниях решено было подключить несколько лампочек (3 лампы 12 В / 60 Вт) параллельно и проверить напряжение на выходе – вышло практически 15 A.

Чтобы регулировать ток заряда, использовался на первичной стороне трансформатора популярный и дешевый диммер для домашних ламп. Конечно, на вторичной стороне есть диоды и амперметр. Диммер держит нагрузку 600 Вт, в зависимости от модели, что достаточно для управления трансформатором.

Схемы плавной регулировки тока заряда

Если вы жить не можете без плавного регулятора зарядного тока (хотя смысла в этом нет никакого) – вот пару неплохих тиристорных схем, включаемых между выпрямителем и заряжаемым аккумулятором:

Что касается данного устройства, тут не стабилизация тока, а просто неизменное напряжение. Ток будет уменьшаться соответственно во время зарядки, а ограничение тока должно использоваться только для слишком быстрой зарядки или слишком высокого тока зарядки, приводящего к повреждению зарядного устройства. Ещё один вариант похожего самодельного зарядного для авто смотрите по ссылке.