Санкт-Петербург, пр. Испытателей, 30б
+7 812 560278
При отсутствии специального зарядного устройства зарядка автомобильного аккумулятора вполне может быть выполнена от блока питания. Однако последний должен соответствовать целому ряду требований. Абы каким блоком питания правильно зарядить АКБ не получится. Более того, можно легко сжечь как сам прибор, так и повредить аккумулятор. Из этого материала вы узнаете, какие блоки питания подходят для зарядки АКБ, где их взять, сколько нужно напряжения, тока и времени, и как потом проверить результат. Сложные и небезопасные способы здесь рассматриваться не будут, так как от них может быть больше вреда, чем пользы.
Пожалуй, самое главное требование, которому должен соответствовать блок питания для зарядки АКБ — это подходящее выходное напряжение. Чтобы зарядить автомобильный аккумулятор, на его клеммы необходимо подать напряжение, превышающее его собственное напряжение в полностью заряженном состоянии. Для большинства современных АКБ оно соответствует 12,7 В. То есть, если на клеммы подать 12,8…13,0 В, то аккумулятор уже начнёт заряжаться. Но поскольку разница напряжений минимальная, процесс растянется на очень длительный промежуток времени, измеряемый несколькими сутками.
Чтобы ускорить процесс, надо поднять напряжение. За счёт этого увеличится ток, а значит сократится время зарядки. Но бесконечно повышать напряжение мы не можем, так как при достижении определённых значений начнётся так называемый перезаряд АКБ. Это не означает, к сожалению, что он накопит энергии больше, чем может. Перезаряд приводит к тому, что жидкий электролит «закипает» и теряет воду, а гелеобразный (если АКБ типа GEL) засыхает и отваливается от свинцовых пластин. Начинаются эти неприятные процессы у разных аккумуляторов при разных напряжениях. Но некий средний допустимый максимум для большинства вариантов — 14,7…14,8 В. Те же кальциевые аккумуляторы при таком напряжении «не кипят», для чего, собственно, в них и используется кальций.
Есть также универсальное оптимальное напряжение, которым заряжать автомобильные 12-вольтовые аккумуляторы лучше всего. Оно находится в пределах 14,4…14,5 В. Поэтому, в идеале, используемый для зарядки АКБ блок питания должен выдавать именно такое напряжение на выходе. Если будет немного меньше, то зарядка будет происходить дольше, и наоборот.
Исходя из этого, лучшим блоком питания для зарядки автомобильного аккумулятора будет такой, в котором есть возможность регулировать это самое напряжение. Ещё лучше, если в блоке питания предусмотрена схема стабилизации напряжения. Но это не принципиально. Отсюда также следует, что компьютерные и другие блоки питания, выдающие на выходе максимум 12,0 В — для этих целей не подходят. От 12 В АКБ даже не начнёт заряжаться, не говоря уже о полноценном заряде.
Выходное напряжение — это не единственное требование. Ток, вернее, его сила, тоже является важным критерием, который влияет на время зарядки. Чтобы глубоко разряженный автомобильный аккумулятор не пришлось заряжать несколько суток, блок питания должен быть способен выдавать ток около 6 А. При таком токе АКБ зарядится за 10…18 часов в зависимости от реальной ёмкости. Если батарея разряжена не полностью, либо она уже старая, и ёмкости в ней осталось 50...70% от номинала, то вполне хватит и 3-амперного блока питания.
В принципе, больше никаких принципиально важных требований к блоку питания для зарядки автомобильного аккумулятора можно не предъявлять. Такие фичи, как защита от переполюсовки, короткого замыкания, перегрева, внезапного отключения сетевого питания и прочее — роскошь, без которой вполне можно обойтись. Хотя в таких случаях придётся соблюдать осторожность, быть внимательным, и частенько посматривать на то, как проходит процесс.
На этот вопрос есть несколько ответов:
Рассмотрим вкратце эти варианты. Очевидно, самый простой из них — это лабораторный блок питания. По сути, это может быть абсолютно любой блок питания с регулировкой выходного напряжения. Ещё лучше, если предусмотрена регулировка ограничения по току. Такой прибор остаётся только правильно настроить и подключить к клеммам АКБ. Как настраивать — рассказано ниже.
Что касается переделки блоков питания от компьютеров и ноутбуков, то для тех, кто не имеет понятия, как они работают, данный вариант лучше отбросить. В Интернете сейчас полно инструкций и мастер-классов о таких переделках. И на первый взгляд они кажутся довольно простыми. Но на практике всё оказывается гораздо сложнее. Если вас интересует такой вариант, то двигаться надо будет в следующих направлениях:
Более детально рассматривать эти темы в рамках данного материала нецелесообразно, так как в «двух словах» охватить все нюансы невозможно. Кого заинтересовали эти варианты — изучайте дополнительно, начав с указанных опорных точек.
Ещё остаётся вариант собрать несложный регулируемый блок питания своими руками. Для этого можно воспользоваться следующей схемой или аналогичной. Все детали доступные и дешёвые. Кроме, пожалуй, трансформатора.
Дальнейшие инструкции распространяются как раз на такой простой блок питания или более сложные, но однозначно с регулировкой выходного напряжения. Без регулировки напряжения варианты лучше не использовать. Хотя в Интернете есть схемы с лампочкой и другими ухищрениями, которые обычно ни к чему хорошему не приводят.
Зарядка аккумулятора от блока питания существенно отличается от аналогичной процедуры с применением специального зарядного устройства. В данном случае придётся самостоятельно настраивать прибор и затем контролировать его работу. Делается это при помощи обычного мультиметра. Лучше, если их будет два. Сегодня такие приборчики продаются всего за пару-тройку долларов и, несмотря на их низкое качество, для рассматриваемой задачи они вполне подходят.
Один мультиметр потребуется для того, чтобы настраивать и контролировать напряжение заряда непосредственно на клеммах АКБ. Даже если блок питания имеет встроенный вольтметр, доверять ему не стоит. Во-первых, он может быть неточным. А во-вторых, из-за потерь в проводах напряжение на клеммах будет весьма значительно отличаться от того, что на выходе блока питания. Второй мультиметр нужен для контроля зарядного тока. В крайнем случае можно обойтись и одним прибором, но его придётся периодически перекидывать на измерение то напряжения, то тока.
Чтобы заряжать автомобильный аккумулятор блоком питания, просто крайне необходимо знать ответы на следующие четыре вопроса:
Остановимся кратко на этих вопросах.
Первое, что нужно запомнить, так это то, что напряжение заряда автомобильного аккумулятора от блока питания не должно превышать 14,4…14,5 В. Меньше — можно, но желательно не менее 14,0 В. При этом следует учитывать, что при заниженном напряжении процесс существенно растянется во времени, и АКБ почти невозможно будет зарядить до 100%. Если у вас так называемый кальциевый аккумулятор, то в самом конце заряда на него желательно подать напряжение 15,5…16,1 В. Это нужно для того, чтобы принудительно заставить электролит «закипеть», перемешав тем самым его в отсеках, и выровняв плотность. Но делать это вовсе необязательно.
Максимальный ток заряда любого автомобильного аккумулятора рассчитывается, исходя из его ёмкости. От неё берётся 10%, и это потолок. Например, если на вашей машине установлена батарея ёмкостью 60 А*ч, то заряжать её током, превышающим 6 А, не стоит. Аккумулятор вполне выдержит более высокие токи, но на качестве зарядки и ресурсе это не скажется положительно.
Учитывать следует ещё один немаловажный момент, о котором редко кто упоминает. Дело в том, что указанная выше норма справедлива только для новых и сравнительно «свежих» аккумуляторов. Если же АКБ 2…4 и более лет, то её реальная ёмкость гарантированно ниже, чем указано на корпусе. Это надо учитывать при расчёте максимального зарядного тока. Поскольку вы вряд ли знаете, сколько там ампер-часов осталось в вашей батарее, отталкивайтесь от меньших токов. Например, старую 60-ку заряжайте не шестью амперами, а тремя. Если её ёмкость реально маленькая, то хуже вы не сделаете, а вот от превышения зарядного тока перестрахуетесь. Да и процесс зарядки при ёмкости, меньше номинала, не затянется по времени.
Также следует знать, что максимальный ток АКБ будет потреблять только при глубоком разряде, и только на первых порах зарядки. По мере насыщения внутреннее сопротивление аккумулятора будет возрастать, что по закону Ома приведёт к уменьшению тока. Обычно, если батарея «здоровая», без замкнутых банок и сильной сульфатации, но глубоко разряжена, то максимальный ток она будет брать всего пару-тройку часов. После этого ток будет постоянно снижаться, вплоть до 0,1…0,3 А. Так и должно быть.
Этот параметр многие считают крайне важным при зарядке автомобильного аккумулятора, и призывают на него ориентироваться. На самом же деле время заряда — это абсолютно второстепенная, и зависящая от состояния батареи характеристика. В целом, по времени, которое ушло на зарядку, можно сделать следующие выводы. Если процесс занял 10…15 часов, значит вы правильно подобрали зарядный ток с учётом реальной ёмкости АКБ. Если же аккумулятор зарядился гораздо быстрее, значит его ёмкость существенно ниже, чем вы думаете, а зарядный ток был слишком большим для него. Ну и, если заряжается заметно дольше, значит с током вы поскромничали, а ваша АКБ ещё не настолько сильно изношена.
Главный ориентир, по которому можно прекращать процесс зарядки, это напряжение и ток. Заряженной считается АКБ, которая при напряжении 14,4 В потребляет ток в пределах 0,1…0,3 А. Дальше заряжать особого смысла нет. Дополнительно уточнить, достаточно ли вы зарядили аккумулятор блоком питания, можно по плотности электролита, если он жидкий, и у вас есть ареометр.
Для этого есть два доступных способа. О первом уже сказано выше — уровень заряженности АКБ можно проверить по плотности электролита. Показатели в районе 1,26…1,27 единиц указывают на то, что аккумулятор вы зарядили нормально. При использовании этого метода помните, что плотность электролита в верхней части банок может быть на пару единиц ниже, чем в остальном объёме возле пластин. Именно по этой причине у многих не зеленеет индикатор в корпусе АКБ. Чтобы выровнять плотность, нужно просто перемешать электролит, дав батарее минут 20…30 «покипеть» при завышенном напряжении.
Второй способ проверки заключается в измерении напряжения на клеммах. Но здесь есть один очень важный нюанс. Сразу после зарядки аккумулятора оценивать степень заряженности по напряжению бессмысленно. Батарее надо дать время около 8…12 часов, чтобы внутри неё прекратились химические процессы, а напряжение на её клеммах стабилизировалось. То есть, если вы зарядили АКБ, дали её постоять указанное время, измерили напряжение, и оно не ниже 12,6…12,7 В — значит зарядка прошла успешно. Если же напряжение на следующий день упало гораздо ниже, значит варианта два — вы либо недозарядили АКБ, либо её пора менять.
При условии, что в наличии есть блок питания с регулировкой только напряжения (без ограничения по току), зарядить с его помощью автомобильный аккумулятор можно двумя способами.
К этому способу стоит прибегать в тех случаях, когда у вас нет желания или времени посматривать периодически, как проходит процесс. Чтобы зарядка аккумулятора прошла успешно и безопасно, к блоку питания понадобится добавить так называемый балластный резистор. Его роль заключается в том, чтобы ограничивать ток заряда. Последний будет однозначно выше нормы, если блок питания выдаёт напряжение 14,4 В, а батарея глубоко разряжена.
Разберём алгоритм, как пользоваться этим способом на практике:
Подбирается балластный резистор исходя из напряжения на блоке питания (U1), напряжения на клеммах разряженной АКБ (U2) и максимального тока (I), который рассчитывается, как 10% от реальной ёмкости вашего аккумулятора. Формула крайне простая — Rбалласт. = (U1 – U2) / I, где Rбалласт. — это искомое сопротивление балластного резистора.
Допустим, напряжение разряженного аккумулятора составило 11,5 В, на блоке питания вы отрегулировали 14,4 В, а за максимальный ток заряда для вашей АКБ вы приняли 3 А. Получается, что в цепь надо добавить резистор, сопротивлением (14,4 – 11,5) / 3 = 2,9 / 3 = 0,96 Ом. Ближайший стандартный номинал — 1 Ом. Осталось рассчитать мощность резистора, которая будет рассеиваться на нём в виде тепла. Чтобы узнать мощность, надо ток в цепи (3 А) умножить на напряжение, которое будет падать на резисторе (2,9 В). Получаем примерно 9 Вт. Такие мощные резисторы продаются в виде белого керамического параллелепипеда, и бывают мощностью 5, 10, 25 и больше ватт. Как вариант, чтобы рассеять 9 Вт тепла, можно параллельно соединить 5 2-ваттных (они более дешёвые) резисторов сопротивлением по 5 Ом каждый.
Зарядка автомобильного аккумулятора блоком питания без балластного сопротивления избавляет от его расчёта поиска. Но взамен придётся корректировать напряжение зарядки в зависимости от того, как будет меняться ток. Соответственно, для этого способа удобнее использовать два мультиметра — одним мерять напряжение на клеммах АКБ, а вторым контролировать ток заряда.
Алгоритм действий:
Если батарея не кальциевого типа, то десятый пункт пропустите.
Итоги
Суть зарядки автомобильного аккумулятора блоком питания сводится к двум ключевым задачам — не превысить максимальное напряжение и ток заряда. Когда используется специальное зарядное устройство, то эти функции выполняет оно (кроме дешёвых ЗУ, в которых кроме трансформатора и пары диодов ничего нет). Максимально-оптимальное напряжение заряда 12-вольтовых аккумуляторов составляет 14,4 В, а ток 10% от реальной ёмкости или меньше. К слову, чем меньшими токами вы будете подзаряжать свою АКБ, тем лучше («плотнее») она зарядится, меньше будет греться и прослужит дольше.