Устройство блока питания ноутбука. Переделка бп от ноутбука в регулируемый. Лучший выход – новый адаптер
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
Покупая ноутбук или нетбук, точнее расчитывая бюджет на это прибретение, мы не учитываем дальнейших сопутствующих расходов. Сам лэптоп стоит допустим 500$, но ещё сумка 20$, мышь 10$. Аккумулятор при замене (а его гарантийный ресурс всего пару лет) потянет на 100$, и столько же будут стоить блок питания, в случае его сгорания.
Именно о нём и пойдёт тут разговор. У одного не очень состоятельного знакомого, недавно перестал работать блок питания для ноутбука acer. За новый придётся отдать почти сотню долларов, поэтому вполне логичным будет попробовать починить его своими руками. Сам БП представляет собой традиционную чёрную пластиковую коробочку с электронным импульсным преобразователем внутри, обеспечивающим напряжение 19В при токе 3А. Это стандарт для большинства ноутбуков и единственное отличие между ними - штеккер питания:). Сразу привожу здесь несколько схем блоков питания - кликните для увеличения.
При включении блока питания в сеть ничего не происходит - светодиод не светится и на выходе вольтметр показывает ноль. Проверка омметром сетевого шнура ничего не дала. Разбираем корпус. Хотя проще сказать, чем сделать: винтов или шурупов тут не предусмотрено, поэтому будем ломать! Для этого потребуется на соединительный шов поставить нож и стукнуть по нему слегка молотком. Смотрите не перестарайтесь, а то разрубите плату!
После того, как корпус слегка разойдётся, вставляем в образовавшуюся щель плоскую отвертку и с усилием проводим по контуру соединения половинок корпуса, аккуратно разламывая его по шву.
Разобрав корпус проверяем плату и детали на предмет чего-нибудь чёрного и обугленного.
Прозвонка входных цепей сетевого напряжения 220В сазу же выявила неисправность - это самовосстанавливающийся предохранитель, который почему-то не захотел восстановиться при перегрузке:)
Заменяем его на аналогичный, либо на простой плавкий с током 3 ампера и проверяем работу БП. Зелёный светодиод засветился, свидетельствуя о наличии напряжения 19В, но на разъёме по прежнему ничего нет. Точнее иногда что-то проскакивает, как при перегибе провода.
Придётся ремонтировать и шнур подключения блока питания к ноутбуку. Чаще всего обрыв происходит в месте ввода его в корпус или на разъёме питания.
Обрезаем сначала у корпуса - не повезло. Теперь возле штекера, что вставляется в ноутбук - снова нет контакта!
Тяжёлый случай - обрыв где-то посередине. Самый простой вариант, разрезать шнур пополам и оставить рабочую половинку, а нерабочую выкинуть. Так и сделал.
Припаиваем назад соединители и проводим испытания. Всё заработало - ремонт закончен.
Осталось только склеить половинки корпуса клеем "момент" и отдать блок питания . Весь ремонт БП занял не больше часа.
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.
Принесли в ремонт блок питания ADP-90YD от ноутбука ASUS. То заряжает ноутбук, то нет. Вынешь из розетки, вставишь вроде нормально, может что-то отходит.
Включаю в сеть, тестером проверяю 19,35 В есть, проводами шевельнул стало плавно падать, как будто ёмкость разряжается, ну да может и отходит. Надо вскрывать блок питания. Вставил нож в стык 2-х половинок корпуса, аккуратно постучал молоточком по ножу, корпус и открылся.
Плата в трех слоях экранов. Все отпаял, снял. Блок питания плотненький, еще и очень много герметика налито.
При беглом осмотре, обнаружилась оторванная ножка фильтрующего дросселя по входной цепи 220 В. «Вот он то и вызывал такое странное падение напряжения», — подумал я. Восстановил дроссель, проверяю — результат тот же. При включении 19,35 В, через 1 секунду оно начинает плавно падать до нуля. Видимо от моей долбежки молотком по корпусу БП, дроссель и отвалился. Но вот что заметил, если выключить блок питания из сети 220 В, через несколько секунд на выходе появляется 19,35 В и даже на ноутбуке загорается лампочка заряда, но потом сетевая ёмкость окончательно разряжается и БП выключается. Очень странно, видимо срабатывает какая-то защита и не дает работать блоку питания, а в чём причина…?
Собрал из 5 ваттных резисторов небольшую нагрузку, ток потребления составил всего 0.07 А и блок питания штатно запустился. Вообще не понятно…, а тока потребления ноутбука ему значит не достаточно? Не хотел, но придется лезть в Интернет, снимать весь герметик, что бы всё проверить.
Промерял ШИМ контроллер, там явно срабатывала защита, но защита отключалась когда начинала разряжаться сетевая ёмкость, но меня даже не дернуло проверить напряжение на ней.
Поиск в Интернете выдал следующее:
проверьте напряжение на сетевом электролите если оно больше 450 В (а откуда там столько? ), срочно меняйте 2 пленочных конденсатора 474 нФ 450 В и будет вам счастье
Красные ёмкости под замену
Напряжение на сетевой ёемкости.
Так и есть, напряжение на сетевой ёмкости 496 В, всё стало на свои места. Такое напряжение на холостом ходу очень высокое, ШИМ контролер это видит и уходит в защиту, а если отключить сетевое напряжение, то ёмкость плавно разряжается, доходя до нормальных значений и блок питания кратковременно запускается. Вот откуда появлялись 19 В если выключить 220 В. А когда я запускал БП хоть под маленькой но нагрузкой, напряжение так не подскакивало и ШИМ не уходил в защиту.
Можно было на этом закончить, заменить пленочные ёмкости, с которыми как выяснилось серьезные проблемы.
От первой отсталось 15 % емкости.
Вторая сохранила 68 % ёмкости.
Но стало интересно, откуда почти 500 В на горячей стороне блока питания и причем тут две эти ёмкости. Снова помог Интернет, расковыривать весь БП в поисках ответа не хотелось. Информация нашлась на форуме , всё разъяснила фраза:
Там стоит пассивный корректор мощности. при выходе из строя металлобумажных конденсаторов в цепи корректора, и корректор идет в разнос, напряжение на сетевую банку валит выше 500 вольт. Поэтому, если вы только заменили сетевую банку, то работать оно будет не долго. Необходимо привести напряжение корректора в норму или вовсе исключить его.
Осталось купить и заменить ёмкости, но тут тоже не все так просто.
У китайцев ёмкости с таким номиналом и габаритами были, а вот у нас нет. Были только на 400 или 600 В. Больше — не меньше, но левая емкость как раз 474 nF 600 V, а как её засунуть вместо тех, что в серединке. Места там столько нет, да и на 400 V была не меньше размером. Причем продавцы уверяли, что в такие малые габариты, китайцам вряд ли удалось засунуть качественную делать, именно по этому они и вышли из строя. Пришлось выбирать по размеру. Правая ёмкость удачно подходила по габаритам, но была 330 nF 400 V, пришлось ставить их.
