Зарядное устройство для акб из блока питания компьютера на tl494. Зарядное устройство из компьютерного блока питания для акб. Зарядка из блока питания компьютера

Дата написания: 27.10.2023

Время на чтение: 41 минут

Основа современного бизнеса - получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, - просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно - различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат - импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках "Дефект" столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все - "труба", то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак - несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель - не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Часть 1. Так себе.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает - можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

12 В - желтый

5 В - красный

3,3 В - оранжевый

5 В - белый

12 В - синий

0 - черный

По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть - блок включится и вентилятор - индикатор включения - начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это "черный" и "зеленый". Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

12 В: +2,5 ... +13,5

5 В: +1,1 ... +5,7

3,3 В: +0,8 ... 3,5

12 В: -2,1 ... -13

5 В: -0,3 ... -5,7

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины - 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод - вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром - вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке - типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Часть 2. Более-менее.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения - достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор - для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно - нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Измерение параметров дало следующие результаты:

Шина напряжения, В	Напряжение на холостом ходу, В	Напряжение на нагрузке 30 Вт, В	Ток через нагрузку 30 Вт, А

Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.

Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C - Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.

Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись:) , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.

После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.

Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 - измерял напряжение, а цифровым - ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.

По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.

Однако и такая переделка долго не прожила.

Часть 3. Удачная.

Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:

Проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;

Вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания - так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;

Удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок - напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7...+12,4 В, проверил на кз;

Удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна - ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;

Резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;

Заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;

Заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо - нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;

Измерил ток через лампу накаливания по входу - при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;

Перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.

В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо - блок итак выдает больше 10 А.

Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В - 8А и 5 В - 20 А.

На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим - пусть работает.

Внутренности более чем скромные - нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.

Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.

Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.

Проверяем работу схему - входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.

Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.

Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.

Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.

Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.

Если все устраивает - меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.

Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент - напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.

Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.

При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее - ИБП) с управляющей микросхемой TL494 под блоки питания для питания трансиверов, радиоаппаратуры и зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов , накопилась часть ИБП, которые были неисправны и не поддавались ремонту, работали нестабильно или имели управляющую микросхему другого типа.

Дошли руки и до оставшихся блоков питания, из них после недолгих экспериментов вывели технологию переделки под зарядные устройства (далее - ЗУ) для автомобильных аккумуляторов.
Также после выхода на электронную почту начали приходить письма с разными вопросами, мол, что и как, с чего начинать.

С чего начать?

Перед тем как приступить к переделке следует внимательно ознакомиться с книгой , в ней подробно изложено описание работы ИБП с управляющей микросхемой TL494. Также не лишним было бы посещение сайтов и , где подробно рассмотрены вопросы переделки компьютерных ИБП. Для тех радиолюбителей, которые не смогли найти указанную книгу попробуем «на пальцах» объяснить, как «укротить» ИБП.
И так обо всем по порядку.

И так рассмотрим случай, когда АКБ еще не подсоединена. Напряжение сети переменного тока подается через терморезистор TR1, сетевой плавкий предохранитель FU1, помехоподавляющий фильтр к выпрямителю на диодной сборке VDS1. Выпрямленное напряжение сглаживается фильтром на конденсаторах С6, С7, на выходе выпрямителя получается напряжение + 310 В. Это напряжение подается к преобразователю напряжения на мощных ключевых транзисторах VT3, VT4 с импульсным силовым трансформатором Тр2.

Сразу же оговоримся, что для нашего зарядного устройства резисторы R26, R27, предназначенные для приоткрывания транзисторов VT3, VT4, отсутствуют. Переходы база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 зашунтированы цепями R21R22 и R24R25, соответственно, вследствие чего, транзисторы закрыты, преобразователь не работает, выходное напряжение отсутствует.

При подсоединении АКБ к выходным клеммам Кл1 и Кл2, при этом загорается светодиод VD12, напряжение подается через цепочку VD6R16 к выводу № 12 для питания микросхемы МС1 и через цепочку VD5R12 к средней обмотке согласующего трансформатора Тр1 драйвера на транзисторах VT1, VT2. Управляющие импульсы с выводов 8 и 11 чипа МС1 поступают на драйвер VT1, VT2, и через согласующий трансформатор Тр1 к базовым цепям силовых ключевых транзисторов VT3, VT4, открывая их поочередно.

