Conversion d'une alimentation d'ordinateur en chargeur. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Chargeurs, batteries, cellules galvaniques

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Dans cet article, l'auteur partage son expérience accumulée dans la conversion des alimentations d'ordinateurs en chargeurs pour batteries au plomb. L'auteur accorde une attention particulière à l'amélioration de l'unité d'indication du courant de charge, qui peut être utilisée pour déterminer la charge de la batterie et le moment de la fin de la charge.

Depuis le développement d’un chargeur basé sur l’alimentation d’un ordinateur [1], des dizaines d’appareils similaires ont été assemblés. Des blocs de conceptions et de fabricants différents ont été refaits. J'ai reçu beaucoup de questions sur le remaniement et l'élimination de l'auto-excitation de l'alimentation en mode stabilisation de courant. Comme l'a montré la pratique, l'unité d'indication de limitation du courant de sortie peut être améliorée pour fonctionner dans un chargeur. Cet article est consacré à ces questions.

Avant de commencer à refaire le bloc, vous devez étudier attentivement sa conception. Le bloc doit être assemblé sur la puce TL494CN ou ses analogues, tels que DBL494, KA7500, KR1114EU4. D'autres microcircuits comportent un certain nombre de composants qui compliquent la reprise, même s'ils ne l'excluent pas. Ensuite, vous devez inspecter tous les condensateurs à oxyde. Tout d'abord, les condensateurs présentant des signes visibles de défaillance (boîtier gonflé ou dépressurisé) sont remplacés. Pour les autres, la résistance série équivalente est mesurée et celles pour lesquelles elle dépasse 0,2 Ohms sont remplacées.

Comme décrit dans [1], il est préférable d’affiner le bloc par étapes. Vous devez d’abord vous assurer qu’il fonctionne normalement en mode stabilisation de tension. Il est préférable d'avoir à portée de main un LATR ou un autre appareil pour réguler la tension secteur, par exemple un transformateur avec un grand nombre d'enroulements secondaires. L'utilisation d'un tel transformateur issu d'un vieux téléviseur pour réguler la tension alternative est décrite dans l'article [2]. L'alimentation électrique doit être vérifiée en mode stabilisation de tension à une tension secteur d'un minimum de 190 V, d'une tension nominale de 220 V et d'un maximum de 245 V, ainsi qu'un changement du courant de charge du minimum au maximum.

L'unité doit fonctionner sans signes d'auto-excitation ; il peut ne pas avoir de circuit de régulation de tension de sortie, il est donc préférable de l'introduire soit comme dans le schéma de [1], soit d'installer une résistance variable dans le circuit de rétroaction, par exemple en série avec la résistance R31 (voir schéma de la Fig. .1 à l'article [1] ).

Fig. 1

Pour le chargeur, l'inductance L1 peut être laissée sans rembobinage si la tension à la sortie de l'appareil n'est pas inférieure à 6 V, par exemple uniquement lors de la recharge des batteries. Lorsque la tension est inférieure à 6 V, l'appareil peut passer en mode intermittent, ce qui affectera négativement la stabilité de fonctionnement. Par conséquent, dans ce cas, il est préférable de rembobiner l'inducteur, en suivant les recommandations de l'article [1].

Dans certains blocs, après l'inductance L1, il y a des bobines supplémentaires dans le circuit positif de la tension de sortie. Ils altèrent le fonctionnement de l'appareil en mode de stabilisation actuel. Par conséquent, ces bobines doivent être retirées et remplacées par des cavaliers.

Au lieu de l'ensemble de diodes MBRB20100CT (VD15), vous pouvez utiliser les diodes de redressement FR302 largement utilisées, en les connectant en parallèle et en les plaçant sur un dissipateur thermique commun. Pour un courant maximum de 6 A, deux paires de diodes suffisent.

En raison de la variété des conceptions, il est difficile de prédire la complexité du travail nécessaire pour obtenir un fonctionnement normal de l'appareil en mode de stabilisation actuel.

Pour éviter l'auto-excitation, il est préférable de remplacer le condensateur C12 par le même circuit RC que R18C9. Parfois, il faut couper le conducteur imprimé de la broche 16 du microcircuit TL494 (DA1) et connecter cette broche à la broche inférieure du capteur de courant (résistance R24) avec un fil séparé.

Il est nécessaire de vérifier comment le conducteur imprimé commun est connecté à la broche 7 de la puce DA1. S'il devait être déchiré lors du processus de modification, il est préférable de connecter cette borne du microcircuit avec un fil séparé à la borne négative du condensateur C20. Il a été noté que la puce KA7500 est moins stable que ses analogues. Par conséquent, si les mesures visant à éliminer l'auto-excitation échouent, vous pouvez remplacer ce microcircuit par TL494 ou KR1114EU4.

De petites ondulations dans la tension de sortie peuvent être provoquées par le fonctionnement du moteur du ventilateur M1. S'ils ne sont pas souhaitables, vous pouvez connecter une résistance d'une résistance de 1...5 Ohm en série avec le moteur électrique et en parallèle avec celui-ci - un condensateur d'une capacité d'environ 100 μF avec une tension nominale de 25 V. Si nécessaire, le moteur électrique est dépoussiéré et lubrifié, par exemple, avec de la graisse silicone PMS100 ou PMS200.

Pour faciliter le réglage du niveau limite de courant lors de la configuration de l'appareil, vous pouvez remplacer la résistance R26 par une résistance constante connectée en série avec une résistance de 82 Ohms et un trimmer de 220 Ohms. Cela est dû au fait que lorsque la carte est placée dans le boîtier, un autre circuit commun apparaît à travers les vis de montage et le boîtier, ce qui affectera le niveau de clipsage.

Après l'assemblage, assurez-vous de vérifier à nouveau l'absence d'auto-excitation lorsque la tension du secteur et la charge passent du minimum à la pleine, et en mode de stabilisation du courant du minimum à la tension de sortie nominale.

Si l'indicateur sur les éléments DA2, R33-R35, R37, HL1 en mode stabilisation de courant dans l'alimentation du laboratoire est tout à fait justifié, alors dans le chargeur, il n'est pas suffisamment informatif. Le passage de la stabilisation du courant à la stabilisation de la tension, signalé par la LED HL1, ne correspond pas à la fin de la charge. Il est préférable de surveiller le courant de charge. Plus il est petit, plus la charge de la batterie est élevée. Par conséquent, l’unité d’affichage a été redessinée selon la Fig. 1. Les éléments DA2 et HL1 sont laissés, leurs désignations sont les mêmes que sur la Fig. 1 à l'article [1], la numérotation des éléments ajoutés se poursuit. Les résistances R33-R35, R37 ont été supprimées.

Le nœud est fabriqué sur la même puce DA2 (LM393N), mais ses deux comparateurs sont désormais utilisés. Sur le DA2.1, un amplificateur inverseur avec un gain d'environ 500. Il s'est avéré que le comparateur fonctionne très bien à ce titre. Il amplifie la tension du capteur de courant (résistance R24) d'environ 10 mV à 5 V. Cette tension est appliquée à l'entrée du deuxième comparateur DA2.2, où elle est comparée à la tension de référence de 5 V provenant de la broche 14. de la puce TL494. Lorsque la tension à l'entrée inverseuse DA2.2 dépasse la valeur de référence, la LED HL1 s'allume, signalant que la batterie est en cours de charge. Une fois le voyant éteint, vous pouvez désactiver la charge. En déplaçant le curseur de la résistance d'ajustement R39, le seuil de fonctionnement de l'indicateur est fixé à un courant d'environ 1 A. La capacité du condensateur C22 n'est pas critique et peut être comprise entre 10 et 100 nF. Résistance R39 - SP4-19. La puce LM393N peut être remplacée par un analogue domestique K1401CA3A.

L'unité d'affichage a été développée en relation avec le désir de voir au moins approximativement l'état de charge de la batterie. Ce n'est pas beaucoup plus compliqué que le précédent et est réalisé sur une puce de comparaison quadruple LM339N. Le diagramme de nœuds est présenté sur la Fig. 2.

Fig. 2

Le schéma est pris comme base de [3, p. 102]. Un amplificateur inverseur similaire à celui illustré sur la figure est assemblé sur le comparateur DA2.1. 1, mais avec un gain d'environ 100. Une tension de référence est fournie à l'entrée non inverseuse du comparateur DA2.2. Un diviseur de cette tension pour le comparateur DA42 est assemblé à l'aide des résistances R43 et R2.3. Le rapport des résistances est choisi à environ 2:1. Lorsque le courant de charge est supérieur à 5 A, la tension à la sortie de l'amplificateur DA2.1 dépasse 5 V. Aux sorties des comparateurs DA2.2 et DA2.3, il y a un niveau de tension faible. Seule la LED HL1 est allumée, car la tension sur les autres LED est moindre en raison de la chute de tension aux bornes des diodes VD18 et VD19. Dès que le courant de charge devient inférieur à 5 A, le comparateur DA2.2 commute et la LED HL1 s'éteint et la LED HL2 s'allume. La LED HL3 est éteinte en raison d'une chute de tension aux bornes de la diode VD19. Lorsque le courant de charge est inférieur à 1,7 A, le comparateur DA2.3 bascule et la LED HL3 s'allume, signalant la fin de la charge.

Toutes les LED basse consommation de différentes couleurs conviennent, par exemple AL307BM (rouge), AL307DM (jaune) et AL307VM (vert). Lors de la mise en place de l'afficheur, déplacez le curseur de la résistance de trimmer R39 de manière à régler le seuil de fonctionnement du comparateur DA2.2 à un courant de 5 A. En sélectionnant la résistance R42, le seuil de fonctionnement du comparateur DA2.3 est ensemble. Résistance R39 - SP4-19. La puce LM339N peut être remplacée par un analogue domestique K1401CA1.

Dans l'unité d'indication, assemblée selon le schéma de la Fig. 2, en raison de l'influence du bruit et des interférences, il est possible que deux LED s'allument simultanément à certaines valeurs de tension sur le capteur de courant. Il peut être éliminé en créant une légère hystérésis dans les caractéristiques de commutation des comparateurs DA2.2 et DA2.3 en introduisant des circuits de rétroaction positive via des résistances de 470 kOhm, qui sont connectées à la sortie et à l'entrée non inverseuse de chacun de ces comparateurs.

Fig. 3

Le schéma de la troisième version de l'unité d'affichage est présenté sur la Fig. 3. Il est assemblé sur une puce quad-ampli-op LM324N. Lors de son développement, un schéma du livre a été utilisé [4, p. 77]. L'indicateur est une LED bicolore HL1. La tension du capteur de courant est fournie à l'amplificateur inverseur assemblé sur l'ampli-op DA2.1. Cet amplificateur a le même objectif et le même gain que le nœud précédent. Le signal de la sortie de l'amplificateur passe à travers un filtre passe-bas R41C24, qui supprime les interférences haute fréquence, et est envoyé à deux amplificateurs : un amplificateur inverseur utilisant l'amplificateur opérationnel DA2.2 et un amplificateur non inverseur utilisant l'amplificateur opérationnel DA2.3. .XNUMX.

Un cristal LED vert HL48 est connecté à la sortie de l'amplificateur inverseur via la résistance R1. Un cristal LED rouge HL49 est connecté à la sortie de l'amplificateur non inverseur via la résistance R1. Les facteurs de gain sont choisis de telle sorte qu'à mesure que la tension sur le capteur de courant augmente, la luminosité de la couleur rouge augmente et la luminosité de la couleur verte diminue. Pendant la configuration, déplacez le curseur de la résistance d'accord R39 de sorte qu'à un courant de charge de 5 A, la LED HL1 ne s'allume qu'en rouge. À mesure que le courant de charge diminue, la couleur de la lueur passe progressivement du rouge au jaune puis au vert. La couleur verte indique la fin de la charge.

littérature

1. Andryushkevich V. Modification de l'alimentation d'un ordinateur en laboratoire et chargeur. - Radio, 2012, n°3, p. 22-24.
2. Solonenko V. Autotransformateur basé sur TS-180. - Radio, 2006, n° 5, p. 36.
3. Schelestov IP Régimes utiles. - M. : "Solon-R", 1998.
4. Sihla F. LCD, LED électroluminescentes et laser : circuits et solutions prêtes à l'emploi. - Saint-Pétersbourg : « BHV-Petersburg », 2012.

Auteur : V. Andryushkevich

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