Cargadores caseros para baterías de coche: un esquema sencillo. Cargador para batería de automóvil Circuitos de cargador de bricolaje para baterías de automóvil

El cumplimiento del modo de funcionamiento de las baterías recargables y, en particular, del modo de carga, garantiza su funcionamiento sin problemas durante toda su vida útil. Las baterías se cargan con una corriente cuyo valor puede determinarse mediante la fórmula

donde I es la corriente de carga promedio, A., y Q es la capacidad eléctrica nominal de la batería, Ah.

Un cargador clásico para batería de automóvil consta de un transformador reductor, un rectificador y un regulador de corriente de carga. Como reguladores de corriente se utilizan reóstatos de alambre (ver Fig. 1) y estabilizadores de corriente de transistores.

En ambos casos, estos elementos generan una importante potencia térmica, lo que reduce la eficiencia del cargador y aumenta la probabilidad de que falle.

Para regular la corriente de carga, se puede utilizar un acumulador de condensadores conectados en serie con el devanado primario (red) del transformador y que actúan como reactancias que amortiguan el exceso de tensión de la red. En la figura 2 se muestra una versión simplificada de dicho dispositivo. 2.

En este circuito, la potencia térmica (activa) se libera solo en los diodos VD1-VD4 del puente rectificador y el transformador, por lo que el calentamiento del dispositivo es insignificante.

La desventaja de la Fig. 2 es la necesidad de proporcionar una tensión en el devanado secundario del transformador una vez y media mayor que la tensión nominal de carga (~ 18÷20V).

El circuito del cargador, que carga baterías de 12 voltios con una corriente de hasta 15 A, y la corriente de carga se puede cambiar de 1 a 15 A en pasos de 1 A, se muestra en la Fig. 3.

Es posible apagar automáticamente el dispositivo cuando la batería está completamente cargada. No teme los cortocircuitos breves en el circuito de carga ni las roturas en el mismo.

Los interruptores Q1 - Q4 se pueden utilizar para conectar varias combinaciones de condensadores y así regular la corriente de carga.

La resistencia variable R4 establece el umbral de respuesta de K2, que debería funcionar cuando el voltaje en los terminales de la batería es igual al voltaje de una batería completamente cargada.

En la figura. La Figura 4 muestra otro cargador en el que la corriente de carga se regula suavemente desde cero hasta el valor máximo.

El cambio de corriente en la carga se logra ajustando el ángulo de apertura del tiristor VS1. La unidad de control está fabricada sobre un transistor unijuntura VT1. El valor de esta corriente está determinado por la posición de la resistencia variable R5. La corriente máxima de carga de la batería es de 10A, configurada con un amperímetro. El dispositivo está provisto de fusibles F1 y F2 en el lado de red y de carga.

En la siguiente figura se muestra una versión de la placa de circuito impreso del cargador (ver Fig. 4), de tamaño 60x75 mm:

En el diagrama de la Fig. 4, el devanado secundario del transformador debe estar diseñado para una corriente tres veces mayor que la corriente de carga y, en consecuencia, la potencia del transformador también debe ser tres veces mayor que la potencia consumida por la batería.

Esta circunstancia es un inconveniente importante de los cargadores con un tiristor regulador de corriente (tiristor).

Nota:

En los radiadores deben instalarse los diodos del puente rectificador VD1-VD4 y el tiristor VS1.

Es posible reducir significativamente las pérdidas de energía en el SCR y, por lo tanto, aumentar la eficiencia del cargador, moviendo el elemento de control del circuito del devanado secundario del transformador al circuito del devanado primario. Un dispositivo de este tipo se muestra en la Fig. 5.

En el diagrama de la Fig. 5 es similar a la utilizada en la versión anterior del dispositivo. SCR VS1 está incluido en la diagonal del puente rectificador VD1 - VD4. Dado que la corriente del devanado primario del transformador es aproximadamente 10 veces menor que la corriente de carga, se genera relativamente poca energía térmica en los diodos VD1-VD4 y SCR VS1 y no requieren instalación en radiadores. Además, el uso de un SCR en el circuito de devanado primario del transformador hizo posible mejorar ligeramente la forma de la curva de corriente de carga y reducir el valor del coeficiente de forma de la curva de corriente (lo que también conduce a un aumento en la eficiencia de el cargador). La desventaja de este cargador es la conexión galvánica con la red de elementos de la unidad de control, que debe tenerse en cuenta a la hora de desarrollar el diseño (por ejemplo, utilizar una resistencia variable con eje de plástico).

En la siguiente figura se muestra una versión de la placa de circuito impreso del cargador de la Figura 5, de 60x75 mm:

Nota:

Los diodos del puente rectificador VD5-VD8 deben instalarse en los radiadores.

En el cargador de la Figura 5 se encuentra un puente de diodos VD1-VD4 tipo KTs402 o KTs405 con las letras A, B, C. Diodo Zener VD3 tipo KS518, KS522, KS524, o formado por dos diodos zener idénticos con tensión de estabilización total de 16÷24 voltios (KS482, D808, KS510, etc.). El transistor VT1 es unijunción, tipo KT117A, B, V, G. El puente de diodos VD5-VD8 está formado por diodos, con un corriente no menos de 10 amperios(D242÷D247, etc.). Los diodos se instalan en radiadores con un área de al menos 200 cm cuadrados, y los radiadores se calentarán mucho; se puede instalar un ventilador en la caja del cargador para ventilación;

Ahora no tiene sentido montar usted mismo un cargador para baterías de automóvil: hay una gran selección de dispositivos prefabricados en las tiendas y sus precios son razonables. Sin embargo, no olvidemos que es bueno hacer algo útil con sus propias manos, especialmente porque un cargador simple para la batería de un automóvil se puede ensamblar a partir de piezas de desecho y su precio será una miseria.

Lo único que debe advertirse de inmediato es que los circuitos sin regulación precisa de corriente y voltaje en la salida, que no tienen un corte de corriente al final de la carga, son adecuados para cargar solo baterías de plomo-ácido. ¡En caso de AGM y el uso de tales cargas se daña la batería!

Cómo hacer un dispositivo transformador simple

El circuito de este cargador transformador es primitivo, pero funcional y se ensambla a partir de piezas disponibles; el tipo más simple de cargadores de fábrica está diseñado de la misma manera.

En esencia, es un rectificador de onda completa, de ahí los requisitos para el transformador: dado que el voltaje en la salida de dichos rectificadores es igual al voltaje nominal de CA multiplicado por la raíz de dos, entonces con 10 V en el devanado del transformador obtenga 14.1V en la salida del cargador. Puede tomar cualquier puente de diodos con una corriente continua de más de 5 amperios o ensamblarlo a partir de cuatro diodos separados; también se selecciona un amperímetro de medición con los mismos requisitos de corriente. Lo principal es colocarlo sobre un radiador, que en el caso más sencillo es una placa de aluminio con una superficie mínima de 25 cm2.

El carácter primitivo de un dispositivo de este tipo no es sólo una desventaja: debido a que no tiene ajuste ni apagado automático, se puede utilizar para "reanimar" baterías sulfatadas. Pero no debemos olvidarnos de la falta de protección contra inversión de polaridad en este circuito.

El principal problema es dónde encontrar un transformador de potencia adecuada (al menos 60 W) y con un voltaje determinado. Se puede utilizar si aparece un transformador de filamento soviético. Sin embargo, sus devanados de salida tienen un voltaje de 6,3V, por lo que tendrás que conectar dos en serie, enrollando uno de ellos para que obtengas un total de 10V en la salida. Es adecuado un transformador económico TP207-3, en el que los devanados secundarios se conectan de la siguiente manera:

Al mismo tiempo, desenrollamos el devanado entre los terminales 7-8.

Cargador sencillo regulado electrónicamente

Sin embargo, puede prescindir del rebobinado agregando un estabilizador de voltaje de salida electrónico al circuito. Además, dicho circuito será más conveniente para uso en el garaje, ya que le permitirá ajustar la corriente de carga durante las caídas de voltaje en la fuente de alimentación; también se usa para baterías de automóviles de pequeña capacidad, si es necesario;

El papel del regulador aquí lo desempeña el transistor compuesto KT837-KT814, la resistencia variable regula la corriente en la salida del dispositivo. Al ensamblar el cargador, el diodo Zener 1N754A se puede reemplazar por el soviético D814A.