Переменное напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора Тр2 канала выработки напряжения + 12 В поступает на двухполупериодный выпрямитель на сборке из двух диодов Шоттки VD11. Выпрямленное напряжение сглаживается LC фильтром L1C16 и поступает к выходным клеммам Кл1 и Кл2. С выхода выпрямителя также питается штатный вентилятор М1, предназначенный для охлаждения деталей ИБП, включенный через гасящий резистор R33 для уменьшения скорости вращения лопастей и шума вентилятора.

АКБ через клемму Кл2 подключена к минусу выхода выпрямителя ИБП через резистор R17. При протекании тока заряда от выпрямителя к АКБ, на резисторе R17 образуется падение напряжения, которое подается к выводу № 16 одного из компараторов микросхемы МС1. При превышении тока заряда больше установленного уровня (движком резистора установки тока заряда R4), микросхема МС1 увеличивает паузу между выходными импульсами, уменьшая ток в нагрузку и тем самым стабилизируя ток зарядки АКБ.

Цепь R14R15 стабилизации выходного напряжения R14R15 подключена к выводу № 1 второго компаратора микросхемы МС1, предназначена для ограничения его значения (на уровне + 14,2 - + 16 В) в случае отсоединения АКБ. При увеличении выходного напряжения выше установленного уровня, микросхема МС1 увеличит паузу между выходными импульсами, тем самым стабилизируя напряжения на выходе.
Микроамперметр РА1, с помощью переключателя SA1 подключается к разным точкам выпрямителя ИБП, используется для измерения тока заряда и напряжения на АКБ.

В качестве ШИМ-регулятора управления МС1 используется микросхема типа TL494 или ее аналоги: IR3M02 (SHARP, Япония), µА494 (FAIRCHILD, США), КА7500 (SAMSUNG, Корея), МВ3759 (FUJITSU, Япония, КР1114ЕУ4 (Россия).

Начинаем переделку!

Отпаиваем все провода с выходных разъемов, оставляем по пять проводов желтого цвета (канал выработки напряжения +12 В) и пять проводов черного цвета (GND, корпус, земля), по четыре провода каждого цвета скручиваем вместе и спаиваем, эти концы впоследствии будут подпаяны к выходным клеммам ЗУ.

Снимаем переключатель 115/230V и гнезда для подсоединения шнуров.
На месте верхнего гнезда устанавливаем микроамперметр РА1 на 150 - 200 мкА от кассетных магнитофонов, например М68501, М476/1. Родная шкала снята, вместо нее установлена самодельная шкала, изготовленная с помощью программы FrontDesigner_3.0, файлы шкал можно скачать с сайта журнала . Место нижнего гнезда закрываем жестью размерами 45×25 мм и сверлим отверстия для резистора R4 и переключателя рода измерений SA1. На задней панели корпуса устанавливаем клеммы Кл 1 и Кл 2.

Также, нужно обратить внимание на размер силового трансформатора, (на плате - тот который побольше), на нашей схеме (Рис. 5) это Тр 2. От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200 Вт .

В случае переделки ИБП типа АТ снимаем резисторы R26, R27 приоткрывающие транзисторы ключевого преобразователя напряжения VT3, VT4. В случае переделки ИБП типа АТХ снимаем с платы детали дежурного преобразователя.

Выпаиваем все детали кроме: цепей помехоподавляющего фильтра, высоковольтного выпрямителя VDS1, C6, C7, R18, R19, инвертора на транзисторах VT3, VT4, их базовых цепей, диодов VD9, VD10, цепей силового трансформатора Тр2, С8, С11, R28, драйвера на транзисторах VT3 или VT4, согласующего трансформатора Тр1, деталей С12, R29, VD11, L1, выходного выпрямителя, согласно схемы (Рис. 5).

У нас должна получиться плата примерно такого вида (Рис. 6). Даже если в качестве управляющего ШИМ-регулятора, переделываемого ИБП, используется микросхема типа DR-B2002, DR-B2003, DR-B2005, WT7514 или SG6105D проще их снять и сделать с нуля на TL494. Блок управления А1 изготавливаем в виде отдельной платы (Рис. 7).

Штатная диодная сборка в выпрямителе +12 В рассчитана на слишком слабый ток (6 - 12 А) - ее использовать не желательно, хотя для зарядного устройства вполне допустимо. На ее место можно установить диодную сборку из 5-вольтового выпрямителя (она на больший ток рассчитана, но имеет обратное напряжение всего 40 В). Так как в некоторых случаях обратное напряжение на диодах в выпрямителе +12 В достигает значения 60 В! , лучше установить сборку на диодах Шоттки на ток 2×30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150 .

Конденсаторы выпрямителя 12-вольтовой цепи заменяем на рабочее напряжение 25 В (16-ти вольтовые нередко вздувались).

Индуктивность дросселя L1 должна быть в диапазоне 60 - 80 мкГн, его обязательно отпаиваем и измеряем индуктивность, часто попадались экземпляры и на 35 - 38 мкГн, с ними ИБП работает неустойчиво, жужжит при увеличении тока нагрузки больше 2 А. При слишком большой индуктивности, более 100 мкГн, может произойти пробой по обратному напряжению сборки диодов Шотки, если она была взята из 5-ти вольтового выпрямителя. Для улучшения охлаждения обмотки выпрямителя +12 В и кольцевого сердечника снимаем неиспользуемые обмотки для выпрямителей -5 В, -12 В и +3,3 В. Возможно придется домотать до оставшейся обмотки несколько витков провода до получения требуемой индуктивности (Рис. 8).

Если ключевые транзисторы VT3, VT4 были неисправными, а оригинальные не удается приобрести, то можно установить более распространенные транзисторы типа MJE13009. Транзисторы VT3, VT4 прикручены к радиатору, как правило, через изоляционную прокладку. Необходимо транзисторы снять и для увеличения теплового контакта, с обеих сторон прокладку промазать термопроводящей пастой. Диоды VD1 - VD6 рассчитанные на прямой ток не менее 0,1 А и обратное напряжение не менее 50 В, например КД522, КД521, КД510.

Все электролитические конденсаторы на шине +12 В заменяем на напряжение 25 В. При монтаже также надо учесть, что резисторы R17 и R32 в процессе работы блока нагреваются, их надо расположить поближе к вентилятору и подальше от проводов.
Светодиод VD12 можно приклеить к микроамперметру РА1 сверху для освещения его шкалы.

Наладка

При наладке ЗУ желательно воспользоваться осциллографом, он позволит увидеть импульсы в контрольных точках и поможет нам значительно сэкономить время. Проверяем монтаж на наличие ошибок. К выходным клеммам подключаем аккумуляторную батарею (далее - АКБ). В первую очередь проверяем наличие генерации на выводе № 5 генератора пилообразного напряжения МС (Рис. 9).

Проверяем наличие указанных напряжений согласно схемы (Рис. 5)на выводах № 2, № 13 и № 14 микросхемы МС1. Движок резистора R14 устанавливаем в положение максимального сопротивления, и проверяем наличие импульсов на выходе микросхемы МС1, на выводах № 8 и № 11 (Рис. 10).

Также проверяем форму сигнала между выводах № 8 и № 11 МС1 (Рис. 11), на осциллограмме видим паузу между импульсами, отсутствие симметрии импульсов может говорить о неисправности базовых цепей драйвера на транзисторах VT1, VT2.

Проверяем форму импульсов на коллекторах транзисторов VT1, VT2 (Рис. 12),

А также форму импульсов между коллекторами этих транзисторов (Рис. 13).

Отсутствие симметрии импульсов может говорить о неисправности самих транзисторов VT1, VT2, диодов VD1, VD2, перехода база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 или их базовых цепей. Иногда пробой перехода база-эмиттер транзистора VT3 или VT4 приводит к выходу из строя резисторов R22, R25, диодного моста VDS1 и только потом к перегоранию предохранителя FU1.

Левый, по схеме, вывод резистора R14 подключаем в источнику образцового напряжения на 16 В (почему именно 16 В - чтобы скомпенсировать потери в проводах и на внутреннем сопротивлении сильно сульфатированной АКБ, хотя можно и 14,2 В). Уменьшая сопротивление резистора R14 до момента пропадания импульсов на выводах № 8 и № 11 МС, точнее в этот момент пауза становится равной полупериоду повторения импульсов.

Первое включение, тестирование

Правильно собранное, без ошибок, устройство запускается сразу, но в целях безопасности вместо сетевого предохранителя включаем лампу накаливания напряжением 220 В мощностью 100 Вт, она будет служить нам балластным резистором и в аварийной ситуации спасет детали схемы ИБП от повреждения.

Движок резистора R4 устанавливаем в положение минимального сопротивления, включаем зарядное устройство (ЗУ) в сеть, при этом лампа накаливания должна кратковременно вспыхнуть и погаснуть. При работе ЗУ на минимальном токе нагрузки радиаторы транзисторов VT3, VT4 и диодной сборки VD11 практически не нагреваются. При увеличении сопротивления резистора R4 начинает возрастать ток зарядки, при каком-то уровне вспыхнет лампа накаливания. Ну, вот и все, можно снимать ламу и ставить на место предохранитель FU1.

В случае если вы все-таки решились установить диодную сборку из 5-вольтового выпрямителя (повторимся, что она выдерживает по току, но обратное напряжение всего 40 В), включаем ИБП в сеть на одну минуту, а движком резистором R4 устанавливаем ток в нагрузку 2 - 3 А, выключаем ИБП. Радиатор с диодной сборкой должен быть теплым, но ни в коем случае не горячим. Если он горячий - значит, данная диодная сборка в данном ИБП долго не проработает и обязательно выйдет из строя.

Проверяем ЗУ на максимальном токе в нагрузку, для этого удобно использовать устройство , подключенное параллельно АКБ, которое позволит не испортить батарею длительными зарядами во время наладки ЗУ. Для увеличения максимального тока зарядки, можно несколько увеличить сопротивления резистора R4, но при этом не следует превышать максимальную мощность на которую рассчитан ИБП.

Подбором сопротивлений резисторов R34 и R35 устанавливаем пределы измерения для вольтметра и амперметра соответственно.

Фотки

Монтаж собранного устройства показан на (Рис. 14).

Теперь можно закрывать крышку. Внешний вид ЗУ показан на (Рис. 15).

Хотим представить зарядное устройство с током зарядки до 40 А. Прибор был создан с использованием блока питания ATX от компьютера, с небольшой переделкой схемы. Такой ток и напряжение прекрасно подойдут для заряда автомобильных батарей или как выпрямитель стартера.

Схема принципиальная зарядки 12В 40А

Схема на зарядное устройство из компьютерного БП АТХ 40 ампер

ЗУ оснащено модулем контроля и регулировки тока и измерения напряжения. Индикатор светодиодный цифровой (можете купить готовый с Алиэкспресс). Один переключаемый режим (зеленый светодиод) — это измерение напряжения, второй (красный светодиод) — это измерение тока. Хотя если будете собирать конструкцию — ставьте сразу два.

Диапазон регулировки тока 1.9 до 42 А, напряжение зарядки выставлено на 15 В.

Это устройство состоит из двух преобразователей: главного и вспомогательного, в котором есть 15 В для питания контроллера и вентиляторов, а также 5 В для питания измерительного прибора. Преобразователь резервный (stand-by) как в блоке питания ATX.

Моточные данные трансформаторов

Силовой преобразователь на базе контроллера TL494 (KA7500). Трансформатор на ферритовом сердечнике ERL35, первичная обмотка 45 витков намотана двумя проводами 0.6 мм в три слоя, а вторичная обмотка — 12 витков медной лентой 0.25 x 8 мм в два слоя. Одна половина вторичной обмотки расположена между первым и вторым слоем первичной обмотки, а вторая половина между вторым и третьим.

Силовые транзисторы применены IRF740. Каждый из транзисторов имеет отдельный трансформатор управления, выполненный на ферритовом сердечнике EE16, эти трансформаторы имеют коэффициент 1:1 и намотаны проволокой 0.25 мм по 40 витков каждая обмотка.
Выпрямитель выходной изготовлен с использованием диодов MBR4060 и двух дросселей. Намотаны дроссели проволокой 0.5 мм по 10 витков каждый.

В системе регулировки тока использовался измерительный резистор 1 миллиом 2 Вт, который также служит в качестве шунта для прибора. Напряжение на измерительном резисторе отрицательно относительно массы, поэтому использовал простой преобразователь, построенный из усилителя измерения, который дает на выходе сигнал напряжения 0-5 В с 1V/10А. Сильнотоковые дорожки усилены проводом медным 2.5 мм2 и залитыми припоем. Выходные кабели сечением 6 мм2 с крокодилами на концах.

Корпус переделанного ЗУ

Корпус естественно не переделывался и остался от родного блока питания ATX, только для лучшего охлаждения поставили рядом второй вентилятор. Плата (как видно по фото) была спаяна с нуля, но можете взять за основу готовую.

Самодельное готовое зарядное устройство из БП ПК

Конечно для стартера авто 40 А — это мало. Примерно 200 А нужно, чтобы, например, дизель заводить. Но если аккумулятор уже слабый, то эти 40 Ампер неплохо его поддержат. можно по ссылке.

Компьютеры не могут работать без электроэнергии. Чтобы их зарядить, используются специальные устройства, называемые источниками питания. Они получают напряжение переменного тока из сети и преобразуют его в постоянный ток. Устройства могут выдавать огромное количество энергии в небольшом форм-факторе, обладают встроенной защитой от перегрузки. Выдаваемые параметры у них невероятно стабильны, а качество постоянного тока обеспечено даже при высоких нагрузках. Когда есть лишний такой аппарат, разумно его использовать для многих бытовых задач, например, переделав в зарядное устройство из блока питания компьютера.

Блок имеет форму металлической коробки шириной 150 мм х 86 мм х 140 мм. Стандартно он монтируется внутри корпуса ПК с помощью четырех винтов, переключателя и розетки. Такая конструкция позволяет воздуху поступать в охлаждающий вентилятор блока питания (БП). В некоторых случаях установлен переключатель селектора напряжения, позволяющий пользователю выбирать показатели. Например, в Соединенных Штатах имеется внутренний источник питания, работающий с номинальным напряжением 120 вольт.

БП компьютера состоит из нескольких компонентов внутри: катушки, конденсаторов, электронной платы для регулирования тока и вентилятора для охлаждения. Последний является основной причиной отказа для источников питания (ИП), что надо учитывать при монтаже зарядного устройства из блока питания компьютера atx.

Типы электропитания персонального компьютера

ИП имеют определенную мощность, указанную в ваттах. Стандартный блок, как правило, способен обеспечивать около 350 Вт. Чем больше установленных на компьютере компонентов: жестких дисков, CD / DVD-приводов, ленточных накопителей, вентиляторов, тем больше энергии требуется от источника питания.

Специалисты рекомендуют использовать блок питания, который обеспечивает больше мощности, чем требуется компьютеру, поскольку он будет работать в режиме постоянной «недогрузки», что увеличит срок службы машины из-за уменьшения теплового воздействия на его внутренние компоненты.

Существует 3 типа ИП:

AT Power Supply — употребляется на очень старых ПК.
Блок питания ATX — все еще применяется на некоторых ПК.
Электропитание ATX-2 - обычно используется сегодня.

Параметры БП, которые можно использовать при создании зарядного устройства из блока питания компьютера:

AT / ATX / ATX-2:+3.3 В.
ATX / ATX-2:+5 В.
AT / ATX / ATX-2:-5 В.
AT / ATX / ATX-2:+5 В.
ATX / ATX-2:+12 В.
AT / ATX / ATX-2:-12 В.

Разъемы материнской платы

В ИП есть много разных разъемов питания. Они разработаны таким образом, что при их установке нельзя ошибиться. Чтобы сделать зарядное устройство из блока питания компьютера, пользователю не нужно будет долго выбирать правильный кабель, так как он просто не поместится в разъеме.

Виды разъемов:

P1 (разъем для подключения к ПК / ATX). Основная задача блока питания (PSU) - предоставить мощность материнской плате. Это делается через 20-контактный или 24-контактный разъемы. 24-контактный кабель совместим с 20-контактной материнской платой.
P4 (разъем EPS).Раньше выводы материнской платы были недостаточны для обеспечения мощностью процессора. С разгонным графическим процессором, достигающим 200 Вт, была создана возможность обеспечить питание непосредственно процессору. В настоящее время это P4 или EPS, которые обеспечивают достаточную мощность процессора. Поэтому переделка блока питания компьютера в зарядное устройство экономически обоснована.
Разъем PCI-E (6-контактный разъем 6 + 2). Материнская плата может обеспечить максимум 75 Вт через слот интерфейса PCI-E. Более быстрая выделенная видеокарта требует гораздо большей мощности. Для решения этой проблемы был введен разъем PCI-E.

Дешевые материнские платы оснащены 4-контактным разъемом. Более дорогие «разгонные» материнские платы имеют 8-контактные разъемы. Дополнительные обеспечивают излишнюю мощность процессора при разгоне.

Большинство блоков питания снабжены двумя кабелями: 4-контактными и 8-контактными. Нужно использовать только один из этих кабелей. Также можно разделить 8-контактный кабель на два сегмента, чтобы обеспечить обратную совместимость с более дешевыми материнскими платами.

Левые 2 контакта 8-контактного разъема (6+2) справа отсоединены для обеспечения обратной совместимости с 6-контактными графическими картами. 6-контактный разъем PCI-E может поставить дополнительный 75Вт за кабель. Если графическая карта содержит один 6-контактный разъем, он может составлять до 150 Вт (75 Вт от материнской платы + 75 Вт от кабеля).

Для более дорогих графических карт требуется 8-контактный (6+2) разъем PCI-E. С помощью 8 контактов этот разъем может обеспечивать до 150 Вт на кабель. Видеокарта с одним 8-контактным разъемом может составлять до 225 Вт (75 Вт от материнской платы + 150 Вт от кабеля).

Molex, 4-контактный периферийный разъем, используют при создании зарядного устройства из блока питания компьютера. Эти контакты работают очень долго, могут поставлять 5V (красный) или 12V (желтый) на периферийные устройства. В прошлом эти соединения часто использовались для подключения жестких дисков, CD-ROM-плееров и т. д.

Даже видеокарты Geforce 7800 GS оснащаются Molex. Однако их потребляемая мощность ограничена, поэтому в настоящее время бо́льшая часть их была заменена кабелями PCI-E и Все, что осталось, это вентиляторы с питанием.

Соединитель вспомогательного оборудования

Разъем SATA - современная замена устаревшего Molex. Все современные DVD-плееры, жесткие диски и SSD работают от мощности SATA. Разъем Mini-Molex / Floppy полностью устаревший, но некоторые БП все еще поставляются с разъемом mini-molex. Они были использованы для питания дисководов гибких дисков до 1,44 МБ данных. В основном, они сегодня заменены USB-накопителем.

Адаптер Molex-PCI-E 6-контактный для питания видеокарты.

Используя адаптер 2x-Molex-1x PCI-E 6-контактный, предварительно нужно убедиться, что подключаются оба "Молекса" к различным кабельным напряжениям. Это снижает риск перегрузки источника питания. С введением ATX12 V2.0 были внесены изменения в систему с 24-контактным разъемом. В старых ATX12V (1.0, 1.2, 1.2 и 1.3) использовался 20-контактный разъем.

Всего есть 12 версий стандарта ATX, но они настолько похожи, что пользователю не нужно беспокоиться о совместимости во время монтажа зарядного устройства из блока питания компьютера. Для обеспечения большинство современных источников позволяют отсоединить последние 4 контакта основного разъема. Также возможно создать передовую совместимость с помощью адаптера.

Напряжения питания компьютера

В компьютере требуется три типа постоянного напряжения. 12 вольт необходимо для подачи напряжения на материнскую плату, графические карты, для вентиляторов, процессора. Для USB-портов требуется 5 вольт, а для самого ЦП используется 3,3 вольта. 12 вольт также применимы для некоторых «умных» вентиляторов. Электронная плата в блоке питания отвечает за пересылку преобразуемого электричества через специальные кабельные наборы для питания устройств внутри компьютера. С помощью перечисленных выше компонентов переменное напряжение преобразуется в чистый постоянный ток.

Почти половина работы, выполняемой блоком питания, осуществляется с помощью конденсаторов. Они хранят энергию, которая будет использоваться для непрерывного рабочего потока. Изготавливая из блока питания компьютера, пользователь должен быть осторожным. Даже если компьютер отключен, есть вероятность того, что электричество будет храниться внутри блока питания в конденсаторах, даже через несколько дней после отключения.

Цветные коды кабельных наборов

Внутри источников питания пользователь видит много кабельных наборов, выходящих с различными разъемами и разными номерами. Цветовые коды кабелей питания:

Черные, используются для обеспечения тока. Каждый другой цвет должен быть соединен с черным проводом.
Желтый: + 12В.
Красный: + 5 В.
Синий: —12В.
Белый: —5В.
Оранжевый: 3.3В.
Зеленый, контрольный провод для проверки напряжения постоянного тока.
Фиолетовый: + 5 В режим ожидания.

Выходные напряжения источника питания компьютера можно измерить с помощью надлежащего мультиметра. Но из-за более высокого риска короткого замыкания пользователь должен всегда подключать черный кабель с черным на мультиметре.

Вилка силового провода

Провод жесткого диска (независимо от того, является ли это IDE или SATA) имеет четыре жилы, прикрепленных к разъему: желтую, две черных подряд, и красную. На жестком диске одновременно используются как 12V, так и 5V. 12V питает движущиеся механические детали, а 5V подает электронные схемы. Таким образом, все эти кабельные комплекты оснащены кабелями 12V и 5V одновременно.

Электрические разъемы на материнской плате для процессоров или вентиляторов шасси имеют четыре ножки, поддерживающие материнскую плату для вентиляторов 12 В или 5 В. Помимо черных, желтых и красных, другие цветные провода можно увидеть только в главном разъеме, который напрямую переходит в розетку материнской платы. Это фиолетовые, белые или оранжевые кабели, которые не используются потребителями для подключения периферийных устройств.

Если вы хотите сделать автомобильное зарядное устройство из блока питания компьютера, нужно протестировать его. Вам понадобятся скрепка и около двух минут времени. Если понадобится источник питания обратно подключить к материнской плате, просто нужно удалить скрепку. Никаких изменений от использования скрепки в нем не произойдет.

Порядок действий:

Найти зеленый провод в дереве кабелей из блока питания.
Следовать за ним до 20 или 24-контактного разъема ATX. Зеленый провод в некотором смысле «приемник», который нужен для снабжения энергией блока питания. Между ним есть два черных провода заземления.
Поместить скрепку в штырь с зеленым проводом.
Другой конец поместить в один из двух черных проводов заземления рядом с зеленым. Не важно, какой из них будет работать.

Хотя скрепка не ударит большим током, не рекомендуется прикасаться к ее металлической части, когда она находится под напряжением. Если нужно оставить скрепку на неопределенный срок, необходимо замотать ее изолентой.

Если вы начинаете делать своими руками зарядное устройство из блока питания компьютера, позаботьтесь о безопасности работ. Источник угрозы — это конденсаторы, которые несут в себе остаточный заряд электричества, способный вызвать значительную боль и ожоги. Поэтому нужно не только убедиться, что ИП надежно отключен, но и надеть изоляционные перчатки.

После открытия БП, делают оценку рабочего пространства и убеждаются, что не будет никаких проблем с расчисткой проводов.

Предварительно продумывают конструкцию источника, отмеривая карандашом, где будут находиться отверстия, чтобы отрезать провода необходимой длины.

Выполняют сортировку проводов. При этом будут необходимы: черный, красный, оранжевый, желтый и зеленый. Остальные являются лишними, поэтому их можно обрезать на монтажной плате. Зеленый говорит о включении питания после режима ожидания. Он просто припаивается к заземляющему черному проводу, что обеспечит включение БП без компьютера. Далее нужно подключить провода к 4 большим зажимам по одному для каждого набора цветов.

После этого требуется сгруппировать 4-проводные цвета вместе и отрезать их на необходимую длину, снять изоляцию и соединить в один конец. Перед сверлением отверстий нужно позаботиться о печатной плате шасси, чтобы она не была загрязнена металлическими стружками.

В большинстве БП нельзя полностью удалить печатную плату с шасси. В таком случае ее нужно аккуратно обернуть пластиковым пакетом. Закончив сверление, требуется обработать все шероховатые пятна и протереть шасси тканью от мусора и налета. Затем установить фиксирующие стойки, используя небольшую отвертку и клеммы, закрепив их с помощью плоскогубцев. После этого закрыть блок питания и обозначить маркером напряжение на панели.

Зарядка аккумулятора автомобиля от старого ПК

Это устройство поможет автолюбителю в сложной ситуации, когда нужно срочно зарядить аккумулятор автомобиля, не имея стандартного устройства, а используя лишь обычный блок питания ПК. Специалисты не рекомендуют постоянно пользоваться зарядным устройством авто из блока питания компьютера, так как напряжение 12 В немного не дотягивает до необходимого при зарядке аккумулятора. Оно должно быть 13 В, но как аварийный вариант его использовать можно. Для усиления напряжения там, где раньше было 12В, нужно поменять резистор на 2.7кОм на подстроечном резисторе, установленном на дополнительной плате БП.

Поскольку источники питания имеют конденсаторы, которые сохраняют электроэнергию в течение длительного времени, желательно их разрядить с использованием лампы накаливания 60 Вт. Чтобы прикрепить лампу, используйте два конца провода для подключения к выводам крышки. Лампа подсветки медленно погаснет, разрядив крышку. Замыкание клемм не рекомендуется, так как это приведет к большой искре и может повредить дорожки печатной платы.

Процедура изготовления своими руками зарядного устройства из блока питания компьютера начинается со снятия верхней панели блока питания. Если на верхней панели установлен вентилятор 120 мм, отсоедините 2-контактный разъем от печатной платы и снимите панель. Требуется обрезать выходные кабели от источника питания с помощью плоскогубцев. Не стоит их выбрасывать, лучше использовать повторно для нестандартных заданий. Для каждого связующего поста оставьте не более 4-5 кабелей. Остальные могут быть обрезаны на печатной плате.

Соединяются провода одного цвета и закрепляются, используя кабельные стяжки. Зеленый кабель используется для включения постоянного тока ИП. Его припаивают к клеммам GND или подключают к черному проводу из пучка. Далее отмеряют центр отверстий на верхней крышке, где должны быть закреплены фиксирующие стойки. Нужно быть особенно внимательным, если на верхней панели установлен вентилятор, а зазор между краем вентилятора и ИП мал для фиксирующих штырей. В таком случае после отметки центральных точек нужно снять вентилятор.

После этого нужно прикрепить фиксирующие стойки к верхней панели в порядке: GND, +3,3 В, +5 В, +12 В. Используя стриппер для проводов, удаляется изоляция кабелей каждого пучка, припаиваются соединения. Тепловым пистолетом обрабатывают рукава над обжимными соединениями, после чего вставляют выступы в соединительные штыри и затягивают вторую гайку.

Далее нужно вернуть вентилятор на место, подключить 2-контактный разъем к гнезду на печатной плате, вставить панель обратно в устройство, что может потребовать некоторых усилий из-за связки кабелей на перекладинах и закрыть.

Зарядное устройство для шуруповерта

Если шуруповерт имеет напряжение 12В, то пользователю повезло. Он может сделать источник питания для зарядного устройство без особых переделок. Понадобится используемый или новый БП компьютера. В нем есть несколько напряжений, но нужно 12В. Есть много проводов разных цветов. Понадобятся желтые, которые выдают 12В. Перед началом работ пользователь должен убедится, что ИП отключен от источника энергии и не имеет остаточного напряжения в конденсаторах.

Теперь можно начинать переделывать блок питания компьютера в зарядное устройство. Для этого нужно желтые провода подключить к разъему. Это будет выход 12В. Сделать то же самое для черных проводов. Это разъемы, в которые будет подключаться зарядное устройство. В блоке напряжение 12В не является первичным, поэтому подключается резистор к красному проводу 5В. Далее нужно соединить серый и один черный провод вместе. Это сигнал, который говорит об энергоснабжении. Цвет этого провода может варьироваться, поэтому нужно убедиться, что это сигнал PS-ON. Это должно быть написано на наклейке блока питания.

После включения переключателя БП должен запускаться, вентилятор вращаться, а лампочка загораться. Проверив разъемы с помощью мультиметра, нужно убедиться, что блок выдает 12 В. Если это так, то зарядное устройство шуруповерта из блока питания компьютера функционирует правильно.

На самом деле вариантов приспособления блока питания под собственные нужды множество. Любители поэкспериментировать с удовольствием делятся своим опытом. Предлагаем несколько хороших советов.

Пользователям не стоит бояться модернизировать коробку блока: можно добавить светодиоды, наклейки или все, что нужно для совершенствования. Разбирая провода, нужно убедиться, что используется блок питания ATX. Если это AT или более старый источник питания, у него, скорее всего, будет другая цветовая схема для проводов. Если у пользователя нет данных об этих проводах, ему не стоить переоборудовать блок, так как схема может быть собрана неправильно, что приведет к аварии.

Некоторые современные источники питания имеют провод связи, который должен быть подключен к источнику питания для его работы. Серый провод подключается к оранжевому, а розовый - к красному. Силовой резистор с высокой мощностью может стать горячим. В этом случае нужно использовать в конструкции радиатор для охлаждения.

Рассказать в:

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:

Стадия разрушения на этом окончена, пора переходить к созиданию.

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:

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.

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.