Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из компьютерного блока питания 12в

На этой странице я вкратце расскажу Вам о том, как своими руками переделать блок питания персонального компьютера в зарядное устройство для автомобильных (и не только) аккумуляторов.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов должно обладать следующим свойством: максимальное напряжение, подводимое к аккумулятору — не более 14.4В, максимальный зарядный ток — определяется возможностями самого устройства. Именно такой способ зарядки реализуется на борту автомобиля (от генератора) в штатном режиме работы электросистемы автомобиля.

Однако, в отличие от материалов из этой статьи, мною была избрана концепция максимальной простоты доработок без использования самодельных печатных плат, транзисторов и прочих «наворотов».

Блок питания для переделки подарил мне друг, сам он его нашел где-то у себя на работе. Из надписи на этикетке можно было разобрать, что полная мощность данного блока питания составляет 230Вт, но по каналу 12В можно потреблять ток не более 8А. Вскрыв этот блок питания я обнаружил, что в нем нет микросхемы с цифрами «494» (как то было описано в предлагаемой выше статье), а основой его является микросхема UC3843. Однако, эта микросхема включена не по типовой схеме и используется только как генератор импульсов и драйвер силового транзистора с функцией защиты от сверхтоков, а функции регулятора напряжения на выходных каналах блока питания возложены на микросхему TL431, установленную на дополнительной плате:

На этой же дополнительной плате установлен подстроечный резистор, позволяющий отрегулировать выходное напряжение в узком диапазоне.

Итак, для переделки этого блока питания в зарядное устройство, сперва необходимо убрать все лишнее. Лишним является:

1. Переключатель 220 / 110В с его проводами. Эти провода просто нужно отпаять от платы. При этом наш блок всегда будет работать от напряжения 220В, что устраняет опасность его сжечь при случайном переключении этого переключателя в положение 110В;

2. Все выходные провода, за исключением одного пучка черных проводов (в пучке 4 провода) — это 0В или «общий», и одного пучка желтых проводов (в пучке 2 провода) — это «+».

Теперь необходимо сделать так, чтобы наш блок работал всегда, если включен в сеть (по умолчанию он работает только если замкнуть нужные провода в выходном пучке проводов), а также устранить действие защиты по перенапряжению, которая отключает блок, если выходное напряжение станет ВЫШЕ некоторого заданного предела. Сделать это необходимо потому, что нам нужно получить на выходе 14.4В (вместо 12), что воспринимается встроенными защитами блока как перенапряжение и он отключается.

Как оказалось, и сигнал «включение-отключение», и сигнал действия защиты по перенапряжению проходит через один и тот же оптрон, которых всего три — они связывают выходную (низковольтную) и входную (высоковольтную) части блока питания. Итак, чтобы блок всегда работал и был нечувствителен к перенапряжениям на выходе, необходимо замкнуть контакты нужного оптрона перемычкой из припоя (т. е. состояние этого оптрона будет «всегда включен»):

Как за 10 минут сделать из БП от компьютера зарядное АКБ для автомобиля.

Теперь блок питания будет работать всегда, когда он подключен к сети и независимо от того, какое напряжение мы сделаем у него на выходе.

Далее следует установить на выходе блока, там где раньше было 12В, выходное напряжение, равное 14.4В (на холостом ходу). Поскольку только с помощью вращения подстроечного резистора, установленного на дополнительной плате блока питания, не удается установить на выходе 14.4В (он позволяет сделать только что-то где-то около 13В), необходимо заменить резистор, включенный последовательно с подстроечным, на резистор чуть меньшего номинала, а именно 2.7кОм:

Теперь диапазон настройки выходного напряжения сместился в большую сторону и стало возможным установить на выходе 14.4В.

Затем, необходимо удалить транзистор, находящийся радом с микросхемой TL431. Назначение этого транзистора неизвестно, но включен он так, что имеет возможность препятствовать работе микросхемы TL431, т. е. препятствовать стабилизации выходного напряжения на заданном уровне. Этот транзистор находился вот на этом месте:

Далее, чтобы выходное напряжение было более стабильным на холостом ходу, необходимо добавить небольшую нагрузку на выход блока по каналу +12В (который у нас будет +14.4В), и по каналу +5В (который у нас не используется). В качестве нагрузки по каналу +12В (+14.4) применен резистор 200 Ом 2Вт, а по каналу +5В — резистор 68 Ом 0.5Вт (на фото не виден, т. к. находится за дополнительной платой):

Только после установки этих резисторов, следует отрегулировать выходное напряжением на холостом ходу (без нагрузки) на уровне 14.4В.

