Схема автомобильного зарядного устройства

Схема автомобильного зарядного устройства

Как правило, во всех зарядных устройствах, регулировка тока зарядки осуществляется мощным тиристором или транзистором которые установлены на большом радиаторе и занимающие много места и не малые по весу. Соответственно из-за больших нагревов регулирующих элементов уменьшается коэффициент полезного действия и надежность всего узла. В автомобильном зарядном устройстве, которое предлагается в этой статье, эти недостатки устранены.

Схема автомобильного зарядного устройства работающего по принципу импульсного регулятора тока представлена на рисунке ниже.

Генератор импульсов, собранный на двух логических элемента 2И-НЕ (DD1.1 и DD1.2), является собственно блоком управления нашего зарядного. Резистором R3 регулируется скважность импульсов вырабатываемых данным блоком.

Элементы DD1.3 и DD1.4, включенные параллельно, выступают в роли буферного усилителя и инвертора выходного сигнала генератора. А полевой транзистор VT1 это регулятор тока.

При параметрах деталей, которые указаны на схеме, частота вырабатываемых импульсов будет составлять около 13 килогерц.

Принцип регулировки тока зарядки основан на изменении частоты генератора. При увеличении частоты скважность импульсов будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и ток, протекающий через транзистор и аккумулятор, так как транзистор, будет меньше времени находится в открытом состоянии за период. При уменьшении частоты все наоборот.

В открытом состоянии сопротивление транзистора составляет примерно 0,017 Ом. Но так как он работает в режиме ключа на частоте около 13 килогерц, то при токе зарядки аккумулятора 5 ампер нагрев практически отсутствует. И тепловая мощность, рассеиваемая им в атмосферу, будет всего около 0.55 ватта. Соответственно площадь радиатора будет совсем небольшой, или же вообще можно обойтись без радиатора.

Для надежной работы зарядного устройства трансформатор Т1 должен быть мощностью ни менее 150 ватт, с вторичной обмоткой которая обеспечит 16-17 вольт на сглаживающем конденсаторе С1, и током ни менее 6 ампер. Но еще лучше будет, если использовать так называемый «электронный трансформатор», который применяется с галогенными лампами на 12 вольт. Это транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом. Его преимуществом является малый размер и меньшее потребление энергии. Можно использовать широко распространенный трансформатор выпускаемый фирмой «Taschibra», мощностью 150 ватт и напряжением 12 вольт. Но для этого его необходимо немного переделать. Нужно домотать вторичную обмотку. Она у него состоит из 4-х параллельных проводов (жгута), каждый 1 мм, 9 витков. Дополняем вторичку еще тремя витками такого же жгута. Это можно сделать не разбирая ферритовый магнитопровод. После такой доработки, напряжение на конденсаторе C1 повысится до необходимых нам 17 вольт, при нагрузке 5,5 ампер.

Далее после трансформатора стоит диодный мост, собранный из диодов Шоттки. При этом VD1 это два диода в одном корпусе (можно и раздельно), VD2-VD3 дискретные. Все диоды устанавливаются на радиаторе через изолирующую прокладку с теплопроводной пастой.

Транзистор то же устанавливается на радиаторе из меди или алюминия размером 50х50х1 мм.

Амперметр взят от бытового магнитофона советского производства М476/2. Можно установить и любой другой, подобрав при этом шунт.

Конденсатор C1 желательно установить как можно большей емкости на напряжение не ниже 25 вольт. C2 примерно 10МкФ 16 вольт.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортным аналогом, а транзистор на IRFZ44N.

Данное устройство можно использовать не только как зарядное, но и как регулятор мощности различных нагревательных и осветительных приборов или регулировки частоты вращения коллекторных двигателей. При этом выходное напряжение и ток зависят только от номиналов деталей схемы.

Еще одной особенностью этой схемы является возможность регулировать ток от нуля до максимального, в отличие от многих других схем.

Внимательно вчитавшись в название "Калгон",
я подумал, что оно идеально бы подошло для слабительного.

Схемы зарядных регуляторов токов для автомобильных аккумуляторов

Простое зарядное устройство стабилизатор тока из подручных материалов

Существует огромное число готовых схем и конструкций, позволяющих заряжать автомобильный аккумулятор. Эта статья на тему переделки компьютерного блока питания под автоматическое зарядное устройство автомобильного аккумулятора. В ней рассказывается о том, как собрать автоматический стабилизатор тока с возможностью регулировки выходного тока.

Схема стабилизатора, используемая в нашем собираемом зарядном устройстве, довольно проста и основана на базе операционного усилителя (ОУ) без обратной связи с большим коэффициентом усиления.

В качестве такого операционного усилителя, или правильнее будет его назвать компаратором, используется микросхема LM358. На изображении видно, что она имеет:

• два входа (инвертирующий и неинвертирующий);
• один выход.

Задача LM358 состоит в том, чтобы сбалансировать параметры на выходе путём увеличения или уменьшения напряжения на входах.

Зарядное устройство или простой стабилизатор – это прибор, который:

• сглаживает пульсации сети;
• поддерживает прямую линию графика тока на одном уровне.

Как это осуществляется? В нашем случае на один вход подаётся опорное напряжение, задаваемое с помощью стабилитрона. Второй вход подключен после шунта, предназначенного для роли датчика тока. Когда подключается к выходу разряженный аккумулятор, в цепи возрастает ток и соответственно возникает падение напряжения на низкоомном резисторе. На микросхеме LM358 появляется разность напряжений между двумя входами. Устройство стремится сбалансировать эту разность, тем самым увеличивая параметры на выходе.

Читать также: Отрезной станок из болгарки своими руками видео

Глядя на схему мы видим, что на выход подключен полевой транзистор, который управляет нагрузкой. По мере заряда аккумулятора на клеммах устройства начинает повышаться напряжение, следовательно, начинает расти оно и на одном из входов ОУ. Возникает разность напряжений между входами, которую ОУ пытается выровнять путём уменьшения напряжения на выходе, тем самым уменьшая ток в основной цепи.

В итоге, аккумулятор заряжается до нужного напряжения, то есть выставленного значения на клеммах зарядного устройства. Падение напряжения на резисторе R3 становится минимальным, либо его не будет вообще. При выравнивании напряжения на входах транзистор закрывается, тем самым отключая нагрузку от зарядного устройства.

Особенностью данной схемы является то, что она позволяет ограничивать ток заряда. Делается это с помощью переменного резистора, который включён последовательно в делитель. И собственно поворачивая ручку этого резистора можно изменять параметры на одном из входов. Возникающую разность опять же выравнивают путём увеличения либо уменьшения параметров.

Универсальных схем не бывает. Кого-то интересует вопрос увеличения тока нагрузки. Например, что нужно поменять в схеме для 15 А? Необходимо будет поставить переменник не 5, а 10 кОм. Так же сделав предварительный расчёт и заменив соответствующие элементы, можно запросто настроить схему под свои нужды.

Схемы простых мощных зарядных устройств для аккумуляторов.

Трансформаторные ЗУ для автомобильных аккумуляторов с высоким КПД: простейшие на гасящих конденсаторах, а также импульсные на тиристорах, симисторах и мощных полевых транзисторах.

Для начала давайте разомнёмся и забудем про такой параметр, как КПД. Предположим, что есть острое желание зарядить автомобильный АКБ, но нет возможности ввиду полного отсутствия зарядки. Также сделаем предположение, что в хозяйстве затерялись: лампа накаливания на 220 вольт, диодный мост с допустимым током, превышающим ток, при котором мы будем заряжать аккумулятор, либо, на худой конец, просто силовой (выпрямительный) диод с таким же допустимым током и максимальным обратным напряжением — не менее 300В.

Спаяв схему, приведённую на Рис.1 слева, и озадачившись соблюдением техники безопасности, а также полярности подключения ЗУ к АКБ, получаем вполне себе работоспособное устройство, обеспечивающее нормированный и постоянный ток заряда подопечного аккумулятора. Поскольку 220 вольт — это действующее значение переменного напряжения сети, то силу тока, протекающую через АКБ можно рассчитать по простой формуле: Iзар(А) = Pламп(Вт) / (220 — Uакб)(В) ≈ Pламп(Вт) / 220(В) . Параллельное соединение двух ламп — удваивает зарядный ток, трёх — утраивает и т. д. до разумной бесконечности. Схема, изображённая на Рис.1 справа, выдаёт ток, вдвое меньший по сравнению с предыдущей. Большим преимуществом приведённых схем является возможность зарядки любых аккумуляторов, независимо от собственных значений их напряжений.

