Простое пуско-зарядное устройство своими руками для ВАЗ 2109

Зарядно-пусковое устройство Старт УПЗУ-У3 — схема, описание

Устройство предназначено для зарядки аккумулятора током не более 30А, также для пуска стартера дополнительным током 50А приналичии заряженного аккумулятора.

Пусковое устройство, при подключении параллельно аккумулятору автомобиля, обеспечивает дополнительным током 80А питания стартёра при запуске двигателя. Схема пускателя простая и состоит из двух основных узлов: трансформатора и выпрямителя с фильтром. Трансформатор мощностью 1440VA, после модернизации, использован от СВЧ печи.

Замена вторичной обмотки трансформатора

Вначале при помощи стамески и молотка нужно удалить вторичную обмотка и её каркас. Края окон зачистить надфилем от заусенцев. Стержень трансформатора, особенно углы, изолировать пластиковой пластиной. Для вторичной обмотки необходимо иметь изолированный многожильный медный провод сечением 10мм2. Чтобы получить выходное напряжение в холостом режиме 15В, необходимо намотать семнадцать витков, что соответствует длине провода около четырёх метров. Поместить такое число витков очень сложно из-за большого внешнего диаметра проводника – 6.2мм. Для уменьшения внешнего диметра провода необходимо снять изоляцию. Просто лезвием прорезать изоляцию вдоль всего провода, а затем по частям сдирать изоляцию и начать его изолировать в один слой изоляционной лентой из ацетатной ткани. Теперь имеем новый эластичный провод с внешним диаметром 4.5мм. Нужно ещё подготовить пластиковые прокладки толщиной не более 0.2 мм из различной упаковочной тары, которые нужно проложить между слоями вовремя намотки только внутри окна трансформатора. Не помешает, если заготовите заранее несколько деревянных разной толщины планок для фиксации вовремя намотки витков. После такой подготовки можно начать намотку вторичной обмотки. Как только поместили нужное число витков, не удаляйте остаток провода. Проверьте напряжение на выводах обмотки. Дело в том, что параметры трансформатора могут быть другими и зависят от количества сварных швов.

Компоновка элементов пускателя

Фильтр выпрямителя состоит набора конденсаторов ёмкостью по 2200мк х25В. Ни коем случае нельзя ставить один конденсатор на 10000мк обычными выводами предназначен для печатных плат. Выводы просто раскалятся до красна и т.д. Нужно применить емкость у которого – клеммы под болты предназначены. Такие конденсаторы довольно дорогие.

Несущие элементы нужны только для удобства монтажа диодов и выключателя. Шасси состоит из двух слоёв: на первом слое из стеклотекстолита толщиной 2.5мм устанавливаются все узлы, второй слой ламинита скрывает все выступы крепежных элементов. После монтажа выпрямителя, фильтра и трансформатора всё это монтируем на нишу устройства и закрепляем винтами, которыми крепятся резиновые арматизторы. Проводим окончательный монтаж.

Как проверить работу устройства

Если имеете возможность замерить сопротивление нагрузки 0.15 Ом, тогда проблем нет. Просто нужно достать две спирали от дивана или матраса и создать из них необходимою нагрузку. Далее готовое сопротивление 0.15 Ом подключить пусковику, а вольтметр – к выходу диодного моста. Наблюдая за вольтметром на несколько секунд включить сеть. Напряжение на нагрузке должно быть (12.0 – 12.7) В. При заниженном напряжении – увеличиваем ю ёмкость фильтра, а при превышении – уменьшаем. После проверки и принятых мер пусковик готов к работе.

Представленные на рис. 1 и 2 пусковые устройства эффективно работают при параллельном подключении его к аккумулятору и обеспечивают ток не менее 100 А при напряжении 12 — 14 В. При этом номинальная мощность используемого сетевого трансформатора Т1 — 800 Вт.

Для изготовления сетевого трансформатора удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРа — при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается). Как известно, номинальная рабочая мощность трансформатора зависит от площади сечения магнитопровода (железа) в месте расположения обмоток.

Нужно аккуратно разобрать корпус лабораторного автотрансформатора, удалить контактный движок, и намотать вторичную обмотку толстым проводом в резиновой изоляции, примерно 18 ч- 25 витков (зависит от типа ЛАТРа), проводом сечением не менее 7 мм^2 (можно многожильным).

Затем, с этой обмотки, подавать ток на автомобиль через однололупериодный выпрямитель на силовом диоде типа Д161 -250, соблюдая полярность.

Рис. 1. Пусковое устройство (вариант 1).

Поскольку второй вариант пускового устройства предполагает перемотку и первичной обмотки, то перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего обматать его лакотканью или стеклотканью.

Первичная обмотка трансформатора содержит примерно 260 — 290 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5 — 2,0 мм (провод может быть любого типа с лаковой изоляцией). Намотка распределяется равномерно в три слоя, с межслойной изоляцией.

После выполнения первичной обмотки, трансформатор необходимо включить в сеть и замерить ток холостого хода. Он должен составлять 200 — 380 мА. При этом будут оптимальные условия трансформации мощности во вторичную цепь.

Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше — домотать до получения указанной величины.

Зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной — даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.

При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнить заново.

Вторичная обмотка наматывается изолированным многожильным медным проводом сечением не менее 6 мм^2 (например типа ПВКВ с резиновой изоляцией) и содержит две обмотки по 15 — 18 витков. Наматываются вторичные обмотки одновременно (двумя проводами), что позволяет легко получить одинаковые напряжения в обоих обмотках, которое должно находиться в интервале 12 — 14 В при номинальном сетевом напряжении 220 В.

Измерять напряжение во вторичной обмотке лучше на временно подключённом к клеммам X1, Х2 нагрузочном резисторе сопротивлением 5 — 10 Ом.

Рис. 2. Пусковое устройство (вариант 2).

Соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок.

Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными, с сечением не менее 10 мм^2.

Выключатель SA1 — типа Т3, или любой другой, контакты которого рассчитаны на ток не менее 5 А. В качестве выключателя удобно использовать автоматический предохранитель ПАР-10.

Примечание. Если к любому из представленных пусковых устройств добавить ещё одну обмотку (25 — 30 витков провода ПЭВ-2 диаметром 2 мм), и использовать её для питания одной из приведённых ниже схем зарядных устройств, то «пускачи» станут пуско-зарядными устройствами.

Разъяснения по намотке

Если у вас не получается достичь напряжение 13-14 вольт, тогда просто намотайте на вторичную обмотку 10 витков, замерьте напряжение, теперь это напряжение разделите на количество витков в нашем случае 10 и получите напряжение одного витка, а дальше просто помножьте сколько витков нужно для достижения 13-14 вольт на выходе вторичной обмотки трансформаторного самодельного пускового устройства.

Для понятности давайте рассмотрим пример:

МЫ намотали вторичную обмотку 10 витком, замеряем мультиметром напряжение, у нас к примеру, получилось 20вольт, а нужно примерно 13.

Значит, берем наше напряжение 20 вольт и делим на количество намотанных витков 10 = 20/10=2, число 2 это 2 вольта выдает нам напряжение один виток, значит, как нам достичь 13-14 вольт зная, что один виток выдал 2 вольта.

Берем значение необходимого нам напряжения давайте это будет 14 вольт, и делим его на напряжение одного витка 2 вольта, = 14/2=7, число 7 это количество витков на вторичной обмотке зарядного устройства автомобиля необходимое для достижения 14 вольт выходного напряжения.

Все теперь мотаем наши 7 витков. А к выходам этих витков согласно схема пускового устройства для автомобиля своими руками которая расположена выше присоединяем наши диоды, некоторые автолюбители ещё используют и схему с одним диодом и одной лампой на 12 в 60-100 ватт.

Собственно и всё, дальше всё зависит от Вашей фантазии и умелых рук!

Требования к зарядному устройству аккумулятора

Прежде чем сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, рассмотрим требования, предъявляемые к зарядке АКБ.

• Зарядный ток не должен превышать рекомендованный производителем батареи. Если зарядный ток не указан (неизвестен), то он не должен превышать 10 % от принятой ёмкости аккумулятора.
• В конце процесса зарядки ток желательно уменьшить, чтобы избежать «закипания» электролита.
• Недопустима перезарядка АКБ. Как только напряжение на клеммах заряжаемой батареи достигнет значения 13,8 ± 0,15 В, зарядку стоит прекратить. Это будет существенно для AGM и гелевых батарей.
• При пропадании сетевого напряжения не должна происходить разрядка батареи через зарядное устройство. Глубокий разряд для свинцовой АКБ губителен.

Исходя из вышесказанного, определяем требования к зарядному устройству:

• Должно обеспечивать регулировку зарядного тока.
• Потребуется наличие встроенных измерительных приборов – амперметра и вольтметра, — позволяющих контролировать ток заряда и напряжение на клеммах АКБ.
• Обязательно наличие цепей, предотвращающих разряд АКБ через зарядное устройство при пропадании сетевого напряжения.

Полезно. Первый и второй пункты могут выполняться оператором вручную, но существуют и автоматические ЗУ, самостоятельно регулирующие ток во время зарядки и отключающие батарею, как только она полностью зарядится. Третий пункт должен выполняться независимо от сложности схемы ЗУ.

По этой схеме собрать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А (размеры трансформатора внушительные, примерно 15х15х15 см. и выше). Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Настройка прибора сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру (мультиметру, авометру).

Примеры схем

Двухфазные устройства

Двухфазное зарядно-пусковое устройство для автомобиля на сегодняшний день является самым распространенным. Трансформаторы для него, как правило, подбираются разделительного типа. При этом электрическая катушка устанавливается непосредственно на него. В данном случае мощность трансформатора рассчитывается исходя из показателя предельного напряжения.

Блоки питания для цепи подходят на 20 В. Чтобы сделать разъем под силовой кабель, многие специалисты советуют использовать конвекционные конденсаторы. При этом зажимы можно подобрать отдельно. Стабилизаторы в данном случае целесообразнее устанавливать многоканальные. Если электронная катушка куплена качественная, то фильтры для прибора можно не подбирать.

