Компьютерный блок питания — зарядное устройство

Читателям уже известно, как из блока питания отработавшего свой срок компьютера изготовить зарядное устройство для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Автор помещенной ниже статьи предлагает еще один, более совершенный, вариант устройства на базе блока питания ПК серий AT и АТХ, позволяющего заряжать батареи емкостью до 75 Ач.

В предыдущих публикациях журнала "Радио" уже были описаны подобного рода устройства. Так, например, о своей доработке блока питания ПК серии AT рассказал В. Эсик в статье [1].
Поскольку выходной ток этого устройства не стабилизирован, требуется в процессе зарядки вручную поддерживать необходимый уровень зарядного тока батареи, контролируя его по шкале амперметра.
Н. Казаков описал в [2] свое автоматическое зарядное устройство, выполненное на базе лишь одного конкретного блока питания ПК мощностью 200 Вт производства фирмы UTT выпуска 1996 г.
Но различные производители используют свои схемные решения. Так, в большинстве компьютерных блоков питания вывод 4 микросхемы TL494 используется для запуска—блокировки генерации и для организации различных видов защиты (например, по превышению потребляемой мощности или по пропаданию нагрузки какого-либо из источников). Устройство защиты может быть реализовано и на усилителях сигнала ошибки микросхемы. Все эти особенности не стоит игнорировать.



Предлагаемое мною устройство, схема которого изображена на рис. 1, обеспечивает заряжаемую батарею током 4...5 А до напряжения 14...14,2 В.
Для доработки подойдет практически любой компьютерный блок питания, имеющий в своей основе генератор на микросхеме TL494 (ее аналоги — КА7500 и отечественная КР1114ЕУ4).
Чтобы не углубляться в детальный анализ конструктивных особенностей имеющегося в наличии компьютерного блока питания, достаточно включить схеме. Этот вариант исключает все блокировки и защиты производителя.
Устройство не содержит предохранителя в цепи батареи, так как от неправильной полярности ее подключения элементы защищены автомобильным электромагнитным реле постоянного тока К1 и диодом VD1, а зарядный ток поддерживается на заданном уровне автоматически. Отсутствие в устройстве самодельных намоточных узлов существенно упрощает конструкцию и экономит время на изготовление устройства. С принципом работы компьютерных блоков питания можно ознакомиться в [3].
Микросхема DA1 содержит два усилителя сигнала ошибки. Первый из них (остался неиспользованным) имеет входные выводы 15, 16, второй — 1,2.



Устройство поддерживает заданное значение зарядного тока, при этом скважность управляющих импульсов увеличивается по мере увеличения напряжения на заряжаемой батарее. На конечном этапе процесса при достижении заданного значения этого напряжения скважность управляющих импульсов приближается к бесконечности, т. е. генерация импульсов фактически прекращается.
На выводе 14 включенной микросхемы действует стабилизированное образцовое напряжение 5 В, вырабатываемое встроенным источником. Оно через делитель на резисторах R1, R2 поступает на второй вход компаратора (вывод 2), устанавливая на нем напряжение 2,5 В.

Относительно этого уровня и срабатывает усилитель сигнала ошибки.
На его вход (вывод 1) поступает сигнал контроля выходного напряжения (через резистор R9) и протекающего через нагрузку тока (через резистор R7).
Увеличение напряжения этого сигнала сверх 2,5 В и приводит к приостановке генерации управляющих импульсов.
Корректирующая цепь C1R4 обеспечивает устойчивый режим стабилизации выходных параметров, а элементы С2 и R6 определяют частоту запускающих импульсов. Номиналы указанных элементов определяет производитель; они могут быть оставлены в устройстве без изменения.
В отличие от предложенного в [2], я использовал иной вариант узла ограничения зарядного тока. Транзистор VT1 и резисторы R10, R11 определяют максимальный ток в первоначальный момент зарядки на уровне 4...5 А при подключении аккумуляторной батареи. Пока зарядный ток меньше установленного значения, падение напряжения на резисторе R11 (датчике тока) недостаточно для открывания транзистора VT1. Если в силу дестабилизирующих факторов ток превысит это значение, транзистор VT1 откроется, напряжение на выводе 1 микросхемы DA1 превысит 2,5 В. Конденсатор СЗ устраняет влияние импульсных помех на входе усилителя сигнала ошибки ШИ регулятора, которые могут привести к повышенному разогреванию переключательных транзисторов мощной ступени инвертора.

По мере зарядки ток будет уменьшаться от установленного значения практически до нуля (зависит от степени саморазрядки батареи), а напряжение увеличиваться до установленного предела 14... 14,2 В. Необходимое значение зарядного тока устанавливают подборкой резистора R11.
Для того чтобы разрешить работу генератора, необходимо острым ножом перерезать печатный проводник на плате блока от вывода 4 микросхемы DA1 и установить резистор R5 (если он отсутствует). Также перерезают проводники печатной платы и от других выводов микросхемы и выполняют остальные соединения монтажным проводом в соответствии со схемой. Нетронутыми оставляют только выводы 12 и 7 (питание микросхемы), а также 8 и 11 (выходные цепи) Элементы, изображенные на схеме за пределами штрихпунктирной линии, монтируют на небольшой самодельной печатной плате, размеры и форму которого определяют наличие свободного места и удобстве монтажа в корпусе блока, так как корпус компьютерного блока питания металлический, то для безопасной эксплуатации зарядного устройства необходимо исключить все электрические соединения печатной платы с ним.

Заряжаемую аккумуляторную батарею подключают гибкими медными проводами сечением не менее 1 мм2 с пружинными зажимами на концах. Светодиод HL1, выведенный на корпус устройства, сигнализирует о включении блока в сети. Резистор R11 — С5-16МВ или любой другой мощностью не менее ) Вт Остальные резистор МТП Реле К1 — автомобильное, 90 3747 10 (напряжение — 12 В, коммутируемый ток — 30 А).
Оксидный конденсатор СЗ — импортный Вместо КД209А можно использовать любой кремниевый диод на обратное напряжение не менее 50 В и прямой ток 0,7 1 А.

После завершения доработки можно проверить работоспособность устройства, не включая его в сеть. Временно соединяют отрезком монтажного провода вывод 12 микросхемы DA1 с эмиттером транзистора VT1, обеспечив таким образом ее питание от регулируемого источника постоянного тока подают на выходные зажимы устройства напряжении 10.. 14 В и убеждаются в наличии запускающих импульсов на выводах 8 и 11 микросхемы DA1 Подбирают резистор R9 таким, чтобы при увеличении напряжения до 14,2 В генерация импульсов прекращалась Затем устанавливая: пороговое значение зарядного тока Вместо источника постоянного тока подключают к выходным зажимам устройства нагрузку, состоящую, например, из четырех - пяти параллельно соединенных автомобильных ламп наливания с рабочим напряжением 12 В и мощностью 21 Вт каждая Ток через такую нагрузку при напряжении 12.. 13 В должен превышать устанавливаемый порог Плюсовой вывод регулируемого источника соединяют через амперметр с эмиттером транзистора VT1. предварительно замкнув контакты реле К1 1, и начинают плавно увеличивать напряжение источника питания, контролируя ток по шкале амперметра и наличие управляющих импульсов на вь ходе микросхемы DA1.

Определяют, при каком токе происходит прекращение генерации Подборкой резистора R11 добиваются требуемого порогового значения тока I (осле этого удаляют все временные соединения, отключают источник постоянного тока и проверяют работ, устройства от сети переменного тока.
При налаживании устройства следует соблюдать меры электробезопасности. Вид одного из вариантов конструкции зарядного устройства со снятой крышкой кожуха изображен на рис. 2 На переднем плане видны детали вводимые в блок питания ПК.

ЛИТЕРАТУРА
1. Эсик В. Зарядное устройство из блока питания компьютера — Радио, 2005, № 2, с. 44.
2. Казаков Ч. Автоматическое зарядное устройство на базе блока питания ПК. — Радио, 2007, № 2, с. 49.