Переделка компьютерного БП LC-200C в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Для зарядки батареи своего автомобиля купил зарядное устройство Defort DBC-6D. Его хватило на пару зарядок. Сдал по гарантии. Хотел купить что-то иное, но на все, что хотелось бы купить, в Сети отрицательные отзывы, в основном, что зарядные устройства быстро выходят из строя. Наткнулся на хорошую статью Зарядное устройство на основе блока питания ATX, где описана переделка FSP ATX-300PAF. На моем домашнем складе нашел исправный блок питания LC-200C и занялся переделкой его в зарядное устройство. Поскольку из комментариев к указанной выше статье ясно, что иногда люди нуждаются в подробном описании, ниже оно и приводится.

Мне повезло в том, что в Сети удалось найти схему LC- 200C по адресу http://sio.su/manual_123_23_gen.html

Схема практически очень точно соответствует плате, за исключением:

1. неправильно нарисовано подключение обмотки W6  
2. некоторые резисторы на схеме имеют номинал 114М, 115M, но на плате стоят резисторы не более 10кОм.
3. два дросселя имеют одинаковое название L2.

Отличия платы от схемы:

1. на плате вместо дросселей L2, L3, L4, L5 стоят перемычки.
2. На плате отсутствуют конденсаторы сетевого фильтра С1 и С2.
3. На плате вместо LF1 запаяны перемычки.

Зарядное устройство имеет следующие параметры:

1. Максимальное выходное напряжение 14.2В (что соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля при работающем двигателе).
2. Максимальный ток заряда батареи  5А.(рекомендуемые 10% от емкости батареи)
3. Защита от неправильного подключения батареи.
4. Ограничение тока заряда.

Схема зарядного устройства имеет следующий вид:

Она отличается от схемы из источника, указанного выше тем, что

1. Исправлено подключение обмотки W6.
2. Удалены все неиспользуемые элементы
3. Добавлены узлы защиты от короткого замыкания выхода и неправильного подключения батареи, ограничения тока заряда.

Вновь добавленные элементы имеют нумерацию 100+х. Резистор R42 состоит из 2 последовательно включенных резисторов, суммарное сопротивление которых подбирается, чтобы обеспечить требуемое напряжение на выходе.

Крестиками на схеме показаны разрывы дорожек на плате.

Ниже приводится описание работы только вновь добавленных узлов. Если кому-то понадобится, подробное описание работы оригинальной схемы находится по адресу, где и сама исходная схема.

Схема защиты от неправильного подключения батареи выполнена на транзисторе Q101 и реле Rel101 с обмоткой на 12 вольт и контактами на 10А. Можно не использовать эту защиту для удешевления проекта, тогда надо внимательно следить за правильностью подключения к батарее. Легко проследить по схеме, что при неправильном подключении, ток разряда батареи испарит элементы L3, L1, D6, T1.

Желательно на выходе зарядного устройства поставить плавкий предохранитель на 10А (на схеме не показан), который защитит устройство при выходе из строя одного из диодов из сборки D6.

Если батарея подключена правильно, транзистор Q101 включает реле, которое соединяет выход зарядного устройства с батареей. В противном случае, реле не срабатывает и выход зарядного устройства не подключается к батарее. При коротком замыкании выхода зарядного устройства сначала срабатывает схема ограничения тока зарядки. Поскольку напряжение на выходе при этом равно нулю, закрывается транзистор  Q101, потом через несколько десятков миллисекунд выключается реле Rel101.

Схема ограничения выходного тока состоит из 3 частей:

1. Источника опорного напряжения R101..R104, D101.

Напряжение +5В с вывода IC1.15 на диоде D101 создает падение напряжения 0.7В.

Опорное напряжение 18мВ снимается с делителя R102..R104. Подстроечный резистор R104 служит для точной установки максимального тока зарядки.

2. Датчика тока заряда R105, A1.

Собственно датчиком тока служит сопротивление шунта амперметра А1. Я использовал амперметр с пределом измерения 0..6А. Тип амперметра указать не могу, на нем ничего не написано. Сопротивление шунта в амперметре приблизительно 0.03 Ом. При токе зарядки 5А напряжение на нем составляет 18мВ.

Пока напряжение на датчике тока меньше опорного напряжения, устройство выдает на выходе номинальное напряжение 14.2В. При токе, равном току ограничения, напряжение на датчике тока становится больше опорного напряжения. В IC1 срабатывает компаратор 2, что приводит к уменьшению выходного напряжения и, следовательно, тока зарядки. Ограничитель тока заряда установлен на 5А. Если состояние батареи таково, что она может взять больший ток, зарядное устройство работает в режиме стабилизации тока. По мере зарядки ток заряда батареи уменьшается. Когда он станет меньше 5А, зарядное устройство переходит в режим стабилизации напряжения.  

3. Цепи устранения дребезга компаратора 2 IC1. Цепь состоит из С101, R106. При переключении выхода компаратора 2 она на время заряда конденсатора С101 создает положительную обратную связь, что ускоряет процесс переключения и не дает помехам возможности многократного переключения компаратора, когда реально надо переключиться 1 раз. При отсутствии этой цепи преобразователь начинает свистеть на звуковой частоте.

Переделка LС-200C:

При работе желательно подавать входное напряжение на LС-200C через разделительный трансформатор 220В-220В.

Если такого трансформатора нет, надо строго соблюдать технику безопасности во избежание поражения электрическим током.

  1. Блокировка защиты от КЗ по -5В и -12В.

   1.1 Удалить R33, D14, R34, С23, Q6, R35.

   1.2 Вместо С23 установить проволочную перемычку. 

2. Удалить всю схему формирования сигнала Power Good. (R24, R25, R26, D15, Q5, C22, R23, R20, D13, Q3, Q4, R28)

3. Удалить выпрямитель -12В. (C14, R13, C11, D9, D10, D11, L2 (на дросселе со многими обмотками))

4. Удалить элементы выпрямителя -5В. (C21, R19, L5, D7, D8)

5. Выпаять радиатор с диодами Шоттки.

6. Удалить элементы выпрямителя +5В. (D5, R14, R15, C12, C13, C18, R18, L2)

7. Вместо диодной сборки D6 PR3002 как на схеме  (на плате стояли диоды PR3004), установить сборку на больший ток и такое же обратное напряжение. Я установил C20T10Q из того, что имелось.

8. Выпаять нагрузочные провода -5В, -12В, +5В. Выпаять провода +12В и 0В, оставляя в каждой группе по 3 провода. Этого будет достаточно для тока 5А.  

После выпаивания всех ненужных в данном проекте элементов, плата имеет следующий вид:

9. Выпаять R41 и R42.

10. Вместо R41 запаять резистор 10К.

11. Отрезать дорожку между R41 и +5В.

12. Тот вывод R41, который шел на +5В соединить с +12В.

13. Конденсатор С17 заменить конденсатором 1000uFx25V с малым ESR.

14. Вместо R42 запаять переменный резистор 3.3..4.7К, установив его, предварительно, на максимальное сопротивление.

15. Включить блок питания и выставить переменным резистором напряжение на выходе +14,2В. Это будет напряжение зарядки батареи.

16. Выключить блок питания, отпаять переменный резистор и замерить его сопротивление. Подобрать постоянный резистор с таким же сопротивлением и запаять его на место переменного. Если не удается подобрать R42 с сопротивлением из стандартного ряда, тогда надо использовать последовательное соединение 2 резисторов.  

17. Подключение вентилятора: запаять разъем вентилятора CON2 (1 рис.1), в дорожке -12В выполнить разрезы 3 и 5 под диодами D104, D105, установить диоды 2 и 4, запаять перемычку 6 между шиной -12В и +12В. Диоды типа 1N4001 для устранения избытка напряжения на вентиляторе.  

18. На отдельной плате спаять цепи, добавленные в схему для организации ограничителя тока заряда и тока короткого замыкания, схему защиты от неправильного подключения батареи. Элементы этих устройств имеют нумерацию, начиная со 101.

19. Отсоединить контакт 16 IC1 от «земли», для чего выпаять перемычку 1 рис.2, запаять перемычку 2, разрезать дорожку 3. Отсоединить контакт 15 IC1 от контактов 13, 14, для чего выполнить разрез по желтой линии 4.

20. Сделать цепи ограничителя тока заряда. Есть 3 варианта: 1. Навесной монтаж. При этом, сделать так, чтобы смотрелось прилично и изделие было надежным, довольно трудно. 2. Сделать небольшую печатную плату, на которой разместить все необходимые элементы. 3. Использовать «слепую» печатную плату. Я пошел по 3 варианту. Что получилось, смотрите ниже. Плата рассчитана на установку на клеммы амперметра.

21. После сборки всего устройства необходимо подключить на выход нагрузочное сопротивление 2..2.5 Ом 100 ватт, кратковременно закоротить контакты реле, чтобы напряжение попало на выход и открылся транзистор, включающий реле, резистором R104 установить ток на выходе равным 5А.   

Вид зарядного устройства с лицевой стороны:

В заключение хочу отметить следующее:

1. Радиаторы транзисторов полу-мостового преобразователя и диодов Шоттки при токе 5А практически не греются.
2. Греется сильно только выходной дроссель, если не работает вентилятор.
3. Если обмотку дросселя выполнить так, как советуют в статье http://cxem.net/avto/electronics/4-96.php , только пропорционально меньшим количеством проводов в жгуте, нагрев дросселя уменьшится, и можно будет обойтись без вентилятора (экспериментально это не проверялось), либо дополнить зарядное устройство модулем регулировки  числа оборотов вентилятора в зависимости от температуры дросселя. Все это предлагается для уменьшения шума от работающего вентилятора.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Блок питания
• Зарядное устройство