El circuito del cargador variable es fácil de replicar y se puede ensamblar fácilmente sin necesidad de grabar la placa de circuito impreso. Sin embargo, tenga en cuenta que los transistores de efecto de campo se colocan sobre un radiador, cuyo calentamiento será notable. Es más conveniente utilizar un refrigerador de computadora viejo conectando su ventilador a las salidas del cargador. La resistencia R1 debe tener una potencia de al menos 5 W; es más fácil enrollarla usted mismo con nicrom o fechral o conectar 10 resistencias de un vatio y 10 ohmios en paralelo. No es necesario instalarlo, pero no debemos olvidar que protege los transistores en caso de cortocircuito.

Al elegir un transformador, concéntrese en un voltaje de salida de 12,6-16 V; tome un transformador de filamento conectando dos devanados en serie o seleccione un modelo ya preparado con el voltaje deseado.

Vídeo: El cargador de batería más sencillo.

Rehacer un cargador de computadora portátil

Sin embargo, puede prescindir de buscar un transformador si tiene a mano un cargador de computadora portátil innecesario: con una simple modificación obtendremos una fuente de alimentación conmutada compacta y liviana capaz de cargar baterías de automóviles. Dado que necesitamos obtener un voltaje de salida de 14,1-14,3 V, ninguna fuente de alimentación preparada funcionará, pero la conversión es sencilla.
Veamos una sección de un circuito típico según el cual se ensamblan dispositivos de este tipo:

En ellos, el mantenimiento de un voltaje estabilizado se realiza mediante un circuito del microcircuito TL431 que controla el optoacoplador (no mostrado en el diagrama): tan pronto como el voltaje de salida excede el valor establecido por las resistencias R13 y R12, el microcircuito enciende el LED optoacoplador, informa al controlador PWM del convertidor con una señal para reducir el ciclo de trabajo del transformador de pulso suministrado. ¿Difícil? De hecho, todo es fácil de hacer con tus propias manos.

Una vez abierto el cargador, encontramos no lejos del conector de salida TL431 y dos resistencias conectadas a la Ref. Es más conveniente ajustar el brazo superior del divisor (resistencia R13 en el diagrama): al disminuir la resistencia, reducimos el voltaje en la salida del cargador, al aumentarlo, lo elevamos; Si tenemos un cargador de 12 V necesitaremos una resistencia de mayor resistencia, si el cargador es de 19 V, entonces con una menor.

Vídeo: Carga de baterías de coche. Protección contra cortocircuitos y polaridad inversa. Con tus propias manos

Desoldamos la resistencia y en su lugar instalamos un recortador, preestablecido en el multímetro a la misma resistencia. Luego, después de conectar una carga (una bombilla de un faro) a la salida del cargador, lo encendemos a la red y giramos suavemente el motor de la recortadora, mientras controlamos simultáneamente el voltaje. Tan pronto como obtengamos un voltaje entre 14,1-14,3 V, desconectamos el cargador de la red, fijamos la corredera de la resistencia del cortapelos con esmalte de uñas (al menos para uñas) y volvemos a armar la carcasa. No le llevará más tiempo del que ha dedicado a leer este artículo.

También existen esquemas de estabilización más complejos y ya se pueden encontrar en los bloques chinos. Por ejemplo, aquí el optoacoplador está controlado por el chip TEA1761:

Sin embargo, el principio de configuración es el mismo: cambia la resistencia de la resistencia soldada entre la salida positiva de la fuente de alimentación y la sexta pata del microcircuito. En el diagrama mostrado se utilizan para ello dos resistencias en paralelo (obteniendo así una resistencia que está fuera del rango estándar). También necesitamos soldar un recortador y ajustar la salida al voltaje deseado. A continuación se muestra un ejemplo de uno de estos tableros:

Al verificar, podemos entender que estamos interesados ​​en la resistencia única R32 en esta placa (encerrada en un círculo rojo); necesitamos soldarla.

A menudo hay recomendaciones similares en Internet sobre cómo hacer un cargador casero a partir de una fuente de alimentación de computadora. Pero tenga en cuenta que todos ellos son esencialmente reimpresiones de artículos antiguos de principios de la década de 2000, y dichas recomendaciones no son aplicables a fuentes de alimentación más o menos modernas. En ellos, ya no es posible simplemente aumentar el voltaje de 12 V al valor requerido, ya que también se controlan otros voltajes de salida, e inevitablemente "flotarán" con tal configuración y se activará la protección de la fuente de alimentación. Puede utilizar cargadores de portátiles que produzcan un único voltaje de salida; son mucho más convenientes para la conversión.

Transformador: convierte la tensión de alimentación de red de 220 voltios en los 12 voltios necesarios para nosotros o, en algunos dispositivos, hasta 14,4 voltios (este último corresponde a la tensión de alimentación del automóvil cuando el generador está en funcionamiento)

Un puente de diodos son cuatro diodos conectados entre sí que convierten la electricidad alterna en electricidad directa.

Unidad de control de carga - Uno de los elementos más importantes que controla las corrientes de carga. Le permite cargar completamente la batería sin sobrecargarla (no permite que hierva el electrolito dentro de la batería)

Reguladores, conectores, indicadores y otros controles.

Cables y terminales para conectar a la batería.

Entonces, veamos una de las muestras de cargadores más baratos: el valor de mercado es de aproximadamente $40.

Especificaciones del cargador:

Carga baterías de 10 a 75 amperios hora.
Es posible cargar baterías de 6v o 12v para un coche, moto, scooter, ciclomotor, etc.
(En el panel frontal podemos encontrar visualmente un interruptor especial entre voltajes de batería de 6 o 12 Voltios).
La corriente suministrada a la batería al final de la carga se reduce automáticamente.
(En el panel frontal también podemos ver un amperímetro para indicar la corriente de carga)

Examinando el cargador desde el interior, podemos encontrar los siguientes elementos básicos
- transformador
- puente de diodos
- fusible
- interruptor de voltaje de salida
- cables a los terminales conectados a la batería.

En nuestra versión no hay unidad de control de carga.

En principio, este régimen también tiene derecho a la vida y funciona de la siguiente manera.

Principio de funcionamiento del cargador:

El transformador está diseñado para una determinada corriente de carga, digamos, no más de 7,5 amperios.
Al conectar una batería descargada con una capacidad máxima permitida de 75 amperios, el transformador entrega una corriente máxima permitida de 7,5 amperios, que es 1/10 de la capacidad de la batería.

A medida que la batería se carga, el voltaje en sus terminales aumenta y la corriente de carga disminuye (razón por la cual, debido a las leyes de la física, la corriente suministrada a la batería al final de la carga disminuirá).

Desafortunadamente, es poco probable que un cargador de este tipo finalice el proceso de carga y, si su batería está defectuosa y no alcanza la capacidad requerida, la corriente de carga no disminuirá.

En el mundo moderno, cada vez más personas se inclinan por comprar una batería sin mantenimiento. Si le pasa algo y no carga hay que sustituirlo.

Un cargador sin unidad de control no le ayudará a restaurar las propiedades de la batería, pero, repito, rara vez alguien hace esto hoy en día. Los dispositivos más complejos pueden crear un modo de carga por impulsos, cuando a cada impulso de carga le sigue un impulso de carga. Esto le permite restaurar las propiedades de la batería.

A menudo, los cargadores más avanzados también tienen una función de descarga, ya que la batería siempre debe estar en modo de carga y descarga completa, lo que le permite mantener su capacidad.

Si utiliza baterías que no requieren mantenimiento y simplemente necesita cargar la batería con urgencia después de que el automóvil ha estado inactivo durante mucho tiempo o después de una noche fría, puede fabricar un cargador de este tipo usted mismo.

1. Transformador.
Lo primero que necesitas es un transformador con un voltaje de salida de 12 Voltios - 14 Voltios con un devanado secundario grueso que pueda proporcionar una corriente igual a 1/10 de la capacidad de tu batería.

No debes utilizar un transformador para una calculadora o un reproductor; son de muy bajo consumo. Quizás puedas encontrar un transformador más potente, por ejemplo de un televisor antiguo (como el TS-180-2). Si su transformador no produce el voltaje requerido, usted mismo puede enrollar el secundario requerido, con un alambre de cobre grueso varias vueltas hasta alcanzar el voltaje deseado.

Recuerde, cuando trabaje con un transformador, que está conectado a una red de 220 voltios; ¡tenga mucho cuidado (esto pone en peligro su vida)!

Si logra encontrar o fabricar un transformador de este tipo, deberá comprar un puente de diodos.

2. Puente de diodos

Puente de diodos fabricado en fábrica. Diseñado para altas corrientes de cargador

Este es un producto bastante común; todo lo que necesita saber es para qué corriente debe diseñarse. En nuestro caso, sigue siendo 7,5 amperios.
Si no pudo encontrar un puente de diodos, puede encontrar 4 diodos con el mismo indicador y ensamblar un puente de diodos con ellos.

A continuación, en la salida del puente de diodos, debe instalar un fusible de automóvil para la misma corriente calculada de 7,5 amperios. Si accidentalmente cortocircuitas los terminales o los mezclas en la batería, fundirás el fusible, no el transformador.

3. Amperímetro
Para completar el cuadro, también puedes instalar un amperímetro en serie con el fusible para controlar cuánta corriente fluye desde tu cargador. Al mismo tiempo, podrá comprender el estado actual de la batería.

4. Cables y terminales.
Luego vienen los cables y terminales que se pueden conectar a la batería. Aquí tienes total libertad de acción. Lo mejor es llevar cables de cobre con un espesor de al menos 1 mm. Los terminales pueden ser normales para automóviles o pinzas de cocodrilo como en la versión de fábrica.

También vale la pena colocar un fusible delante del transformador, por ejemplo de 220 voltios y 0,5 amperios, para proteger doblemente su transformador en ambos lados, en términos de corriente de entrada y salida.

Por lo tanto, recibirá un dispositivo que, en algunos pequeños parámetros, será incluso mejor y más confiable que el análogo de fábrica.

Si desea que el dispositivo sea aún más funcional, puede buscar en Internet unidades de control de carga.
Las principales ventajas de la unidad de control de carga de batería:
- regula la corriente de carga - la reduce a valores mínimos hasta que la batería esté completamente cargada
- apaga la unidad de carga cuando la batería está completamente cargada
- descarga la batería por completo para un ciclo de carga limpio y completo
- carga la batería con corrientes pulsadas, alternando carga y descarga para restaurar la capacidad.

En el agitado mundo actual, con baterías sin mantenimiento con una vida útil de cinco años, es poco probable que se renueven las baterías.

En cualquier caso, ¡buena suerte en tus esfuerzos!

Incluso con un automóvil en pleno funcionamiento, tarde o temprano puede surgir una situación en la que necesite una fuente externa: un período de estacionamiento prolongado, luces laterales que se dejan encendidas accidentalmente, etc. Los propietarios de equipos antiguos son muy conscientes de la necesidad de recargar periódicamente la batería; esto se debe a la autodescarga de una batería "cansada" y al aumento de las corrientes de fuga en los circuitos eléctricos, principalmente en el puente de diodos del generador.

Puedes comprar un cargador ya preparado: ellos Disponible en muchas variantes y son de fácil acceso. Pero algunos pueden pensar que será más interesante hacer un cargador para la batería de un automóvil con sus propias manos, mientras que para otros, la posibilidad de hacer un cargador literalmente a partir de material de desecho les ayudará.

Diodo semiconductor + bombilla.

No se sabe a quién se le ocurrió por primera vez la idea de cargar la batería de esta manera, pero este es exactamente el caso cuando se puede cargar la batería. literalmente con medios improvisados. En este circuito, la fuente de corriente es una red eléctrica de 220 V, se necesita un diodo para convertir la corriente alterna en corriente continua pulsante y la bombilla sirve como resistencia limitadora de corriente.

El cálculo de este cargador es tan sencillo como su circuito:

• La corriente que fluye a través de la lámpara se determina en función de su potencia como Yo=P/U, Dónde Ud.– tensión de red, PAG– potencia de la lámpara. Es decir, para una lámpara de 60 W, la corriente en el circuito será de 0,27 A.
• Dado que el diodo corta cada segunda media onda de la sinusoide, la corriente de carga promedio real, teniendo esto en cuenta, será igual a 0,318*yo.