Простое зарядное устройство 12 В: трансформатор, два диода и амперметр

Простейшее зарядное для свинцового аккумулятора 12 В — трансформатор со средней точкой 12–0–12 В, два диода, конденсатор и амперметр. Ограничения тока и напряжения в схеме нет: аккумулятор сам «берёт» ток от выпрямленного напряжения, а амперметр показывает, сколько он берёт.

Напряжение без нагрузки у такого выпрямителя около 16 В (12 В × 1,41 минус падение на диоде), что выше напряжения окончания заряда, которое задаёт производитель аккумулятора. Поэтому зарядку нужно контролировать и отключать вовремя.

Ниже — схема и расчёт, выбор деталей, порядок подключения, что нужно изменить для надёжной работы и почему готовое автоматическое зарядное безопаснее.

Схема

Вторичная обмотка 12–0–12 В, два диода образуют двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, конденсатор уменьшает пульсации, амперметр включён последовательно и показывает ток зарядки.

Ток зависит от того, насколько разряжен аккумулятор, и по мере заряда снижается. Следите за амперметром: ток не должен превышать значения, допустимого для вашего аккумулятора.

Расчёт и подбор деталей

Параметры деталей считаются по простым формулам. Ниже — что нужно проверить.

• 
  Напряжение без нагрузки.Амплитуда полуобмотки 12 В × 1,41 ≈ 17 В; после диода около 16 В; напряжение конденсатора должно быть выше амплитуды, и 25 В с запасом хватает.
• 
  Ток диодов.В схеме со средней точкой диоды работают по очереди, и средний ток через каждый равен половине тока зарядки; пиковый ток больше, поэтому берут диоды на 5 А и выше с запасом.
• 
  Радиаторы.При токах в единицы ампер диоды греются; ставьте их на небольшие радиаторы.
• 
  Предохранитель.В цепь 230 В ставьте предохранитель: он защищает проводку при пробое.

Номиналы смотрите в даташите на выбранные диоды и в паспорте трансформатора. Для расчёта токов и мощностей пригодится калькулятор закона Ома.

Как пользоваться

Подключать нужно в строго определённом порядке: так вы избежите искры и перезаряда.

1. 1
   Подготовьте аккумулятор.Проветриваемое место, вдали от огня, нужная полярность клемм.
2. 2
   Подключите зажимы до сети.Наденьте зажимы на клеммы при вынутой вилке, соблюдая полярность.
3. 3
   Включите в сеть.Смотрите на амперметр: ток должен быть в допустимых пределах.
4. 4
   Следите за зарядом.Периодически измеряйте напряжение на клеммах и отключите зарядку по паспорту аккумулятора.

Оставлять зарядку включённой на ночь нельзя: напряжение без нагрузки выше напряжения окончания заряда, и аккумулятор перезаряжается.

Что изменить в схеме

Схема в простом виде имеет ограничения. Ниже — что стоит доработать.

• 
  Диоды.Для токов в единицы ампер берите диоды на соответствующий ток с запасом, а не маломощные; радиаторы обязательны.
• 
  Ограничение тока.Амперметр ток не ограничивает, он только показывает его. Ограничивают ток балластным резистором, лампой последовательно или конденсаторным балластом в первичной цепи (варианты без номиналов, выбор по расчёту); либо оставляют контроль по амперметру. Ток заряда обычно не берут выше одной десятой ёмкости.
• 
  Ограничение напряжения.Без него завершение заряда определяется вручную, по амперметру и вольтметру.
• 
  Автоматическое отключение.Для надёжности добавляют отключение по напряжению или таймер; готовые автоматические зарядные делают это сами.

Ток заряда и напряжение завершения для вашего аккумулятора смотрите в паспорте: в статье про выбор зарядного разобрано, какие данные важны.

Типовые ошибки

Где пригодится сегодня

Свинцовые аккумуляторы для старых автомобилей, лодочных моторов и ИБП; из готовых зарядок сегодня чаще берут импульсные умные, которые сами выключаются. Эту схему собирают ради понимания и когда под рукой есть трансформатор.

Что в итоге

Подходит: подзарядка обычного свинцового аккумулятора под присмотром. Не подходит: гелевые, AGM и кальциевые батареи без ограничения напряжения: им нужен контролируемый заряд.

Берите готовую зарядку с автоматикой. Раздел в целом — «Автоэлектрика своими руками»; следить за уровнем поможет индикатор заряда.

Частые вопросы

Можно ли оставить такую зарядку на ночь?

Нет: у неё нет ограничения напряжения, и напряжение без нагрузки выше напряжения окончания заряда по паспорту аккумулятора.

Если нужно оставлять надолго, берите автоматическое зарядное с режимом поддержания. Простую зарядку включайте только под присмотром.

Почему нельзя использовать диоды 1N4007?

Они рассчитаны на ток около 1 А, а зарядка даёт больше: диоды перегреются и выйдут из строя.

Берите диоды на 5 А и выше по даташиту и ставьте их на радиаторы. Подбор ведите по току и обратному напряжению.

Подойдёт ли это зарядное для гелевого или AGM аккумулятора?

Нет: этим аккумуляторам нужен контролируемый заряд с ограничением напряжения, а простая схема его не даёт.

Для AGM и геля берите зарядное с отдельным режимом под ваш тип. Напряжение и ток смотрите в паспорте аккумулятора.

Какой трансформатор взять для такой зарядки?

С вторичной обмоткой 12–0–12 В на ток не меньше нужного тока зарядки: в варианте проекта это 5 А.

Трансформатор подбирают по току и мощности. Если трансформатора нет, продаются готовые зарядные: в российских магазинах они доступны.

Как определить, что аккумулятор заряжен?

По паспорту аккумулятора: производитель указывает напряжение и ток завершения заряда. Ориентируйтесь на них, а не на время.

Если паспорта нет, найдите документ на сайте производителя. Не доводите аккумулятор до закипания электролита.

Калькуляторы для аккумуляторов

• Время зарядки и работы от аккумулятораСколько заряжать и сколько проработает от заряда
• Перевод mAh ↔ AhЁмкость аккумулятора и время работы от неё
• Закон Ома и мощностьПо любым двум из четырёх величин U, I, R, P — две остальные