Зарядне на мінімалках.

В ролях:

древній АТХ із мікросхемою маркуванням 2003 та регулятор на 555 таймері.

Отож, видалась нагода, так би мовити, задокументувати виготовлення зарядного пристрою для 12В акумуляторів чи просто утилізації застарілого. Конструкція не одноразово втілювалась в життя без нарікань на працездатність.

Сама тема не актуальна, не популярна, але заслуговує на існування особливо в настільки простому виконанні.  В своє виправдання можу додати просте бажання вільного поширення інформації, плюс освітити деякі моменти технічної грамотності в своєму, тобто, безграмотному баченні.

 В домашньому хламі стратегічних запасах своєї наколінної лабораторії знаходилось декілька робочих одиниць АТХ блоків потужністю 200-300Вт з мікросхемою ШІМ контролером позначеною цифрами 2003. Оскільки комп’ютери які ними можна живити зникли років зо десять тому, а 2003-я м\с це не TL494 і зробити з неї толком нічого не вийде то блоки були не затребувані.  З документації на 2003 м\с було знайдено лиш схема самого блоку,

після ознайомлення з якою вітер в голові навіяв думки про зарядне, а ГУГЛ показав, що напрям вітру таки правильний і є вже готові рішення в інтернеті.

Детальніше ознайомлення з готовими конструкціями повної довіри не викликало. По-перше, не було регулювання струму, що є ключовим в зарядному (так можна заряджати і сталою напругою, але спосіб напругою реалізовується мережним трансформатором, або імпульсним інакшої схемотехніки), по-друге,  були усунуті ознаки захисту самого блоку при перевантаженні чи К.З. на виході. Рідна схема не містить чіткої організації контролю струму, за те є контроль напруги. Генератор 2003 м\с запускається на невеликий час відразу при поданні живлення на неї, якщо за цей час на виходах  3,3В, 5В, 12В не з’явиться напруги м\с перейде в режим захисту, простіше кажучи генератор зупиниться.  Стабілізація вихідної напруги відбувається по 5В, 12В на 14 нозі 2003, при зміні вихідної напруги, змінюється робота генератора.  

Для модернізації блок має бути робочий, а якщо так тоді варто перевірити конденсатори на предмет вспученості. Подальші дії варто проводити підключивши лампу розжарювання замість запобіжника, або просто послідовно із входом.

Насамперед виставляється необхідна напруга, для цього демонтується R62,R60. На місце  R60 встановлюється змінний резистор, опір якого попередньо виставляється рівним опору R60.

Блок можна запустити, перевірити наявність напруги на виході. При позитивному результаті можна проводити маніпуляції з платою.

Для зручності подальшої роботи демонтуються всі непотрібні дроти. Варто лишити один дріт оранжевий 3,3В та один чорний «земля», вони знаходяться обабіч кіпи дротів, а тому легко вирізняються з-поміж інших, їх потрібно впаяти на місця де вихід 3,3В та землі відповідно, через те що ці 2 дроти під’єднані в самих роз’ємах.

Вихідні дроти лишаються за смаком, виходи 3,3В, 5В також можна використовувати, але вважаючи на зміну вихідної напруги до 4 з хвостиком вольт замість 3,3В і відповідно 6+В замість 5В.

  Суть мого «велосипеду» у включенні обманки стабілізатора на вихід +12В. Тобто, блок налаштовується за допомогою R60 приблизно до 14,5В на виході +12В, стабілізатор робить  +12В, а подільник +3,3В та +5В, які й підключаються на відповідні виводи мікросхеми 2003. Це зроблено для збереження оригінального захисту блоку від К.З. У випадку рекомендацій з інтернету по підключенню обманки до чергового джерела живлення, «дєжурки», блок не вирубиться при К.З.  і з високою вірогідністю вийде з ладу. В данному випадку струм  при якому блок перейде в захист буде біля 20А, точно заміряти не дають технічні можливості мого наколіного цеху.

 Сама обманка складається з інтегрального стабілізатора на 12В, пари конденсаторів та трьох резисторів –подільників точністю в 10%, як показала практика номінали резисторів особливого підбору не вимагають.

Схема обманки.

Підключення здійснюється відповідно до входів 2003 контролера, прямо на ноги мокрухи: 3,3В на третю ногу, 5В на четверту, 12В на п’яту ногу.

Зі сторони друкованих провідників, доріжок, потрібно зробити 4 розрізи, як на фото

і додати 2 перемички:  одну замість кнопки старт, зелений дріт на землю, другою забезпечується цілісність кола 3,3В самої мікросхеми  (10-ий вивід і Q7).

З блоком завершено. Не вистачає контролю струму і захисту від переполюсування АКБ. Просте й дешеве рішення припало на ШІМ регулятор з 555-го таймера. Схема по суті магазинна, тому й підійде готовий модуль.

Принцип роботи та схемотехніка достатньо широко освітлені у вільному доступі, тому зосереджуся на своїх зауваженнях.

Зауваження по тривалості імпульсів м\с 555. Верхня і нижня межа ширини імпульсів встановлюється резисторами R6,R7. Нижню межу краще встановити у 3-10% (найменша тривалість) резистором  R6, а верхню найкраще підібрати по максимально необхідному вихідному струму резистором R7, але без перевищення 95-97 відсотків заповнення імпульсу.

В початковій версії діоду D5 не було, а в якості захисту переполюсування служив діод D2, сдвоєний для зменшення падіння напруги на ньому. При цьому робота регулятора була не задовільною, проявлялось в значному нагріванні Q3. Подальші дослідження виявили необхідність встановити D5(нагрівання силового транзистора швидше всього відбувалось через зворотні імпульси паразитних індуктивностей), після чого транзистор вже можна було вільно втримати пальцями навіть при навантаженні. Суть захисту переполюсування на D2 була втрачена, тому що ланцюг невірно під’єднаної АКБ замикавсь через D5, D2,R3. Чому ж замість D2 не встановити один мофет?  Тест з мосфетом замість D2 показав не повне закриття транзистора, в результаті чого останній йшов до перегріву, а відповідно до випуску назовні свого чарівного білого диму. Городити справжню систему захисту ніяк не вкладалось в концепцію мінімальних трудозатрат, тому від переполюсовки використовувався простий запобіжник, але то вже занадто примітивно. Після деяких роздумів та пошуку більш-менш простого способу вирішено було зупинитись на релейному захисті.

Суть такого дійства наступна: вмикається блок, вмикається реле, подається напруга на споживача, якщо споживачем слугуватиме неправильно під’єднана АКБ, електричне коло зарядного замкнеться через АКБ, напруга на виході наблизиться до 0, блок перейде в режим захисту від К.З а реле відповідно вимкнеться.  Індикатором спрацювання захисту слугує штатний вентилятор і він після К.З зупиняється, коли ж вентилятор зупинився блок потрібно вимкнути з мережі на1-2хвилини і увімкнути вже з правильно підключеним акумулятором.

Попередження! Такий спосіб захисту є не правильним, а наслідки його повторення накладаються виключно на потерпілого. Значно кращим для повторення буде варіант з декількома напівпровідниками або навіть з компаратором .

Тестування релейної схеми проводилось на літієвих акумуляторах, свинцевого під руками не було. Можливо із свинцевим акумулятором діод D5 вийде з ладу шляхом перетворення свого корпусу в дрібні уламки на великій швидкості, тому плавкий запобіжник зайвим не буде. D2 лишився, як релікт і за одно додаткове навантаження.

Рекомендований тривалий струм для такого зарядного 5-6А, хоча по шині +12В на шильдику блока вказаний більший струм.  Менше навантаження має свої переваги, до яких можна внести тепловий режим напівпровідників,  електролітів, що у висновку значно подовжує ресурс усього блоку.

В якості показоміра струму використано індикатор рівня звуку з легендарного магнітофона типу «Весна» чи «Берізка». Тому мої ампери вимірюються децибелами. Напруга знімається з шунта R3, 0,022Ома і при 5 амперах стрілка децибелів відхиляється в крайнє праве положення.

Любителям особливих збочень або обділеним мережним дротом присвячується дві картинки, які самі говорять за себе.

З дуже малою вірогідністю тут буде доповнення про режими заряду.

x