Ещё одна простая и бюджетная схема зарядного устройства для аккумулятора с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч представлена на Рис.2.

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 кв. см.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Сборка устройства

Конечно, интересно посмотреть на готовое самодельное изделие, тогда приступим к сборке устройства. В интернет-магазинах существует много компактных плат под эту схему. Стоимость деталей для сборки данного стабилизатора напряжения обойдётся менее двухсот рублей. Если покупать готовый стабилизатор напряжения, придется заплатить в несколько раз больше.

Все стандартные действия сборки не будем описывать, отметим лишь основные моменты. Транзистор надо размещать на теплоотвод. Почему? Потому что схема линейная и при больших токах транзистор будет сильно нагреваться. Из чего изготовить радиатор? Его можно сделать из обычного алюминиевого уголка и закрепить непосредственно на вентилятор блока питания. И, несмотря на то, что по размерам радиатор достаточно небольшой, благодаря интенсивному обдуву он прекрасно справится со своей задачей.

К радиатору прикручивается через термопасту транзистор, в этой схеме он используется полевой, N-канальный IRFZ44 с максимальным током 49 А. Так как радиатор изолирован от основной платы и корпуса, то транзистор приворачивается напрямую без изоляционных прокладок.

Плату стабилизатора через латунную стойку закрепляется на этот же алюминиевый уголок. Для регулировки выходного тока используется переменный резистор на 5 кОМ. Провода, чтобы не болтались, фиксируются пластиковыми стяжками.

В результате, должна получиться следующая схема подключения данного стабилизатора для зарядного устройства.

Блок питания может быть абсолютно любым, как компьютерным блоком питания, так и обычным трансформатором. Шнур для подключения в розетку используется обычный компьютерный.

Всё готово. Можно теперь использовать такой регулируемый стабилизатор напряжения для зарядного устройства. Надо отметить схема простая и недорогая: одновременно выполняет функции стабилизатора и зарядного устройства.

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками?

Автоматические устройства представляют простую конструкцию, но очень надежную в работе. Создана их конструкция при использовании простого трансформатора без лишних электронных дополнений. Они рассчитаны на простую зарядку аккумуляторов любых транспортных средств.

• Провода для подключения ↓
• Зарядка для АКБ из блока питания компьютера ↓
• Способ первый ↓
• Способ второй ↓
• Способ третий ↓
• Простейшее устройство с использованием адаптера ↓
• Зарядное устройство из диода и бытовой лампочки ↓
• Проверка и настройка ↓
• Порядок зарядки автомобильного аккумулятора ↓

Плюсы:

1. Зарядка прослужит долгие годы при правильном использовании и должном ее обслуживании.

Минусы:

1. Отсутствие какой-либо защиты.
2. Исключение режима разрядки и возможности проведения восстановления аккумуляторной батареи.
3. Тяжелый вес.
4. Достаточно высокая стоимость.

Состоит классический зарядный прибор из следующих ключевых элементов:

1. Трансформатор.
2. Выпрямитель.
3. Блок регулировки.

Такой прибор вырабатывает постоянный ток под напряжением 14,4в, а не 12в. Поэтому согласно законам физики, невозможно зарядить одно устройство другим, если напряжение у них одинаковое. Руководствуясь вышесказанным, оптимальным значением для такого устройства является 14.4 Вольта.

Ключевыми компонентами любого зарядного устройства считаются:

• трансформатор;
• сетевая вилка;
• предохранитель (осуществляет защиту от короткого замыкания);
• проволочный реостат (осуществляет регулировку силы зарядного тока);
• амперметр (показывает силу электрического тока);
• выпрямитель (преобразовывает переменный в постоянный ток);
• реостат (регулирует силу тока, напряжение в электрической цепи);
• лампочка;
• включатель;
• корпус;

Зарядное устройство из диода и бытовой лампочки

Диод – это полупроводниковый электронный прибор, который способен проводит ток в одном направлении, имеет сопротивление, приравненное к нулю.

В качестве диода будет использован адаптер зарядки к ноутбуку.

Для изготовления такого вида устройства, нам потребуется:

• адаптер зарядки к ноутбуку;
• лампочка;
• провода длиной от 1 м;

Каждый зарядный прибор для автомобиля выдает около 20в напряжения. Так как диод его заменяет адаптер и пропускает напряжение только в одну сторону, он защищен от короткого замыкания, которое может случиться при неправильном подключении.

Порядок зарядки автомобильного аккумулятора

Довольно большое количество автовладельцев считают зарядку аккумулятора очень простым дело.

Но в этом процессе существует некоторое количество нюансов, от которых зависит продолжительная работа батареи:

Перед тем, как поставить батарею на зарядку, необходимо провести ряд необходимых действий:

1. Используйте химически стойкие перчатки и очки.
2. После снятия аккумулятора тщательно осмотрите его на признаки механических повреждений, следов вытекания жидкости.
3. Выкрутить защитные крышки, для выхода выделяемого водорода, во избежание закипания аккумулятора.
4. Тщательно присмотритесь к жидкости. Она должна быть прозрачная, без хлопьев. Если цвет жидкости темный и имеются признаки осадка, немедленно обращайтесь за помощью к специалистам.
5. Проверить уровень жидкости. Исходя из действующих стандартов, на боковой стороне АКБ имеются пометки, «минимум и максимум» и если уровень жидкости ниже требуемого, необходимо его пополнить.
6. Заливать необходимо только дистиллированную воду.
7. Не включайте зарядный прибор в сеть, пока не подключены крокодилы к клеммам.
8. Соблюдайте полярность при подсоединении крокодилов на клеммы.
9. Если в процессе зарядки будут слышны звуки кипения, то отключите прибор от сети, дайте время остыть АКБ, проверьте уровень жидкости и после этого можно заново подключить зарядное устройство к сети.
10. Следите чтобы, АКБ не перезаряжался, так как от этого зависит состояние его пластин.
11. Проводите зарядку АКБ только в хорошо проветриваемых помещениях, так как в процессе заряжания выделяются токсические вещества.
12. Электрическая сеть должна иметь установленные автоматы, отключающие сеть в случае ее замыкания.

После того, как вы поставите аккумулятор на зарядку, со временем ток будет падать, а напряжение на клеммах будет возрастать. Когда напряжение достигнет 14,5в – зарядку стоит прекратить выключением из сети. При достижении напряжения более 14,5в, аккумулятор начнет кипеть, а пластины освобождаться от жидкости.

Важно. Никогда не перезаряжайте свой аккумулятор, это может привести к потере его емкости и выходу из строя.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора на Attiny25. Схема и описание

Многие люди до сих пор заряжают 12 В кислотные аккумуляторы, в частности автомобильные аккумуляторы, с помощью несложных выпрямителей, которые содержат только трансформатор и диоды. Преимущество — простота, но при этом параметры зарядки далеки от оптимальных значений.

Старое проверенное правило гласит, что типичный автомобильный аккумулятор должен заряжаться током равным 1/10 его емкости. Зарядка с более низким током увеличит время зарядки, но не окажет отрицательного влияния на аккумулятор.

Неудобно и опасно заряжать током большим чем 1/10 емкости. Прежде всего, в этом случае трудно распознать момент окончания зарядки и легко перезарядить автомобильный аккумулятор. Кроме того, аккумулятор может нагреваться, а в худшем случае может быть поврежден. Аккумулятор после такой зарядки теряет емкость или вообще может выйти из строя, поэтому следует тщательно выбирать зарядное устройство.

Второе проверенное правило говорит о необходимости прекращения зарядки, когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 В. К сожалению, это значение трудно измерить во время процесса зарядки, поскольку подключенный выпрямитель вызывает повышение напряжения и пульсацию.

Для получения надежного измерения потребуется отключить выпрямитель. Вышеуказанные проблемы относятся к каждому классическому выпрямителю, конструкция которого основана только на трансформаторе и мостовом выпрямителе.

Данная схема представляет собой зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, которое может улучшить такой выпрямитель и устранить эти основные недостатки.

Основные параметры зарядного устройства:

• регулировка тока зарядки до 10 А
• автоматическое завершение процесса зарядки
• индикация состояния зарядки с помощью светодиода
• защита от короткого замыкания и обратной полярности
• может работать как адаптер к выпрямителю
• источник питания — трансформатор 100 … 200 Вт 16. ..20 В
• подходит для зарядки аккумуляторов емкостью до 100 Ач

Работа зарядного устройства

Основной функцией, которую выполняет схема, является регулирование зарядного тока. Регулировка выполняется методом, аналогичным фазовому регулированию, применяемому при управлении тиристором или симистором, но слегка измененным — инвертированным.

В нашей схеме исполнительным элементом является мощный MOSFET-транзистор. Это решение обеспечивает гораздо меньшие потери мощности и более простое и гибкое управление, чем в случае симистора.

Двухполупериодный выпрямленный сигнал поступает к исполнительному транзистору. Транзистор начинает открываться, когда уровень напряжения стремиться к нулю, благодаря чему ток плавно увеличивается — вместе с синусоидальным сигналом.

Момент закрытия транзистора определяет величину тока, поступающего на аккумулятор. Чем позже закрывается транзистор, тем большая часть сигнала будет передана, и в результате мы получим больший ток и наоборот.

Данная схема не является стабилизатором тока, она не поддерживает постоянное значение тока. Однако схема позволяет ограничить начальное значение тока, которое на самом деле является максимальным значением, поскольку во время зарядки значение тока уменьшается с увеличением заряда аккумулятора.

На последнем этапе ток зарядки может быть намного ниже, чем в начале. Это увеличивает время, необходимое для полной зарядки, но позволяет более точно определить время окончания.

Вторая важная функция системы — контролировать значение напряжения аккумулятора. Чтобы получить наиболее точный результат, измерение производится при закрытом силовом транзисторе. Такой измерительный цикл запускается один раз каждые 200 полупериодов напряжения питания, то есть каждые 2 секунды, после которого ток зарядки не протекает (в течение примерно 10 мс).

Результат измерения не искажается зарядным током, импульсами напряжения или сопротивлением проводов. Если измеренное напряжение достигло 14,4 В, зарядка прекращается, а когда напряжение падает ниже этого уровня, процесс зарядки возобновляется.

В конце зарядки такой цикл будет повторяться многократно, так как даже полностью заряженный аккумулятор не держит на своих клеммах напряжение 14,4 В. Напряжение довольно быстро падает до значения ок. 13 В, а затем оно должно стабилизироваться в районе 12,6 В.

Текущий уровень заряда отображается светодиодом. Светодиод мигает с частотой примерно каждые 2 с, с заполнением в зависимости от уровня заряда аккумулятора. При напряжении примерно до 11 В светодиод мигает с 5% заполнением, чем выше напряжение, тем дольше светодиод будет гореть в каждом цикле вплоть до 14,4, когда он будет гореть постоянно.

На практике — даже после зарядки аккумулятора светодиод может время от времени мигать, поскольку напряжение на аккумуляторе снижается. Это так называемый режим поддержки заряда аккумулятора.

Дополнительной функцией данного зарядного устройства является защита от короткого замыкания. Работа этой функции основана на том факте, что пока на выходных клеммах зарядного устройства нет напряжения (аккумулятор не подключен), зарядка не будет включена.

Только появление напряжения минимум 9 В (от аккумулятора) приводит зарядку в действие. Состояние выходных клемм проверяется в каждом полупериоде, непосредственно перед включением транзистора, поэтому даже случайное отключение проводов от аккумулятора и их замыкание не повредят устройству (при условии, что от отключения до короткого замыкания прошло не менее 10 мс).

И последняя функция схемы — оповещение о неправильной полярности подключения аккумулятора. Если аккумулятор подключен к выходным клеммам в обратном направлении, немедленно прозвучит звуковой сигнал.

Испытания подтвердили, что даже изменение полярности во время работы зарядного устройства не приведет к каким-либо повреждениям. Но для большей безопасности аккумулятор следует подключать при отключенном от сети зарядном устройстве, и при отсутствии звукового оповещения можно подать напряжение питания.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора вместе с элементами выпрямителя показана на рисунке ниже. Транзистор Т1 со смежными элементами представляет собой детектор перехода напряжения через ноль. Однако в нашем случае мы имеем дело с двухполупериодным сигналом, то есть пульсирующим сигналом.

Кроме того, когда аккумулятор подключен через диод, содержащийся в структуре MOSFET транзистора T3, на пульсирующую форму сигнала также накладывается постоянное напряжение от аккумулятора.

По сути, транзистор T1 является детектором момента, когда напряжение пульсирующей формы выходит за пределы значения напряжения аккумулятора. Именно с этого момента ток может течь в сторону аккумулятора — заряжая его.

