Bt-teh.ru

БТ Тех
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зарядное устройство из компьютерного БП ATX с защитой от переполюсовки и КЗ

Зарядное устройство из компьютерного БП ATX с защитой от переполюсовки и КЗ.

Пожалуй каждый автолюбитель рано или поздно сталкивается с необходимостью подзарядить аккумулятор своего «коня». Я много раз находил информацию, что из компьютерного блока питания можно сделать хорошую зарядку для аккумуляторов, но всегда отбрасывал эту информацию так как на переделку просто не было достаточно свободного времени и у меня была простейшая зарядка внутри которой был трансформатор, диод и амперметр 🙂 Заряжать аккумуляторы при необходимости я мог, но вот качество этой зарядки оставляло желать лучшего.

И вот, когда появилось свободное время, я начал процесс изготовления (переделки) блока питания компьютера в зарядное устройство для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей 62 А.Ч. Потратив несколько часов на поиски в интернете был найден ненужный, ещё рабочий блок питания (Codegen 250W) и инструкция со схемой по переделке. Сразу скажу, что суммарно процесс переделки у меня занял около двух-трёх недель, так как взятая изначально схема дорабатывалась, просчитывалась, переделывалась и настраивалась. При этом за две-три недели перечитал кучу инструкций, статей, схем по принципам работы блоков питания, работе ШИМ контроллеров, назначению ДГС и ещё тонны полезнейшей информации для общего развития. Многие элементы схемы пришлось рассчитывать самому дабы получить именно то, что мне было необходимо.

За основу была взята схема описанная в статье «Компьютерный блок питания — зарядное устройство». Согласно инструкции для переделки подойдет практически любой компьютерный блок питания, имеющий в своей основе генератор на микросхеме TL494 (ее аналоги — КА7500 и отечественная КР1114ЕУ4).

Начальная схема переделки выглядела так:

Блок питания решено было взять Codegen 250W 250X1, вот такой:

Внутри он выглядел вот так, схема построена на необходимом мне ШИМ контроллере KA7500B:

Была найдена принципиальная схема блока питания Codegen 250W 250X1:

Огромное количество схем к компьютерным блокам питания АТХ/АТ и блокам питания к ноутбукам можно найти в моём сборнике схем к компьютерным блокам питания. В сборнике есть и данная схема.

Для начала выпаиваем с платы БП всё лишнее и заменяем некоторые детали: схемы защиты и контроля напряжений выпаиваем, конденсаторы ставим с большим напряжением, линию +3.3v выпаиваем полностью, линию -5v тоже выпаиваем. Оставляем схему управления оборотами вентилятора и для неё линию -12v на которой заменяем конденсатор на аналогичный с большим напряжением.

Для чего необходимо менять конденсаторы на аналогичные с большим напряжением? Отвечаю. Мы будем поднимать напряжение на линии +12v до +14.4v (а в процессе настройки и более), а вместе с линией +12v вырастут напряжения и на линиях +5v (примерно до +6v) и -12v (примерно до -14,4v). Стоит ещё учесть, что мы оставим стабилизацию только по линии +12v и в моменты большой нагрузки, когда ток будет около 5-6 ампер, то напряжения на остальных линиях могут ещё возрасти. Так что лучше поставить конденсаторы с более высоким запасом по напряжению на все линии.

На принципиальной схеме изменения показаны красным цветом:

Так как мне необходим максимальный ток зарядки в 5-6 ампер, то резистор R11 я установлю не 0,2 Ом, а 0,1 Ом. Но если установить его один, то он будет сильно греться, поэтому я установил параллельно три резистора 0,3 Ом 5 Ватт, общее сопротивление получилось 0,1 Ом и они практически не нагреваются даже при токах в 10 ампер.

Резистор R9 отвечает за уровень напряжения на линии +12v. Делитель напряжения R9/R3 делает напряжение на ноге 1 микросхемы равным 2.5 вольт. ШИМ контроллер будут стремиться выдать на выходе линии +12v такое напряжение, чтобы на ноге 1 было 2.5 вольта и оно сравнялось с опорным напряжением на ноге 2 (тоже 2.5 вольта), которое получается на делителе R1/R2.

