Электрификация

Справочник домашнего мастера

Зарядник из блока питания

Наверняка каждому автолюбителю приходилось собирать зарядное устройство для автомобиля своими руками. Существует масса разнообразных подходов, начиная от простых трансформаторных схем, заканчивая импульсными схемами с автоматической регулировкой. Зарядное устройство из блока питания компьютера, как раз занимает золотую середину. Оно получается за копеечную цену, а его параметры отлично справляются с зарядкой автомобильных АКБ. Сегодня мы вам расскажем, как за полчаса можно собрать зарядное устройство из компьютерного блока питания ATX. Поехали!

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Для начала необходим рабочий блок питания. Можно брать совсем старый на 200 – 250 Вт, этой мощности хватит с запасом. Учитывая что зарядка должна происходить при напряжении в 13,9 – 14,4 В, то самой главной доделкой в блоке станет поднятие напряжение на линии 12 В до 14,4 В. Подобный метод применялся в статьи: Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент.

Внимание! В работающем блоке питания элементы находятся под опасным для жизни напряжением. Не стоит хапаться руками за все подряд.

Первым делом отпаиваем все провода, которые выходили с блока питания. Оставляем только зеленый провод, его необходимо запаять к минусовым контактам. (Площадки, от которых выходили черные провода — это минус.) Это делается для автоматического старта блока при включении в сеть. Также сразу рекомендую припаять провода с клеммами к минусу и шине + 12 В (бывшие желтые провода), для удобства и дальнейшей настройки зарядного.

Следующие манипуляции будут производиться с режимом работы ШИМ — у нас это микросхема TL494 (есть еще куча блоков питания с ее абсолютными аналогами). Ищем первую ножку микросхемы (самая нижняя левая ножка), дальше просматриваем дорожку с обратной стороны платы.

С первым выводом микросхемы соединены три резистора, нам нужен тот, который соединяется с выводами блока +12 В. На фото этот резистор отмечен красным лаком.

Этот резистор необходимо отпаять с платы и измерить его сопротивление. В нашем случае это 38,5 кОм.

Вместо него необходимо впаять переменный резистор, который предварительно настраиваем на такое же сопротивление 38,5 кОм.

Плавно увеличивая сопротивление переменного резистора, добиваемся значения напряжения на выходе в 14,4 В.

Внимание! Для каждого блока питания номинал этого резистора будет разный, т.к. схемы и детали в блоках разные, но алгоритм изменения напряжение один для всех. При поднятии напряжения свыше 15 В, может быть сорвана генерация ШИМ. После этого блок придется перезагружать, предварительно уменьшив сопротивление переменного резистора.

В нашем блоке сразу поднять напряжение до 14 В не получилось, не хватило сопротивление переменного резистора, пришлось последовательно с ним добавить еще один постоянный.

Когда напряжение 14,4 В достигнуто, можно смело выпаять переменный резистор и измерить его сопротивление (оно составило 120,8 кОм).

Поле замера резистора необходимо подобрать постоянный резистор с как можно близким сопротивлением.


Мы его составили из двух 100 кОм и 22 кОм.

Тестируем работу.

На этом этапе можно смело закрывать крышку и пользоваться зарядным устройством. Но если есть желание, можно подключить к этому блоку цифровой вольтамперметр, это даст нам возможность контролировать ход зарядки.

Также можно прикрутить ручку для удобной переноски и вырезать отверстие в крышке под цифровой приборчик.

Финальный тест, убеждаемся, что все правильно собрано и хорошо работает.

Внимание! Данное зарядное устройство сохраняет функцию защиты от короткого замыкания и перегрузки. Но не защищает от переплюсовки! Ни в коем случае не допускается подключать к зарядному устройству аккумулятор неправильной полярностью, зарядное мгновенно выйдет из строя.

При переделке блока питания в зарядное устройство желательно иметь под рукой схему. Что бы упростить жизнь нашим читателями мы сделали небольшую подборку, где размещены схемы компьютерных блоков питания ATX.

Для защиты от переполюсовки существует масса интересных схем. С одной из них можно знакомиться в этой статье.

Выкладываю полный мануал по переделке, для желающих получить такое же ЗУ.
Если готовы, тогда поехали… буду вставлять теорию, чтоб было понятно что и как. Для начала выберем БП. Лучше взять АТ, с ним и проще, и точно не жалко. Но напишу что и как курочить в АТХ. Для начала какой мощности БП взять. С этим все просто, даже 200вт-ный выдает 7А в номинале на 12В. Но лучше всетаки 230 или 250 ватт и обязательно РАБОЧИЙ!!!

это в принципе излишество

это имено оно.
корпус АТХ предпочтительнее такого вида, иначе придется пилить квадратную дыру под выключатель как мне.

У АТ блоков придется как-то прятать выключатель, поскольку он выносной.
Теперь про разводку. Я на корпусе бп пометил визуально, надеюсь это поможет

По плате ищем к какому конденсатору идет -12в (синий) провод. Его надо выпаять, их может быть два, а между ними дроссель, в этом случае выпаиваются оба. Иначе взрыв обеспечен. Далее нас интересует только вывод +12в (желтый провод), поэтому оставляем их штуки 4 (один при большом токе греется), масса (черный) тоже штуки 4 и зеленый он один. Все остальное вырезается (откусывается, выпаивается — кому как нравится) под корень. По плате также находим два конденсатора в цепи +12в (ищем по дорожке от желтого провода), обычно это 1000мкф на 16в. Их надо заменить на аналогичные но на 25в.
В моем случае они вот

все остальные не трогаем.
Теперь условно разделим схему на две части высоковольтную (обвел желтым) и низковольтную (обвел голубым).

У АТХ БП на «высокой» стороне стоят два конденсатора (отметил зелеными стрелками). Меняем оба на новые, точно такие же, но новые (ни в коем случае не на выпаяные откуда-нибудь). Оба они стоят в цепи раскачки и недалеко от радиатора, поэтому высыхают и частенько нормальные внешне и по тестеру являются причиной нарушения пуска ШИМ микросхемы. Желательно вообще поменять все конденсаторы на высокой стороне, особенно номиналами 1мкф 50в.
Далее, в «высокой» стороне желательно заменить оба конденсатора и поставить хотя бы 330мкфх250в, но это уже по месту ибо оно ограничено.

Но не торопитесь запаивать туда новые, потому что один из них обычно закрывает собой гайку которая нам нужна, вторая обычно доступна (пометил зеленым). А нужны они вот для чего. Скорее всего придется заменить транзисторы высоковольтного преобразователя. Вот эти.

Обвел зеленым. Тот что обведен голубым как раз и есть преобразователь +5STB и трогать его не нужно. А в АТ блоках его вообще нет. Транзисторы меняем в случае если на них написано 13007 или MJE13007, в место них впаивам MJE13009. Если там стоят какие либо другие, хотя врядли, то трогать их не надо. Открутить их достаточно трудно, приходится держать пассатижками болт и откручивать гайку, иначе не подлезть. ВНИМАНИЕ!!!!! ЭТО ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ СТОРОНА, ПАЯТЬ НУЖНО АККУРАТНО, БЕЗ «СОПЛЕЙ» И СНАЧАЛА ПРИКРУТИТЬ ИХ К РАДИАТОРУ, А ПОТОМ ПАЯТЬ. изоляционные подкладки под транзисторами и болтиками возвращам на место. Транзисторы должны быть изолированы от радиатора!!!!!!
Вот…. теперь дошло дело до выпрямителя…. Короче, надо отследить по дорожкам от желтого провода, какой из полумостов является 12-вольтовым. Если блок 200-230Вт, то полумост найти легко, поскольку он там сборный и выглядит примерно так.
Его надо заменить, поскольку он расчитан на 3А, да и обычный. Нужно заменить его на 20 амперный полумост с диодами Шоттке с обратным напряжением не меньше 70в, а лучше 100. Маркировка у полумостов включает его параметры. Пример: 20бла30 — 20А 30В. бла2030 — тоже самое. А если будет 45бла35 значит это 45А 35В. Вместо бла обычно написано другое, типа (MBR3045RT — 30A 45B, SBL2040CT — 20A 40B, F12C20C 12A 20B) Типа такого.
Изоляционные прокладки снова устанавливаются на места и паять нужно не менее аккуратно чем высоковольтные транзисторы. Ибо замыкание здесь = сгоревшему транзистору на высокой стороне.
Кстати, поскольку кроме 12 вольтового источника нам ничего больше не нужно, то полумост можно вытащить и с 5 вольтовой линии. Там может стоять подходящий.
Есть еще одно важное место — каскад раскачки. Вот схема, она одинаковая для всех бп, разница лишь в номиналах и производителе транзисторов
Красными линиями показал от какких выводов плясать чтоб найти нужные транзисторы и диоды (диоды пометил красным). Так вот транзисторы если они целы торгать не надо, а вот диоды нужно заменить на более мощные, например FR152 или другие с обратным напряжением более 100 вольт и током более 1 ампера. Иначе при большой нагрузке на зарядное, эти диоды будут дохнуть как мухи зимой.
Ну и в принципе — финал. Фотать больше нечего, осталось немного «поколдовать в схеме. Тем у кого АТ блок проще, остается только регулятор или схему поддержания тока зарядки. А тем у кого АТХ предстоит еще превратить его в АТ. Схема вот.
В левой части обведено желтым то что нужно оставить в АТХ блоках, поскольку выводы 2,13,14,15 микросхемы TL494 используются в них для организации функции защиты. А раз нам это не нужно, то нужно оставить только указанные на схеме элементы. Возможно придется их даже перепаять, если те которые установлены будут другого номинала. Никаких фоток тут не будет, схемы БП все разные и где впаяны нужные фотка не поможет. Отслеживать нужно будет по дорожкам, и очень внимательно. У меня лишнее отсеклось выпаиванием двух транзисторов, кому-то может проще перерезать дорожки. Особым «гурманам» может больше понравится вариант обведенный красным. Я его не собирал. Можно вообще попробывать просто запаять зеленый провод на массу, т.е. на место одного из черных, тогда и защита сохранится. Но есть вариант ее срабатывания при глубоко разряженом АКБ.
Схема регулятора вот (это она же но с другими объяснениями)
Слева — схама подержания +5в бп, справа регулятор тока. Короче, 1 вывод микросхемы это то что заведует напряжением. И любые регулировки производятся на нем. У БП нужно будет выпаять резисторы с цепи +5в, +12в на этот вывод и собрать несложную схему (справа)
Да, и большое спасибо источнику http://www.autoelec.narod.ru там же есть немного другой вариант регулятора.
До этого я рассказал как сделать регулируемое ЗУ но не автомат. теперь же я поведую как сделать полностью автоматическое ЗУ. Сначала как отрубить защиту и заставить работать бп невзирая ни на что. Я уже писал, что в основном защита «висит» на 4 выводе TL494 и оказалось, что убрать ее очень просто. Вообще этот вывод задуман для плавного пуска и для этого нужны всего две детали — конденсатор соединенный с 14 выводом и резистор соединенный с массой. Теперь конкретные схемы.
Kodegen 250W один из самых лучших для переделки блоков.
Кондесатор и резистор обведены синим, элементы которые обязательно нужно удалить зачеркнул красным, обведенные красным удалить по желанию (пойдут на детали, поскольку теперь не требуются), у транзистора Q9 перемкнуть коллектор-эмиттер.
Power master 230W то же самое, нужные обвел синим, обязательные к удалению зачеркнул красным, то что теперь не важно обвел красным, замыкать ничего не надо.
Green Tech MAV-300W-P4 та же картина, попутно отметил элементы +3.3 шины, они тоже не нужны
Какой-то китайский PS JNC ATX. та же самая фигня, простите за плохую картинку привел просто как пример чтоб был ясен смысл действий.
После проведенной работы блок питания будет вкючаться сам, без замыкания PS-ON, и с отключеной защитой, поэтому все неисправности у него (если они были) должны быть устранены заранее, иначе бахнет некисло.
Продолжаем обучаться далее… Теперь когда бп вкючается и работает сам минуя PS-ON, надо замерить напряжение на 2 выводе TL494. По идее должно быть 2.5в, но может быть и 5в. Это очень важно, поэтому сделайте это обязательно. А теперь объясню зачем. Кусочек документации на микруху…
Выводы 5 и 6 так называемй осцилятор, по другому резистор и конденсатор задаюшие частоту, их мы трогать не будем. 14 вывод — так называемое референсное, читай опорное напряжение вырабатываемое встроеным стабилизатором, всегда равно 5в. А вот выводы 1,2 и 15,16 — два компаратора работающие в паре, то есть, запрет или ограничение может задавать любой из них, даже если второй разрешает работу. Причем настоены они таким образом, что 1и2 заточен следить за напряжением, а 15и16 за током. Это очень удобно использовать, чтобы построить схему следящую и за током и за напряжением, вернее чтобы не было перенапряжения. Вот для этого и важно знать, сколько вольт подается на 2 вывод. Он является как бы эталонным. Обычно на него подается 2.5 вольта делителем из 2-х резисторов 4.7 ком, один из которых подключается к 14 выводу (5в внутреннего стабилизатора), а другой к массе схемы (вывод 7). Но может также подаваться все 5в со стабилизатора одним резистором, правда место под второй присутствует всегда. Мне удобнее пользовать 2.5в с делителя, поэтому если второго резистора нет, я его распаиваю. Если у вас нет резистора 4.7 ком — не беда, можно заменить их оба, главное чтобы они были одинакового номинала, т.е. делили напряжение пополам. Будь они хоть 1 ком, хоть 10, или даже 100. Почму ж мне удобнее 2.5в? Да потому что я просто под него все просчитал. Поскольку этот компаратор призван следить за напряжением, то на его измерительный вывод 1 надо подключить делитель который выдавал бы те же 2.5в при напряжении выхода ну допустим 14.2в (это максимум, который бп никогда не перешагнет). Такой делитель должен иметь коэффициэнт деления 4.68:1 снова кусочек схемы…
R40 и R49 как раз делитель (элементы идущие на выв 3 оставлям в покое, пусть живут, они нужны). А вот всё что приходит на 1 вывод надо выпаять и запаять два резистора например 4.7 ком на вых +12в и 1 ком на массу, на этой схеме вместо любого из R48 (их тут два странно правда?). Соотношение 4.7:1 , практически то что нужно, именно поэтому 2.5в и удобны. Если вы хотите получить на выходе 14.7в, то соотношение будет 4.88:1 и один из резисторов придется собирать либо последовательно (напримемер 5,6ком+220Ом и 1.2ком) илли в параллель. Как только вы запаяете такой делитель, можно включить и замерить напряжение на выходе +12, там как раз будет 14.2в. В продолжении напишу как построить регулятор тока….
Вот два варианта регулировки по напряжению:
этот позволяет регулировать от 2.5в и до максимально желаемого значения естественно меньшего чем конкретный бп может выдать «на гора». И второй:
если 2.5в на выходе слишком мало, надо ну хотябы от 5в. Теперь посчитаем. Если на выходе нужно максимум 14.2в, то переменник берем в 4.7 раз больше R4. Если нужно больше (а бп без ограничения может дать и 22-25в) то соответственно считаем. Например: нужно 18в напряжения на выходе. На R4 будет 2.5в (это напряжение задано эталонным делителем R2/R1) 18-2.5=15.5в падения на R3. Отношение падения напряжений UR3/UR4 равно отношению самих сопротивлений R3/R4 и соответственно 15,5/2,5=R3/R4=6.2 подставив сюда значение одного из резисторов (хотите ли вы подобрать переменник под имеющийся постоянный R4 или наоборот подобрать постоянный резистор под имеющийся переменник R3) легко вычислить значение искомого сопротивления. Во втором делителе такая же ситуация, но R5 уже не изменяемая величина. Поэтому сначала мысленно замыкаем R3 и считаем делитель R5/R4, для примера если минимально нужное напряжение на выходе 5в R5 должен быть равным R4. Ну а дальше исходим из максимально необходимого напряжения на выходе и минимуме (в данном примере 5в вместо 2.5) при 18в на выходе на резисторе R4-2.5в на резисторах (R3+R5)=18-2.5=15.5в то есть 15.5/2.5=(R3+R5)/R4=6.2 получаем коэффициент 6.2 R3=(6.2*R4)-R5=(6.2*2.7)-2.7=14.04 Ком проверяем 15.5/2.5=(R3+R5)/R4=(14.04+2.7)/2.7=6.2 2.5в*6.2=15.5 15.5+2.5=18в на выходе. Переменник получился 14.04 Ком. R4=R5=2.7 Ком.