Транзистор T2 с обвеской работает как драйвер силового транзистора T3. Положительные импульсы с напряжением 5 В с выхода микроконтроллера открывают исполнительный транзистор Т3, а резистор R10 закрывает его после импульса.

Слишком высокая амплитуда управляющего сигнала может привести к повреждению схемы затвора MOSFET транзистора, поэтому в схему добавлен стабилитрон D1.

Управляющие импульсы синхронизируются с сигналом от нашего детектора импульсов. Чем дольше длится импульс, тем большая часть сигнала пройдет, и в результате будет течь больший ток.

Другими элементами устройства являются:

• Блок питания, построенный на основе стабилизатора напряжения IC2 (78L05);
• Микроконтроллер IC1 (Attiny25) с управляющей программой;
• Схема сигнализации обратной полярности аккумулятора — элементы R15, BUZZ и D3 (1N4007);
• Потенциометр на 50 кОм для регулировки тока;
• Сигнальный светодиод ;
• Блок измерения напряжения — регулируемый делитель напряжения на резисторах R12 и R13.

Сборка и запуск зарядного устройства

Схема собрана ​​на односторонней печатной плате размером 71 x 60 мм. Исполнительный транзистор T3 должен быть установлен радиатор.

После сборки и проверки схемы установите запрограммированный микроконтроллер в панельку. Теперь вы можете подключить трансформатор и, если все сделано правильно, светодиод будет циклически мигать, указывая на работу устройства.

Фьюзы

При программировании микроконтроллера необходимо выставить следующие фьюзы:

• 0xE2 LOW
• 0xDD HIGH
• 0xFF EXTENDED

В PonyProg фьюзы будут выглядеть так:

В Uniprof фьюзы будут выглядеть так:

Примечание. Светодиод не будет мигать, если на схему подается постоянное напряжение, например, только от аккумулятора. Также стоит проверить, есть ли напряжение на выходе зарядного устройства. Если мультиметр показал значительное напряжение, это указывает на неисправность в цепи управления исполнительного транзистора.

Вся схема требует простой регулировки – установка напряжения окончания зарядки. Для этого необходимо отключить управление исполнительным транзистором — самый простой способ сделать это — вынуть микроконтроллер из гнезда и отогнуть вывод 5 микроконтроллера, чтобы после вставки микроконтроллера в панельку вывод 5 висел в воздухе.

Теперь подключите источник питания от трансформатора или выпрямителя, и подключите к клеммам регулируемый источник питания с заданным напряжением 14,4 В.

Регулировка заключается в настройке (резистор R13) такого состояния, чтобы светодиод светился непрерывным светом, но в то же время находился на границе мигания. После регулировки все отсоедините и правильно установите микроконтроллер (вывод 5).

Как сделать из компьютерного блока питания зарядное устройство

Эксплуатация автомобиля в городском режиме чревата частыми остановками и кратковременными поездками, во время которых генератор просто не успевает дозарядить аккумуляторную батарею. В результате пластины АКБ из-за постоянного недозаряда подвергаются сильной сульфатации, сокращая срок службы источника питания. Поэтому аккумулятор нужно периодически заряжать. Для многих автовладельцев покупка ЗУ за полсотни долларов – недопустимое расточительство. Именно для них мы и предлагаем бюджетный вариант решения проблемы.

Где достать компьютерный блок питания

Любой компьютерный магазин, имеющий собственный сервисный центр (а таких сегодня большинство), не имеет недостатка в сгоревших, а то и целых блоках питания. Вам нужно просто договориться с администрацией, чтобы за символическую плату стать обладателем такой комплектующей.

Проблема в том, что не все модели пригодны для создания полноценного зарядного устройства с регулируемыми током/напряжением. Нужно искать блок питания с ШИМ-контроллером TL 494 или аналогичные (M5T494, KA7500). А вот БП с микросхемами типа АТ2003 или SG6105 позволят получить простенькое зарядное устройство без возможности регулировки напряжения.

Мы не будет ограничиваться простым ЗУ, поэтому рассмотрим переделку БП с использованием ШИМ TL 494, который, кстати, считается самым распространённым.

Подготовительные работы

Если мы прикупили нерабочий блок питания, нам потребуется для начала найти поломку и устранить её.

Для этого включаем БП в сеть и проверяем напряжение на 9 контакте (фиолетовый провод, идущий к большому разъёму). Если есть 5 В – приступаем к следующему шагу, иначе ищем поломку в цепи источника дежурного питания.

При наличии 5 вольт проверяем напряжение на выводе 12, оно должно быть в пределах 7–41 В.

Самая распространённая неисправность дежурки – высохшие конденсаторы, но следует проверить на наличие КЗ и диоды, и транзисторы, а также обмотки трансформатора.

Если дежурный БП исправен, но ШИМ всё равно не запускается, проверяем работоспособность источника опорного напряжения.

Нередко бывает достаточно заземлить вывод 4 микросхемы, после чего ШИМ благополучно стартует. Это означает, что проблему следует искать в цепи защиты блока от перегрузок, или же в контуре формирования служебных сигналов. Но поскольку защита от перегрузок нам не потребуется, проверять её мы не будем. Аналогичным образом поступаем и со схемой формирования служебных сигналов.

Изучаем схему БП TL494

Схема самого простого варианта БП включает 6 блоков:

1. Выпрямитель, он же выполняет функции сетевого фильтра.
2. Схема защиты от перегруза, отвечающая также за формирование служебных сигналов.
3. ДИП.
4. Усилитель мощности.
5. 12-вольтовый выпрямитель напряжения вторичной цепи ИП.
6. Промежуточный усилитель.

Если ШИМ запускается, но на выходе сигнал отсутствует, нужно проверить работоспособность силовых транзисторов и схему усилителя мощности. Среди возможных неисправностей – пробой конденсаторов, обрывы резисторов, короткое замыкание в транзисторах.

Как переделать блок питания компьютера в зарядное устройство

Строго говоря, ремонт БП не является главным предметом рассмотрения нашей статьи, в конце концов, можно приобрести и рабочий вариант. Наша основная задача – получить на выходе 12 В. За это отвечает выходная схема, на которой имеются фильтры питания вкупе с выпрямителями:

Не нужно бояться выпаивать лишние элементы – чтобы запустить схему TL494, необходимы только 1 конденсатор и 4 резистора (плюс парочка переменных сопротивлений). Они на схеме имеются, если выпаяете что-то лишнее, всегда можно вернуть их на место.

Микросхема LM339 представляет собой четырёхкомпонентный компаратор, отвечающий за работу цепи защиты – его тоже можно выпаивать.

При переделке БП компьютера в зарядное устройство, совмещённое с лабораторным источником питания, можно воспользоваться схемой:

Фактически для переделки блока питания компьютера в ЗУ нам потребуются шунт с номиналом 0.1–0.01 Ом и пара переменных резистора. Разумеется, если вы не в ладах с электроникой, за такую работу лучше не браться.

Уже этого достаточно, чтобы получить диапазон напряжений на выходе в пределах 3–25 В с возможностью ограничить ток заряда величиной 0.5–15 А. То есть для стандартной зарядки нам потребуется выставить напряжение в пределах 14.3–14.6 В, а ток ограничить величиной, составляющей 10% от ёмкости батареи. По существу, мы собрали стабилизатор напряжения, поэтому по мере заряда батареи будет падать ток, что защитит автомобильный аккумулятор от перезаряда и кипения электролита. То есть вам не нужно будет контролировать процесс, а АКБ может стоять на зарядке сколь угодно долго – по мере заряда ток будет падать вплоть до нулевого значения.

Недостаток нашей схемы состоит в отсутствии полноценной защиты от КЗ, поэтому при замыкании клемм батареи максимальный ток будет равен значению, выставленному нами. Но если вы выставите все 5.5 или 6 А, этого будет достаточно, чтобы из вашего блока питания вскоре пошёл сизый дымок… Так что переполюсовка – главный враг нашего ЗУ

Добавление в цепь 15-амперного предохранителя позволит уменьшить риски, но на практике такая защита чаше всего не срабатывает.

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.

Понижающий преобразователь с токограничением или зарядка на 5А

На этот раз полноценного тестирования не получилось ввиду выхода устройства из строя 🙁
Представляет собой понижающий преобразователь напряжения с дополнительной функцией регулируемого токоограничения и контроля. Это может быть полезно не только для зарядки аккумуляторов, но и для защиты от перегрузки и КЗ.

