Зарядное устройство из компьютерного блока питания на tl494. Зарядное из компьютерного блока питания. Соединитель вспомогательного оборудования

Блок питания персонального компьютера без особых трудностей можно переделать в автомобильное зарядное устройство. Оно обеспечивает аналогичное напряжение и ток как при подзарядке от штатной электросети автомобиля. Схема лишена самодельных печатных плат и основана на концепции максимальной простоты доработок.

За основу был взят блок питания от персонального компьютера с такими характеристиками:

– номинальное напряжение 220/110 В;
– напряжение на выходе 12 В;
– мощность 230 Вт;
– максимальный ток не более 8 А.

Итак, для начала из блока питания нужно убрать все лишние запчасти. Ими является переключатель 220 / 110 В с проводами. Это не даст сжечь устройство при случайном переключении переключателя в положение 110 В. Затем необходимо избавится от всех отходящих проводов, за исключением пучка из 4-х черных и 2-х желтых проводов (они ответственны за питание устройства).

Далее следует добиться результата, когда блок питания будет работать всегда, когда включен в сеть, а также устранить защиту от перенапряжения. Защита отключает блок питания, если исходящее напряжение превышает некоторое заданное значение. Сделать это нужно потому, что необходимое нам напряжение должно составлять 14,4 В, вместо стандартных 12,0 В.

Сигналы включения/отключения и действия защиты от перенапряжения проходят через один из трех оптронов. Эти оптроны связывают низковольтную и высоковольтную стороны блока питания. Итак, чтобы достичь желаемого результата, нам следует замкнуть контакты нужного оптрона при помощи перемычки из припоя (см. фото).

Следующий шаг – установка исходящего напряжения на уровне 14,4 В в режиме холостого хода. Для этого ищем плату с микросхемой TL431. Она выполняет функцию регулятора напряжения на всех отходящих дорожках блока питания. На этой плате находится подстроечный резистор, который позволяет изменить исходящее напряжение в небольшом диапазоне.

Возможностей подстроечного резистора может быть недостаточно (поскольку он позволяет поднять напряжение приблизительно до 13 В). В таком случае нужно заменить резистор, включенный в цепь последовательно с подстроечным на резистор с меньшим сопротивлением, а именно 2,7 кОм.

Затем следует добавить небольшую нагрузку состоящую из резистора сопротивлением 200 Ом и мощностью 2Вт на выход по каналу «12 В» и резистора сопротивлением 68 Ом, мощностью 0,5 Вт на выход по каналу «5 В». Кроме того нужно избавится от транзистора, находящегося рядом с микросхемой TL431 (см. фото).

Было установлено, что он препятствует стабилизации напряжения на нужном нам уровне. Только теперь при помощи упомянутого выше подстроечного резистора устанавливаем напряжение на выходе на уровне 14,4 В.

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

Еще нам необходимо ограничить силу тока на выходе устройства на уровне 8-10 А. Такое значения силы тока является оптимальным для данного блока питания. Для этого нужно заменить резистор в первичной цепи обмотки силового трансформатора на более мощный, а именно 0,47 Ом 1Вт.

Этот резистор выполняет функцию датчика перегрузки и исходящий ток не превысит значения в 10 А даже если замкнуть клеммы выхода накоротко.

Последний шаг – это установка схемы защиты от подключения зарядного устройства к аккумуляторной батарее неправильной полярностью. Чтобы собрать эту схему нам понадобится автомобильное реле с четырьмя клеммами, 2 диода 1N4007 (или аналогичные) а также резистор на 1 кОм и светодиод зеленого цвета, который будет сигнализировать о том, что аккумулятор подключен правильно и заряжается. Схема защиты изображена на рисунке.

Схема работает по такому принципу. При правильном подключении аккумулятора к зарядному устройству реле срабатывает и замыкает контакт за счет оставшейся в батарее энергии. Аккумулятор заряжается от зарядного устройства, о чем сигнализирует светодиод. Для предотвращения перенапряжения от ЭДС самоиндукции, возникающего на катушке реле при его отключении, параллельно реле включен диод 1N4007.

Провода, которые используются для подключения зарядного устройства к аккумулятору, должны быть гибкие медные, разноцветные (например, красный и синий) сечением не меньше 2,5 мм? и длинной около 1 метра. К ним необходимо припаять крокодилы для удобного подключения к клеммам аккумулятора.

Еще я бы посоветовал вмонтировать в корпус зарядного устройства амперметр для контроля тока зарядки. Его нужно подключить параллельно к цепи «от блока питания».

Устройство готово.

К достоинствам такого зарядного устройства можно отнести то, что при его использовании аккумулятор не будет перезаряжаться. К недостаткам – отсутствие индикации степени зарядки батареи. Но для расчета приблизительного времени зарядки батареи можно воспользоваться данными с амперметра (сила тока «А» * время «ч»). На практике было установлено, что за сутки аккумулятор емкостью 60 А*ч успевает зарядится на 100%.

Здравствуйте. Товарищ подогнал мне плату со старого AT блока питания, так что сегодня речь пойдет о переделке компьютерного блока питания в зарядное устройство. Моя задача настроить выход на напряжение 14,4В и сделать регулятор тока до 6А. Такой зарядное устройство отлично подойдет для автомобильных стартерных аккумуляторов до 80A ч.
Плата долгое время пылилась на полках в гараже, поэтому пыль легла хорошим слоем. Часть деталей отсутствует, плата сломана пополам

В первый раз вижу такую удобную плату для переделки в зарядное. Лишних деталей не так много, ШИМ стоит, который является полным аналогом TL494, так что много время переделка не займет.

Подался в интернет в поисках подходящей схемы. Схем похожих валом, но самая подходящая вот она.

Схема отличная, но надо вырезать все лишнее. Убрал цепи шин 5В,3В,-5-12В, оставил только 12В, цепь PG тоже убрал.

После переделок схема выглядит примерно так.

А блок питания постепенно менялся, ремонтировался и модернизировался. Ну первым делом очистил плату от загрязнений, снял лишние детали и на шину 12В подал 15В от . На развязывающем трансформаторе есть прямоугольные импульсы, значит генератор работает исправно.

Проверил что происходит на силовых транзисторах. Осциллограф слабый и криминального ничего не показал. Кто не знает, что за осциллограф, почитайте о нем статью .

Ну и проверю сами силовые ключи с помощью мультиметра.

Плата была немного сломана и пришлось небольшие перемычки кинуть. Далее смотал старый дроссель и заново проложил обмотку на 5 витков больше, чем была обмотка 12В. Припаял пока одну емкость 25В 2200мкФ и заменил номинал резистора по схеме R30 . Резистор подбирал следующим образом, подключил 14,4В на шину 12В, замерил напряжение на второй ноге 2,56В TL494, вместо R30 поставил переменный 20 кОм и вращая добился 2,56В на первой ноге ШИМ, затем переменный резистор заменил на постоянный.

Поставил радиатор на место и конденсаторы нашел в коробке 470мкФ 200В в первичных цепях, так же проверил диодный мост, предохранитель и резистор заменил на 1Ом 10Вт. Блок готов к и надеюсь увидеть 14,4В на выходе.

Питание уже есть, лампа вспыхнула и погасла, спираль не подсвечивает и на выходе есть искомые 14,4В.

Микросхема питается от 24В, так и должно быть.

Попробую нагрузить на нихромовую спираль 1,5Ом. Ток на старте был 10А, но упал до 9,4А.

При такой нагрузке на самой плате 14,4В, на клемах на вольт меньше за счет просадки в кабеле. Общая мощность где то 150Вт. Можно грузить еще, но обмотка рассчитана примерно на 5А, поэтому от блока буду брать только 6А 🙂
Кстати во время испытаний пару раз клемы выхода соединялись и блок уходил в защиту. Схема перезапускается после прерывания питания от сети 220В, это защита на двух транзисторах от сверх допустимой мощности.
Теперь нужно сделать регулятор тока от 0 до 6А. Нужно изменить схему, добавит 5 деталек, на столе под нагрузкой 6А все выглядит так.

