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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Черная икра из Швейцарии 07.07.2010 Швейцария известна своими сырами и шоколадом, но к фирменным деликатесам этой страны может присоединиться икра осетровых. В городке Фрутиген (40 километров к югу от Берна) уже два года работает большой тепличный комплекс, обогреваемый теплой водой, которую приходится постоянно откачивать из железнодорожного туннеля под Альпами, одного из самых длинных в мире. Туннель открыли в 2007 году, и оказалось, что в него просачивается подземная теплая вода, которую нельзя без охлаждения сбрасывать в местную реку, чтобы от перегрева не погибла форель. В теплицах созревают бананы, манго, папайя и другие экзотические фрукты. Недавно здесь построили 60 бассейнов, в каждый из которых запустили около тысячи сибирских осетров и стерлядей. Цель - выйти на ежегодный "урожай" в 50 тонн осетрины и три тонны черной икры.

Другие интересные новости:

▪ Тайваньские производители бросают OLED

▪ Примесь углерода улучшает электропроводность меди

▪ Антиматерия падает вниз подобно обычной материи

▪ Омоложение кожи на 30 лет

▪ Подкисление океана пагубно влияет на коралловые рифы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Нельзя ли для прогулок подальше выбрать закоулок. Крылатое выражение

▪ статья Сколько было великих олимпийских богов и кто входил в их число? Подробный ответ

▪ статья Огуречник лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Оптоэлектронные реле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой передатчик на диапазон 144 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026