Заявленные технические характеристики:
Размер: 50*26*11 (l * W * h) (мм)
Рабочая температура:-40° до + 85°
Регулирование напряжения: ± 2.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Регулировка нагрузки: ± 0.5% (вероятно имелась в виду точность поддержания)
Пульсация выходного сигнала: 20мВ
Частота переключения: 300 кГц
Эффективность преобразования: до 95%
Выходной ток: регулируемый максимально 5А
Выходное напряжение: 0.8 В-30 В
Входное напряжение: 5 В-32 В
Не синхронное выпрямление

Собран на базе XL4005E1 от XLSEMI, которая по параметрам выгодно отличается от популярной LM2596S

www.xlsemi.com/datasheet/XL4005%20datasheet.pdf

На сдвоенном операционном усилителе LM358 собрана схема регулируемого токоограничения и компаратор для индикации окончания заряда.

Реальная принципиальная схема устройства

Выходное напряжение регулируется в пределах от 0,8В до почти входного.
Точность установки малых напряжений (менее 3В) невысока — слишком резко оно меняется при вращении подстроечника. Если необходима высокая точность установки малых выходных напряжений — придётся заменить подстроечник 10кОм на меньший номинал:
1,0кОм — 1,4-3,5В
1,5кОм — 1,4-5В
2,2кОм — 1,4-7В

Выходной ток регулируется в пределах от 0,03А до 5,5А
В качестве датчика тока применён шунт на базе резистора SMD 2512 0,05Ом. Очень часто производители в качестве шунта используют печатную дорожку, что является плохим тоном (ток плавает с нагревом).
Подключение входа и выхода универсальное — клеммник + контакты под пайку.
Имеются дополнительные контакты блокировки работы преобразователя.

Отдельно стоящий красный светодиод показывает работу в режиме ограничения тока. Синий светодиод показывает режим заряда аккумулятора, красный рядом с ним — режим окончания заряда (уменьшение тока до 10% от уставки).

Дроссель явно сделан не под этот преобразователь, т.к. не тянет 5А, намотан в один провод и имеет повышенную индуктивность (40мкГн). Скорее всего это дроссель для преобразователя на LM2596S (3А 150кГц).
Реальная ёмкость конденсаторов 470мкФ оказалась 360мкФ, ESR довольно плохой 0,10 Ом, однако дополнительная керамика должна помочь уменьшить выходные пульсации.
Ещё одна особенность: падение напряжения на шунте не компенсировано, т.е. выходное напряжение немного зависит от нагрузки — на максимальном токе 5А выходное напряжение снижается на 0,25В

Естественно китайцы не смогли не накосячить в схеме 🙂
1. При установленном напряжении менее 1,4В некорректно работает схема токоограничения, т.к. операционник уже не может корректировать напряжение на управляющем входе XL4005E1. Решение — добавить сопротивление 200 Ом последовательно с подстроечником. Также, при малом выходном напряжении перестаёт светиться синий светодиод.
2. Напряжение с шунта идёт на входы операционников напрямую без токоограничивающих резисторов. Это может привести к кратковременному повышению напряжения на их входах свыше 5В при замыкании выхода. Решение — добавить резистор 10кОм в разрыв между входами ОУ и шунтом.
3. Уменьшить индуктивность дросселя, просто отмотав с него 6 витков.
После всех доработок схема получается такая:

Проверку производил при входном напряжении 12,5В и выходном напряжении 5В.
На выходном токе 3A XL4005 разогрелась до 65ºС, дроссель до 91ºС, нагрев в допустимых пределах
На выходном токе 4A А XL4005 разогрелась до 82ºС, дроссель до 106ºС, нагрев слишком велик
На выходном токе 5A XL4005 разогрелась до 97ºС, дроссель до 132ºС, быстро перегреваются все силовые элементы включая даже шунт и конденсаторы.
Через 3 минуты такой работы, ток пропал и тестирование пришлось прекратить. Ну, думаю, хорошо, заявленная термозащита XL4005 сработала, но после остывания преобразователь не заработал 🙁 Остальные элементы не пострадали. Видимо, не стоило максимально нагружать преобразователь без дополнительного радиатора.
Надеюсь, это дефект конкретного экземпляра, а не всей партии.
Преобразователь в дальнейшем буду ремонтировать, как придут заказанные микросхемы.
Претензий продавцу не предъявлял.

Вывод: интересная железка, но заявленный ток 5A совершенно не держит, необходимо ограничиться током не более 2,5-3A