Теперь необходимо ограничить выходной ток на допустимом для данного блока питания уровне (т. е. порядка 8А). Достигается это путем увеличения номинала резистора в первичной цепи силового трансформатора, используемого как датчик перегрузки. Для ограничения выходного тока на уровне 8. 10А этот резистор необходимо заменить на резистор 0.47Ом 1Вт:

После такой замены выходной ток не превысит 8. 10А даже если мы замкнем накоротко выходные провода.

Наконец, необходимо добавить часть схемы, которая будет защищать блок от подключения аккумулятора обратной полярностью (это единственная «самодельная» часть схемы). Для этого потребуется обычное автомобильное реле на 12В (с четырьмя контактами) и два диода на ток 1А (я использовал диоды 1N4007). Кроме того, для индикации того факта, что аккумулятор подключен и заряжается, потребуется светодиод в корпусе для установки на панель (зеленый) и резистор 1кОм 0.5Вт. Схема должна быть такая:

Работает следующим образом: когда к выходу подключается аккумулятор правильной полярностью, реле срабатывает за счет энергии, оставшейся в аккумуляторе, а после его срабатывания аккумулятор начинает заряжатся от блока питания через замкнутый контакт этого реле, о чем сигнализирует зажженный светодиод. Диод, включенный параллельно катушке реле, нужен для предотвращения перенапряжений на этой катушке при ее отключении, возникающих за счет ЭДС самоиндукции.

Реле приклеивается к радиатору блока питания с помощью силиконового герметика (силиконового — потому что он остается эластичным после «засыхания» и хорошо выдерживает термические нагрузки, т. е. сжатие-расширение при нагревании-охлаждении), а после «засыхания» герметика на контакты реле монтируются остальные компоненты:

Провода к аккумулятору выбраны гибкие, с сечением 2.5мм2, имеют длину примерно 1 метр и оканчиваются «крокодилами» для подключения к аккумулятору. Для закрепления этих проводов в корпусе прибора использованы две нейлоновые стяжки, продетые в отверстия радиатора (отверстия в радиаторе необходимо предварительно просверлить).

Вот, собственно, и все:

В заключении, с корпуса блока питания были удалены все этикетки и наклеена самодельная наклейка с новыми характеристиками прибора:

К недостаткам полученного зарядного устройства следует отнести отсутствие какой-либо индикации степени заряженности аккумулятора, что вносит неясность — заряжен аккумулятор или нет? Однако, на практике установлено, что за сутки (24 часа) обычный автомобильный аккумулятор емкостью 55А·ч успевает полностью зарядится.

К достоинствам можно отнести то, что с данным зарядным устройством аккумулятор может сколь угодно долго «стоять на зарядке» и ничего страшного при этом не произойдет — аккумулятор будет заряжен, но не «перезарядится» и не испортится.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Мы его составили из двух 100 кОм и 22 кОм.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

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.

Самостоятельное изготовление устройства

Самостоятельное изготовление зарядного устройства надо начать с поиска принципиальной схемы на имеющийся блок питания. В этом поможет интернет. Чем точнее будет совпадение реального устройства со схемой, тем лучше. Далее надо определить, какого типа ЗУ нужно (со стабилизацией напряжения или дополнительно со стабилизацией тока). После этого можно приступать к анализу работы схемы и планировать переделки.

Подготовка радиодеталей

Радиодеталей понадобится по минимуму:

  • два потенциометра для регулировки тока и напряжения (продаются в любом магазине или в интернете), а если режим стабилизации тока не планируется, хватит и одного;
  • несколько выводных (true hole) резисторов мощностью 0,25 Вт (возможно, найдутся среди удаляемых элементов);
  • две клеммы для присоединения проводов достаточного сечения (желательно, красного и черного цвета);
  • провода для соединений.

Еще понадобятся вольтметр и амперметр для индикации выходных параметров. Можно применить стрелочные, можно современные цифровые (но не стоит уповать на их высокую точность).

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Простой зарядник для автомобильных аккумуляторов 12 вольт

Свинцовые автомобильные аккумуляторы заряжаются в режиме постоянного напряжения (ток при этом падает). Поэтому возникает мысль изготовить зарядное устройство для такой АКБ из компьютерного блока питания. Для исправной батареи емкостью 60 А*ч нормальный ток заряда составляет 3-6 ампера, для глубоко разряженной – до 10 А при стабильном напряжении около 14 вольт. Такой ток может обеспечить даже относительно маломощный БП от компьютера (от 250 Вт).

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

При всем разнообразии схем исполнения БП стандарта ATX, широко распространены блоки питания на микросхемах – формирователях ШИМ TL494 (или аналогах). Пример переделки в зарядное устройство есть смысл рассмотреть для блоков, построенных на этом электронном компоненте.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

В первую очередь надо удалить все лишние жгуты с разъемами. оставив один-два желтых провода (+12 вольт) и один-два черных (0 вольт).

Следующим шагом следует отключить цепи сигнала Power_ON, по которым материнская плата управляет БП. Для этого надо перерезать дорожку, идущую к выводам 13-14-15 микросхемы. После этого схема будет запускаться при подаче сетевого напряжения 220 вольт. Другой вариант – припаять перемычку между контактной площадкой зеленого провода и общей шиной.

Распиновка разъемов блока питания компьютера по цветам и напряжению

Если есть желание, можно полностью удалить часть схемы, обведенную голубой линией. Это немного повысит энергоэффективность зарядника за счет снижения расхода на питание участка схемы и несколько улучшит тепловой режим внутри корпуса БП. Также можно удалить элементы выпрямителей ненужных напряжений. При удалении можно ориентироваться на цвет проводов из таблицы.

Цвет проводаНапряжение, В
Черный0 В (земля, общий провод)
Красный+5
Оранжевый+3,3
Желтый+12
Белый-5
Синий-12
Зеленый+5 Power_ON
Серый+5 PG
Фиолетовый+5 Stand by (дежурное напряжение)
Коричневый+3,3 Sense

Второй этап переделки – создание возможности регулировки выходного напряжения. Для компьютера надо иметь на выходе 12 вольт, для зарядного устройства побольше – до 14,5 вольт минимум. А если регулировать выходной уровень вниз, можно будет заряжать и шестивольтовые аккумуляторы. Для этого надо удалить лишние резисторы, подключенные к выводу 1 микросхемы, и установить вместо них потенциометр на 100 кОм. После этого добавится возможность настраивать уровень выходного напряжения примерно от 6 до 16 вольт, чего хватит для большинства случаев, с которыми можно столкнуться на практике.

Самый «дорогостоящий» этап (с учетом того, что все предыдущие действия практически не требуют материальных затрат) – добавление амперметра и вольтметра. Удобно использовать цифровой блок измерения тока-напряжения.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Органы регулировки и измерения надо вывести на панель получившегося зарядника, и тут дизайн ограничен только собственной фантазией. Также надо найти место для размещения клемм для подключения заряжаемого аккумулятора.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Важно! Схемы контроля уровня заряда данное устройство не имеет. Перед началом зарядки надо выставить напряжение около 14 вольт и проконтролировать зарядный ток. Если он велик (у глубоко разряженной АКБ), надо несколько уменьшить напряжение до получения тока в 6-7 ампер. По мере зарядки ток упадет, напряжение можно вновь повысить до 14-14,5 вольт. При падении зарядного тока до примерно 0,1..0,15 А, аккумулятор полностью зарядится и процедуру надо прекратить.

Зарядное устройство с регулировкой тока

Некоторые типы аккумуляторов требуют зарядки стабильным током. Такой зарядник тоже можно сделать из блока питания компьютера. Надо лишь ввести дополнительные цепи регулировки и измерения тока. В первую очередь надо оторвать средний вывод импульсного трансформатора от земли и в разрыв включить измерительный шунт – сопротивление, замеряя напряжение на котором, можно вычислить ток. Шунт можно взять от стрелочного амперметра. Лучше найти сопротивление в виде спирали – для него проще выделить место при тесном монтаже. Можно попробовать в качестве шунта использовать печатный проводник между средним выводом и общей шиной, но тут успех зависит от топологии разводки платы.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Дальше надо очистить от посторонних элементов ножки 15 и 16 микросхемы, и 16 вывод соединить с общим проводом. Верхний по схеме вывод шунта (средний вывод трансформатора) подключается к ноге 15 через резистор около 270 Ом (окончательный номинал подбирается при наладке). Для регулировки к тому же выводу 15 подключается цепь из резистора 10 кОм и потенциометра (от 1..2 до 20 кОм, какой будет под рукой). В итоге получится зарядное устройство с регулировкой напряжения и максимального тока, которое можно во многих случаях применять и в качестве лабораторного источника питания.

Тестирование переделки

До включения в сеть к зарядному устройству надо подключить нагрузку. На холостом ходу импульсный источник включать, а тем более тестировать, не рекомендуется. В качестве нагрузки удобно применять автомобильные лампы накаливания на напряжение 12 вольт и потребную мощность (для первоначальной проверки устройство можно нагрузить током 10..50% от номинала). Вместо лампочек можно применить магазин сопротивлений.

Дальше надо подготовить схему для включения источника в сеть. Для этого в разрыв одного сетевого провода надо включить лампу накаливания (подобно предохранителю). Если переделка БП прошла успешно, то при включении в сеть лампа гореть не будет или будет тускло светиться. Можно продолжать проверку дальше – лампа влияния не окажет. Если нить ярко светится, значит, в БП есть проблема, и ее надо найти и устранить. Лампа в этом случае ограничивает ток – автомат не выбьет.

Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство

Если первое включение прошло нормально, можно проверить пределы регулировки напряжения. Это можно сделать с помощью встроенного вольтметра, а еще лучше дополнительно проконтролировать напряжение мультиметром прямо на нагрузке. Если границы уровней регулирования не устраивают, можно подобрать сопротивление потенциометра до достижения нужного результата. Далее подключая больше или меньше лампочек к выходу в параллель, можно проверить границы регулировки тока. Их уточняют с помощью подбора резистора в цепи измерения (начальное значение – 270 Ом). Если все проходит штатно и результаты проверки устраивают пользователя, можно подключать аккумулятор и пробовать его заряжать.

В завершении для наглядности рекомендуем серию тематических видео.

Моточные данные трансформаторов

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

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.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов из компьютерного блока питания

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 все таки 230 или 250 ватт и обязательно РАБОЧИЙ.

это в принципе излишество

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 premiumkamen.ru. 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 выпаянные 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 впаиваем MJE13009. Если там стоят какие либо другие, хотя вряд ли, то трогать их не надо. Открутить их достаточно трудно, приходится держать пассатижами 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 возвращаем 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 рассчитан 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 каких выводов плясать чтоб найти нужные транзисторы и диоды (диоды пометил красным). Так вот транзисторы если они целы трогать 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 попробjвать просто запаять зеленый провод на массу, т.е. на место одного из черных, тогда и защита сохранится. Но есть вариант ее срабатывания при глубоко разряженном АКБ.

Схема регулятора вот (это она же но с другими объяснениями)

Слева — схема поддержания +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)

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.

Конденсатор 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 включаться сам, без замыкания PS-ON, и с отключенной защитой, поэтому все неисправности у него (если они были) должны быть устранены заранее, иначе бахнет некисло.
Продолжаем обучаться далее… Теперь когда бп включается 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 называемый осциллятор, по другому резистор и конденсатор задающие частоту, их мы трогать не будем. 14 вывод — так называемое референтное, читай опорное напряжение вырабатываемое встроенным 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 настроены 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. Почему же 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 коэффициент деления 4.68:1 снова кусочек схемы…

R40 и R49 как раз делитель (элементы идущие на выв 3 оставляем 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

). 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 (например 5,6ком+220Ом и 1.2ком) или 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 хотя бы 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.

18-5=13 13/5=R3/(R3+R5)=2.6 Напоминаю что R3 R4=R5 и принимаем их сопротивление например 2.7 кОм получаем R3/(2.7+2.7)=2.6 R3=(2.7+2.7)*2.6=9.72

Это касается только регулирования напряжения, ток на этом этапе не регулируется.
Ну вот теперь про регулировку тока. Сразу отвечу на вопрос — ЗУ будет поддерживать тот ток который вы выставите, никакой защиты (я уже об этом писал) не будет, вся она отключается с 4 вывода ШИМ. Вернее не то что бы ее не будет вовсе, будет присутствовать ограничение по току, и даже через коротко замкнутые щупы будет идти ток который выставлен. Как я уже писал использоваться для этого будет второй компаратор, выводы 15 и 16. По сути это точно такая же схема сравнения как и первый, т.е есть «эталонный» (выв15) вход на котором регулятором задается напряжения и измерительный (выв16). Скажете что мол за бред, надо ток регулировать, а тут опять напряжение… Поясню. Ток в цепях измеряют либо с помощью трансформатора тока, либо с помощью токового датчика. Первый вариант правильнее, но значительно сложнее. Если кому интересно — можно в интернете найти кучу материала про него. Датчик тока куда проще, это же обычный резистор низкого сопротивления и работает он следующим образом. Допустим у нас цепь: напряжение 12в, ток 5А. Исходя из этих данных сопротивление нагрузки будет 12/5=2.4ом. Теперь последовательно с нагрузкой включим резистор сопротивлением 0.1ом Общее сопротивление цепи теперь составляет 2.5ом, а ток чуть упадет, что не важно. Важно другое, теперь приложенное напряжение частично падает на добавленном резисторе, и падение это пропорционально отношению Rнагр/Rдоб и будет равно 24. Соответственно и напряжение падающее на добавленном резисторе будет в 24 раза меньше напряжения прикладываемого к нагрузке и составить 0.48в Если же оставить этот резистор, но подключить нагрузку скажем 1ом, то ток цепи будет 12/(1ом+0.1ом)=10.91А А поскольку соотношение Rнагр/Rдоб изменилось и составляет теперь 10 (1ом/0.1ом) то и напряжение падения тоже изменилось и будет равно 1.09в Хорошо видно, что при увеличении тока, напряжение падающее на добавленном резисторе (датчике тока) увеличивается. Измеряя это напряжение компаратор и отслеживает изменения силы тока. Сама схема подключения этого компаратора проста. Придумана не мной, а на том ресурсе где я ее нашел она появилась видимо со страниц журнала Радио.

Немного пояснений. Переменный резистор R10 задает образцовое напряжение на выв 15, резистор R9 здесь нужен для того чтобы большая часть напряжения делителя падала на нем, поскольку как я показал уже ранее даже при 10А на датчике тока падение напряжения составит около 1 вольта. Поэтому и сам регулятор должен иметь диапазон регулировок тоже в этом пределе и лишнее напряжение падает на R9. R11 как раз и есть датчик тока и 16 (измерительный) вывод ШИМ подключен к нему. Обычно этот компаратор отключен — вывод 15 подключен к 14, а 16 к массе. Но может быть и такое, что на них собрана некая схема защиты. В этом случае проще — выпаять ненужное и допаять необходимое. Если же 16 на массе, а 15 подключен к 14, придется резать дорожки чтобы изолировать их, но резать нужно так чтоб сохранить цепи массы и 5vref. Или же после обрезки соединять проводками нарушенное. Обращу внимание, что регулировка тока и его измерение производятся на минусовом проводе.

Теперь немного обобщу и поделюсь секретами
1. Для переделки подходят БП собраны на ШИМ TL494CN и аналогах (KA7500, IR3M02, uA494, MB3759, DBL494, КР1114ЕУ4)
2. БП собранные на ШИМ SG6105, AT2005, AT2005B, LPG-899 для переделки не подходят, поскольку разрабатывались специально для компьютерных БП и привязаны к выходным напряжениям.
3. БП желательно рабочий, если с паяльником плохо дружите то это условие обязательно.
4. На всем протяжении работ включать БП в сеть строго через лампочку 60-100вт (я впаиваю вместо предохранителя 2 проводка и к ним припаиваю лампочку) это убережет вас не только от неожиданного БА-БАХ. но и от ненужных расходов если накосячите. Если с блоком все в порядке лампочка при подключении сети вспыхнет и погаснет, если же она продолжает гореть — ищите что не так.
5. Соблюдайте полярность и рабочее напряжение конденсаторов, неправильно запаянный конденсатор имеет свойство взрываться и сильно вонять
6. Не оставляйте «соплей» припоя, иначе замыкание вам обеспечено, после выпайки ненужных деталей хорошенько соберите припой с контактных площадок и внимательно посмотрите не замкнули ли чего
7. Не поленитесь запаять под микросхему панельку (кроватку), это сильно облегчит ее замену в случае чего.
8. Не запускайте БП после распайки без установленных делителей компараторов, ШИМ без ограничения может уйти вразнос. Желательно запаять на вых БП +12в минимальную нагрузку — резистор 100-220ом 2вт

По самой ШИМ.
Для ее запуска достаточно: питание от 12в (12 выв+ 7выв-), частотозадающая цепь (выв 5 и 6 см. даташит), разрешения запуска (0в на 4 выв), наличие задающих и ограничительных делителей на компараторах (выв1,2 и 15,16), цепь обратной связи (резистор +конденсатор выв 3,2 см даташит)

Каскад раскачки.
обязательно замените стеклянные диоды (если установлены такие) в цепях каскада раскачки (обратно включенные диоды с коллектора на эмиттер транзисторов). Во многих старых блоках эти диоды стоят нормальные (тогда видимо еще не экономили).

Высоковольтные ключи
Транзисторы MJE13007 (13007) подлежат замене на MJE13009 или 2SC2625

Выпрямитель
Все выпрямители на вторичном питании (3.3в 5в, 12в, -5в) подлежат удалению. В цепи 12в запаивается полумост Шоттке или так наз. fast recovery rectifiers diode на напряжение не меньше 100в и ток от 10А. Цепи -12в и +5Vsb трогать не надо, они нужны.

Фильтры (дроссели и конденсаторы)
Фильтрация в импульсном бп осуществляется дросселями и конденсаторами. Дроссели бывают индивидуальные (одна обмотка) и ДГС (дроссель групповой стабилизации). Поскольку использоваться будет только цепь 12в, то дроссели с остальных так же как выпрямители можно удалить, я удаляю. Оставляются только цепи -12в и +5Vsb. ДГС можно оставить поскольку выпаивается он тяжело.

Вентилятор (кулер) лучше подключить не так как он включен а к цепи -12в (для этого эту цепь и стоит оставить), в этом случае он не будет разряжать акб при пропадании сетевого напряжения (подключать красный пров к массе а черный к вых -12в)

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из компьютерного блока питания 12в

ФОРУМ

Статьи, Блоги

Файлообменник

Прошивки

Продажа

Приборы (реклама)

LCD DVDГлавная » —>Статьи » Статьи » Автомобильная электроника

Делаем зарядное устройство для 12В свинцово-кислотных аккумуляторов из компьютерного БП формата ATX. часть 5-я

Ранее, мной были опробованы и описаны, различные способы переделки БП АТХ в зарядное устройство. Естественно, после полевых испытаний, возникли определённые пожелания. Как выяснилось, электронный предохранитель на полевике по схеме Simurg частенько позволял себе ложные срабатывания. В частности, срабатывал при подключении сильно разряженного аккумулятора. Приходилось по несколько раз подключать, пока не получится удачно. Можно было, конечно, поиграть с его чувствительностью, задержкой срабатывания и добиться нужного результата, но из-за разброса параметров полупроводников, пришлось бы это делать каждый раз, а при экспериментах с коротким замыканием во время настройки можно и спалить само зарядное.
Проблема, естественно, скрывается в первоначальном броске тока, ведь у автомобильного аккумулятора, помимо всего прочего, есть ещё и приличная ёмкость. Её зарядка и создаёт бросок тока. Значит, если бросков тока избежать затруднительно – нужно их игнорировать.
Решил, что мой предохранитель, будет ориентироваться на напряжение на выходе зарядного, а не на ток. Потому как, при коротком замыкании, оно близко к нулю, а при переполюсовке, и вовсе, обратной полярности.
Ещё, при переделках БП на TL494 (KA7500) приходилось задействовать второй компаратор (ноги 15 и 16), для введения ограничения максимального тока. Раньше, я отключал обе ноги от своих изначальных мест и подключал согласно схеме переделки. Теперь, по новой схеме, необходимо отключать только одну: 15-ю, а 16-я так и остаётся на земле (разумеется, это относится только к тем БП, в которых, этот компаратор не используется с другой целью, в них 16-я нога не сидит на земле). В качестве шунта используются дорожки платы. Полевой транзистор канала 3,3В остаётся на своём законном месте, без выпаивания и даже перерезания дорожек (опять же есть БП в которых для стабилизации 3,3В используется магнитный усилитель, там вы такого полевика не найдёте). Из всех процедур настройки, нужно будет, только подобрать резисторы делителя на 1-й ноге до установки нужного напряжения холостого хода на выходе, и найти место на дорожках, дающее нужное падение напряжения при необходимом максимальном токе, либо подобрать R7, кому что больше нравится.
Вот схема:

Рис. 1

R4 – виртуальный, это как раз и есть, сопротивление дорожек на плате.
За счёт чего же достигается ограничение максимального тока в этой схеме? Всё очень просто. Резисторы R5 и R7 образуют обычный делитель напряжения. Хитрость в том, что этот делитель не делит, как обычно, напряжение между землей и источником. Он делит напряжение между плавающим относительно земли отрицательным напряжением и источником опорного напряжения TL494.
Рассмотрим, как это работает:
• При отсутствии тока в нагрузке, падение напряжения на R4 равно нулю. Значит, на делителе будет 5V*R7/(R7+R5), т.е. около 50мВ, на 16-й ноге естественно 0В
• Что же будет при токе, ну допустим, 2А? На R4 возникнет падение напряжения в R4*2A=12mV. Это напряжение на вывод делителя из R5 и R7 приложится в отрицательной полярности, т.е на 15-й ножке ШИМ теперь будет уже не 50мВ, а 50-12=38мВ
• При дальнейшем росте тока нагрузки, будет расти и падение напряжения на R4, а следовательно, и на верхнем по схеме выводе делителя на R5 и R7 отрицательное напряжение будет увеличиваться. При определённом токе, оно достигнет -50мВ, и полностью скомпенсирует изначальные 50мВ холостого хода. Т.е. напряжение на 15-й ноге ШИМ станет равно 0В и сравняется с напряжением на 16-й ноге, которая «сидит» на земле. Компаратор начнёт работать и дальнейшего роста тока нагрузки не произойдёт.
Работа схемы отключения нагрузки довольно проста и понятна по схеме. При падении напряжения на выходных клеммах ниже определённого уровня, начинает закрываться транзистор VT1, что вызывает увеличение сопротивления открытого канала T1, что в свою очередь ещё больше уменьшает выходное напряжение и т.д. В результате, оба транзистора закрываются, и остаются в этом состоянии пока КЗ или переполюсовка не будет устранена.
Методика переделки такова. Сначала, как и раньше, выпаиваем всё лишнее, затем, подбором делителя на 1-й ноге ШИМ, добиваемся нужного напряжения на выходе канала 12В. Потом, нужно разорвать соединение земли в области ШИМ с землей на выходе БП (косичка трансформатора). Затем, нужно бросить перемычку от дорожки идущей от косички трансформатора на дорожку канала 3,3В от ноги полевого транзистора так, чтобы получилась дорожка максимальной длины. Это и будет наш R4. Соответственно схемы, подключаем вывод R7 к косичке трансформатора, а от ноги полевого транзистора, т.е. другого конца получившейся дорожки (R4) бросаем соединение на землю ШИМ. Резистор шунта R4 теперь у нас готов. Далее, выпаиваем 15-ю ногу ШИМ из платы, аккуратно приподнимаем над платой. Транзистор T1 у нас уже на месте, навесным монтажом устанавливаем R5 и R7. Остальная часть схемы собирается на отдельной платке и распаивается в нужные точки проводами. Выход для отрицательного провода берётся с площадок бывших 5В, именно туда подключен нужный вывод полевика, а плюса с выхода 12В соответственно.
Теперь надо запустить БП через амперметр и постепенно нагружать выход, например лампами от авто или мощными резисторами. С определенного момента при дальнейшем росте нагрузки, ток отдаваемый БП расти перестанет, а начнёт падать напряжение на выходе. Это и есть получившее значение ограничения тока. Если оно не совпадает с нужным вам, то его можно изменить подбором R7. Если нужно больше – R7 увеличиваем, если меньше – уменьшаем. Вот собственно и вся наладка.
Я уже сделал парочку по этому варианту, результатом доволен. Переделка и настройка достаточно проста, защита надёжна и не то чтобы не «капризна», а вообще не требует настройки. Канал -12В я оставлял, на нём получалось примерно -14В и я использовал его для питания вентилятора через резистор, R9 по схеме. Как я писал в начале, бывают БП с каналом 3,3В не на полевике, тогда можно взять его где-либо и разместить на радиаторе соединив проводами с платой, а можно и не делать защиту такого типа, а применить другую. На реле или диоде с предохранителем.
Пока это всё что я хотел вам рассказать. В дальнейшем упрощать больше не буду, ибо не вижу куда. Значит, буду усложнять. В эту сторону путь открыт.
Если вдруг кто сам не догадался, то:
• HL1 светится когда «предохранитель» открыт и означает что-то вроде «К работе готов».
• HL2 светится если ШИМ работает и БП готов выдать напряжение на выход, и гаснет если сработала штатная защита от перегрузки и ШИМ был заглушен, либо ваше зарядное сгорело. Мне лично, такого добиться ни разу не удалось. Мой предохранитель вырубает раньше, чем БП успеет перегрузиться.
• HL3 загорается только если попутать клеммы аккумулятора.

Добавил пару фоток:

Алгоритм зарядки аккумулятора

Выставить регулировочными колёсиками ограничение тока по минимальному значению, а напряжение – соответственно типу батареи: для сурьмянистых – 14.3–14.6 В, для кальциевых – 14.8–15.5 В.

Отсоединяем клеммы аккумулятора, подключаем ЗУ (следим за полярностью!). Включаем зарядное устройство в сеть, выставляем максимальное значение тока заряда.

Скорее всего, напряжение при этом снизится на некоторую величину, в зависимости от внутреннего состоянии батареи, однако ток заряда будет удерживаться на необходимом начальном уровне. По мере заряда АКБ ток начнет снижаться, а напряжение быстро поднимется до установленного значения.

Подключение/отключение ЗУ от аккумулятора следует производить только при выключенном из сети зарядном устройстве, иначе оно может взорваться!

Как показали испытания с протяжённой во времени зарядкой (около 10 часов) с 8-амперной нагрузкой (двумя автомобильными лампами), при работающем вентиляторе блок питания компа не перегревается.

Краткие выводы

Сделанное своими руками зарядное устройство для авто из компьютерного БП обладает целым рядом достоинств:

  • отличной надёжностью и живучестью: современные импульсные БП отличаются высоким КПД, на уровне 80–85%, при этом наработка на отказ вместе с вентилятором составляет около 50000 часов, что для зарядного устройства фантастически много. Другими словами, такое ЗУ можно использовать и в качестве профессионального зарядника, способного работать сутками напролёт. Более того, поскольку в нём удалены схемы 3.3 и 5 В, его ресурс получается ещё большим;
  • отметим и достаточно высокий уровень стабилизации выходного напряжения, в пределах 5% (для 12В это 0.6 В);
  • ограничение по току позволяет использовать такое самодельное ЗУ даже для зарядки гелевых АКБ, не опасаясь их перегрева;
  • имеется возможность зарядки аккумулятора на работающем автомобиле.

Но есть и недостаток. Это плата за высокую автономность устройства: на полную зарядку АКБ придётся потратить больше времени, поскольку уменьшение тока заряда носит не линейный, а экспоненциальный характер. Зато вы не сможете довести батарею до кипения, как это могло бы случиться при зарядке постоянным током.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий