Зарядное из компьютерного блока питания

Здравствуйте. Завалялась у меня плата от АТ блока питания компьютера, а почему бы не переделать компьютерный блок питания в зарядное устройство.
Этот блок питания на 200Вт и особо нагружать его не хочется, поэтому буду его настраивать на 100Вт потребления на ток до 6А. Такого тока хватает для зарядки автомобильных аккумуляторов емкостью до 80А.ч.  и при таком токе почти не греются радиаторы, трансформатор и дроссель.
Плата долго ждала своего часа и изрядно подносилась. Части деталей нет, трещина на плате и естественно вековой слой пыли.
Плата блока питания собрана без лишних деталей, Шим стоит аналог TL494, так что все как по накатанной. Нахожу схему подходящего блока питания, среди моего архива схем блок питания ПК.

После переделки схема зарядного устройства выглядит так. Изменил обвязку компараторов TL494. Убрал шины 5В,3В,-5-12В, оставил 12В, PG убрал.
На схемах особо нечего объяснять. Для регулировки тока добавился шунт 25Вт 0,05 Ом напряжение с него приходит на 16 ногу. Регулируемый делитель на резисторах питает еще один делитель обозначенный звездочками, который идет на 15 ногу. Второй делитель настраивается на  напряжение равное падению напряжения на шунте. У меня шунт 0,05Ом и при 6А это напряжение 0,3В.
Для настойки напряжения окончания заряда установил по схеме R30 подстроечный многооборотный резистор на 22к

На схемах все понятно, значит за дело. Сначала все очистил от пыли, отмыл и восстановил разорванные дорожки на трещине.
Следом подал 15В от лабораторного блока питания на ШИМ TL494 и начал делать замеры. Снял осциллограммы с управляющих ключей до развязывающего трансформатора и после  на силовых ключах. Так же проверил мультиметром сами транзисторы. Тут вроде все в порядке, генератор исправно работает, да и развязывающий трансформатор тоже исправен.

Далее принялся за переделку обвязки ШИМ по схеме, регулировку тока пока не подключаю. Смотал старый дросель и намотал новый на 5 витков больше, чем было на 12В обмотке.
Проверил на КЗ первичные и вторичные цепи и готов к безопасному пуску через лампу
После включения лампа мелькнула и блок запустился, спираль почти не подсвечивает. На выходе блока питания настроил 14,4В подстроечным резистором Напряжение питания ШИМ почти в два раза больше

Раз блок запускается, нагружу на нихром без лампы. Сопротивление 1,5Ом и ток 9,4А, на выходных клемах 14,4В
Не буду гнаться за током остановлюсь на 6А, добавлю детали для регулировки тока.
По моему все что ожидал и хотел, кстати не боится КЗ. Зарядка почти готова
Осталось добавить защиту от переполюсовки, но об этом в другой раз.
Все применяемые приборы можно найти на распродаже Инструментов электронщика.
На этом все. Подписывайтесь на обновления в группах в социальных сетях вверху страницы и будете в курсе всех обновлений первыми.
С ув. Эдуард

Эта статья восстановлена из архива, надеюсь оказалась полезной.

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Зарядное устройство из блока питания компьютера

Дорогие друзья, я расскажу вам о простом способе переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов своими руками. Для переделки подойдут любые компьютерные блоки питания собранные на микросхемах TL494 или КА7500 с любым буквенным индексом в конце. Модель, дата производства, цвет и размер блока питания никакого значения не имеют. Самое главное, это наличие в блоке питания микросхемы TL494 или ее аналога КА7500. Снимите верхнюю крышку и проверьте на какой микросхеме собран блок.

Прежде чем приступить к переделке компьютерного блока питания в зарядное устройство, проверьте исправность блока питания. Как включить блок питания без компьютера? Замкните зеленый провод с любым черным. Блок должен включиться.

Для нормальной зарядки аккумулятора требуется напряжение 14,5 вольт, а на выходе из компьютерного блока питания напряжение 12 вольт. Поэтому, надо сделать блок питания регулируемым, то есть поднять напряжение до максимального значения в 16 вольт. На этом рисунке изображена схема переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство.

Схема переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство

В каждом блоке питания, собранном на микросхемах TL494 или КА7500, имеется защита от короткого замыкания и высокого напряжения, которая отключает блок питания в случае нештатной ситуации. Чтобы повысить выходное напряжение до 16 вольт, надо отключить защиту. Для этого отрежьте дорожку от 4 ноги микросхемы. Далее 4 ногу микросхемы соедините куском провода на минус, это большой пучок черных проводов, обозначенных на плате GND. Чтобы сделать блок питания регулируемым, надо удалить резистор, через который подается напряжение с выхода блока питания, обозначенного на плате +12V (пучок желтых проводов) на первую ногу микросхемы и на его место поставить переменный резистор сопротивлением 50 кОм или 100 кОм. Для каждого блока подбирается индивидуально ведь блоки питания у всех разные.

Для начинающих радиолюбителей это очень сложная задача потому, что этот самый резистор очень любят прятать от зорких глаз и умелых рук начинающих радиолюбителей хитрые производители компьютерных блоков питания. Каких либо стандартов расположения резистора на печатной плате нет. Все производители блоков питания по своему располагают и нумеруют детали на плате. Поэтому, искать надо от выхода +12V до первой ноги микросхемы или наоборот, кому как удобно. На этой плате я отключил защиту, отрезав дорожку от 4 ноги микросхемы. Потом соединил 4 ногу на минус. После включения в сеть блок питания запускается без замыкания зеленого провода с черным, это означает, что защита отключена.

В этом компьютерном блоке питания, резистор находится здесь, рядом с первой ногой микросхемы. Напряжение на резисторе около 12 вольт.

После установки переменного резистора на 100 кОм. Напряжение плавно регулируется от 4,5 вольт до 16 вольт и обратно. Поскольку выходное напряжение увеличилось до 16 вольт, а в некоторых блоках питания возможно поднять напряжение до 20 вольт. Во избежание мощного взрыва выходных конденсаторов настоятельно рекомендую заменить 16 вольтовые конденсаторы на выходе из блока питания на 25 вольтовые, они по диаметру идеально становятся на свои места, а по высоте немного длиннее. Вентилятор подключите через резистор от 20 до 100 ом.

Для визуального контроля процесса зарядки аккумулятора желательно установить универсальный вольт амперметр китайского производства. Схема подключения изображена на рисунке внизу. Не смотря на свою универсальность, чудо прибор для точности измерительных показаний нуждается в небольшой настройке. На задней плате прибора имеется два маленьких подстроечных SMD резистора. Левый резистор предназначен для калибровки амперметра, а правый показаний вольтметра. Как откалибровать китайский вольт амперметр?

После подключения прибора к выходу компьютерного блока питания, подключите мультиметр в режиме вольтметра. Сравните показания двух приборов. В случае необходимости подкорректируйте показания вольт амперметра правым подстроечным резистором. Чтобы откалибровать амперметр, переключите мультиметр в режим амперметра и соедините последовательно с вольт амперметром через лампу накаливания 12 Вольт 21 Ватт. Точность показаний амперметра установите левым подстроечным резистором. На этом калибровка вольт амперметра окончена.

Схема подключения универсального вольт амперметра к зарядному устройству из компьютерного блока питания

Так выглядит готовое зарядное устройство, все детали легко разместились внутри стандартного корпуса. Поскольку в зарядном устройстве отсутствует защита от короткого замыкания, не забудьте установить предохранитель на 10А в разрыв (желтого) провода выходящего из линии +12V, который надежно защитит блок питания от короткого замыкания.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Пиковая мощность

Несмотря на указанные недостатки, при питании усилителя от нестабилизированного источника можно получить некоторый бонус — кратковременную (пиковую) мощность выше, чем мощность блока питания, за счёт большой ёмкости фильтрующих конденсаторов. Опыт показывает, что требуется минимум 2000мкФ на каждые 10Вт выходной мощности. За счёт этого эффекта можно сэкономить на трансформаторе питания — можно использовать менее мощный и, соответственно, дешёвый трансформатор. Имейте ввиду, что измерения на стационарном сигнале этого эффекта не выявят, он проявляется только при кратковременных пиках, то есть при прослушивании музыки.

Стабилизированный блок питания такого эффекта не даёт.

Импульсы заряда

Для предотвращения проникновения фона сети в усилитель нужно принять меры от проникновения импульсов заряда фильтрующих конденсаторов в усилитель. Для этого дорожки от выпрямителя должны идти непосредственно на конденсаторы фильтра. По ним циркулируют мощные импульсы зарядного тока, поэтому ничего другого к ним подключать нельзя. цепи питания усилителя должны подключаться к выводам конденсаторов фильтра.

Правильное подключение (монтаж) блока питания для усилителя с однополярным питанием показан на рисунке:

Увеличение по клику

На рисунке показан вариант печатной платы:

Увеличение по клику

Автору до сих пор попадаются усилители, у которых высокий уровень фона вызван неправильной разводкой земли и подключением дорожек от разных «потребителей» к выходам выпрямителя.

Пульсации

Большинство нестабилизированных источников питания имеют после выпрямителя только один сглаживающий конденсатор (или несколько включенных параллельно). Для улучшения качества питания можно использовать простой трюк: разбить одну ёмкость на две, а между ними включить резистор небольшого номинала 0,2-1 Ом. При этом даже две ёмкости меньшего номинала могут оказаться дешевле одной большой.

Это дает более плавные пульсации выходного напряжения с меньшим уровнем гармоник:

При больших токах падение напряжения на резисторе может стать существенным. Для его ограничения до 0,7В параллельно резистору можно включить мощный диод. В этом случае, правда, на пиках сигнала, когда диод будет открываться, пульсации выходного напряжения опять станут «жесткими».

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Автор: Джек Розман

Вольный перевод: Главного редактора «РадиоГазеты»

Параллельный или последовательный стабилизатор ?

Бытует мнение, что параллельные стабилизаторы лучше в аудиоустройствах, так как контур тока замыкается в локальной петле нагрузка-стабилизатор (исключается источник питания), как показано на рисунке:

Тот же эффект дает установка разделительного конденсатора на выходе. Но в этом случае ограничивает нижняя частота усиливаемого сигнала.

Автор использует стабилитроны для питания операционных усилителей. При этом можно организовать индикацию напряжения питания практически без дополнительных затрат (светодиодам не нужны гасящие резисторы):

Главное — падение напряжения

При проектировании печатных плат блоков питания и не только не надо забывать, что медь не является сверхпроводником. Особенно это важно для «земляных» (общих) проводников. Если они тонкие и образуют замкнутые контуры или длинные цепи, то в из-за протекающего тока на них получается падение напряжения и потенциал в разных точках оказывается разным.

Для минимизации разности потенциалов принято общий провод (землю) разводить в виде звезды — когда к каждому потребителю идёт свой проводник. Не стоит термин «звезда» понимать буквально. На фото показан пример такой правильной разводки общего провода :

В ламповых усилителях сопротивление анодной нагрузки каскадов довольно высокое, порядка 4кОм и выше, а токи не очень велики, поэтому сопротивление проводников не играет существенной роли. В транзисторных усилителях сопротивления каскадов существенно ниже (нагрузка вообще имеет сопротивление 4Ом), а токи гораздо выше, чем в ламповых усилителях. Поэтому влияние проводников тут может быть весьма существенным.

