Аккумуляторами в электротехнике приято называть химические источники тока, которые могут пополнять, восстанавливать израсходованную энергию за счет приложения внешнего электрического поля.

Устройства, которыми подают электроэнергию на пластины аккумулятора, называют зарядными: они приводят источник тока в рабочее состояние, заряжают его. Чтобы правильно эксплуатировать АКБ, необходимо представлять принципы их работы и зарядного устройства.

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

1. питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии;

2. потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости.

В первом случае аккумулятор разряжается, а во втором — получает заряд. Существует много конструкций аккумуляторов, но, принципы работы у них общие. Разберем этот вопрос на примере никель-кадмиевых пластин, помещенных в раствор электролита.

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

1. внешняя, приложенная на выходные клеммы;

2. внутренняя.

При разряде на лампочку во внешней приложенной схеме из проводов и нити накала протекает ток, образованный движением электронов в металлах, а во внутренней части — перемещаются анионы и катионы через электролит.

Окислы никеля с добавлением графита составляют основу положительно заряженной пластины, а губчатый кадмий используется на отрицательном электроде.

При разряде аккумулятора часть активного кислорода окислов никеля перемещается в электролит и движется на пластину с кадмием, где окисляет его, снижая общую емкость.

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор.

На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

Эта энергия заставляет течь ток во внутренней цепочке аккумулятора в направлении, противоположном разряду, когда частицы активного кислорода «выдавливаются» из губчатого кадмия и через электролит поступают на свое прежнее место. За счет этого происходит восстановление израсходованной емкости.

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда.

Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

Слишком маленькие токи при зарядке значительно удлиняют время восстановления израсходованной емкости. При частом применении замедленного заряда повышается сульфатация пластин, снижается емкость. Поэтому приложенную к аккумулятору нагрузку и мощность зарядного устройства всегда учитывают для создания оптимального режима.

Как работает зарядное устройство

Современный ассортимент аккумуляторов доволен обширен. Для каждой модели подбираются оптимальные технологии, которые могут не подойти, быть вредными для других. Производители электронного и электротехнического оборудования опытным путем исследуют условия работы химических источников тока и создают под них собственные изделия, отличающиеся внешним видом, конструкцией, выходными электрическими характеристиками.

Зарядные конструкции для мобильных электронных приборов

Габариты зарядных устройств для мобильных изделий разной мощности значительно отличаются друг от друга. Они создают специальные условия работы каждой модели.

Даже для однотипных аккумуляторов типоразмеров АА или ААА разной емкости рекомендуется использовать свое время зарядки, зависящее от емкости и характеристик источника тока. Его величины указываются в сопроводительной технической документации.

Определенная часть зарядных устройств и аккумуляторов для мобильников снабжаются автоматической защитой, отключающей питание по завершении процесса. Но, контроль за их работой все же следует осуществлять визуально.

Зарядные конструкции для автомобильных АКБ

Особенно точно соблюдать технологию зарядки следует при эксплуатации автомобильных аккумуляторов, призванных работать в сложных условиях. Например, зимой в мороз с их помощью необходимо раскрутить через промежуточный электродвигатель — стартер холодный ротор двигателя внутреннего сгорания с загустевшей смазкой.

Разряженные либо неправильно подготовленные аккумуляторы с этой задачей обычно не справляются.

Эмпирическими методами выявлена взаимосвязь тока зарядки для свинцовых кислотных и щелочных аккумуляторов. Принято считать оптимальным значением заряда (амперы) в 0,1 величину емкости (амперчасы) для первого вида и 0,25 — для второго.

Например, АКБ имеет емкость 25 ампер часов. Если он кислотный, то его необходимо заряжать током 0,1∙25=2,5 А, а для щелочного — 0,25∙25=6,25 А. Чтобы создавать такие условия потребуется использовать разные приборы или применить один универсальный с большим количеством функций.

Современное зарядное устройство для кислотных свинцовых батарей должно поддерживать ряд задач:

контролировать и стабилизировать ток заряда;

учитывать температуру электролита и не допускать его нагрева более 45 градусов прекращением питания.

Возможность проведения контрольно-тренировочного цикла для кислотной батареи автомобиля с помощью зарядного устройства является необходимой функцией, включающей три этапа:

1. полный заряд аккумулятора до набора максимальной емкости;

2. десятичасовой разряд током 9÷10% от номинальной емкости (эмпирическая зависимость);

3. повторный заряд разряженного аккумулятора.

При проведении КТЦ контролируют изменение плотности электролита и время завершения второго этапа. По его величине судят о степени износа пластин, длительности оставшегося ресурса.

Зарядные устройства для щелочных батарей можно применять менее сложных конструкций, ибо такие источники тока не так чувствительны к режимам недостаточной зарядки и перезаряда.

График оптимального заряда кислотно-щелочных аккумуляторов для автомобилей показывает зависимость набора емкости от формы изменения тока во внутренней цепи.

В начале технологического процесса зарядки рекомендуется поддерживать ток на максимально допустимом значении, а затем снижать его величину до минимальной для окончательного завершения физико-химических реакций, осуществляющих восстановление емкости.

Даже в этом случае требуется контролировать температуру электролита, вводить поправки на окружающую среду.

Полное завершение цикла зарядки свинцовых кислотных аккумуляторов контролируют по:

восстановлению напряжения на каждой банке 2,5÷2,6 вольта;

достижению максимальной плотности электролита, которая перестает изменяться;

образованию бурного газовыделения, когда электролит начинает «закипать»;

достижению емкости батареи, превышающей на 15÷20% величины, отданной при разряде.

Формы токов зарядных устройств для аккумуляторов

Условие зарядки аккумулятора состоит в том, что на его пластины должно подводиться напряжение, создающее ток во внутренней цепи определенного направления. Он может:

1. иметь постоянную величину;

2. или изменяться во времени по определенному закону.

