Как отремонтировать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Зарядное устройство является абсолютно необходимым прибором в хозяйстве любого автовладельца. Зарядники позволяют проводить обслуживание аккумулятора – от возобновления запаса энергии до проведения десульфатации АКБ (в зависимости от исполнения), а если есть пуско-зарядное устройство, то от него можно завести автомобиль. Как и любые электронные блоки, эти приборы иногда выходят из строя. При определенных условиях произвести ремонт неисправного ЗУ автомобильного аккумулятора можно самостоятельно.
Самые частые поломки и их диагностика
Наиболее очевидный признак поломки – при включении в сеть и подключении АКБ зарядник не подает признаков жизни:
Во многих случаях проблема кроется в сетевом шнуре или предохранителях. У многих зарядных устройств предохранители находятся внутри корпуса. Чтобы до них добраться, надо снять крышку. Иногда их может не быть вообще, несмотря на то, что на схеме они указаны.
Многие ЗУ включаются только тогда, когда к клеммам подключен аккумулятор, заряженный не менее чем до 10 вольт.
Если устройство реагирует на включение в сеть, но при подключении аккумулятора не индицируются ни напряжение, ни ток, есть основания предполагать выход из строя силовой части (хотя проблема может быть в схеме управления). Надо заметить, что первичная диагностика больше применима к ЗУ, построенным по линейной схеме. У импульсников одно и то же внешнее проявление проблемы может быть вызвано совершенно разными неисправностями, поэтому лучше сразу приступать к разборке и проверке схемы.
Советы по самостоятельному ремонту
Чтобы продиагностировать и отремонтировать ЗУ, надо представлять его устройство. Зарядники строятся по двум схемам:
У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки.
Зарядники линейного типа построены относительно просто:
Выходного фильтра в линейных зарядниках, как правило, нет – для зарядки АКБ это не нужно.
По подобному принципу построено зарядно-подзарядное устройство «Кедр-авто». При включении в сеть должен быть слышен негромкий низкочастотный рокот и ощущаться легкая вибрация. Если этого нет, надо проверить напряжение 220 VAC в точках 1 и 2. Если его нет, надо искать в сетевом шнуре и предохранителях. Если напряжение есть, высока вероятность выхода из строя силового трансформатора. Если все в порядке, проверяется наличие низкого переменного напряжения в точках 3 и 4. Если оно есть, то на этом диагностика силового трансформатора закончена.
Дальше проверяется силовая часть. Тиристор испытывается тестером в режиме прозвонки диодов. В обычном состоянии сопротивление в обе стороны должно быть большим – прибор заперт. Но если плюсовым щупом тестера коснуться одновременно анода и управляющего электрода, то тиристор откроется, и мультиметр покажет какое-то сопротивление. Это означает исправность вентиля.
Если силовой трансформатор и ключевые элементы исправны, значит, вопрос в схеме управления. В разных моделях зарядников используются различное построение таких устройств, поэтому общие рекомендации дать невозможно. В каждом конкретном случае надо разбираться самостоятельно. Если схема собрана на дискретных элементах, шансы на успех есть. Если зарядник управляется микроконтроллером, починить ЗУ вряд ли удастся. Заменить микросхему несложно, а вот найти прошивку – тяжело.
В таком приборе напряжение сети:
Основные принципы поиска неисправности можно рассмотреть на примере зарядного устройства ЗУ-3000.
В первую очередь надо проверить переменное напряжение на входе диодного моста (после резисторов R1 и R2). Там должно быть 220 VAC. Если нет – надо проверять последовательно:
Если все в порядке, то проверяется напряжение на выходе моста (на конденсаторах С2, С3, С4). там должно быть около 300 вольт DC. Если нет – проверяется исправность диодов моста VD1-VD4, потом конденсаторы С2, С3, С4. Если и там все ОК, осциллографом надо убедиться в наличии импульсов на выходе D сборки DA1. Если их нет, есть основания подозревать выход из строя силового трансформатора или контроллера ШИМ TOP225YN. Если и здесь все нормально, проверяются вторичные цепи – выпрямитель, фильтр, обратная связь. Если неисправен контроллер AtTiny-26, шансы успешно отремонтировать прибор невелики.
Тест на исправность
Выше упомянуто, что многие зарядники не включаются при отсутствии подключенного аккумулятора. Для тестирования ЗУ после ремонта, если нет полной уверенности в исправности прибора, желательно взять аккумулятор, который не жалко – потерявший емкость и т.п. Подключив такую батарею к заряднику, надо проверить уровень напряжения на клеммах ЗУ. Оно должно быть примерно 14-15 вольт. Если оно существенно больше или меньше, либо уровень нестабилен, зарядник неисправен.
При этом надо контролировать и силу тока (это можно сделать по штатному амперметру). Она должна быть в пределах 0,1 от емкости АКБ (если батарея не очень разряжена). Верность данных встроенного прибора можно проверить внешним амперметром (например, мультиметром).
Стоит ли самому чинить и где можно отремонтировать
Зарядное устройство является достаточно сложным прибором, и визуально обнаружить дефект удается далеко не всегда. К тому же, если даже обуглившийся элемент и найден, причина может быть в другом компоненте. Замена сгоревшей детали приведет лишь к повторению аварии. Поэтому для самостоятельного ремонта потребуются как минимум знания электроники и общие понятия о принципах построения зарядников. Также нужен минимальный приборный парк – мультиметр, а в некоторых случаях и осциллограф. Если какой-то из этих факторов отсутствует, за починку лучше не браться. Также нет особого смысла ремонтировать зарядники, где неисправность обнаружена в намоточных элементах (трансформаторах, дросселях), если нет прибора-донора. Перемотать их «на коленке» с заводским качеством не получится, особенно в устройствах импульсного типа.
Для наглядности рекомендуем тематических видеороликов.
Для ремонта можно обратиться к специалистам. И лучше всего, если есть возможность отнести или отправить неисправный зарядник в официальный сервисный центр. Если такой возможности нет, можно поискать специалиста в интернете – на досках объявлений или специализированных форумах. Также можно обратиться к знакомым или соседям по гаражу. Но если ЗУ попадет в руки самоучек, риск некачественного ремонта возрастает многократно.
Предохранитель на зарядное устройство аккумулятора
Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.
Вот эти компоненты:
Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в этой статье), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.
Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.
Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
Сборка зарядного устройства
Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.
Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:
Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.
Настройка выходного напряжения и зарядного тока
На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.
Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.
Защита от переполюсовки
Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.
Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.
Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.
Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.
Как заряжать аккумулятор
Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.
Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.
Многие самодельные блоки имеют такой недостаток, как отсутствие защиты от переполюсовки питания. Даже опытный человек может по невнимательности перепутать полярность питания. И есть большая вероятность что после этого зарядное устройство придет в негодность.
В этой статье будет рассмотрено 3 варианта защит от переполюсовки, которые работают безотказно и не требуют никакой наладки.
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.
Вариант 2
Эта схема до сих пор не имеет аналогов по многим параметрам. Она одновременно защищает и от переполюсовки питания, и от короткого замыкания.
Принцип работы этой схемы следующий. При нормальном режиме работы плюс от источника питания через светодиод и резистор R9 открывает полевой транзистор, и минус через открытый переход «полевика» поступает на выход схемы к аккумулятору.
При переполюсовке или коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, вследствие чего образуется падение напряжения на «полевике» и на шунте. Такое падение напряжение достаточно для срабатывания маломощного транзистора VT2. Открываясь, последний запирает полевой транзистор, замыкая затвор с массой. Одновременно загорается светодиод, поскольку питание для него обеспечивается открытым переходом транзистора VT2.
Из-за высокой скорости реагирования эта схема гарантированно защитит зарядное устройство при любой проблеме на выходе.
Схема очень надежна в работе и способна оставаться в состоянии защиты бесконечно долгое время.
Вариант 3
Это особо простая схема, которую даже схемой трудно назвать, поскольку в ней использовано всего 2 компонента. Это мощный диод и предохранитель. Этот вариант вполне жизнеспособен и даже применяется в промышленных масштабах.
Питание с зарядного устройства через предохранитель поступает на аккумулятор. Предохранитель подбирается исходя из максимального тока зарядки. Например, если ток 10 А, то предохранитель нужен на 12-15 А.
Диод подключен параллельно и закрыт при нормальной работе. Но если перепутать полярность, диод откроется и случится короткое замыкание.
А предохранитель – это слабое звено в этой схеме, который сгорит в тот же миг. Его после этого придется менять.
Диод следует подбирать по даташиту исходя из того, что его максимальный кратковременный ток был в несколько раз больше тока сгорания предохранителя.
Такая схема не обеспечивает стопроцентную защиту, поскольку бывали случаи, когда зарядное устройство сгорало быстрее предохранителя.
С точки зрения КПД, первая схема лучше других. Но с точки зрения универсальности и скорости реагирования, лучший вариант – это схема 2. Ну а третий вариант часто применяется в промышленных масштабах. Такой вариант защиты можно увидеть, к примеру, на любой автомагнитоле.
Все схемы, кроме последней, имеют функцию самовосстановления, то есть работа восстановится, как только будет убрано короткое замыкание или изменится полярность подключения аккумулятора.
Автор: Эдуард Орлов –
Правильная эксплуатация некоторых видов автомобильных аккумуляторов предполагает их периодическое обслуживание: подзарядку и добавление электролита. Конечно, сейчас в магазинах можно выбрать АКБ, которые совсем не нуждаются в присмотре, но стоимость таких приборов достаточно высока. Поэтому опытные водители, для которых машина является обычной техникой, приобретают стандартные аккумуляторные батареи и регулярно их подзаряжают специальным устройством.
Однако, как и любое другое электрическое оборудование, этот прибор может сломаться и тогда требуется выполнить ремонт зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Сделать это можно как самостоятельно, так и передав «зарядник» профессионалам.
Разновидности зарядных устройств
Сейчас на рынке представлено несколько разновидностей приборов, которые отличаются не только по названию и цене, но и по принципу работы. Деление происходит в двух плоскостях: особенность конструкции и особенность работы.
В первом случае встречаются:
Что касается принципов работы зарядных устройств для аккумуляторов транспортных средств, то разделение идет на две категории:
Ремонт зарядных устройств АКБ
Необходимо понимать, что это электрический прибор, который собран по определенной схеме, чтобы выполнять свою функцию. И чем мощнее и качественнее устройство, чем больше у него функций, тем сложнее схема работы. Поэтому, не обладая знаниями в электронике, не понимая теории работы, разбирать и ремонтировать зарядное устройство аккумулятора не стоит.
Однако, иногда небольшой самостоятельный ремонт все-таки возможен. Особенно, если из строя вышел относительно простой прибор трансформаторного типа. Рассмотрим, как он выглядит изнутри. Для этого достаточно взять отвертку, открутить болты и снять верхнюю крышку. Под ней можно увидеть:
Что можно проверить, слабо разбираясь в электронике?
Во-вторых, у приборов, которые достаточно часто и интенсивно используют, нередко просто отходят провода от мест присоединения. Нужно внимательно осмотреть внутренности устройства, и проверить, чтобы крепления проводков было достаточно надежным. Если при визуальном осмотре обнаружен оторванный провод, то его надо припаять на место. В-третьих, иногда в дешевых «зарядниках» используют пластмассу там, где она плохо подходит. Для примера, однажды приходилось ремонтировать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля, внутри которого диодный мост был прикручен к пластмассовой стойке. Естественно, что пластмасса, в конце концов, расплавилась и диодный мост отошел от теплоотводящей пластинки.
На этом возможности самостоятельного ремонта для простого обывателя, как правило, заканчиваются.
Если знания в электронике более глубокие и есть понимание, как пользоваться приборами тестирования, то можно пойти дальше.
В общем и целом, к каждому зарядному устройству АКБ прилагается схема его работы. Люди которые могут прочитать схему и понимают общие принципы функционирования системы, в ряде случаев смогут самостоятельно отремонтировать «зарядник» аккумулятора.
Если же определенных знаний в электронике нет, то выполнять такие работы не стоит. Это не только риск для работоспособности заряжающих устройств, но и риск для здоровья. Гораздо проще обратиться к профессиональным электрикам, которые наверняка быстрее и лучше разберутся с проблемой.
Что такое предохранитель на аккумулятор и для чего он нужен?
В этой небольшой заметке речь пойдёт о предохранителях на аккумулятор. Рассмотрим, что это такое и зачем нужно. Подобные защитные предохранители могут применяться в бортовой сети автомобилей, водных транспортных средствах, системах альтернативной энергетики. Основной задачей предохранителей является повышение безопасности эксплуатации того или иного устройства, а также минимизация ущерба при возникновении внештатной ситуации.
Как это работает?
Большинство подобных предохранителей относятся к плавкому типу. Принцип простой. Имеется небольшой отрезок (металлическая пластина, провод), который называется плавкой вставкой. Материал и сечение подбирается таким образом, чтобы выдерживать протекание электрического тока до определённого предела. При превышении этого значения вставка расплавляется и разрывает цепь.
Многие владельцы автомобилей забывают об этом и вместо покупки нового предохранителя делают подключение напрямую в обход защиты. Распространена также практика, когда перемычка подбирается примерно по сечению. Что называется, мастерят «жучков».
Нужно понимать, что если выгорел предохранитель, бортовая сеть нуждается в проверке. Если этим не заняться и не найти причину, то также сгорит следующий. А если сделать соединение напрямую, то это вообще может кончиться пожаром.
Где применяется?
Автомобили
В автомобилях предохранители на аккумуляторе можно встретить штатные или устанавливаемые владельцами самостоятельно. В последнем случае это делается при установке дополнительного оборудования. Штатные предохранители на аккумулятор часто встречаются автомобилях иностранного производства. К примеру, такую защиту ставят на многих моделях Toyota и Mitsubishi. В большинстве случаев они рассчитаны на ток до 80─150 ампер. При превышении вставка расплавляется.
Исполнение таких моделей может быть прямо под плюсовой токовывод аккумулятора или в разрыв кабеля рядом с ним. Делается это вовсе не для защиты автомобильного аккумулятора, как думают некоторые. Предохранитель защищает отдельный участок (или участки, если таких предохранителей в разводке несколько) электрической сети. Если потребляемый ток сильно возрастает, то потребители отключаются.
Обычно на иномарках подобные предохранители ставят в цепь генератора. В случае превышения значения по току цепь отключается, и питание потребителей целиком обеспечивает аккумулятор. Если предохранителей несколько, то каждый из них отвечает за свою подсеть.
Если в бортовой сети нет предохранителя, то его можно поставить при необходимости. Такая необходимость возникает при установке мощного дополнительного оборудования. Чаще всего предохранитель на аккумулятор ставят при монтаже мощных автомобильных акустических систем. И здесь это также делается совсем не для того, чтобы защитить аккумулятор. И даже не для защиты звукового оборудования (оно имеет встроенные предохранители). А делается это для защиты электропроводки.
О чём нужно помнить при выборе и установке защиты на линию от звукового оборудования?
Калибр AWG (GAUDE) | Площадь сечения кабеля, кв. мм | Диаметр кабеля, мм | Максимальный номинал предохранителя, А |
---|---|---|---|
0000 | 107.459 | 11.7 | 300 |
000 | 84.906 | 10.4 | 250 |
00 | 67.895 | 9.3 | 225 |
0 | 54.079 | 8.3 | 200 |
1 | 42.385 | 7.35 | 175 |
2 | 33.617 | 6.54 | 150 |
3 | 26.654 | 5.83 | 125 |
4 | 21.137 | 5.19 | 100 |
5 | 16.763 | 4.62 | 80 |
6 | 13.293 | 4.12 | 70 |
7 | 10.544 | 3.67 | 60 |
8 | 8.363 | 3.26 | 50 |
9 | 6.629 | 2.91 | 40 |
10 | 5.258 | 2.59 | 35 |
11 | 4.171 | 2.31 | 30 |
12 | 3.309 | 2.05 | 27.5 |
13 | 2.623 | 1.83 | 25 |
14 | 2.081 | 1.63 | 20 |
15 | 1.65 | 1.45 | 15 |
16 | 1.308 | 1.29 | 12.5 |
17 | 1.038 | 1.15 | 10 |
18 | 0.823 | 1.02 | 7.5 |
19 | 0.653 | 0.91 | 6.25 |
20 | 0.518 | 0.81 | 5 |
21 | 0.41 | 0.72 | |
22 | 0.326 | 0.64 | |
23 | 0.258 | 0.57 | |
24 | 0.205 | 0.51 | |
25 | 0.163 | 0.46 | |
26 | 0.129 | 0.41 | |
27 | 0.102 | 0.36 | |
28 | 0.081 | 0.32 | |
29 | 0.064 | 0.29 | |
30 | 0.051 | 0.26 | |
31 | 0.04 | 0.23 | |
32 | 0.032 | 0.2 | |
33 | 0.025 | 0.18 | |
34 | 0.02 | 0.16 | |
35 | 0.016 | 0.14 | |
36 | 0.013 | 0.13 | |
37 | 0.01 | 0.11 | |
38 | 0.008 | 0.1 | |
39 | 0.006 | 0.09 | |
40 | 0.005 | 0.08 |
Вернуться к содержанию
Водный транспорт
На катерах и моторных лодках предохранители на аккумуляторе используются в тех же целях, что и на автомобилях. А именно, для защиты оборудования и проводки.
Модели предохранители для водного транспорта имеют конструкцию, аналогичную автомобильной. Часть из них устанавливается в разрыв кабеля, другие изготовлены для установки непосредственно на плюсовой токовывода аккумулятора. Последние используются чаще. Эти модели обычно имеют номинал в интервале 30─300 ампер.
У качественных моделей имеются луженые медные контакты держателей для установки предохранителей. Кабели подключаются к шпилькам (чаще всего с резьбой М8). Поскольку на моторных лодках и катерах проблема вибрации также актуальна, как и на автомобилях, предусматриваются специальные меры для защиты соединения.
Вместо обычных гаек и шайб применяются фланцевые гайки, имеющие рельефную поверхность. Это предотвращает ослабление крепежа в результате вибрационного воздействия. Гайка с фланцем, благодаря крупному основанию обеспечивает равномерное распределение усилия. В результате получается надежная фиксация кабелей.
Обычно для компактного подключения потребителей, расположенных на катере, используются блоки, имеющие два вида предохранителей. Цепи, имеющие небольшую нагрузку, защищают при помощи предохранителей до 30 А (ATC, ATO). Если речь идет о силовых цепях с высокой нагрузкой, то применяются модели до 170 А (AMI, MIDI).
Что касается электрических цепей на катерах и моторных лодках, то они создаются в зависимости от типов используемых устройств.
На водном транспорте есть подключаемое оборудование и системы постоянной готовности. Для них организуются разные цепи, защита которых объединяются в одном блоке.
Системы альтернативной энергетики
Предохранители в цепях ветрогенераторов и гелиосистем защищают от короткого замыкания и перегрузок, которые могут привести к возгоранию. Основной причиной установки предохранителей в геосистемах является защита дорогостоящего оборудования. Речь идет о подключенных к цепи сетевых инверторах или контроллерах. При наличии подобных устройств в системе установка этих защитных элементов является обязательным требованием.
В магазинах можно также найти плавкие предохранители для гелиосистем с клеммами МС4 и номиналом на 20 ампер. Подобные устройства имеют пыле и влагозащищенность в соответствии с требованиями стандарта IP67. В качестве материала контактов может применяться медь и позолоченное серебро. Производители оставляют возможность замены плавкой вставки.
Вернуться к содержанию