Простые пусковые устройства для автомобиля. Схемы.

Как сделать пуско-зарядное устройство своими руками, чтобы оно наверняка заработало? Нужно соблюдать параметры деталей. Мощность указанных на картинке тиристоров – не менее 80 А (если будет использоваться диодный мост, то от 160 А). Диоды на ток – 100–200 А. Транзистор – КТ361 либо КТ 3102 (можно любой другой с такими же параметрами). Мощность используемых резисторов – от 1 Вт.

Собранное своими руками зарядно-пусковое устройство подключается через зажимы-крокодилы к АКБ в соответствии с полярностью. При нормально заряженной батарее с ПЗУ энергия поступать не будет. Если же АКБ не функционирует, тиристорный переход откроется, и зарядный ток пойдёт на батарею и стартер.

Пусковое устройство

Сама схема пускового устройства довольно проста, но требует правильного изготовления сетевого трансформатора. Для него удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРА — при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается). Перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего его обматываем лакотканью или стеклотканью.

Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше — домотать до получения указанной величины. При этом следует учитывать, что зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной — даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.

При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнять заново.

Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок («плюс» диода соединен с крепежной гайкой).

Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными (лучше, если медные), с сечением не менее 10 кв. мм (не путать с диаметром). На концах провода, после облуживания, припаиваются соединительные наконечники. Контакты включателя S1 должны быть рассчитаны на ток не менее 5А, например типа Т3.

Расчёт обмоток трансформатора

Сначала нужно подобрать магнитопровод, сечение которого должно быть не меньше 37 кв. см. Чтобы рассчитать количество витков в первичной обмотке, необходимо воспользоваться формулами: Т = 30/S, где S – площадь магнитопровода и N = 220*Т, то есть W1 = 220*30/37 = 178 витков. Для обмотки необходимо использовать изолированный провод сечением не менее 2 кв. мм. Формула для вторичной обмотки: W2 = 16*Т = 16*30/37 = 13 витков. Здесь понадобится шина из алюминия площадью 36 кв. мм.

Стоит заметить, что формулы не всегда могут выдавать точное число обмоток (особенно вторичной), поэтому можно применить метод подбора. Намотав первичную обмотку, накрутите несколько витков вторичной и измерьте получившееся напряжение, не обрезая шину. Таким образом нужно добиться на выходе значения 14–16 В.

Дело будет обстоять проще, если у вас имеется ЛАТР – лабораторный трансформатор. От него нужно взять сердечник. Количество витков первичной обмотки – 265–295. Используйте изолированный провод сечением 2 мм. Намотку производите в три слоя. Далее обязательно проверьте значение тока холостого хода (включите мультиметр в разрыв между сетью 220 В и одним из концов обмотки). Прибор должен показывать 210–390 мА. Если показания больше, число витков нужно увеличить, в противном случае, наоборот, уменьшить. Вторичная обмотка разделена на две секции, в каждой из которых 15–18 витков. Здесь понадобится провод сечением 10 кв. мм.

Совсем элементарная схема простейшего зарядного устройства АКБ автомобилей

Диоды Д 242, Д 242А, конденсатор электролитический 2200 мкф 25 В

1 обмотка на 220 В, 2 обмотка 15 В от 6 А и можно до 15 А, ТС 180-2 от старого лампового ЧБ телевизора вполне подойдёт.

Данная схема ЗУ имеет большие пульсации на выходе.

Расчёт выпрямителя

Далее рассмотрены параметры электронных компонентов (помимо указанных выше), применяемых в обеих схемах:

• Диоды. Максимальный пропускаемый ток не должен быть менее 100 А. Это могут быть В200, Д141, 2Д141, 2Д151 и иные аналогичные детали. Вместо КД105 не возбраняется применять КД209 или даже Д226. Стабилитрон – Д808, 2С182 и т. п.
• Тиристоры. I = 80 А и более: ТС185, Т15-80, Т15-100, Т161, Т125 и т. п. Если используется вариант выпрямления тока с диодным мостом, тиристоры будут мощнее вдвойне: Т15, Т160, Т250, Т16 и другие, аналогичные.
• Транзисторы. Здесь важен коэффициент усиления h = 21э. Это КТ361 либо КТ3107 проводимостью n-p-n. Вместо КТ816 подойдёт и КТ814.
• Резисторы. Желательно, чтобы их мощность была не менее 1 Вт.
• Выключатель. Должен держать ток от 6 А.

Другие схемы ЗУ для различного типа АКБ

Подбор сечения проводов

Подбирая выходные провода, которые будут присоединяться к аккумулятору, нужно помнить, что их диаметр не может быть меньше такого же параметра вторичной обмотки. Лучше использовать многожильный медный кабель, используемый в сварочных аппаратах, где каждый проводок имеет сечение 2,5 кв. мм. Такую же площадь должен иметь провод, посредством которого самодельный аппарат будет подключаться к сети. Не забудьте приобрести мощные зажимы-крокодилы для подключения к клеммам АКБ.

Схема ЗУ с автоматическим отключением АКБ