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 А⋅ч.

Различные производители компьютерных блоков питания 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.

Принципиальная схема зарядного устройства
Компьютерный блок питания — зарядное устройство

Предлагаемое мною устройство, схема которого изображена на рисунке, 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 микросхему TL494 так, как показано на схеме. Этот вариант исключает все блокировки и защиты производителя.

Принципиальная схема зарядного устройства
Принципиальная схема зарядного устройства

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.

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.

Использован следующий 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 удобство 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 5 Вт. Остальные резисторы — МЛТ. 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 устанавливают пороговое значение зарядного тока. Вместо источника постоянного тока подключают к выходным зажимам устройства нагрузку, состоящую, например, из четырех - пяти параллельно соединенных автомобильных ламп накаливания 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 выходе микросхемы DA1. Определяют, при каком токе происходит прекращение генерации. Подборкой резистора R11 добиваются требуемого порогового значения тока.

После этого удаляют все временные соединения, отключают источник постоянного тока и проверяют работу устройства от сети переменного тока.

При налаживании устройства следует соблюдать меры электробезопасности.

www.radio.ru