Подзарядное устройство для аккумулятора

Попытка избавить мотоциклиста от вечной нехватки времени для возни со стандартными зарядно – подзарядными блоками, особенно когда страшно вымотанный – возвращаешься ночью после дальней дороги. Наверное каждый мотолюбитель со стажем попадал в ситуацию – когда путешествуя в далеких краях бывает необходимо поставить технику на простой. Или просто есть необходимость ради профилактики подержать аккумулятор в боевом состоянии – пока вы находитесь в отпуске. Или пока нет возможности ездить на мотоцикле.


Кратко о себе. 39 лет. Фанат мотоциклов. Всю жизнь езжу только на Планете-5. Мотоциклом хвастать не буду – скромный ухоженный трудяга. Я сам – профессиональный электронщик. Спецификация – наладка силового привода металлорежущих станков.
Конечно, есть хорошие и умные зарядные устройства. Но попробуйте, положите его в карман рубашки. Кто такой агрегат весом около килограмма – или двух, берете с собой в дальнюю дорогу?.
Короче – перепробовал я зарядники всех мыслимых модификаций. Делал и массу самодельных. Одни очень мощные, другие капризные (или просто опасные – например без гальванической развязки от сети), третьи громоздкие и т.д. Я искал устройство способное быть малогабаритным, надежным, безопасным. Что бы можно было положить не только в рюкзак – а даже в карман рубашки. В раздумьях мне попался блок питания от сотового телефона (китайский – поскольку у нас других нет). Но не самый слабый – есть и помощнее. Выходное напряжение х.х. – 6,5 В. Если верить табличке, выходной ток – до 600 мА. У этого приборчика нет абсолютно никакого контроля за выходным напряжением. Просто трансформаторная развязка. Со свободно плавающим выходом. Мы этим замечательным свойством и воспользуемся. В нашей ситуации – это преимущество. Вскрыл я ему череп – и сделал несложную операцию на мозгах.
Удаляем выходной диод. Родной диод – дохлый по напряжению – убился сам, и убил родной конденсатор при первом включении). Хе хе, ну не подумал я что он такой слабонервный. Очень мне не терпелось проверить свою идею. Родной конденсатор фильтра- от такой жизни на переменном токе -решил подорваться сам, дабы не мучиться. Аминь.
Удаляем выходной конденсатор. (мешает перемотке). В дальнейшем заменяем на более высоковольтный. С 16 вольт – на 25 вольт.
Важно. Не выпаивая трансформатор – (приклеен и провода тонюсенькие) – удаляем вторичку. (там их три, схема автогенераторная – выходная намотана сверху). Сматывать легко – витков очень не много, попутно считаем витки, у меня получилось 13 витков 0,6 мм. – на 6,5 вольт по выходу.
ОЧЕНЬ ВАЖНО!! Не забудьте отметить вывод и направление намотки – иначе обратноходовик превратится в прямоход, и при включении на нагрузку с более низким напряжением –сгорит синим пламенем.
Далее в зависимости от необходимого выходного напряжения пересчитываем новую обмотку. Я намотал около 40 витков. Сколько поместилось. Диаметром 0,35 мм. Вот внешний вид пациента на вскрытии. Торчащие провода – размотанная вторичка. Преднамеренно не отпаял последний вывод – дабы не перепутать направление провода в соответствии с родной обмоткой. Это очень важно. Пустые отверстия – до боли знакомая китайская модификация, я ничего не трогал. Там должен быть в полной конфигурации стоять полноценный диодный мостик. Но устройство – надо признать, и так прекрасно работает.

Что изменил и добавил я – отмечено красным. Диод Д2 – должен быть обязательно высокочастотный – поскольку частота генератора около 40 Кгц. Я поставил КД 212. Достаточно любого диода на ток не менее 0,5 А. Не выбирал специально – просто подвернулся под руку.
Сетевую часть блока – оставляем без изменений. Краткое пояснение – этот блок по схеме обратноходовик с завышенным относительно номинального напряжения 5 вольт. (батареи для сотовых телефонов) – выходное напряжение у таких чудес электроники – от 6 до 8 вольт. Пусть это вас не смущает – так действительно и должно быть. На прямом ходу накапливается энергия в магнитном поле трансформатора – на обратном ходу (ключевой транзистор заперт) – магнитное поле, падая до 0 – наводит ЭДС. Которая через разрядный диод заряжает конденсатор и расходуется на нагрузку. Поэтому такие блоки не боятся замыкания. (в разумных пределах – до минуты).

Вид платы. Синими точками показано что высоковольтная часть (правая) – гальванически отделена от низковольтной через импульсный трансформатор. Красным пунктиром – место расположения трансформатора..

Схема по своей части – типичный “флайбэк” – обратноходовой источник питания. Синим цветом – родной светодиод. Диод D3 (на ваше усмотрение, на напряжение не менее 30 вольт и ток не менее 300 мА.) – для отделения питающей части от аккумулятора. Дело в том что без него – при подключении аккумулятора – светодиод сразу светится, без включения в сеть. Это может дезинформировать о зарядке. А с диодом D3 – светодиод будет светится только при исправно работающем блоке питания. (диод Д3 я впаял позднее – когда обратил внимание на эту досадную оплошность).
Под нагрузкой это устройство (родное – до переделки) по умолчанию чудесно подзаряжает – что батареи с выходом 2,4 вольта, что с напряжением 5 вольт. Замечательная вещица – не шучу. Когда выход мы присоединяем к аккумулятору – за счет избыточности напряжения идет заряд. За счет ограниченной выходной мощности – приемлемый ток подзаряда. Вот клиент после трепанации черепа. Диод КД 212 – с любой буквой. Резистор 2 кОм добавлен для нормальной работы светодиода – поскольку напряжение возросло, и без дополнительного резистора светодиод и родной резистор сгорит.

