Как устроено портативное пусковое устройство?
В принципе, начинка портативного пускового устройства, в простонародье именуемого «джамп-стартером», «бустером» или «пускачом», не слишком отличается от начинки пауэрбанка, который сегодня, в эпоху быстроразряжающихся смартфонов, лежит в кармане у каждого второго.
Главное отличие «пускачей» от телефонных пауэрбанков – чрезвычайно высокая токоотдача батареи, позволяющая кратковременно выдавать в пике ток в несколько сотен ампер, а также наличие защит от переполюсовки и короткого замыкания. Эти устройства выпускаются сегодня самыми разными брендами и неплохо себя зарекомендовали в автомобильной среде, реально выручая в ситуациях, когда аккумулятор сел, а ехать нужно срочно.
Для всестороннего рассказа о «джамп-стартерах» как о классе устройств мы взяли две литий-полимерные модели (Li-Po) от известной своими компрессорами марки BERKUT — более компактный JSL-12000 и более мощный JSL-20000:
Ток потребления стартера
Для начала немного познавательной информации – для многочисленной категории автовладельцев, которые до сих пор сомневаются в возможности гаджетов размером с пару пачек сигарет крутить автомобильный двигатель вместо привычной батареи массой 15-17 килограммов. «Как карманный «пускач» выдаст ток в 300-400 ампер, которые потребляет стартер?!» — возмущаются они, подозревая лукавство. Но на деле все достаточно просто и легко объяснимо.
Во-первых, начнем с тех самых пресловутых «сотен ампер» среднестатистического стартера. На такую величину ток подскакивает чрезвычайно коротким импульсом, лишь при страгивании ротора стартера с места. Сразу после того, как началось вращение, и шестерня бендикса придала движение коленвалу, средний ток потребления стартера среднестатистического легкового автомобиля падает до значений в несколько раз меньше пускового. Обычно исправный современный двигатель пускается секунды за полторы, а то и быстрее – после щелчка втягивающего реле аккумулятор отдает 250-300 ампер не более 0,1-0,2 секунды, после чего этот ток падает вдвое, а при начале устойчивого вращения якоря стартера – до 60-70 ампер.
Не все сегодня помнят выключатель массы под названием «ВК-318» — а ведь это популярнейшее устройство стояло в советские времена под капотом в каждой второй машине. И, к сведению, рассчитан тот выключатель был всего лишь на 50 ампер! Как же через него шли 200-300 ампер пускового тока? Да очень легко – именно потому, что реальный высокотоковый импульс крайне непродолжителен и не успевает перегреть даже контакты 50-амперного выключателя. Если представить процесс запуска мотора как токово-временную зависимость, в очень упрощенном виде получится подобный график:
Во-вторых, стандартный свинцово-кислотный аккумулятор автомобиля весит под два десятка кило вовсе не с целью отдать все ресурсы своей массы стартеру! После запуска мотора в батарее остаётся, упрощенно говоря, 95% ее энергии. Поэтому из любого автомобиля можно вынуть его штатный АКБ, поставить на его место батарею в 2-3 раза меньшей емкости, и двигатель, скорее всего, без особенных затруднений заведется. Избыточный запас емкости нужен для беспроблемной работы электросистемы авто при частых запусках и «минусовом» электробалансе, который возникает в холода и при постоянных коротких поездках, типичных для города. Если все эти нюансы убрать, то для «сферически-вакуумного» пуска почти любого мотора было бы достаточно батарей размером с два кулака. И в подтверждение этого возможности «джамп-стартера» весьма наглядно показывает нагрузочная вилка. Берем «пускач» BERKUT JSL-12000 и подключаем к вилке, спираль которой имеет сопротивление 0,05 ома:
При напряжении 12 вольт разрядный ток составит 12/0,05=240 ампер. Вольтметр, подключенный параллельно нагрузке, показывает падение напряжения с 12 вольт до 11, что является нормой для пуска мотора от традиционного свинцового АКБ!
Примеров проверок «бустеров» на реальных двигателях в интернете немало, но в большинстве из них «пускач» является вспомогательным, поскольку часть тока все же обеспечивает подсевший аккумулятор. В этой ситуации трудно оценить реальную эффективность портативного гаджета – особенно сомневающимся… Поэтому лучше всего способности карманного «пускача» демонстрирует полное отсутствие аккумулятора – если подключить устройство не параллельно штатной батарее, а ВМЕСТО нее. Эксперимент в целом неопасный, но все же не слишком корректный, поэтому для забавы проводить его не стоит – тем более, что мы все за вас уже сделали!
Снимаем минусовую клемму с батареи и подключаем к ней минусовой контакт «пускача». Холодный двигатель уверенно заводится раз за разом. BERKUT JSL-12000 с батареей емкостью 12 А/ч сделал 17 запусков подряд, BERKUT JSL-20000 с батареей 20 А/ч — 26 запусков. При том, что, собственно, пуск обычно нужен всего один!
Видеообзор пускового литий-полимерного устройства BERKUT JSL-20000:
Портативное пусковое устройство для легкового автомобиля своими руками
Одна из особенностей аккумулятора в том, что он не выходит из строя мгновенно: угасание АКБ происходит постепенно, и какое-то время ей ещё можно пользоваться. Но зимой начинается головная боль: батарея отказывается выдавать нужный ток, и старт двигателя становится невозможным. В такой ситуации достаточно завести машину, а в дальнейшем её генератор подзарядит АКБ, и он вновь станет работоспособным. Выручает пускозарядное устройство (ПЗУ). Его предназначение как раз и заключается в выдаче тока нужной силы при питании от обычной сети 220 В. Однако подобные вещи стоят дорого. О том, как сделать пусковое устройство для автомобиля своими руками, речь пойдёт ниже.
Расчёт параметров пускового устройства
Перед началом сборки необходимо просчитать технические характеристики, чтобы обеспечить нормальное функционирование ПЗУ. Для успешного старта мотору требуется ток от 100 ампер, а напряжение – не менее 14 вольт. В результате на выходе получается 1,4 кВт. Но даже и такое изделие не гарантирует успешный пуск силового агрегата. Изначально стартеру нужен ток в 200 ампер (может, и больше, всё зависит от марки автомобиля). Определённая доля мощности достаётся аккумулятору, который с ней справляется, даже если находится в разряженном состоянии.
Выбор схемы пускового устройства
Существует несколько типов ПЗУ, отличающихся удобством применения, сложностью сборки и массой конструкции:
Пусковое устройство на основе трансформатора своими руками
Самодельное пусковое устройство для автомобиля обязательно включает в себя трансформатор – основополагающую часть схемы. Сечение его сердечника – от 36 кв. см. Для обмотки I применяется медный провод сечением от 2-х мм. При самостоятельном наматывании используйте провод c лаковой изоляцией. Витки (от 260 до 290) нужно располагать в три слоя, между которыми прокладывается изоляционный материал (например, бумага). После того как первичная обмотка будет готова, проконтролируйте холостой ход: требуемый ток – 200–380 мА (при этом трансформатор не должен греться). Наилучший вариант – использование заводского трансформатора. Но в этом случае вторичную обмотку всё равно придётся убрать. Её нужно намотать самостоятельно (сечение – 10 кв. мм, если используется провод с несколькими жилами – 6 кв. мм), напряжение – 13,8–13,9 В. Для его измерения используйте нагрузочный резистор на 5–10 Ом. Чтобы этого добиться, подойдёт метод «тыка»:
Суть работы пускозарядного устройства описываемого типа несложна: трансформатор понижает напряжение, которое диоды выпрямляют, преобразуя переменный ток в постоянный. Далее его пульсации сглаживаются фильтрующим конденсатором. В некоторых более сложных схемах дополнительно применяются тиристоры, транзисторы. Эти элементы, включаемые после диодного моста, окончательно выпрямляют ток. Ниже – схема пускового устройства для автомобиля своими руками:
Используемые здесь диоды обязаны пропускать большой обратный ток (от 250 А) и напряжение не менее 50 В. Как вариант можно использовать электронный компонент Д161-250 с индексом в конце обозначения от 3-х до 18-ти.
У трансформаторного ПЗУ всего лишь один недостаток – большая масса устройства. Однако этот минус вполне компенсируется множеством плюсов:
Особенность схем на тиристорах – работа в автоматическом режиме. Когда двигатель заглушен, а ПЗУ подключено к выводам аккумулятора, на него напряжение не поступает. В момент старта, когда на клеммах АКБ менее 10 В, устройство вступает в работу и подпитывает батарею, обеспечивая проворачивание коленчатого вала. Как только напряжение перевалит за 10 В, ПЗУ, благодаря запиранию тиристоров, перестанет помогать АКБ. Основной плюс этой схемы: отсутствие вреда, наносимого аккумулятору. Предлагаемое портативное пусковое устройство для автомобиля своими руками можно сделать, применяя одну из двух схем.
Это двухполупериодный вариант. Здесь используемые тиристоры пропускают I = 80 А. Например, это могут быть ТС80, Т15-100, Т161-125 и т. п.
Далее – пусковое устройство для автомобиля своими руками (схема – мостовая).
В этом случае понадобятся более мощные электронные изделия, пропускающие ток от 160 А. Т15-160, Т200, Т16-250 и т. п. Диоды рассчитаны на ток от 100 А. Это 2Д151-125, В200, Д141-100 и иные. Стабилитрон – с напряжением 8 В (2С181, Д808 и т. д.). Диод КД105 взаимозаменяемый с КД202, Д226: здесь главное, чтобы максимальный пропускаемый ток был не менее 0,3 А. Транзисторы: КТ361, КТ3107, КТ814, КТ816. Резисторы, используемые для управления тиристорами, рассчитаны на мощность от 1 Вт. Для других данный параметр не важен.
Если предполагается применять автономное пусковое устройство, сделанное своими руками, для пуска силовой установки автомобиля со штатным напряжением в 24 вольта, придётся изменить число витков трансформатора в обмотке II так, чтобы на выходе получилось 28–32 В. Вместо единичного стабилитрона Д814А поставьте пару последовательно соединённых Д810.
Самодельное импульсное пусковое устройство для автомобиля
Это совсем не простые электронные системы, собираемые на контроллерах, микропроцессорах. Основная особенность таких ПЗУ – постоянный контроль за состоянием аккумулятора в ходе его зарядки. Большой мощностью импульсные устройства не обладают, поэтому запустить с их помощью двигателя в зимний период при серьёзно разряженной батарее вряд ли получится. Зато они мало весят, имеют компактные размеры.
Как работает подобное устройство? Частота воздействует на электрический ток, в итоге напряжение увеличивается, потом уменьшается и на последнем этапе трансформируется. Импульсная схема генерирует токи до 100 А (при условии использования более мощной элементной базы это значение может быть и больше). Ниже – импульсное пусковое устройство для автомобиля (схема):
Здесь ПЗУ – источник питания, сделанный на базе микросхемы IR2153. Также применяются ключи-транзисторы 20N60, обеспечивающие напряжение 600 В и выдающие ток в 90 А. При включении ПЗУ в сеть 220 В сначала через диодный мост VD1-VD4 заряжаются конденсаторы. Когда напряжение на выводах IR2153 достигнет 12–13 В, устройство начинается вырабатывать импульсы, управляющие транзисторами. Далее на вторичной обмотке трансформатора 1.1 формируется напряжение, подающееся на контакты реле, срабатывающее и запускающее в работу стартер. Использование в схеме маломощного тиристора и резисторов обусловлено необходимостью защиты от короткого замыкания. Если оно присутствует, загорается светодиод. После решения проблемы он гаснет.
Собрать импульсное пусковое устройство для автомобиля своими руками нельзя без трансформатора мощностью меньше 4000 Вт. Она обеспечивает частоту вращения коленвала:
Чтобы сделать самому трансформатор, лучше всего взять тороидальный сердечник. Он встречается в отслужившем своё электродвигателе высокой мощности. Площадь сердечника – не менее 2700 кв. мм. Обмотка I, рассчитанная на напряжение 220 В, формируется проводом диаметром 2,21 мм, количество витков – 244. Обмотка II состоит из алюминиевой шины поперечной площадью 36 кв. мм: всего 18 витков. Холостой ход трансформатора составляет не менее 3,2 А. Если значение больше, с первичной обмотки уберите или добавьте некоторое количество витков, подбираемое опытным путём. При этом вторичная обмотка остаётся такой, какая есть, иначе упадёт КПД трансформатора. При монтаже старайтесь использовать медные провода с несколькими жилами и минимальной длиной, чтобы не было потерь напряжения (до 2–3-х вольт).
Собранную электронную схему, а также мощные элементы – диоды, тиристоры, лучше всего размещать на текстолитовом листе. Сначала закрепите наиболее громоздкую деталь – трансформатор. Выпрямительные диоды и силовые тиристоры устанавливаются на алюминиевых охлаждающих радиаторах. Бывает и так, что их способностей понижать температуру недостаточно. Тогда стоит предусмотреть установку вентилятора – например, от старого компьютера. От него же можно использовать и корпус, доработав его по размерам.
При работе ПЗУ включается на время не более 10 сек. Если на авто установлен стартер мощностью более 2000 Вт, понадобится трёхфазная сеть. То есть в таком случае придётся переделывать ПЗУ.
Другие виды пусковых устройств
Это аккумуляторные (бустеры) и конденсаторные системы. Первая из них представляет собой отдельную переносную батарею, которая при необходимости просто дополняет севший аккумулятор. При этом можно выбирать внутреннюю АКБ, которая может быть как обычной, необслуживаемой кислотной, так и более современной – литий-полимерной (PowerBank). При выборе такого пускового устройства важно, чтобы его ёмкость, а также пусковой ток соответствовали таким же параметрам вашей батареи. Бытовые бустеры рассчитаны на ёмкость не менее 18 А/ч. Но есть и профессиональные устройства, у которых эта характеристика доходит до 200 А/ч.
Конденсаторные пусковые устройства функционируют благодаря разрядке таких элементов. Это достаточно мобильные устройства, но стоят дорого и поэтому используются редко. К тому же конденсаторы выдают нерегулируемые токи, которые могут повредить аккумулятор или уменьшить его эксплуатационный ресурс.
Предпусковые системы
Ещё один вариант устройств, помогающих завести мотор при сильно подсевшем аккумуляторе. Обеспечить полноценный старт без АКБ они не смогут. Их особенность заключается в возможности подачи более высокого тока зарядки по сравнению с обычными ЗУ. Например, в штатном режиме для восстановления работоспособности батареи ёмкостью 60 А/ч понадобится не менее 6 часов и изначальный зарядный ток в 6 А. Применение зарядно-предпускового устройства позволяет сократить сроки зарядки (менее одного часа) путём увеличения тока на выходе примерно до 20 А. В итоге вы относительно быстро разгоните аккумулятор и заведёте мотор. Но стоит отметить: постоянное использование подобных устройств ведёт к более быстрому сокращению эксплуатационного ресурса самого аккумулятора.
Подбор сечения выводных проводов и клемм
При самостоятельном изготовлении ПЗУ любого типа рекомендуется для подключения устройства к контактам аккумулятора использовать сварочные провода с соответствующими зажимами типа «крокодил». Они как раз рассчитаны на большой ток и поэтому как нельзя лучше подходят для пускозарядной системы. Особое внимание обратите на плотность крепления проводов к клеммам ПЗУ: используйте болты (шпильки) диаметром не менее 6 мм с соответствующими гайками. Не рекомендуется закреплять кабель, идущий к аккумулятору, намертво. Лучше сделать провода быстросъёмными. Также не забудьте пометить «плюс» и «минус». Сделать это можно посредством разноцветной изоленты.
Из всего вышесказанного стоит сделать вывод. Запуск двигателя автомобиля можно осуществить с помощью любого из перечисленных устройств. Однако на практике наиболее надёжным и недорогим оказалось трансформаторное пускозарядное устройство, в том числе и то, что собрано самостоятельно. Его главный плюс – возможность многократных попыток старта двигателя, но что не способны более компактные, но дорогие бустеры и конденсаторные пусковые устройства.
Пусковое устройство для автомобиля своими руками: 4 работающие схемы пзу
Давайте Поверхностно рассмотрим принцип работы, хотя думаю для многих все итак понятно.
Через резистор р5 поступает питание для генератора импульсов.
Со временем напряжение на конденсаторах растет, растет также питающее напряжение для микросхемы ир2153 и как только оно дойдет до значения 10-15 Вольт микросхема запускается и начнет генерировать управляющие импульсы, которые усиливаются драйвером и подаются на затворы полевых транзисторов, последние будут срабатывать с заданной частотой, которая зависит от сопротивления резистора r6 и емкости конденсатора ц8.
Это называется системой мягкого старта, точнее задержка при включеии, к стати время срабатывания реле можно подстроить путем подбора конденсатора C20, чем больше емкость, тем дольше задержка.
Теперь устройство уже работает в штатном режиме, и блок можно разгонять на полную мощность.
Слаботочный выход 12 Вольт помимо питания схемы плавного пуска может питать кулер, для охлаждения схемы.
В архиве печатная плата чуть иная, предназначена для получения двухполярного напряжения, но я думаю переделать выходную часть под однополярку не составит труда.
Архив к статье; скачать…
На этом все, с вами как всегда был – Ака Касьян,
Как выбрать пуско-зарядное устройство для автомобиля?
Многих автовладельцев интересует, как выбрать пуско-зарядное устройство для автомобиля. В этом нет ничего удивительного. Несмотря на то что устанавливаемые на современные машины аккумуляторные батареи принято называть необслуживаемыми, эта характеристика довольно условна.
Да, в таких устройствах, если не нарушаются правила их эксплуатации, нет необходимости проверять уровень электролита и доливать дистиллированную воду. А вот подзаряжать аккумулятор не только можно, но иногда даже нужно. Подобная необходимость может возникнуть по следующим причинам:
Сегодня нет недостатка в подобном оборудовании. Производящие его компании предлагают различные модели, отличающиеся по мощности, уровню автоматизации и стоимости. В любом случае современное пуско-зарядное устройство для автомобильного аккумулятора – это прибор, способный функционировать в двух различных режимах:
Что следует учитывать при выборе ПЗУ?
Выбирая пуско-зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, следует учитывать многие важные параметры:
1. Выдаваемое напряжение. Бортовая сеть большинства легковых машин работает при напряжении 12 вольт. А вот на грузовиках встречается оборудование, функционирующее при напряжении 24 вольта.
2. Уровень зарядного тока, который в первую очередь зависит от ёмкости аккумуляторной батареи. Обозначаемый в амперах, он должен составлять порядка 10% от общей ёмкости источника питания.
На разных этапах зарядки этот параметр должен поддерживаться на определённом уровне либо постепенно снижаться. Встречается оборудование, где регулировка производится вручную или автоматически.
3. Уровень пускового тока. Совершенно очевидно, что маленький стартер малолитражного автомобиля требует для своей работы иных параметров тока, чем массивный и более мощный аналог, установленный на тяжёлом грузовике. Чтобы точно определиться с этой характеристикой, желательно знать мощность установленного на автомобиле стартера.
4. Массогабаритные характеристики. Тут могут быть варианты. Оборудование, которое вы намерены брать с собой в дорогу, имеет смысл выбирать более компактным. Для гаражного использования вес и размеры прибора не имеют решающего значения.
Исходя из этого придётся сначала определиться, какую технику и в каких условиях вы намерены обслуживать. Что до остальных моментов, то нужно учесть следующее:
Пуско-зарядное устройство для аккумулятора. Видео:
Говоря о технологиях, следует внести ясность, рассмотрев выпускаемые на сегодняшний день типы пуско-зарядных устройств со всеми их преимуществами и недостатками. Они бывают:
1. Конденсаторными. Наименее распространённый вариант исполнения. Это связано с тем, что создаваемый этими приборами зарядный ток имеет нестабильные характеристики и может нанести вред как аккумулятору, так и бортовой сети машины. Этот недостаток дополняется высокой ценой, сложностью в эксплуатации и довольно значительными размерами.
2. Аккумуляторные. Однажды заряженное, такое оборудование некоторое время может функционировать без подключения к электросети. Казалось бы, самый подходящий вариант оснащения, которое можно взять с собой в дальнюю дорогу. Ан нет! Этому препятствуют большой вес и габариты.
Профессиональные модели, которые используются для обслуживания большого автопарка, выполняются на колёсном шасси.
Ну а портативные модификации можно назвать ПЗУ с большой натяжкой. Запустить двигатель с их помощью можно, а вот зарядить АКБ автомобиля — нет. Максимум, на что можно в этом случае рассчитывать, – восстановить заряд батареи смартфона или ноутбука.
3. Импульсные. В этом случае для изменения параметров тока используется высокочастотный инвертор. Это позволяет сделать оборудование более лёгким, компактным и недорогим.
За минимализм и дешевизну приходится расплачиваться ограниченными возможностями и снижением потенциала под воздействием низких температур. Тем не менее технология совершенствуется, и её возможности постепенно расширяются.
4. Трансформаторные. Несмотря на значительный вес и дороговизну, подобное оборудование демонстрирует высокую эффективность и надёжность. Оно обладает всеми необходимыми характеристиками для создания и поддержания зарядного тока со стабильными характеристиками. Ему не страшны скачки напряжения.
Имея довольно мощное ПЗУ подобного типа, вы сможете вернуть к жизни автомобиль даже в самых тяжёлых условиях и восстановите ЭДС даже полностью разряженной аккумуляторной батареи.
Но проблемой для использования такого оснащения часто становится высокая нагрузка на электросеть. Ещё одним недостатком является относительно малый, по сравнению с инверторными ПЗУ, пусковой ток.
Несколько конкретных примеров
Даже в рамках той или иной технологии можно добиться определённых улучшений параметров. Поэтому имеет смысл рассмотреть несколько конкретных примеров, выбрав модели, получившие от потребителей положительные оценки.
Airline AJS-80-04. Это работающее от бытовой электросети с напряжением 220 В импульсное пуско-зарядное устройство с весьма привлекательными для покупателя характеристиками. При небольшом, 3,6 кг, весе оно способно обеспечить зарядку одного или сразу нескольких АКБ общей ёмкостью до 500А/ч.
При его работе используется алгоритм Вудбриджа, что благоприятно сказывается на ресурсе аккумуляторов. Впечатляюще выглядят и параметры пускового тока – 500 А. И всё это при потребляемой мощности в 1100 Вт. Если добавить к этому разумную стоимость, то приходится признать, что такие характеристики делают модель пригодной для использования и в личных целях, и в крупных автохозяйствах.
Кратон JSC-120. Характеристики этого отечественного ПЗУ выглядят несколько иначе, чем у его конкурента из Китая. Потребляемая мощность достигает 3900 Вт, что может стать проблемой при подключении оборудования к обычной электросети. Правда, такой аппетит просыпается у Кратона только в режиме пуска, да и то когда приходится работать с тяжёлой техникой, переключившись в режим 24 В.
Да-да, это не опечатка, данный агрегат способен работать в режимах 12 или 24 В. Что до режима зарядки, то даже для того, чтобы восстановить ЭДС батареи ёмкостью 600 Вт, мощность не превысит одного киловатта.
Wester CHS360. Из-за большой массы – 24 кг – и значительных габаритов не стоит рассчитывать взять с собой данную модель в дальнюю дорогу. Впечатляющие паспортные характеристики достижимы лишь в том случае, если существует возможность подключения оборудования к промышленной электросети.
Ведь максимальная мощность этого трансформаторного ПЗУ составляет 10 кВт. Спору нет, возможность заряжать АКБ ёмкостью до 800 А/ч, пусковой ток, достигающий 360 А, и два режима работы – 12 и 24 вольта – выглядят очень привлекательно. Но востребовано подобное оборудование только в крупных автохозяйствах.
Как сделать пуско-зарядное устройство? Видео:
К рейтингам пуско-зарядных устройств следует относиться с большой осторожностью. Технические характеристики и условия эксплуатации этих устройств могут не совпадать с вашими запросами. Так что лучше пообщаться с людьми, которым уже доводилось пользоваться конкретной моделью.
Какой аккумулятор для автомобиля лучше выбрать? – здесь больше полезной информации.
Нет большого смысла и в попытках собрать пуско-зарядное устройство своими руками. С одной стороны, потребуются предварительные расчёты, выполнить которые, не имея специальных знаний, невозможно.
С другой стороны, стоимость всех необходимых комплектующих, скорее всего, окажется выше, чем цена на уже готовое устройство.
Вас заинтересует эта статья – Какую сигнализацию с автозапуском лучше поставить на автомобиль?
Помните, что возможности любого ПЗУ ограничены. Существуют ситуации, в которых даже самое совершенное оборудование оказывается бессильным. Можно упомянуть:
В любом случае зарядно-пусковое устройство для автомобильного аккумулятора — это не панацея, а лишь одно из средств для поддержания вашей машины в исправном состоянии. Мало его купить. Нужно ещё тщательно изучить инструкцию по эксплуатации и научиться пользоваться оборудованием. Только в этом случае оно будет приносить реальную пользу.
Как завести автомобиль пуско-зарядным устройством
В жизни автовладельца случается очень много разнообразных неприятностей, каждую из которых приходится преодолевать. Среди них и невозможность запуска двигателя по довольно простой и банальной причине – «села» аккумуляторная батарея. То есть, она получила глубокий разряд и не способна раскрутить коленчатый вал, чтобы произошел пуск мотора.
Произойти такая неприятность может по разным причинам:
В результате водитель утром получает лениво ворчащий мотор или вообще просто щелканье реле стартера, без включения в работу силового электродвигателя. И, как всегда, это случается в самый неблагоприятный момент, когда машинка очень нужна.
Вариаций решить такую проблему несколько:
: Лучшие модели пуско-зарядных устройств. Как выбрать пуско-зарядное устройство.
Последний метод – один из самых оптимальных, но требуется наличие такого прибора. Благо, рынок автомобильных аксессуаров не испытывает недостатка в таком оборудовании и приобрести его несложно.
: Какие бывают зарядные устройства для аккумуляторов и обзор лучших моделей.
Чем можно завести машину
Но вариантов таких устройств большое количество, поэтому необходимо сначала определиться, какой из приборов будет оптимальным для вашего авто.
Все эти устройства можно подразделить на 3 вида:
Видео: Пуско-зарядные устройства Carku 37 и Carku 43 Обзор
Разновидности пуско-зарядных устройств, их особенности
Пуско-зарядное устройство – оборудование, совмещающее в себе две функции. То есть его можно использовать как обычный прибор для подзарядки.
Но при надобности он переводится в режим, когда ПЗУ будет выдавать токи большой силы, так называемые – пусковые. Остается только подключить прибор к бортовой сети и завести мотор.
Но при этом должны соблюдаться определенные правила использования, чтобы при попытке запустить силовую установку не причинить вред электрооборудованию.
Вариаций ПЗУ очень много, и основное различие у них сводится к особенностям конструкции. Сейчас выпускаются пуско-зарядные устройства следующих типов:
1. Импульсные
Импульсные аппараты отличаются тем, что при воздействии высокочастотных импульсов происходит понижение и преобразование напряжения. При этом такие приборы не способны выдать пусковые токи очень больших значений. Это сказывается на особенностях работы в пусковом режиме.
Чтобы обеспечить пусковой разряд, такое устройство работает в паре с аккумулятором.
Чтобы было понятнее, рассмотрим на таком примере: батарея разряжена, но не полностью, и способна выдать пусковые токи в 100 А, а для нормальной работы стартера необходимо 150 А, то есть заряда батареи явно недостаточно.
Но зато имеется импульсное ПЗУ, выдающее в режиме пуска 60 А. Подключаем устройство к АКБ в результате на выходе из этой спарки получаем 160 А, что более чем достаточно, чтобы завести мотор.
В итоге выходит, что импульсное устройство способно лишь дополнить аккумулятор. В случае очень глубокого разряда аккумулятора завести машину не получится, придется вначале немного зарядить батарею. Зато такие аппараты компактны, что делает их вполне неплохим вариантом для использования.
2. Трансформаторные
Трансформаторные – классический вариант. Преобразование электроэнергии производится понижающим трансформатором. Но в отличие от обычного зарядного устройства, в пуско-зарядных используется мощный трансформатор с усиленной обмоткой, что позволяет ему выдерживать значительные нагрузки, а количество витков позволяет регулировать выходные токи в значительном диапазоне, что и дает возможность на выходе получить пусковые токи.
Такое устройство запросто может завести мотор даже без АКБ, но делать так не стоит, батарея должна обязательно присутствовать и подключение к бортовой сети ПЗУ должно проводиться через нее.
Все потому, что в момент запуска в сети от генератора образуются сильные скачки напряжения, и АКБ в этом случае выступает в роли демпфера, то есть принимает их все на себя. Если делать запуск без аккумулятора – высока вероятность повреждения ПЗУ этими скачками.
Основным недостатком таких устройств является достаточно большие габариты и вес из-за усиленного трансформатора.
3. Конденсаторные
Конденсаторные пуско-зарядные устройства в своей конструкции используют конденсаторы. Вся работа такого устройства сводится к тому, что сначала заряжаются конденсаторы, а во время запуска они отдают энергию. Причем заряд от этих элементов достаточно мощный, чтобы завести мотор. Но такие приборы встречаются редко.
Зарядно-предпусковые приборы
Зарядно-предпусковые устройства вообще не рассчитаны на выдачу токов большой мощности. То есть, запуск двигателя от них не производится. Техника запуска мотора от такого прибора несколько иная, чем от пуско-зарядного. Особенность зарядно-предпусковых устройств заключается в том, что они могут работать в режиме подачи токов повышенных значений. К примеру, для подзарядки АКБ емкостью 65 Ач необходим ток в 6,5 А (10% от номинальной емкости). Но можно прибор перевести в режим, когда на выходе будет 20 А. В результате получим интенсивную зарядку батареи.
То есть, при помощи зарядно-предпускового прибора просто «разгоняется» аккумулятор, после чего от нее можно завести мотор. Но при этом интенсивная зарядка негативно сказывается на самой батарее.
Видео: Испытание портативного пуско-зарядного устройства S-START
Пусковые приборы
Последний тип – пусковые устройства (они же – аккумуляторные или «бустеры»). У таких приборов в конструкции используется аккумулятор, который и позволяет запускать мотор. Причем эти бустеры могут использовать в своей конструкции самые разные батареи – от обычных кислотных необслуживаемых до литий-полимерных, которые сейчас стали очень популярны (так называемые «PowerBank»).
Работают пусковые устройства по тому же принципу, что и импульсные пуско-зарядные устройства, то есть они просто дополняют заряд АКБ своим, что и позволяет завести машину.
Достоинства и недостатки
Исходя из указанной информации, приборы можно разделить на:
К преимуществам первых относится:
Основным же недостатком стационарных средств является все та же надобность к подключению к электросети.
Мобильные же устройства можно всегда возить с собой, что дает возможность запустить мотор с севшим АКБ в любом месте. Они часто имеют дополнительные выходы для зарядки всевозможных гаджетов (телефонов, планшетов). Отличаются компактностью.
Недостатком же их является надобность в периодическом подзаряде батареи прибора и постоянным слежением за уровнем заряда. К тому же они не могут выполнять роль зарядного устройства для АКБ авто.
У каждого из указанных приборов имеются свои определенные правила использования, поэтому обязательно следует ознакомиться с инструкцией пользователя. Но всё же имеются общие правила использования, которые ниже рассмотрим.
Как завести машину от ПЗУ
Для начала возьмем импульсное пуско-зарядное устройство. Итак, есть такой прибор и автомобиль с разряженным АКБ. Далее действия таковы:
Видео: ЗАВОДИМ МАШИНУ БЕЗ АКБ
Запуск при помощи зарядно-предпускового прибора
Правила запуска мотора при помощи зарядно-предпускового устройства такие:
Пуско-зарядное устройство для автомобильного аккумулятора (схема мощного ПЗУ)
Это схема очень мощного самодельного пуско-зарядного устройства для авто АКБ 14,5 В на ток 500 А, представляет собой однотранзисторный прямоходовый преобразователь. Для ключа использован регенеративный снаббер с подпиткой.
Схема импульсного пуско-зарядного для авто
На схеме представлен однотактный прямоходовый преобразователь, в котором использован всего один коммутирующий элемент.
В отличие от косого моста, где энергия обратного хода трансформатора возвращается в накопитель из первичной обмотки через размагничивающие диоды, в данном размагничивание происходит за счёт фиксирующей обмотки в 18 витков, а выброс напряжения первичной обмотки ограничивается током заряда фиксирующей ёмкости 150 нФ x 630В — 4 шт.
На прямом ходу фиксирующая ёмкость через фиксирующую обмотку разряжается до уровня напряжения накопителя 300 В. Благодаря периодическому разряду фиксирующей ёмкости напряжение на коллекторе силового транзистора не превышает удвоенного напряжения накопителя, то есть фиксируется.
Для обеспечения таких режимов фиксирующая обмотка должна иметь очень хорошую магнитную связь с первичной обмоткой. Для этого обе обмотки мотаются вместе в 2 провода. Поскольку напряжение между первичной и фиксирующей обмоткой около 300 В, между ними должна быть хорошая изоляция.
Порядок намотки силового трансформатора следующий: сначала мотается 9 витков первички вместе с 9-ю витками фиксирующей в один ряд. Затем в один ряд вторичка. Поверх вторички мотаются 9 витков первички с 9 витками фиксирующей. Направление всех рядов должно быть одинаковым и каждый ряд должен начинаться с одного края каркаса. Затем мотаются 2 витка обмотки подпитки регенеративного снаббера.
В качестве ключа использована половинка модуля 2MBI100PC-140. Ключ управляется драйвером HCPL3120 по схеме с отрицательным смещением.
Вместо модуля возможно применение сборки из 2-3-х ключей IRG4PF50U, IRG4PF50W или аналогичных с напряжением коллектора не менее 900 В. В этом случае ключи паяются на медную подложку.
На подложку ключей нужно установить дополнительный термостат. Термостат показаный на схеме устанавливается на подложке выходных диодов.
Полезное: Приставка-индикатор загрузки компьютера – памяти, HDD, процессора
Вместо R1 впаиваем резистор на 100 Ом. Не подавая питания на силу запитываем блок управления. Спустя пару секунд должно включиться реле и загореться зелёный светодиод.
Осциллографом контролируем наличие двуполярных импульсов на затворе ключа частотой 40-50 кГц. Отрицательный импульс должен быть заметно длиннее.
Размыкание цепи термостата должно приводить к зажиганию красного светодиода и блокировке инвертора.
Если всё так, собираем полностью схему инвертора и включаем его в сеть 220 В. Подбирая сопротивление R2 добиваемся выходного напряжения 14,2 — 14,6 В. Включаем прибор магнитоэлектрической системы параллельно шунту и нагружаем выход реостатом сопротивлением 0,1 Ом. Показания прибора должны соответствовать току не более 80 А. При этом напряжение выхода должно снизится.
Если всё так и происходит, увеличиваем сопротивление R1 до тех пор, пока не получим желаемого максимального тока короткого замыкания выхода. Всё, пуско-зарядное готово к работе. Ещё одну, более простую схему такого устройства, смотрите по ссылке.
2– 5,00 Загрузка…
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
Зарядно-пусковое устройство. Схема и подробное описание
Зарядно-пусковое устройство представленное в этой статье позволяет запустить автомобиль в зимнее время. Как известно пуск в зимнее время двигателя внутреннего сгорания автомобиля с подсевшим аккумулятором требует много сил и времени.
Плотность электролита, вследствие продолжительного хранения, существенно понижается, а протекающий внутри аккумулятора процесс сульфатации увеличивает внутреннее сопротивление его, тем самым, уменьшая стартовый ток аккумулятора. Плюс ко всему, в зимнее время повышается вязкость моторного масла, что требует от автомобильного аккумулятора большей стартовой мощности.
Как известно, облегчить пуск автомобиля зимой можно несколькими способами:
Вариант с применением пускового устройства более удобен при хранении автомобиля в гараже либо на платной стоянке, где есть возможность подключить пусковое устройство к электросети. Помимо этого данное зарядно-пусковое устройство поможет не только завести авто с севшим аккумулятором, но и быстро восстановить и зарядить его.
В основном в промышленных образцах зарядно-пускового устройства, аккумулятор подзаряжается от источника питания средней мощности имеющий номинальный ток в пределах до 5А, которого, как правило, не хватает для непосредственного отбора тока стартером автомобиля. Несмотря на то что внутренняя емкость автомобильных аккумуляторных ПЗУ весьма велика (у некоторых моделях до 240 А/ч), но все же после нескольких заводов они, так или иначе «садятся», а быстро восстановить их заряд не получится.
Автомобильное интеллектуальное зарядное устройство
Данное зарядно-пусковое устройство, отличается от промышленного прототипа незначительной массой и возможностью в автоматическом режиме поддерживать рабочее состояние аккумулятора ПЗУ, вне зависимости от срока хранения или эксплуатации. Даже если в ПЗУ нет внутреннего аккумулятора, он все равно может кратковременно выдать пусковой ток до 100А. Также существует неплохая схема зарядного устройства для аккумулятора с регулировкой тока заряда.
Для восстановления пластин аккумулятора и снижения температуры электролита во время зарядки, в зарядно-пусковом устройстве предусмотрен режим регенерации. В данном режиме происходит чередования импульсов зарядного тока и пауз.
Принципиальная схема
Схема пускового зарядного устройства содержит симисторный регулятор напряжения (VS1), силовой трансформатор (T1), выпрямитель на мощных диодах (VD3, VD4) и стартерный аккумулятор (GB1). Ток подзарядки выбирается регулятором тока на симисторе VS1, его ток регулируется переменным резистором R2 и зависит от емкости аккумулятора.
Входная и выходная цепи зарядки имеют конденсаторы фильтра, который уменьшает степень радиопомех при работе симисторного регулятора. Симистор VS1 обеспечивает регулировку тока зарядки при разбросе напряжения сети в пределах от 180 до 220 В.
Обвязка симистора состоит из R1-R2-C3 (RC цепь), динистора VD2 и диодного моста VD1. Константа времени RC — цепи влияет на момент открытия динистора (отсчитывая от начало сетевого полупериода), который включен в диагональ выпрямительного моста через ограничительный резистор R4.
Выпрямительный мост осуществляет синхронизацию включение симистора в обоих полупериодах сетевого напряжения. В режиме «Регенерация» применяется только один полупериод сетевого напряжения, что способствует отчистке пластин аккумулятора от имеющейся кристаллизации.
Конденсаторы С1 и С2 уменьшают степень помех от симистора в сети до приемлемых уровней.
Детали
В зарядно-пусковом устройстве применен силовой трансформатор от телевизора «Рубин». Возможно также использование трансформатора типа ТСА-270.
Перед тем как перемотать вторичные обмотки (первичные остаются без изменений), каркасы отделяются от железа, все бывшие вторичные обмотки (до фольги экранов) удаляют, а на освободившееся место наматывают медным проводом сечением 1,8…2,0 мм2 в один слой (до заполнения) вторичные обмотки. В результате перемотки напряжение одной обмотки должно получиться примерно 15… 17 В.
Для визуального контроля зарядного и пускового тока в схему зарядно-пускового устройства введен амперметр с шунтирующим резистором. Сетевой выключатель SA1 должен быть рассчитан на максимальный ток 10 А.
Сетевой переключатель SA2 (типа ТЗ или П1Т) позволяет выбрать максимальное напряжение на трансформаторе в соответствии с напряжением сети. Внутреннего аккумулятора марки 6СТ45 или 6СТ50 должно хватить на 3-5 одновременных пусков.
Резисторы в ЗПУ можно применить типа МЛТ или СП, конденсаторы С1,С2 — КБГ-МП, C3 – МБГО, С4 — К50-12, К50-6. Диоды Д160 (без радиаторов) можно поменять на другие с допустимым током более 50 А, симистор — типа ТС.
Подсоединение ЗПУ к аккумулятору автомобиля необходимо производить мощными зажимами «Крокодил» (на рабочий ток до 200 А). В устройстве важно применить заземление.
Настройка
При настройке к устройству подсоединяется (соблюдай полярность!) внутренний аккумулятор GB1, и испытывается регулировка зарядного тока резистором R2. Затем проверяется зарядный ток в режиме заряда, пуска и регенерации. Если ток не более 10…12А, то ЗПУ находится в рабочем состоянии.
При подсоединении зарядно-пускового устройства к аккумулятору автомобиля, ток заряда вначале должен возрасти примерно 2-3 раза, а через 10 — 30 мин понизиться до первоначального значения. После этого переключатель SA3 щелкается в режим «Пуск», и происходит завод двигателя автомобиля.
В случае неудачной попытки завести двигатель, производится дополнительная подзарядка в течение 10 — 30 мин, и попытка повторяется.
Пусковое устройство для авто, схема
Зима, мороз, машина не заводится, пока пробовали завести, аккумулятор разрядился в конец, чешем “репу”, думаем, как решить проблему… Знакомая ситуация? Думаю, те кто живет в северных районах нашей необъятной, не раз сталкивались с проблемным заводом своего авто в холодное время года. И вот тогда возникает такой случай, начинаем думать, а неплохо было бы иметь под руками пусковое устройство, предназначенное именно для таких целей.
Это устройство предназначено для пуска двигателя транспортного средства с 12 вольтовой бортовой сетью. Основным элементом схемы является мощный понижающий трансформатор. Жирными линиями на схеме обозначены силовые цепи, идущие от пускового устройства на клеммы аккумулятора.
По выходу вторичной обмотки трансформатора стоят два тиристора, которые управляются узлом контроля напряжения. Узел контроля собран на трех транзисторах, порог срабатывания определяется номиналом стабилитрона и двумя резисторами, образующими делитель напряжения.
Работает устройство следующим образом. После подключения силовых проводов к клеммам аккумулятора и включении сети, никакого напряжения на батарею не подается. Начинаем заводить двигатель, и если U аккумулятора упадет ниже порога срабатывания узла контроля напряжения (это ниже 10 вольт), оно подаст сигнал на открытие тиристоров, аккумулятор получит подпитку от пускового устройства.
При достижении напряжения на клеммах выше 10 вольт, пусковое устройство запрет тиристоры, подпитка батареи прекратится. Как говорит автор данной конструкции, такой метод позволяет не наносить вред автомобильному аккумулятору.
Трансформатор для пускового устройства. Для того чтобы прикинуть, какой мощности нужен трансформатор для пускового устройства, нужно учесть, что в момент пуска стартера, он потребляет ток порядка 200 ампер, а когда раскрутится – ампер 80-100 (напряжение 12 – 14 вольт).
Так как пусковое устройство подсоединяется непосредственно к клеммам аккумулятора, то в момент завода автомобиля какая-то часть электроэнергии будет отдаваться самим аккумулятором, а какая-то часть будет идти от пускового устройства. Умножаем ток на напряжение (100 х 14), получаем мощность 1400 ватт.
Хотя автор вышеприведенной схемы утверждает, что и 500 ваттного трансформатора достаточно для завода автомобиля с бортовой сетью 12 вольт.
В авторском исполнении был применен трансформатор с габаритной мощностью 500 ватт, сечение провода II обмотки 14 кв. мм (это сложенный вдвое провод диаметром 3 мм). Выходное напряжение 15…18 вольт.
Приводить конкретные данные по трансформатору в этой статье особого смысла не имеет, ведь для начала необходимо как минимум иметь более-менее подходящее трансформаторное железо, ну а потом, опираясь на фактические размеры, произвести расчет намоточных данных именно для него.
Остальные элементы схемы.
Тиристоры: при двухполупериодной схеме – на ток от 80А и выше. Например: ТС80, Т15-80, Т151-80, Т242-80, Т15-100, ТС125, Т161-125 и т.д. При реализации второго варианта с использованием мостового выпрямителя (смотри схему выше), тиристоры должны быть раза в 2 мощнее. Например: Т15-160, Т161-160, ТС161-160, Т160, Т123-200, Т200, Т15-250, Т16-250 и им подобные.
Диоды: для моста выбирайте такие, чтобы держали ток порядка 100 ампер. Например: Д141-100, 2Д141-100, 2Д151-125, В200 и подобные. Как правило анод у таких диодов выполнен в виде толстого жгута с наконечником. Диоды КД105 можно заменить на КД209, Д226, КД202, подойдут любые на ток не меньше 0,3 ампера.
У стабилитрона U стабилизации должно быть порядка 8-ми вольт, можно ставить 2С182, 2С482А, КС182, Д808.
Делаем пусковое устройство для автомобиля своими руками
С наступлением холодной поры года наступает проблема затрудненного пуска холодного двигателя. Основную нагрузку при пуске берут на себя стартер и аккумулятор. Для облегчения жизни аккумулятора и облегчения запуска двигателя применяются пусковые устройства.
Пусковое устройство можно приобрести в магазине автозапчастей. Такие пусковые устройства, как правило совмещены с зарядным устройством и называются они пуско-зарядными — это плюс. Минус этих устройств то, что выходные параметры в пусковом режиме сильно ограниченные и в конечном итоге помощь аккумулятор получает незначительную, основную нагрузку принимает все равно аккумулятор.
Пусковое устройство для легкового автомобиля можно сделать своими руками. Для этого понадобится трансформатор или сердечник от трансформатора и два диода.
Рассчитывать пусковое устройство следует на мощность не менее 1,4 кВт, этой мощности будет достаточно для запуска двигателя даже со слабым аккумулятором.
Для начала рассмотрим схему самого простого пускового устройства, причем данное устройство очень эффективно себя проявило в жизни автолюбителей.
Начнем со стороны сети, питающего кабеля. Потребляемый ток пускового устройства может быть до 7,5 А. Для этого тока провода ПВС 2х1,5 вполне достаточно, для обеспечения меньшего падения напряжения в нем желательно применить ПВС 2х2,5. Переключатель S1 можно не устанавливать, если он устанавливается, то должен быть рассчитанный на ток не менее 10 А.
Расчет выходных параметров пускового устройства
Для пуска двигателя пусковое устройство должно давать не менее 100 А при напряжении 10…14 В. Отсюда можно вывести мощность трансформатора: 14х100=1400 Вт. Пусковое данной мощности способно завести двигатель практически без аккумулятора, но без него все равно нельзя.
В начальный момент запуска стартер потребляет около 200 А, часть этого тока и будет отдавать аккумулятор. После раскрутки коленчатого вала стартер потребляет 80…100 А, а этот ток уже сможет выработать наше пусковое устройство собранное своими руками.
Для сравнения, пусковые устройства заводского исполнения способны выдать около половины этого тока.
Сечение сердечника трансформатора, та часть куда наматываются обмотки, рассчитываются по мощности, для данной мощности площадь равна 36 см2. Сечение провода первичной обмотки не менее 1,5…2,0 мм2. Хорошо если есть трансформатор с подобными параметрами и уже изготовленной первичной обмоткой. Вторичная обмотка полностью удаляется.
Затем необходимо определить количество витков вторичной обмотки. Делать это будем методом подбора. Наматываем 10 витков провода любого диаметра, включаем трансформатор в сеть и измеряем в сеть. Измеряем напряжение и делим на 10, получаем напряжение одного витка. Далее 12 В делим на получившееся напряжение, получаем количество витков каждого плеча.
Удаляем временную обмотку. Вторичная обмотка наматывается изолированным медным проводом сечением 10 мм2 или алюминиевым сечением в двое большим. Если провода донного сечения отсутствуют их можно намотать в несколько ветвей, например взять два медных провода по 6 мм2 или четыре по 2,5 мм2.
Далее необходимо подключить диоды (можно взять от сварочного аппарата), не откусывая провод, с запасом на 2-3 витка, измерить напряжение на выходе. Напряжение холостого хода, при номинальном напряжении сети не должно превышать 13,8 В. Если напряжение выше необходимо отмотать вторичную обмотку, при низком напряжении доматать.
При доведении номинального напряжения выводы вторичной обмотки укорачиваются до нужной длины, и собирается схема до ее конечного состояния.
Поскольку пусковое устройство на выходе имеет ток до 100 А выводные провода и клеммы должны быть рассчитаны на этот ток, можно применить от сварочного аппарата.