Как проверить работоспособность зарядного устройства для автомобильного аккумулятора и осуществить его ремонт

Как отыскать неисправность в зарядном устройстве и устранить его

Приступая к выполнению этой работы, необходимо понимать, что она сопряжена с проведением таких специфических операций, как измерение напряжения, прозвонка электрических цепей в целом и каждого элемента в частности. Это требует наличия определённых навыков общения с электроизмерительными приборами и знания элементарных правил электробезопасности. Если отсутствует и то и другое, то самым правильным будет поручить эту работу специалистам.

Для ремонта зарядного устройства для автомобильного аккумулятора перед началом его разборки обязательно надо убедиться в том, что устройство не подключено к электрической цепи. Крышка прибора легко снимается, если открутить болты, которыми она прикреплена к корпусу.

Начинается проверка с замеров наличия входного питания, для чего зарядное устройство подключается к сети. Замеры производятся на входном разъёме и сначала на одной клемме предохранителя, а затем на другой. Если предохранитель исправный, то питание должно присутствовать на обеих клеммах. Далее проверяется наличие питания на клеммах первичной обмотки трансформатора. Если величина напряжения соответствует показателям электросети, то можно с уверенностью сказать, что цепь подачи питания, в которую входят электрическая вилка, предохранитель и провода, работает нормально.

Дальнейшие измерения производятся, начиная с выходных клемм трансформатора, на разъёмах галетного выключателя, а затем на входе в диодный мостик и на выходе с него. Если отсутствует напряжение на выходных клеммах трансформатора, то это означает, что он вышел из строя и его необходимо заменить. В том случае, когда имеется питание на выходе трансформатора, проверяем его присутствие на разъёмах галетного выключателя. Опять же, если на его входе питание есть, а на выходе нет – он подлежит замене. Замеры на галетном выключателе следует делать, передвигая его в разные положения.

При ремонте зарядного уствройства для автомобильного аккумулятора, обнаружив напряжение на выходных разъёмах галетного выключателя, измеряем его на входе диодного мостика, после чего переходим к замерам на выходе. Если входное напряжение присутствует, а выходное нет, то неисправность следует искать в самом диодном мостике. Монолитные мостики ремонту не подлежат, а значит, их следует просто заменить.

зарядка Наборный мостик можно отремонтировать. Для этого надо отключить от схемы все диоды и проверить каждый на наличие пробоя. Если диод рабочий, то прибор в режиме прозвонки в одну сторону будет показывать какую-то величину, а после того, как концы прибора меняются местами, показаний на нём не должно быть никаких. Диод, на котором показания будут присутствовать в обоих случаях, или в обоих случаях их не будет, неисправен, и его необходимо заменить.

Добившись присутствия напряжения на выходе диодного мостика, следует убедиться в работоспособности амперметра. Сделать это можно очень просто – достаточно подключить прибор к плюсовому и минусовому проводам и включить прибор. Если напряжение будет отсутствовать, при предварительно проверенных всех остальных элементов схемы, следует обойти амперметр. Сделать это можно, соединив между собой его клеммы с помощью кусочка проволоки. Если при этом напряжение на выходе прибора появится, это значит, амперметр нуждается в замене.

Производя замеры в процессе обнаружения неисправности, необходимо помнить, что неисправность может скрываться и в проводах. Так что их прозвонку также следует производить в тех случаях, когда возникли какие-либо сомнения их работоспособности. Если по результатам проверки выявилось слишком большое количество элементов, подлежащих замене, то стоит произвести подсчёты и, возможно, купить новый прибор.

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;

Вариант 1

Это защита наиболее простая и отличается от аналогичных тем, что в ней не используются никакие транзисторы или микросхемы. Реле, диодная развязка – вот и все ее компоненты.

Работает схема следующим образом. Минус в схеме общий, поэтому будет рассмотрена плюсовая цепь.

Если на вход не подключен аккумулятор, то реле находится в разомкнутом состоянии. При подключении аккумулятора плюс поступает через диод VD2 на обмотку реле, вследствие чего контакт реле замыкается, и основной ток заряда протекает на аккумулятор.

Одновременно загорается зеленый светодиодный индикатор, свидетельствуя о том, что подключение правильное.

И если теперь убрать аккумулятор, то на выходе схемы будет напряжение, поскольку ток от зарядного устройства будет продолжать поступать через диод VD2 на обмотку реле.

Если перепутать полярность подключения, то диод VD2 окажется заперт и на обмотку реле не поступит питание. Реле не сработает.

В этом случае загорится красный светодиод, который нарочно подключен неправильным образом. Он будет свидетельствовать о том, что нарушена полярность подключения аккумулятора.

Диод VD1 защищает цепь от самоиндукции, которая возникает при отключении реле.

В случае внедрения такой защиты в зарядное устройство автомобильного аккумулятора, стоит взять реле на 12 В. Допустимый ток реле зависит только от мощности зарядника. В среднем стоит использовать реле на 15-20 А.

Основные ошибки конструирования самодельных зарядных устройств

Ошибки в конструировании связаны с тем, что мастера стремятся сделать схему проще. Приборы нередко состоят только из понижающего трансформатора и выпрямителя без устройств контроля и защиты.

Поэтому в работе с такими упрощенными самодельными ЗУ необходимо придерживаться следующих правил:

1. Постоянно контролировать процесс, не допускать перезаряда. Если нет возможности установить измерительные приборы в устройство, пользуются отдельным мультиметром.
2. Не оставлять без присмотра. Мастера нередко отказываются от установки устройств, которые при превышении допустимых параметров автоматически отключают зарядку. Это иногда оборачивается большими неприятностями при бесконтрольном процессе.
3. Правильно подсоединять минус и плюс, чтобы не повредить пластины АКБ. У заводских приборов есть встроенная защита от такой ошибки.
4. Подсоединять к аккумулятору только что выключенное устройство.
5. Сборку прибора следует проводить аккуратно: на входе опасные для жизни 220 В. Кроме того, ошибки в монтаже способны при включении вывести АКБ из строя.

Если придерживаться этих рекомендаций, можно делать подзарядку даже самым простым прибором, не опасаясь неприятностей.

Принцип работы ПЗУ

Все пуско-зарядные устройства можно поделить на четыре основных вида, каждое из которых работает, как описано ниже:

1. Трансформаторные вполне справляются со своим функционалом, но полностью зависимы от наличия источника электропитания. Они надёжны и долговечны, могут одновременно запустить двигатели нескольких транспортных средств. При этом внушительные габариты и немалый вес не позволяют отнести их к мобильному оборудованию. Они незаменимы для станций технического обслуживания и гаражей со значительным парком автотранспорта. Принцип их действия основан на конструктивном решении: трансформатор сначала понижает сетевое напряжение до значения, равного напряжению в бортовой сети автомобиля, затем выпрямляет его и подаёт на клеммы.
2. Импульсные – это более совершенный вариант, обладающий компактными размерами и доступной стоимостью. Но особенности конструкции приводят к многочисленным недостаткам в работе:
   • эксплуатация возможна исключительно при наличии источника электропитания;
   • весьма чувствительны к скачкам напряжения в сети;
   • при низких температурах наружного воздуха ощутимо снижается эффективность работы и её надёжность.

В связи с этим импульсные ПЗУ постепенно утрачивают свои позиции на рынке, уступая место приборам нового поколения. Что касается принципа функционирования, то тут всё просто: благодаря встроенному инвертору высокой частоты ПЗУ на первоначальном этапе повышает частоту электрического тока, затем понижает и выпрямляет его. Таким образом, обеспечиваются необходимые параметры как для зарядки АКБ, так и для запуска двигателя.

Конденсаторные – хоть и относятся к ПЗУ, но их функционал ограничен пуском мотора. Работа их осуществляется за счёт импульса высокоёмких конденсаторов.

