Компьютеры не могут работать без электроэнергии. Чтобы их зарядить, используются специальные устройства, называемые источниками питания. Они получают напряжение переменного тока из сети и преобразуют его в постоянный ток. Устройства могут выдавать огромное количество энергии в небольшом форм-факторе, обладают встроенной защитой от перегрузки. Выдаваемые параметры у них невероятно стабильны, а качество постоянного тока обеспечено даже при высоких нагрузках. Когда есть лишний такой аппарат, разумно его использовать для многих бытовых задач, например, переделав в зарядное устройство из блока питания компьютера.
Блок имеет форму металлической коробки шириной 150 мм х 86 мм х 140 мм. Стандартно он монтируется внутри корпуса ПК с помощью четырех винтов, переключателя и розетки. Такая конструкция позволяет воздуху поступать в охлаждающий вентилятор блока питания (БП). В некоторых случаях установлен переключатель селектора напряжения, позволяющий пользователю выбирать показатели. Например, в Соединенных Штатах имеется внутренний источник питания, работающий с номинальным напряжением 120 вольт.
БП компьютера состоит из нескольких компонентов внутри: катушки, конденсаторов, электронной платы для регулирования тока и вентилятора для охлаждения. Последний является основной причиной отказа для источников питания (ИП), что надо учитывать при монтаже зарядного устройства из блока питания компьютера atx.
ИП имеют определенную мощность, указанную в ваттах. Стандартный блок, как правило, способен обеспечивать около 350 Вт. Чем больше установленных на компьютере компонентов: жестких дисков, CD / DVD-приводов, ленточных накопителей, вентиляторов, тем больше энергии требуется от источника питания.
Специалисты рекомендуют использовать блок питания, который обеспечивает больше мощности, чем требуется компьютеру, поскольку он будет работать в режиме постоянной «недогрузки», что увеличит срок службы машины из-за уменьшения теплового воздействия на его внутренние компоненты.
Существует 3 типа ИП:
Параметры БП, которые можно использовать при создании зарядного устройства из блока питания компьютера:
В ИП есть много разных разъемов питания. Они разработаны таким образом, что при их установке нельзя ошибиться. Чтобы сделать зарядное устройство из блока питания компьютера, пользователю не нужно будет долго выбирать правильный кабель, так как он просто не поместится в разъеме.
Виды разъемов:
Дешевые материнские платы оснащены 4-контактным разъемом. Более дорогие «разгонные» материнские платы имеют 8-контактные разъемы. Дополнительные обеспечивают излишнюю мощность процессора при разгоне.
Большинство блоков питания снабжены двумя кабелями: 4-контактными и 8-контактными. Нужно использовать только один из этих кабелей. Также можно разделить 8-контактный кабель на два сегмента, чтобы обеспечить обратную совместимость с более дешевыми материнскими платами.
Левые 2 контакта 8-контактного разъема (6+2) справа отсоединены для обеспечения обратной совместимости с 6-контактными графическими картами. 6-контактный разъем PCI-E может поставить дополнительный 75Вт за кабель. Если графическая карта содержит один 6-контактный разъем, он может составлять до 150 Вт (75 Вт от материнской платы + 75 Вт от кабеля).
Для более дорогих графических карт требуется 8-контактный (6+2) разъем PCI-E. С помощью 8 контактов этот разъем может обеспечивать до 150 Вт на кабель. Видеокарта с одним 8-контактным разъемом может составлять до 225 Вт (75 Вт от материнской платы + 150 Вт от кабеля).
Molex, 4-контактный периферийный разъем, используют при создании зарядного устройства из блока питания компьютера. Эти контакты работают очень долго, могут поставлять 5V (красный) или 12V (желтый) на периферийные устройства. В прошлом эти соединения часто использовались для подключения жестких дисков, CD-ROM-плееров и т. д.
Даже видеокарты Geforce 7800 GS оснащаются Molex. Однако их потребляемая мощность ограничена, поэтому в настоящее время бо́льшая часть их была заменена кабелями PCI-E и Все, что осталось, это вентиляторы с питанием.
Разъем SATA - современная замена устаревшего Molex. Все современные DVD-плееры, жесткие диски и SSD работают от мощности SATA. Разъем Mini-Molex / Floppy полностью устаревший, но некоторые БП все еще поставляются с разъемом mini-molex. Они были использованы для питания дисководов гибких дисков до 1,44 МБ данных. В основном, они сегодня заменены USB-накопителем.
Адаптер Molex-PCI-E 6-контактный для питания видеокарты.
Используя адаптер 2x-Molex-1x PCI-E 6-контактный, предварительно нужно убедиться, что подключаются оба "Молекса" к различным кабельным напряжениям. Это снижает риск перегрузки источника питания. С введением ATX12 V2.0 были внесены изменения в систему с 24-контактным разъемом. В старых ATX12V (1.0, 1.2, 1.2 и 1.3) использовался 20-контактный разъем.
