Содержание
Автотрансформатор 1967 года
предположительно использовался для повышения сетевого напряжения до 220в
Автотрансформатор в рабочем состоянии, только пара витков отклеилась
буду переделывать в ЛАТР 0-250в
входное 220в
схема переделки
будет ли работать?
какое напряжение будет на лампочке?
Схема устройства
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.
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.
Описание собранного устройства
Вот что у меня получилось. Выглядит так себе, но главное работает.
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.
Заключение
Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.
Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора. При перезаряде начинет “кипеть” электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.
Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.
Купить автомобильное зарядное устройство
На Алиэкспрессе есть действительно хорошие и толковые зарядки, которые намного легче обыкновенных трансформаторных зарядных устройств. Их цена в среднем от 1000 рублей.
Недавно ко мне обратился человек с просьбой собрать для него компактное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Клиент попросил уделить больше внимания именно на компактность, поскольку собирался перепродавать, а если ему все устроит, то заказал бы партию таких зарядников.
Поскольку устройства для продажи, то было решено сделать импульсное зарядное устройство на базе компактного, но в то же время мощного электронного трансформатора и напичкать схему защитами.
Доработка электронного трансформатора состоит в следующем
- 1) Выходное напряжение с электронного трансформатора 10-12 Вольт, после выпрямителя будет спад, поэтому нужно домотать выходную обмотку трансформатора, чтобы иметь зарядное напряжение в районе 14 Вольт.
- 2) Добавить сетевой фильтр (процесс не обязательный)
- 3) Дополнить системой включения ЭТ без выходной нагрузки (процесс не обязателен, если собираетесь использовать устройство только в качестве ЗУ для автомобильного аккумулятора)
- 4) Приспособить диодный выпрямитель
- 5) Реализовать систему защиты от коротких замыканий, перегрузки и переплюсовки питания
- 6) Добавить систему индикаторов заряда аккумулятора
6 задач, с первого взгляда довольно сложная переделка, но на самом деле ничего сложного нет.
Электронный трансформатор был взят китайского образца на 80 ватт. Стандартный полумостовой инвертор, частота в районе 30кГц, задается динистором серии DB3. Имеется два трансформатора, основной понижающий и трансформатор ОС.
Трансформатор ОС содержит три обмотки – базовые обмотки ключей и обмотку ОС, ключи серии MJE 13005. Для начала реализуем функцию включения без выходной нагрузки, это позволит зарядить аккумуляторы 12 Вольт с малой емкостью или при желании использовать ЗУ в качестве блока питания.
Переделка состоит в следующем.
Для начала выпаиваем обмотку ОС и заменяем ее перемычкой. Дальше на основном трансформаторе мотаем всего два витка проводом 0,4-0,6мм и подключаем обмотку по схеме ниже. Но если собираетесь использовать устройство только для зарядки аккумуляторов, то данный процесс переделки не обязателен.
Резистор нужен с мощностью 3-10 ватт, в ходе работы он будет перегреваться (всегда теплый).
После этой переделку наш блок питания имеет функцию защиты от КЗ и систему включения без нагрузки. Но при КЗ ключи запираются и будут перегреваться до тех шпор пока не выйдут из строя, т.е схема не отключается, что приведет к выходу из строя при КЗ 5-10 секунд, нам такого не надо, поэтому сделаем отдельную защиту от КЗ.
Защита от короткого замыкания , переплюсовки полярноси и перегруза собрана на отдельной плате. Силовой транзистор использован серии IRFZ44, но при желании можно заменить на более мощный IRF3205 или на любой другой силовой ключ, который имеет близкие параметры. Можно использовать ключи из линейки IRFZ24, IRFZ40, IRFZ46, IRFZ48 и другие ключи с током более 20 Ампер. В ходе работы полевой транзистор остается ледяным,. поэтому в теплоотводе не нуждается.
Второй транзистор тоже не критичен, в моем случае использован высоковольтный биполярный транзистор серии MJE13003, но выбор большой. Ток защиты подбирается исходя из сопротивления шунта – в моем случае 6 резисторов по 0,1Ом параллельно, защита срабатывает при нагрузке 6-7 Ампер. Более точно можно настроить вращением переменного резистора, таким образом я настроил ток срабатывания в районе 5 Ампер.
Мощность блока питания довольно приличная, выходной ток доходит до 6-7 Ампер, что вполне достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.
Резисторы шунта выбрал с мощностью 5 ватт, но можно и на 2-3 ватт.
Дальше нужно увеличить выходное напряжение блока питания от 10-12 до 14 Вольт. Для этого нужно домотать вторичную обмотку дополнительными тремя витками, это повысит напряжение на 3 Вольта. Поскольку количество витков небольшое, то можно не разбирать сердечник. Обмотка намотана миллиметровым проводом в том же направлении, что и заводская обмотка.
Дальше нужно последовательно подключить новую и промышленную обмотку. После завершения намотки приступаем к выпрямителю. Решил долго не искать диоды и взять сборки ШОТТКИ из компьютерных блоков питания. Для выпрямителя нужны 3 полностью аналогичные сборки или же параметры диодов должны быть максимально близки. Тут нужно обязательно использовать импульсные диоды (если есть, то ультрафасты) с током не менее 10 Ампер. Подойдут также и наши КД213.
После сборки мост собираем все блоки вместе и подключаем схему в сеть 220 Вольт через последовательно соединенную лампу накаливания на 60-100 ватт, чтобы в случае чего, схема не бахнула.
Если все сделано правильно, то блок начинает работать сразу, замыкайте выход, должен загореться светодиодный индикатор защиты, который будет гореть до тех пор, пока выходные провода находятся в режиме КЗ.
Если все работает как нужно, то приступаем дальше. Собираем схему индикатора.
Схема срисована из зарядника аккумуляторной отвертки. Красный индикатор свидетельствует о том, что имеется выходное напряжение на выходе БП, зеленый индикатор показывает процесс заряда. С таким раскладом компонентов, зеленый индикатор будет постепенно потухат и окончательно потухнет, когда напряжение на аккумуляторе будет 12,2-12,4 Вольт, когда аккумулятор отключен, индикатор гореть не будет.
Почти все завершили, остался только сетевой фильтр.
Фильтр состоит из дросселя и двух пленочных конденсаторов, один из них подключается перед, второй после дросселя. Сам дроссель взят готовый, от какого-то ИБП, но можно и самому намотать. Мотать лучше на кольце. Две отдельные обмотки по 20 витков проводом 0,5 мм, Пленочные конденсаторы на 0,47 мкФ с рабочим напряжением не менее 250 Вольт, лучше взять на 400.
Вот и все. Осталось только все поместить в корпус. У нас получилось полноценное импульсное зарядное устройство, при желании можно и регулятор мощности приспособить.
Практика применения показала, что даже если не выполнить пункт 1, то напряжение заряда будет в районе 14 Вольт, но это зависит от конкретного вида ЭТ, у некоторых производителей выходное напряжение 13 Вольт, после выпрямителя спад 1 Вольт, но дополнив конденсатором получается напряжение в районе 14-15 Вольт.
Устройство пока на стадии тестов, но работает вполне достойно. Силовые транзисторы инвертора и диодный выпрямитель могут чуток перегреваться, поэтому их желательно укрепить на теплоотводы.
Можно также использовать и более мощные электронные трансформаторы, дополнив те же системы.