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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Convertendo uma fonte de alimentação de computador em um carregador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Carregadores, baterias, células galvânicas Neste artigo, o autor compartilha sua experiência acumulada na conversão de fontes de alimentação de computadores em carregadores de bateria de chumbo-ácido. O autor dá especial atenção à melhoria da unidade de visualização da corrente de carregamento, através da qual é possível determinar a carga da bateria e o momento em que o carregamento é concluído. Desde o desenvolvimento de um carregador baseado em uma fonte de alimentação de computador [1], mais de uma dúzia desses dispositivos foram montados. Blocos de diferentes designs e fabricantes foram refeitos. Recebi muitas perguntas sobre a alteração, a eliminação da autoexcitação da fonte de alimentação no modo de estabilização atual. Como a prática tem mostrado, a unidade de indicação de limite de corrente de saída pode ser melhorada para funcionar em um carregador. O artigo proposto é dedicado a essas questões. Antes de proceder à alteração do bloco, é necessário estudar cuidadosamente o seu design. O bloco deve ser montado em um chip TL494CN ou seus análogos, como DBL494, KA7500, KR1114EU4. Outros microcircuitos possuem vários nós que dificultam a alteração, embora não a excluam. Em seguida, você precisa inspecionar todos os capacitores de óxido. Primeiro, substitua os capacitores com sinais visíveis de falha (caixa inchada ou despressurizada). Para as demais, medir a resistência série equivalente e substituir as que ultrapassarem 0,2 ohms. Conforme descrito em [1], é melhor refinar o bloco em etapas. Primeiro você precisa ter certeza de que está funcionando normalmente no modo de estabilização de tensão. É melhor se o LATR ou outro dispositivo para regular a tensão da rede estiver disponível, por exemplo, um transformador com um grande número de enrolamentos secundários. O uso desse transformador de uma TV antiga para regular a tensão alternada é descrito no artigo [2]. A fonte de alimentação deve ser verificada no modo de estabilização de tensão em um mínimo de 190 V, nominal de 220 V e máximo de 245 V de tensão de rede, bem como uma mudança na corrente de carga de mínimo para máximo. A unidade deve funcionar sem sinais de auto-excitação; pode não ter um circuito de ajuste de tensão de saída, então é melhor introduzi-lo conforme o diagrama em [1], ou instalar um resistor variável no circuito de realimentação, por exemplo, em série com o resistor R31 (consulte o diagrama na Fig. 1 no artigo [1] ).
Para o carregador, o indutor L1 pode ser deixado sem rebobinar se a tensão na saída da unidade não for inferior a 6 V, por exemplo, apenas ao recarregar as baterias. Com uma tensão inferior a 6 V, o dispositivo pode entrar no modo intermitente, o que afetará negativamente a estabilidade da operação. Portanto, neste caso, é melhor rebobinar o indutor, seguindo as recomendações do artigo [1]. Em alguns blocos, após o indutor L1, existem bobinas adicionais no circuito positivo da tensão de saída. Eles degradam a operação do dispositivo no modo de estabilização atual. Portanto, essas bobinas devem ser desmontadas, substituindo-as por jumpers. Em vez do conjunto de diodo MBRB20100CT (VD15), você pode usar os diodos retificadores FR302 amplamente usados, conectando-os em paralelo e colocando-os em um dissipador de calor comum. Para uma corrente máxima de 6 A, dois pares de diodos são suficientes. Devido à variedade de designs, é difícil prever a complexidade do trabalho para obter o funcionamento normal do dispositivo no modo de estabilização atual. Para evitar a auto-excitação, o capacitor C12 é melhor substituído pelo mesmo circuito RC do R18C9. Às vezes, você precisa cortar o condutor impresso do pino 16 do chip TL494 (DA1) e conectar esse pino à saída inferior do sensor de corrente (resistor R24) com um fio separado. É necessário verificar como um condutor comum impresso está conectado ao pino 7 do chip DA1. Se no processo de retrabalho tiver que ser quebrado, é melhor conectar esta saída do microcircuito com um fio separado ao terminal negativo do capacitor C20. Foi notado que o chip KA7500 é menos estável que seus equivalentes. Portanto, se as medidas para eliminar a auto-excitação não forem bem-sucedidas, você pode substituir este chip por um TL494 ou KR1114EU4. Uma ligeira ondulação na tensão de saída pode ser causada pela operação do motor do ventilador M1. Se forem indesejáveis, você pode conectar um resistor com resistência de 1 ... 