Аккумуляторные – самые современные универсальные устройства, модельный ряд которых постоянно совершенствуется и расширяется. Они мобильны, компактны и надёжны, одним словом, то, что нужно любому автомобилисту. Их удобно всегда иметь под рукой – занимают минимум места, а некоторые способны поместиться даже в кармане.

Исходя из названия понятно, что принцип их действия практически аналогичен автомобильной аккумуляторной батарее, только имеются конструктивные различия. ПЗУ этой разновидности нередко называют бустерами или джамп-стартерами за их способность быстро повышать напряжение. С точки зрения конструкции, это не что иное, как высокоёмкостная АКБ сухого типа.

Конструкция автоматического зарядного устройства

Все детали зарядного устройства размещены в корпусе миллиамперметра В3-38, из которого удалено все его содержимое, кроме стрелочного прибора. Монтаж элементов, кроме схемы автоматики, выполнен навесным способом.

Конструкция корпуса миллиамперметра, представляет собой две прямоугольные рамки, соединенные четырьмя уголками. В уголках с равным шагом сделаны отверстия, к которым удобно крепить детали.

Силовой трансформатор ТН61-220 закреплен на четырех винтах М4 на алюминиевой пластине толщиной 2 мм, пластина в свою очередь прикреплена винтами М3 к нижним уголкам корпуса. На этой пластине установлен и С1. На фото вид зарядного устройства снизу.

К верхним уголкам корпуса закреплена тоже пластина из стеклотекстолита толщиной 2 мм, а к ней винтами конденсаторы С4-С9 и реле Р1 и Р2. К этим уголкам также прикручена печатная плата, на которой спаяна схема автоматического управления зарядкой аккумулятора. Реально количество конденсаторов не шесть, как по схеме, а 14, так как для получения конденсатора нужного номинала приходилось соединять их параллельно. Конденсаторы и реле подключены к остальной схеме зарядного устройства через разъем (на фото выше голубой), что облегчило доступ к другим элементам при монтаже.

На внешней стороне задней стенки установлен ребристый алюминиевый радиатор для охлаждения силовых диодов VD2-VD5. Тут также установлен предохранитель Пр1 на 1 А и вилка, (взята от блока питания компьютера) для подачи питающего напряжения.

Силовые диоды зарядного устройства закреплены с помощью двух прижимных планок к радиатору внутри корпуса. Для этого в задней стенке корпуса сделано прямоугольное отверстие. Такое техническое решение позволило к минимуму свести количество выделяемого тепла внутри корпуса и экономии места. Выводы диодов и подводящие провода распаяны на незакрепленную планку из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии вид самодельного зарядного устройства с правой стороны. Монтаж электрической схемы выполнен цветными проводами, переменного напряжения – коричневым, плюсовые – красным, минусовые – проводами синего цвета. Сечение проводов, идущих от вторичной обмотки трансформатора к клеммам для подключения аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

Шунт амперметра представляет собой отрезок высокоомного провода константана длиной около сантиметра, концы которого запаяны в медные полоски. Длина провода шунта подбирается при калибровке амперметра. Провод я взял от шунта сгоревшего стрелочного тестера. Один конец из медных полосок припаян непосредственно к выходной клемме плюса, ко второй полоске припаян толстый проводник, идущий от контактов реле Р3. На стрелочный прибор от шунта идут желтый и красный провод.

Печатная плата блока автоматики зарядного устройства

Схема автоматического регулирования и защиты от неправильного подключения аккумулятора к зарядному устройству спаяна на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита.

На фотографии представлен внешний вид собранной схемы. Рисунок печатной платы схемы автоматического регулирования и защиты простой, отверстия выполнены с шагом 2,5 мм.

На фотографии выше вид печатной платы со стороны установки деталей с нанесенной красным цветом маркировкой деталей. Такой чертеж удобен при сборке печатной платы.

Чертеж печатной платы выше пригодится при ее изготовлении с помощью технологии с применением лазерного принтера.

А этот чертеж печатной платы пригодится при нанесении токоведущих дорожек печатной платы ручным способом.

Шкала вольтметра и амперметра зарядного устройства

Шкала стрелочного прибора милливольтметра В3-38 не подходила под требуемые измерения, пришлось начертить на компьютере свой вариант, напечатал на плотной белой бумаге и клеем момент приклеил сверху на штатную шкалу.

Благодаря большему размеру шкалы и калибровки прибора в зоне измерения, точность отсчета напряжения получилась 0,2 В.

Провода для подключения АЗУ к клеммам аккумулятора и сети

На провода для подключения автомобильного аккумулятора к зарядному устройству с одной стороны установлены зажимы типа крокодил, с другой стороны разрезные наконечники. Для подключения плюсового вывода аккумулятора выбран красный провод, для подключения минусового – синий. Сечение проводов для подключения к устройству аккумулятора должно быть не менее 1 мм2.

К электрической сети зарядное устройство подключается с помощью универсального шнура с вилкой и розеткой, как применяется для подключения компьютеров, оргтехники и других электроприборов.

Нагрузочная вилка

Это, пожалуй, самый проф метод проверки состояния аккума. Обычно таковой способ употребляется на 100. В чем его сущность? Устройство

подключается к клеммам батареи и дает ток недлинного замыкания.

Другими словами нагрузочная вилка имитирует работу стартера и указывает, в какой степени вольт проседает аккумулятор при попытке водителя завести мотор. Это самая четкая схема проверки состояния АКБ. Чтоб верно считывать показания, помните, что после нагрузки напряжение на аккуме надо сделать двух или больше 10 Вольт. Когда батарея проседает до 9 и ниже, означает, она уже слабенькая. Таковой аккумулятор будет стремительно разряжаться зимой.

Особенности функционирования аккумуляторов

Не все водители знают о том, что в автомобилях используются свинцово-кислотные аккумуляторы. Такие АКБ отличаются своей выносливостью, поэтому способны служить до 5 лет.

Для зарядки свинцовых АКБ используется ток, который равняется 10% от общей ёмкости аккумулятора. Это значит, что для зарядки аккумулятора, ёмкость которого составляет 55 А/ч, требуется зарядный ток в 5,5 А. Если подать очень большой ток, то это может привести к закипанию электролита, что, в свою очередь, приведёт к снижению срока службы устройства. Маленький ток зарядки не продлевает срок службы АКБ, однако он не способен негативно отражаться на целостности устройства.

При зарядке АКБ происходит протекание зарядного тока обратно рабочему. Напряжение для каждой банки не должно быть выше 2,7 В. В АКБ на 12 В установлено 6 банок, которые между собой не связаны. В зависимости от напряжения аккумулятора, отличается количество банок, а также необходимое напряжение для каждой банки. Если напряжение будет больше, то это приведёт к возникновению процесса разложения электролита и пластин, что способствует выходу из строя АКБ. Чтобы исключить возникновение процесса закипания электролита, напряжение ограничивают на 0,1 В.

Батарея считается разряженной, если при подключении вольтметра или мультиметра, приборы показывают напряжение 11,9-12,1 В. Такой аккумулятор следует немедленно подзарядить. Заряженный аккумулятор имеет напряжение на клеммах 12,5-12,7 В.

Пример напряжения на клеммах заряженного аккумулятора

Процесс заряда представляет собой восстановление израсходованной ёмкости. Зарядка аккумуляторов может выполняться двумя способами:

1. Постоянный ток. При этом регулируется зарядный ток, значение которого составляет 10% от ёмкости устройства. Время заряда составляет 10 часов. Напряжение заряда при этом изменяется от 13,8 В до 12,8 В за всю длительность зарядки. Недостаток такого способа заключается в том, что необходимо контролировать процесс зарядки, и вовремя отключить зарядное устройство до закипания электролита. Такой способ является щадящим для АКБ и нейтрально влияет на их срок службы. Для воплощения такого способа используются трансформаторные зарядные аппараты.
2. Постоянное напряжение. При этом на клеммы АКБ подаётся напряжение величиной 14,4 В, а ток изменяется от больших значений к меньшим автоматически. Причём это изменение тока зависит от такого параметра, как время. Чем дольше заряжается АКБ, тем ниже становится величина тока. Перезаряд АКБ получить не сможет, если только не забыть выключить аппарат и оставить его несколько суток. Преимущество такого способа в том, что уже через 5-7 часов аккумулятор зарядится на 90-95%. АКБ можно также оставлять без присмотра, поэтому такой способ пользуется популярностью. Однако мало кому из автовладельцев известно о том, что такой метод зарядки является «экстренным». При его использовании существенно снижается срок службы АКБ. Кроме того, чем чаще осуществлять зарядку таким способом, тем быстрее будет разряжаться устройство.

Теперь даже неопытный водитель может понять, что если нет необходимости торопиться с зарядкой АКБ, то лучше отдать предпочтение первому варианту (по току). При ускоренном восстановлении заряда снижается срок службы устройства, поэтому высока вероятность того, что уже в ближайшее время понадобится покупать новый аккумулятор. Исходя из вышесказанного, в материале будут рассматриваться варианты изготовления зарядных устройств по току и напряжению. Для изготовления можно использовать любые подручные устройства, о которых поговорим далее.

Способы проверки аккумулятора

Проверить состояние АКБ можно различными методами, среди которых диагностика с использованием нагрузочной вилки, мультиметра, зарядного устройства. Также в процессе проверки проводится внешний осмотр аккумулятора и проверка электролита. Теперь рассмотрим каждый из методов отдельно.

Визуальный осмотр

Внешний осмотр – это первое, что нужно сделать во время проверки автомобильного аккумулятора. На данном этапе можно выявить механические повреждения корпуса, окисление клемм или загрязнение поверхности АКБ. Специалисты рекомендуют проводить такую проверку регулярно, так как чистота аккумуляторной батареи тоже может влиять на ее функционирование. Процедура осмотра не отнимет у вас много времени, поэтому ее можно проводить каждый раз, когда вы поднимаете капот.

Осмотр аккумулятора автомобиля

Если на поверхности аккумулятора вы обнаружили пыль, грязь или масло – удалите их с помощью ветоши. Без регулярной очистки устройство постепенно будет терять заряд из-за образование токопроводящего налета. Это и приведет к ухудшению работоспособности АКБ. Не будет лишним проверить надежность крепежных элементов.

Подробную информацию о замене вы сможете найти здесь. Также вас может заинтересовать наша статься об установке ДХО.

Проверка нагрузочной вилкой

Шаг 1. Снимите крышку с плюсовой клеммы аккумуляторной батареи. Это можно сделать руками, без использования каких-либо инструментов.

Снимите крышку с клеммы

Шаг 2. Подключите плюсовой провод нагрузочной вилки к положительной клемме аккумулятора (той, которую вы оголили). Как правило, на устройстве плюсовой провод окрашен в красный цвет.

Соедините «плюсы» вилки и АКБ

Шаг 3. Подсоедините минусовый провод нагрузочной вилки к минусовой клемме аккумуляторной батареи.

Теперь соедините «минусы»

Шаг 4. Подключите наконечник устройства (штырь) к плюсовой клемме АКБ. При этом нужно быть предельно осторожным, так как металлический штырь во время работы может сильно нагреваться.

Подключите штырь с плюсом аккумулятора

Шаг 5. Проверьте показание измерителя напряжения. Если аккумуляторная батарея в хорошем состоянии, напряжение должно составлять от 12,4 до 12,7 вольт. По завершению процедуры нужно установить крышку обратно на плюсовую клемму.

Проверка плотности электролита

Проверка электролита в аккумуляторе – это еще один метод диагностики. Для этого нужно отсоединить от него клеммы и поставить АКБ на ровной поверхности. Затем отвинтите все крышки емкостей для электролита и посмотрите внутрь. При нормальных обстоятельствах уровень жидкости должен быть немного выше края свинцовых пластин (примерно на 10 мм).

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В специальной литературе можно найти огромное количество разработок по этой тематике. Для тех, кто ранее не занимался сборкой электронных устройств стоит выбрать самую простую. Как вариант можно взять приведенную на этом рисунке.

Мы рассмотрим только одну из множества схем зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов, которые можно собрать своими руками. В большинстве они работают по такому же принципу, как и описанный в этой статье прибор. Отличия состоят в основном в используемых деталях и выходных параметрах. Возможно добавление в схему элементов для более точной регулировки, но существенных отличий у них нет.

Этапы сборки ЗУ

Для того чтобы собрать устройство, предназначенное для восстановления батареи, вам потребуется трансформатор, который можно позаимствовать в ламповом телевизоре. На его сердечнике имеется две обмотки, которые рассчитаны на напряжение до 7 В. При подсоединении их последовательно вы получите необходимые 12-24В на выходе. Наматывая провод нужно следить чтобы не оставались пустоты между витками. Они должны плотно прилегать: последующий к предыдущему. Через каждые 100 витков должна находиться изоляция.

Смотрим видео, этапы сборки:

Рассчитывается их количество исходя из сечения провода. Если оно составляет 1,5-3 мм то при частоте 50 Гц на 1В потребуется 5 витков. Значит, для получения 18 В придется сделать 90.

После того, как с трансформатором окончили можно приступать к сборке электронной части схемы зарядного устройства для аккумулятора, собираемого своими руками. Для этого нужен диод высокой мощности и кулер для обдува системы во избежание перегрева.

Также придется купить следующие детали:

• Транзистор КТ819 с металлическим корпусом;
• Переменный резистор КУ202Н.

Если эти элементы не получается найти, то можно заменить их другими, но только в крайнем случае

Особенно важно подобрать резистор, так как он отвечает за регулировку напряжения на конце схемы собранного пуско-зарядного устройства своими руками. И от того насколько правильно она будет работать зависит интенсивность восстановления аккумуляторной батареи

Что касается элемента для охлаждения, то для этой цели подойдет кулер с компьютера. Его подключают к выходу собираемого устройства. Задача этого элемента охлаждение обмотки и диода. Это нужно учитывать при выборе его месторасположения.

Чтобы иметь возможность контроля за работой пуско-зарядного устройства 12В, собранного своими руками в систему подключают амперметр или вольтметр.

Следующий этап – выбор корпуса. Поскольку в нем будет наводиться несколько отдельных блоков, то потребуется металлическая коробка больших размеров. Как вариант можно использовать корпус от вышедшего из строя стабилизатора напряжения.

Простое ЗУ своими руками, подробно:

Вот и все что потребуется для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками. Схема относительно не сложная для того чтобы с ней мог справиться человек, обладающий минимальными знаниями в радиотехнике.

Эффективность такого устройства – мнение специалистов

Чтобы собранный своими руками прибор оправдал ваши надежды стоит придерживаться следующих требований.

Выбирать трансформатор нужно с запасом мощности. Во-первых, он будет меньше нагреваться в процессе работы и больше прослужит. Во-вторых, это позволит усовершенствовать собранный прибор при необходимости. Наличие в схеме пускового устройства для автомобиля, собираемой своими руками, мощного трансформатора избавит от необходимости приобретать понижающий или делать его самостоятельно.

Провода, подключаемые к зарядному устройству, также могут быть изготовлены из кабеля, с которого снимается изоляция в том месте, где выполняется подключение. Для пускового устройства лучше выбирать медный и обязательно необходимого сечения. Иначе при принудительном заводе автомобиля он будет нагреваться, что может привести к КЗ. Идеальным вариантом станут съемные провода для прибора пуска. Это позволит сделать его эксплуатация более удобной.

Вот и все, что необходимо знать для того чтобы не только собрать самостоятельно устройство для восстановления аккумулятора, но и добиться его эффективной работы.