Взяв калькулятор я посчитал, что для 12 вольт на выходе зарядного устройства, R9 должен быть 11,4 КОм, а для 14,4 вольт — 14,28 КОм. В результате я решил установить один постоянный резистор на 10 КОм (обозначен как R9) и один переменный на 10КОм (обозначен как R9+), тем самым я смогу точно подстроить нужное напряжение на выходе. Изначально я установил R9+ на 1,4 КОм чтобы получить 12 вольт на выходе. Вдальнейшем я подстройкой резистора увеличу напряжение до необходимого уровня, но это уже будет на этапе тестирования готового изделия.

Для защиты от переполюсовки я изначально отказался от использования реле. Хотелось всё сделать без реле, чтобы срабатывание и сброс защиты происходил автоматически. За основу была взята схема описанная в статье «Защита от переполюсовки зарядного устройства». Защита построена на полевом транзисторе IRFZ44N (можно использовать аналоги на напряжение от 30 вольт и ток от 40 ампер, например 40N03P или лучше 40N06).

Внимание! Ни в коем случае не устанавливайте в схему полевые транзисторы на напряжение менее 30 вольт! Дело в том, что при подключении аккумулятора обратной полярностью, на полевике будет сумма напряжений от зарядки (14.4v) и от самого аккумулятора (от 12 до 15 вольт), что в сумме будет 14.4 + 12(максимум 15) = около 28-30 вольт. Так что рекомендую устанавливать полевик более чем на 30 вольт.

В качестве шунта решено было использовать встроенный шунт в китайский LED измеритель напряжения и тока, 100V 10A. Вот такой:

Такой индикатор-измеритель можно купить в китайском интернет магазине всего за пару долларов, оплата с банковской карты, доставка посылки через обычную почту за 3-4 недели. Я заказал себе сразу несколько, чтобы они у меня были в запасе, такие индикаторы будут полезны не только в зарядке.

Изучив схему подключения этого измерителя приходим к выводу, что должен подойти и в качестве шунта и в качестве измерителя напряжения и тока. Смотрим схему подключения:

Читать еще:  Регулировка откатных ворот дорхан с электроприводом самостоятельно

А вот и принципиальная схема измерителя:

Как можно видеть, подключить его в нашу схему защиты не составит труда. Питание берём из нашей же линии, внутри измерителя стоит собственный стабилизатор на 3 вольта для работы измерителя. Кстати, опытным путём я определил (уже на рабочем устройстве), что сопротивление шунта RX в этом измерителе где-то 0,04 Ома. А суммарное сопротивление шунта и транзисторного перехода полевика — 0,04+0,017=0,057 Ом. Этого будет немного многовато, и защита может срабатывать при меньшем токе, чем в исходной схеме. Ну ничего, немного доработаем схему увеличив порог тока, необходимого для срабатывания защиты.

Поясню мои доработки. Добавлен конденсатор 0,33 микрофарада для отключения защиты по току в начальный момент скачка тока, например при подключении ламп накаливания. Без этого конденсатора при подключении лампочки на 40 Ватт срабатывала защита, хотя ток при работе лампы был менее 4 ампер. Лампы в момент подключения потребляют огромные токи! Конденсатор подобрал опытным путём так, чтобы защита не срабатывала при подключении одной лампы, но срабатывала при подключении двух ламп по 40 ватт.

Резистор R16 добавил для того, чтобы понизить порог срабатывания защиты по току. Без этого резистора схема тоже работает, но порог определяется только значением падения напряжения на Rш и переходе транзистора VT2. При увеличении тока через эти сопротивления, на базе транзистора VT3 повышается напряжение, и когда оно станет 0,5-0,7 вольт — транзистор VT3 откроется и закроет полевой транзистор (минусовая цепь разорвётся).

  • VD1 » зелёный » — индикатор наличия напряжения на выходных клеммах
  • VD3 » синий » — индикатор срабатывания защиты
  • VD5 » красный » — индикатор обратного подключения аккумулятора (переполюсовки)

Все детали, что не разместились на плате старого блока питания, я изобразил на окончательной схеме:

Ну и наконец фото уже собранного зарядного устройства:

Зарядное, фото 1 Зарядное, фото 2 Зарядное, фото 3 Зарядное, фото 4 Зарядное, фото 5 Зарядное, фото 6 Зарядное, фото 7 Зарядное, фото 8 Зарядное, фото 9 Зарядное, фото 10 Зарядное, фото 11

Всем спасибо за интерес к статье. Жду критику в комментариях и советы по доработке устройства!

