Метою проекту є споруда універсального регульованого блоку живлення, який може бути використаний для зарядки нікелевих або свинцевих акумуляторів, причому не тільки автомобільних. Зарядний пристрій дозволить заряджати акумулятори з напругою від 4 до 30 В.
Перше, що знадобиться для реалізації цього проекту, - це корпус. Підійде, наприклад, від китайського інвертора 12-220 В. Він монолітний і виготовлений з алюмінію.
Можна взяти будь-який інший відповідного розміру, наприклад, від комп'ютерного блоку живлення.
Друге - це мережевий понижуючий імпульсний блок живлення.
Напруга на виході використовуваного в цьому проекті блоку становить 19 В при струмі близько 5 А.
Це дешевий універсальний адаптер для ноутбука. Він побудований на ШІМ-контролері з сімейства UC38, має стабілізацію і захист від коротких замикань.
Третє - це цифровий або аналоговий вольтамперметр. Представлений тут вольтамперметр був вилучений з китайського стабілізатора напруги (30 В, 5 А).
Четверте - це трохи таких електронних компонентів, як клеми і шнур живлення.
Пристрій схематично зображено на наступній картинці:
Тепер погляньте на схему блоку живлення. Мікросхема TL431 розташовується біля оптрона. Саме ця мікросхема задає вихідна напруга. В обв'язці всього 2 резистора, і шляхом їх підбору можна отримати потрібну вихідну напругу.
На цій схемі він позначений як R13. У наявному блоці його опір складає 20 кОм. Послідовно цього резистору потрібно підключити змінний на 10 кому, приблизно, як на зображенні:
Шляхом обертання змінного резистора необхідно домогтися вихідної напруги в районі 30 В. Потім потрібно відключити «переменнік» і заміряти його опір, при якому напруга на виході було 30 В, і замінити R13 на резистор з підібраним опором. Вийшло приблизно 27 кОм. На цьому переробка адаптера завершена.
Для обмеження струму буде використовуватися метод ШІМ-регулювання, оскільки вихідний струм з адаптера від ноутбука дуже малий.
Взагалі, ця схема являє собою ШІМ-регулятор напруги без окремого вузла обмеження струму. Цей генератор прямокутних імпульсів побудований на базі таймера NE555, який працює на певній частоті. Діоди служать для постійної зміни часу заряду і розряду частотозадаючого конденсатора. Завдяки цьому явищу є можливість змінювати шпаруватість вихідних імпульсів. Оскільки силовий транзистор працює в режимі ключа (він або відкритий, або закритий), то можна спостерігати досить високий ККД. Змінний резистор регулює шпаруватість імпульсів.
Встановити необхідний струм заряду можна зміною напруги, тобто обертанням багатооборотна змінного резистора.
Транзистор підійде буквально будь-хто. Тут використовується n-канальний польовий транзистор з напругою 60 В і струмом від 20 А.
Через ключового режиму роботи його нагрівання не буде великим, на відміну від лінійних схем, але тепловідвід не завадить. У цьому проекті в якості тепловідводу використовується алюмінієвий корпус.
Схема ШІМ-регулятора дійсно проста, економічна і надійна, але теж потребує невеликій доробці. Справа в тому, що, згідно з документацією, мікросхема NE555 має максимально допустима напруга живлення 16 В. А на виході переробленого адаптера напруга практично в 2 рази вище, і при підключенні схеми таймер однозначно згорить.
Рішень в даній ситуації кілька. Погляньте на 3 з них:
- Використовувати лінійний стабілізатор, скажімо, від 5 до 12 В з сімейства 78xx або
побудувати простий стабілізатор за наступною схемою:
Найпростішим рішенням буде впровадження в схему лінійного стабілізатора, наприклад, 7805. Але слід пам'ятати, що максимальна напруга живлення в залежності від виробника відрізняється від 24 до 35 В. В цьому проекті використовується стабілізатор КА7805 з максимальним вхідною напругою 35 В з даташіту. Якщо не вдається дістати таку мікросхему, можна побудувати стабілізатор всього з трьох деталей.
Після складання потрібно перевірити ШІМ-регулятор.
На платі адаптера є 2 діючі речовини, які піддаються нагріванню - силовий транзистор високовольтної ланцюга перетворювача і здвоєний діод на виході схеми. Вони були відпаяні і прикріплені до алюмінієвого корпусу. При цьому їх потрібно ізолювати від основного корпусу.
Лицьова панель виготовлена \u200b\u200bз шматка пластика.
У схемі адаптера є захист від короткого замикання, але не має захисту від переполюсовки. Але це можна виправити.
Оскільки в ході тестування вихідна напруга адаптера перевищило 30 В, цифровий вольтметр згорів. Не допускайте перевищення напруги ні на 1 В. Доведеться обійтися без нього. Струм заряду буде показуватися за допомогою мультиметра.
Зрадник вийшов непоганий - заряджає також без проблем акумулятори від шуруповерта.
Прикріплені файли:
Як зробити простий Повер Банк своїми руками: схема саморобного power bank
Блок живлення - це пристрій, що служить для перетворення (пониження або підвищення) змінного напруги в заданий постійна напруга. Блоки живлення діляться на: трансформаторні і імпульсні. Спочатку створювалися тільки трансформаторні конструкції блоків живлення. Вони складалися з силового трансформатора, що живиться від побутової мережі 220В, 50Гц і випрямляча з фільтром, стабілізатором напруги. Завдяки трансформатору відбувається зниження напруги мережі до необхідних величин, з подальшим випрямленням напруги випрямлячем, що складається з діодів, включених по мостовій схемі. Після випрямлення постійне пульсує напруга згладжується паралельно підключеним конденсатором. При необхідності точної стабілізації рівня напруги застосовуються стабілізатори напруги на транзисторах.
Основний недолік трансформаторного блоку живлення - це трансформатор. Чому так? Все через ваги і габаритів, так як вони обмежують компактність блоку живлення, при цьому їх ціна досить висока. Але ці блоки живлення прості в конструкції і це їх гідність. Але все-таки в більшості сучасних пристроїв застосування трансформаторних блоків живлення, стало не актуальним. Їм на зміну прийшли імпульсні блоки живлення.
До складу імпульсних блоків живлення входять:
1) мережевий фільтр, (вхідний дросель, електромеханічний фільтр, який забезпечує відокремлення від перешкод, запобіжник);
2) випрямляч і згладжує фільтр (діодний міст, накопичувальний конденсатор);
3) інвертор (силовий транзистор);
4) силовий трансформатор;
5) вихідний випрямляч (випрямні діоди включені по полумостовой схемою);
6) вихідний фільтр (фільтруючі конденсатори, силові дроселі);
7) блок управління інвертором (ШІМ контролер з обв'язкою)
Імпульсний блок живлення забезпечує стабілізовану напругу за рахунок використання зворотного зв'язку. Працює він у такий спосіб. Напруга мережі надходить на випрямляч і згладжує фільтр, де напруга мережі випрямляється, а пульсації згладжується за рахунок використання конденсаторів. При цьому витримується амплітуда близько 300 вольт. На наступному етапі підключається інвертор. Його завдання - формування прямокутних високочастотних сигналів для трансформатора. Зворотній зв'язок з інвертором здійснюється через блок управління. З виходу трансформатора високочастотні імпульси надходять на вихідний випрямляч. Через те, що частота імпульсів близько 100 кГц, то необхідно застосування швидкодіючих напівпровідникових діодів Шотки. На завершальній фазі проводиться згладжування напруги на конденсаторі, що фільтрує і дроселі. І тільки після цього напруга заданої величини подається в навантаження. Все, вистачить теорії, перейдемо до практики і почнемо робити блок живлення.
Корпус блоку живлення
Кожен радіоаматор, який займається радіоелектронікою, бажаючи оформити свої пристрої часто стикається з проблемою, де взяти корпус. Ця проблема спіткала і мене, що в свою чергу наштовхнуло на думку, а чому б не зробити корпус своїми руками. І тут почалися мої пошуки ... Пошук готового рішення як зробити корпус не привів ні до чого. Але я не впадав у відчай. Подумавши деякий час, у мене виникла думка, а чому не зробити корпус з пластикового короба для укладання проводів. За габаритами він мені підходив, і я почав різати і клеїти. Дивимося малюнки нижче.
Розміри короба були обрані виходячи з розміру плати блоку живлення. Дивимося малюнок нижче.
Також в корпусі повинні поміститися ще індикатор, дроти, регулятор і мережевий роз'єм. Дивимося малюнок нижче.
Для установки вище перерахованих елементів в корпусі були прорізані необхідні отвори. Дивимося малюнки вище. Ну і нарешті, для додання корпусу блоку живлення естетичності, він був пофарбований в чорний колір. Дивимося малюнки нижче.
Вимірювальний пристрій
Скажу відразу, що шукати вимірювальний прилад довго не довелося, вибір відразу впав на суміщений цифровий вольтметр TK1382. Дивимося малюнки нижче.
Діапазони вимірювань приладу складають для напруги 0-100 В і струм до 10 А. На приладі також встановлені два калібрувальних резистора для підстроювання напруги і струму. Дивимося малюнок нижче.
Що стосується схеми підключення, то у неї є нюанси. Дивимося малюнки нижче.
Схема блоку живлення
Для вимірювання струму і напруги скористаємося схемою - 2, дивись малюнок вище. І так по порядку. На наявний у мене блок живлення від ноутбука спочатку знайдемо схему електричну принципову. Пошук необхідно проводити по ШІМ контролера. В даному блоці живлення це CR6842S. Схему дивимося нижче.
Тепер торкнемося переробки. Так як буде робитися регульований блок харчування, то схему доведеться переробити. Для цього внесемо зміни в схему, ці ділянки обведені помаранчевим кольором. Дивимося малюнок нижче.
Ділянка схеми 1,2 забезпечує харчування ШІМ контролера. І з себе представляє параметричний стабілізатор. Напруга стабілізатора 17,1 В вибрано в зв'язку з особливостями роботи ШІМ контролера. При цьому для харчування ШІМ контролера задаємося струмом через стабілізатор близько 6 мА. "Особливість даного контролера в тому, що для його включення необхідно напруга живлення більше 16,4 В, струм споживання 4 мА" витяг з datasheet. При такій переробці блоку живлення необхідно відмовитися від обмотки самозапіткі, так як її застосування не доцільно при низькій напрузі на виході. На малюнку нижче можете побачити даний вузол після переробки.
Ділянка схеми 3 забезпечує регулювання напруги, при даних номіналах елементів регулювання здійснюється в межах 4,5-24,5 В. Для такої переробки необхідно випаять резистори, відмічені на малюнку нижче помаранчевим кольором, і на їх місце запаяти змінний резистор для регулювання напруги.
На цьому переробка закінчена. І можна виробляти пробний запуск. ВАЖЛИВО !!! У зв'язку з тим, що блок живлення живиться від мережі 220 В то необхідно бути уважним, під уникнення потрапляння під дію напруги мережі! Це НЕБЕЗПЕЧНО ДЛЯ ЖИТТЯ !!! Перед першим запуском блоку живлення необхідно перевірити правильність монтажу всіх елементів, а потім робити включення в мережу 220 В, через лампочку розжарювання 220 В, 40 Вт у запобігання виходу з ладу силових елементів блоку живлення. Перший запуск можете побачити на малюнку нижче.
Також після першого запуску перевіримо верхню і нижню межі регулювання напруги. І як було задумано, вони лежать в заданих межах 4,5-24,5 В. Дивимося малюнки нижче.
Ну і наостанок, при випробуваннях з навантаженням на 2,5 А корпус почав добре грітися, що мене не влаштувало і я вирішив зробити перфорацію в корпусі для охолодження. Місце для перфорації вибирав виходячи з місця найбільшого нагріву. Для перфорації корпусу зробив 9 отворів діаметром 3 мм. Дивимося малюнок нижче.
Для запобігання випадкового потрапляння всередину корпусу струмопровідних елементів, зі зворотного боку кришки на невеликій відстані приклеєна запобіжна заслінка. Дивимося малюнок нижче.
У мене давно виникла необхідність в придбанні універсального блоку живлення для ноутбуків. Такого щоб мав різні роз'єми і міг регулювати напругу. А раз потрібно - купуємо.
Вибрав такий:
LED Indicator.
Input power: 100w.
Output power: 96w.
Input voltage range: Ac110-240v.
Adjustable Output Voltage: 12v / 15v / 16v / 18v / 19v / 20v / 24v.
Overload and short circuit protection.
Compatible with SONY / HP / IBM notebook, etc.
8 DC Plug as picture.
Їхала посилка довго. Упакований блок живлення був погано, в звичайний пакетик, але на подив, нічого не зламалося.
Змінні елементи включаються в таку ось розетку на дроті. Контакти різної товщини, захист від «дурня».
Перед включенням справив зовнішній огляд.
У блоці живлення стандартна трьохконтактного розетка із заземленням для підключення стандартного комп'ютерного кабелю.
Кабель в комплекті ... жах.
Навіть при зовнішньому огляді він такий тонкий ...
На кабелі написано 250V 10A. Ну, на паркані теж багато чого написано.
Ще на дроті вказано якийсь другосортний китайський бренд і товщина 3х0,5мм.кв. Ну, і звідки тут узятися 10 ампер? Чому бренд другосортний? Нормальний виробник не стане робити такі убогі і небезпечні кабелю. Тут погоня тільки на низькою собівартістю, іншим знехтували.
Я, якщо чесно, думаю що 0,5 квадрата теж завищена, реально там ще менше, пару тонюсенький волосків, до того ж не мідних, а сталевих, обміднений. Вони так ефектно перегорають ... З тріском і іскрами.
Цей кабель, звичайно, витримає роботу з цим блоком живлення. Але так як у нього стандартний комп'ютерний роз'єм, його краще відразу порізати на шматки і викинути. Навіщо порізати? Щоб хтось випадково не знайшов і не включив з його допомогою якої-небудь енергоспоживаючих електроприлад, так як це майже 100% гарантія розігріву і згоряння цього кабелю, як мінімум зі смородом і іскрами, і як максимум - коротке замикання, вибивання запобіжників або пожежа .
При зовнішньому огляді виявлено наступне: якщо потрясти блок живлення, в ньому щось гримить, причому солідно так. Було вирішено не включати блок живлення в розетку, а відразу розкрити його і перевірити.
Забігаючи вперед, скажу що це було правильне рішення, яке дало змогу уникнути ремонту.
Отже, блок розкритий. З нього випадає пристойна така сопля припою, приблизно 7х2мм.
Цей шматочок припою і гримів всередині. Він цілком міг що-небудь закоротити і привести до виходу блоку живлення з ладу.
Плата досить якісна, але ось як монтаж, так і пайка, являють собою жалюгідне видовище.
У «гарячої» частини, деякі елементи не встановлені. Частина деталей встановлена \u200b\u200bз заниженням параметрів і не так як було передбачено при проектуванні. На платі нанесено маркування, які елементи повинні бути встановлені і як.
Зате варто NTC терморезистор, що запобігає кидок струму при включенні блоку живлення в розетку. Дивно що і його не замінили перемичкою, ще могли пару центів заощадити.
Високовольтний конденсатор коштує всього 22мкФ (це вкрай мало), навіть на платі написано 47мкф, немає фільтруючого дроселя у вхідних ланцюгах, немає фільтруючого конденсатора, конденсатор харчування мікросхеми ШІМ стоїть вертикально, хоча повинен лежати на платі, запобіжник сумнівного номіналу і якості встановлений так, що замінює собою фільтруючий дросель.
Перемикання напруги стабілізації блоку живлення проводиться перемиканням резисторів в плечі дільника на мікросхемі TL431. Пайка жахлива.
Вся плата у флюсі, ніхто і не намагався його відмити.
Але неотмитий флюс - не найстрашніше. Плата погано пропо, деякі висновки просто-напросто висять в повітрі.
Ось наприклад тут: здвоєний діод Шотткі. Один з висновків непропаян, другий відірваний і доріжка висить в повітрі. Блок живлення в такому стані працювати буде, але як довго?
Зрозуміло, що ні про який контроль якості або налагодженні розмова просто не йде. Добре якщо ці блоки живлення взагалі включали ...
Мікросхема ШІМ - UC3843AN - досить поширена. На ній робиться багато різних блоків живлення і StepDown перетворювачів
Вихідна частина теж простіше вже нікуди. Після випрямного діода варто один-єдиний електролітичний конденсатор. Ні про яке фільтрі не йдеться. Немає навіть шунтирующей кераміки. Можна припустити що якщо все залишити як є, з огляду на що корпус практично герметичний, робота такого блоку живлення не буде довгою. Конденсатор дуже скоро вздуется.
Силовий транзистор і випрямний здвоєний діод стоять на загальному радіаторі (звичайно, ніякої термопасти немає в помині). Радіатор - погано оброблена алюмінієва пластинка з задирок, ніяк не була зафіксована і тримається на самому транзисторі і діод. Логічно, що діод і транзистор запаяли зависоко і коли корпус закривали, доклали зусилля і транзистор з діодом просто просіли вниз і відірвали доріжки з плати.
Виглядає жахливо, все висить в повітрі, хоча я вірю що контакт був і блок живлення, можливо, запускався навіть в такому стані. Але залишати таке неподобство як є я не можу.
Коротше, цей блок живлення - набір косяків і недоробок. У ньому потребує доопрацювання або заміни майже все: гаряча частина, холодна частина, провід живлення.
Насамперед, випаюю з плати «стратегічні» перемички, сумнівний запобіжник, високовольтний конденсатор, конденсатор харчування ШІМ.
Запаюють фільтруючий дросель, нормальний запобіжник на 2 А, фільтруючий конденсатор, кладу на бік стирчить в торону резистор харчування ШІМ. Заміняю конденсатор харчування ШІМ 47мкф 63V на 100 мкФ 63V. (47мкф вистачило б, але у мене не знайшлося під руками такого з довгими висновками). Конденсатор повинен розміщуватися «лежачи», щоб не заважати встановленню високовольтного конденсатора більшої місткості і, відповідно, більшого розміру. Високовольтний конденсатор я поставив 47мкФх400V. Саме такий номінал і вказано на платі. Більший, швидше за все, було б проблематично поставити, так як він швидше за все не помістився б у корпус. Тут видно що плату розводили не надто професійно. Високовольтний конденсатор розташований горизонтально над конденсатором харчування ШІМ, самої мікросхемою ШІМ і потужним резистором. Це не смертельно, але не дуже грамотно. Але тут вже як є - так є.
Радіатор знятий. Термопасти там навіть не планувалося, видно економія по-китайськи в усьому. Транзистор в корпусі TO-218-ISO, який повністю ізольований від радіатора, тому можна обійтися без ізолюючих прокладок.
Випробувана КПТ-8 як завжди нам допоможе. Може це і не найкраща термопаста, але я їй більше довіряю ніж незрозуміло-який китайського походження.
Ну ось, силові елементи тепер на термопасте. Сподіваюся їм це трохи полегшить життя. Транзистор і діод посаджені нижче, щоб радіатор упирався в плату.
З «гарячої» частиною закінчено.
Повертаю вихідний електролітичний конденсатор на місце, перерізую довгу і широку плюсову доріжку на платі, свердлю 2 дірки і в розрив впаюються дросель. Паралельно проводам харчування після дроселя впаюються конденсатор.
Фільтруючий електролітичний конденсатор шунтуючих «керамікою».
Пропаивают все непропаи (яких на платі вистачає) і відірвані доріжки. Мою плату, сушу.
Складання та тестове включення. Все працює.
Наостанок, роблю дремелем більше надрізів на корпусі для воздхообмена. Це повинно дати можливість нагрітому повітрю виходити їх корпусу і трохи поліпшити охолодження.
Може це не дуже красиво, але поліпшить тепловий режим роботи блоку живлення.
Тепер в даному блоці живлення встановлені всі елементи, все пропаяне, покращена фільтрація. Тепер його не страшно підключити до досить дорогому ноутбука або монітора.
Висновки: це непорозуміння, цей набір косяків, який помилково назвали універсальним блоком живлення не можна просто використовувати після покупки без доопрацювання і переробки. Це просто небезпечно.
Тільки те що блок харчування був вчасно розкритий, допомогло запобігти його швидкий вихід з ладу.
Так, він коштує недорого, набагато дешевше ніж нормальні блоки живлення, готові до експлуатації відразу після покупки. Доопрацювання його до робочого стану не вимагає великих грошових вкладень, але вона вимагає наявності деяких деталей, паяльника, прямих рук і мінімальних знань. Для людей у \u200b\u200bяких все це є, даний блок живлення - вигідна покупка. Для іншої частини населення, що не вміє тримати в руках паяльник, даний блок живлення до покупки не рекомендується.
P.S. При спробі використання з ноутбуком після 20-30 хвилин роботи даний блок живлення згорів з гучним бабах, спалахом і димом. При цьому він поцупив з собою плату заряду ноутбука, добре хоч її вдалося купити на e-bay. У блоці живлення згорів транзистор, розкрилася мікросхема ШІМ, підозріло почорнів трансформатор. Блок живлення відправився в сміттєву корзину. Ремонтувати це непорозуміння не бачу сенсу. Купувати нікому не раджу.