5 Ohm em série com o motor elétrico e em paralelo com ele - um capacitor com capacidade de cerca de 100 microfarads com tensão nominal de 25 V .Se necessário, o motor elétrico é limpo de poeira e lubrificado, por exemplo, com graxa de silicone PMS100 ou PMS200. É possível facilitar a configuração do nível de limitação de corrente ao configurar o dispositivo, substituindo o resistor R26 por um resistor constante conectado em série com uma resistência de 82 ohms e um resistor de ajuste de 220 ohms. Isso se deve ao fato de que quando a placa é colocada no gabinete, outro circuito do fio comum aparece através dos parafusos de fixação e do gabinete, o que afetará o nível de limitação. Após a montagem, o dispositivo deve ser verificado novamente quanto à ausência de auto-excitação quando a tensão de rede e a carga mudam de mínimo para total e no modo de estabilização de corrente de mínimo para tensão de saída nominal. Se o indicador nos elementos DA2, R33-R35, R37, HL1 no modo de estabilização atual na fonte de alimentação do laboratório se justificar, então no carregador não é informativo o suficiente. A transição da estabilização da corrente para a estabilização da tensão, indicada pelo LED HL1, não corresponde ao fim do carregamento. É muito melhor monitorar a corrente de carga. Quanto menor, maior a carga da bateria. Portanto, a unidade de exibição foi redesenhada de acordo com a Fig. 1. Restam os elementos DA2 e HL1, suas designações são as mesmas da fig. 1 do artigo [1], continua-se a numeração dos elementos acrescentados. Resistores R33-R35, R37 removidos. O nó é feito no mesmo chip DA2 (LM393N), mas agora ambos os comparadores são usados. Um amplificador inversor com um ganho de cerca de 2.1 foi montado no DA500.. Descobriu-se que o comparador funciona muito bem nessa capacidade. Ele amplifica a tensão do sensor de corrente (resistor R24) de aproximadamente 10 mV para 5 V. Essa tensão é aplicada na entrada do segundo comparador DA2.2, onde é comparada com a tensão de referência de 5 V vinda do pino 14 do chip TL494. Quando a tensão na entrada inversora DA2.2 sobe acima do exemplo, o LED HL1 acende, indicando que a bateria está sendo carregada. Assim que o indicador desligar, você pode desligar o carregamento. Ao mover o motor do resistor de ajuste R39, o limite de operação do indicador é definido em uma corrente de cerca de 1 A. A capacitância do capacitor C22 não é crítica e pode estar na faixa de 10 ... 100 nF. Resistor R39 - SP4-19. O chip LM393N pode ser substituído pelo analógico doméstico K1401CA3A. A unidade de indicação recebeu maior desenvolvimento em conexão com o desejo de ver pelo menos aproximadamente o grau de carga da bateria. Não é muito mais complicado que o anterior e é feito no chip comparador quad LM339N. O diagrama de nós é mostrado na fig. 2.
O esquema de [3, p. 102]. Um amplificador inversor semelhante ao mostrado na fig. 2.1, mas com um ganho de cerca de 1. Uma tensão exemplar é aplicada à entrada não inversora do comparador DA100. Nos resistores R2.2 e R42, é montado um divisor dessa tensão para o comparador DA43. A relação de resistência dos resistores é escolhida para ser cerca de 2.3:2. Quando a corrente de carga é superior a 1 A, a tensão na saída do amplificador DA5 excede 2.1 V. As saídas dos comparadores DA5 e DA2.2 têm um baixo nível de tensão. Apenas o LED HL2.3 está aceso, pois a tensão nos outros LEDs é menor devido à queda de tensão nos diodos VD1 e VD18. Assim que a corrente de carga for inferior a 19 A, o comparador DA5 comuta, o LED HL2.2 apaga e o LED HL1 acende. O LED HL2 está apagado devido à queda de tensão no diodo VD3. Quando a corrente de carga é inferior a 19 A, o comparador DA1,7 muda e o LED HL2.3 acende, indicando o fim da carga. Os LEDs se encaixam em qualquer brilho de baixa potência de cores diferentes, por exemplo, AL307BM (vermelho), AL307DM (amarelo) e AL307VM (verde). Ao estabelecer a unidade de exibição, mova o controle deslizante do resistor trimmer R39 para definir o limite para a operação do comparador DA2.2 a uma corrente de 5 A. Ao selecionar o resistor R42, o limite para a operação do comparador DA2.3. 39 está definido. Resistor R4 - SP19-339. O chip LM1401N pode ser substituído pelo analógico doméstico K1CAXNUMX. Na unidade de exibição, montada de acordo com o diagrama da Fig. 2, devido à influência de ruído e interferência, dois LEDs podem brilhar simultaneamente em determinados valores de tensão no sensor de corrente. Pode ser eliminado criando uma pequena histerese nas características de comutação dos comparadores DA2.2 e DA2.3 introduzindo circuitos de realimentação positiva através de resistores de 470 kΩ que são conectados à saída e à entrada não inversora de cada um desses comparadores.
O diagrama da terceira variante da unidade de indicação é mostrado na fig. 3. É montado no chip LM324N quad op-amp. Ao desenvolvê-lo, o esquema do livro [4, p. 77]. Indicador - um LED de duas cores HL1. A tensão do sensor de corrente alimenta um amplificador inversor montado no amplificador operacional DA2.1. Este amplificador tem a mesma finalidade e ganho do nó anterior. O sinal da saída do amplificador passa pelo filtro passa-baixo R41C24, que suprime a interferência de alta frequência e é alimentado a dois amplificadores: um amplificador operacional DA2.2 inversor e um amplificador operacional DA2.3 não inversor . Para a saída do amplificador inversor através do resistor R48 conectado cristal LED HL1 brilho verde. Um cristal de LED vermelho HL49 está conectado à saída de um amplificador não inversor através de um resistor R1. Os fatores de ganho são escolhidos de forma que, à medida que a tensão no sensor de corrente aumenta, o brilho da cor vermelha aumenta e o da cor verde diminui. Durante o ajuste, o motor do resistor de ajuste R39 é movido para que, com uma corrente de carga de 5 A, o LED HL1 acenda apenas em vermelho. À medida que a corrente de carga diminui, a cor do brilho muda gradualmente de vermelho para amarelo e depois para verde. A cor verde indica o fim do carregamento. Literatura
Autor: V. Andryushkevich
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