В первом случае физико-химические процессы внутренней цепи идут неизменно, а во втором — по предлагаемым алгоритмам с цикличным нарастанием и затуханием, создающим колебательные воздействия на анионы и катионы. Последний вариант технологии применяется для борьбы с сульфатацией пластин.

Часть временны́х зависимостей тока заряда иллюстрируется графиками.

На нижней правой картинке видно явное отличие формы выходного тока зарядного устройства, использующего тиристорное управление для ограничения момента открытия полупериода синусоиды. За счет этого регулируется нагрузка на электрическую схему.

Естественно, что многочисленные современные зарядные устройства могут создавать и другие формы токов, не показанные на этой диаграмме.

Принципы создания схем для зарядных устройств

Для питания оборудования зарядных устройств обычно используется однофазная сеть 220 вольт. Это напряжение преобразуется в безопасное пониженное, которое прикладывается на входные клеммы аккумулятора через различные электронные и полупроводниковые детали.

Существует три схемы преобразования промышленного синусоидального напряжения в зарядных устройствах за счет:

1. использования электромеханических трансформаторов напряжения, работающих по принципу электромагнитной индукции;

2. применения электронных трансформаторов;

3. без использования трансформаторных устройств, основанных на делителях напряжения.

Технически возможно инверторное преобразование напряжения, которое стало широко применяться для , частотных преобразователей, осуществляющих управление электродвигателями. Но, для зарядки аккумуляторов это довольно дорогое оборудование.

Схемы зарядных устройств с трансформаторным разделением

Электромагнитный принцип передачи электрической энергии из первичной обмотки 220 вольт во вторичную полностью обеспечивает отделение потенциалов питающей цепи от потребляемой, исключает попадание ее на аккумулятор и повреждение при возникновении неисправностей изоляции. Этот метод наиболее безопасен.

Схемы силовых частей устройств с трансформатором имеют много разных разработок. На картинке ниже показаны три принципа создания разных токов силовой части от зарядных устройств за счет использования:

1. диодного моста со сглаживающим пульсации конденсатором;

2. диодного моста без сглаживания пульсаций;

3. одиночного диода, срезающего отрицательную полуволну.

Каждая из этих схем может применяться самостоятельно, но, обычно одна из них является основой, базой для создания другой, более удобной для эксплуатации и управления по величине выходного тока.

Применение комплектов силовых транзисторов с цепочками управления в верхней части картинки на схеме позволяет уменьшать выходное напряжение на контактах вывода цепи зарядного устройства, что обеспечивает регулировку величин постоянных токов, пропускаемых через подключенные аккумуляторы.

Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже.

Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки.

Эффективно работает эта же средняя схема при замене в диодном мосту двух противоположных диодов тиристорами, одинаково регулирующими силу тока в каждом чередующемся полупериоде. А устранение отрицательных полугармоник возложено на оставшиеся силовые диоды.

Замена единичного диода на нижней картинке полупроводниковым тиристором с отдельной электронной схемой для управляющего электрода, позволяет уменьшать импульсы тока за счет более позднего их открытия, что тоже используется для различных способов зарядки аккумуляторов.

Один из вариантов подобной реализации схемы показан на рисунке ниже.

Сборка ее своими руками не составляет особого труда. Она может быть выполнена самостоятельно из доступных деталей, позволяет заряжать аккумуляторы токами до 10 ампер.

Промышленный вариант схемы трансформаторного зарядного устройства «Электрон-6» выполнен на базе двух тиристоров КУ-202Н. Для регулирования циклами открытия полугармоник для каждого управляющего электрода создана своя схема из нескольких транзисторов.

Среди автолюбителей пользуются популярностью устройства, позволяющие не только заряжать аккумуляторы, но еще и использовать энергию питающей сети 220 вольт для параллельного подключения ее к запуску двигателя автомобиля. Их называют пусковыми или пускозарядными. Они обладают еще более сложной электронной и силовой схемой.

Схемы с электронным трансформатором

Такие устройства выпускаются производителями для питания галогенных ламп напряжением 24 или 12 вольт. Они стоят относительно дёшево. Отдельные энтузиасты пытаются подключить их для зарядки маломощных аккумуляторов. Однако, эта технология широко не отработана, имеет существенные недостатки.

Схемы зарядных устройств без трансформаторного разделения

При последовательном подключении нескольких нагрузок к источнику тока общее напряжение входа делится по составным участкам. За счет этого способа работают делители, создающие понижение напряжения до определённой величины на рабочем элементе.

На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика.

Внутренняя электрическая схема полностью помещена в заводской изолированный корпус, исключающий контакт человека с потенциалом сети при зарядке.

Этот же принцип пытаются реализовать многочисленные экспериментаторы для зарядки автомобильных аккумуляторов, предлагая схему подключения от бытовой сети через конденсаторную сборку или лампочку накаливания мощностью в 150 ватт и , пропускающий импульсы тока одной полярности.

Подобные конструкции можно встретить на сайтах мастеров «сделай сам», расхваливающих простоту схемы, дешевизну деталей, возможность восстановления емкости разряженного аккумулятора.

Но, они молчат о том, что:

открытая проводка 220 представляет ;

нить накала лампы под напряжением нагревается, меняет свое сопротивление по закону, неблагоприятному для прохождения оптимальных токов через аккумулятор.

При включении под нагрузку через холодную нить и всю последовательно подключенную цепочку проходят очень большие токи. Кроме того, завершать зарядку следует маленькими токами, что тоже не выполняется. Поэтому аккумулятор, подвергшийся нескольким сериям подобных циклов, быстро теряет свою емкость и работоспособность.

Наш совет: не пользуйтесь этим методом!

Зарядные устройства создаются для работы с определёнными типами аккумуляторов, учитывают их характеристики и условия восстановления емкости. При использовании универсальных, многофункциональных приборов следует выбирать тот режим заряда, который оптимально подходит конкретному аккумулятору.

УСТРОЙСТВО ЗАРЯДНО-ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЕ БЫТОВОЕ ТИПА УЗС-П-12-6,3

УХЛ 3.1

Руководство по эксплуатации.

Введение

ВНИМАНИЕ!

Прежде чем начать работу с устройством зарядным, внимательно изучите настоящее руководство.

При зарядке или подзарядке устройство зарядное следует размещать в специально оборудованном месте или отсеке, исключающем контакт с взрывоопасными газами, а аккумуляторная батарея должна размещаться в хорошо вентилируемой зоне.

Чтобы прекратить зарядку, нужно вначале отсоединить устройство зарядное от питающей сети, затем проводник, ведущий к аккумулятору.

Невозможно перезарядить неперезарежаемые батареи.

Ремонт и техническое обслуживание устройства зарядного должны производиться только в специализированных организациях, имеющих сертификат на ремонт и техническое обслуживание бытовой и радиоэлектронной аппаратуры, бытовых машин и бытовых приборов.

Сохранять руководство по эксплуатации до конца эксплуатации устройства зарядного.

1.Общие указания

1.1. Устройства зарядно-выпрямительные УЗС-П-12-6,3 УХЛ 3.1. «Электроника», «Электроника-М», «Электроника-И» (в дальнейшем-устройство зарядное) с плавным регулированием стабилизированного тока зарядки предназначены для зарядки и подзарядки стартерных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей типа 6 СТ и 3 СТ емкостью до 60 Ач в автоматическом и ручном режимах.

Разрешается заряжать батареи емкостью более 60 Ач, но при этом ток зарядки не должен превышать 6,3 А.

1.2. 12-вольтовая батарея может заряжаться как автоматическом, так и в ручном режимах, а 6-вольтовая батарея заряжается только в ручном режиме. Последовательно соединенные две 6-вольтовые батареи заряжаются как одна 12-вольтовая батарея.

Одновременно может заряжаться только одна 12-вольтовая батарея.

1.3. Устройство зарядное позволяет определить полярность аккумуляторных батарей при отсутствии на них маркировки.

1.4. Устройство зарядное имеет электронную защиту от короткого замыкания со стороны нагрузки и ошибки полярности при подключении их к аккумуляторной батарее.

1.5. При покупке устройства зарядного требуйте проверки его работоспособности.

Проверьте комплектность устройства зарядного. Убедитесь в том, что поставлена дата продажи, подпись продавца и штамп магазина.

1.6. После хранения или перевозки устройства зарядного перед включением в сеть дайте ему прогреться до температуры окружающей среды эксплуатации в течение, не менее, 2-х часов.

2.Технические характеристики

2.1. Питание устройства зарядного осуществляется от сети переменного тока напряжением (220±22) В частотой 50 и 60 Гц.

2.2. Ток зарядки……………………………………………………………………….6,3 А.

2.3. Номинальное напряжение заряжаемой батареи………………………………...12 В.

2.4. Диапазон регулирования стабилизированного тока зарядки……….от 0,2 до 6,3 А.

2.5. Условия эксплуатации устройства:

а) температура окружающего воздуха………………………………..от 10˚С до 40˚С.

б) относительная влажность воздуха до 98% при температуре 25˚С.

2.6. Габаритные размеры, мм, не более……………………………………...255×230×100.

2.7. Масса устройства без упаковки, кг, не более………………………………………3,6.

2.8. Сведения о содержании драгоценных материалов:

Золото………………………………………………………………………..0,0172491 г.

Серебро……………………………………………………………………… 0,021162 г.

3.Комплектность

В комплект поставки входят:

1) устройство зарядное………………………………………………………………..1 шт.

2) тара потребительская……………………………………………………………....1 шт.

3) руководство по эксплуатации……………………………………………………..1 шт.

4.Устройство

4.1 .Органы управления и индикации устройства зарядного выведены на лицевую панель:

В устройстве зарядном «Электроника» стрелочный индикатор предназначен для индикации величины тока зарядки.

В устройстве зарядном «Электроника–И» величина тока зарядки определяется по маркировке, нанесенной около загорающего (включившегося) светодиодного индикатора;

В устройстве зарядном «Электроника-М» величина тока зарядки определяется по нанесенной на панели маркировке;

Регулятор предназначен для регулирования величины тока зарядки.

Индикаторы предназначены для определения режима работы устройства зарядного.

Кнопка КОНТРОЛЬ предназначена для контроля работоспособности и запуска устройства зарядного при подключении незаряженной емкостной нагрузки, а также слабозаряженной аккумуляторной батареи.

Элементы схемы размещены в корпусе. Шнур питания и кабели нагрузки размещены в отсеке устройства.

Ручка предназначена для переноса устройства зарядного в не рабочем состоянии.

У зарядного устройства «Электроника–И» шаг индикации значения зарядного тока составляет:

0,5А – у12 разрядного индикатора тока;

1,0А – у 6 разрядного индикатора тока.

5.Указания мер безопасности

5.1. Устройство зарядное соответствует требованиям ГОСТ Р51318.14.1-99 «Совместимость технических средств электромагнитная» и ГОСТ Р МЭК 60335-2-29-98 «Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов».

1) безнадзорная эксплуатация устройства зарядного;

2) эксплуатация устройства зарядного при снятом кожухе;

3) при работе устройства зарядного закрывать вентиляционные отверстия в его корпусе;

4) использовать предохранители самодельные и не соответствующих номиналов;

5) попадание на зажимы кабелей нагрузки электролита, во избежание нарушения их покрытия. При обнаружении на зажимах следов окисных отложений необходимо удалить их, протерев зажимы и выводы аккумуляторной батареи раствором питьевой соды или 10%раствором нашатырного спирта, а затем промыть водой и насухо протереть;

6) использовать соединительные провода и шнур питания с поврежденной изоляцией;

5.3. По окончании эксплуатации устройство зарядное, не подлежащее ремонту, утилизировать обычным способом – сдавать на полигон твердых отходов.

6.Проверка на работоспособность

Перед эксплуатацией устройства зарядного проверьте его на работоспособность. Для этого:

1. 
   установите регулятор до конца влево, переключатель на режим работы РУЧ. Подключите 12-вольтовую автомобильную лампу накаливания мощностью (10-25) Вт к зажимам кабеля нагрузки.
2. 
   подключите шнур питания к сети, при этом должен включиться (загореться) индикатор, нажмите кнопку КОНТРОЛЬ, не отпуская кнопку поверните ручку регулятора в крайнее правое положение, при этом яркость свечения лампы и индикатора должна возрастать;
3. 
   отключите шнур питания от сети,
4. 
   отключите лампу накаливания.

7.Порядок работы

Режим зарядки батарей согласно требованиям «Инструкции по эксплуатации» батарей аккумуляторных . Рекомендуемая номинальная величина тока зарядки А=0,1С, где С – номинальная емкость батареи.

При работе с устройством зарядным соблюдайте требования безопасности согласно разделу «Введение» и разделу 5 данного руководства по эксплуатации.

Устройство зарядное функционирует только с емкостной нагрузкой. Для запуска устройства зарядного, при подключении к устройству слабозаряженной аккумуляторной батареи или незаряженной емкостной нагрузки, необходимо нажимать кнопку КОНТРОЛЬ до включения устройства (до1/3секунд), что определяется включением индикатора.

В устройстве зарядном «Электроника – М» величина зарядного тока определяется по маркировке, нанесенной на панели, а также по яркости свечения индикатора. Отклонение величины тока зарядки от маркированного значения при номинальном значении напряжения питания не более ±0,5А. При зарядке аккумуляторной батареи с наличием сульфатации значение зарядного тока может отличаться от указанного.

7.1. Работа устройства зарядного при зарядке 12-вольтовой и 6-вольтовой аккумуляторных батарей в ручном режиме .

7.1.1. Установите ручку регулятора в левое крайнее положение, переключатель на режим работы РУЧ.

7.1.2. Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».

7.1.3. Включите устройство зарядное в сеть: должен включиться (загореться) индикатор, установите регулятором тока необходимую величину тока зарядки, при этом должен включиться (загореться) индикатор, сигнализирующий о протекании зарядного тока. Признаком окончания процесса зарядки является обильное газовыделение, кипение во всех элементах батареи, а также постоянство плотности электролита и напряжения на батарее в течение 2-3 часов.

Следует помнить, что кипение наступает также при нагреве электролита свыше 45˚С. В этом случае нужно дать электролиту остыть до 30˚С и затем продолжить зарядку.

7.2. Порядок работы при зарядке 12-вольтовой аккумуляторной батареи в автоматическом режиме.

7.2.1. Установите ручку регулятора в левое – крайнее положение. Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».

7.2.2. Включите устройство зарядное в сеть, при этом должен включиться индикатор.

7.2.3. Установите ручкой регулятора необходимую величину зарядного тока, включается индикатор, переключатель на режим работы АВТ. Стрелочный индикатор в устройстве зарядном «Электроника» показывает величину тока зарядки, далее наступает бестоковая пауза, индикатор отключается, а стрелка индикатора на нулевой отметке. После бестоковой паузы начинается процесс зарядки аккумуляторной батареи: зарядка-пауза-зарядка-пауза-. Длительность бестоковой паузы зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи.

7.2.4. Признаками окончания процесса зарядки являются длительные без токовые паузы, обильное газовыделение, а также постоянство плотности электролита и напряжения на аккумуляторной батарее.

Для окончательной зарядки аккумуляторной батареи рекомендуем в конце процесса зарядки перейти на ручной режим.

ВНИМАНИЕ!

Стабилизация тока зарядки устройства зарядного в режиме «РУЧ.» и в режиме «АВТ.» не осуществляется при зарядке аккумуляторных батарей с наличием сульфатации электродной массы, с прорастанием сепараторов или их разрушением, с короблением электродов, с наличием вредных примесей в электролите. В большинстве случаев при этом происходит самопроизвольное неуправляемое снижение тока зарядки.

7.3. Порядок работы при определнии состояния 12-вольтовой аккумуляторной батареи.

7.3. 1.Подключите к устройству зарядному с помощью кабеля нагрузки аккумуляторную батарею. Зажим со знаком «+» подключите к клемме «+» аккумуляторной батареи, со знаком «-» к клемме «-».

7.3.2. Подключите устройство зарядное к сети. Установите ручкой регулятора необходимую величину тока зарядки, переключатель на режим работы АВТ.

7.3.3. Включается индикатор, а стрелочный индикатор в устройстве зарядном «Электроника» показывает величину тока зарядки, далее наступает бестоковая пауза, отключается индикатор, а стрелка индикатора на нулевой отметке. Проконтролируйте по индикаторам бестоковую паузу. Если бестоковая пауза длится (0,5-1) секунд, аккумуляторную батарею необходимо зарядить. Если бестоковая пауза длится (1-2) минуты, аккумуляторная батарея не требует зарядки.

Описанный временной режим работы устройства может не совпадать при включении аккумуляторной батареи, отработавший свой гарантийный срок, а также при следующих отклонениях в аккумуляторной батарее:

Коррозия токоотводов положительных электродов; оплывание активной массы положительного электрода; коробление электродов; прорастание сепараторов или их разрушение; короткое замыкание между электродами различной полярности; необратимая сульфатация электродной массы, наличие вредных примесей в электролите.

7.4. Определение полярности аккумуляторных батарей при отсутствии на них маркировки.

7.4.1. Подключите зажимы зарядного устройства к клеммам аккумуляторной батареи, ручку регулятора тока установите в крайнее левое положение, переключатель на режим работы РУЧ. Подключите устройство зарядное к сети. Поверните ручку регулятора тока по часовой стрелке. Если при этом включается индикатор, полярность клемм аккумулятора соответствует маркировке на зажимах кабеля нагрузки. Если индикатор не включается, поменяйте местами зажимы и произведите проверку повторно.

8.Правила хранения

8.1. Устройство зарядное должно храниться в помещении при температуре окружаещего воздуха от минус 50˚до 40˚С и относительной влажности до 98% при 25˚С без конденсации влаги.

9. Гарантии изготовителя

Изготовитель гарантирует соответствие устройства зарядного техническим условиям при соблюдении потребителем условий эксплуатации, хранения и транспортирования.

Гарантийный срок эксплуатации – 12 мес. Со дня продажи потребителю через розничную сеть, но не более 3 лет со дня выпуска устройства зарядного.

ПРИМЕЧАНИЯ:

1. 
   Устройства зарядные с нарушенными пломбами и вскрытыми крышками со знаками плавких вставок, гарантийному ремонту не подлежат.
2. 
   На индикаторах тока типа 91С16 вследствие появления статического заряда на корпус, возможно отклонение стрелки индикатора от значения 0 без наличия тока в цепи зарядки. Для снятия статического заряда необходимо доступную часть корпуса индикатора тока протереть х/б ветошью, смоченной спиртом.

Устройство зарядное автоматическое УЗ-А-6/12-6,3-УХЛ 3.1 (в дальнейшем -устройство УЗ-А) предназначено для заряда 6-ти и 12-ти вольтовых стартерных аккумуляторных батарей, установленных на мотоциклах и автомобилях личного пользования.

Перед началом эксплуатации устройства УЗ-А (необходимо изучить настоящее руководство, а также правила по уходу и эксплуатации аккумуляторной батареи.

Устройство УЗ-А имеет плавную установку зарядного тока, электронную схему защиты, обеспечивающую сохранность аккумуляторной батареи при перегрузках, коротких замыканиях и неправильной полярности подключения выходных зажимов. При этом защита выполнена таким образом, что на выходе зарядный ток появляется только в случае, если к выходным зажимам подключен источник напряжения (аккумуляторная батарея).

Устройство УЗ-А рассчитано на эксплуатацию в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха от минус 10 °С до плюс 40 °С и относительной влажности до 98 % при 25 °С.

Данное устройство производит заряд при наличии напряжения на аккумуляторной батарее не менее 4-х вольт.

Технические данные

• Напряжение питающей сети - 220 ± 22 В;
• Частота сети - 50 ± 05 Гц;
• Диапазон установки тока заряда - 0,5 - 6,3 А;
• Автоматическое отключение от аккумуляторной батареи через -10,5 ± 1 ч;
• Потребляемая мощность, не более -145 Вт;
• Переменное напряжение для питания переносной автомобильной лампы (12 или 36±2В).

На лицевой панели расположены:

1. светодиод "СЕТЬ", сигнализирующий о включении устройства в сеть;
2. индикатор тока для контроля тока заряда;
3. кнопка включения устройства зарядного в режим заряда;
4. ручка для установки тока заряда;
5. светодиод, сигнализирующий об окончании цикла заряда.

На заднюю стенку устройства зарядного вынесен радиатор для охлаждения выпрямителя. На радиаторе установлены розетка для питания переносной лампы (12 или 36 В), электропаяльника и др., и предохранитель.

В нижней части корпуса, устройства имеется ниша, в которую укладывается сетевой шнур и кабели с контактными зажимами «+» и «-» для подключения зарядного устройства к соответствующим клеммам аккумулятора.

Рис. 1. Внешний вид устройства зарядного автоматического "Электроника".

Проверка работоспособности зарядного устройства

В условиях продажи зарядного устройства в магазине при отсутствии аккумулятора, а также у потребителя для проверки работоспособности зарядного устройства, допускается кратковременно использовать вместо аккумулятора батарейки из сухих элементов общим напряжением не менее 4 В (удобнее всего использовать батарейку на напряжение 4,5 В, допускается использование последовательно включенных элементов по 1,5 В каждый - не менее 3х элементов).

Проверку производить следующим образом:

1. Установить ручку В в крайнее левое положение.
2. Подключить контактные зажимы зарядного устройства к выводам батареи, соблюдая полярность: зажим «+» устройства к «+» батарейки, а зажим «-» устройства к «-» батарейки.
3. Включить зарядное устройство в сеть переменного тока напряжением 220 В, при этом па лицевой панели устройства загорится светодиод "СЕТЬ" и в зависимости от состояния электронной схемы может загореться светодиод. Нажать кнопку [i]. При этом, если горел светодиод, то он погаснет.
4. Поворотом ручки по часовой стрелке убедиться в изменении тока (ток будет плавно увеличиваться). Это является критерием работоспособности устройства. Примечание. Во избежание преждевременного выхода проверочной батареи из строя рекомендуется проверку тока проводить не более 5 ч- 10 секунд и величину тока устанавливать не более 3-5 А.
5. После проверки выведите ручку (против часовой стрелки до отсутствия показаний зарядного тока. Отключите зарядное устройство от сети и от батарейки.