Зарядное из atx с регулировкой тока и напряжения

Всем здрасьте!
Хочу поведать о своем опыте переделки компьютерного БП ATX в лабораторный БП с регулировкой напряжения и тока.
Подобных переделок в сети полно, но обычно все переделывают схемы на базе ШИМ TL494 и её клонов (KA7500, AZ7500BP и т.д.), я же хочу поведать о переделке блока на базе ШИМ GM3843 (UC3843).
Я то же пытался сделать блок на TL494, но так и не смог полностью победить возбуд на некоторых крайних режимах. В какой-то момент я просто утомился и решил пойти своим путем.
Некоторое время назад я делал себе зарядное устройство для гаража из блока на GM3843, но там минимальные переделки по самому блоку для увеличения выходного напряжения до 14.4В, и линейный стабилизатор тока на операционнике и мощном мосфете. Мне очень понравился конструктив блока, схема уверенно питала мощный компрессор от блокировки дифференциала током 25А при напряжении 14.4В (это 360Вт если что) при номинальной мощности блока в 350Вт, при этом надо учитывать что пусковой ток компрессора еще больше! Все остальные блоки, в том числе и на 600Вт, стабильно при этом уходили в защиту.
В принципе, таким образом можно переделать фактически любой БП, где в обратной связи силовой части стоит оптопара.
Под переделку мне попала плата от блока POWERMAN мощностью 250Вт, от 350Вт отличается только размером трансформатора, конструктивом снаббера, емкостью электролитов по входу и максимальным током силового мосфета. В блоке 250Вт стоит W9NK90Z (8 А), а в 350 Вт W12NK90Z (11 А).

В моем экземпляре отсутствует средний вывод на трансформаторе T1, но зато есть дроссель.

Схема похожа на прямоход, но фазировка выводов силового трансформатора не указана, кроме того выходы на 5 В и на 12 В находятся по разные стороны от земляного вывода, так что возможно это вообще гибрид. В любом случае от 5-ти вольтовой цепи мы избавляемся, убираем супервизор W7510, отключаем схему питания вентилятора, меняем выходные емкости на более высоковольтные, а в обратной связи PC2 собираем такую схемку:
После включения питания должна заработать только дежурка. Проверяем на ней 5 В, затем замыкаем вывод 2 PC1 на землю, должна запуститься силовая часть. Теперь испытываем блок на его возможности. Мой выдал на холостую максимум 40В, не забудьте про конденсаторы на выходе, их предельное напряжение должно быть с запасом.
В качестве нагрузки я использовал резистор 1 Ом мощностью 50 Вт на радиаторе, но на 400 Вт он почему-то взорвался , так что пришлось использовать автомобильные лампочки от фар.
После испытаний беремся за переделку дежурки.
Вот примерная схема того что должно остаться:
Схема регулирования вполне может работать и от 5 В, но для вентилятора этого мало, так что пришлось переделывать дежурку на 12 В. К сожалению просто переделать обвязку U5 (TL431) не получилось, так как в таком случае выросло напряжение на обмотке питающей U4 и U1. Сначала я увеличил сопротивление резистора R43 до 46 Ом, но силовая часть отказывалась запускаться одновременно с дежуркой, видимо GM3843 довольно прожорлива и просаживает питание не дав толком запуститься дежурке. Если сначала запустить дежурку, а потом силовую часть замыканием 2 ноги PC1 на землю, то все работает нормально. Я решил не вносить изменений в работу этой цепи и пошел по сложному пути, просто перемотал транс T2, его выходная обмотка содержала 9 витков, а теперь содержит 22 витка. Здесь сложность оказалась в том что транс намотан вперемешку слоями и нужная вторичка оказалась в глубине. После перемотки транса схема все равно отказалась запускаться, пришлось сделать отдельный выключатель для запуска силовой части.
Схема управления представляет собой всего два компаратора, собрана на одной плате с переменными резисторами. В качестве токового датчика использовал шунт на 20 А сопротивлением 0.00375 Ом. Минус всей платы управления берем прям с шунта, чтобы исключить влияние проводов. Схема довольно примитивна и не должна вызвать сложностей в понимании. Отдельно хочу сказать про мое больное место — цепи коррекции. По напряжению все гладко, R5 и C1 взятые от фонаря подошли идеально, а вот с током пришлось повозиться и даже сжечь один комплект силовой части (как правило горит Q2, U1, R17 и предохранитель). В результате появился C5 и R11. Можно обойтись без R11 увеличив емкость C5 до 1 мкФ.
Теперь о деталях. В качестве выходного диода у меня стоят 2 сборки MBR20100CT параллельно (на плате было место под вторую сборку), вроде работают нормально, но лучше поставить на 150 В или даже на 200 В, например VS-60CTQ150, поскольку обратные выбросы достигают 150 В. Электролитические конденсаторы лучше с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые low ESR. К сожалению их выбор на 35 В не велик, можно поставить несколько в параллель EEUFR1V182L (1800 мкФ, 35 В). Дроссель намотан на кольце групповой фильтрации от какого-то мощного БП ATX, содержит 30 витков сложенного вдвое провода ПЭТВ-2 1.5мм. Переменные резисторы СП5-35А весьма хитрой конструкции, благодаря им нет необходимости ставить дополнительный резистор для точной установки тока и напряжения. На выходе блока параллельно клеммам стоит керамический конденсатор на 50 мкФ, он состоит из 5 СМД конденсаторов по 10 мкФ запаянных в параллель на небольшой платке прямо под гайками клемм.
Индикация выполнена на сдвоенном модуле, заказанном на алиэкспрессе. Поскольку модуль был расчитан максимум на 10 А, пришлось добавить делитель и замазать точку. Как перенести точку на соседний индикатор я не знаю, там динамическая индикация и нужно менять прошивку. Лучше сразу заказать на 50 А и пересчитать резисторы R6 и R7. Резистор R6, кстати, состоит из 2-х параллельно соединенных резисторов на 10 и 43 кОм. При указанных номиналах резисторов R4, R3, R6, R7 максимальное напряжение составит 29.5 В, а ток 24.5 А. Ограничение по мощности блока можно выставить резистором R2. При наладке рекомендую поставить туда 0.2 — 0.3 Ом.
Собственно все. На данный момент блок нормально вытягивает до 300 Вт, переход с режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока происходит без срыва генерации, возбудов в любых режимах нет, и самое главное, в режиме КЗ полная тишина и на осцилографе красивая картинка, просто мячта! На TL494 такого добиться мне не удавалось.
Но есть и свои минусы. Топология схемы такова, что есть обратный выброс, когда закрывается силовой транзистор. Этот пичок гасит снаббер, но не полностью. На выходе он присутствует ощутимо, судя по осцилографу его амплитуда примерно 0.08 В, а при нагрузке в 15 А амплитуда пичка поднимается до 0.2 В, что вообще никуда не годится. Буду на досуге изучать теорию импульсных БП и думать как с этим бороться.

Читать еще:  Неправильное время при синхронизации с интернетом

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Хотим представить зарядное устройство с током зарядки до 40 А. Прибор был создан с использованием блока питания ATX от компьютера, с небольшой переделкой схемы. Такой ток и напряжение прекрасно подойдут для заряда автомобильных батарей или как выпрямитель стартера.

Схема принципиальная зарядки 12В 40А

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Схема на зарядное устройство из компьютерного БП АТХ 40 ампер

ЗУ оснащено модулем контроля и регулировки тока и измерения напряжения. Индикатор светодиодный цифровой (можете купить готовый с Алиэкспресс). Один переключаемый режим (зеленый светодиод) — это измерение напряжения, второй (красный светодиод) — это измерение тока. Хотя если будете собирать конструкцию — ставьте сразу два.

  • Диапазон регулировки тока 1.9 до 42 А, напряжение зарядки выставлено на 15 В.

Это устройство состоит из двух преобразователей: главного и вспомогательного, в котором есть 15 В для питания контроллера и вентиляторов, а также 5 В для питания измерительного прибора. Преобразователь резервный (stand-by) как в блоке питания ATX.

Моточные данные трансформаторов

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Силовой преобразователь на базе контроллера TL494 (KA7500). Трансформатор на ферритовом сердечнике ERL35, первичная обмотка 45 витков намотана двумя проводами 0.6 мм в три слоя, а вторичная обмотка — 12 витков медной лентой 0.25 x 8 мм в два слоя. Одна половина вторичной обмотки расположена между первым и вторым слоем первичной обмотки, а вторая половина между вторым и третьим.

Силовые транзисторы применены IRF740. Каждый из транзисторов имеет отдельный трансформатор управления, выполненный на ферритовом сердечнике EE16, эти трансформаторы имеют коэффициент 1:1 и намотаны проволокой 0.25 мм по 40 витков каждая обмотка.

Выпрямитель выходной изготовлен с использованием диодов MBR4060 и двух дросселей. Намотаны дроссели проволокой 0.5 мм по 10 витков каждый.

В системе регулировки тока использовался измерительный резистор 1 миллиом 2 Вт, который также служит в качестве шунта для прибора. Напряжение на измерительном резисторе отрицательно относительно массы, поэтому использовал простой преобразователь, построенный из усилителя измерения, который дает на выходе сигнал напряжения 0-5 В с 1V/10А. Сильнотоковые дорожки усилены проводом медным 2.5 мм2 и залитыми припоем. Выходные кабели сечением 6 мм2 с крокодилами на концах.

Корпус переделанного ЗУ

Корпус естественно не переделывался и остался от родного блока питания ATX, только для лучшего охлаждения поставили рядом второй вентилятор. Плата (как видно по фото) была спаяна с нуля, но можете взять за основу готовую.

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Самодельное готовое зарядное устройство из БП ПК

Конечно для стартера авто 40 А — это мало. Примерно 200 А нужно, чтобы, например, дизель заводить. Но если аккумулятор уже слабый, то эти 40 Ампер неплохо его поддержат. Скачать схему в хорошем качестве можно по ссылке.

Читать еще:  Как отрегулировать температуру в инкубаторе бытовом

Сделаем зарядное устройство из блока питания компьютера

Многие люди, приобретая новую компьютерную технику, выкидывают на помойку свой старый системный блок. Это довольно недальновидно, ведь в нем могут находиться еще работоспособные комплектующие, которые можно использовать для других целей. В частности, речь идет о блоке питания компьютера, из которого можно сделать зарядное устройство для АКБ автомобиля.

Стоит отметить, что затраты на изготовление своими руками минимальны, что позволяет существенно сэкономить свои денежные средства.

Зарядка из БП компьютера

Блок питания компьютера представляет собой импульсный преобразователь напряжения, соответственно +5, +12, -12, -5 В. Путем определенных манипуляций, можно из такого БП сделать своими руками вполне рабочее зарядное устройство для своего автомобиля. Вообще, зарядки бывают двух типов:

Зарядные устройства со множеством опций (пуск двигателя, тренировка, подзарядка и т.д.).

Устройство для подзарядки АКБ — подобные зарядки нужны для автомобилей, у которых небольшой километраж между пробегами.

Нас интересует именно второй тип зарядных устройств, потому что большинство транспортных средств эксплуатируются короткими пробегами, т.е. автомобиль завели, проехали определенное расстояние, а затем заглушили. Подобная эксплуатация приводит к тому, что у аккумуляторной батареи автомобиля довольно быстро заканчивается заряд, что особенно характерно для зимнего времени. Поэтому и оказываются востребованными подобные стационарные агрегаты, с помощью которых можно очень оперативно зарядить АКБ, вернув его в рабочее состояние. Сама зарядка осуществляется при помощи тока порядка 5 Ампер, а напряжение на клеммах колеблется от 14 до 14,3 В. Мощность зарядки, которая рассчитывается путем умножения значений напряжения и тока, может быть обеспечена из блока питания компьютера, ведь средняя мощность его составляет порядка 300-350 Вт.

Переделка компьютерного БП в зарядное устройство

Процесс переделки

Поэтому, нужно внимательным образом отнестись к элементарным нормам техники безопасности в работе с данным устройством.

Итак, можно приступать к работе. Берем имеющийся у вас блок питания необходимой мощности (в нашем случае мы рассматривает модель PSC200, мощность которого составляет 200 Вт). Опишем поэтапно весь алгоритм действий:

  • Сначала нужно снять крышку с блока питания компьютера, открутив несколько болтов. Далее нужно найти сердечник импульсного трансформатора.
  • Далее нужно измерить этот сердечник, а полученное значение умножить на два. Данное значение индивидуально, на примере рассматриваемого устройства получилось значение 0,94 см 2 . На практике известно, что 1 см 2 сердечника способен рассеять порядка 100 Вт мощности, т.е. наш блок вполне подходит (из расчета — 14 В * 5 А = 60 Вт необходимо для зарядки АКБ).
  • В блоках питания используется довольно стандартная микросхема TL494, характерная для многих моделей.

Нам нужны только элементы цепи +12 В. Поэтому все остальное нужно просто выпаять. Для удобства приведены две схемы — на одном общий вид микросхемы, а на втором красным цветом выделены цепи, которые необходимо выпаять:

схема переделки бп

из бп в зарядку схема

Иными словами, нас не интересуют цепи -5, +5, -12 В, а также схема сигнала запуска (Power Good) и переключатель напряжения 110/220 В. Чтобы было еще нагляднее, выделим интересующий нас кусок:

чертеж из бп в зарядку

R43 и R44 являются резисторами опорного типа. Величину R43 можно корректировать, что позволяет добиться изменения величины выходного напряжения на цепи +12 В. Данный резистор нужно заменить на постоянный резистор R431 и переменный R432. Выходное напряжение можно корректировать в пределах 10-14,3 В, можно корректировать силу тока, проходящего через аккумуляторную батарею.

Дополнительно предлагаем посмотреть переделку ATX блока питания в зарядное устройство

Также был заменен конденсатор, находящийся на выходе выпрямителя цепи +12 В. На его место был установлен конденсатор с более высоким показателем напряжения (в нашем случае использовался C9).

Резистор, находящийся рядом с вентилятором обдува, необходимо заменить на аналогичный, но обладающий чуть большим сопротивлением.

Сам вентилятор нужно расположить таким образом, чтобы воздух от него поступал внутрь БП, а не наружу, как это было ранее. Для этого, разворачиваем его на 180 градусов.

Также необходимо удалить дорожки, которые соединяют отверстия крепления платы к шасси и цепи массы.

Стоит отметить, что получившееся зарядное устройство из блока питания нужно включать в сеть переменного тока через обыкновенную лампу накаливания мощностью от 40 до 100 Вт.

Это нужно делать на этапе сборки и проверки работоспособности, потом необходимость в этом отпадает. Нужно это для того, чтобы в нашем БП ничего не перегорело от скачков напряжения.

Осуществляя подбор номиналов R431 и R432, необходимо отслеживать напряжение в цепи Uпит — оно не должно превышать 35 В. Оптимальными показателями, в нашем случае, будет выходное напряжение в 14,3 В при незначительном сопротивлении резистора R432.

Еще один вариант переделки

Некоторые нюансы

Чтобы видеть уровень зарядки наглядно, можно установить в данное зарядное устройство индикаторы стрелочного типа, либо цифровые. В нашем случае, были использованы два приборчика со стрелками от старых магнитофонов. Первый будет показывать уровень зарядного тока, а второй — показатель напряжения на клеммах аккумуляторной батареи.

схема бп

В принципе, на этом процесс сборки завершен. Некоторые умельцы дополняют его прочими украшениями (светодиодные индикаторы, дополнительный корпус с ручками и т.д.), но это совсем необязательно, ведь главная цель данного устройства — заряжать АКБ автомобиля, с чем он успешно и справляется.

Целесообразность изготовления своими руками зарядки из блока питания компьютера вряд ли можно подвергнуть сомнению, ведь денежные затраты, в данном случае, практически отсутствуют.

Единственный нюанс заключается в том, что самостоятельная сборка из БП доступна далеко не каждому, ведь надо неплохо разбираться в электронике, чтобы грамотно и последовательно выполнить всю сборку.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector