Добрий день. дорогі пані та шановні панове!
На цій сторінці я коротко розкажу Вам про те, як своїми руками переробити блок живлення персонального комп'ютера в зарядний пристрій для автомобільних (і не тільки) акумуляторів.
Зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів повинно володіти наступну властивість: максимальна напруга, що підводиться до акумулятора - не більше 14.4В, максимальний зарядний струм - визначається можливостями самого пристрою. Саме такий спосіб зарядки реалізується на борту автомобіля (від генератора) в штатному режимі роботи електросистеми автомобіля.
М ною була обрана концепція максимальної простоти доробок без використання саморобних друкованих плат, транзисторів і інших "наворотів".
Блок живлення для переробки подарував мені друг, сам він його знайшов десь у себе на роботі. З напису на етикетці можна було розібрати, що повна потужність даного блоку живлення становить 230Вт, але по каналу 12В можна споживати струм не більше 8А. Розкривши цей блок живлення я виявив, що в ньому немає мікросхеми з цифрами "494" (як то було описано в пропонованій вище статті), а основою його є мікросхема UC3843. Однак, ця мікросхема включена не по типовою схемою і використовується тільки як генератор імпульсів і драйвер силового транзистора з функцією захисту від надструмів, а функції регулятора напруги на вихідних каналах блоку живлення покладені на мікросхему TL431. встановлену на додатковій платі:
На цій же додаткової плати встановлений підлаштування резистор, що дозволяє відрегулювати вихідну напругу у вузькому діапазоні.
Отже, для переробки цього блоку харчування в зарядний пристрій, спершу необхідно прибрати все зайве. Зайвим є:
1. Перемикач 220 / 110В з його проводами. Ці дроти просто потрібно отпаять від плати. При цьому наш блок завжди буде працювати від напруги 220В, що усуває небезпеку його спалити при випадковому перемиканні цього перемикача в положення 110В;
2. Всі вихідні дроти, за винятком одного пучка чорних проводів (в пучку 4 дроти) - це 0В або "загальний", і одного пучка жовтих проводів (в пучку 2 дроти) - це "+".
Тепер необхідно зробити так, щоб наш блок працював завжди, якщо включений в мережу (за замовчуванням він працює тільки якщо замкнути потрібні дроти в вихідному пучку проводів), а також усунути дію захисту по перенапруження, яка відключає блок, якщо вихідна напруга стане ВИЩЕ деякого заданого меж. Зробити це необхідно тому, що нам потрібно отримати на виході 14.4В (замість 12), що сприймається вбудованими захистами блоку як перенапруження і він відключається.
Як виявилося, і сигнал "включення-відключення", і сигнал дії захисту по перенапруження проходить через один і той же оптрон, яких всього три - вони пов'язують вихідну (низьковольтну) і вхідну (високовольтну) частини блоку живлення. Отже, щоб блок завжди працював і був нечутливий до перенапряжениям на виході, необхідно замкнути контакти потрібного оптрона перемичкою з припою (т. Е. Стан цього оптрона буде "завжди включений"):
Тепер блок живлення буде працювати завжди, коли він підключений до мережі і незалежно від того, яка напруга ми зробимо у нього на виході.
Далі слід встановити на виході блоку, там де раніше було 12В, вихідна напруга, рівне 14.4В (на холостому ходу). Оскільки тільки за допомогою обертання підлаштування резистора, встановленого на додатковій платі блоку живлення, не вдається встановити на виході 14.4В (він дозволяє зробити тільки щось десь близько 13В), необхідно замінити резистор, включений послідовно з підлаштування, на резистор трохи меншого номіналу, а саме 2.7кОм:
Тепер діапазон настройки вихідного напруги змістився в більшу сторону і стало можливим встановити на виході 14.4В.
Потім, необхідно видалити транзистор, що знаходиться поряд з мікросхемою TL431. Призначення цього транзистора невідомо, але включений він так, що має можливість перешкоджати роботі мікросхеми TL431. т. е. перешкоджати стабілізації вихідної напруги на заданому рівні. Цей транзистор знаходився ось на цьому місці:
Далі, щоб вихідна напруга була більш стабільним на холостому ходу, необхідно додати невелику навантаження на вихід блоку по каналу + 12В (який у нас буде + 14.4В), і по каналу + 5В (який у нас не використовується). Як навантаження по каналу + 12В (+14.4) застосований резистор 200 Ом 2Вт, а по каналу + 5В - резистор 68 Ом 0.5Вт (на фото не видно, т. К. Перебуває за додатковою платою):
Тільки після установки цих резисторів, слід відрегулювати вихідний напругою на холостому ходу (без навантаження) на рівні 14.4В.
Тепер необхідно обмежити вихідний струм на допустимому для даного блоку живлення рівні (т. Е. Близько 8А). Досягається це шляхом збільшення номіналу резистора в первинної ланцюга силового трансформатора, використовуваного як датчик перевантаження. Для обмеження вихідного струму на рівні 8. 10А цей резистор необхідно замінити на резистор 0.47ом 1Вт:
Після такої заміни вихідний струм не перевищить 8. 10А навіть якщо ми замкнемо накоротко вихідні дроти.
Нарешті, необхідно додати частину схеми, яка буде захищати блок від підключення акумулятора зворотною полярністю (це єдина "саморобна" частина схеми). Для цього буде потрібно звичайне автомобільне реле на 12В (з чотирма контактами) і два діоди на струм 1А (я використовував діоди 1 N4007). Крім того, для індикації того факту, що акумулятор підключений і заряджається, потрібно світлодіод в корпусі для установки на панель (зелений) і резистор 1кОм 0.5Вт. Схема повинна бути така:
Працює наступним чином: коли до виходу підключається акумулятор правильною полярністю, реле спрацьовує за рахунок енергії, що залишилася в акумуляторі, а після його спрацьовування акумулятор починає заряджатися від блоку живлення через замкнутий контакт цього реле, про що сигналізує запалений світлодіод. Діод, включений паралельно котушці реле, потрібен для запобігання перенапруг на цій котушці при її відключенні, що виникають за рахунок ЕРС самоіндукції.
Реле приклеюється до радіатора блоку живлення за допомогою силіконового герметика (силіконового - тому що він залишається еластичним після "засихання" і добре витримує термічні навантаження, т. Е. Стиск-розширення при нагріванні-охолодженні), а після "засихання" герметика на контакти реле монтуються інші компоненти:
Провід до акумулятора обрані гнучкі, з перетином 2.5 мм 2. мають довжину приблизно 1 метр і закінчуються "крокодилами" для підключення до акумулятора. Для закріплення цих проводів в корпусі приладу використані дві нейлонові стяжки, протягнуті в отвори радіатора (отвори в радіаторі необхідно попередньо просвердлити). Ось, власне, і все.
У висновку, з корпусу блоку живлення були видалені всі етикетки і наклеєна саморобна наклейка з новими характеристиками приладу:
До недоліків отриманого зарядного пристрою слід віднести відсутність будь-якої індикації ступеня зарядженості акумулятора, що вносить неясність - заряджений акумулятор чи ні? Однак, на практиці встановлено, що за добу (24 години) звичайний автомобільний акумулятор ємністю 55А # 903; ч встигає повністю зарядитися.
До переваг можна віднести те, що з даними зарядним пристроєм акумулятор може як завгодно довго "стояти на зарядці" і нічого страшного при цьому не відбудеться - заряд акумуляторної батареї, але не "перезарядитися" і не зіпсуватися.
Може бути Ви хочете пошукати інші варіанти саморобних зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів?
Як правильно зарядити акумулятор зарядним пристроєм трансформаторного типу
Існує кілька способів зарядки акумуляторної батареї. Розглянемо їх докладніше.
Перший спосіб - зарядка АКБ струмом постійної величини. При використанні даного способу ток зарядки акумулятора не повинен бути більше 0,12 номінальної ємності батареї; так, для батареї, ємність якої становить 60 А • год, оптимальним струмом заряду буде струм в 6 А. Обов'язковою умовою є наявність регулюючого пристрою, що дозволяє підтримувати сталість струму протягом усього часу зарядки акумулятора. Ознаки завершення процесу - сталість щільності електроліту, що зберігається протягом 3 годин, а також відсутність змін струму і напруги заряду протягом 1-2 годин.
Недоліками даного способу є необхідність регулярного контролю зарядного струму, а також рясне виділення газів після закінчення заряду. Для запобігання цьому явищу використовують ступеневу зниження сили струму при збільшенні зарядного напруги. Зменшіть в два рази струм заряду (встановіть його силу на рівні в 3 А для батареї ємністю 60 А • год) тоді, коли напруга заряду досягне значення 14,4 В; стосовно до батарей нового покоління, що не мають отворів для доливання води, струм заряду можна знизити ще раз - при досягненні напруги в 15 В зменшите ток до рівня 1,5 А (для батареї ємністю 60 А • год).
Другий спосіб - зарядка акумулятора при сталості напруги. Обов'язковою умовою при використанні даного способу є підтримання постійної напруги на рівні 2,2-2,25 В на кожну банку (для всього акумулятора - в діапазоні від 13,2 до 14,1 В). Відзначимо, що час повної зарядки батареї цим способом може досягати декількох діб.
У міру зарядки АКБ напруга на її висновках поступово наближається до напруги, що створюється зарядним пристроєм. Значення зарядного струму, навпаки, знижується, прагнучи до нуля, який буде досягнутий в кінці заряду. Ця особливість дозволяє заряджати батареї в автоматичному режимі, без участі людини. Ознаки закінчення зарядки акумулятора - сталість щільності електроліту, що зберігається протягом 3 годин, досягнення напруги на висновках АКБ, рівного 14,4 В.
Третій спосіб - модифікований заряд. На початку процесу зарядка акумулятора здійснюється струмом постійної величини, значення якого становить 0,25 номінальної ємності батареї. Коли напруга на кожну банку підвищиться до значення 2,2-2,36 В, у разі переходу на зарядку постійною напругою (воно повинно лежати в діапазоні від 2,2 до 2,35 В). Тривалість зарядки акумулятора даними способом може досягати декількох діб.
Акумуляторна батарея заряджається при її експлуатації на автомобілі, заряд при цьому виконується при сталості напруги. За погодженням з розробниками батарей виробники автомобілів встановлюють рівень напруги заряду на позначці в 14,1 ± 0,2 У; це напруга нижче того, при якому починається інтенсивне газовиділення. Відзначимо залежність ефективності зарядки акумулятора від температури навколишнього середовища: при зниженні температури зростає внутрішній опір АКБ, що, в свою чергу, знижує ефективність зарядки. У суворих зимових умовах, особливо, якщо мають місце часті пуски холодного двигуна і короткі пробіги, необхідно періодично виконувати зарядку акумулятора від стаціонарного зарядного пристрою при плюсовій температурі повітря.
Контроль щільності електроліту
Повністю заряджена батарея характеризується значенням щільності електроліту, рівним 1,28 ± 0,01 г / см3. У міру розряду АКБ щільність лінійно знижується, досягаючи значення 1,20 ± 0,01 г / см3 при розряді акумулятора на 50%.
Для вимірювання щільності електроліту використовують ареометри зі змінними денситометрах, які дозволяють вимірювати щільність різних рідин. Поплавок під час вимірювання не повинен торкатися стінок циліндричної частини трубки зі скла. Одночасно з вимірюванням щільності електроліту потрібно заміряти його температуру і привести результат вимірювання щільності до температури + 25 ° С шляхом додавання або віднімання поправки. Її значення якої можна знайти в спеціальній літературі.
Наведені в цій статті рекомендацій у випадках, коли розрядився акумулятор і двигун не заводиться, дозволить виконати зарядку максимально якісно і безпечно, а також забезпечить тривалий термін служби АКБ.
Як правильно зарядити акумулятор зарядним пристроєм імпульсного типу
Імпульсні зарядні пристрої потрібні для того, щоб забезпечити зарядку акумулятора на 100%. У цьому їхня відмінність від трансформаторних зарядних пристроїв. Є два способи зарядки акумулятора: при постійній напрузі і при постійній силі струму. При постійній напрузі струм під час зарядки поступово слабшає через вирівнювання напруги на клемах акумулятора і зарядного пристрою.
При таких умовах стовідсоткової зарядки не виходить. Інша справа зарядка при постійному струмі. Саме його забезпечує імпульсний зарядний пристрій для авто акумулятора. Імпульсні зарядні пристрої володіють компактними розмірами і невеликою масою. Вони зручні в експлуатації, мають невелику ціну.
Імпульсні пристрої заряджають акумулятор в два етапи, спочатку при постійній напрузі, потім при постійній силі струму. У імпульсного зарядного пристрою максимальна сила струму може бути 6 або 12 ампер. При глибокої зарядці конденсатора пристрій переходить на імпульсний режим 1-2 імпульсу в секунду. Більшість автомобілістів віддають переваги добрим старим випробуваним трансформаторних зарядних пристроїв. Але це швидше пов'язано з інерцією мислення. Трансформаторні пристрої важкі, великих розмірів, і не такі зручні в роботі.
При теплій температурі рівень заряду автомобільного акумулятора повинен бути не менше 50%, а при сильному морозі не менше 75%. З падіння температури швидкість хімічних реакцій всередині акумулятора знижується і генератор стає нездатним довести зарядку акумулятора до потрібного рівня. Виходить, що єдиний спосіб змусити акумулятор працювати, зарядити його за допомогою зарядного пристрою. І для цього найкраще підійде імпульсна просте зарядний пристрій для акумулятора.
Вибір зарядного пристрою
Перед приобре теніем автономного устрою для автомобіля зверніть увагу на те, що ці прилади діляться на два класи. До першого належать трансформаторні моделі, які характеризуються наявністю громіздкого трансформатора, який входить в ту ж схему, в яку включений випрямляч струму. Такі зарядні пристрої володіють значною потужністю, вони дуже надійні в експлуатації, їх електронні компоненти виготовлені за сучасними технологіями.
Другий клас пристроїв, необхідних тоді, коли сів акумулятор автомобіля - імпульсні зарядні пристрої. Ці моделі оснащені високочастотним трансформатором, який володіє невеликими габаритами і вагою. Кількість моделей пристроїв даного класу, представлених на сучасному ринку, стрімко зростає; їх висока популярність багато в чому обумовлена доступною ціною, яка, в свою чергу, стає можливою завдяки застосуванню дешевих матеріалів. На жаль, надійність зарядних пристроїв імпульсного типу трохи нижче, ніж надійність трансформаторних моделей.