Всего есть 12 версий стандарта ATX, но они настолько похожи, что пользователю не нужно беспокоиться о совместимости во время монтажа зарядного устройства из блока питания компьютера. Для обеспечения большинство современных источников позволяют отсоединить последние 4 контакта основного разъема. Также возможно создать передовую совместимость с помощью адаптера.
В компьютере требуется три типа постоянного напряжения. 12 вольт необходимо для подачи напряжения на материнскую плату, графические карты, для вентиляторов, процессора. Для USB-портов требуется 5 вольт, а для самого ЦП используется 3,3 вольта. 12 вольт также применимы для некоторых «умных» вентиляторов. Электронная плата в блоке питания отвечает за пересылку преобразуемого электричества через специальные кабельные наборы для питания устройств внутри компьютера. С помощью перечисленных выше компонентов переменное напряжение преобразуется в чистый постоянный ток.
Почти половина работы, выполняемой блоком питания, осуществляется с помощью конденсаторов. Они хранят энергию, которая будет использоваться для непрерывного рабочего потока. Изготавливая из блока питания компьютера, пользователь должен быть осторожным. Даже если компьютер отключен, есть вероятность того, что электричество будет храниться внутри блока питания в конденсаторах, даже через несколько дней после отключения.
Внутри источников питания пользователь видит много кабельных наборов, выходящих с различными разъемами и разными номерами. Цветовые коды кабелей питания:
Выходные напряжения источника питания компьютера можно измерить с помощью надлежащего мультиметра. Но из-за более высокого риска короткого замыкания пользователь должен всегда подключать черный кабель с черным на мультиметре.
Провод жесткого диска (независимо от того, является ли это IDE или SATA) имеет четыре жилы, прикрепленных к разъему: желтую, две черных подряд, и красную. На жестком диске одновременно используются как 12V, так и 5V. 12V питает движущиеся механические детали, а 5V подает электронные схемы. Таким образом, все эти кабельные комплекты оснащены кабелями 12V и 5V одновременно.
Электрические разъемы на материнской плате для процессоров или вентиляторов шасси имеют четыре ножки, поддерживающие материнскую плату для вентиляторов 12 В или 5 В. Помимо черных, желтых и красных, другие цветные провода можно увидеть только в главном разъеме, который напрямую переходит в розетку материнской платы. Это фиолетовые, белые или оранжевые кабели, которые не используются потребителями для подключения периферийных устройств.
Если вы хотите сделать автомобильное зарядное устройство из блока питания компьютера, нужно протестировать его. Вам понадобятся скрепка и около двух минут времени. Если понадобится источник питания обратно подключить к материнской плате, просто нужно удалить скрепку. Никаких изменений от использования скрепки в нем не произойдет.
Порядок действий:
Хотя скрепка не ударит большим током, не рекомендуется прикасаться к ее металлической части, когда она находится под напряжением. Если нужно оставить скрепку на неопределенный срок, необходимо замотать ее изолентой.
Если вы начинаете делать своими руками зарядное устройство из блока питания компьютера, позаботьтесь о безопасности работ. Источник угрозы — это конденсаторы, которые несут в себе остаточный заряд электричества, способный вызвать значительную боль и ожоги. Поэтому нужно не только убедиться, что ИП надежно отключен, но и надеть изоляционные перчатки.
После открытия БП, делают оценку рабочего пространства и убеждаются, что не будет никаких проблем с расчисткой проводов.
Предварительно продумывают конструкцию источника, отмеривая карандашом, где будут находиться отверстия, чтобы отрезать провода необходимой длины.
Выполняют сортировку проводов. При этом будут необходимы: черный, красный, оранжевый, желтый и зеленый. Остальные являются лишними, поэтому их можно обрезать на монтажной плате. Зеленый говорит о включении питания после режима ожидания. Он просто припаивается к заземляющему черному проводу, что обеспечит включение БП без компьютера. Далее нужно подключить провода к 4 большим зажимам по одному для каждого набора цветов.
После этого требуется сгруппировать 4-проводные цвета вместе и отрезать их на необходимую длину, снять изоляцию и соединить в один конец. Перед сверлением отверстий нужно позаботиться о печатной плате шасси, чтобы она не была загрязнена металлическими стружками.
В большинстве БП нельзя полностью удалить печатную плату с шасси. В таком случае ее нужно аккуратно обернуть пластиковым пакетом. Закончив сверление, требуется обработать все шероховатые пятна и протереть шасси тканью от мусора и налета. Затем установить фиксирующие стойки, используя небольшую отвертку и клеммы, закрепив их с помощью плоскогубцев. После этого закрыть блок питания и обозначить маркером напряжение на панели.