Требования по технике безопасности

При эксплуатации устройства УЗ-А не допускается:

• замена предохранителя, а также ремонт устройства во включенном состоянии;
• механическое повреждение изоляции сетевого шнура, проводов выходных зажимов, а также попадание на него химически активной среды (кислот, масел, бензина и Т.Д.).

В процессе заряда допускается превышение температуры корпуса устройства над температурой окружающей среды не более 60 °С.

Устройство изделия

Устройство УЗ-А представляет собой выпрямитель с плавной установкой тока. С выводов 3, 6 сетевого трансформатора Т1 напряжение поступает на 2[-полупериодный управляемый выпрямитель, выполненный на тиристорах VS1 и VS2.

Выпрямленное напряжение подается на аккумуляторную батарею через контакты X1 («плюс») и Х2 («минус»). Для контроля величины тока заряда служит индикатор тока РА1.

Для отключения цепи заряда от аккумулятора через 10,5 ± 1 час, управления работой тиристоров и установки необходимого тока заряда служит схема, собранная на транзисторах VT1 + VT11 и микросхеме DD1.

На транзисторе VT1 выполнен формирователь импульсов с частотой 50 Гц, на интегральной схеме DD1 - счетчик импульсов, на транзисторах VT8 и VT10 - делитель частоты на 2, на транзисторе VT6 - управляемый генератор (стабилизатор) тока.

При этом необходимый ток заряда устанавливается потенциометром RP1.

Генератор управляющих импульсов выполнен на транзисторах VTЗ и VT7.

Транзистор VT2 является усилителем этих импульсов по мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема устройства зарядного автоматического "Электроника" - вариант 1 (нумерация деталей выполнена согласно маркировке на заводской схеме).

Рис. 3. Принципиальная схема устройства зарядного автоматического "Электроника" - вариант 2 (нумерация деталей выполнена согласно маркировке на заводской плате).

Рис. 4. Монтажная плата устройства зарядного автоматического "Электроника".

Рис. 5. Монтажная плата устройства зарядного автоматического "Электроника".

На транзисторе VT11 выполнена схема защиты от короткого замыкания и переполюсовки выводов.

Схема на транзисторах VT4 и VT5 служит для переключения устройства в режим уменьшенного тока (через 6 - 8 часов ток уменьшится в 1,3 - 2,5 раза).

На диодах VD7 и VD8 собран выпрямитель питания схемы формирователя импульсов и счетчика. Диоды VD5 и VD6 запрещают подачу импульсов на управляющий электрод тиристора в момент, когда к тиристору приложено обратное напряжение.

Для индикации включения сети и конца заряда служат светодиоды VD2 и VD13.

Предприятие - изготовитель оставляет за собой право замены отдельных элементов схемы, не влияющих на технические характеристики изделия.

Подготовка и порядок работы

Вынуть из ниши сетевой шнур и контактные зажимы.

Установить устройство устойчиво на ручку - подставку.

Установить ручку регулировки в крайнее левое положение.

Подключить контактные зажимы устройства к выводам аккумуляторной батареи, соблюдая полярность:

• «+» зажима устройства к «+» аккумуляторной батареи;
• «-» зажима устройства к «-» аккумуляторной батареи.

Включить устройство в сеть переменного тока напряжением 220 В, при этом на лицевой панели загорится светодиод "СЕТЬ" и в зависимости от состояния электронной схемы может загореться светодиод.

Нажать кнопку [i]. При этом, если после включения горел светодиод И, то он погаснет. Поворотом ручки регулировки установить по индикатору тока необходимый ток заряда.

При заряде аккумуляторной батареи ток заряда в первый момент может возрастать, а затем по мере заряда постепенно уменьшается, что является признаком увеличения ЭДС аккумуляторной батареи. Для улучшения режима заряда аккумулятора через 6-8 часов ток заряда автоматически уменьшится в 1,3 - 2,5 раза.

Через 10,5 часов (± 1 час) устройство автоматически отключается от аккумуляторной батареи, при этом на лицевой панели загорится светодиод.

При нормальных условиях эксплуатации, электрическая система автомобиля самодостаточна. Речь идет об энергоснабжении – связка из генератора, регулятора напряжения, и аккумуляторной батареи, работает синхронно и обеспечивает бесперебойное питание всех систем.

Это в теории. На практике, владельцы автомобилей вносят поправки в эту стройную систему. Или же оборудование отказывается работать в соответствии с установленными параметрами.

Например:

1. Эксплуатация аккумуляторной батареи, которая исчерпала свой ресурс. Элемент питания «не держит» заряд
2. Нерегулярные поездки. Длительный простой автомобиля (особенно в период «зимней спячки») приводит к саморазряду АКБ
3. Автомобиль используется в режиме коротких поездок, с частым глушением и запуском мотора. АКБ просто не успевает подзарядиться
4. Подключение дополнительного оборудования увеличивает нагрузку на АКБ. Зачастую приводит к повышенному току саморазряда при выключенном двигателе
5. Экстремально низкая температура ускоряет саморазряд
6. Неисправная топливная система приводит к повышенной нагрузке: автомобиль заводится не сразу, приходится долго крутить стартер
7. Неисправный генератор или регулятор напряжения не позволяет нормально заряжать аккумулятор. К этой проблеме относятся изношенные силовые провода и плохой контакт в цепи заряда
8. И наконец, вы забыли выключить головной свет, габариты или музыку в автомобиле. Для полного разряда аккумулятора за одну ночь в гараже, иногда достаточно неплотно закрыть дверь. Освещение салона потребляет достаточно много энергии.

Любая из перечисленных причин приводит к неприятной ситуации: вам надо ехать, а батарея не в силах провернуть стартер. Проблема решается внешней подпиткой : то есть, зарядным устройством.

Во вкладке четыре проверенных и надежных схем зарядных устройств для автомобиля от простой до самой сложной. Выбирай любую и она будет работать.

Простая схема зарядного устройства на 12В.

Зарядное устройство с регулировкой тока зарядки.

Регулировка от 0 до 10А осуществляется изменением задержки открывания тринистора.

Схема зарядного устройства для аккумулятора с самоотключением после зарядки.

Для заряда аккумуляторов емкостью 45 ампер.

Схема умного зарядного устройства, которое предупредит о не правильном подключении.

Его совершенно несложно собрать своими руками. Пример зарядного устройства сделанного из бесперебойника.

Зарядное устройство для аккумулятора – это необходимый девайс каждого автолюбителя. Но в силу высокой стоимости и частых поломок, позволить себе купить новое ЗУ может далеко не каждый. Но выход есть.

Если вы имеете определенные навыки и умеете держать в руках инструменты, в том числе и паяльник, то сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками – не составит труда. Ниже более подробно изучим этот вопрос.

Немного полезной информации

Аккумулятором называется накопитель электрического заряда. Во время подачи на него электрического напряжения, происходит накопление энергии, что объясняется химическими изменениями внутри батареи. При подключении источника потребления можно наблюдать обратный процесс, который обусловлен обратным химическим изменением, создающим напряжение в области клеммов устройства. Через нагрузку происходит прохождение тока. То есть, чтобы получить напряжение от аккумуляторной батареи, следует сначала ее зарядить.

Сам процесс заряда батареи происходит по определенным правилам и зависит от вида аккумулятора. Из-за нарушения данных правил возможно уменьшение срока эксплуатации батареи, а также ее емкости.

Именно поэтому параметры для зарядного устройства к автомобильному аккумулятору должны подбираться строго индивидуально, для определенного носителя энергии.

Это возможно в случае со сложными зарядными устройствами, имеющими регулируемые параметры, а также приобретая отдельное ЗУ специально под определенную батарею. Но есть более универсальный и практичный вариант – сделать зарядное устройство своими руками.

Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

В процессе заряда батареи происходит восстановление израсходованной в емкости энергии. С этой целью на клеммы аккумуляторной емкости происходит подача напряжения, которая слегка выше, нежели основные рабочие показатели аккумуляторной батареи. В зависимости от вида зарядного устройства, подаваться может:

1. Постоянный ток. Средняя длительность такого заряда составляет около 10 часов и более, при этом на протяжении всего времени происходит подача фиксированного тока. Напряжение может изменяться в пределах от 13,8 до 14,4 В в самом начале зарядки, а в конце она может снизиться до отметки в 12,8 В. То есть это постепенный метод накопления емкости батареи, который в ходе эксплуатации держится дольше. Но среди минусов можно выделить необходимость в контроле над процессом, так как важно вовремя выключить ЗУ. В случае перезаряда возможно закипание электролита, что снизит функциональность батареи.
2. Постоянное напряжение. При таком типе заряда устройство все время подает напряжение в 14,4 В, при этом происходит изменение значений от больших в начале зарядки, до меньших – в конце. Поэтому перезаряд невозможен, разве что в случае если вы оставите ЗУ на несколько дней. Достоинством является меньшее время для заряда (7-8 часов), и возможность оставить ЗУ без присмотра. Но при частом использовании данного метода возможно более быстрое выхождение батареи из строя, в процессе эксплуатации она будет быстрее разряжаться.

Поэтому, если нет необходимости в быстром заряде батареи, лучше отдать предпочтение первому варианту – с постоянным током. А в случае, когда нужно быстро восстановить работоспособность АБ подойдет постоянное напряжение, но не для многоразового пользования.

Если же задаетесь вопросом, какое лучше зарядное устройство сделать своими руками, то здесь однозначно стоит выбрать вариант с подачей постоянного тока. По схеме этот прибор достаточно прост, и состоит из доступных элементов.

Как узнать состояние батареи?

Необходимость в зарядке аккумулятора автомобиля зависит от уровня заряда. И метод проверки, именуемый в народе как «крутит/не крутит» является не самым удачным методом. Если же батарея «не крутит», например, перед выездом, то вы вообще не сможете завести машину, состояние «не крутит»– критическое и может предполагать крайне негативные последствия для самого аккумулятора.

Самым эффективным и безопасным методом является измерение напряжение при помощи самого простого тестера. Так, при температуре воздуха приблизительно около 20 градусов, зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора такова:

• 12,6-12,7 – батарея полностью заряжена;
• 12,3-12,4 – уровень заряда составляет около 75%;
• 12,0-12,1 – приблизительно 50%;
• 11,8-11,9 – 25%;
• 11,6-11,7 – батарея находится в разряженном состоянии;
• если же показатель находится ниже отметки в 11,6 В, то это означает глубокий разряд.

Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.

Показатель в 10,6 Вольт является критическим, и если уровень еще больше снизится, то аккумуляторная батарея, особенно которая давно обслуживалась, просто выйдет из строя.

Нужные параметры при зарядке постоянным током

Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.

Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.

Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.

Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Обычно с целью пополнения емкости электрического накопителя, необходима бытовая сеть в 220 вольт, преобразовывающаяся в пониженное напряжение с помощью преобразователя. Сделать ЗУ своими руками вполне возможно, скорее, это даже не вызовет никаких проблем. Для этого достаточно будет минимальных знаний в области электротехники и умение пользоваться паяльником, и другими инструментами.

Простые схемы

Самый простой и действенный метод заключается в использовании понижающего трансформатора. С его помощью снижается напряжение в 220 В до необходимых для заряда 13-15 вольт.

Найти трансформаторы такого типа можно в старых ламповых телевизорах или же в блоках питания для компьютера, которые продаются на блошиных рынках. Однако имеется нюанс – на выходе трансформатора переменное напряжение. Поэтому появляется необходимость в его выпрямлении.

Это можно сделать с помощью таких методов:

• Одного выпрямляющего диода, установленного после трансформатора, при этом на выходе подобного зарядного устройства будет наблюдаться пульсирующий ток с сильными ударами, так как срезана только одна полуволна. Ниже представлена самая простая схема с одним диодом.

• Второй метод – это использование диодного моста, благодаря которому отрицательная волна будет заворачиваться вверх. Зарядное устройство тоже будет обладать пульсирующим током, но биение уже будут менее выраженными. Чаще всего в домашних условиях реализовывают именно эту схему, хотя она является далеко не самым лучшим вариантом. Диодный мост можно собрать самостоятельно на любых выпрямляющих диодах. Или же можно не заморачиваться, и приобрести уже готовую сборку.

• Третий вариант – это диодный мост со сглаживающим конденсатором (4000-5000 мкФ, 25 вольт). На выходе данной схемы мы получается постоянный ток, что очень даже подходит для изготовления зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками.

Все вышеперечисленные схемы имеют в своем составе также предохранители типа 1А и приборы для измерения. С их помощью возможно контролировать процесс заряда аккумуляторной батареи. Однако можно исключить их из данных схем, но в таком случае для периодических измерений и контроля над функциональностью прибора необходимо будет использовать мультиметр.

И если в случае с контролем напряжения подобный вариант возможен (просто нужно будет приставлять щупы к клеммам), то вот проконтролировать ток будет достаточно сложно. В таком случае для измерения необходимо будет включать прибор в разрыв цепи. Это означает, что каждый раз для проверки тока потребуется выключать питание, после проводить проверку мультиметром в режиме измерения тока, а потом опять включать питание. Придется разбирать измерительную цепь в обратном направлении. В связи с этим необходимо заранее подумать о применении амперметра хотя бы на 10 А.

Среди недостатков данных схем можно выделить отсутствие возможности регулировки параметров заряда. Поэтому выбирая элементную базу, отдавайте предпочтение таким вариантам, чтобы на выходе сила тока соответствовала тем самым 10% или немного меньше от емкости батареи. Напряжение должно наблюдаться в пределах от 13,2 до 14,4 вольт.

Но что делать в случае, когда ток больше необходимой отметки? Для этого в схему ЗУ следует добавить резистор, который размещают на плюсовом выходе диодного моста непосредственно перед амперметром. По месту необходимо подобрать сопротивление, основной ориентир – ток. При этом мощность резистора должна быть немного больше, так как на него будет рассеиваться лишний заряд, приблизительно 10-20 ВТ.

Еще один нюанс – скорее всего зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, сделанное своими руками по вышеперечисленным схемам будет сильно нагреваться. Чтобы избежать перегорания, можно в схему добавить куллер, который должен располагаться после диодного моста.

Схемы с регулировкой

Недостатком всех данных схем является отсутствие возможности производить регулировку подачи тока. И единственный вариант изменить это – менять сопротивления. Можно поставить переменный подстроечный резистор, что является наиболее простым и эффективным вариантом. Однако более надежно будет произвести ручную регулировку тока в схеме с использованием двух транзисторов и подстроечным резистором.

Ниже предоставлена схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, в которой имеется возможность производить ручную регулировку тока заряда.

Изменение тока заряда происходит при помощи переменного резистора, который необходимо разместить после составного транзистора VT1-VT2, поэтому через него проходит небольшой ток. В связи с этим мощность будет в среднем около 0,5-1 Вт.

Трансформатор с мощностью в 250-500 Вт и вторичная обмотка 15-17 В, при которой диодный мост должен быть собран на диодах с рабочим током в 5% и более.

Следует выбирать транзистор VT1 - П210, так как VT2 можно выбрать из нескольких вариантов. Это германиевые П13-П17 или же кремниевые КТ814, КТ 816. Чтобы отводить тепло и не провоцировать перегрев, следует на металлической пластине или же в области радиатора установить отвод не менее 300 см кв.

Зарядное устройство из блока питания

Для сбора простого зарядного устройства своими руками, необходим самый обыкновенный блок питания от старого компьютера и немного знаний в области радиотехники. При этом характеристики прибора будут очень даже неплохими. С помощью подобного устройства можно заряжать аккумуляторные батареи током не более 10 А, при этом имеется возможность регулировки тока и напряжения заряда.

Основным условием является блок питания с контроллером TL494. Чтобы создать автомобильную зарядку своими руками из блока питания компьютера, необходимо собрать схему, которая представлена ниже на картинке.

1. Откусить провода шин питания, кроме желтый и черных.
2. Произвести соединение желтых проводов между собой и отдельно черных, с учетом полюса «+» и «-» (отталкиваясь от данных на схеме).
3. Перерезать все дорожки, которые ведут к выводам контроллера 1, 14, 15 и 16.
4. Произвести установку на кожух блока питания переменных резисторов, номинал которых будет соответствовать 10 и 4,4 кОм, что необходимо для регулировки напряжения и тока зарядки.
5. При помощи навесного монтажа собрать схему, показанную на картинке выше.

В случае правильного монтажа, на этом доработку можно считать завершенной. Останется только добавить вольтметр, амперметр и провода с крокодильчиками для подключения к батарее.

Имея небольшие знания и умения в области электрики и радиотехнологии, можно с легкостью разобраться с задачей создания зарядного устройства в домашних условиях. Важно соблюдать нюансы, и обращать внимания на мелочи, так как даже банальное несовпадение проводов или же путаница в полюсах может привести устройство в негодность.

Видео «Пошаговая инструкция по сборке зарядного устройства»