Сопротивление дорожки на печатной плате в шесть раз выше, чем сопротивление отрезка медного провода такой же длинны. Диаметр взят 0,71мм, это типичный провод, который используется при монтаже ламповых усилителей.

0.036 Ом в отличие от 0.0064 Ом! Учитывая, что токи в выходных каскадах транзисторных усилителей могут в тысячу раз превышать ток в ламповом усилителе, получаем, что падение напряжения на проводниках может быть в 6000! раз больше. Возможно, это одна из причин, почему транзисторные усилители звучат хуже ламповых. Это также объясняет, почему собранные на печатных платах ламповые усилители часто звучат хуже прототипа, собранного навесным монтажом.

Не стоит забывать закон Ома! Для снижения сопротивления печатных проводников можно использовать разные приёмы. Например, покрыть дорожку толстым слоем олова или припаять вдоль дорожки лужёную толстую проволоку. Варианты показаны на фото:

Руководство по сборке зарядного устройства для литиевых аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы великолепны. Они дешевы и могут хранить много энергии. Создание литий-ионного аккумулятора — это весело и полезно, и создание зарядного устройства — не исключение. Когда вы можете создать собственное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов, экспериментировать со всевозможными конфигурациями элементов становится намного практичнее. В некоторых случаях создание зарядного устройства часто дешевле, чем его покупка, и может обеспечить гораздо большую производительность.

Создание зарядного устройства своими руками имеет много преимуществ. Во-первых, общая стоимость часто ниже, чем покупка одного. Кроме того, самодельные зарядные устройства обычно имеют более высокую производительность на доллар, чем готовые. Самодельное зарядное устройство можно настроить на любое напряжение в пределах возможностей преобразователя. Это означает, что с помощью самодельного зарядного устройства вы можете заряжать множество различных типов аккумуляторов. Еще одна замечательная вещь в создании зарядного устройства для аккумуляторов своими руками — это чувство выполненного долга. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов важно и несколько сложно для понимания. Так что, если вы можете построить зарядное устройство для аккумулятора своими руками, это, скорее всего, означает, что вы также можете делать много других интересных вещей. Самодельное зарядное устройство можно использовать даже для питания различных устройств. Это означает, что если вы можете построить зарядное устройство для аккумуляторов, вы также можете создать источники питания для самых разных вещей, поскольку процесс почти такой же.

В этой статье мы расскажем, как сделать зарядное устройство для аккумуляторов своими руками. Мы также рассмотрим некоторые основы аккумуляторов и предоставим подробный список преимуществ сборки зарядного устройства своими руками.

Что такое зарядное устройство?

В случае литий-ионных аккумуляторов зарядное устройство представляет собой источник постоянного тока. Литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать в 2 этапа. Первая фаза представляет собой постоянный ток, где напряжение будет достигать того значения, которое необходимо для поддержания постоянного тока. Следующая и последняя фаза – фаза постоянного напряжения. Это когда напряжение поддерживается постоянным, а ток медленно падает до нуля.

Самодельные зарядные устройства против покупки зарядного устройства

Когда вы покупаете зарядное устройство, вы ограничены определенным уровнем напряжения и тока этого зарядного устройства. Когда вы можете построить зарядное устройство, настройка данного зарядного устройства для конкретного приложения становится тривиальной задачей. Например, литий-ионный аккумулятор 3S NMC имеет максимальное зарядное напряжение 12,6 вольт. Это прекрасно работает, но клетки деградируют примерно через 500–800 циклов.

Снижение зарядного напряжения до 12 В снижает емкость примерно на 20%, но более чем удваивает срок службы, что может быть лучше для некоторых приложений. Точный контроль над напряжением и током дает вам большую гибкость при проектировании систем с батарейным питанием.

Следует также учитывать, что при использовании встроенного зарядного устройства вы просто доверяете ему. Вы доверяете ему правильное напряжение, а если это не так, вы доверяете своей BMS, чтобы обеспечить вашу безопасность. Вы верите, что он не заряжает ваши клетки слишком быстро или слишком медленно, и нет никакого способа легко проверить вещи, не покупая дополнительные вещи.

При сборке самодельного зарядного устройства вам понадобится какой-то способ контроля напряжения и тока, чтобы собрать его правильно. Это гарантирует, что самодельное зарядное устройство на самом деле является , выдающим напряжение и ток, как вы думаете.

Каковы преимущества изготовления самодельного зарядного устройства?

Даже если вы предпочитаете купить зарядное устройство, а не собирать его, вам все равно важно знать, как сделать зарядное устройство для аккумулятора. Если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумуляторов, то у вас будет четкое понимание основных концепций, связанных с зарядкой литий-ионных аккумуляторов.

Эти знания помогут вам лучше подготовиться к процессу покупки, потому что вы будете знать, на что обращать внимание и чего следует избегать. Кроме того, если вы знаете, как построить зарядное устройство для аккумулятора, то вы будете знать, как его починить, что может быть удобно.

Низкая стоимость

Вообще говоря, изготовление зарядного устройства обойдется намного дешевле, чем его покупка. Это имеет смысл, потому что, когда вы покупаете зарядное устройство, вы платите за стоимость материалов, а также за работу и другие включенные сборы, связанные с управлением компанией, у которой вы покупаете зарядное устройство.

Каждый раз, когда вы готовы поработать, чтобы что-то сделать, время, которое вы тратите на проект, экономит ваши деньги, потому что это деньги, которые в противном случае были бы выплачены кому-то другому за то, что вы делаете.

Более высокая производительность

Компании, производящие зарядные устройства для аккумуляторов, делают это ради прибыли. Таким образом, в их интересах использовать компоненты самого низкого качества, которые являются приемлемыми. Это означает, что менее популярные бренды будут использовать самые дешевые, а иногда и электронные компоненты, чтобы максимально снизить стоимость.

Несмотря на то, что компании более высокого класса не делают вещи или плохо, они все же заинтересованы в максимально возможном снижении стоимости компонентов. Когда вы строите собственное зарядное устройство для аккумулятора своими руками, эти вещи не применяются. У вас есть полная свобода выбора компонентов самого высокого качества. Хорошая новость заключается в том, что деньги, которые вы сэкономите, собрав его самостоятельно, с лихвой компенсируют затраты на выбор более дорогих компонентов.

Гораздо более гибкий

Если вы соберете самодельное зарядное устройство для аккумуляторов, скорее всего, оно будет сделано с каким-либо регулируемым регулятором напряжения. Будь то повышающий преобразователь постоянного тока или понижающий преобразователь постоянного тока, в любом случае у него будут настройки. Это означает, что когда вы строите самодельное зарядное устройство, вы создаете многофункциональное устройство, которое можно использовать не только для зарядки одного типа батареи, но и для многих других целей.

Самодельное зарядное устройство можно настроить на зарядку любой батареи любого химического состава в пределах допустимого напряжения.

Чувство выполненного долга

Нет ничего более приятного, чем использование самодельного устройства. Особенно, когда он работает хорошо, и особенно, когда вы должны использовать его на регулярной основе.

Изучение нового навыка

Каждый раз, когда вы преодолеваете неспособность, это серьезное улучшение жизни. Переход от невозможности построить зарядное устройство своими руками к возможности построить его означает, что вы можете делать новые вещи. Расширение кругозора — это всегда хорошо.

Другие полезные приложения

Помимо возможности заряжать различные типы аккумуляторов, самодельное зарядное устройство также может быть самостоятельным регулируемым источником питания. Все, что вам нужно сделать, это установить ток на регуляторе до упора. Как только ток установлен на максимум, регулятор будет работать точно так же, как стабилизатор постоянного напряжения.

В этом режиме вы можете настроить самодельное зарядное устройство на 12 вольт и запустить любое 12-вольтовое устройство или настроить его на 5 вольт и заряжать USB-устройства. Когда вы создаете зарядное устройство для аккумуляторов своими руками, возможности безграничны.

Материалы и инструменты, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи

Детали, необходимые для сборки зарядного устройства для батареи, зависят от химического состава, напряжения и других факторов батареи, которую вы собираетесь заряжать. В этом примере мы будем использовать наиболее распространенный тип перезаряжаемой батареи: литий-ионный NMC.

При использовании литий-ионной химии NMC максимальное напряжение заряда составляет 4,2 вольта. Однако для максимально долгого срока службы элементы NMC следует заряжать до 4 вольт на элемент. Зарядка элемента NMC до 4 вольт на элемент снижает его емкость на 20%, но увеличивает общий срок службы примерно на 250%.

В этом примере мы сосредоточимся на создании зарядного устройства, которое может заряжать литий-ионный аккумулятор 3S NMC с максимальным зарядным напряжением 12,6 вольт.

Блок питания

Чтобы построить зарядное устройство, первое, что вам понадобится, это блок питания переменного тока в постоянный. Для этого есть много вариантов. Вы можете использовать компьютерный блок питания ATX, специальный блок питания постоянного тока высокой мощности или даже недорогой компактный блок питания USB PD. Зарядное устройство представляет собой источник питания и регулятор, объединенные в один блок.

В этой статье мы рассмотрим все три, но для примера мы будем использовать блок питания USB-C PD мощностью 65 Вт.

Регулятор

Вам также понадобится стабилизатор постоянного тока. Регулятор должен быть преобразователем постоянного тока, если ваш источник питания имеет более высокое напряжение, чем аккумулятор, который вы хотите зарядить. Если, с другой стороны, аккумулятор, который вы хотите зарядить, имеет более высокое напряжение, чем ваш блок питания, вам придется использовать повышающий преобразователь постоянного тока.

В этом примере мы будем работать с 20-вольтовым триггером USB PD для зарядки 12,6-вольтовой батареи, поэтому регулятор будет понижающим преобразователем.

Как правило, более гибко начинать с более высокого напряжения, чем требуется, и использовать понижающий преобразователь, чтобы снизить напряжение до необходимого уровня. Таким образом, вы можете получить доступ ко всем напряжениям между вашим входным напряжением и нулем, а не ограничиваться диапазоном напряжений, как в случае с повышающим преобразователем.

Провод

Вам понадобится провод, чтобы соединить все вместе. Для большинства зарядных устройств подойдет провод калибра от 18 до 16.

Мультиметр

Вам понадобится мультиметр, чтобы установить выходное напряжение регулятора и проверить текущее напряжение батареи. Для этого вы можете использовать практически любой мультиметр, поскольку даже самые дешевые измерители на Amazon более чем достаточно точны.

Наиболее важным аспектом дешевого мультиметра является звуковой сигнал непрерывности. Тестирование непрерывности — это функция мультиметра, которая позволяет узнать, соединены ли два проводящих элемента электрически или нет. Хотя измерение непрерывности является важной функцией мультиметра, которая есть у всех мультиметров, не каждый мультиметр имеет зуммер. Таким образом, с этими счетчиками вы должны отвести взгляд от того, что вы исследуете, чтобы узнать, подключены они или нет. Итак, при покупке недорогого мультиметра убедитесь, что он оснащен зуммером непрерывности.

Измеритель тока

Несмотря на то, что мультиметр можно использовать для проверки тока, это не очень удобный процесс, и вы не можете использовать мультиметр для одновременной проверки тока и напряжения. Измерители тока, подобные этому, — отличные инструменты, и, безусловно, их полезно иметь в своем арсенале, но для этого примера мы будем использовать кабель USB C-C со встроенным ваттметром.

Процесс зарядки аккумулятора

Зарядка литий-ионного аккумулятора, будь то NMC или LFP, включает в себя двухэтапный процесс. Первый этап – фаза постоянного тока. Во время фазы постоянного тока батарея будет получать постоянный ток от зарядного устройства. Величина тока, которую батарея может безопасно потреблять на этом этапе, определяется максимальным током заряда ячейки батареи и ее параллельной конфигурацией.

Как только напряжение батареи поднимается примерно до 95% от целевого напряжения, зарядка переключается в режим постоянного напряжения. В фазе постоянного напряжения ток естественным образом упадет с установленного уровня тока до 0, в то время как напряжение останется прежним.

В этом примере мы будем использовать аккумуляторные элементы BAK N18650CK с максимальным током заряда 1C и емкостью 3050 мА. Это батарея 1S3P, что означает, что батарея состоит всего из трех последовательно соединенных элементов BAK N18350CK.

Объяснение C-скорости батареи

Если бы это была батарея большего размера с большим количеством параллельных групп, она могла бы безопасно заряжаться с большей скоростью. Например, вот как он выходит из строя с батареей 3S3P, использующей те же элементы:    

Когда литий-ионный элемент NMC разряжен, его напряжение составляет около 2,6 вольт. Таким образом, если аккумулятор можно заряжать только током 3,05 ампер, а его напряжение составляет 2,6 вольта, то его можно заряжать только при максимальной мощности 7,93 Вт.

Через некоторое время в процессе зарядки напряжение аккумуляторной батареи увеличится. Когда ячейка достигает 2,9вольт, зарядное устройство по-прежнему будет обеспечивать 3 ампера.

Во время фазы постоянного тока аккумуляторные батареи заряжаются с максимальной скоростью, но, как видно сверху, по мере роста напряжения аккумуляторной батареи все больше и больше энергии поступает в батарею. Как только ячейка достигает установленного напряжения зарядного устройства, ток начинает падать, в результате чего ячейки батареи поглощают все меньше и меньше энергии.

Выбор источника питания для самодельного зарядного устройства

Первым шагом в создании зарядного устройства является получение приличного источника питания. Есть много вариантов на выбор, но в этой статье мы рассмотрим три: блок питания ATX, выделенный блок питания и блок питания USB C PD.

Блок питания ATX

Современные блоки питания ATX для ПК хорошо сконструированы, недороги и поддерживают высокие уровни тока. Нередко можно найти блок питания ATX, способный выдавать 20 А и более по цене менее 50 долларов. Чтобы включить блок питания ATX снаружи ПК, все, что вам нужно сделать, это соединить зеленый провод с любым черным проводом.

Это заставляет блок питания думать, что он установлен на включенном компьютере. Желтый провод имеет напряжение 12 вольт и обычно подходит для тока от 10 до 20 ампер. Блоки питания ATX удобны в использовании, потому что в доме часто есть старые, неиспользуемые компьютеры.

Специализированный блок питания

На Amazon и eBay доступно множество 12-вольтовых, 24-вольтовых и регулируемых специализированных блоков питания. Этот тип блока питания обычно больше, чем блок питания ATX, но с ним, возможно, проще работать, поскольку он не требует модификаций. Кроме того, в отличие от блоков питания ATX, отдельный блок питания может выдавать более 12 вольт.

Это полезно, если вы хотите использовать понижающий преобразователь для зарядки аккумуляторов с напряжением выше 12 В, но ниже 24 В. Отдельный блок питания — хорошее решение для мощного зарядного устройства.

Блок питания USB C PD

Полнофункциональный блок питания USB C PD может обеспечивать выбираемое выходное напряжение 5 В, 9 В, 12 В, 15 В и 20 В. В отличие от ATX и специализированных блоков питания, на рынке существует множество блоков питания GaN (нитрид галлия) USB C PD. Блоки питания GaN намного эффективнее и занимают гораздо меньше места, чем блоки питания, использующие традиционные кремниевые МОП-транзисторы.

Это означает, что небольшой блок питания USB C PD может обеспечить 100 Вт энергии, в то время как традиционный блок питания такого же физического размера может обеспечить только около 40 Вт. Дополнительным преимуществом блоков питания USB C PD является совместимость с широким спектром других устройств USB C, таких как телефоны, планшеты и даже ноутбуки.

triggerWithXT60.jpg 398,23 КБ

Пошаговая инструкция по сборке зарядного устройства

поддерживает зарядное напряжение от 2,6 вольт до 19вольт. Этот диапазон может показаться узким, но на самом деле он охватывает довольно много аккумуляторов. Это зарядное устройство может заряжать литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S или 4S NMC или литий-ионный аккумулятор 1S, 2S, 3S, 4S или 5S LFP. Он может заряжать даже 12-вольтовые свинцово-кислотные аккумуляторы. Чтобы выяснить, какое напряжение вам нужно для зарядки аккумуляторной батареи, вы можете использовать наш инструмент планировщика батарей.

USB PD поддерживает 5 В, 9 В, 12 В и 15 В, но не все адаптеры питания с портами USB C поддерживают всю спецификацию USB PD. Для зарядки аккумуляторов мы рекомендуем использовать блок питания USB C PD мощностью не менее 65 Вт. Хорошей новостью является то, что если блок питания USB C PD рассчитан на 65 Вт, то он будет поддерживать полный диапазон напряжений.

USB PD — интеллектуальное решение для питания. Он начинается с безопасных 5 вольт, а затем спрашивает устройство, к которому оно подключено, какое напряжение оно поддерживает. Как только устройство отвечает, блок питания USB PD выбирает требуемое напряжение.

Это удобно для обмена данными между устройствами и обеспечивает плавное автоматическое согласование напряжения. Однако USB PD поддерживает небольшие устройства, называемые «триггерами». Триггеры подключаются к источнику питания USB PD через кабель USB C и либо имеют способ выбрать напряжение на плате, либо имеют фиксированное напряжение. В этом примере мы будем использовать выбираемый сорт.

В этом примере будет использоваться понижающий преобразователь постоянного тока. Этот тип преобразователя имеет потенциометры для управления током и напряжением. Ближайший к выходу потенциометр регулирует напряжение. Другой управляет током. Когда вы получаете новый понижающий преобразователь, лучше всего повернуть эти ручки до упора, прежде чем прикреплять их в первый раз.

Требуемые детали:

• Блок питания USB PD
• Триггер USB PD
• Понижающий преобразователь постоянного тока
• Кабель ваттметра USB PD
• Литий-ионный аккумулятор 3S

Шаг 1: Вставьте блок питания USB PD в розетку.

Шаг 2: Подключите кабель ваттметра USB C-C к блоку питания USB PD.

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот кабель имеет экран на одном конце, который показывает, сколько энергии проходит через кабель. Вам нужен экран на конце устройства, а не на конце источника питания, потому что кабель считывает мощность, протекающую только в одном направлении. Экран не горит, когда кабель подключен только к источнику питания.

Шаг 3: Подключите кабель USB C к триггеру напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ: В этот момент загорается экран на кабеле измерителя мощности. Некоторые триггеры имеют фиксированное выходное напряжение, но этот триггер можно выбрать. Удобно иметь возможность установить напряжение срабатывания, чтобы легко обновить/модифицировать бытовую электронику для работы от USB PD, но для зарядки аккумулятора лучше всего установить напряжение на 20 вольт, чтобы максимальное количество мощности было доступно от источника питания.

Подсоедините мультиметр к выходу триггера напряжения, чтобы убедиться, что он выдает ожидаемое напряжение.

Шаг 4: Наденьте разъем на выход триггера напряжения или припаяйте к ним провода, чтобы его можно было подключить к входу понижающего преобразователя.

Шаг 5: Подключите выход триггера напряжения к входу понижающего преобразователя и включите понижающий преобразователь с помощью переключателя в углу платы.

зарядное устройствоRunningAt30Watts.jpg 378,15 КБ

Шаг 6: Подсоедините мультиметр к выходу понижающего преобразователя. Если вы воспользовались приведенным выше советом и полностью выкрутили его, то на мультиметре вы должны увидеть около 1,5 вольт. Поверните внешний потенциометр по часовой стрелке, и напряжение возрастет.

Шаг 7: Продолжайте поворачивать потенциометр, пока не достигнете желаемого максимального зарядного напряжения. В данном случае это 12,6 вольта.

Шаг 8: Подсоедините аккумулятор к выходу понижающего преобразователя.

ПРИМЕЧАНИЕ : Поскольку ток установлен на ноль, вы заметите, что выходной сигнал понижающего преобразователя падает, чтобы соответствовать напряжению батареи. Это нормально.

Шаг 9: Медленно поворачивайте потенциометр тока, пока не увидите, что цифры на кабеле ваттметра начинают расти.

currentKnob.jpg 269.45 КБ

ПРИМЕЧАНИЕ: Что касается того, к какому числу привести, это требует некоторой математики. Это число в ваттах, а не в амперах. Аккумулятор в этом примере хорош для зарядного тока около 3 ампер и в настоящее время составляет 9 ампер.0,71 вольт.

9,71 вольт x 3 ампера  =  29,13 Вт

Итак, в этом примере мы будем поворачивать потенциометр, пока ваттметр не покажет 30 Вт. Теперь помните, что ток будет оставаться неизменным в течение большей части процесса зарядки, но напряжение батареи будет расти. Это означает, что нормально видеть, как ватты на счетчике растут и растут во время процесса зарядки.

В конце концов, напряжение батареи достигнет целевого напряжения зарядки, а затем вы увидите, что мощность начинает падать. Вот как вы узнаете, что батарея заряжается.

Простое зарядное устройство для литиевых батарей с использованием настольного источника питания

Хотя знать, как сделать зарядное устройство своими руками, очень здорово, но это, безусловно, требует много работы. Итак, если вы хотите получить все преимущества изготовления собственного зарядного устройства с минимальными затратами труда, вам следует приобрести регулируемый настольный блок питания.

С регулируемым настольным блоком питания вы можете делать то же самое, что описано в этой статье, но намного проще. Все, что вам нужно сделать, это купить блок питания, установить напряжение и силу тока в соответствии с вашими потребностями и подключить его к аккумулятору.

Просто убедитесь, что любой настольный блок питания, который вы хотите купить, поддерживает диапазон напряжения, совместимый с любой батареей, которую вы пытаетесь зарядить с его помощью, и что он имеет CC/CV (постоянный ток, постоянное напряжение). Это решение в основном берет все части и детали, описанные в этой статье, и помещает их все в одну удобную коробку. Самое замечательное в этом типе блоков питания то, что они всегда имеют четкие, легко читаемые встроенные экраны.

Заключение

Всё! Так же просто построить зарядное устройство. Конечно, есть много разных способов построить зарядное устройство и много разных типов аккумуляторов для зарядки. Встроенный в этом примере можно легко настроить для зарядки аккумуляторной батареи 4S LFP, просто увеличив его выходное напряжение до 14,6 вольт.

Когда вы научитесь собирать зарядное устройство, вы узнаете, как управлять напряжением и током и заставить его делать именно то, что вам нужно. Этот опыт является полезным и чрезвычайно полезным в практической, повседневной жизни. Важно помнить, что зарядное устройство — это всего лишь особый вид регулируемого источника питания. Стандартный регулируемый блок питания — это всего лишь регулятор постоянного напряжения. Это означает, что с большинством регулируемых источников питания вы не можете контролировать ток. Самодельное зарядное устройство немного сложнее, чем использование регулируемого источника питания, потому что в самодельном зарядном устройстве вы можете контролировать как напряжение, так и силу тока.

Сборка зарядного устройства своими руками дает несколько ключевых преимуществ. С экономической точки зрения, самостоятельная работа всегда сэкономит вам деньги по сравнению с покупкой готового продукта. Возможность выбирать свои собственные компоненты без необходимости срезать углы для достижения конкретных производственных показателей означает, что вы можете быть уверены, что ваше зарядное устройство для аккумуляторов DIY изготовлено из компонентов самого высокого качества. Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов — не простое устройство. Итак, если вы узнаете, что нужно для создания зарядного устройства для аккумуляторов своими руками, вы резко расширите свои возможности, что всегда хорошо. Кроме того, установка максимального тока на стабилизаторе напряжения постоянного тока делает этот регулятор ничем не отличающимся от источника питания постоянного напряжения. Это, конечно, не очень хорошо для зарядки аккумуляторов, но это означает, что самодельное зарядное устройство можно использовать не только для зарядки аккумуляторов.

Мы надеемся, что эта статья помогла вам узнать все, что вам нужно знать о том, как построить зарядное устройство для аккумуляторов. Спасибо за прочтение!

5 простых и быстрых способов зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства

Литий-ионные аккумуляторы становятся все более популярными в различных электронных устройствах, от сотовых телефонов до портативных компьютеров.

Эти аккумуляторы имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными свинцово-кислотными или никель-кадмиевыми аккумуляторами, включая меньший вес, более высокую плотность энергии и отсутствие эффекта памяти.

Однако у литий-ионных аккумуляторов есть один существенный недостаток: для них требуется специальное зарядное устройство.

В отличие от свинцово-кислотных или никель-кадмиевых аккумуляторов, которые можно заряжать с помощью простого адаптера переменного тока, литий-ионные аккумуляторы необходимо заряжать с помощью зарядного устройства, специально предназначенного для них.

Если вы оказались без зарядного устройства для литий-ионного аккумулятора, не паникуйте, в вашем распоряжении есть другие варианты.

Есть несколько способов зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства.

Однако, прежде чем мы углубимся в это, важно понять, как работают эти батареи и насколько осторожными вы должны быть при зарядке литий-ионной батареи.

Содержание

• Почему заряд литий-ионного аккумулятора различается?
• Можно ли заряжать литиевую батарею с помощью обычного зарядного устройства?
• В чем разница между зарядным устройством для никель-кадмиевых аккумуляторов и зарядным устройством для литий-ионных аккумуляторов?
• Как зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства?
• Можно ли оставлять литий-ионные аккумуляторы в зарядном устройстве?
• Как безопасно разместить литий-ионный аккумулятор во время зарядки
• Заключение

Почему заряд литий-ионного аккумулятора различается?

Различные литий-ионные аккумуляторы имеют разное напряжение заряда. Эмпирическое правило заключается в том, что чем выше напряжение, тем быстрее будет заряжаться аккумулятор. Однако есть и другие факторы, влияющие на скорость зарядки аккумулятора, например тип аккумулятора, качество зарядного устройства и даже погода.

Тем не менее, как правило, можно с уверенностью предположить, что зарядное устройство с более высоким напряжением будет заряжать литий-ионный аккумулятор быстрее, чем зарядное устройство с более низким напряжением. Конечно, вам нужно свериться с документацией к вашей батарее, чтобы быть уверенным — некоторые батареи могут быть несовместимы с высоковольтными зарядными устройствами.

Можно ли заряжать литиевую батарею с помощью обычного зарядного устройства?

Да! Если ваше обычное зарядное устройство (которое является свинцово-кислотным зарядным устройством) настроено на максимальное напряжение и не имеет активного режима автоматического выравнивания, вы можете использовать его для зарядки литиевых аккумуляторов.

В конце концов, самый эффективный способ максимально увеличить производительность и срок службы любой литиевой батареи — это использовать зарядное устройство с определенным алгоритмом зарядки лития.

В чем разница между зарядным устройством для никель-кадмиевых аккумуляторов и зарядным устройством для литий-ионных аккумуляторов?

Зарядные устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов  или элементы и зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов различаются следующим образом:

• Напряжение элементов значительно различается; LiIon — 3,7 вольта, тогда как NiCads — 1,2 вольта.
• Между двумя технологиями также есть различия в зарядных токах.
• Из-за более высокого риска возгорания из-за неисправных или перезаряженных литий-ионных элементов зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов обычно включают более сложную схему ограничения тока, чем зарядные устройства для NiCad.

Как зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства?

Возможно, вы не захотите прибегать к зарядке аккумулятора без зарядного устройства, но что произойдет, если вы окажетесь в чрезвычайной ситуации или отправитесь в поход в отдаленном районе без доступа к зарядному устройству?

Хорошей новостью является то, что есть способы зарядить литий-ионные аккумуляторы без зарядных устройств. Это может показаться невозможным подвигом, но это возможно!

Вот подборка способов зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства.

1. Используйте порт USB

Если вы используете порт USB, сначала необходимо убедиться, что порт выдает не менее 2 ампер.

Если это так, вы можете подключить конец USB к любому USB-совместимому устройству, такому как ПК, настольный компьютер, камера, блок питания, принтер или другие электронные устройства.

Подсоедините положительный и отрицательный провода USB-кабеля к соответствующим контактам на аккумуляторе.

 2. Солнечная батарея  Зарядка батареи с питанием от панели

Отличным источником питания постоянного тока являются солнечные панели, поэтому, если вы используете солнечную панель, подключите положительный и отрицательный провода от панели к соответствующие посты на аккумуляторе.

Однако из-за изменения направления солнца и температуры выходное напряжение обычно колеблется, что в большинстве случаев делает его нестабильным.

Но вы можете это контролировать, убедившись, что на солнечную панель попадают прямые солнечные лучи.

Кроме того, настоятельно рекомендуется подключить контроллер зарядного устройства к солнечной системе зарядки, прежде чем использовать его для зарядки аккумулятора.

Если у вас нет контроллера зарядного устройства, обратите внимание на номинальную мощность 12 вольт на солнечной панели, чтобы снизить ее выходное напряжение с 17 вольт до 13 или 15 вольт. (Обязательно отключите аккумулятор, как только он станет слишком горячим).

После подключения USB-кабеля или солнечной панели подождите, пока индикатор на аккумуляторе не станет зеленым. Это означает, что он полностью заряжен и готов к использованию.

3. Зарядка от адаптера переменного тока

Если ваше устройство оснащено адаптером переменного тока , вы можете использовать его для зарядки литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства. Просто не забудьте изменить ограничения напряжения на адаптере, прежде чем подключать его к устройству.

Большинство адаптеров переменного тока рассчитаны на 100–240 В переменного тока, поэтому вам необходимо найти тот, который совместим с напряжением в вашей стране.

Чтобы изменить настройку напряжения адаптера, найдите переключатель или ручку рядом с выходным портом и установите соответствующую настройку. После этого просто подключите адаптер к устройству и дайте ему зарядиться.

4. Используйте металлические контакты на клеммах и на внутренней стенке батарейного отсека. металлические контакты на положительных и отрицательных клеммах аккумулятора и внутри корпуса аккумулятора. Эта простая процедура может помочь убедиться, что ваше устройство может установить хорошее соединение с аккумулятором, что позволит ему заряжаться более эффективно.

Чтобы очистить контакты, начните с использования ватного тампона или мягкой ткани, чтобы вытереть любую грязь или мусор, которые могут присутствовать. Если на клеммах аккумулятора образовалась коррозия, ее можно аккуратно удалить с помощью зубной щетки или аналогичного инструмента. Как только контакты очистятся, снова подключите устройство и попробуйте зарядить его снова.

5. Зарядка от автомобильного аккумулятора

Если вы водите автомобиль, у вас есть еще один практичный выбор. Еще один распространенный способ зарядить литий-ионный аккумулятор без зарядного устройства — зарядить его автомобильным аккумулятором.

Аккумулятор вашего автомобиля можно использовать для быстрой зарядки аккумулятора. Подсоединив аккумулятор к свинцово-кислотному аккумулятору вашего автомобиля, вы сможете без труда зарядить его

Однако такой сложный метод зарядки требует использования крошечных лампочек для управления током.

Совет: если в вашем автомобиле установлена ​​13-вольтовая свинцово-кислотная батарея, а вы хотите зарядить 6-вольтовую батарею камеры, используйте три маленькие лампочки, соединенные параллельно.

Можно ли оставлять литий-ионные аккумуляторы в зарядном устройстве?

Нет! Быстрый ответ заключается в том, что оставлять литий-ионный аккумулятор подключенным — не очень хорошая идея, так как это может нанести больше вреда, чем пользы.

Несмотря на наличие схемы защиты от перезарядки и взрыва батареи, электроника внутри будет стареть быстрее, если вы держите ее подключенной к сети в течение длительного времени, тем самым сокращая срок ее службы.

Таким образом, рекомендуется не оставлять батарею подключенной к сети после ее полной зарядки.

Кроме того, вам может потребоваться разрядить аккумулятор до точки отсечки, а затем зарядить его до 100 % раз в месяц или раз в 30 циклов разрядки, чтобы можно было откалибровать аккумулятор на протяжении всей этой процедуры, продлевая срок его службы.

Как безопасно расположить литий-ионный аккумулятор во время зарядки

При зарядке литий-ионного аккумулятора важно позаботиться о правильном размещении аккумулятора во избежание потенциальных угроз безопасности. Вот несколько советов о том, как безопасно расположить аккумулятор ноутбука во время зарядки:

1. Заряжайте аккумулятор в хорошо проветриваемом помещении. Избегайте воздействия на аккумулятор чрезмерно высоких или низких температур,
.
2. Не заряжайте аккумулятор на мягкой поверхности, например на кровати или диване, так как это может увеличить риск возгорания в случае перегрева аккумулятора.
3. Расположите ноутбук так, чтобы вентиляционные отверстия не были заблокированы во время зарядки.
4. Убедитесь, что вы контролируете процесс зарядки, так как перезарядка литий-ионной батареи может привести к пожару или взрыву!
5. Не забудьте отключить зарядное устройство от розетки и ноутбука после завершения процесса зарядки.

Заключение

Зарядка литий-ионного аккумулятора без зарядного устройства может быть сложной, но не невозможной.