Зарядное устройство из адаптера ноутбуков

В этой статье хочу рассказать, как можно сделать регулируемое, зарядное устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов из адаптера питания ноутбуков. Заряжать можно будет никелевые или свинцовые аккумуляторы, причём не только автомобильные.

Зарядка позволит заряжать аккумуляторы с напряжением от 4 до 30 Вольт.

Первое, что нам понадобится для реализации проекта, это естественно корпус, он у меня от какого-то китайского инвертора 12 на 220 вольт, монолитный, сделан из алюминия. Эргономика на высоте, но можно взять любой другой подходящих размеров корпус, например от компьютерного блока питания.

Второе, сетевой понижающий импульсный блок питания, выходное напряжение составляют 19 вольт при токе 4.5 — 5 Ампер, если кому интересно это дешевый и универсальный адаптер для ноутбука.

Блок построен на шим контроллере из семейства UC38, вот схема…

Блок стабилизированный и это очень важный момент, а также имеет защиту от коротких замыканий, естественно мы слегка доработаем этот блок.

Готовый адаптер можно купить «здесь «

Третье, это у нас вольт-амперметр цифровой или аналоговый, полностью на ваше усмотрение, мой вариант был выдран из китайского стабилизатора напряжением 30 вольт 5 Ампер. Купить можно здесь…
И разумеется немного электроники, всякие клеммы и шнур питания, но сперва давайте рассмотрим устройство в виде красивой картинки.

И опять важный момент смотрим на схему нашего блока питания и находим микросхему TL431, стоит она возле оптрона, именно эта микросхема задаёт выходное напряжение. В обвязке всего два резистора путём их подбора можно получить нужное, выходное напряжение, разумеется в пределах разумного.

Сейчас нам нужно проследить цепь резистора, который идёт от управляющего вывода микросхемы к выходному плюсу, он в нашей схеме R13. Этот резистор в моём случае имеет сопротивление 20 Ком.
Нам нужно последовательно этому резистору подключить переменный резистор на 10 Ком, таким вот примерно образом.
Путём вращения переменного резистора добиваемся на выходе напряжение в районе 30 вольт.

Затем вынимаем переменник, измеряем его сопротивление, при котором напряжение было 30 вольт и заменяем резистор R13 с нужным сопротивлением, в моём случае это примерно 27 Ком, на этом переделка адаптера завершена…

Вообще наша схема из себя представляет шим-регулятор напряжения без отдельного узла ограничения тока.

Генератор прямоугольных импульсов построенный на таймере NE 555 и работает на определенной частоте.

Диоды в обвязке генератора постоянно меняют время заряда и разряда частота-задающего конденсатора, это явление позволяет менять слаженность выходных импульсов, а высокое КПД получается из-за того, что в отличие от линейных схем регулятора в шим-регуляторе
силовой транзистор работает в ключевом режиме. То есть он либо открыт, либо закрыт.

Переменным резистором регулируется скважность импульсов.

Поскольку в нашей схеме нет отдельного ограничителя тока, то выставить нужный ток заряда можно изменением напряжения, то есть вращением регулятора R1.

Для наиболее точной установки этого параметра можно использовать многооборотный переменный резистор.

Транзистор в схеме шим-регулятора подойдет буквально любой n-канальный полевой транзистор с напряжением 60 вольт и током от 20 ампер.

Из-за ключевого режима работы нагрев на нем не будет особо большим в отличие от линейных схем. Но теплоотвод не помешает, в моём случае он просто был укреплён к алюминиевому корпусу зарядного устройства.

Да, действительно схема шим-регулятора проста, экономична и надежна, в принципе можно смело использовать, но не тут то было смотрим на документацию микросхемы и видим,
что максимально, допустимое напряжение питания составляют 16-18 вольт, иногда чуть выше.

А на выходе нашего переделанного адаптера напряжение почти в два раза выше этого, если подключить схему шим-регулятора напрямую к выходу адаптера, то таймер сгорит однозначно… поэтому нужно придумать другое решение.

Купить готовый шим-регулятор можно «здесь «

Я могу предложить 3 простых варианта…

Использовать линейный стабилизатор, скажем от пяти до двенадцати вольт из семейства 78ХХ.
Последние цифры ХХ этой линейки показывают напряжение стабилизации данной микросхемы.
Можно также построить простой стабилизатор по этой схеме.

Использовать отдельный адаптер питания для запитки таймера, скажем зарядку от мобильного телефона.

И наконец последний вариант… намотать дополнительную обмотку на силовом трансформаторе адаптера ноутбука. Дополнить обмотку выпрямителем и небольшим конденсатором на выходе.

Но и простым решением является внедрение линейного стабилизатора, скажем 7805, но тут опять облом…, максимальное входное напряжение для этой микросхемы составляет 24-25 вольт, зависит от производителя и может доходить до 35 вольт.

Я нашёл у себя микросхему КА7805, по сути тот-же стабилизатор у которого входное напряжение по даташиту 35 вольт, а если не находите нужной микросхемы, то всегда есть вариант построить такой же стабилизатор всего из 3 деталей, вот по этой схеме…

С питанием микросхемы вроде бы подробно разобрались, теперь давайте соберём и протестируем наш регулятор.
Вот собранный шим-регулятор, работает отлично.

На плате адаптера есть два активных компонента, которые подвергаются нагреву, это силовой транзистор высоковольтной цепи преобразователя и сдвоенный диод на выходе схемы. Их я отпаял и закрепил к алюминиевому корпусу, в котором намерен собрать зарядку.

Кстати не забываем изолировать транзисторы и диод от основного корпуса.
Лицевую панель сделал из пластика, который позаимствовал от аккумулятора бесперебойника.
Выходных клемм к сожалению у себя не нашел, поэтому собираюсь использовать вот такой вариант

не самый лучший но в дальнейшем поменяю на нормальные клеммы.

Не нужно подавать на пульт оператора напряжения выше 28 Вольт, а то может сгореть вольтметр, ведь как заверяют китайцы показывает максимум 30 вольт.
Схема адаптера имеет защиту от коротких замыканий, но не имеет защиту от переполюсовки, но и это если захотеть можно исправить. Есть много дополнительных схем от переполюсовки.