Это устройство поможет автолюбителю в сложной ситуации, когда нужно срочно зарядить аккумулятор автомобиля, не имея стандартного устройства, а используя лишь обычный блок питания ПК. Специалисты не рекомендуют постоянно пользоваться зарядным устройством авто из блока питания компьютера, так как напряжение 12 В немного не дотягивает до необходимого при зарядке аккумулятора. Оно должно быть 13 В, но как аварийный вариант его использовать можно. Для усиления напряжения там, где раньше было 12В, нужно поменять резистор на 2.7кОм на подстроечном резисторе, установленном на дополнительной плате БП.
Поскольку источники питания имеют конденсаторы, которые сохраняют электроэнергию в течение длительного времени, желательно их разрядить с использованием лампы накаливания 60 Вт. Чтобы прикрепить лампу, используйте два конца провода для подключения к выводам крышки. Лампа подсветки медленно погаснет, разрядив крышку. Замыкание клемм не рекомендуется, так как это приведет к большой искре и может повредить дорожки печатной платы.
Процедура изготовления своими руками зарядного устройства из блока питания компьютера начинается со снятия верхней панели блока питания. Если на верхней панели установлен вентилятор 120 мм, отсоедините 2-контактный разъем от печатной платы и снимите панель. Требуется обрезать выходные кабели от источника питания с помощью плоскогубцев. Не стоит их выбрасывать, лучше использовать повторно для нестандартных заданий. Для каждого связующего поста оставьте не более 4-5 кабелей. Остальные могут быть обрезаны на печатной плате.
Соединяются провода одного цвета и закрепляются, используя кабельные стяжки. Зеленый кабель используется для включения постоянного тока ИП. Его припаивают к клеммам GND или подключают к черному проводу из пучка. Далее отмеряют центр отверстий на верхней крышке, где должны быть закреплены фиксирующие стойки. Нужно быть особенно внимательным, если на верхней панели установлен вентилятор, а зазор между краем вентилятора и ИП мал для фиксирующих штырей. В таком случае после отметки центральных точек нужно снять вентилятор.
После этого нужно прикрепить фиксирующие стойки к верхней панели в порядке: GND, +3,3 В, +5 В, +12 В. Используя стриппер для проводов, удаляется изоляция кабелей каждого пучка, припаиваются соединения. Тепловым пистолетом обрабатывают рукава над обжимными соединениями, после чего вставляют выступы в соединительные штыри и затягивают вторую гайку.
Далее нужно вернуть вентилятор на место, подключить 2-контактный разъем к гнезду на печатной плате, вставить панель обратно в устройство, что может потребовать некоторых усилий из-за связки кабелей на перекладинах и закрыть.
Если шуруповерт имеет напряжение 12В, то пользователю повезло. Он может сделать источник питания для зарядного устройство без особых переделок. Понадобится используемый или новый БП компьютера. В нем есть несколько напряжений, но нужно 12В. Есть много проводов разных цветов. Понадобятся желтые, которые выдают 12В. Перед началом работ пользователь должен убедится, что ИП отключен от источника энергии и не имеет остаточного напряжения в конденсаторах.
Теперь можно начинать переделывать блок питания компьютера в зарядное устройство. Для этого нужно желтые провода подключить к разъему. Это будет выход 12В. Сделать то же самое для черных проводов. Это разъемы, в которые будет подключаться зарядное устройство. В блоке напряжение 12В не является первичным, поэтому подключается резистор к красному проводу 5В. Далее нужно соединить серый и один черный провод вместе. Это сигнал, который говорит об энергоснабжении. Цвет этого провода может варьироваться, поэтому нужно убедиться, что это сигнал PS-ON. Это должно быть написано на наклейке блока питания.
После включения переключателя БП должен запускаться, вентилятор вращаться, а лампочка загораться. Проверив разъемы с помощью мультиметра, нужно убедиться, что блок выдает 12 В. Если это так, то зарядное устройство шуруповерта из блока питания компьютера функционирует правильно.
На самом деле вариантов приспособления блока питания под собственные нужды множество. Любители поэкспериментировать с удовольствием делятся своим опытом. Предлагаем несколько хороших советов.
Пользователям не стоит бояться модернизировать коробку блока: можно добавить светодиоды, наклейки или все, что нужно для совершенствования. Разбирая провода, нужно убедиться, что используется блок питания ATX. Если это AT или более старый источник питания, у него, скорее всего, будет другая цветовая схема для проводов. Если у пользователя нет данных об этих проводах, ему не стоить переоборудовать блок, так как схема может быть собрана неправильно, что приведет к аварии.
Некоторые современные источники питания имеют провод связи, который должен быть подключен к источнику питания для его работы. Серый провод подключается к оранжевому, а розовый - к красному. Силовой резистор с высокой мощностью может стать горячим. В этом случае нужно использовать в конструкции радиатор для охлаждения.
У компьютерного блока питания, наряду с такими преимуществами, как малые габариты и вес при мощности от 250 Вт и выше, есть один существенный недостаток – отключение при перегрузке по току. Этот недостаток не позволяет использовать БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, поскольку у последнего в начальный момент времени зарядный ток достигает нескольких десятков ампер. Добавление в БП схемы ограничения тока позволит избежать его отключения даже при коротком замыкании в цепях нагрузки.
Зарядка автомобильного аккумулятора происходит при постоянном напряжении . При этом методе в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Заряд аккумулятора таким методом в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить запуск двигателя. Сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. Сила зарядного тока в первоначальный момент может достигать 1,5С, однако для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий, а наиболее распространённые БП ATX мощностью 300 – 350 Вт не в состоянии без последствий для себя отдать ток более 16 – 20А.
Максимальный (начальный) зарядный ток зависит от модели используемого БП, минимальный ток ограничения 0,5А. Напряжение холостого хода регулируется и для заряда стартёрного аккумулятора может составлять 14…14,5В.
Вначале необходимо доработать сам БП, отключив у него защиты по превышению напряжений +3,3В, +5В, +12В, -12В, а также удалив неиспользуемые для зарядного устройства компоненты.
Для изготовления ЗУ выбран БП модели FSP ATX-300PAF. Схема вторичных цепей БП рисовалась по плате, и несмотря на тщательную проверку, незначительные ошибки, к сожалению, не исключены.
На рисунке ниже представлена схема уже доработанного БП.
Для удобной работы с платой БП последняя извлекается из корпуса, из неё выпаиваются все провода цепей питания +3,3V, +5V, +12V, -12V, GND, +5Vsb, провод обратной связи +3,3Vs, сигнальная цепь PG, цепь включения БП PSON, питание вентилятора +12V. Вместо дросселя пассивной коррекции коэффициента мощности (установлен на крышке БП) временно впаивается перемычка, провода питания ~220V, идущие от выключателя на задней стенке БП, выпаиваются из платы, напряжение будет подаваться сетевым шнуром.
В первую очередь деактивируем цепь PSON для включения БП сразу после подачи сетевого напряжения. Для этого вместо элементов R49, C28 устанавливаем перемычки. Убираем все элементы ключа, подающего питание на трансформатор гальванической развязки Т2, управляющего силовыми транзисторами Q1, Q2 (на схеме не показаны), а именно R41, R51, R58, R60, Q6, Q7, D18. На плате БП контактные площадки коллектора и эмиттера транзистора Q6 соединяются перемычкой.
После этого подаем ~220V на БП, убеждаемся в его включении и нормальной работе.
Далее отключаем контроль цепи питания -12V. Удаляем с платы элементы R22, R23, C50, D12. Диод D12 находится под дросселем групповой стабилизации L1, и его извлечение без демонтажа последнего (о переделке дросселя будет написано ниже) невозможно, но это и не обязательно.
Удаляем элементы R69, R70, C27 сигнальной цепи PG.
Включаем БП, убеждаемся в его работоспособности.
Затем отключается защита по превышению напряжения +5В. Для этого выв.14 FSP3528 (контактная площадка R69) соединяется перемычкой с цепью +5Vsb.
На печатной плате вырезается проводник, соединяющий выв.14 с цепью +5V (элементы L2, C18, R20).
Выпаиваются элементы L2, C17, C18, R20.
Включаем БП, убеждаемся в его работоспособности.
Отключаем защиту по превышению напряжения +3,3В. Для этого на печатной плате вырезаем проводник, соединяющий выв.13 FSP3528 с цепью +3,3V (R29, R33, C24, L5).
Удаляем с платы БП элементы выпрямителя и магнитного стабилизатора L9, L6, L5, BD2, D15, D25, U5, Q5, R27, R31, R28, R29, R33, VR2, C22, C25, C23, C24, а также элементы цепи ООС R35, R77, C26. После этого добавляем делитель из резисторов 910 Ом и 1,8 кОм, формирующий из источника +5Vsb напряжение 3,3В. Средняя точка делителя подключается к выв.13 FSP3528, вывод резистора 931 Ом (подойдёт резистор 910 Ом) — к цепи +5Vsb, а вывод резистора 1,8 кОм — к «земле» (выв. 17 FSP3528).
Далее, не проверяя работоспособность БП , отключаем защиту по цепи +12В. Отпаиваем чип-резистор R12. В контактной площадке R12, соединённой с выв. 15 FSP3528 сверлится отверстие 0,8 мм. Вместо резистора R12 добавляется сопротивление, состоящее из последовательно соединённых резисторов номинала 100 Ом и 1,8 кОм. Один вывод сопротивления подсоединяется к цепи +5Vsb, другой – к цепи R67, выв. 15 FSP3528.
Отпаиваем элементы цепи ООС +5V R36, C47.
После удаления ООС по цепям +3,3V и +5V необходимо пересчитать номинал резистора ООС цепи +12V R34. Опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 равно 1,25В, при среднем положении регулятора переменного резистора VR1 его сопротивление составляет 250 Ом. При напряжении на выходе БП в +14В, получаем: R34 = (Uвых/Uоп — 1)*(VR1+R40) = 17,85 кОм, где Uвых, В – выходное напряжение БП, Uоп, В – опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 (1,25В), VR1 – сопротивление подстроечного резистора, Ом, R40 – сопротивление резистора, Ом. Номинал R34 округляем до 18 кОм. Устанавливаем на плату.
Конденсатор C13 3300х16В желательно заменить на конденсатор 3300х25В и такой же добавить на место, освободившееся от C24, чтобы разделить между ними токи пульсаций. Плюсовой вывод С24 через дроссель (или перемычку) соединяется с цепью +12V1, напряжение +14В снимается с контактных площадок +3,3V.
Включаем БП, подстройкой VR1 устанавливаем на выходе напряжение +14В.
После всех внесённых в БП изменений переходим к ограничителю. Схема ограничителя тока представлена ниже.
Резисторы R1, R2, R4…R6, соединённые параллельно, образуют токоизмерительный шунт сопротивлением 0,01 Ом. Ток, протекающий в нагрузке, вызывает на нём падение напряжения, которое ОУ DA1.1 сравнивает с опорным напряжением, установленным подстроечным резистором R8. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор DA2 с выходным напряжением 1,25В. Резистор R10 ограничивает максимальное напряжение, подаваемое на усилитель ошибки до уровня 150 мВ, а значит, максимальный ток нагрузки до 15А. Ток ограничения можно рассчитать по формуле I = Ur/0,01, где Ur, В – напряжение на движке R8, 0,01 Ом – сопротивление шунта. Схема ограничения тока работает следующим образом.
Выход усилителя ошибки DA1.1 подсоединён с выводом резистора R40 на плате БП. До тех пор, пока допустимый ток нагрузки меньше установленного резистором R8, напряжение на выходе ОУ DA1.1 равно нулю. БП работает в штатном режиме, и его выходное напряжение определяется выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*Uоп. Однако, по мере того, как напряжение на измерительном шунте из-за роста тока нагрузки увеличивается, напряжение на выв.3 DA1.1 стремится к напряжению на выв.2, что приводит к росту напряжения на выходе ОУ. Выходное напряжение БП начинает определяться уже другим выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош), где Uош, В – напряжение на выходе усилителя ошибки DA1.1. Иными словами, выходное напряжение БП начинает уменьшаться до тех пор, пока ток, протекающий в нагрузке, не станет чуть меньше установленного тока ограничения. Состояние равновесия (ограничения тока) можно записать так: Uш/Rш=(((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош))/Rн, где Rш, Ом – сопротивление шунта, Uш, В – напряжение падения на шунте, Rн, Ом – сопротивление нагрузки.
ОУ DA1.2 используется в качестве компаратора, сигнализируя с помощью светодиода HL1 о включении режима ограничения тока.
Печатная плата и схема расположения элементов ограничителя тока
Несколько слов о деталях и их замене. Электролитические конденсаторы, установленные на плате БП FSP, имеет смысл заменить на новые. В первую очередь в цепях выпрямителя дежурного источника питания +5Vsb, это С41 2200х10V и С45 1000х10V. Не забываем о форсирующих конденсаторах в базовых цепях силовых транзисторов Q1 и Q2 – 2,2х50V (на схеме не показаны). Если есть возможность, конденсаторы выпрямителя 220В (560х200V) лучше заменить на новые, большей ёмкости. Конденсаторы выходного выпрямителя 3300х25V должны быть обязательно с низким ЭПС – серии WL или WG, в противном случае они быстро выйдут из строя. В крайнем случае, можно поставить б/у конденсаторы этих серий на меньшее напряжение – 16В.
Прецизионный ОУ DA1 AD823AN «rail-to-rail» как нельзя кстати подходит к данной схеме. Однако его можно заменить на порядок более дешёвым ОУ LM358N. При этом стабильность выходного напряжения БП будет несколько хуже, также придется подбирать номинал резистора R34 в меньшую сторону, поскольку у этого ОУ минимальное выходное напряжение вместо нуля (0,04В, если быть точным) 0,65В.
Максимальная суммарная рассеиваемая мощность токоизмерительных резисторов R1, R2, R4…R6 KNP-100 равна 10 Вт. На практике лучше ограничиться 5 ваттами – даже при 50% от максимальной мощности их нагрев превышает 100 градусов.
Диодные сборки BD4, BD5 U20C20, если их действительно стоит 2шт., менять на что-либо более мощное не имеет смысла, обещанные производителем БП 16А они держат хорошо. Но бывает так, что в действительности установлена только одна, и в этом случае необходимо либо ограничиться максимальным током в 7А, либо добавить вторую сборку.
Испытание БП током 14А показало, что уже спустя 3 минуты температура обмотки дросселя L1 превышает 100 градусов. Долговременная безотказная работа в таком режиме вызывает серьёзное сомнение. Поэтому, если подразумевается нагружать БП током свыше 6-7А, дроссель лучше переделать.
В заводском исполнении обмотка дросселя +12В намотана одножильным проводом диаметром 1,3 мм. Частота ШИМ – 42 кГц, при ней глубина проникновения тока в медь составляет около 0,33 мм. Из-за скин-эффекта на данной частоте эффективное сечение провода составляет уже не 1,32 мм 2 , а только 1 мм 2 , что недостаточно для тока в 16А. Иными словами, простое увеличение диаметра провода для получения большего сечения, а следовательно, уменьшения плотности тока в проводнике неэффективно для этого диапазона частот. К примеру, для провода диаметром 2 мм эффективное сечение на частоте 40 кГц только 1,73мм 2 , а не 3,14 мм 2 , как ожидалось. Для эффективного использования меди намотаем обмотку дросселя литцендратом. Литцендрат изготовим из 11 отрезков эмалированного провода длиной 1,2м и диаметром 0,5мм. Диаметр провода может быть и другим, главное, чтобы он был меньше удвоенной глубины проникновения тока в медь – в этом случае сечение провода будет использовано на 100%. Провода складываются в «пучок» и скручиваются с помощью дрели или шуруповёрта, после чего жгут продевается в термоусадочную трубку диаметром 2 мм и обжимается с помощью газовой горелки.
Готовый провод целиком наматывается на кольцо, и изготовленный дроссель устанавливается на плату. Наматывать обмотку -12В смысла нет, индикатору HL1 «Питание» какой-либо стабилизации не требуется.
Остаётся установить плату ограничителя тока в корпус БП. Проще всего её прикрутить к торцу радиатора.
Подключим цепь «ООС» регулятора тока к резистору R40 на плате БП. Для этого вырежем часть дорожки на печатной плате БП, которая соединяет вывод резистора R40 с «корпусом», а рядом с контактной площадкой R40 просверлим отверстие 0,8мм, куда будет вставлен провод от регулятора.
Подключим питание регулятора тока +5В, для чего припаяем соответствующий провод к цепи +5Vsb на плате БП.
«Корпус» ограничителя тока присоединяется к контактным площадкам «GND» на плате БП, цепь -14В ограничителя и +14В платы БП выходят на внешние «крокодилы» для подключения к аккумулятору.
Индикаторы HL1 «Питание» и HL2 «Ограничение» закрепляются на месте заглушки, установленной вместо переключателя «110V-230V».
Скорее всего, в вашей розетке отсутствует контакт защитного заземления. Вернее, контакт, может быть, и есть, а вот провод к нему не походит. Про гараж и говорить нечего… Настоятельно рекомендуется хотя бы в гараже (подвале, сарае) организовать защитное заземление. Не стоит игнорировать технику безопасности. Это иногда заканчивается крайне плачевно. Тем, у кого розетка 220В не имеет контакта заземления, оборудуйте БП внешней винтовой клеммой для его подключения.
После всех доработок включаем БП и корректируем подстроечным резистором VR1 требуемое выходное напряжение, а резистором R8 на плате ограничителя тока – максимальный ток в нагрузке.
Подключаем к цепям -14В, +14В зарядного устройства на плате БП вентилятор 12В. Для нормальной работы вентилятора в разрыв провода +12В, либо -12В, включаются два последовательно соединённых диода, которые уменьшат напряжение питания вентилятора на 1,5В.
Подключаем дроссель пассивной коррекции коэффициента мощности, питание 220В от выключателя, прикручиваем плату в корпус. Фиксируем нейлоновой стяжкой выходной кабель зарядного устройства.
Прикручиваем крышку. Зарядное устройство готово к работе.
Аккумуляторная батарея - устройство, которое в ходе эксплуатации изнашивается и разряжается. Для заряда АКБ используется специальный прибор, который можно купить или сделать своими руками. О том, как соорудить зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из БП компьютера и ноутбука, мы расскажем ниже.
[ Скрыть ]
Стоимость качественных зарядных приборов высокая. Поэтому многие автовладельцы решают переделать блок питания АТХ от стационарного ПК в ЗУ. Эта процедура не особо сложная, но прежде чем приступить к выполнению задачи и переделать блок питания на зарядку, которая сможет заряжать машинную АКБ, следует разобраться в требованиях, которые предъявляются к ЗУ. В частности, максимальный уровень напряжения, подводимый к АКБ, должен быть не более 14,4 вольта, чтобы не допустить быстрого износа батареи.
Пользователь Vetal в своем ролике показал, как можно переделать БП в зарядный прибор.
Чтобы соорудить самоделку ЗУ из компьютерного БП на 200W, 300W либо 350W (ШИМ 3528), потребуются следующие материалы и инструменты:
Также потребуется сам блок питания, который должен иметь следующие характеристики:
Процедура заряда машинной батареи производится под напряжением, величина которого от 13,9 до 14,4 вольта. Все стационарные блоки работают с напряжением 220 В, поэтому первостепенная задача - снизить рабочий параметр до 14,4 В. В основе зарядного девайса применяется микросхема TL494 (7500), при ее отсутствии можно использовать аналог. Микросхема нужна для генерирования сигналов и используется как драйвер транзисторного элемента, предназначенного для защиты прибора от повышенного тока. На дополнительной плате БП имеется еще одна схема - TL431 либо другая, аналогичная, предназначенная для регулировки параметра напряжения на выходе. Здесь же располагается резисторный элемент для настройки, с помощью которого можно отрегулировать величину выходного напряжения в узком интервале.
Подробно о том, как переделать компьютерный БП в зарядный прибор для АКБ машины, узнайте из ролика, опубликованного каналом «Паяльник TV».
Чтобы произвести своими руками переделку БП от компа в зарядку для авто, ознакомьтесь со схемой и следуйте инструкции:
1. Красным отмечена перемычка на схеме 2. Транзисторный элемент на плате, который надо удалить 3. Резисторный элемент в первичной цепи, подлежащий замене 4. Схема для сборки платы, предназначенной для защиты БП при нарушении полярности
Можно соорудить зарядный девайс из блока питания ноутбука.
Напрямую подключать БП к аккумуляторным клеммам нельзя.
Величина выходного напряжения варьируется в районе 19 вольт, а значение силы тока составляет около 6 ампер. Этих параметров достаточно, чтобы обеспечить заряд аккумуляторной батареи, но напряжение слишком высокое. Решить проблему можно двумя способами.
Потребуется последовательным образом с аккумулятором машины подключить так называемый балласт в виде мощной лампы от оптики. Источник освещения будет использоваться в качестве ограничителя тока. Простой и доступный вариант. К плюсовому выходу блока питания ноутбука подключается один контакт лампы, а второй ее контакт подсоединяется к плюсу аккумуляторной батареи. Минус от блока питания подключается напрямую к отрицательной клемме аккумулятора по проводу. После этого БП можно включать в бытовую сеть. Способ очень простой, но есть вероятность выхода из строя источника освещения. Это приведет к неработоспособности как аккумулятора, так и блока.
Потребуется понизить параметр напряжения БП, чтобы напряжение на выходе составляло около 14-14,5 В.
Рассмотрим процесс изготовления и сборки зарядного девайса на примере блока питания от ноутбука Great Wall:
Канал kt819a предоставил ролик, в котором подробно рассмотрено зарядное устройство, сделанное из БП ноутбука.
Чтобы не допустить быстрого выхода из строя АКБ, надо учитывать определенные нюансы по правильной подзарядке.
Основным плюсом девайса считается то, что автомобильная батарея не сможет перезарядиться в процессе подзарядки. Если вы забудете отключить АКБ от зарядного устройства, это не повлияет на ее ресурс эксплуатации и не приведет к быстрому износу. Если вы не оборудуете ЗУ светодиодным индикатором, то не сможете понять, зарядился ли аккумулятор или нет . Как вариант, можно приблизительно рассчитать время подзарядки, используя показания, которые выдает амперметр, подключенный к ЗУ. Рассчитать можно по формуле: величина силы тока умножается на время зарядки в часах. На практике на реализацию задачи по подзарядке требуется около суток при условии, что емкость батареи составляет 55 А/ч. Если вы хотите наглядно видеть уровень подзаряда, то в девайс можно добавить стрелочные или цифровые индикаторы.
Годятся старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, UTC51494, KA7500, IR3M02, МВ3759 и т.д.) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать. Ну будем ориентироваться на 200-300 Вт. Я взял SPARKMAN 250W. Общая структурная схема любого блока выглядит так:
Сначала, нужно убедиться в работоспособности блока. Для этого подключаем к сети через лампу 220в (последовательное включение). Если лампа вспыхнула и потухла, то это хороший знак. Берем провод PS_ON (серый цвет) и замыкаем на землю, если кулер за вращался, значит БП исправен. Если лампа 220 В горит, значит есть КЗ. Тут несколько вариантов:
1) Пробит диодный мост.
2) Сгорел предохранитель (в случае если вообще никаких признаков жизни).
3) Пробиты транзисторы в полу мостовом инверторе высоковольтной части БП.
Прозваниванием озвученные элементы, меняем на исправные. Итак БП починили. Теперь нужно умощнить элементы высоковольтной части. Меняем входные электролиты на большую емкость - 470 мкФ 200В. Диоды в мосте я заменил на 1N5408, минимум ставьте 2-х амперные.
Конденсатор типа К73-17 обычно стоит 1 мкФ 250 В, был поменян на 2,2 мкФ на 400В.
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), добавить схему управления, шунт и измерительные приборы. Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. А вот, выпрямитель и фильтр удобнее монтировать на месте 5-ти вольтового – там больше места под диоды и конденсаторы.
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек и дросселя.
2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя –5 В (он нам ещё понадобится).
3. Пятивольтовую сборку на диодах Шоттки оставляем, теперь здесь будет 12 Вольт, так как данная сборка рассчитана на больший ток чем 12 вольтовая.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи, подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы на 0,1 мкФ. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт (я запараллелил два на 200).
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. Если получится, намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Я намотал в один провод.
7. Для питания вентилятора используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В, их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен – запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. –5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
Для управление током и напряжением была использована следующая схема.
Однако в качестве шунта я использовал сопротивление 0.1 Ом, что позволило запустить амперметр без ОУ и др. умножителей напряжения. Вид и расположение вольтметра и амперметра.
Данное устройство собрано на МК ATMEGA8. Но вы можете использовать любые, вплоть до стрелочных. Питание взято с дежурного напряжения БП (5В на плате маркируется как +5VSB сиреневый провод), единственно был добавлен конденсатор на 1000мкФ 16 В для сглаживания пульсаций. Внешний вид передней панели и разъемы для подключения.
Схема простой переделки блока питания ATX, для возможности использовать его как зарядное устройство автоаккумулятора. После переделки получится мощный блок питания с регулировкой напряжения в пределах 0-22 В и тока 0-10 А. Нам понадобится обычный компьютерный БП ATX сделанный на микросхеме TL494. Для пуска никуда не подключенного БП типа АТХ необходимо на секунду закоротить зеленый и черный провода.
Выпаиваем из него всю выпрямительную часть и всё, что соединено с ножками 1, 2 и 3 микросхемы TL494. Кроме того, нужно отсоединить от схемы ножки 15 и 16 - это второй усилитель ошибки, который мы используем для канала стабилизации тока. Также нужно выпаять цепь питания, соединяющую выходную обмотку силового трансформатора от + питания TL494 , она будет питаться только от маленького «дежурного» преобразователя, чтобы не зависеть от выходного напряжения БП (у него есть выходы 5 В и 12 В). Дежурку лучше немного перенастроить подобрав делитель напряжения в обратной связи и получив напряжения 20 В для питания ШИМ и 9 В для питания измерительно-регулировочной схемы. Приводим принципиальную схему доработки:
Выпрямительные диоды соединяем с 12-вольтовыми отводами вторичной обмотки силового трансформатора. Лучше поставить диоды помощнее, чем те, которые обычно стоят в 12-вольтовой цепи. Дроссель L1 делаем из кольца от фильтра групповой стабилизации. Они разные по типоразмеру в некоторых БП поэтому намотка может отличатся. У меня получилось12 витков проводом диаметра 2 мм. Дроссель L2 берём из цепи 12 Вольт. На микросхеме ОУ LM358 (LM2904, или любой другой сдвоенный низковольтный операционник, который может работать в однополярном включении и при входных напряжениях почти от 0 В) собран измерительный усилитель выходного напряжения и тока, который будет давать сигналы управления на ШИМ TL494. Резисторы VR1 и VR2 задают опорные напряжения. Переменный резистор VR1 регулирует выходное напряжение, VR2 - ток. Токоизмерительный резистор R7 на 0.05 ом. Питание для ОУ берём с выхода «дежурных» 9В БП компьютера. Нагрузка подключается к OUT+ и OUT-. В качестве вольтметра и амперметра можно использовать стрелочные приборы. Если регулировка тока в какой-то момент не нужна, то VR2 просто выкручиваем на максимум. Работа стабилизатора в БП будет так: если, например, установлено 12 В 1 А, то если ток нагрузки меньше 1 А - стабилизируется напряжение, если больше - то ток. В принципе, можно перемотать и выходной силовой трансформатор, выкинутся лишние обмотки и можно уложить более мощную. При этом также рекомендую и выходные транзисторы поставить на больший ток.
На выходе нагрузочный резистор где-то на 250 ом 2 Вт параллельно C5. Он нужен чтобы блок питания без нагрузки не оставался. Ток через него не учитывается, он до измерительного резистора R7 (шунта) включён. Теоретически можно получить до 25 вольт при токе в 10 А. Заряжать устройством можно как обычные 12 В аккумуляторы от автомобиля, так и небольшие свинцовые, что стоят в ИБП.
