У запропонованій статті автор ділиться накопиченим досвідом переробки комп'ютерних блоків живлення в пристрої зарядки свинцево-кислотних акумуляторних батарей. Особливу увагу автор приділяє вдосконаленню вузла індикації зарядного струму, за яким можна визначити зарядженість батареї і момент закінчення зарядки.
З моменту розробки зарядного пристрою на основі блоку живлення комп'ютера [ 1 ] Був зібраний не один десяток подібних пристроїв. Перероблені блоки різних конструкцій і фірм-виробників. Я отримав масу питань по переробці, усунення самозбудження блоку живлення в режимі стабілізації струму. Як показала практика, вузол індикації обмеження вихідного струму може бути вдосконалений для роботи в зарядному пристрої. Цим питанням і присвячена пропонована стаття.
Перш ніж приступити до переробки блоку, необхідно уважно вивчити його конструкцію. Блок повинен бути зібраний на мікросхемі TL494CN або її аналоги, таких як DBL494, КА7500, КР1114ЕУ4. Інші мікросхеми мають ряд вузлів, що ускладнюють переробку, хоча і не виключають її. Далі необхідно оглянути всі оксидні конденсатори. Спочатку замінюють конденсатори з видимими ознаками виходу з ладу (роздувся або розгерметизований корпус). У решти вимірюють еквівалентний послідовний опір і замінюють ті, у яких воно перевищує 0,2 Ом.
Як описано в [ 1 ], Доопрацювання блоку краще проводити поетапно. Спочатку треба переконатися в нормальному його функціонуванні в режимі стабілізації напруги. Краще, якщо під рукою буде ЛАТР або інший пристрій для регулювання напруги, наприклад трансформатор з великим числом вторинних обмоток. Використання такого трансформатора від старого телевізора для регулювання змінної напруги описано в статті [ 2 ]. Блок живлення необхідно перевірити в режимі стабілізації напруги при мінімальному 190 В, номінальному 220 В і максимальному 245 В напрузі мережі, а також зміні струму навантаження від мінімального до максимального. Блок повинен працювати без ознак самозбудження; він може не мати ланцюга регулювання вихідної напруги, тому краще її ввести або як на схемі в [ 1 ], Або встановити змінний резистор в ланцюг зворотного зв'язку, наприклад, послідовно з резистором R31 (див. Схему на рис. 1 в статті [ 1 ]).
Для зарядного пристрою дросель L1 можна залишити без перемотування, якщо напруга на виході блоку не буде менше 6 В, наприклад, тільки при підзарядці акумуляторних батарей. При напрузі менше 6 В можливий перехід пристрою в переривчастий режим, що негативно позначиться на стабільності роботи. Тому в цьому випадку дросель краще перемотати, дотримуючись рекомендацій статті [1].
У деяких блоках після дроселя L1 в плюсовій ланцюга вихідного напруги стоять додаткові котушки. Вони погіршують роботу пристрою в режимі стабілізації струму. Тому ці котушки необхідно демонтувати, замінивши їх перемичками.
Замість діодним збирання MBRB20100CT (VD15) можна використовувати широко поширені випрямні діоди FR302, з'єднавши їх паралельно і розмістивши на загальних тепловідводу. Для максимального струму 6 А достатньо двох пар діодів.
Через розмаїття конструкцій складно передбачити трудомісткість виконання роботи по досягненню нормального функціонування пристрою в режимі стабілізації струму.
Для запобігання самозбудження конденсатор С12 найкраще замінити такий же RC-ланцюгом, як R18C9. Іноді доводиться перерізати друкований провідник від виведення 16 мікросхеми TL494 (DAT) і з'єднувати цей висновок з нижнім за схемою виводом датчика струму (резистора R24) окремим проводом.
Необхідно перевірити, як до висновку 7 мікросхеми DA1 підведений загальний друкований провідник. Якщо в процесі переробки його довелося розірвати, найкраще цей висновок мікросхеми з'єднати окремим проводом з мінусовим висновком конденсатора С20. Помічено, що мікросхема КА7500 менш стабільна, ніж її аналоги. Тому, якщо заходи щодо усунення самозбудження не увінчалися успіхом, можна замінити цю мікросхему на ТL494 або КР1114ЕУ4.
Невеликі пульсації вихідної напруги можуть бути викликані роботою електродвигуна М1 вентилятора. Якщо вони небажані, то можна послідовно з електродвигуном включити резистор опором 1 ... 5 Ом, а паралельно йому - конденсатор ємністю близько 100 мкФ з номінальною напругою 25 В. Електродвигун при необхідності очищають від пилу і змащують, наприклад, силіконовою змазкою ПМС100 або ПМС200 .
Полегшити установку рівня обмеження струму при налагодженні пристрою можна заміною резистора R26 на послідовно з'єднані постійний резистор опором 82 Ом і підлаштування 220 Ом. Це пов'язано з тим, що при приміщенні плати в корпус через кріпильні гвинти і корпус з'являється ще одна ланцюг загального проводу, яка буде впливати на рівень обмеження.
Після складання обов'язково ще раз перевіряють пристрій на відсутність самозбудження при зміні напруги мережі і навантаження від мінімальної до повної, а в режимі стабілізації струму від мінімального до номінального вихідної напруги.
Якщо індикатор на елементах DA2, R33-R35, R37, HL1 в режимі стабілізації струму в лабораторному блоці живлення цілком себе виправдовує, то в зарядному пристрої він недостатньо інформативний. Перехід від стабілізації струму до стабілізації напруги, яку вказують світлодіодом HL1, не відповідає закінченню зарядки. Набагато краще стежити за струмом зарядки. Чим він менше, тим вище зарядженість акумуляторної батареї. Тому вузол індикації перероблений згідно рис. 1. Залишені елементи DA2 і HL1, їх позначення ті ж, що на рис. 1 в статті [ 1 ], Нумерація доданих елементів продовжена. Резистори R33-R35, R37 видалені.
Мал. 1
Вузол виконаний на тій же мікросхемі DA2 (LM393N), але тепер використані обидва її компаратора. На DA2.1 зібраний інвертується підсилювач з коефіцієнтом посилення близько 500. Виявилося, що компаратор прекрасно працює в цій якості. Він посилює напругу з датчика струму (резистора R24) приблизно з 10 мВ до 5 В. Ця напруга подається на вхід другого компаратора DA2.2, де порівнюється із зразковою напругою 5 В, що надходять з виведення 14 мікросхеми TL494. При зростанні напруги на вході інвертується DA2.2 вище зразкового загоряється світлодіод HL1, сигналізуючи про що йде зарядці батареї. Як тільки індикатор згасне, можна відключити зарядку. Переміщенням движка підлаштований резистора R39 встановлюють поріг спрацьовування індикатора при струмі близько 1 А. Ємність конденсатора С22 некритична і може бути в інтервалі 10 ... 100 нФ. Резистор R39 - СП4-19. Мікросхему LM393N можна замінити вітчизняним аналогом К1401 сазана.
Подальший розвиток вузол індикації отримав в зв'язку з бажанням бачити хоча б приблизно ступінь зоря-ності акумуляторної батареї. Він не набагато складніше попереднього і зроблений на мікросхемі счетверённого компаратора LM339N. Схема вузла показана на рис. 2.
Мал. 2
За основу взята схема з [ 3 , С. 102]. На компараторе DA2.1 зібраний інвертується підсилювач, аналогічний показаному на рис. 1, але з коефіцієнтом посилення близько 100. На неінвертуючий вхід компаратора DA2.2 подається зразкове напруга. На резисторах R42 і R43 зібраний дільник цієї напруги для компаратора DA2.3. Співвідношення опору резисторів вибрано близько 2: 1. При струмі зарядки більше 5 А напруга на виході підсилювача DA2.1 перевищує 5 В. На виходах компараторів DA2.2 і DA2.3 - низький рівень напруги. Горить тільки світлодіод HL1, так як напруга на інших світлодіодах менше через падіння напруги на діодах VD18 і VD19. Як тільки струм зарядки стає менше 5 А, компаратор DA2.2 перемикається і світлодіод HL1 гасне, а загоряється світлодіод HL2. Світлодіод HL3 погашений через падіння напруги на діоді VD19. При струмі зарядки менше 1,7 А перемикається компаратор DA2.3 і спалахує світлодіод HL3, що сигналізує про закінчення зарядки.
Світлодіоди підійдуть будь-які малопотужні різного кольору світіння, наприклад, АЛ307БМ (червоний), АЛ307ДМ (жовтий) і АЛ307ВМ (зелений). При налагодженні вузла індикації переміщують движок підлаштований резистора R39 так, щоб встановити поріг спрацьовування компаратора DA2.2 при струмі 5 А. Підбором резистора R42 встановлюють поріг спрацьовування компаратора DA2.3. Резистор R39 - СП4-19. Мікросхему LM339N можна замінити вітчизняним аналогом К1401СА1.
У вузлі індикації, зібраному за схемою на рис. 2, через вплив шумів і перешкод можливе одночасне світіння двох світлодіодів при деяких значеннях напруги на датчику струму. Його можна усунути, створивши невеликий гістерезис в характеристиці перемикання компараторів DA2.2 і DA2.3, ввівши для цього ланцюга позитивного зворотного зв'язку через резистори опором 470 кОм, які підключають до виходу і неінвертуючий вхід кожного з цих компараторів.
Мал. 3
Схема третього варіанту вузла індикації показана на рис. 3. Він зібраний на мікросхемі счетверённого ОУ LM324N. При його розробці використана схема з книги [ 4 , С. 77]. Індикатор - один двоколірний світлодіод HL1. Напруга з датчика струму надходить на інвертується підсилювач, зібраний на ОУ DA2.1. Цей підсилювач має те ж призначення і коефіцієнт посилення, що в попередньому вузлі. Сигнал з виходу підсилювача проходить через фільтр нижніх частот R41С24, що пригнічує високочастотні перешкоди, і надходить на два підсилювача: інвертується на ОУ DA2.2 і неинвертирующий на ОУ DA2.3.
До виходу инвертирующего підсилювача через резистор R48 підключений кристал світлодіода HL1 зеленого кольору світіння. До виходу неінвертуючий підсилювача через резистор R49 підключений кристал світлодіода HL1 червоного кольору світіння. Коефіцієнти посилення обрані так, щоб при зростанні напруги на датчику струму яскравість червоного кольору збільшувалася, а зеленого кольору - зменшувалася. Під час налагодження переміщують движок підлаштування резистора R39 так, щоб при струмі зарядки 5 А світлодіод HL1 світився тільки червоним кольором. У міру зменшення зарядного струму колір світіння плавно змінюється від червоного до жовтого і далі - до зеленого. Зелений колір свідчить про закінчення зарядки.
ЛІТЕРАТУРА
1. Андрюшкевіч В. Переробка комп'ютерного блоку живлення в лабораторний і зарядний пристрій . - Радіо, 2012, № 3, с. 22-24.
2. Солоненко В. Автотрансформатор на основі ТС-180. - Радіо, 2006, № 5, с. 36.
3. Шелестов І. П. Корисні схеми. - М.: "Солон-Р", 1998..
4. Зіхла Ф. РКІ, светоизлучающие і лазерні світлодіоди: схеми і готові рішення. - СПб .: "БХВ-Петербург", 2012.
В. АНДРЮШКЕВІЧ, г. Тула
Радіо №9 2013р
