Каждый автолюбитель мечтает иметь в своем распоряжении выпрямитель для зарядки аккумулятора. Без сомнения, это очень нужная и удобная вещь. Попробуем рассчитать и изготовить выпрямитель для зарядки аккумулятора на 12 вольт.
Обычный аккумулятор для легковой автомашины имеет параметры:

• напряжение в обычном состоянии 12 вольт;
• емкость аккумулятора 35 — 60 ампер часов.

Соответственно ток заряда составляет 0,1 от емкости аккумулятора, или 3,5 — 6 ампер .
Схема выпрямителя для зарядки аккумулятора изображена на рисунке.

Прежде всего нужно определить параметры выпрямительного устройства.
Вторичная обмотка выпрямителя для зарядки аккумулятора должна быть рассчитана на напряжение:
U2 = Uак + Uo + Uд где:
— U2 — напряжение на вторичной обмотке в вольтах;
— Uак — напряжение аккумулятора равно 12 вольт;
— Uo — падение напряжения на обмотках под нагрузкой равно около 1,5 вольт;
— Uд — падение напряжения на диодах под нагрузкой равно около 2 вольт.

Всего напряжение: U2 = 12,0 + 1,5 + 2,0 = 15,5 вольт.

Примем с запасом на колебание напряжения в сети: U2 = 17 вольт.

Ток заряда аккумулятора примем I2 = 5 ампер.

Максимальная мощность во вторичной цепи составит:
P2 = I2 х U2 = 5 ампер х 17 вольт = 85 ватт.
Мощность трансформатора в первичной цепи (мощность, которая будет потребляться от сети) с учетом КПД трансформатора, составит:
P1 = P2 / η = 85 / 0,9 = 94 ватт. где:
— Р1 — мощность в первичной цепи;
— Р2 — мощность во вторичной цепи;
-η = 0,9 — коэффициент полезного действия трансформатора, КПД.

Примем Р1 = 100 ватт.

Рассчитаем стальной сердечник Ш — образного магнитопровода, от площади поперечного сечения которого зависит передаваемая мощность.
S = 1,2√ P где:
— S площадь сечения сердечника в см.кв.;
— Р = 100 ватт мощность первичной цепи трансформатора.
S = 1,2√ P = 1,2 х √100 = 1,2 х 10 = 12 см.кв.
Сечение центрального стрежня, на котором будет располагаться каркас с обмоткой S = 12 см.кв.

Определим количество витков, приходящихся на 1 один вольт, в первичной и вторичной обмотках, по формуле:
n = 50 / S = 50 / 12 = 4,17 витка.

Возьмем n = 4,2 витка на 1 вольт.

Тогда количество витков в первичной обмотке будет:
n1 = U1 · n = 220 вольт · 4,2 = 924 витка.

Количество витков во вторичной обмотке:
n2 = U2 · n = 17 вольт · 4,2 = 71,4 витка.

Возьмем 72 витка.

Определим ток в первичной обмотке:
I1 = P1 / U1 = 100 ватт / 220 вольт = 0,45 ампер.

Ток во вторичной обмотке:
I2 = P2 / U2 = 85 / 17 = 5 ампер.

Диаметр провода определим по формуле:
d = 0,8 √I.

Диаметр провода в первичной обмотке:
d1=0,8 √I1 = 0,8 √ 0,45 = 0,8 · 0,67 = 0,54 мм.

Диаметр провода во вторичной обмотке:
d2 = 0,8√ I2 = 0,8 5 = 0,8 · 2,25 = 1,8 мм.

Вторичная обмотка наматывается с отводами.
Первый отвод делается от 52 витка, затем от 56 витка, от 61, от 66 и последний 72 виток.

Вывод делается петелькой, не разрезая провода. затем с петельки счищается изоляция и к ней припаивается отводящий провод.

Регулировка зарядного тока выпрямителя производится ступенчато, переключением отводов от вторичной обмотки. Выбирается переключатель с мощными контактами.

Если такого переключателя нет, то можно применить два тумблера на три положения рассчитанных на ток до 10 ампер (продаются в авто-магазине).
Переключая их, можно последовательно выдавать на выход выпрямителя, напряжение 12 — 17 вольт.

Положение тумблеров на выходные напряжения 12 — 13 — 14,5 — 16 — 17 вольт.

Диоды должны быть рассчитаны, с запасом, на ток 10 ампер и стоять каждый на отдельном радиаторе, а все радиаторы изолированы друг от друга.

Радиатор может быть один, а диоды установлены на нем через изолированные прокладки.

Площадь радиатора на один диод около 20 см.кв., если один радиатор, то его площадь 80 — 100 см.кв.
Зарядный ток выпрямителя можно контролировать встроенным амперметром на ток до 5 -8 ампер .

Можно использовать данный трансформатор, как понижающий, для питания аварийной лампы на 12 вольт от отвода 52 витка. (смотрите схему).
Если нужно питать лампочку на 24 или на 36 вольт, то делается дополнительная обмотка, из расчета на каждый 1 вольт 4,2 витка.

Эта дополнительная обмотка включается последовательно с основной (смотреть верхнюю схему). Нужно только сфазировать основную и дополнительную обмотки (начало — конец), чтобы общее напряжение сложилось. Между точками: (0 – 1) — 12 вольт; (0 -2) — 24 вольта; между (0 – 3) — 36 вольт.
Например. Для общего напряжения в 24 вольта нужно к основной обмотке добавить 28 витков, а для общего напряжения 36 вольт, еще 48 витков провода диаметром 1,0 миллиметр.

Возможный вариант внешнего вида корпуса выпрямителя для зарядки аккумулятора, изображен на рисунке.

Как изготовить каркас для трансформатора на Ш – образном сердечнике.

Изготовим каркас трансформатора для статьи «Как рассчитать силовой трансформатор»

Для уменьшения потерь на вихревые токи, сердечники трансформатора набираются из пластин штампованных из электротехнической стали. В маломощных трансформаторах чаще всего применяются «броневые» или Ш – образные сердечники.

Обмотки трансформатора находятся на каркасе. Каркас для Ш-образного сердечника, располагается на центральном стержне, что упрощает конструкцию, позволяет лучше использовать площадь окна и частично создает защиту обмоток от механических воздействий. Отсюда и название трансформатора — ,броневой,. .

Для сборки броневых сердечников используются пластины Ш – образной формы и перемычки к ним. Для устранения зазора между пластинами и перемычками, сердечник собирается,вперекрышку,.

Площадь сечения Ш-образного сердечника S, есть произведение ширины центрального стержня на толщину набора пластин (в сантиметрах). Подходящие пластины для сердечника нужно подобрать.

Для примера, из статьи «Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт»:

- мощность трансформатора Р = 75 ватт;
— площадь сечения магнитопровода S = 10 см.кв = 1000 мм.кв.

Под такое сечение магнитопровода выбираем пластины:

— ширина b = 26 мм. ,
— высота окна пластины c = 47 мм ,
— ширина окна – 17 мм.,

Если есть пластины другого размера, можно использовать и их.

Tолщина набора пакета пластин будет:

S: 26 = 1000: 26 = 38,46. Примем: a = 38,5 мм .

Есть много способов изготовления каркасов для Ш-обраного серденика из разных материалов: электрокартон, прессшпан, текстолит и т.д. Иногда применяется бескаркасная намотка. Для маломощных трансформаторов до 100 вт. неплохо получаются каркасы склеенные из картона и бумаги.

Изготовление каркаса.

Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт.

В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электичческим током.
В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт .
Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт.
Рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт, с выходным напряжением 36 вольт с питанием от электрической сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под обыкновенный электропатрон продаются в магазинах электротоваров.
Если вы найдете лампочку на другую мощнось, например на 40 ватт , нет ничего страшного — подойдет и она. Просто трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.

Сделаем упрощенный расчет трансформатора 220/36 вольт.

Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ватт

Где:
Р_2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт ;
U _2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт ;
I _2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8 .
КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт .

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р_1 , мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S .

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 · √P_1.

Где:
S — площадь в квадратных сантиметрах,
P _1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

w = 50/S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков ,

округляем до 173 витка .

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера .

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I .

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм .

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 · d².

где : d — диаметр провода .

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм. равна:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм² .

Округлим до 1,0 мм².

Из выбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм . и площадью по 0,5 мм² .

Или два провода:
- первый диаметром 1,0 мм . и площадью сечения 0,79 мм² ,
— второй диаметром 0,5 мм . и площадью сечения 0,196 мм² .
что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².

С 24 до 12 вольт, а теперь изучим повышающий преобразователь 12-24 В. Этот DC-DC преобразователь собран на основе специализированной микросхемы производства Texas Instruments. Схема понадобилась для использования в авто (в частности для зарядки ноутбука на 20 В) и была выбрана за предельную простоту, требующую минимального числа внешних компонентов. Элемент переключения - транзистор, интегрирован внутрь регулятора, и способен выдерживать максимальный ток 3А и 60V напряжения. Частота переключения определяется параметрами внутреннего генератора и зафиксирована на 100 кГц. Дополнительные функции - схема плавного пуска, чтобы устранить скачки тока во время пуска и внутреннее ограничение тока. Поддержание точности выходного напряжения составляет 4% в зависимости от нагрузки.

Схема преобразователя 12-24 В

Технические характеристики преобразователя

• Vin 10-15V DC
• Vout 24V
• Iout 1А
• частота 100 кГц

Входные конденсаторе и диоде должны располагаться достаточно близко к регулятору, чтобы свести к минимуму индуктивности. Элементы IC1, L1, D1, C1, C2, C5, C6 - основные части, используемые в преобразователе напряжения. Конденсатор С3 при монтаже должен располагаться как можно ближе к IC1. Конденсаторы выбирайте типа low ESR с низким сопротивлением постоянному току.

При максимальной выходной мощности, заметна значительная выработка тепла, по этой причине микросхема монтируется непосредственно на общей земле платы.

Графики работы инвертора

Последний график показывает пульсации выходного напряжения и тока индуктивности. Мы видим, что пульсации выходного напряжения составляет около 0,6 Vpp и пиковый ток 2,4 А. Дроссель в конструкции использован на 5 A постоянного тока, поэтому он может легко выдержать такой ток и без особого нагрева катушки.

Обогрев зеркал своими руками

С зимними похолоданиями, решил сделать самостоятельно обогрев зеркал заднего вида , так как прошлой зимой надоело перед каждой поездкой отшкрябывать их от намерзшего льда и снега. Да и к тому после этих действий заметил что поцарапал сами зеркала щёткой, пускай царапины небольшие и их не очень видно всё равно неприятно. Да и к тому же в дождь очень хорошо, капли которые попадают на зеркало сразу же высыхают и зеркало постоянно сухое!

Обогрев руля своими руками

Обогрев руля своими руками

Зимой не сильно комфортно, особенно в прохладных районах, когда в машине все при минусе, в том числе и руль, что иногда приходится ездить в перчатках. С данной проблемой было решено сделать обогрев руля своими руками .

Из нескольких вариантов выбрал оптимальный на мой взгляд. Использование углеродной ленты (12мм*0,6 мм).

Электронное реле включения вентилятора охлаждения

Электронное реле включения вентилятора охлаждения своими руками.

В жаркое время, датчик температуры, который управляет вентилятором охлаждения радиатора-приходиться очень часто менять. И температуру включения не как не отрегулировать. Все эти недостатки можно решить всего лишь электронным реле своими руками. В каком автомобиле вы будите его применять-вопрос не принципиальный, ваз, газ, уаз и другие марки.

Полицейская сирена своими руками

Полицейская сирена своими руками

Перейду сразу к тому что это, и какие именно получаем звуки. Это самодельная полицейская сирена сделанная на микроконтроллере PIC16F628. При желании собрать полицейскую крякалку своими руками не составит много усилий. В данной сборке есть два звука, первый-это сирена, второй при нажатии кнопки-это некое полицейское "крякание". Перейдем от теории, к практике.

Стробоскопы своими руками

Стробоскопы для автомобиля своими руками

Что такое стробоскопы, из картинки думаю понятно,и что визуально мы видим при их работу думаю знают без всяких объяснений. Нашел решение как сделать простые стробоскопы своими руками .

Как подключить 12 вольтовый вентилятор на 24 вольта

Как подключить 12 вольтовый вентилятор на 24 вольта

Каждый владелец больше-грузного автомобиля (грузовика, автобуса и др.) с напряжением бортовой сети 24 вольта хотя бы раз сталкивался с проблемой, когда надо подключить потребителя 12 Вольт .

Одним из простейших решений этого является подключение этого потребителя (магнитолы, радиостанции, чайника или ещё чего-нибудь) на один из аккумуляторов, которые в таких машинах соединены последовательно. Но у такого решения есть один очень большой недостаток: тот аккумулятор, на который подключен потребитель 12 вольт будет всё время недозаряжен, а второй аккумулятор может оказаться перезаряженным. >Оба этих случая будут вести к снижению срока службы аккумуляторов. Вторым, наиболее правильным способом подключения 12-вольтовых потребителей в 24-вольтовую сеть является использование преобразователя напряжения 24 в 12 вольт.

Простой преобразователь своими руками 12-220 Вольт

Преобразователь своими руками 12-220V

В последнее время все больше людей увлекается сборкой инвертеров (преобразователей) своими руками . Предложенная сборка способна выдать мощность до 300Вт .

В качестве задающего генератора задействован старый и добрый мультивибратор. Разумеется, такое решение многим уступает современным высокоточным генераторам на микросхемах, но давайте не забудем, что я стремился максимально упростить схему так, чтобы в итоге получился инвертор, который будет доступен широкой публике. Мультивибратор - не есть плохо, он работает более надежно, чем некоторые микросхемы, не так критичен к входным напряжениям, работает при суровых погодных условиях (вспомним TL494, которую нужно подогревать, при минусовых температурах).

Трансформатор использован готовый, от UPS, габариты сердечника позволяют снять 300 ватт выходной мощности. Трансформатор имеет две первичные обмотки на 7 Вольт (каждое плечо) и сетевую обмотку на 220 Вольт. По идее, подойдут любые трансформаторы от бесперебойников.

Диаметр провода первичной обмотки где-то 2,5мм, как раз то, что нужно.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

В этой статье хочу привести не сложную сборку зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками . Даже очень простого, оно не содержит ничего лишнего. Ведь часто усложняя схемы мы снижаем её надёжность. В общем тут будет рассмотрено пару вариантов таких простейших автомобильных зарядных, которые можно спаять любому, кто хоть раз чинил кофемолку или менял выключатель в коридоре. Давно меня посетила идея собрать простейшее зарядное устройство для АКБ своего мотоцикла, так как генератор иногда попросту не справляется с зарядкой последнего, особенно тяжело ему приходится зимним утром, когда нужно завести его со стартера. Конечно многие будут говорить что с кик стартера много проще, но тогда АКБ можно вообще выкинуть.

зарядка для автомобильного аккумулятора

Зарядка для автомобильного аккумулятора своими руками

В зимнее время года, все чаще и чаще обращаем внимание на зарядку автомобильного акб , изза его разрядки, и слабой работы. Но цены на зарядки для акб не очень маленькие, и иногда легче сделать ЗУ своими руками , о чем и пойдет дальше речь.

Предлагаемая схема очень качественно зарядит ваш аккумулятор, и он продлит срок его службы.

Стробоскоп для настройки угла опережения зажигания своими руками

Стробоскоп для настройки УОЗ своими руками

При замене трамблера, или ремонта связанное с воспламенением смеси, будь то смена карбюратора, сталкиваемся с тем что нужно настроить угол опережения зажигания.

Что такое угол опережения зажигания(УОЗ)- угол поворота кривошипа от момента, при котором на свечу зажигания начинает подаваться напряжение для пробоя искрового промежутка до занятия поршнем ВМТ.

Для настройки УОЗ , большинство мастеров использует так называемый автомобильный стробоскоп , который вспыхивает в момент когда пробегает искра на свече зажигания. Подробно как пользоваться стробоскопом для настройки уоз можно увидеть в интернете. В этой же статье приведена простая схема автомобильного стробоскопа , который своими руками может собрать почти любой начинающий радиолюбитель.

Статья поясняет как переделать обычный компьютерный блок питания на напряжение 24 вольта.

В некоторых случаях возникает потребность в мощных источниках питания для различного оборудования, рассчитанного на напряжение 24 вольта.

В этой статье расскажу как можно переделать обычный компьютерный блок питания как АТХ так и АТ на напряжение 24 в. Так же из нескольких таких блоков можно компоновать любые напряжения для питания всевозможных устройств.

Например для питания местной АТС УАТСК 50/200М, рассчитанной на напряжение 60 в и мощность около 600 Ватт, автор статьи заменил обычные громадные трансформаторные блоки на три маленьких компьютерных блоков питания которые аккуратно умещались на стенке рядом с рубильником питания и почти не создавая при этом никакого шума.

Переделка заключается в добавлении двух силовых диодов, дросселя и конденсатора. Схема аналогичная шине питания +12в после импульсного трансформатора, только диоды и полярность конденсатора обращены наоборот, как показано на рисунке (фильтрующие конденсаторы не показаны).

Прелесть такой переделки заключается в том, что цепи защиты и стабилизации напряжения остаются не тронутыми и продолжают работать в прежнем режиме. Возможно получить напряжение отличное от 24 вольт (например 20 или 30), но для этого придётся изменить параметры делителя опорного напряжения управляющей микросхемы и изменить либо отключить схему защиты, что сделать уже более сложно.

Дополнительные диоды Д1 и Д2 крепятся через изоляцию на том же самом радиаторе, что и остальные, в любом удобном месте но с обеспечением полного пятна контакта с радиатором.

Дроссель Л1 крепиться в любом доступном на плате месте (можно приклеить), но следует отметить, что в различных моделях и марках блоков питания он будет греться по-разному, возможно даже больше чем уже стоящий по цепи + Л2 (зависит от качества блока питания). В таком случае нужно либо подбирать индуктивность (которая не должна быть меньше стандартной Л2) либо крепить его непосредственно на корпус (через изоляцию) для отвода тепла.

Проверять блок можно на полной нагрузке или на нагрузке, на которую он у вас будет работать. При этом корпус должен быть полностью закрыт (как положено). При проверке следует наблюдать не перегреваются ли радиаторы, на которых закреплены полупроводники и дополнительно установленный дроссель по цепи -12в. К примеру, блок питания рассчитанный на 300 ватт можно нагрузить током 10-13А при напряжении 24В. Не лишним будет проверить пульсации выходного напряжения осциллографом.

Так же очень важно отметить, что если у вас будут работать вместе два или более блоков соединённые последовательно, то корпус (массу) схемы нужно ОТКЛЮЧИТЬ от металлического корпуса блока питания (я это делал простым перерезанием дорожек в местах крепления платы к шасси). Иначе вы получите короткое замыкание или через провод заземления шнуров питания или через касание корпусов друг к другу. Для наглядности исправной работы блока можно вывести наружу лампочку или светодиод.

Отличие переделки стандартов АТ и АТХ заключается лишь в запуске блока. АТ начинает работать сразу после включения в сеть 220 в, а АТХ нужно либо запускать сигналом PS-ON, как это сделано на компьютере, либо заземлить провод этого сигнала (обычно он подходит к управляющей ножке микросхемы). При этом блок так же будет стартовать при включении в сеть.