Полностью готовая плата. В корпус устанавливать не буду, положу на полку до лучшего времени

Ну и добавлю полностью готовую схему после всех переделок.

15 ногу отрезал от ИОН 5В и на проводке припаял напряжение с делителя. В качестве шунта использовал резистор 25Вт 0,05Ом. Место шунта на схеме не очень удачно выбрано, так как учитываться будет ток потребления самой платы. Что бы зарядка не уходила в защиту при крайнем нижнем положении переменного резистора, между резистором и общим минусом впаял резистор 150 Ом. Делителем, который питается от средней ножки переменного резистора, выставляется максимальный ток. То есть, если на шунте 0,05Ом при 6А падает 0,3В, то на делителе с 5 вольт должно получиться 0,3В

На этом переделка закончена, спасибо за внимание. Хотя нужно бы добавить сюда защиту от переполюсовки, но это другая история.

Что бы не пропустить последние обновления в мастерской, подписывайтесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках , так же можно подписаться на обновления по электронной почте в колонке справа

Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные зарядные устройства

Простенькое зарядное устройство с светодиодным индикатором зарядки, зеленый батарея заряжается, красный батарея заряжена.

Есть защита от короткого замыкания, есть защита от переполюсовки. Отлично подойдет для зарядки Мото АКБ емкостью до 20А\ч, АКБ 9А\ч зарядит за 7 часов, 20А\ч — за 16 часов. Цена на это зарядное всего 403 рубля,доставка бесплатна

Этот тип зарядного способен автоматически заряжать практически любые типы автомобильных и мото аккумуляторов 12В до 80А\Ч. Имеет уникальный способ зарядки в три этапа: 1. Зарядка постоянным током, 2. Зарядка постоянным напряжением, 3. Капельная дозарядка до 100%.
На передней панеле два индикатора, первый указывает напряжение и процент зарядки, второй указывает ток зарядки.
Довольно качественный прибор для домашних нужд, цена всего 781,96 руб, доставка бесплатна. На момент написания этих строк количество заказов 1392, оценка 4,8 из 5. При заказе не забудьте указать Евровилку

У компьютерного блока питания, наряду с такими преимуществами, как малые габариты и вес при мощности от 250 Вт и выше, есть один существенный недостаток – отключение при перегрузке по току. Этот недостаток не позволяет использовать БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, поскольку у последнего в начальный момент времени зарядный ток достигает нескольких десятков ампер. Добавление в БП схемы ограничения тока позволит избежать его отключения даже при коротком замыкании в цепях нагрузки.

Зарядка автомобильного аккумулятора происходит при постоянном напряжении. При этом методе в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Заряд аккумулятора таким методом в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить запуск двигателя. Сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. Сила зарядного тока в первоначальный момент может достигать 1,5С, однако для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий, а наиболее распространённые БП ATX мощностью 300 – 350 Вт не в состоянии без последствий для себя отдать ток более 16 – 20А.

Максимальный (начальный) зарядный ток зависит от модели используемого БП, минимальный ток ограничения 0,5А. Напряжение холостого хода регулируется и для заряда стартёрного аккумулятора может составлять 14…14,5В.

Вначале необходимо доработать сам БП, отключив у него защиты по превышению напряжений +3,3В, +5В, +12В, -12В, а также удалив неиспользуемые для зарядного устройства компоненты.

Для изготовления ЗУ выбран БП модели FSP ATX-300PAF. Схема вторичных цепей БП рисовалась по плате, и несмотря на тщательную проверку, незначительные ошибки, к сожалению, не исключены.

На рисунке ниже представлена схема уже доработанного БП.

Для удобной работы с платой БП последняя извлекается из корпуса, из неё выпаиваются все провода цепей питания +3,3V, +5V, +12V, -12V, GND, +5Vsb, провод обратной связи +3,3Vs, сигнальная цепь PG, цепь включения БП PSON, питание вентилятора +12V. Вместо дросселя пассивной коррекции коэффициента мощности (установлен на крышке БП) временно впаивается перемычка, провода питания ~220V, идущие от выключателя на задней стенке БП, выпаиваются из платы, напряжение будет подаваться сетевым шнуром.

В первую очередь деактивируем цепь PSON для включения БП сразу после подачи сетевого напряжения. Для этого вместо элементов R49, C28 устанавливаем перемычки. Убираем все элементы ключа, подающего питание на трансформатор гальванической развязки Т2, управляющего силовыми транзисторами Q1, Q2 (на схеме не показаны), а именно R41, R51, R58, R60, Q6, Q7, D18. На плате БП контактные площадки коллектора и эмиттера транзистора Q6 соединяются перемычкой.

После этого подаем ~220V на БП, убеждаемся в его включении и нормальной работе.

Далее отключаем контроль цепи питания -12V. Удаляем с платы элементы R22, R23, C50, D12. Диод D12 находится под дросселем групповой стабилизации L1, и его извлечение без демонтажа последнего (о переделке дросселя будет написано ниже) невозможно, но это и не обязательно.

Удаляем элементы R69, R70, C27 сигнальной цепи PG.

Затем отключается защита по превышению напряжения +5В. Для этого выв.14 FSP3528 (контактная площадка R69) соединяется перемычкой с цепью +5Vsb.

На печатной плате вырезается проводник, соединяющий выв.14 с цепью +5V (элементы L2, C18, R20).

Выпаиваются элементы L2, C17, C18, R20.

Включаем БП, убеждаемся в его работоспособности.

Отключаем защиту по превышению напряжения +3,3В. Для этого на печатной плате вырезаем проводник, соединяющий выв.13 FSP3528 с цепью +3,3V (R29, R33, C24, L5).

Удаляем с платы БП элементы выпрямителя и магнитного стабилизатора L9, L6, L5, BD2, D15, D25, U5, Q5, R27, R31, R28, R29, R33, VR2, C22, C25, C23, C24, а также элементы цепи ООС R35, R77, C26. После этого добавляем делитель из резисторов 910 Ом и 1,8 кОм, формирующий из источника +5Vsb напряжение 3,3В. Средняя точка делителя подключается к выв.13 FSP3528, вывод резистора 931 Ом (подойдёт резистор 910 Ом) - к цепи +5Vsb, а вывод резистора 1,8 кОм - к «земле» (выв. 17 FSP3528).

Далее, не проверяя работоспособность БП, отключаем защиту по цепи +12В. Отпаиваем чип-резистор R12. В контактной площадке R12, соединённой с выв. 15 FSP3528 сверлится отверстие 0,8 мм. Вместо резистора R12 добавляется сопротивление, состоящее из последовательно соединённых резисторов номинала 100 Ом и 1,8 кОм. Один вывод сопротивления подсоединяется к цепи +5Vsb, другой – к цепи R67, выв. 15 FSP3528.

Отпаиваем элементы цепи ООС +5V R36, C47.

После удаления ООС по цепям +3,3V и +5V необходимо пересчитать номинал резистора ООС цепи +12V R34. Опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 равно 1,25В, при среднем положении регулятора переменного резистора VR1 его сопротивление составляет 250 Ом. При напряжении на выходе БП в +14В, получаем: R34 = (Uвых/Uоп - 1)*(VR1+R40) = 17,85 кОм, где Uвых, В – выходное напряжение БП, Uоп, В – опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 (1,25В), VR1 – сопротивление подстроечного резистора, Ом, R40 – сопротивление резистора, Ом. Номинал R34 округляем до 18 кОм. Устанавливаем на плату.

Конденсатор C13 3300х16В желательно заменить на конденсатор 3300х25В и такой же добавить на место, освободившееся от C24, чтобы разделить между ними токи пульсаций. Плюсовой вывод С24 через дроссель (или перемычку) соединяется с цепью +12V1, напряжение +14В снимается с контактных площадок +3,3V.

Включаем БП, подстройкой VR1 устанавливаем на выходе напряжение +14В.

После всех внесённых в БП изменений переходим к ограничителю. Схема ограничителя тока представлена ниже.

Резисторы R1, R2, R4…R6, соединённые параллельно, образуют токоизмерительный шунт сопротивлением 0,01 Ом. Ток, протекающий в нагрузке, вызывает на нём падение напряжения, которое ОУ DA1.1 сравнивает с опорным напряжением, установленным подстроечным резистором R8. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор DA2 с выходным напряжением 1,25В. Резистор R10 ограничивает максимальное напряжение, подаваемое на усилитель ошибки до уровня 150 мВ, а значит, максимальный ток нагрузки до 15А. Ток ограничения можно рассчитать по формуле I = Ur/0,01, где Ur, В – напряжение на движке R8, 0,01 Ом – сопротивление шунта. Схема ограничения тока работает следующим образом.

Выход усилителя ошибки DA1.1 подсоединён с выводом резистора R40 на плате БП. До тех пор, пока допустимый ток нагрузки меньше установленного резистором R8, напряжение на выходе ОУ DA1.1 равно нулю. БП работает в штатном режиме, и его выходное напряжение определяется выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*Uоп. Однако, по мере того, как напряжение на измерительном шунте из-за роста тока нагрузки увеличивается, напряжение на выв.3 DA1.1 стремится к напряжению на выв.2, что приводит к росту напряжения на выходе ОУ. Выходное напряжение БП начинает определяться уже другим выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош), где Uош, В – напряжение на выходе усилителя ошибки DA1.1. Иными словами, выходное напряжение БП начинает уменьшаться до тех пор, пока ток, протекающий в нагрузке, не станет чуть меньше установленного тока ограничения. Состояние равновесия (ограничения тока) можно записать так: Uш/Rш=(((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош))/Rн, где Rш, Ом – сопротивление шунта, Uш, В – напряжение падения на шунте, Rн, Ом – сопротивление нагрузки.

ОУ DA1.2 используется в качестве компаратора, сигнализируя с помощью светодиода HL1 о включении режима ограничения тока.

Печатная плата () и схема расположения элементов ограничителя тока изображена на рисунках ниже.

Несколько слов о деталях и их замене. Электролитические конденсаторы, установленные на плате БП FSP, имеет смысл заменить на новые. В первую очередь в цепях выпрямителя дежурного источника питания +5Vsb, это С41 2200х10V и С45 1000х10V. Не забываем о форсирующих конденсаторах в базовых цепях силовых транзисторов Q1 и Q2 – 2,2х50V (на схеме не показаны). Если есть возможность, конденсаторы выпрямителя 220В (560х200V) лучше заменить на новые, большей ёмкости. Конденсаторы выходного выпрямителя 3300х25V должны быть обязательно с низким ЭПС – серии WL или WG, в противном случае они быстро выйдут из строя. В крайнем случае, можно поставить б/у конденсаторы этих серий на меньшее напряжение – 16В.

Прецизионный ОУ DA1 AD823AN «rail-to-rail» как нельзя кстати подходит к данной схеме. Однако его можно заменить на порядок более дешёвым ОУ LM358N. При этом стабильность выходного напряжения БП будет несколько хуже, также придется подбирать номинал резистора R34 в меньшую сторону, поскольку у этого ОУ минимальное выходное напряжение вместо нуля (0,04В, если быть точным) 0,65В.

Максимальная суммарная рассеиваемая мощность токоизмерительных резисторов R1, R2, R4…R6 KNP-100 равна 10 Вт. На практике лучше ограничиться 5 ваттами – даже при 50% от максимальной мощности их нагрев превышает 100 градусов.

Диодные сборки BD4, BD5 U20C20, если их действительно стоит 2шт., менять на что-либо более мощное не имеет смысла, обещанные производителем БП 16А они держат хорошо. Но бывает так, что в действительности установлена только одна, и в этом случае необходимо либо ограничиться максимальным током в 7А, либо добавить вторую сборку.

Испытание БП током 14А показало, что уже спустя 3 минуты температура обмотки дросселя L1 превышает 100 градусов. Долговременная безотказная работа в таком режиме вызывает серьёзное сомнение. Поэтому, если подразумевается нагружать БП током свыше 6-7А, дроссель лучше переделать.

В заводском исполнении обмотка дросселя +12В намотана одножильным проводом диаметром 1,3 мм. Частота ШИМ – 42 кГц, при ней глубина проникновения тока в медь составляет около 0,33 мм. Из-за скин-эффекта на данной частоте эффективное сечение провода составляет уже не 1,32 мм 2 , а только 1 мм 2 , что недостаточно для тока в 16А. Иными словами, простое увеличение диаметра провода для получения большего сечения, а следовательно, уменьшения плотности тока в проводнике неэффективно для этого диапазона частот. К примеру, для провода диаметром 2мм эффективное сечение на частоте 40 кГц только 1,73мм 2 , а не 3,14 мм 2 , как ожидалось. Для эффективного использования меди намотаем обмотку дросселя литцендратом. Литцендрат изготовим из 11 отрезков эмалированного провода длиной 1,2м и диаметром 0,5мм. Диаметр провода может быть и другим, главное, чтобы он был меньше удвоенной глубины проникновения тока в медь – в этом случае сечение провода будет использовано на 100%. Провода складываются в «пучок» и скручиваются с помощью дрели или шуруповёрта, после чего жгут продевается в термоусадочную трубку диаметром 2мм и обжимается с помощью газовой горелки.

Готовый провод целиком наматывается на кольцо, и изготовленный дроссель устанавливается на плату. Наматывать обмотку -12В смысла нет, индикатору HL1 «Питание» какой-либо стабилизации не требуется.

Остаётся установить плату ограничителя тока в корпус БП. Проще всего её прикрутить к торцу радиатора.

Подключим цепь «ООС» регулятора тока к резистору R40 на плате БП. Для этого вырежем часть дорожки на печатной плате БП, которая соединяет вывод резистора R40 с «корпусом», а рядом с контактной площадкой R40 просверлим отверстие 0,8мм, куда будет вставлен провод от регулятора.

Подключим питание регулятора тока +5В, для чего припаяем соответствующий провод к цепи +5Vsb на плате БП.

«Корпус» ограничителя тока присоединяется к контактным площадкам «GND» на плате БП, цепь -14В ограничителя и +14В платы БП выходят на внешние «крокодилы» для подключения к аккумулятору.

Индикаторы HL1 «Питание» и HL2 «Ограничение» закрепляются на месте заглушки, установленной вместо переключателя «110V-230V».

Скорее всего, в вашей розетке отсутствует контакт защитного заземления. Вернее, контакт, может быть, и есть, а вот провод к нему не походит. Про гараж и говорить нечего… Настоятельно рекомендуется хотя бы в гараже (подвале, сарае) организовать защитное заземление. Не стоит игнорировать технику безопасности. Это иногда заканчивается крайне плачевно. Тем, у кого розетка 220В не имеет контакта заземления, оборудуйте БП внешней винтовой клеммой для его подключения.

После всех доработок включаем БП и корректируем подстроечным резистором VR1 требуемое выходное напряжение, а резистором R8 на плате ограничителя тока – максимальный ток в нагрузке.

Подключаем к цепям -14В, +14В зарядного устройства на плате БП вентилятор 12В. Для нормальной работы вентилятора в разрыв провода +12В, либо -12В, включаются два последовательно соединённых диода, которые уменьшат напряжение питания вентилятора на 1,5В.

Подключаем дроссель пассивной коррекции коэффициента мощности, питание 220В от выключателя, прикручиваем плату в корпус. Фиксируем нейлоновой стяжкой выходной кабель зарядного устройства.

Прикручиваем крышку. Зарядное устройство готово к работе.

В заключение стоит отметить, что ограничитель тока будет работать с БП ATX (или AT) любого производителя, использующего ШИМ-контроллеры TL494, КА7500, КА3511, SG6105 или им подобным. Разница между ними будет заключаться лишь в методах обхода защит.

Ниже вы можете скачать печатную плату ограничителя в формате PDF и DWG (Autocad)

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
DA1	Операционный усилитель	AD823	1	Замена на LM358N	В блокнот
DA2	Линейный регулятор	LM317L	1		В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	1N4148	1		В блокнот
C1	Конденсатор	0.047 мкФ	1		В блокнот
C2	Конденсатор	0.01 мкФ	1

Аккумуляторная батарея — это один из основных компонентов электросети в любой машине. В ходе эксплуатации заряд АКБ может уменьшаться, а для его восполнения может использоваться зарядное устройство (ЗУ). Конечно же, для этой цели лучше использовать фирменное ЗУ, но если купить такой прибор возможности нет, то можно сделать зарядное устройство из БП компьютера для своими руками.

[ Скрыть ]

Инструкция по изготовлению

Автомобильное зарядное устройство для аккумулятора можно сделать из компьютерного БП. Но нужно учитывать, что переделка блока питания в зарядное устройство должна осуществляться в соответствии с четкой инструкцией, которую вы найдете ниже. В первую очередь, нужно помнить, что максимальное значение напряжения для зарядки батареи должно составлять 14.4 вольт. Подробнее о том, как соорудить зарядное устройство из компьютерного блока питания, мы расскажем ниже.

Набор необходимых инструментов и материалов

Чтобы переделать блок компьютера в зарядное устройство своими руками, в первую очередь понадобится рабочий БП. Его мощность должна составлять 200-250 Вт, сила тока не более 8 ампер, а выходное напряжение — 12 вольт. Собственно, такими характеристиками обладает практически каждый блок.

Что касается дополнительных элементов, то для того, чтобы из компьютерного блока питания, вам потребуется:

комплект резисторов с разным сопротивлением и напряжением (от 0,47 Ом до 2.7 кОм, 0.5-2 вольта);
два конденсаторные элемента на 25 вольт;
три диодные компонента 1N4007 силой тока 1 ампер.

Также подготовьте слесарный инструмент, включающий в себя паяльник с канифолью и оловом, зажимы для подключения, медные провода, герметик силиконовый (автор видео — канал Rinat Pak).

Алгоритм действий

Мы всегда заряжаем аккумулятор напряжением от 13.9 до 14.4 вольт, поскольку зарядка блока составляет всего 12 вольт, нужно будет увеличить напряжение на его выходе. Для этого потребуется дополнительно установить преобразователь, к примеру, схему TL494.

Итак, как сделать из БП компьютера:

Для начала необходимо удалить все лишние элементы со схемы и выпаять провода, в частности, речь идет о переключателе 220/110 вольта, а также проводах, которые подведены к нему. Выпаиваем всю лишнюю проводку, при необходимости использует кусачки для удаления ненужных кусков. Вам нужно отпаять проводок синего цвета на 12 вольт, который идет от конденсаторного устройства — таких проводов может быть два, отпаять нужно оба. Единственное, что нужно оставить — это жгут проводов желтого цвета с выходным напряжением 12 вольт, также вам потребуется масса — это еще четыре кабеля, только черного цвета. Также оставьте зеленый проводок, все остальное нужно удалить.
Используя тот же желтый кабель, нужно найти два конденсаторных элемента, он подключен к ним, они также выпаиваются, а вместо них ставятся компонента на 25 вольт.
Далее, необходимо удалить защиту от напряжения, поскольку для стационарного ПК требуется 12 вольта, а нам, как сказано выше, понадобится 14.4 вольтовое напряжение.
Затем осмотрите плату — на ней должно быть три оптрона, каждый из которых используется для передачи импульсов от зашиты по перенапряжению. Эти оптроны обеспечивают взаимосвязь между низковольтной, а также высоковольтной составляющими блока. Для того, чтобы защита не срабатывала в случае скачков, необходимо будет замкнуть контакты на оптроне, для этого используется перемычка. Когда вы замкнете контакты, ЗУ будет работать всегда, когда будет подключено к бытовой сети. На схеме ниже более подробно указано, где нужно установить перемычку.
Выполнив эти действия, вам нужно будет достичь выходного напряжение 14.4 вольта. Чтобы сделать это, вам потребуется плата TL431, установленная на схеме. Этот компонент позволяет произвести настройку напряжения на всех дорожках, идущих от БП. Для увеличения этого показателя вам понадобится подстроечный резисторный элемент, который также расположен на схеме. Но этот компонент дает возможность увеличить параметр только до 13 вольт.
Поэтому для того, чтобы обеспечить необходимые характеристики, второй резистор, подключенный последовательным образом с подстроечным элементом, следует поменять. Устройство меняется на идентичное, только сопротивление второго должно быть более низким и составлять 2.7 кОм.
После этого необходимо выпаять транзисторный элемент, установленный рядом с этой схемой. На фото ниже этот компонент отмечен красным.
Далее, на 12-вольтный канал устанавливается резисторный элемент на 200 Ом, его мощность должна составлять 2 Вт, а на 5-вольтный канал ставится устройство на 68 Ом, показатель мощности которого составляет 0.5 Вт.
Следующим этапом будет ограничение значения силы тока на выходе, этот параметр определяется в соответствии с характеристиками БП. Чтобы зарядное устройство из блока питания компьютера работало нормально, сила тока должна быть не более 8 ампер. Для этого необходимо будет повысить номинальное значение резистора, соответственно, его следует поменять на мощное устройство со значением сопротивления 0.47 Ом.
Затем приступаем к обустройству схемы защиты, для этого возьмите обычное 12-вольтное реле с двумя диодными элементами. Параллельно реле следует подключить один диод, а само устройство необходимо зафиксировать на радиаторе, для этого используйте герметик.
Завершающим этапом будет подключение двух проводов с зажимами, их сечение должно составлять 2.5 квадратных миллиметра. Эти провода будут подключаться к выходам батарейки. В корпусе блока следует просверлить два отверстия и протянуть кабеля, для лучшей фиксации можно использовать нейлоновые стяжки. Чтобы обеспечить контроль силы тока, в систему можно добавить амперметр, который соединяется параллельно к цепи БП.

Фотогалерея «Делаем самодельное ЗУ»

Заключение

Основным преимуществом описанного выше способа считается то, что автомобильная АКБ никогда не будет перезаряжаться и, соответственно, это не повлияет на ее ресурс эксплуатации. При этом неважно, сколько времени батарея проведет во включенном состоянии с ЗУ. Из минусов следует выделить то, что данное ЗУ не подразумевает использование индикаторов, которые позволят определить степень зарядки и, соответственно, необходимость отключения прибора.

Так что фактически вы не будете точно знать, зарядилась ли ваша батарея или нет. Но в среднем, как отмечают наши соотечественники, уже воспользовавшиеся таким ЗУ, время заряда составляет около суток. Помните о том, что при подключении всегда нужно соблюдать полярность, если вы перепутаете плюс с минусом, то ЗУ просто перегорит.

Видео «Наглядная инструкция по переделке БП в ЗУ»

Более наглядная инструкция по изготовлению зарядного прибора из компьютерного блока приведена на видео (автор — канал Паяльник TV).

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.