Повышающий преобразователь напряжения
Похолодало. Аккумулятор сел, машина не заводится. Знакомая ситуация? Что будем делать, бегать за другими машинами с проводами для «прикуривания» или потащим тяжеленный аккумулятор домой на зарядку?
У меня такая ситуация возникает постоянно, т.к. езжу редко. За время коротких редких поездок аккумулятор не успевает зарядиться, но вполне успевает сесть за время длительных стоянок. Вечно недозаряженный аккумулятор быстро сульфатируется, теряет емкость. Срок службы аккумулятора в таком режиме не превышает года, да и то при условии, что хотя бы 1-2 раза в месяц машина заводится не менее, чем на 0,5 часа для прогрева и подзарядки аккумулятора. В зимние морозы «прикуривание» неизбежно.
Выход? Покупаем маленький аккумулятор, например, как в источниках бесперебойного питания компьютеров и делаем небольшой повышающий преобразователь напряжения. Если просто подключить наш маленький свежезаряженный аккумулятор параллельно к большому автомобильному, то ток из маленького аккумулятора будет перетекать в большой до тех пор, пока их напряжения не уравняются. Процесс этот весьма длительный и мало эффективный. В маленьком аккумуляторе останется много неиспользованной энергии, не переданной штатному аккумулятору автомобиля.
Повышающий преобразователь позволит перекачать энергию полностью в кратчайшее время. При подзарядке током 10А происходит некоторый разогрев (оживление) автомобильного аккумулятора зарядным током, «проснувшийся» автомобильный аккумулятор должен хорошо крутить стартер в холодное время.
Провода с выхода преобразователя подключены к аккумулятору 7А/час, вольтметр показывает напряжение свежезаряженного аккумулятора.
Собрать такой преобразователь очень просто при наличии некоторых комплектующих китайского производства и подходящего корпуса:
Схема:
Надписи IN+, IN-, OUT+, OUT- есть на плате преобразователя рядом с клеммником для подключения проводов и с обратной стороны печатной платы.
Переменный резистор для регулировки выходного напряжения (P1 1k) включается в разрыв провода подстроечного резистора. Например, как указано стрелкой на фото: разрезаем дорожку платы, в разрыв припаиваем провода от переменного резистора.
Наладка: устанавливаем положение переменного резистора на минимальное сопротивление. Подстроечным резистором (синий, со шлицом под маленькую отвертку, на плате) устанавливаем выходное напряжение преобразователя 11,5В. Поворачиваем ручку переменного резистора до максимального сопротивления (1k). Наблюдаем увеличение выходного напряжения до 14,5-14,6В. Наладка завершена.
Вольтметр переключается тумблером (S1) на вход преобразователя (напряжение маленького аккумулятора) или на выход (напряжение автомобильного аккумулятора).
Амперметр получился из отечественной измерительной головки (микроамперметр). Шунтом служит сопротивление куска толстого провода с выхода преобразователя до +плюсовой клеммы авт.аккумулятора. При длине провода 50см показания нашего амперметра 10А соответствуют расположению стрелки в начале толстой черной линии посередине шкалы.
Этот преобразователь можно использовать во многих других случаях: питание ноутбука, зарядка аккумулятора на 24В для супермощной «бибики» от КамАЗа, во всех случаях, когда требуется повышенное (до 30В) напряжение при токе нагрузки до 10А. Заявленная производителем мощность преобразователя 150Вт. Но только при наличии вентилятора охлаждения.
Если Вы будете использовать преобразователь для получения напряжения более 15В, переключите питание вентилятора (+красный провод вентилятора) с выхода на вход преобразователя.
Если в процессе работы преобразователя не нужно регулировать его выходное напряжение, переменный резистор (P1 1k) не устанавливаем. Выходное напряжение регулируем во время сборки подстроечным резистором на плате.
Размеры корпуса: 119,5х80х40,5мм. Цвет черный или светло серый (компьютерный), выбирайте.
Для сравнения размеров внутри корпуса плата преобразователя:
Шурупы для корпуса: 3,0 х 20мм 4шт. в комплекте
Клеммы 2 варианта:
Слева – красивее, справа – прочнее и только красного цвета, выбирайте.
Собранный коммутатор лежит на аккумуляторе 12А/час:
На аккумуляторе 7А/час:
В этом случае клеммы аккумулятора можно подключить непосредственно к входным клеммам преобразователя без дополнительных проводов:
В комплект (см. 2-е фото сверху) входит: преобразователь, клеммы – 2шт., цифровой вольтметр, микроамперметр, переменный резистор и красивая ручка для него, корпус + 4 шурупа, 2 прочных отечественных зажима «крокодил», тумблер, вентилятор.
Еще провода: ШВПМ 2х1,00 мм² - 1,5м (по схеме толстые синие и красные), МГШВ 0,14 мм² - 1,5м (остальные).
Испытания:
Машина не заводилась примерно месяц. Напряжение аккумулятора 11,3В.
Подключил, выставил ток заряда 13,7А. В процессе заряда ток падает, приходится увеличивать напряжение на выходе преобразователя. Через 20 минут напряжение маленького аккумулятора упало до 10,2В. Напряжение на автомобильном аккумуляторе 14В. Снизил ток до 5А. Напряжение на маленьком аккумуляторе повысилось до 11в. Еще 6 минут.
Через 5 минут после отключения преобразователя напряжение на автомобильном аккумуляторе 12,5В.
Всего автомобильному аккумулятору досталось 13,7А х 0,33час + 5А х 0,1час = 5,06А/час энергии. Маленький аккумулятор 12А/час.
Т.к. ехать никуда не нужно, заводить машину не стал.
На следующий день:
Напряжение автомобильного аккумулятора 11,8В. Включаем. Ток заряда 9А. Напряжение на автомобильном аккумуляторе 14,5В, регулировать практически не пришлось. Время 30 минут. 9А х 0,5час =4,5А/час. Напряжение на маленьком аккумуляторе упало до 10В.
Попробовал завести. Стартер крутится весело. Через минуту чихания машинка завелась.
Очевидно, лучше использовать качественный маленький аккумулятор, например, мотоциклетный. Я, в целях экономии, купил дешевый вьетнамский вариант для ИБП. Это плохая экономия J
Внимание:
Производитель не гарантирует работу преобразователя при выходном токе более 10А! При коротком замыкании на выходе преобразователь сгорит!
Как часто нужно подзаряжать аккумулятор не ездящей машины?
Посчитаем на примере моей «Нивы»:
Саморазряд аккумулятора 0,02А
Сигнализация 0,01А
УЗС Контур-1 0,04А
Всего: 0,07А, в сутки – 1,68А/час, за неделю – 11,76А/час