Переделка блока питания ноутбука на 24 вольта. Блоки питания для ноутбука

Блок питания - это устройство, служащее для преобразования (понижение или повышение) переменного сетевого напряжения в заданное постоянное напряжение. Блоки питания делятся на: трансформаторные и импульсные. Первоначально создавались только трансформаторные конструкции блоков питания. Они состояли из силового трансформатора, питающегося от бытовой сети 220В, 50Гц и выпрямителя с фильтром, стабилизатором напряжения. Благодаря трансформатору происходит понижение напряжения сети до необходимых величин, с последующим выпрямлением напряжения выпрямителем, состоящим из диодов, включенных по мостовой схеме. После выпрямления постоянное пульсирующее напряжение сглаживается параллельно подключенным конденсатором. При необходимости точной стабилизации уровня напряжения применяются стабилизаторы напряжения на транзисторах.

Основной недостаток трансформаторного блока питания - это трансформатор. Почему так? Все из-за веса и габаритов, так как они ограничивают компактность блока питания, при этом их цена достаточно высока. Но эти блоки питания просты в конструкции и это их достоинство. Но все-же в большинстве современных устройств применение трансформаторных блоков питания, стало не актуальным. Им на смену пришли импульсные блоки питания.

В состав импульсных блоков питания входят:

1) сетевой фильтр, (входной дроссель, электромеханический фильтр, обеспечивающего отстройку от помех, сетевой предохранитель);

2) выпрямитель и сглаживающий фильтр (диодный мост, накопительный конденсатор);

3) инвертор (силовой транзистор);

4) силовой трансформатор;

5) выходной выпрямитель (выпрямительные диоды включенные по полумостовой схеме);

6) выходной фильтр (фильтрующие конденсаторы, силовые дроссели);

7) блок управления инвертором (ШИМ контроллер с обвязкой)

Импульсный блок питания обеспечивает стабилизированное напряжение за счет использования обратной связи. Работает он следующим образом. Напряжение сети поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр, где напряжение сети выпрямляется, а пульсации сглаживается за счет использования конденсаторов. При этом выдерживается амплитуда порядка 300 вольт. На следующем этапе подключается инвертор. Его задача - формирование прямоугольных высокочастотных сигналов для трансформатора. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления. С выхода трансформатора высокочастотные импульсы поступают на выходной выпрямитель. Из-за того, что частота импульсов порядка 100 кГц, то необходимо применение быстродействующих полупроводниковых диодов Шотке. На завершавшей фазе производится сглаживание напряжения на фильтрующем конденсаторе и дросселе. И только после этого напряжение заданной величины подается в нагрузку. Все, хватит теории, перейдем к практике и начнем делать блок питания.

Корпус блока питания

Каждый радиолюбитель, который занимается радиоэлектроникой, желая оформить свои устройства часто сталкивается с проблемой, где взять корпус. Эта проблема постигла и меня, что в свою очередь натолкнуло на мысль, а почему бы не сделать корпус своими руками. И тут начались мои поиски... Поиск готового решения как сделать корпус не привел ни к чему. Но я не отчаивался. Подумав некоторое время, у меня возникла мысль, а почему не сделать корпус из пластикового короба для укладки проводов. По габаритам он мне подходил, и я начал резать и клеить. Смотрим рисунки ниже.

Размеры короба были выбраны исходя из размера платы блока питания. Смотрим рисунок ниже.

Также в корпусе должны поместиться еще индикатор, провода, регулятор и сетевой разъем. Смотрим рисунок ниже.

Для установки выше перечисленных элементов в корпусе были прорезаны необходимые отверстия. Смотрим рисунки выше. Ну и наконец, для придания корпусу блока питания эстетичности, он был окрашен в черный цвет. Смотрим рисунки ниже.

Измерительный прибор

Скажу сразу, что искать измерительный прибор долго не пришлось, выбор сразу пал на совмещенный цифровой вольтамперметр TK1382. Смотрим рисунки ниже.

Диапазоны измерений прибора составляют для напряжения 0-100 В и ток до 10 А. На приборе также установлены два калибровочных резистора для подстройки напряжения и тока. Смотрим рисунок ниже.

Что касается схемы подключения, то у нее есть нюансы. Смотрим рисунки ниже.

Схема блока питания

Для измерения тока и напряжения воспользуемся схемой - 2, смотри рисунок выше. И так по порядку. На имеющийся у меня блок питания от ноутбука сначала найдем схему электрическую принципиальную. Поиск необходимо проводить по ШИМ контроллеру. В данном блоке питания это CR6842S . Схему смотрим ниже.

Теперь коснемся переделки. Так как будет делаться регулируемый блок питания, то схему придется переделать. Для этого внесем изменения в схему, эти участки обведены оранжевым цветом. Смотрим рисунок ниже.

Участок схемы 1,2 обеспечивает питание ШИМ контроллера. И из себя представляет параметрический стабилизатор. Напряжение стабилизатора 17,1 В выбрано в связи с особенностями работы ШИМ контроллера. При этом для питания ШИМ контроллера задаемся током через стабилизатор порядка 6 мА. "Особенность данного контроллера в том, что для его включения необходимо напряжение питания больше 16,4 В, ток потребления 4 мА" выдержка из datasheet. При такой переделке блока питания необходимо отказаться от обмотки самозапитки, так как ее применение не целесообразно при низких напряжениях на выходе. На рисунке ниже можете увидеть данный узел после переделки.

Участок схемы 3 обеспечивает регулирование напряжения, при данных номиналах элементов регулирование осуществляется в пределах 4,5-24,5 В. Для такой переделки необходимо выпаять резисторы, отмеченные на рисунке ниже оранжевым цветом, и на их место запаять переменный резистор для регулировки напряжения.

На этом переделка окончена. И можно производить пробный запуск. ВАЖНО!!! В связи с тем, что блок питания запитывается от сети 220 В то необходимо быть внимательным, во избежания попадания под действие напряжения сети! Это ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!!! Перед первым запуском блока питания необходимо проверить правильность монтажа всех элементов, а затем производить включение в сеть 220 В, через лампочку накаливания 220 В, 40 Вт во избежания выхода из строя силовых элементов блока питания. Первый запуск можете увидеть на рисунке ниже.

Также после первого запуска проверим верхний и нижний пределы регулирования напряжения. И как задумывалось, они лежат в заданных пределах 4,5-24,5 В. Смотрим рисунки ниже.

Ну и напоследок, при испытаниях с нагрузкой на 2,5 А корпус начал хорошо греться, что меня не устроило и я решил сделать перфорацию в корпусе для охлаждения. Место для перфорации выбирал исходя из места наибольшего нагрева. Для перфорации корпуса сделал 9 отверстий диаметром 3 мм. Смотрим рисунок ниже.

Для предотвращения случайного попадания внутрь корпуса токопроводящих элементов, с обратной стороны крышки на небольшом расстоянии приклеена предохранительная заслонка. Смотрим рисунок ниже.

Накрылось зарядное устройство для кислотных АКБ, покупать новый накладно выходит. Решил сделать из того, что есть, а имеется 120 Ваттный универсальный блок питания с выставлением напряжения.

Но поразмыслив решил, что для зарядки АКБ 10 Амперный БП слишком многовато.
Значит нужно что то менее мощное. У меня имеется Лабораторный блок питания

Его сердце это блок питания от ноутбука 5 амперный. Вот их и поменяем местами, тем самым увеличив мощность лабораторного блока питания. Приступим к работе.

Вместо 5 амперного блока питания от ноутбука подключаем 10 амперный универсальный блок питания.

За одним вывожу регулировку тока с платы наружу, вместо точной регулировки напряжения.

После всех манипуляций получаем полноценный лабораторный блок питания 120 Ватт, 10 Ампер с регулировкой тока и напряжения от 0 до 24 В.

Теперь переходим не посредственно к зарядному автоматическому устройству для кислотного АКБ.
Автоматику для зарядного устройства собрал по схеме ниже. Все компоненты не дорогие и доступные.

То есть по факту это релюшка, программируемая срабатывать при определенном напряжении.
Я выставил срабатывание отключения зарядного устройства при 15В. То есть когда АКБ зарядится до 15 вольт, зарядное устройство отключится, тем самым не нужно постоянно контролировать процесс зарядки.

Когда АКБ заряжается светится красный светодиод

А когда АКБ зарядился ЗУ отключается и светится зеленый светодиод, сигнализируя об окончании зарядки.

Регулировка порога срабатывания производится резистором R2. Каждый пользователь знает где сидит фазан и поэтому порог срабатывания устанавливает свой. Мой фазан 15В.

Так как зарядным устройством для зарядки автомобильного АКБ пользуешься редко и ЗУ будет простаивать, и что бы не заржавел, я решил дополнить ЗУ зарядкой для LI-ION АКБ типа 18680 по схеме ниже

Минимум деталей, все доступно.

Схема очень проста и надежна описывать не буду, кому интересно смотрите сами

Единственное, что добавлю, это то, что собрал его на КТ805 и на радиаторе, все таки 5 амперный сдерживать до 300мА и 4 вольт то еще чудо…
Контейнер для АКБ типа 16860 сделал из 20 кубового шприца

При зарядке АКБ 18680 горит красный светодиод, когда он погас, значит зарядился.

Переключение режимов зарядки сделал с помощью тумблера

Правила подключения. Сначала носимый компьютер к БП, а потом уже зарядное устройство в розетку переменного напряжения.

Опасно использовать ноутбук с неисправной батареей. В этом случае может выйти из строя сам адаптер или весь комплект. Если портативный компьютер работает от батареи менее 10минут – неисправную батарею надо в обязательном порядке заменить.

Сигналом к замене батареи служит и сокращение время после каждой зарядки.

Это признак выхода из строя контроллера АКБ и схем заряда.

При использовании новой батареи придерживайтесь инструкции по использованию новых батарей (полный цикл разряда и заряда).

Гарантия

Гарантии производителя зарядного устройства, подразумевает готовность компании устранить дефект и прочие неисправности, в случае если это вызвано заводским браком.

Под сроком действия гарантии, имеется ввиду то время, в период которого производится бесплатное восстановление работоспособности купленного устройства. Наступление гарантийного срока начинается со дня покупки в компьютерном салоне после заполнения гарантийного талона с печатью торгующей организации.

В отдельных случаях срок действия гарантии наступает в момент регистрации на сайте компании.

Такое происходит с девайсами от фирмы Toshiba.

В случае если дату продажи установить не удалось, гарантия на прибор начинается со дня изготовления аппарата.

Гарантия на блоки питания и аккумуляторы меньше, чем на ноутбук, но обычно он составляет от 6 месяцем до года.

Неисправности

В 90% случаев неисправность БП – это поврежденный провод или разъем в зарядном устройстве. И такую поломку несложно устранить своими руками.

Внешние признаки поломки токопроводящего кабеля или контактной группы:

Если после того как нажали на кнопку “Пуск” – ничего не происходит.
Происходит периодическое включение.
Операционная система загружается через раз и после нескольких секунд происходит отключение ноутбука.
Корпус блока питания сильно нагревается.

В случае если сгорели электронные схемы управления в БП, то починка не имеет смысла.

Заменить на любой другой тоже не получится. Фирменные БП как HP по центральному контакту передают сигнал контроллера для работы всей системы. Более того – несмотря на то, что контактные группы HP и Dell внешне одинаковы, они не взаимозаменяемы.

Но если питание не трехконтактное, подойдёт универсальный блок питания. В наборе идут 8 переходных разъемов для подключения, а напряжение выставляется автоматически (в отдельных устройствах устанавливается вручную).

Чтобы устройство смогло работать – мощность универсального БП должна быть выше, чем мощность переносного компьютера.

Но у универсальных адаптеров три недостатка:

ненадежность в работе проявляется перегревом и выходом из строя;
ненадежный контакт в разъеме переходника;
несовместимость устройств, что выражается в неправильной работе клавиатуры и тачпэда.

Производители

Apple

Комплектация блоками питания компьютеров Apple разная. Часть из них с автоматическими БП отслеживающие входящее напряжение и с автоматической подстройкой под него.

Другие – БП с переключением вручную. Переключатель оборудован на корпусе. Для регионов с сетевым напряжением отличающихся от европейского – 230В 50Гц, ноутбуки комплектуются адаптированными БП.

Buro

Компания Buro специализируется в универсальных сетевых адаптерах, которые совместимы с ACER, ASUS, DELL, FUJITSU, HP, SAMSUNG, SONY. Подбор мощности происходит в автоматическом режиме.

FSP

Тайванский производитель блоков питания специализируется на выпуске универсальных блоков питания для ноутбуков, смартфонов и от различных фирм-производителей.

Обладают многими защитами:

от перепадов и избыточного напряжения в сети;
от перегрева БП;
от перезаряда аккумулятора.

Основная специализация компании – разработка х86-разрядных серверных платформ и комплектующих к серверам, рабочим станциям и системам хранения данных.

Целью проекта является постройка универсального регулируемого блока питания, который может быть использован для зарядки никелевых или свинцовых аккумуляторов, причем не только автомобильных. Зарядное устройство позволит заряжать аккумуляторы с напряжением от 4 до 30 В.

Первое, что понадобится для реализации этого проекта, - это корпус. Подойдет, например, от китайского инвертора 12-220 В. Он монолитный и изготовлен из алюминия.

Можно взять любой другой подходящего размера, к примеру, от компьютерного блока питания.

Второе – это сетевой понижающий импульсный блок питания.

Напряжение на выходе используемого в этом проекте блока составляет 19 В при токе около 5 А.

Это дешевый универсальный адаптер для ноутбука. Он построен на ШИМ-контроллере из семейства UC38, имеет стабилизацию и защиту от коротких замыканий.

Третье – это цифровой или аналоговый вольтамперметр. Представленный здесь вольтамперметр был изъят из китайского стабилизатора напряжения (30 В, 5 А).

Четвертое – это немного таких электронных компонентов, как клеммы и шнур питания.

Устройство схематически изображено на нижеследующей картинке:

Теперь взгляните на схему блока питания. Микросхема TL431 располагается возле оптрона. Именно эта микросхема задает выходное напряжение. В обвязке всего 2 резистора, и путем их подбора можно получить нужное выходное напряжение.

На этой схеме он обозначен как R13. В имеющемся блоке его сопротивление составляет 20 кОм. Последовательно этому резистору нужно подключить переменный на 10 кОм, примерно, как на картинке:

Путем вращения переменного резистора необходимо добиться выходного напряжения в районе 30 В. Затем нужно отключить «переменник» и замерить его сопротивление, при котором напряжение на выходе было 30 В, и заменить R13 на резистор с подобранным сопротивлением. Получилось примерно 27 кОм. На этом переделка адаптера завершена.

Для ограничения тока будет использоваться метод ШИМ-регулировки, поскольку выходной ток с адаптера от ноутбука очень мал.

Вообще, эта схема представляет собой ШИМ-регулятор напряжения без отдельного узла ограничения тока. Этот генератор прямоугольных импульсов построен на базе таймера NE555, который работает на определенной частоте. Диоды служат для постоянной смены времени заряда и разряда частотозадающего конденсатора. Благодаря этому явлению имеется возможность менять скважность выходных импульсов. Поскольку силовой транзистор работает в режиме ключа (он либо открыт, либо закрыт), то можно наблюдать довольно высокий КПД. Переменный резистор регулирует скважность импульсов.

Установить необходимый ток заряда можно изменением напряжения, то есть вращением многооборотного переменного резистора.

Транзистор подойдет буквально любой. Здесь используется n-канальный полевой транзистор с напряжением 60 В и током от 20 А.

Из-за ключевого режима работы его нагрев не будет большим, в отличие от линейных схем, но теплоотвод не помешает. В этом проекте в качестве теплоотвода используется алюминиевый корпус.

Схема ШИМ-регулятора действительно проста, экономична и надежна, но тоже нуждается в небольшой доработке. Дело в том, что, согласно документации, микросхема NE555 имеет максимально допустимое напряжение питания 16 В. А на выходе переделанного адаптера напряжение практически в 2 раза выше, и при подключении схемы таймер однозначно сгорит.

Решений в данной ситуации несколько. Взгляните на 3 из них:

Использовать линейный стабилизатор, скажем, от 5 до 12 В из семейства 78xx или

построить простой стабилизатор по следующей схеме:

Наипростейшим решением будет являться внедрение в схему линейного стабилизатора, к примеру, 7805. Но следует помнить, что максимальное напряжение питания в зависимости от производителя разнится от 24 до 35 В. В этом проекте используется стабилизатор КА7805 с максимальным входным напряжением 35 В по даташиту. Если не удается достать такую микросхему, можно построить стабилизатор всего из трех деталей.

После сборки нужно проверить ШИМ-регулятор.

На плате адаптера есть 2 активных компонента, которые подвергаются нагреву – силовой транзистор высоковольтной цепи преобразователя и сдвоенный диод на выходе схемы. Они были отпаяны и прикреплены к алюминиевому корпусу. При этом их нужно изолировать от основного корпуса.

Лицевая панель изготовлена из куска пластика.

В схеме адаптера имеется защита от короткого замыкания, но не имеет защиты от переполюсовки. Но это поправимо.

Поскольку в ходе тестирования выходное напряжение адаптера превысило 30 В, цифровой вольтамперметр сгорел. Не допускайте превышения напряжения ни на 1 В. Придется обойтись без него. Ток заряда будет показываться с помощью мультиметра.

Зарядник получился неплохой – заряжает также без проблем аккумуляторы от шуруповерта.

Прикрепленные файлы:

Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank