Переделка компьютерного блока питания в зарядное устройство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

В предлагаемой статье автор делится накопленным опытом переделки компьютерных блоков питания в устройства зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Особое внимание автор уделяет совершенствованию узла индикации зарядного тока, по которому можно определить заряженность батареи и момент окончания зарядки.

С момента разработки зарядного устройства на основе блока питания компьютера [1] был собран не один десяток подобных устройств. Переделаны блоки разных конструкций и фирм-изготовителей. Я получил массу вопросов по переделке, устранению самовозбуждения блока питания в режиме стабилизации тока. Как показала практика, узел индикации ограничения выходного тока может быть усовершенствован для работы в зарядном устройстве. Этим вопросам и посвящена предлагаемая статья.

Прежде чем приступить к переделке блока, необходимо внимательно изучить его конструкцию. Блок должен быть собран на микросхеме TL494CN или ее аналогах, таких как DBL494, КА7500, КР1114ЕУ4. Другие микросхемы имеют ряд узлов, осложняющих переделку, хотя и не исключающих ее. Далее необходимо осмотреть все оксидные конденсаторы. Вначале заменяют конденсаторы с видимыми признаками выхода из строя (вздувшийся или разгерметизированный корпус). У оставшихся измеряют эквивалентное последовательное сопротивление и заменяют те, у которых оно превышает 0,2 Ом.

Как описано в [1], доработку блока лучше проводить поэтапно. Сначала надо убедиться в нормальном его функционировании в режиме стабилизации напряжения. Лучше, если под рукой будет ЛАТР или другое устройство для регулирования сетевого напряжения, например трансформатор с большим числом вторичных обмоток. Использование такого трансформатора от старого телевизора для регулирования переменного напряжения описано в статье [2]. Блок питания необходимо проверить в режиме стабилизации напряжения при минимальном 190 В, номинальном 220 В и максимальном 245 В напряжении сети, а также изменении тока нагрузки от минимального до максимального.

Блок должен работать без признаков самовозбуждения; он может не иметь цепи регулировки выходного напряжения, поэтому лучше ее ввести либо как на схеме в [1], либо установить переменный резистор в цепь обратной связи, например, последовательно с резистором R31 (см. схему на рис. 1 в статье [1]).

Рис. 1

Для зарядного устройства дроссель L1 можно оставить без перемотки, если напряжение на выходе блока не будет меньше 6 В, например, только при подзарядке аккумуляторных батарей. При напряжении менее 6 В возможен переход устройства в прерывистый режим, что негативно скажется на стабильности работы. Поэтому в этом случае дроссель лучше перемотать, следуя рекомендациям статьи [1].

В некоторых блоках после дросселя L1 в плюсовой цепи выходного напряжения стоят дополнительные катушки. Они ухудшают работу устройства в режиме стабилизации тока. Поэтому эти катушки необходимо демонтировать, заменив их перемычками.

Вместо диодной сборки MBRB20100CT (VD15) можно использовать широко распространенные выпрямительные диоды FR302, соединив их параллельно и разместив на общем теплоотводе. Для максимального тока 6 А достаточно двух пар диодов.

Из-за разнообразия конструкций сложно предсказать трудоемкость выполнения работы по достижению нормального функционирования устройства в режиме стабилизации тока.

Для предотвращения самовозбуждения конденсатор C12 лучше всего заменить такой же RC-цепью, как R18C9. Иногда приходится перерезать печатный проводник от вывода 16 микросхемы TL494 (DA1) и соединять этот вывод с нижним по схеме выводом датчика тока (резистора R24) отдельным проводом.

Необходимо проверить, как к выводу 7 микросхемы DA1 подведен общий печатный проводник. Если в процессе переделки его пришлось разорвать, лучше всего этот вывод микросхемы соединить отдельным проводом с минусовым выводом конденсатора С20. Замечено, что микросхема КА7500 менее стабильна, чем ее аналоги. Поэтому, если меры по устранению самовозбуждения не увенчались успехом, можно заменить эту микросхему на TL494 или КР1114ЕУ4.

Небольшие пульсации выходного напряжения могут быть вызваны работой электродвигателя M1 вентилятора. Если они нежелательны, то можно последовательно с электродвигателем включить резистор сопротивлением 1...5 Ом, а параллельно ему - конденсатор емкостью около 100 мкФ с номинальным напряжением 25 В. Электродвигатель при необходимости очищают от пыли и смазывают, например, силиконовой смазкой ПМС100 или ПМС200.

Облегчить установку уровня ограничения тока при налаживании устройства можно заменой резистора R26 на последовательно соединенные постоянный резистор сопротивлением 82 Ом и подстроечный 220 Ом. Это связано с тем, что при помещении платы в корпус через крепежные винты и корпус появляется еще одна цепь общего провода, которая будет влиять на уровень ограничения.

После сборки обязательно еще раз проверяют устройство на отсутствие самовозбуждения при изменении напряжения сети и нагрузки от минимальной до полной, а в режиме стабилизации тока от минимального до номинального выходного напряжения.

Если индикатор на элементах DA2, R33-R35, R37, HL1 в режиме стабилизации тока в лабораторном блоке питания вполне себя оправдывает, то в зарядном устройстве он недостаточно информативен. Переход от стабилизации тока к стабилизации напряжения, индицируемый светодиодом HL1, не соответствует окончанию зарядки. Гораздо лучше следить за током зарядки. Чем он меньше, тем выше заряженность аккумуляторной батареи. Поэтому узел индикации переделан согласно рис. 1. Оставлены элементы DA2 и HL1, их обозначения те же, что на рис. 1 в статье [1], нумерация добавленных элементов продолжена. Резисторы R33-R35, R37удалены.

Узел выполнен на той же микросхеме DA2 (LM393N), но теперь использованы оба ее компаратора. На DA2.1 собран инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления около 500. Оказалось, что компаратор прекрасно работает в этом качестве. Он усиливает напряжение с датчика тока (резистора R24) приблизительно с 10 мВ до 5 В. Это напряжение подается на вход второго компаратора DA2.2, где сравнивается с образцовым напряжением 5 В, поступающим с вывода 14 микросхемы TL494. При возрастании напряжения на инвертирующем входе DA2.2 выше образцового загорается светодиод HL1, сигнализируя о идущей зарядке батареи. Как только индикатор погаснет, можно отключить зарядку. Перемещением движка подстроечного резистора R39 устанавливают порог срабатывания индикатора при токе около 1 А. Ёмкость конденсатора С22 некритична и может быть в интервале 10...100 нФ. Резистор R39 - СП4-19. Микросхему LM393N можно заменить отечественным аналогом К1401СА3А.

Дальнейшее развитие узел индикации получил в связи с желанием видеть хотя бы приблизительно степень заряженности аккумуляторной батареи. Он не намного сложнее предыдущего и сделан на микросхеме счетверенного компаратора LM339N. Схема узла показана на рис. 2.

Рис. 2

За основу взята схема из [3, с. 102]. На компараторе DA2.1 собран инвертирующий усилитель, аналогичный показанному на рис. 1, но с коэффициентом усиления около 100. На неинвертирующий вход компаратора DA2.2 подается образцовое напряжение. На резисторах R42 и R43 собран делитель этого напряжения для компаратора DA2.3. Соотношение сопротивления резисторов выбрано около 2:1. При токе зарядки больше 5 А напряжение на выходе усилителя DA2.1 превышает 5 В. На выходах компараторов DA2.2 и DA2.3 - низкий уровень напряжения. Горит только светодиод HL1, так как напряжение на других светодиодах меньше из-за падения напряжения на диодах VD18 и VD19. Как только ток зарядки становится меньше 5 А, компаратор DA2.2 переключается и светодиод HL1 гаснет, а загорается светодиод HL2. Светодиод HL3 погашен из-за падения напряжения на диоде VD19. При токе зарядки меньше 1,7 А переключается компаратор DA2.3 и загорается светодиод HL3, сигнализирующий об окончании зарядки.

Светодиоды подойдут любые маломощные разного цвета свечения, например, АЛ307БМ (красный), АЛ307ДМ (желтый) и АЛ307ВМ (зеленый). При налаживании узла индикации перемещают движок подстроечного резистора R39 так, чтобы установить порог срабатывания компаратора DА2.2 при токе 5 А. Подбором резистора R42 устанавливают порог срабатывания компаратора DA2.3. Резистор R39 - СП4-19. Микросхему LM339N можно заменить отечественным аналогом К1401СА1.

В узле индикации, собранном по схеме на рис. 2, из-за влияния шумов и помех возможно одновременное свечение двух светодиодов при некоторых значениях напряжения на датчике тока. Его можно устранить, создав небольшой гистерезис в характеристике переключения компараторов DA2.2 и DA2.3, введя для этого цепи положительной обратной связи через резисторы сопротивлением 470 кОм, которые подключают к выходу и неинвертирующему входу каждого из этих компараторов.

Рис. 3

Схема третьего варианта узла индикации показана на рис. 3. Он собран на микросхеме счетверенного ОУ LM324N. При его разработке использована схема из книги [4, с. 77]. Индикатор - один двухцветный светодиод HL1. Напряжение с датчика тока поступает на инвертирующий усилитель, собранный на ОУ DA2.1. Этот усилитель имеет то же назначение и коэффициент усиления, что в предыдущем узле. Сигнал с выхода усилителя проходит через фильтр нижних частот R41C24, подавляющий высокочастотные помехи, и поступает на два усилителя: инвертирующий на ОУ DA2.2 и неинвертирующий на ОУ DA2.3.

К выходу инвертирующего усилителя через резистор R48 подключен кристалл светодиода HL1 зеленого цвета свечения. К выходу неинвертирующего усилителя через резистор R49 подключен кристалл светодиода HL1 красного цвета свечения. Коэффициенты усиления выбраны так, чтобы при возрастании напряжения на датчике тока яркость красного цвета увеличивалась, а зеленого цвета - уменьшалась. Во время налаживания перемещают движок подстроечного резистора R39 так, чтобы при токе зарядки 5 А светодиод HL1 светился только красным цветом. По мере уменьшения зарядного тока цвет свечения плавно меняется от красного к желтому и далее - к зеленому. Зеленый цвет свидетельствует об окончании зарядки.

Литература

1. Андрюшкевич В. Переделка компьютерного блока питания в лабораторный и зарядное устройство. - Радио, 2012, № 3, с. 22-24.
2. Солоненко В. Автотрансформатор на основе ТС-180. - Радио, 2006, № 5, с. 36.
3. Шелестов И. П. Полезные схемы. - М.: "Солон-Р", 1998.
4. Зихла Ф. ЖКИ, светоизлучающие и лазерные светодиоды: схемы и готовые решения. - СПб.: "БХВ-Петербург", 2012.

Автор: В. Андрюшкевич

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Новые DC/DC-преобразователи FAN2011 и FAN2012 14.02.2005 Фирмой FAIRCHILD SEMICONDUCTOR представлены новые DC/DC-преобразователи FAN2011 и FAN2012 с выходным током до 1,5 А. Новые преобразователи работают на частоте 1,3 МГц, имеют КПД 95% и являются наилучшими по этому показателю на мировом рынке. Приборы выпускаются в 6-выводном корпусе MLP размерами 3х3 мм. Выходное напряжение настраивается от 0,8 В до входного. Преобразователь FAN2012 имеет контакт для внешнего включения и выключения.

Другие интересные новости:

▪ Аэрозоль с наноботами

▪ Глазные капли против слепоты

▪ Противопожарный эко-гель

▪ Стресс мужчины вредит будущим детям

▪ Монитор HP EliteDisplay S240UJ с беспроводной подзарядкой гаджетов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Компьютерные устройства. Подборка статей

▪ статья Авиамодель Светлячок. Советы моделисту

▪ статья Кто изобрел ноты? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту котельного оборудования и мазутного хозяйства. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Кто быстрее? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Линейные стабилизаторы с высоким КПД. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025