Сообщества ›
Сделай Сам ›
Блог ›
Зарядное устройство из импульсного блока питания ПК для автомобильной аккумуляторной батареи.

В свое время, еще лет 25 назад, для зарядки автомобильного аккумулятора мною было изготовлено автоматическое зарядное устройство, аналогового типа. В данном ЗУ был использован перемотанный трансформатор ТС-180. Это ЗУ использовалось, используется, и, думаю, еще будет использоваться не один год.

Но прогресс не стоит на месте и вот пару лет назад возникло желание изготовить зарядное устройство на основе импульсного блока питания ПК. Благо методов переделки БП от ПК в зарядное устройство для автомобильных АКБ в литературе и в интернете описано великое множество. Не стал изобретать велосипед и воспользовался рекомендациями одной из статей в журнале «Радио», благо исправные блоки питания от старых ПК имелись в наличие. Остановлюсь на некоторых нюансах конструктивного и сервисного решений.

В качестве «донора» для переделки был взят блок питания от АТХ компьютера мощностью (заявленной производителем) 300 Ватт. Данный блок обеспечивал по + 5 Вольт до 20 А, по +12 Вольт до 12 А, что для зарядки автомобильных АКБ более чем достаточно. Перед переделкой проверил исправность данного блока и убедившись в его работоспособности приступил к работе.
Прежде всего, удалил «жгуты» разноцветных проводов, выходящих с блока, оставив по три черных (минус) и три желтых (+12 Вольт) и один красный (+ 5 Вольт). Питание +5 Вольт будет использоваться для питания цифровых индикаторов тока и напряжения (красный провод), желтые (+12 Вольт) для зарядки АКБ. Сигнал Power ON (запуск блока питания) включил напрямую, непосредственно на плате БП. Далее отключил цепи блокировки по + 3,3 Вольта и минус 12 Вольт, как неиспользуемые и изменил схему регулировки и стабилизации выходного напряжения с + 5 Вольт на + 12 Вольт (смотри схему на рисунке 1, резисторы R4, R5, R32). Плечи делителя подобраны таким образом, что при изменении положения движка потенциометра R4 от крайнего нижнего до крайнего верхнего, схема регулировки обеспечивает изменение напряжение в цепи + 12 Вольт от 12,4 Вольта до 14,5 Вольт (напряжение по шине + 5 Вольт изменяется при этом от +5,2 Вольта до +6,8 Вольта, что обеспечивает типовое напряжение питания для цифровых индикаторов).

Рисунок 1. Схема соединений в ЗУ из импульсного БП ПК для автомобильного аккумулятора.
Штатная схема защиты от КЗ осталась неизменной, дополнившись схемой ограничения зарядного тока. Схема ограничения зарядного тока выполнена на части микросхемы ШИМ в БП (TL494) и вновь введенных элементах R1, R2, R3 и Rш (сопротивление шунта для амперметра). Схема работает следующим образом:
— опорное напряжение Uref (+ 5 Вольт с вывода 14 микросхемы TL494) поступает на делитель, выполненный на элементах R1, R2, R3. С движка резистора R2 напряжение ограничения зарядного тока поступает на вход компаратора (вывод 15 микросхемы TL494).
— на другой вход компаратора (вывод 16 микросхемы TL494) поступает напряжение с Rш (вернее в качестве сопротивления, на котором меряется падение напряжения фактически используется сопротивление проводов от минуса БП, до соединения с Rш и далее до выхода с Rш). О величине сопротивления шунта будет сказано позже.
— при превышении напряжения на 16 ноге микросхемы TL494 (U Rш) напряжения на 15 ноге микросхемы TL494 (U с делителя R1, R2, R3) логика работы ШИМ уменьшает напряжение на выходе БП уменьшая тем самым выходной ток.
Плечи делителя подобраны таким образом, что при изменении положения движка потенциометра R2 от крайнего нижнего до крайнего верхнего, схема регулировки обеспечивает изменение ограничения тока от примерно 1,3 А до 31 А. В реальности регулятор R2 обычно находится в первой четверти оборота от начала.
В качестве индикаторов напряжения и тока применены миниатюрные встраиваемые цифровые вольтметр (SVH0001G) и амперметр (SAH0012R-50), которые по своей сути и назначению и являются индикаторными приборами и не предназначены для использования в сфере действия государственного регулирования обеспечения единства измерений, т.е. не попадают под требования метрологических нормативов и поверок.
С другой стороны при зарядке аккумулятора мало кто заморачивается выставлением напряжения с точностью до сотых долей вольта (да и аккумулятору такая точность до лампочки) и сотых долей ампера по току. С другой стороны такие индикаторы обеспечивают регулировку параметров тока и напряжения заряда с точностью до десятых долей.
Подключение вольтметра не составило труда, только разделил цепи питания и измерения. Запитал устройство от цепи + 5 Вольт.
При подключении амперметра ввиду отсутствия калиброванного шунта 50 А, 75 mV (миллиВольт) и исходя из требования только индикации тока зарядки (от индикаторов требуется меньшая точность) решил изготовить шунт из подручных материалов. В качестве материала шунта использовал медный обмоточный провод диаметром по меди 0,8 мм и длиной 5 см (диаметр выбран исходя из максимального рабочего тока не более 10 А). При выборе исходил из следующего:
— сопротивление калиброванного шунта 50 А, 75 mV составляет 0,0015 Ом (рассчитано по закону Ома).
— сопротивление 1 метра медного обмоточного провода диаметром по меди 0,8 мм составляет 0,0348 Ом (из справочника).
— простой математический расчет показывает, что для получения ближайшего большего сопротивления проводника достаточно взять 5 (пять) сантиметров медного обмоточного провода диаметром по меди 0,8 мм, этот фрагмент будет иметь сопротивление (расчетное) 0,00174 Ом. Точное место подсоединения амперметра определяется по контрольному прибору, при проведении испытаний.
— для фанатов метрологии и точности измерения сразу скажу, что ТКС (температурный коэффициент сопротивления) не учитывался (для меди он составляет около 0,4).

После достижения работоспособности схемы «на столе», в ее макетном варианте разработал компоновку зарядного устройства, размещения дополнительных и штатных элементов. Разработан и выполнен чертеж фасадной части ЗУ с органами регулировки, коммутации и индикации.

Разработана фальшпанель передней части корпуса зарядного устройства.

Не буду останавливаться процессе изготовления фронтальной части корпуса для данного зарядного устройства для автомобильного АКБ из пластика от корпуса какого-то импортного телевизора, выполненного по аналогии изготовления корпуса паяльной станции для НАККО Т12 (смотри www.drive2.ru/c/538455034451460953/).
В результате всех манипуляций получилось следующее:

Размещение органов регулировки, индикации и коммутации в «подвале» фасадной части ЗУ. В качестве соединителей для миниатюрных встраиваемых цифровых вольтметра (SVH0001G) и амперметра (SAH0012R-50) применены разъемы из б/у системного блока ПК.

Соединение платы импульсного блока питания от ПК и элементов передней панели ЗУ.
При настройке, в качестве нагрузки использовал автомобильные лампы разной мощности, чем обеспечивалась настройка при различных рабочих токах.
С помощью контрольного прибора «откалибровал» амперметр, т.е. подобрал и уточнил точку присоединения входа измерения к шунту. Точность до 0,1 А обеспечивается.
На задней стенке закреплен выключатель питания, а также выведены сетевой шнур и провода с «крокодильчиками» для присоединения к аккумулятору (к нагрузке)
На нижней стенке корпуса ЗУ остановлены пластмассовые «ножки» из б/у корпуса системного блока ПК.
Также на передней панели установлен разъем «прикуривателя», для подключения различных «девайсов» с разъемом от прикуривателя, для их использования вне автомобиля.
ЗУ оснащено предохранителем на 10 А, защищающее как само ЗУ, так и потребителей, от возможных ошибок при подключении.
Распечатал и вырезал фальшпанель передней части ЗУ, дополнительно защитив надписи прозрачной пленкой. Фальшпанель и защитная пленка закреплены без применения клея, только за счет существующего крепежа органов управления и коммутации.
Итог всей работы:

Результатом доволен. При минимуме затрат получено удобное и практичное устройство для зарядки аккумулятора и работы с автоэлектрикой.

Автомобильное зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Как известно, при кратковременных поездках в городе автомобильный аккумулятор не успевает заряжаться, постоянный недозаряд приводит к сульфатации пластин и к сокращению службы самого аккумулятора. При эксплуатации авто только в городском режиме советуют раз в 3-4 месяца полностью заряжать автомобильный аккумулятор штатным зарядным устройством. Да вот беда – нормальное зарядное есть не у всех, денег на него жалко, а заряжать аккумулятор желательно регулярно. Для тех, у кого нет лишних 30-50 баксов на автомобильную зарядку от сети, а иметь оную уж очень хочется, и предназначена эта статья.

Очень неплохую вещь можно сделать из обычного компьютерного блока питания АТХ. Компьютерный блок питания ваще шикарная штука, ибо предназначен для того, чтобы молотить круглосуточно, запитывая материнку, процессор, винчестер, да еще и выдавать при этом довольно солидные токи. В самих компьютерах БП периодически мрут, ибо сделаны в большинстве своем китайцами, а эти ребята привыкли экономить на всем – занижать параметры конденсаторов, ставить резисторы меньшей мощности, и вообще за это им огромное спасибо, ибо благодаря их стараниям у меня, к примеру, нет недостатка в компьютерных блоках питания для экспериментов.

Достать компьютерный БП проще простого – нужно пойти в любой компьютерный магазин, у которого есть свой сервисный центр, и купить за очень недорого «дохлый» блок питания. Как правило у любого сервисного центра есть здоровенная коробка этих самых БП, ибо чинить их экономически невыгодно – компьютерные магазины, вообще-то зарабатывают не на ремонте БП, а на их продаже Так что если подойти к директору, прикинуться бедным студентом, рассказать жалобную историю, что мол детали дорогие, а денег нет, то думаю за каких-то десять баксов можно притащить домой солидную кучу блоков питания.

Скажу сразу – не всякий блок питания подойдет для переделки. Внутри блока питания стоит микросхема ШИМ-контроллера, которая управляет полумостовым преобразователем. Нас интересует блок питания с установленным ШИМ TL 494 (аналоги KA7500, DBL494, M5T494 и тому подобное). На этой микросхеме с небольшими изменениями можно получить не только автомобильное зарядное устройство, но и полноценный лабораторный блок питания с регулируемым стабилизированным напряжением и ограничением тока.

Из блоков питания с установленными ШИМ SG6105 , АТ2003 и т.д. получить блок питания с регулируемыми параметрами не получится, максимум что из него можно выжать – автомобильное зарядное 14.2-14.8В/3-6 А.

В этой статье мы рассмотрим переделку БП на самой распространенной ШИМ TL 494. Структурная схема ШИМ показана на рисунке:

“Выводы 1 и 2 – неинвертирующего и инвертирующего входов усилителя ошибки 1; вывод 3 – вход «обратной связи»; вывод 4 – вход регулировки «мертвого времени» (время, в течение которого закрыты оба выходных транзистора, причем независимо от величины тока нагрузки); выводы 5 и 6 – для подключения внешних элементов ко встроенному генератору пилообразного напряжения; вывод 7 – общий; выводы 8 и 9 – коллектор и эмиттер первого транзистора; выводы 11 и 10 – коллектор и эмиттер второго транзистора; вывод 12 – питание; вывод 13 – выбор режима работы (возможна работа в одно- или двухтактном режиме: если на этом выводе присутствует логическая «1″ (+2,4…+5 В), то транзисторы открываются поочередно (двухтактный режим работы); если на выводе будет «О» (0…0.4 В), то это однотактный режим, при этом транзисторы могут быть включены параллельно для увеличения выходного тока); вывод 14 – выход опорного напряжения (+5 В); выводы 15 и 16 – неинвертирующий и инвертирующий входы усилителя ошибки 2.
ШИМ-контроллер работает на фиксированной частоте и содержит встроенный генератор пилообразного напряжения, который требует для установки частоты всего два внешних компонента: резистора Rt и конденсатора Ct. При этом частота генерации будет равна f=1,1/RtCt.”

После того, как БП принесли домой, разобрали, прошлись кисточкой и пропылесосили, нужно убедиться, что входные цепи, а также источник питания дежурного режима (так называемая дежурка) работают и выдают на ШИМ питание.

Для начала проверяем работоспособность источника дежурного питания. Дежурка работает всегда, когда на блок питания подано 220В и включен тублер. Она выдает два напряжения – одно на питание ШИМ, другое +5Vsb (Standbye). Сигнал Standbye – фиолетовый провод большого разъема питания, 9 контакт.

При включенном в сеть БП на 9 контакте должно быть 5В. Если нет, ищем неисправность в цепях дежурки. Если есть – проверяем наличие питания на выводе 12 ШИМ. Микросхема запускается при подаче на вывод 12 напряжения от 7 до 41В (в среднем дежурка выдает 12-15В).

Схема дежурного источника питания выглядит примерно так:

Дежурка выполнена по схеме однотактного преобразователя с насыщающимся трансформатором. Чаще всего высыхают электролитические конденсаторы, теряют емкость конденсаторы обвязки. Прозваниваем транзистор, диоды, первичную и вторичную обмотки трансформатора на предмет КЗ.

Если дежурка работает, а ШИМ не запускается, проверяем работоспособность ШИМ-преобразователя. Для этого необходимо иметь стабилизированный источник питания +12В. Подключаем источник к выводу 12 ШИМ, вывод 4 закорачиваем на землю. При наличии осциллографа можно стать на ноги 8, 11 и посмотреть сигналы на транзисторы раскачки, а на ноге 5 можно наблюдать «пилу» работающего внутреннего генератора. Если осциллографа нет, то мультиметром проверяем наличие +5В на выводе 14 – если есть, то внутренний источник опорного напряжения работает.

Очень часто случается, что при закорачивании вывода 4 ШИМ на землю БП АТХ начинает работать. В этом случае причина неисправности кроется в цепях защиты от перегрузок и цепях формирования служебных сигналов. Так как в дальнейшем эти цепи защиты нам будут не нужны, и от +3.3/+5В мы откажемся вообще, проверка цепей защиты здесь рассматриваться не будет. Должен заметить, что включение БП АТХ происходит при замыкании сигнала PS_ON на землю (зеленый провод, 16 контакт). Так как этот сигнал относится к цепям формирования служебных сигналов, он нас не интересует – мы запустим БП без него.

Наша основная задача – запустить блок питания и получить на выходе +12В, с которым мы и будем в дальнейшем работать. Простейшая схема компьютерного блока питания на ШИМ TL494 (аналог КА7500) показана на рисунке ниже:

Схема БП состоит из следующих блоков:

1. Сетевой фильтр и выпрямитель.

2. Схема измерений перенапряжений, она же схема защиты и формирования служебных сигналов.

3. Дежурный источник питания.

4. Усилитель мощности.

5. Выпрямитель для напряжения +12В вторичной цепи источника питания.

6. Схема промежуточного усилителя.

Микросхему ШИМ легко найти невооруженным взглядом

Допустим ШИМ работает, но на выходе напряжений нет. Проверяем цепи усилителя мощности и силовые транзисторы.

Все осциллограммы снимать относительно эмиттера. Основные неисправности – обрывы резисторов в цепях базы, потеря емкости конденсаторами или их пробой, межвитковое КЗ в обмотках трансформатора, пробой высоковольтных транзисторов.

Итак, наша основная задача – получить на выходе +12В. Условно будем полагать, что с этой задачей мы успешно справились, ибо разбор конструкции БП АТХ и принципы его ремонта не входит в нашу первоочередную задачу. Выходная часть с выпрямителем и фильтрами питания сделаны по примерно одной и той же схеме:

Так как напряжения +3.3В, +5В, – 5В и -12В нам не нужны, можно смело выпаивать все компоненты на выходе, отвечающие за эти напряжения. Оставляем выходной дроссель, электролитический конденсатор в цепи +12В заменяем на 2200 мкФ 50В (изначально там стоит конденсатор, расчитанный на рабочее напряжение 16В, в случае переделки БП под выходное напряжение 25В он взорвется). Также не лишним будет заменить сборку диодов Шоттки в цепи +12В на другую, с большим прямым током. Можно заменить эту сборку на ту, которая стояла в цепи +5В или поставить сборку диодов Шоттки на более высокий ток, скажем, 10TQ045 с прямым током 10А или MBR1545CT с прямым током 15А. Заодно выпаиваем со схемы весь жгут проводов – он нам больше не понадобится.

После выпаивания запасных компонентов должно получиться примерно следующее:

Не бойтесь выпаивать все лишнее – для запуска ШИМ TL494 нужно всего 4 сопротивления и один конденсатор (не считая пары переменных резисторов). Они уже есть на схеме, даже если Вы выпаяете лишнее, потом ориентируясь по печатным проводникам, можно будет вернуть нужные компоненты (3 сопротивления и 1 емкость) на место. Нижняя микросхема LM339 – счетверенный компаратор, на котором собрана схема защиты, также не нужна. Ее можно смело выпаивать или выкусывать, я обломался

На плате оставляем только дроссель (ниже радиатора), и заменяем конденсатор в цепи +12В на 2200 мкФ 35В – изначально там стоит конденсатор на напряжение 16В.

При переделке компьютерного БП в лабораторный источник питания я опирался вот на эту схему, называемую в народе «схема итальянца» (кликабельно для увеличения):

Или же можно воспользоваться схемой попроще:

Здесь показана минимальная обвязка ШИМ TL494 для того, чтобы микросхема заработала. Так как раньше блок питания уже как-то работал, скорей всего эта обвязка уже присутствует в схеме, нужно только изменить подключение выводов 1, 2, 4, 15 и 16. На контакт 12 подается напряжение с дежурного источника питания. Контакт 4 садится на землю. Можно проследить дорожку и выпаять диод, через который на контакт 4 подается сигнал ошибки со схемы защиты. Схема защиты с сигналом PS_ON нам уже тоже не нужна, поэтому ее можно смело выковыривать из платы, вместо нее мы соберем схему ограничения тока.

* Прослеживаем по дорожкам выводы 15 и 16, отпаиваем от них компоненты и соединяем согласно схеме.

* Прослеживаем по дорожкам распайку выводов 1, 2, отпаиваем от них компоненты и соединяем согласно схеме.

Кроме этого, нам понадобится два переменных резистора нужного номинала, и шунт 0.1-0.0.1. Шунт я сделал с двух «керамических» сопротивлений номиналом 0.2 Ом, соединив их параллельно. На самом деле это не керамические сопротивления, а обычные резисторы, зацементированные в керамику, поэтому при нагреве их номинал «уплывает», желательно в качестве шунта применять что-то типа старых советских проволочных резисторов С5-16. Вот что вышло в итоге:

Фактически для переделки БП АТХ в лабораторный источник питания или зарядное устройство нужно два переменных резистора и шунт на 0.1-0.01 Ом. Ну и конечно мало-мальские познания в электронике и большое желание замутить что-то такое на зависть всем пацанам из соседних гаражей . Что в танке главное, знаете? Правильно, плюс небольшая внимательность.

В принципе уже после этого напряжение на выходе можно менять в пределах от 2.5 до 25В, а ограничение тока можно выставлять от 0.5 до 15 А. Выставив однажды сопротивлением 14.2-14.6В и ограничив ток в пределах 0.1С от емкости заряжаемой батареи (для батареи 50А*ч ток заряда должен быть равен 5А), мы получим полноценное зарядное устройство. Так как схема БП АТХ является по-сути стабилизатором напряжения, то она будет поддерживать заданное раннее напряжение, а вот ток по мере заряда аккумулятора будет падать. И это является очень большим преимуществом этого зарядного устройства по сравнению с остальными зарядными, у которых стабилизированный ток заряда – нет риска что аккумулятор «закипит». Аккумулятор можно бесконечно долго держать подключенным к этому зарядному устройству – по мере набора емкости ток заряда будет снижаться вплоть до ноля, фактически переходя в заряд «капельным режимом», то есть поддерживая емкость аккумулятора неограниченное время.

Но так как такое зарядное устройство будет использоваться раз в два-три месяца, если не раз в год, а остальное время оно просто будет валяться в гараже, есть очень большой соблазн потратить еще один день, и сделать из него полноценный лабораторный блок питания. Понадобится только две измерительные головки – вольтметр и амперметр. Можно прикрутить китайский блок 2 в 1, амперметр + вольтметр. Либо для пущей убедительности возможна установка аналоговых вольтметра и амперметра. Амперметр нужен обязательно с шунтом на тот предел, который указан на шкале. Иначе замучаетесь подбирать отрезок провода необходимого сопротивления. В моем случае манганиновый шунт уже встроен в амперметр.

Вырезав из текстолита лицевую панель, профрезеровав отверстия под амперметр, вольтметр, регуляторы и прочее, я собрал все воедино.

Можно пойти другим путем, и сделать переднюю панель скажем из нержавейки, порезав ее лазером.

В результате получился полноценный блок питания с пределами 25В/10А (ток фактически больше, порядка 15А)

Работа блока на нагрузку в виде автомобильной лампы.

Вид блока со стрелочными индикаторами

Штатный вентилятор нужно подключить к бывшему выходу +12В, развернув его так, чтобы он дул внутрь блока, охлаждая радиаторы силовых транзисторов и выходных диодов. У меня заодно он обдувает и шунт. При этом чем выше напряжение, тем больше скорость вращения вентилятора. Не пытайтесь изменить направление вращения, изменяя полярность питания – внутри вентилятора стоит специальная микросхема, она скорей всего сдохнет

ВНИМАНИЕ! Схема фактически не содержит защиты от короткого замыкания, вместо нее на одном из компараторов ошибки ШИМ TL494 собрано ограничение выходного тока. Это значит, что если замкнуть накоротко выходы источника питания, ток короткого замыкания в цепях будет равен лишь выставленному ранее ограничению тока! Блок питания достаточно мощный, если ограничение тока будет выставлено на максимум, он будет «вдувать» в нагрузку (которая по сути шунт 0.1 Ом) максимальный ток. Помните об этом, если Вы не хотите, чтобы из вашего блока ушел волшебный дым, на котором работает вся электроника.

Для избежания подобных казусов нагрузка в моем случае подключается через предохранитель на 15А. Есть хотя бы один шанс из ста что при КЗ предохранитель успеет сгореть ранше, чем сгорит что-то в схеме. К сожалению, происходит ровно наоборот – схема вылетает, защитив собой предохранитель

ВНИМАНИЕ ШТРИХ! При подключении к аккумулятору строго соблюдать полярность! В противном случае все тот же волшебный дым покинет какой-то компонент схемы, и он больше никогда не будет работать.

Порядок зарядки аккумулятора. На холостом ходу выставить регулятором тока минимальное ограничение тока (крайнее левое или крайнее правое положение сопротивления R3 согласно вышеприведенной схеме, зависящее (положение) от распайки резистора), регулятором напряжения выставить напряжение 14.2-14.6В для обычных аккумуляторов и 14.8-15.6 для кальциевых. Отключить источник питания от сети. Подключить аккумулятор, соблюдая полярность. Включить источник питания и регулятором тока выставить нужный ток заряда.

При этом напряжение немного упадет до какого-то значения, которое зависит от внутреннего сопротивления аккумулятора, но стабилизатор тока будет держать нужный ток. По мере набора аккумулятором емкости ток заряда будет падать, а напряжение вернется до установленного ранее значения.

Во избежании взрыва подключать и отключать аккумулятор только при выключенном источнике питания!!!!

Примечание. Длительная нагрузка (порядка 10 часов) источника питания двумя параллельными автомобильными лампами 12В 55Вт при напряжении 14.6В и суммарном токе потребления почти 8А показало, что при работающем обдуве какого-то сильно критичного нагрева компонентов внутри блока питания нет.

Выводы: зарядное устройство для аккумуляторов, сделанное на базе блока питания АТХ обладает следующими преимуществами:

1. Фантастическая живучесть и работоспособность. Компьютерные импульсные блоки питания с принудительным охлаждением имеют КПД порядка 80-85%, диапазон входного напряжения 160-240В, время наработки на отказ порядка 50 тыс. часов. Другими словами, блок питания предназначен для того, чтобы сутками молотить включенным. Так как используется только напряжение +12в, то выходной трансформатор нагружен даже меньше, чем если бы использовались также +5В и +3.3В, ибо их обмотки намотаны на одном сердечнике выходного трансформатора.

2. Стабилизация выходного напряжения в пределах ±5% для значения +12В

3. Ограничение тока, из чего следует, что зарядное такого типа смело можно применять для заряда необслуживаемых гелиевых аккумуляторов – риск «закипятить» аккумулятор отсутствует. Последний возьмет столько тока, сколько ему нужно.

4. Возможность заряжать аккумулятор не отключая его от автомобиля.

5. Полноценный блок питания с широкими пределами регулирования для решения повседневных задач.

Недостаток – время полного заряда аккумулятора большой емкости вследствии уменьшения тока заряда по экспоненте может оказаться несколько больше ожидаемого. Это компенсируется невозможностью довести аккумулятор до «кипения», если бы заряжать его постоянным стабильным током.

Введение.

Скопилось у меня много компьютерных БП, отремонтированных в качестве тренировки этого процесса, но для современных компьютеров уже слабоватых. Что с ними делать?

Решил несколько переделать в ЗУ для зарядки 12В автомобильных аккумуляторов.

Вариант 1.

Итак: начали.

Первым мне подвернулся под руку Linkworld LPT2-20. У этого зверька оказался ШИМ на м/с Linkworld LPG-899. Посмотрел даташит, схему БП и понял – элементарно!

Что оказалось просто шикарно – она питается от 5VSB, т.е наши переделки никак не повлияют на режим её работы. Ноги 1,2,3 используются для контроля выходных напряжений 3,3В, 5В и 12В соответственно в пределах допустимых отклонений. 4-я нога тоже является входом защиты и используется для защиты от отклонений -5В, -12В. Нам все эти защиты не просто не нужны, а даже мешают. Поэтому их надо отключить.

По пунктам:

  1. Перерезать дорожку идущую от канала 5В к 2-й ноге м/с и её обвязке и соединить её с +5VSB.
  2. выпаять всю обвязку 1-й и 3-й ноги м/с.
  3. выпаять детали через которые 4-я нога была связана с -5В и -12В, остальные трогать НЕ НАДО.
  4. выпаять детали делителя на 16-й ноге (все резисторы которые к ней подходят)
  5. Если будете оставлять канал 5В (зачем может пригодиться скажу далее), замените нагрузочный резистор на выходе этого канала с 10Ом на 15Ом аналогичного размера (мощности). Ибо после переделки там будет уже 6В и ему станет слишком жарко J
  6. Теперь можно демонтировать все детали каналов 3,3В -5В и -12В, а также и 5В если вы его решите не оставлять.
  7. Также выпаять все провода выходящие из БП кроме 3-х черных и 3-х желтых.

Стадия разрушения на этом окончена, пора переходить к созиданию.

  1. Согласно схеме на Рис.1 смонтировать делитель для 1-й и 3-й ноги м/с из резисторов R1, R3 и R2. Я это сделал в свободных дырках оставшихся от удаленных деталей. Теперь защита будет «довольна» и не будет нам мешать. Вот так это выглядело на этом этапе:

  2. Замкнуть 9-ю ногу м/с на землю или сделать это через выключатель если сетевого нет или вам его недостаточно. Это действие обеспечивает запуск БП (а теперь, без 5 минут, зарядного), PS-ON — так сказать.
  3. Далее (на схеме не обозначено), но очень рекомендую нагрузить канал 12В хотя бы на 0,5А. Чем угодно – лампочкой, резисторами или и тем и другим одновременно. Это нужно для адекватной работы БП на холостом ходу (хотя слабенькие БП, типа этого, могут обойтись штатным нагрузочным резистором).
  4. Теперь восстанавливаем делитель на 16-й ноге (R4, R6 и R12 по схеме).
  5. Включаем БП (лучше через лампочку на 60-100Вт вместо предохранителя) и меряем напряжение в бывшем 12В канале. Если необходимо подбираем резистор R12 до получения 14,35-14,4В (ну или ещё большего если вам покажется мало, хотя я считаю именно это значение наиболее правильным). Кроме того, можно установить регулятор. Делается это так: сначала подбором R6 добиваемся 13,5-14В на выходе, затем последовательно с ним ставим переменный резистор на 10кОм. Он обеспечит вам регулировку выходного напряжения от 13,5-14 до 14,9-15,4В. Этого диапазона должно хватить для аккумулятора в любом состоянии.

По большому счету ЗУ у нас уже готово, но в нем нет ограничения зарядного тока (хотя защита от КЗ работает). Для того чтобы ЗУ не давало на аккумулятор столько «сколько влезет» – добавляем цепь на VT1, R5, C1, R8, R9, R10. Как она работает? Очень просто. Пока падение напряжения на R8 подаваемое на базу VT1 через делитель R9, R10 не превышает порог открывания транзистора – он закрыт и не влияет на работу устройства. А вот когда он начинает открываться, то к делителю на R4, R6, R12 добавляется ветка из R5 и транзистора VT1, меняя тем самым его параметры. Это приводит к падению напряжения на выходе устройства и, как следствие, к падению зарядного тока. При указанных номиналах, ограничение начинает работать примерно с 5А, плавно понижая выходное напряжение с ростом тока нагрузки. Настоятельно рекомендую эту цепь не выбрасывать из схемы, иначе, при сильно разряженном аккумуляторе ток может быть настолько большим, что сработает штатная защита, или вылетят силовые транзисторы, или шоттки. И зарядить свой аккумулятор вы не сможете, хотя сообразительные автолюбители догадаются на первом этапе включить автомобильную лампу между ЗУ и аккумулятором чтобы ограничить зарядный ток.

VT2, R11, R7 и HL1 занимается «интуитивной» индикацией тока заряда. Чем ярче горит HL1 – тем больше ток. Можно не собирать, если нет желания. Транзистор VT2 – должен быть обязательно германиевый, потому что падение напряжения на переходе Б-Э у него значительно меньше, чем у кремниевого. А значит, и открываться он будет раньше чем VT1.

Цепь из F1 и VD1, VD2 обеспечивает простейшую защиту от переполюсовки. Очень рекомендую сделать её или собрать другую на реле или чём-нибудь ещё. Вариантов в сети можно найти много.

А теперь о том, зачем нужно оставить канал 5В. Для вентилятора 14,4В многовато, особенно с учетом того что при такой нагрузке БП не греется вообще, ну кроме сборки выпрямителя, она немного греется. Поэтому, мы подключаем его к бывшему каналу 5В (сейчас там — около 6В), и он тихо и нешумно выполняет свою работу. Естественно, с питанием вентилятора есть варианты: стабилизатор, резистор и т.п. В дальнейшем некоторые из них мы увидим.

Всю схему я свободно смонтировал на освобожденном от ненужных деталей месте, не делая никаких плат, с минимумом дополнительных соединений. Выглядело это всё после сборки так:

В итоге, что мы имеем?

Получилось ЗУ с ограничением максимального зарядного тока (достигается уменьшением подаваемого на аккумулятор напряжения при превышении порога в 5А) и стабилизированным максимальным напряжением на уровне 14,4В, что соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля. Поэтому, его можно смело использовать, не отключая аккумулятор от бортовой электроники. Это зарядное устройство можно смело оставлять без присмотра на ночь, батарея никогда не перегреется. К тому же оно почти бесшумное и очень лёгкое.

Если вам максимального тока в 5-7А маловато (ваш аккумулятор бывает часто сильно разряжен), можно легко увеличить его до 7-10А, заменив резистор R8 на 0,1Ом 5Вт. Во втором БП с более мощной сборкой по 12В именно так я и сделал:

Вариант 2.

Следующим подопытным у нас будет БП Sparkman SM-250W реализованный на широко известном и горячо любимом ШИМ TL494 (КА7500).

Переделка такого БП ещё проще, чем на LPG-899, так как в ШИМ TL494 нет никаких встроенных защит по напряжениям каналов, зато есть второй компаратор ошибки, который зачастую свободен (как и в данном случае). Схема оказалась практически один к одному со схемой PowerMaster. Её я и взял за основу:

План действий:

  1. Выпаиваем всё, что обведено или зачеркнуто на схеме Рис.3 розовым, и все провода. Должно получиться примерно так:

  2. Резистор R42 (по схеме, у вас может оказаться другим номером, так что будьте внимательны) заменяем на 10-11кОм. Включаем БП (желательно через лампу на 60-100Вт, на всякий случай) и меряем напряжение на выходе. Обратите внимание: БП должен запуститься сам, замыкать 4-ю ногу ШИМ на землю НЕ НАДО. Если вы это сделаете, то отключите защиту по току и при КЗ на выходе сможете наблюдать вылет силовых транзисторов и других элементов блока питания. Если напряжение не 14,35-14,45В, то подбором резисторов R44, R45 добиваетесь чтоб оно было в указанном диапазоне. Если этого недостаточно можно не сильно изменить и R42. В принципе на этом можете и закончить. Нет? Ааа…, вам нужно ограничение максимального зарядного тока как в варианте 1? Тогда продолжим. Изображен только фрагмен изменений в обвязке ШИМ. Это не значит что всё остальное вокруг него надо выпаять.
  3. В ШИМ TL494 имеется два встроенных усилителя ошибки, в данной схеме один из них не использовался, его мы и задействуем для ограничения максимального зарядного тока. Отключаем 15-ю ногу ШИМ от 13-й и 14-й, а16-ю ногу от земли. Можете дорожки перерезать, можете просто их отдельно выпаять, как вам нравится короче. Затем монтируем цепь из R5, C1, R7, R8, R9, R6 по схеме на Рис.4. При указанных номиналах БП больше 5А давать отказывается. При достижении порога, как и в первом случае, начинает падать выходное напряжение. Правда, есть и отличия, в данном варианте падение будет гораздо более резким. Фактически больше заданного тока, он не даст ни при каких обстоятельствах, напряжение упадет хоть до 0 (ну или почти). В то время, как в первом варианте, при достижении заданного порога напряжение снижается более плавно и не станет менее 2,5-3В даже если управляющий транзистор КТ361 откроется совсем. Но, вернемся к данной схеме. В режиме ограничения максимального тока возможно появление сверчков, убиваются подбором R5 и С1. Роль шунта (резистор R6 на схеме) на 0,005Ом у меня выполнял кусок медной проволоки длиной 2,5см, из телефонного кабеля. Изменение порога ограничения максимального тока достигается изменением номинала резистора R9 или R6. И предвосхищая вопрос: «зачем нужен R7?». Отвечу: «Не помню» J, очевидно что при разработке различных вариантов во время проектирования он был нужен в каком то из них. Но потом схема изменилась и теперь он, судя по всему, не играет никакой роли и вместо него можно ставить перемычку. Вот результат работы, испытание заряда реального аккумулятора от UPS, 12В 7А/ч. Напряжение 14,4В ток 0,44А. Пусть вас цифры тока не удивляют, он разряжен был не сильно.
  4. Вентилятор, как и в предыдущем случае, к бывшему каналу 5В. На провода крокодилы, землю платы заизолировать от корпуса. Защита от переполюсовки — аналогична. От КЗ щупов прекрасно защищает оставшаяся нетронутой штатная защита. Проверено неоднократно.

Это был, пожалуй, самый экономичный вариант. Выпаянных деталей у вас останется гораздо больше чем затраченных J. Особенно если учесть что сборка SBL1040CT была извлечена из канала 5В, а туда были впаяны диоды, в свою очередь добытые, с канала -5В. Все затраты состояли из крокодилов, светодиода и предохранителя. Ну, можно ещё ножки приделать для красоты и удобства.

Вот плата в полном сборе:

Если вас пугают манипуляции с 15 и 16-й ногами ШИМ, подбор шунта с сопротивлением в 0,005Ом, устранение возможных сверчков, можно переделать БП на TL494 и несколько другим способом.

Вариант 3.

Итак: наша следующая «жертва» — БП Sparkman SM-300W. Схема абсолютно аналогична варианту 2, но имеет на борту более мощную выпрямительную сборку по 12В каналу, более солидные радиаторы. Значит — с него мы возьмем больше, например 10А.

Этот вариант однозначен для тех схем, где ноги 15 и 16 ШИМ уже задействованы и вы не хотите разбираться – зачем и как это можно переделать. И вполне пригоден для остальных случаев.

Повторим в точности пункты 1 и 2 из второго варианта.

Канал 5В, в данном случае, я демонтировал полностью.

Далее собираем схему по Рис.5.

Чтобы не пугать вентилятор напряжением в 14,4В — собран узел на VT2, R9, VD3, HL1. Он не позволяет превышать напряжение на вентиляторе более чем 12-13В. Ток через VT2 небольшой, нагрев транзистора тоже, можно обойтись без радиатора.

С принципом действия защиты от переполюсовки и схемы ограничителя зарядного тока и вы уже знакомы, но вот место его подключения здесь — иное.

Управляющий сигнал с VT1 через R4 заведен на 4-ю ногу KA7500B (аналог TL494). На схеме не отображено, но там должен был остаться от оригинальной схемы резистор в 10кОм с 4-й ноги на землю, его трогать не надо.

Действует это ограничение так. При небольших токах нагрузки транзистор VT1 закрыт и на работу схемы никак не влияет. На 4-й ноге напряжение отсутствует, так как она посажена на землю через резистор. А вот когда ток нагрузки растет, падение напряжения на R6 и R7 соответственно тоже растет, транзистор VT1 начинает открываться и совместно с R4 и резистором на землю они образуют делитель напряжения. Напряжение на 4-й ноге возрастает, а так как потенциал на этой ноге, согласно описанию TL494, непосредственно влияет на максимальное время открытия силовых транзисторов, то ток в нагрузке уже не растет. При указанных номиналах порог ограничения составил 9,5-10А. Основное отличие от ограничения в варианте 1, несмотря на внешнюю похожесть, резкая характеристика ограничения, т.е. при достижении порога срабатывания, напряжение на выходе спадает быстро.

Вот этот вариант в готовом виде:

Кстати, эти зарядки можно использовать и в качестве источника питания для автомагнитолы, переноски на 12В и других автомобильных устройств. Напряжение стабилизировано, максимальный ток ограничен, спалить что-нибудь будет не так то просто.

Вот готовая продукция:

Переделка БП под зарядное по такой методике – дело одного вечера, но для себя любимого времени не жалко?

Тогда позвольте представить:

Вариант 4.

За основу взято БП Linkworld LW2-300W на ШИМ WT7514L (аналог уже знакомой нам по первому варианту LPG-899).

Ну что ж: демонтаж ненужных нам элементов осуществляем согласно варианту 1, с той лишь разницей, что канал 5В тоже демонтируем – он нам не пригодится.

Здесь схема будет более сложной, вариант с монтажом без изготовления печатной платы в данном случае – не вариант. Хотя и полностью от него мы отказываться не будем. Вот приготовленная частично плата управления и сама жертва эксперимента ещё не отремонтированная:

А вот она уже после ремонта и демонтажа лишних элементов, а на втором фото с новыми элементами и на третьем её обратная сторона с уже проклеенными прокладками изоляции платы от корпуса.

То, что обведено на схеме рис.6 зеленой линией – собрано на отдельной плате, остальное было собрано на освободившемся от лишних деталей месте.

Для начала попробую рассказать: чем это зарядное отличается от предыдущих устройств, а уж потом расскажу какие детали, за что отвечают.

  • Включение зарядного происходит только при подключении к нему источника ЭДС (в данном случае аккумулятора), вилка при этом должна быть включена в сеть заблаговременно J.
  • Если по каким-либо причинам напряжение на выходе превысит 17В или окажется менее 9В – ЗУ отключается.
  • Максимальный ток заряда регулируется переменным резистором от 4 до 12А, что соответствует рекомендуемым токам заряда аккумуляторов от 35А/ч до 110А/ч.
  • Напряжение заряда регулируется автоматически 14,6/13,9В, либо 15,2/13,9В в зависимости от выбранного пользователем режима.
  • Напряжение питания вентилятора регулируется автоматически в зависимости от тока заряда в диапазоне 6-12В.
  • При КЗ или переполюсовке срабатывает электронный самовосстанавливающийся предохранитель на 24А, схема которого, с незначительными изменениями, была заимствована из разработки почетного кота победителя конкурса 2010г Simurga. Скорость в микросекундах не мерил (нечем), но штатная защита БП дернуться не успевает – он гораздо быстрее, т.е. БП продолжает работать как ни в чём не бывало, только вспыхивает красный светодиод срабатывания предохранителя. Искр, при замыкании щупов практически не видно, даже при переполюсовке. Так что очень рекомендую, на мой взгляд эта защита лучшая, по крайней мере из тех что я видел (хотя и немного капризная на ложные срабатывания в частности, возможно придётся посидеть с подбором номиналов резисторов).

Теперь, кто за что отвечает:

  • R1, C1, VD1 – источник опорного напряжения для компараторов 1, 2 и 3.
  • R3, VT1 – цепь автозапуска БП при подключении аккумулятора.
  • R2, R4, R5, R6, R7 – делитель опорных уровней для компараторов.
  • R10, R9, R15 – цепь делителя защиты от перенапряжения на выходе о которой я упоминал.
  • VT2 и VT4 с окружающими элементами – электронный предохранитель и токовый датчик.
  • Компаратор OP4 и VT3 с резисторами обвязки – регулятор оборотов вентилятора, информация о токе в нагрузке, как видите, поступает от токового датчика R25, R26.
  • И наконец, самое важное — компараторы с 1-го по 3-й обеспечивают автоматическое управление процессом заряда. Если аккумулятор достаточно сильно разряжен и хорошо «кушает» ток, ЗУ ведет заряд в режиме ограничения максимального тока установленного резистором R2 и равном 0,1С (за это отвечает компаратор ОР1). При этом, по мере заряда аккумулятора, напряжение на выходе зарядного будет расти и при достижении порога 14,6 (15,2), ток начнет уменьшаться. Вступает в работу компаратор ОР2. Когда ток заряда упадет до 0,02-0,03С (где С емкость аккумулятора а А/ч), ЗУ перейдет на режим дозаряда напряжением 13,9В. Компаратор OP3 используется исключительно для индикации, и никакого влияния на работу схемы регулировки не оказывает. Резистор R2 не просто меняет порог максимального тока заряда, но и меняет все уровни контроля режима заряда. На самом деле, с его помощью выбирается емкость заряжаемого аккумулятора от 35А/ч до 110А/ч, а ограничение тока это «побочный» эффект. Минимальное время заряда будет при правильном его положении, для 55А/ч примерно посередине. Вы спросите: «почему?», да потому что если, к примеру, при зарядке 55А/ч аккумулятора поставить регулятор в положение 110А/ч – это вызовет слишком ранний переход к стадии дозаряда пониженным напряжением. При токе 2-3А, вместо 1-1,5А, как задумывалось разработчиком, т.е. мной. А при выставлении 35А/ч будет мал начальный ток заряда, всего 3,5А вместо положенных 5,5-6А. Так что если вы не планируете постоянно ходить смотреть и крутить ручку регулировки, то выставляйте как положено, так будет не только правильнее, но и быстрее.
  • Выключатель SA1 в замкнутом состоянии переводит ЗУ в режим «Турбо/Зима». Напряжение второй стадии заряда повышается до 15,2В, третья остается без существенных изменений. Рекомендуется для заряда при минусовых температурах аккумулятора, плохом его состоянии или при недостатке времени для стандартной процедуры заряда, частое использование летом при исправном аккумуляторе не рекомендуется, потому что может отрицательно сказаться на сроке его службы.
  • Светодиоды, помогают ориентироваться, на какой стадии находится процесс заряда. HL1 – загорается при достижении максимально допустимого тока заряда. HL2 – основной режим заряда. HL3 – переход в режим дозаряда. HL4 – показывает что заряд фактически окончен и аккумулятор потребляет менее 0,01С (на старых или не очень качественных аккумуляторах до этого момента может и не дойти, поэтому ждать очень долго не стоит). Фактически аккумулятор уже хорошо заряжен после зажигания HL3. HL5 – загорается при срабатывании электронного предохранителя. Чтобы вернуть предохранитель в исходное состояние, достаточно кратковременно отключить нагрузку на щупах.

Что касается наладки. Не подключая плату управления или не запаивая в неё резистор R16 подбором R17 добиться напряжения 14,55-14,65В на выходе. Затем подобрать R16 таким, чтобы в режиме дозаряда (без нагрузки) напряжение падало до 13,8-13,9В.

Вот фото устройства в собранном виде без корпуса и в корпусе:

Вот собственно и всё. Зарядка была испытана на разных аккумуляторах, адекватно заряжает и автомобильный, и от UPS (хотя все мои зарядки заряжают любые на 12В нормально, потому что напряжение стабилизировано J). Но это побыстрее и ничего не боится, ни КЗ, ни переполюсовки. Правда, в отличие от предыдущих, в качестве БП использовать не получится (очень оно стремится управлять процессом и не хочет включаться при отсутствии напряжения на входе). Зато, его можно использовать в качестве зарядного для аккумуляторов резервного питания, вообще не отключая никогда. Заряжать будет в зависимости от степени разряда автоматически, а из-за малого напряжения в режиме дозаряда существенного вреда аккумулятору не принесет даже при постоянном включении. При работе, когда аккумулятор уже почти заряжен, возможен переход зарядного в импульсный режим заряда. Т.е. ток зарядки колеблется от 0 до 2А с интервалом от 1 до 6 секунд. Сначала, хотел было устранить это явление, но, почитав литературу – понял, что это даже хорошо. Электролит лучше перемешивается, и даже иногда способствует восстановлению потерянной емкости. Поэтому решил оставить так как есть.

Вариант 5.

Ну вот, попалось что-то новенькое. На этот раз LPK2-30 с ШИМ на SG6105. Такого «зверя» мне для переделки раньше мне ещё не попадалось. Но я вспомнил многочисленные вопросы на форуме и жалобы пользователей на проблемы по переделке блоков на этой м/с. И принял решение, хоть зарядка мне больше и не нужна, нужно победить эту м/с из спортивного интереса и на радость людям. А заодно и опробовать на практике, возникшую в моей голове идею оригинального способа индикации режима заряда.

Вот он, собственной персоной:

Начал, как обычно, с изучения описания. Обнаружил, что она похожа на LPG-899, но есть и некоторые отличия. Наличие 2-х встроенных TL431 на борту, вещь конечно интересная, но… для нас — несущественная. А вот отличия в цепи контроля напряжения 12В, и появление входа для контроля отрицательных напряжений, несколько усложняет нашу задачу, но в разумных пределах.

В результате раздумий и непродолжительных плясок с бубном (куда уж без них) возник вот такой проект:

Вот фото этого блока уже переделанного на один канал 14,4В, пока без платы индикации и управления. На втором его обратная сторона:

А это внутренности блока в сборе и внешний вид:

Обратите внимание, что основная плата была развернута на 180 градусов, от своего первоначального расположения, для того чтобы радиаторы не мешали монтажу элементов передней панели.

В целом это немного упрощённый вариант 4. Разница заключается в следующем:

  • В качестве источника для формирования «обманных» напряжений на входах контроля было взято 15В с питания транзисторов раскачки. Оно в комплекте с R2-R4 делает всё необходимое. И R26 для входа контроля отрицательных напряжений.
  • Источником опорного напряжения для уровней компаратора было взято напряжение дежурки, оно же питание SG6105. Ибо, большая точность, в данном случае, нам не нужна.
  • Регулировка оборотов вентилятора тоже была упрощена.

А вот индикация была немного модернизирована (для разнообразия и оригинальности). Решил сделать по принципу мобильного телефона: банка наполняющаяся содержимым. Для этого я взял двухсегментный светодиодный индикатор с общим анодом (схеме верить не надо – не нашёл в библиотеке подходящего элемента, а рисовать было лень L), и подключил как показано на схеме. Получилось немного не так как задумывал, вместо того чтобы средние полоски «g» при режиме ограничения тока заряда гасли, вышло, что они — мерцают. В остальном — всё нормально.

Индикация выглядит так:

На первом фото режим заряда стабильным напряжением 14,7В, на втором – блок в режиме ограничения тока. Когда ток станет достаточно низким, у индикатора загорятся верхние сегменты, и напряжение на выходе зарядного упадёт до 13,9В. Это можно увидеть на фото приведённом немного выше.

Так как напряжение на последней стадии всего 13,9В можно спокойно дозаряжать аккумулятор сколь угодно долго, вреда ему это не принесёт, потому что генератор автомобиля обычно даёт большее напряжение.

Естественно, в этом варианте можно использовать и плату управления из варианта 4. Обвязку GS6105 только нужно сделать так, как здесь.

Да, чуть не забыл. Резистор R30 устанавливать именно так — совсем не обязательно. Просто, у меня никак не выходило подобрать номинал впараллель к R5 или R22 чтобы получить на выходе нужное напряжение. Вот и вывернулся таким… нетрадиционным образом. Можно просто подобрать номиналы R5 или R22, как я делал в других вариантах.

Заключение.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх