Зарядний пристрій для автомобільного акумулятора з блоку живлення комп’ютера.
Здрастуйте, дорогі пані і вельмишановні панове!
На цій сторінці я коротенько розповім Вам про те, як своїми руками переробити блок живлення персонального комп’ютера в зарядний пристрій для автомобільних (і не тільки) акумуляторів.
Зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів повинно володіти наступним властивістю: максимальна напруга, що підводиться до акумулятора – не більше 14.4 В, максимальний зарядний струм – визначається можливостями самого пристрою. Саме такий спосіб зарядки реалізується на борту автомобіля (від генератора) у штатному режимі роботи електросистеми автомобіля.
Основою для проведення робіт по переробці блоку живлення комп’ютера в зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів послужила стаття із сайту http://www.samodelkin.komi.ru представлена на сторінці http://www.samodelkin.komi.ru/electron/zarbp.html.
Однак, на відміну від матеріалів з цієї статті, мною була обрана концепція максимальної простоти доробок без використання саморобних друкованих плат, транзисторів і інших “наворотів”.
Блок живлення для переробки подарував мені друг, сам він його знайшов десь у себе на роботі. З напису на етикетці можна було розібрати, що повна потужність даного блоку живлення становить 230Вт, але по каналу 12В можна споживати струм не більше 8А. Розкривши цей блок живлення я виявив, що в ньому немає мікросхеми з цифрами “494” (як то було описано у пропонованій вище статті), а основою його є мікросхема UC3843. Однак, ця мікросхема включена не за типовою схемою і використовується тільки як генератор імпульсів і драйвер силового транзистора з функцією захисту від надструмів, а функції регулятора напруги на вихідних каналах блоку живлення покладені на мікросхему TL431, встановлену на додатковій платі:
На цій самій додатковій платі встановлений підлаштування резистор, що дозволяє відрегулювати вихідна напруга у вузькому діапазоні.
Отже, для переробки цього блоку живлення в зарядний пристрій, спершу необхідно прибрати все зайве. Зайвим є:
1. Перемикач 220 / 110В з його проводами. Ці дроти просто потрібно отпаять від плати. При цьому наш блок завжди буде працювати від напруги 220В, що усуває небезпеку його спалити при випадковому перемиканні цього перемикача в положення 110В;
2. Всі вихідні дроти, за винятком одного пучка чорних дротів (у пучку 4 дроти) – це 0В або “загальний”, і одного пучка жовтих проводів (в пучку 2 дроти) – це “+”.
Тепер необхідно зробити так, щоб наш блок працював завжди, якщо включений в мережу (за замовчуванням він працює тільки якщо замкнути потрібні дроти в початковому пучку проводів), а також усунути дію захисту від перенапруження, яка відключає блок, якщо вихідна напруга стане ВИЩЕ певної межі. Зробити це необхідно тому, що нам потрібно отримати на виході 14.4 (замість 12), що сприймається вбудованими захистами блоку як перенапруження і він відключається.
Як виявилося, і сигнал “увімкнення-вимкнення”, і сигнал дії захисту з перенапруження проходить через один і той же оптрон, яких всього три – вони пов’язують вихідну (низьковольтну) і вхідні (високовольтну) частини блоку живлення. Отже, щоб блок завжди працював і був нечутливий до перенапруження на виході, необхідно замкнути контакти потрібного оптрона перемичкою з припою (тобто стан цього оптрона буде “завжди включений”):
Тепер блок живлення буде працювати завжди, коли він підключений до мережі і незалежно від того, яку напругу ми зробимо у нього на виході.
Далі слід встановити на виході блоку, там де раніше було 12В, вихідна напруга, рівне 14.4 (на холостому ходу). Оскільки тільки за допомогою обертання підлаштування резистора, встановленого на додатковій платі блоку живлення, не вдається встановити на виході 14.4 (він дозволяє зробити тільки щось десь близько 13В), необхідно замінити резистор, включений послідовно з підлаштування, на резистор трохи меншого номіналу, а саме 2.7 кОм:
Тепер діапазон настройки вихідного напруги змістився в більшу сторону і стало можливим встановити на виході 14.4 Ст.
Потім, необхідно видалити транзистор, що знаходиться поряд з мікросхемою TL431. Призначення цього транзистора невідомо, але він включений так, що має можливість перешкоджати роботі мікросхеми TL431, тобто перешкоджати стабілізації вихідної напруги на заданому рівні. Цей транзистор знаходився на цьому місці:
Далі, щоб вихідна напруга було більш стабільним на холостому ходу, необхідно додати невелику навантаження на вихід блоку по каналу +12В (який у нас буде +14.4 В), і по каналу +5В (який у нас не використовується). В якості навантаження по каналу +12В (+14.4) застосовано резистор 200 Ом 2Вт, а по каналу +5В – резистор 68 Ом 0.5 Вт (на фото не видно, т. к. знаходиться за додатковою платою):
Тільки після установки цих резисторів, слід відрегулювати вихідна напругою на холостому ходу (без навантаження) на рівні 14.4 Ст.
Тепер необхідно обмежити вихідний струм на допустимому для даного блоку живлення рівні (тобто порядку 8А). Досягається це шляхом збільшення номіналу резистора в первинної ланцюга силового трансформатора, що використовується як датчик перевантаження. Для обмеження вихідного струму на рівні 8…10А цей резистор необхідно замінити на резистор 0.47 Ом 1Вт:
Після такої заміни вихідний струм не перевищить 8…10А навіть якщо ми замкнемо накоротко вихідні дроти.
Нарешті, необхідно додати частина схеми, яка буде захищати блок від підключення акумулятора зворотною полярністю (це єдина “саморобна” частина схеми). Для цього потрібно звичайне автомобільне реле на 12В (з чотирма контактами) і два діоди на струм 1А (я використовував діоди 1N4007). Крім того, для індикації того факту, що акумулятор підключений і заряджається, потрібно світлодіод в корпусі для установки на панель (зелений) і резистор 1кОм 0.5 Вт. Схема повинна бути така:
Працює таким чином: коли до виходу підключається акумулятор правильною полярністю, реле спрацьовує за рахунок енергії, що залишилася в акумуляторі, а після його спрацьовування акумулятор починає заряджатися від блоку живлення через замкнутий контакт цього реле, про що сигналізує запалений світлодіод. Діод, включений паралельно котушці реле, потрібен для запобігання перенапруги на цій котушці при її відключенні, що виникають за рахунок ЕРС самоіндукції.
Реле приклеюється до радіатора блоку живлення за допомогою силіконового герметика (силіконового – тому що він залишається еластичним після засихання” і добре витримують термічні навантаження, тобто стиснення-розширення при нагріванні-охолодженні), а після засихання” герметика на контакти реле монтуються інші компоненти:
Дроти до акумулятора обрані гнучкі, з перетином 2.5мм2, мають довжину приблизно 1 метр і закінчуються “крокодилами” для підключення до акумулятора. Для закріплення цих проводів в корпусі приладу використані дві нейлонові стяжки, продетые в отвори радіатора (отвори в радіаторі необхідно попередньо просвердлити).
Ось, власне, і все:
У висновку, з корпусу блока живлення були видалені всі етикетки і наклеєна саморобна наклейка з новими характеристиками приладу:
До недоліків отриманого зарядного пристрою слід віднести відсутність індикації ступеня зарядженості акумулятора, що вносить неясність – заряджений акумулятор чи ні? Однак, на практиці встановлено, що за добу (24 години) звичайний автомобільний акумулятор ємністю 55А·год встигає повністю зарядитися.
До переваг можна віднести те, що з даними зарядним пристроєм акумулятор може скільки завгодно довго “стояти на зарядці” і нічого страшного при цьому не відбудеться – акумулятор буде заряджено, але не “перезарядитися” і не зіпсуватися.
Джерело: yarst.org
