Любой автомобильный аккумулятор нужно подзаряжать — это своего рода аксиома! После пуска двигателя потери энергии восполняет генератор автомобиля, но не всегда! Например, в холодный пуск, когда температура за бортом с крайне низкими показателями -20, — 30 градусов. АКБ охлажден и он не может нормально брать энергию, его нужно разогреть, и если вы передвигаетесь на короткие дистанции, получается недозаряд вашей батареи. Вследствие чего, может развиваться сульфатация пластин и уменьшение емкости. В общем один раз в три месяца (а может быть и чаще) нужно подзаряжать аккумулятор и ясное дело, что для этого нужно зарядное устройство! Но вот как его выбрать? Ведь батареи бывают различных технологий? В этой статье будет подробное руководство. Однозначно полезно, так что читаем – смотрим …
Конечно, сейчас аккумуляторы шагнули очень сильно вперед, если не брать AGM, GEL и EFB технологии, то даже обычные батареи подразделяются на три основных подвида – это сурьмянистые, кальциевые и гибридные. Если сурьмянистые, это зверь на наших прилавках достаточно редкий, потому как он безнадежно устарел, то вот кальциевые и гибридные очень широко приставлены на наших полках. И вот для каждого АКБ нужно правильное зарядное устройство, ведь скажем кальциевый многие производители рекомендуют заряжать токами в 16 – 16,5В. А это уже как понимаете совершенно другие ЗУ!
КЛАССИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
— Батарею ЖЕЛАТЕЛЬНО заряжать 10% от ее емкости. Например, 60Ач, нужно заряжать 6 Амперами.
— Нужно учитывать напряжение вашего АКБ, бывают как на 12 так и на 24 Вольта
— Напряжение должно выставляться — чтобы шел заряд! ПОЯСНЮ. НА 12 Вольтовую версию нужно подавать 13,2 – 14В (именно столько дает генератор), если заряд будет идти с 12,7 – 12,8В то заряжаться аккумулятор не будет, либо будет но очень медленно
— Щадящий режим заряда. Лично я всем всегда РЕКОМЕНДУЮ заряжать в так называемом щадящем режиме, это примерно 3 – 4 % от емкости. То есть если 60Ач, ставим примерно 2 – 3А и заряжаем пока не упадет зарядный ток до 0,5А
Эта инструкция подходит для большинства типов АКБ, но не для всех. Поэтому если вы выберете зарядное устройство которое с максимальным напряжением в 14,5В, то современные варианты оно не сможет запитать.
ИМПУЛЬСНОЕ ИЛИ ТРАНСФОРМАТОРНОЕ
Сейчас существует всего два типа Зарядных устройств:
1) Трансформаторное
2) Импульсное
Трансформаторные это устаревшие модели, которые основаны (как понятно из названия) на трасформаторах. Они громоздкие, тяжелые и сейчас практически не выпускаются. Плюсами этих моделей можно назвать надежность и отказоустойчивость.
Импульсные модели – намного легче и компактнее, и что самое важное они дешевле, сейчас просто наводнили рынок. С развитием технологий они также стали достаточно стабильными и отказоустойчивыми.
СМОТРИМ НА СВОЙ АККУМУЛЯТОР
Соответственно исходим из своих задач, то есть если вы используете старые батареи, может быть еще и сурьмянистые, то для них подойдет практически каждое зарядное устройство. А вот если у вас кальциевый или тем более GEL – AGM батареи ЗУ должно быть абсолютно другим, более совершенным.
Например сурьмянистый вариант — если на него подать напряжение больше 14,2В он закипит, причем очень интенсивно.
Также кальциевые АКБ, заряжаются током выше 16В, не каждое устройство может его выдать.
Большим плюсом будет система десульфатации, при ее помощи вы сможете восстановить батарею (если это еще возможно).
Я хочу отметить, что чем совершеннее зарядное устройство, тем больше вариантов оно сможет зарядить или даже восстановить.
ЗАРЯДНОЕ И ПУСКО-ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
При выборе стоит отметить, что на рынке уже довольно давно существует два типа агрегатов:
1) Обычные зарядные системы – они банально заряжают аккумуляторы.
2) Пуско-зарядные системы – они не только восполняют заряд, но могут и запустить автомобиль с полностью дохлым АКБ.
Многие могут подумать что обычное ЗУ, также может запустить автомобиль – НО ЭТО НЕ ТАК! Они не обладают высокими токами пуска, и банально могут сгореть. Ведь когда запускается автомобиль, он кратковременно потребляет сотни ампер, например среднее значение для легкового авто, это около — 300 Ампер, а в зимний период возможно еще больше. Именно такой ток и может отдать пуско-зарядное устройство.
АВТОМАТ, НЕ АВТОМАТ
Лично для меня качественное зарядное устройство, это то в котором я могу руками контролировать от и до. Например, напряжение, силу тока, время заряда и т.д. Однако сейчас на рынке очень много, так называемых автоматов (автоматических зарядных устройств). Обычно китайского производства, с сомнительным качеством. Собственно никаких обозначений на них нет, не вольтажа, не ампеража – просто подсоединил и он автоматом должен зарядить ваш АКБ! Должен, но не обязан! Также от куда ему знать какой тип аккумулятора к нему подсоединили? ДА банально вы даже не сможете проконтролировать какое сейчас напряжение на клеммах!
Конечно такие варианты большая помощь для новичков, которые вообще ничего не понимают в таких системах! Получается, как у сотового телефона, подключил клеммы и забыл, в этом есть немного рациональности. Однако если берете такие системы, то берите серьезных фирм, хотя бы таких как BOSCH.
Как я уже писал сверху лично я за контролируемый вариант. Люблю сам выставлять токи и напряжение, задавать алгоритмы (кстати, все серьезные ЗУ сейчас программируются). Например, для кальциевых АКБ, нужны так называемые качели — если утрировать, когда ток несколько минут один, с одним напряжением, а вот следующие несколько минут другой, с другим напряжением. Дешевые автоматы по умолчанию на это не способны.
РЕЖИМ ДЕСУЛЬФАТАЦИИ
Это реально полезный режим. От жаркой погоды, либо от глубоких разрядов на пластинах может образовываться сульфаты серной кислоты, при этом плотность электролита будет падать. Эти сульфаты запечатывают пластины и емкость аккумулятора значительно падает. Иногда потеря емкости может быть в 70 – 80%! При таких показателях нельзя запустить двигатель автомобиля.
Удалить эти сульфаты достаточно сложно. Однако есть такие устройства, которые делают это в штатном режиме, циклами заряда – разряда. Просто ставите свою батарею, и она стоит несколько часов, а скорее всего и дней. Сульфаты разбиваются, поверхность пластин становится чистой, емкость восстанавливается. Нужно отметить очень полезный режим.
ПРОВЕРКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ АКБ
Многие батареи так сказать необслуживаемые, их нельзя вскрыть (без хирургического вмешательства) и реально нельзя понять, когда из строя вышла одна из банок. Бывает ее банально перемкнуло. Если в обслуживаемой батареи вы выкручиваете одну пробку и видно темный электролит, то в необслуживаемой – так сделать нельзя. Хотя напряжение упадет до 10 – 10,5В. Так вот современные зарядные устройства могут определять замкнутую банку и констатировать приговор, так же полезная функция.
ЗАМЕР И КОНТРОЛЬ ЁМКОСТИ БАТАРЕИ
Опять же не все зарядные устройства, а только самые продвинутые, могут показывать емкость батареи. Причем как остаточную, так и ту которую они берут. Очень полезная функция. То есть вы наглядно сможете увидеть, сколько забрала ваша батарея, сколько Ампер за какое время.
ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ ПОДВЕДЕМ ИТОГ:
Итак, давайте пробежимся по основным этапам при выборе зарядника для автомобиля:
— 12 или 24 Вольта. Зачастую если у вас легковая машина, хватит и 12 Вольтовой системы.
— Автомат – не автомат. Лично я советую вручную настраиваемый агрегат.
— Зарядное или пуско-зарядное устройство. Если у вас есть свой гараж, то пуско-зарядное устройство не будет лишним. Оно запустит двигатель вашего авто, даже если аккумулятора вообще нет. Однако и стоит такой агрегат почти в два раза дороже.
— Возможность заряда AGM, GEL и кальциевых батарей. НА многих современных ЗУ будет указываться такая информация. ЭТО ПОЛЕЗНАЯ ФУНКЦИЯ. Потому как АКБ сейчас развиваются. Зачастую это значит подача напряжения от 15 до 16,5Вольт.
— Наличие режима десульфатации.
-Программируемый заряд. Полезно будет если можно запрограммировать цикл заряда, то есть сейчас подается один ток и напряжение, через несколько минут другой и т.д.
Собственно это все функции, я специально не указывал на производителей потому их реально много, даже на нашем Российском рынке есть очень неплохие устройства, типа ОРИОН ВЫМПЕЛ, AirLine и т.д. (они очень гибко программируются). Также многие меня спрашивают можно ли заряжать IMAX B6 автомобильные батареи? Конечно можно, этот прибор вообще универсален. Главное подобрать правильный блок питания и выставить правильную программу.
ВОТ СОБСТВЕННО И ВСЕ.
НАДЕЮСЬ ЭТА СТАТЬЯ ОКАЗАЛАСЬ ДЛЯ ВАС ПОЛЕЗНОЙ.
| Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки и десульфатации 12-ти вольтовых АКБ ёмкостью от 5 до 100 Ач и оценки уровня их заряда. Зарядное имеет защиту от переполюсовки и от короткого замыкания клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей дозарядкой до полного уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор вручную или выбрать уже заложенные в управляющей программе. |
Основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок.
>>
Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:
— первый этап — зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В
— второй этап -зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С
— третий этап — поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач.
— четвёртый этап — дозарядка. На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.
Для стартерных АКБ применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается дозарядка.
>> Режим десульфатации — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд.
>>
Режим теста батареи позволяет оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.
>> Контрольно-тренировочный цикл. Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).
Схема зарядного автомата для 12В АКБ
Принципиальная схема автоматического автомобильного ЗУ
Рисунок платы автоматического автомобильного ЗУ
Основа схемы — микроконтроллер AtMega16. Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.
Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Более подробно о настройке читайте на форуме.
Управление основными процессами возложено на микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера — встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10 R11.
Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5 R6 R10 R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине.
Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения — на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии.
В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.
О деталях схемы автоматической зарядки
Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2,Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Звукоизлучатель — со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13.
ЖКИ – WH1602 или аналогичный, на контроллере HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр
Налаживание заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками « ». Нажимаем «Выбор».
Далее идет калибровка по току при КУ=10. Теми же кнопками « » нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично — калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 секунды устройство перейдет в главное меню. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком — либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно подобрать другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. И в заключение. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.
Переделка БП АТХ под зарядное устройство
Схема электрическая доработки стандартного ATX
В схеме управления лучше использовать прецизионные резисторы, как указано в описании. При использовании подстроечников параметры не стабильные. проверено на собственном опыте. При тестировании данного ЗУ проводил полный цикл разрядки и зарядки АКБ (разряд до 10,8В и заряд в режиме тренировки, потребовалось около суток). Нагревание ATX БП компьютера не более 60 градусов, а модуля МК еще меньще.
Проблем в настройке не было, запустилось сразу, только нужна подстройка под максимально точные показания. После демострации работы другу-автолюбителю этого зарядного автомата, сразу заявка поступила на изготовление еще одного экземпляра. Автор схемы — Slon, сборка и тестирование — sterc.
Обсудить статью АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ
По назначению зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов можно разделить на две группы:
- Зарядные устройства предназначены только для постепенной зарядки аккумулятора, их токоотдача не превышает 8 А. Попытка прокрутить двигатель стартером в то время, когда к аккумулятору подключено зарядное устройство, приведет к его повреждению или срабатыванию встроенной защиты: ток, потребляемый стартером, может превышать 100 А.
- Пуско-зарядные устройства позволяют кратковременно отдать импульс большой мощности, помогая прокрутить двигатель. Обычно они используются, когда необходимо срочно завести машину, и заряжать аккумулятор до нужного уровня некогда.
При выборе лучшего зарядного устройства нужно учитывать много нюансов. Модели с ручной регулировкой тока дешевы, ими можно попытаться реанимировать даже долго пробывший в глубоком разряде аккумулятор – ток в начале процесса зарядки они практически не принимают. Автоматические зарядные устройства в этом случае, не воспринимая нагрузку на своих клеммах, просто-напросто не начинают зарядку. С другой стороны, процесс полной зарядки аккумулятора занимает много времени, и в этом плане автоматические зарядные устройства предпочтительнее – они плавно снижают зарядный ток по мере набора заряда и отключаются по завершению процесса. Оставив же без присмотра аккумулятор, заряжаемый постоянным током, небезопасно, особенно если у него нельзя вывернуть пробки – возможен взрыв из-за бурного «кипения» электролита.
Хорошее зарядное устройство должно предусматривать и режим десульфатации. Что это такое? При эксплуатации свинцово-кислотного аккумулятора на его пластинах со временем образуются труднорастворимые кристаллы сульфата свинца, особенно если он долго хранится в разряженном состоянии. Со временем из-за этого снижаются емкость и токоотдача аккумулятора, он хуже принимает заряд. Для профилактики или восстановления аккумулятора на него подаются кратковременные импульсы большой мощности, сочетаемые с последующим подключением к нагрузке, то есть постоянные циклы заряда/разряда. Если аккумулятор не поврежден безвозвратно, то его состояние удается заметно улучшить и отсрочить замену.
| Категория | Место | Наименование | Рейтинг | Цена |
|---|---|---|---|---|
| Лучшие автоматические зарядные устройства | 1 | Aurora Sprint 6 | 9.9 / 10 | 2 950 |
| 2 | FUBAG MICRO 80/12 | 9.7 / 10 | 2 670 | |
| 3 | CTEK MXS 3.8 | 9.6 / 10 | 8 050 | |
| 4 | КЕДР-АВТО-10 | 9.5 / 10 | 1 300 | |
| 5 | Орион PW-150 | 8.9 / 10 | 970 | |
| Лучшие зарядные устройства с ручным управлением | 1 | Калибр УЗ-20А | 9.6 / 10 | 2 400 |
| 2 | Орион PW-265 | 9.3 / 10 | 1 300 | |
| 3 | FUBAG FORCE 140 | 9.2 / 10 | 4 940 |
Лучшие автоматические зарядные устройства
Марка «Aurora» известна в первую очередь по сварочному оборудованию, однако им ассортимент фирмы не ограничивается. Зарядное устройство Sprint 6 – это полностью автоматический прибор, у которого пользователю остается только выбрать рабочее напряжение аккумулятора: 6 или 12 вольт.
В отличие от более дешевых «автоматов», здесь применено микропроцессорное управление. Благодаря этому зарядка стала действительно «умнее» и не пасует перед сильно разряженными аккумуляторами, отказывающимися принимать ток в начале цикла. Контроллер, управляющий процессом зарядки, разбивает его на семь этапов: после первичной диагностики состояния аккумулятора происходит стартовая десульфатация короткими импульсами высокого напряжения, «оживляющая» батарею и позволяющая ей начать принимать ток, затем на этапе «плавного старта» проверяется способность аккумулятора к набору заряда. Если все в порядке, на следующей стадии ток плавно увеличивается до полного, определенного исходя из данных диагностики (но не более 6 А для этой модели). На этом этапе заряд аккумулятора доводится до 90% от расчетного, затем медленнее доводится до ста процентов. Далее зарядное устройство проводит диагностику способности аккумулятора к удержанию заряда и, наконец, переходит в буферный режим до отключения.
Предусмотрены и все нужные защиты: от переполюсовки, перегрузки, короткого замыкания. При этом устройство компактно по габаритам и презентабельно выглядит – хороший вариант как для себя, так и для подарка.
