Индикаторы зарядного тока для зарядных устройств и защита от переполюсовки – ,

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

  1. Домой
  2. Статьи
  3. Другие темы
  4. 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:

Нажмите для увеличения изображения

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

Нажмите для увеличения изображения

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

Нажмите для увеличения изображения

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

Нажмите для увеличения изображения

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:

Нажмите для увеличения изображения

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.

Нажмите для увеличения изображения

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

Нажмите для увеличения изображения

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:

Нажмите для увеличения изображения

А вот и принципиальная схема измерителя:

Нажмите для увеличения изображения

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.

Нажмите для увеличения изображения

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).

Добавлены индикаторы на светодиодах:

  • 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:

Нажмите для увеличения изображения

Ну и наконец фото уже собранного зарядного устройства:

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

Автор: Попов Вадим Сергеевич

Близкие по теме статьи:

www.sector.biz.ua

Схема защиты от переполюсовки — Поделки для авто



Не совсем частое явление, однако, при неверном подключении полюсов зарядного устройства к аккумулятору произойдет неприятная ситуации и ваш аккумулятор или зарядное устройство может выйти из строя. Поэтому лишняя защита от «дурака» никогда не помешает.

Реализуется схема простейшим образом, достаточно всего одного диода. Никаких особых знаний не требует, достаточно разобраться где у диода анод и катод. Диод устанавливается между плюсовыми шинами аккумулятора и зарядного устройства анодом к плюсу зарядного устройства, катодом к плюсу аккумулятора.

 

Как известно все гениальное просто, в этом случае ток через диод будет проходить только в случае правильного подключения зарядника, в противном случае диод будет заперт и никаких неприятностей с вашими приборами не произойдет. Схема настолько проста, что даже не требует разборки зарядного устройства, диод можно просто впаять в плюсовой провод. Правда это справедливо для случая, когда провода от зарядного устройства не съемные.

 

У схемы есть один небольшой недостаток, диод как любой полупроводниковый прибор при прямом включении имеет определенное падение напряжение, у обычных силовых диодов оно составляет примерно 0,7 В, цифра не большая, однако падение напряжение желательно уменьшить.

Для этого можно использовать вместо обычных диодов диоды Шоттки у них это падение составляет примерно 0,3-0,4 В. Диоды Шоттки можно взять со старых компьютерных блоков питания, как он выглядит приведено на фотографии ниже. Обычно выполнен из двух отдельных диодов в корпусе (см. блок схему).

 

Из приведенной блок схемы видно, что катоды у диодов изначально объединены, остается только запаралелить аноды на плюсовой вывод зарядного устройства. Понятно, что токи будут течь приличные. Поэтому диод обязательно устанавливать на теплоотвод.

Автор; Ака Касьян

Похожие статьи:

xn—-7sbgjfsnhxbk7a.xn--p1ai

Зарядное устройство с эффективной защитой — Зарядные устройства (для авто) — Источники питания

Предлагаемое устройство предназначено для зарядки 12-вольтовых аккумуляторных ботарей с защитой от случайного короткого замыкания но выходных зажимах, от неправильного подключения и от перезарядки оккумуляторных батарей. В зарядных устройствах на тиристорах работа устройств защиты от короткого замыкания на выходных зажимах или неправильного подключения аккумуляторной батареи не всегда эффективна. Это связано с тем, что генератор управляющих импульсов в этих устройствах генерирует импульсы независимо от того, подключен аккумулятор к зарядному устройству или нет. Если момент случайного короткого замыкания на выходных зажимах зарядного устройства или момент неправильного подключения аккумуляторной батареи к зарядному устройству совпадоют с приходом управляющего импульса на тиристор, то защита не успевает сработать. Это обстоятельство привело меня к мысли перестроить работу устройства защиты (рис.1).

<
Рис.1

Особенностью электрической схемы является то, что генератор управляющих импульсов, собранный на транзисторе VT1, начиноет робототь только при правильном подключении разряженной аккумуляторной батареи к зажимам АБ зарядного устройства. При этом ток через стабилитрон VD4 не течет, транзистор VT4 закрывается, VT3 открывается (начинает светиться светодиод VD3), закрывается VT2 и генератор начинает генерировать управляющие импульсы. Под влиянием этих импульсов тиристор VS1 открывается, и импульсный ток заряда протекает по цепи: минус выпрямителя VD5…VD8, тиристор VS1, амперметр Р1, клемма Б, аккумуляторная батарея, клемма А, плюс выпрямителя.

По мере заряда аккумуляторной батареи напряжение на ее зажимах увеличивается. Это приводит к срабатыванию стабилитрона VD4, вследствие чего открывается транзистор VT4, зак . рывается транзистор VT3 (светодиод VD3 гаснет), открывается VT2, шунтируя зарядный конденсатор С1, и генератор прекращает работу, в результате чего тиристор переходит в непроводящее состояние, т.е. прекращается зарядка аккумуляторной батареи. Аналогично устройство работает при отключении аккумуляторной батареи, при этом случайное замыкание выходных зажимов АБ зарядного устройства не приводит к неприятным последствиям. Ток заряда аккумуляторной батареи можно регулировать резистором R2, а порог срабатывания защиты от перезарядки — резистором R11.

При неправильном подключении аккумуляторной батареи к зажимом АБ устройства транзистор VT3 закрывается, транзистор VT2 шунтирует зарядный конденсатор С1 и управляющие импульсы на тиристоре отсутствуют, т.е. он находится в непроводящем состоянии. Таким образом, неправильное подключение аккумуляторной батареи токже не приводит к последствиям.

В устройстве использованы следующие детали: транзисторы VT1 типа КТ117Б, VT2—VT4 типа КТ361Е, тиристор КУ202 с любым буквенным индексом, диоды выпрямительного моста типа Д247, светодиод VD3 типа АЛ102БМ, стабилитроны VD2 типа Д814Д, VD4 типа Д813, резисторы типа МЛТ-0,5 (исключение составляет R5 типа МЛТ-1,0), конденсатор С1 типа КМ-6 или КЛС-1. Трансформатор Т унифицированный типа ТС-200. В нем следует убрать все обмотки, кроме сетевой, и намотать обмотку 2 х 25 витков проводом ПЭВ-2 диометром 1,8 мм. Сетевые обмотки включены на 254 В при напряжении сети 220 В. Монтажная схема платы зарядного устройства показана на рис.2.


Рис.2

По материалам публикаций В.Л.Соколовский, г.Бердянск «РадиоАматор 5/97, с.17» и В.ВОЕВОДА, с. Константиновна Амурской обл. «Радио №11/2001г»

cxema.my1.ru