Зарядное устройство для АКБ из компьютерного блока питания

Поиски наименования ШИМ блока питания для ноутбука НР привели меня на форум, на котором участники интересовались вопросом переделки блока питания настольного компьютера, в частности «Power Man IP-P350A2J», в зарядное устройство автомобильных аккумуляторов.

Очень было приятно видеть жилку любознательности и творчества, желание что-то сделать самостоятельно у современного молодого поколения. Попытаюсь помочь любознательным и умелым в переделке этого блока в зарядное устройство.

Изображения блока питания Power Man IP-350A2J взяты с форума.

Не буду останавливаться на вопросах, связанных с процессом зарядки аккумуляторов и с разработкой полноценного зарядного устройства. Рассмотрим главную проблему в переделке компьютерного блока питания в зарядное устройство. Это — регулирование его выходного напряжения «+12В» в пределах от +10 до +15В для установки нужного тока заряда I_З аккумулятора, который варьируется в амперном исчислении в пределах (0,05-0,1) Q_A его энергоемкости Q_A в ампер*часах. Например, если энергоемкость аккумулятора Q_A=72 А*ч, то зарядный ток должен быть в пределах (3,6-7,2) А. Примите к сведению, что высокие зарядные токи ведут к закипанию электролита в аккумуляторе и выделению из него сероводорода и водорода. При токе в амперах, равном 0,05 Q_A заряд аккумулятора протекает более длительно, но без обильного газовыделения.

Беремся за переделку указанного блока питания. Этот блок имеет схемы дежурного и рабочего питания, а также контроллер значений рабочих напряжений — супервизор U3 на базе микросхемы «w7510» (см. схему). Его функция — контроль соответствия рабочих напряжений блока питания требуемым величинам. При несоответствии хоть одного напряжения требуемой величине он заблокирует работу инвертора рабочего питания компьютера.

 Схема переделанного блока питания Power Man IP-350A2J (70.93 Кбайт) в формате Adobe PDF.

При включенном в сеть блоке питания и определенных настройках системного блока компьютер находится в режиме ожидания («спит и ждет» обращения к нему). При активации клавиатуры или мыши, с материнской платы системного блока на блок питания поступает сигнал «PS-On». Этот сигнал активирует супервизор U3, питающийся от источника дежурного питания блока, и он низким напряжением на контакте 3 (fpl) «открывает» оптопару РС1, а та — транзистор Q1. Через открытый транзистор Q1 напряжение дежурного питания блока (+12В) с контакта 7 (vcc) U4 поступает на контакт 7 (vcc) U1 — ШИМ инвертора рабочего питания. ШИМ U1 плавно запускает инвертор рабочего питания и на выводах вторичных обмоток Т1 появляются импульсные напряжения, которые выпрямляются диодными сборками D5, D7, D9 в цепях формирования рабочих напряжений блока питания: +12V, +5V и 3,3V и диодами D2, D4 — в цепях −12В и −5В.

Супервизор — U3 после пуска рабочего инвертора осуществляет проверку соответствия рабочих напряжений блока питания требуемым значениям. Если какое либо из них не соответствует норме, супервизор высоким уровнем на контакте 3 (fpl) «запирает» оптопару РС1, а та в свою очередь — транзистор Q1. Подача напряжения питания через Q1 на ШИМ U1 прекращается и рабочий инвертор (на Q2 и Т1) перестает работать.

Таким образом, чтобы регулировать зарядное напряжение (+12В) в пределах +(10...15)В, нужно «обойти» контроллер напряжений — супервизор U3. Самое простое — соединить перемычкой П1 его контакт 3 (fpl) с его же контактом 2 (gnd). Благодаря этой перемычке оптопара РС1 будет всегда открыта при включенном в сеть блоке питания, обеспечивая питание ШИМ U1 рабочего инвертора, независимо от супервизора. Можно перемычку заменить выключателем, совмещенным с переменным резистором регулирования выходного напряжения или электронным ключом, если есть желание придать ЗУ дополнительные функции.

Установив указанную перемычку, подключаем к выводам «+12В» и «┴» нагрузку в виде лампы дальнего света мощностью до 70 Вт и вольтметр. Включаем блок питания в сеть. С задержкой по времени после включения (при исправном блоке) лампа плавно загорается. Проверьте вольтметром напряжение на выводе «+12» блока. Если напряжение соответствует этому значению, делаем второй шаг.

Медленно поворачивая движок резистора VR1 влево и вправо, определяем диапазон изменения напряжения на выводе «+12В». Если в одном из крайних положений движка VR1 напряжение не выше +16В, а в другом — не ниже 10В, то вам нужно всего лишь заменить резистор VR1 на переменный того же номинала. Имейте в виду, что рабочее напряжение конденсаторов в фильтрах цепей формирования «+12В» и «−12В» всего 16В.

Если это не удается, то в следующем шаге удалите резистор R58 номиналом 5,19 кОм, диод D18, а номиналы резисторов R68 и VR1 замените, соответственно, на 2,4 кОм и 2 кОм. Если диапазон регулирования напряжения +12 выйдет за пределы +15В, номинал R68 нужно увеличить на (5…10)%.

Если вам нужно дополнительно стабилизированное и регулируемое напряжение «+5В», то установите резистор: R58=5,19 кОм на место. В этом случае цепи питания «+12В» и «+5В» будут стабилизированными в диапазоне регулирования.

Если вы хотите увеличить напряжение своего зарядного устройства более 16В, то замените электролитические конденсаторы в цепи +12В и −12В, на более высоковольтные для исключения их пробоя (можно с меньшим номиналом чтобы поместились на плате).

Результат переделки Power Man IP-P350A2J в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов.

В качестве VR1 берите СП3-4ам или другого типа устанавливайте на металлическую переднюю панель, соединенную с корпусом блока питания. Соединение резистора с платой выполнить экранированным проводом в изоляции. Экран провода соедините с общим проводом вторичной цепи блока «┴».

Для индикации зарядного тока и напряжения можно применить амперметр М42303 на ток 10 ампер и шунт 75ШСМ3-10-0,5. Амперметр с помощью кнопочного переключателя и последовательно включенных резисторов Rд1 = 470 Ом и подстроечного Rд2 = 200 Ом, можно «перевести» в измеритель напряжения (см. схему). Регулировкой резистора Rд2 можно корректировать показания М42303 в единицах напряжения.

Удачи!