Включаем в сеть. В результате у меня от типового подзарядного устройства – почти без затрат, я получаю выходное напряжение за 25,6 вольта. (тут я чуток переборщил – потом немного отмотал витков, напряжение уменьшил до 21 вольт). Это просто продемонстрировал возможности перемотки микро-трансформатора. Намотать около 30-40 витков совсем не сложно. Запас окна трансформатора приличный.

И последнее – испытания. Проверял на предварительно разряженном аккумуляторе – с начальным напряжением 10,8 вольт. Напряжение Х.Х. с 21 вольта естественным образом (из-за малой мощности устройства, и особенности работы таких устройств – упал на нагрузке до 11 вольт. Ток заряда был весьма стабилен и оставался на всем протяжении подзаряда – на уровне 0,16 А. К исходу 3-х суток аккумулятор значительно повеселел, и стал слегка попердывать пузырьками. Примерно раз в минуту. Напряжение на выводах батареи достигло 14,7 вольт и замерло на этом уровне. Прибор переключен в режим амперметра – на диапазоне 10 Ампер. Под платой – лежит спичечный коробок.

Конечный результат.

Габарит – спичечный коробок + 13. Вес – около 50 грамм. Легко помещается в кармане рубашки. В корпусе крышки я просверлил несколько отверстий диаметром 4 мм , выяснилось что в закрытом наглухо блоке – явно ощутимый перегрев через час – полтора работы. Не стал рисковать.
Ну вот пожалуй и все. Ради эксперимента я этот блок зацепил на авто аккумулятор 55 АЧ. Держал в течении всей зимы – в подполе, температура + 3-5 градуса. Напряжение на выводах аккумулятора замерло на уровне 13,1 вольта. Уровень электролита за зиму понизился на 3-5 мм.Такие дела.
Мотоциклетный аккумулятор с залитым по верхнюю риску электролитом – за 2 месяца подзаряда теряется уровень как раз до нижней риски. Таким образом у этого подзарядника имеется сразу достоинство – зарядка стабильным током – что обеспечивает 100% заряд. Но также и недостаток – при неизменном токе – потеря воды из электролита на электролиз.
Частично компенсировать этот в некотором роде недостаток можно подключив паралельно выходу стабилитрон на рабочее напряжение около 13,5 вольт. (достаточно мощный – типа Д815 – напряжение придется подбирать, т.к. у них разброс по опорному напряжению может достигать 1-2 вольт), тогда вы можете оставить это устройство включенным на заряд хоть на полгода – батарея гарантировано будет защищена от выкипания электролита. Если сделать это с помощью микропереключателя – то получится универсальное подзарядное устройство.
Если вам понравится этот трудяга гномик. – то в следующей статье я расскажу вам как из чуть большего подзарядника, (такого же типа – но 6,5 вольт 1000 мА) сделать регулируемый блок питания. По сути это уже будет полноценное зарядное устройство – в нем уже будет и ограничение выходного напряжения от 3,5 до 20 вольт – на ваше усмотрение.
В таком блоке в качестве обратной связи – применяется оптопара. Т.е. этот прибор вы также можете использовать и по прямому назначению – заряжать аккумулятор сотового телефона в пути. Питать плеер, да мало ли возможностей применения такого универсального источника питания. Или с гибко регулируемым током подзаряда от 100 до 400 мА. Или ступенчатым – как вам больше понравится. Т.е. – это уже вполне серьезное, реальное зарядное устройство. Если таких сделать два – то вполне реально в течение 7-10 часов способное полностью поднять напрочь посаженный аккумулятор. Выход вы сами по желанию можете сделать произвольным. Поскольку у таких блоков есть заводская обратная связь по выходному напряжению – через оптронную развязку. Это позволит вам сделать жесткую фиксацию напряжения на уровне скажем 13 вольт – и зацепив его на аккумулятор с легкой душой оставить его на консервацию.
И опять – переделок в таком блоке будет мизер, причем детали копеечные. У нас такие зарядники стоят 60 -100 руб. Пока я это устройство сделал как экспериментальное – и только для подзаряда и поддержки аккумулятора в рабочем состоянии на время отсутствия – по принципу – всегда готов..
Под фарой я приспособил гнездо типа “тюльпан” – зацепил провода сразу на ключ зажигания к + батареи. Встроил не в саму фару – на парном витом проводе – предварительно обжав термотрубкой.
Таким образом заехав в гараж сразу втыкаю в разъем зарядник – далее блок в розетку, и пошел отдыхать, зная что мой аккумулятор меня не подведет, в не зависимости от времени моего отсутствия.
Да пребудет с вами великая сила. Электрическая.
(Прошу извинить за топорно нарисованную схемку – лень художничать было).

21 Май 2013

Ваш отзыв