Ремонт зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Несмотря на запас зарядного тока и хороший теплоотвод от греющихся электротехнических и электронных компонентов, зарядное устройство для подзарядки автомобильных и мотоциклетных аккумуляторов однажды может выйти из строя. Причины – скачки напряжения и тепловой износ полупроводников.

Распространённая ситуация выглядит так: водитель после морозной ночи, из-за которой он вынужден заряжать аккумулятор в домашних условиях, при попытке утром завести машину столкнулся с тем, что стартер после одной попытки внезапно заглох и не заводит двигатель. По очевидным причинам, не зависящим от автомобиля (например, после вчерашнего техобслуживания, в ходе которого устранены проблемы со стартерным блоком), владелец машины подозревает, что проблема в аккумуляторе. Проверка тестовой фарой или лампочкой, замеры напряжения в момент нагрузки показали, что аккумулятор не принял положенный ему полный подзаряд: вместо 13,65 вольт он показал чуть менее 12, причина – в отсутствии заряда.

Проверка напряжения и подключение тестовой фары к зарядному устройству показывают, что напряжение – не 14,4, а гораздо меньше или вообще отсутствует (равно нулю).

В схеме зарядного устройства имеется выходной предохранитель с током короткого замыкания до 10 ампер. Поскольку ёмкость аккумуляторной батареи легкового авто составляет порядка 65-100 ампер-часов, нетрудно предположить, что «ночное» зарядное устройство изготавливается с рабочим током не более, чем на 10-15 А. За время заряда (например, с 23 до 7 часов) аккумулятор заряжается на исправном зарядном устройстве полностью.

Первый рубеж защиты – срабатывание плавкого предохранителя-вставки. При случайном замыкании выходной цепи, например, вследствие внутреннего замыкания банки в подзаряжаемой батарее сразу отстреливается эта проволочная вставка. Выполнена она из легкоплавкого материала – тонкой медной проволоки сечением менее 1 мм2. В результате схема (мост, стабилизатор, замерительный узел с электронным вольтамперметром) остается в целости и сохранности.

Пробой одного из встроенных диодов диодного моста приводит к значительному понижению мощности выходного зарядного тока, к отсутствию напряжения на выходе. Вероятность того, что на фильтр и стабилизатор пойдёт 15 вольт переменного тока от преобразователя частоты и развязывающего трансформатора, крайне мала.

Диодный мост устроен так, что при пробое одного из четырёх диодов выходят из строя и остальные, а полупроводниковые кристаллы, играющие роль выпрямителя, попросту отгорают. Компаундовая или эпоксидная заливка, образующая корпус диодного моста, трескается, мост обугливается при большом точечном тепловыделении (порядка 200 ватт). Сгоревший диодный мост обнаружить легко в зарядных устройствах, не оснащённых вентилятором-охладителем. Однако даже при своевременном охлаждении, когда корпус диодного моста не лопается, обнаружить, что вышла из строя именно эта деталь, возможно. Сделайте следующее.

1. Включите зарядное устройство и проверьте напряжение на входе диодного моста. Оно должно составлять порядка 15 вольт, при этом ток должен быть переменным: переключите тестер в режим измерения переменного напряжения, например, на «20 В».
2. Проверьте это же значение в режиме постоянного (те же 20 В) напряжения на тестере. Если напряжения порядка 14-15 В отсутствует либо тестер показывает что-то вроде 0,01-7 В, то диодный мост неисправен. Однако чаще всего на выходе окажется именно нуль вольт – признак полностью отгоревших полупроводниковых (элементарных) кристаллов.

В недорогих зарядных устройствах используется стрелочный амперметр. Его недостаток – при случайных ударах и вибрации обрывается пружинный подвес стрелки-указателя, расположенный в зоне магнитно-катушечного электродинамического функционального узла. В результате стрелка заваливается и перестаёт реагировать на внешнее воздействие тока. Старая схема стрелочного амперметра – микроамперметр, выводы которого соединены параллельно с токовой шиной (шунтом) или низкоомным проволочным резистором. Современные цифровые амперметры – блок с АЦП, преобразующий измеряемый электропотенциал в значение на дисплее, выдаваемое микроконтроллером.

В простейшем случае амперметр не реагирует и ничего не отображает. Современные зарядные устройства могут выдать приемлемый заряд, схемы управления (они построены на основе транзисторов, тиристоров и реле), при этом ничего не отображая. Если самостоятельного опыта в замене цифровых индикаторов (дисплеев, микроконтроллеров) нет, то рекомендуется обратиться в автосервисный центр, одной из услуг которого может являться ремонт зарядных устройств для АКБ автомобиля.

Ремонт зарядного устройства для автомобильного аккумулятора может включать в себя замену одного или нескольких компонентов:

• сетевого выпрямительного моста;
• преобразователя (генератора) ВЧ напряжения;
• трансформатора, осуществляющего гальваническую развязку (защищает от удара током, понижая сетевое напряжение до безопасного уровня);
• вторичного (силового) диодного моста;
• сетевого фильтра;
• стабилизатора;
• микроконтроллерного блока и узла реле;
• выключателя, предохранителя и внутренней проводки устройства;
• охлаждающего вентилятора и радиаторов, установленных на силовых деталях и блоках.

Зарядка аккумулятора должна осуществляться за время, равное не более 10 ч. Попытки отремонтировать зарядное устройство могут привести к тому, что аккумулятор будет подзаряжаться и за несколько меньшее, и за заметно большее время, если точно таких же деталей и функциональных узлов найти не удалось. Если АКБ заряжается в результате не за 10, а, скажем, за 15 часов, к каким-либо неприятным последствиям для аккумулятора это вряд ли приведёт.

Автоматическое пускозарядное устройство, представляющее собой отдельную электронную плату, ремонтировать нецелесообразно: гораздо быстрее его заменить на точно такое же, а старое и негодное стоит утилизировать. Если полностью отремонтировать зарядное устройство не удалось, то оно может быть подвергнуто полной переделке, при этом опытные пользователи его управление переделывают на почти безындикаторный вариант. Например, присутствуют светодиодные индикаторы, напоминающие о том, что устройство включено в сеть, к нему подключён и заряжается аккумулятор, а показания тока и напряжения становятся не столь важны.

Автоматическая пускозарядка может быть заменена обычным подзарядным выходом, обеспечивающим буферный дозаряд батареи по напряжению, например, 13,5 В для кислотно-гелевых и 12,6 – для литий-ионных сборок. Допускается подзаряд как линейным, так и импульсным (часто прерывающимся) током. В некоторых случаях второй несколько продлевает срок службы батареи, не давая возникнуть застойным (а порой и необратимым) процессам раньше, чем кончится срок активной эксплуатации аккумулятора.

Не замыкайте контактные щупы и клеммы на работающем приборе. Ток короткого замыкания способен уничтожить основную плату, являющуюся силовой. Не пытайтесь заменить предохранители штырьками похожего диаметра и длины. В результате при случайном замыкании весь ток перейдёт на выходные элементы схемы. Произойдёт то же самое, что и в предыдущем случае.

Производите ремонт только при полном обесточивании бортовой электросети, сняв обе клеммы с аккумулятора. Неумелые действия могут привести к возгоранию электропроводки авто, вплоть до взрыва бензобака и двигателя в результате перехода открытого пламени на топливные и масляные шланги.

Если ЗУ удалось починить, и оно выдаёт приближённо (или в точности) тот же самый зарядный ток и аналогичное напряжение, а пускозарядное устройство функционирует исправно, подзарядите АКБ в штатном режиме, контролируя для подстраховки отдельным вольтметром (тестером) повышающееся напряжение. Из-за погрешности параметров, скажем, на 0,02 В, вы можете заметить, что кислотный электролит стал слегка закипать.

Некоторые опытные мастера внедряют сторонний выходной регулятор напряжения, позволяющий в точности настроить 14,4 вольта. Золотое правило: лучше чуть недозарядить до 14,39, чем перезарядить до 14,41, так как это может привести к преждевременной порче аккумулятора. Иначе он выдаст не положенные 500 полных или частичных циклов со штатными 65 амперами тока при разряде, а, скажем, 420, что является уже заметным упущением для автовладельца.