Зу из бп компьютера с регулировкой тока. Зарядное устройство из блока питания компьютера: пошаговое руководство по переделке

Как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора из старого блока питания компьютера. Какие доработки нужно внести в схему БП. Как правильно подобрать и заменить компоненты. На что обратить внимание при сборке.

Преимущества зарядного устройства из компьютерного блока питания

Переделка старого компьютерного блока питания в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора имеет ряд преимуществ:

• Экономия средств — не нужно покупать готовое зарядное устройство
• Утилизация старой техники — дается вторая жизнь неиспользуемому оборудованию
• Компактность и легкость конструкции
• Автоматический режим работы
• Возможность зарядки током 4-5 А
• Подходит для аккумуляторов емкостью до 75 Ач
• Наличие защиты от переполюсовки и короткого замыкания

Такое самодельное зарядное устройство отлично подойдет для периодической подзарядки автомобильного аккумулятора в домашних условиях.

Какой блок питания подойдет для переделки

Для изготовления зарядного устройства лучше всего подходят следующие компьютерные блоки питания:

• Старые блоки формата AT или ATX
• Мощностью 200-300 Вт
• На основе ШИМ-контроллера TL494 (или аналогов)
• С выходным током по линии +12В не менее 8-10 А

Перед началом работ обязательно нужно проверить работоспособность блока питания, подключив его к сети через лампочку 220В. Если блок неисправен, потребуется предварительный ремонт.

Основные этапы переделки блока питания в зарядное устройство

Процесс переделки включает следующие основные этапы:

1. Демонтаж ненужных компонентов и выпрямителей
2. Доработка силовой части и фильтров
3. Изменение схемы обратной связи
4. Добавление схемы управления и стабилизации тока
5. Установка измерительных приборов
6. Монтаж разъемов и органов управления

Рассмотрим каждый этап подробнее.

Демонтаж ненужных компонентов

На первом этапе необходимо удалить все лишние элементы:

• Выпаять все вторичные выпрямители, кроме +12В
• Удалить фильтры неиспользуемых напряжений
• Демонтировать разъемы питания и провода
• Оставить только демпферные цепи и дроссель фильтра +12В

Важно сохранить цепи дежурного напряжения +5VSB для питания схемы управления.

Доработка силовой части

Далее производится усиление силовой части блока питания:

• Замена входных электролитов на большую емкость (470 мкФ, 200В)
• Установка более мощных диодов в выпрямительном мосте (1N5408)
• Замена конденсатора К73-17 на 2,2 мкФ, 400В
• Усиление выпрямителя +12В (диоды Шоттки от линии +5В)
• Увеличение емкости фильтра +12В (1000-2200 мкФ, 25В)

Также желательно перемотать дроссель групповой стабилизации проводом большего сечения.

Изменение схемы обратной связи

Для регулировки выходного напряжения и тока требуется изменить цепь обратной связи:

• Удалить штатные цепи обратной связи
• Установить делитель напряжения на выход +12В
• Подключить выход делителя к входу ШИМ-контроллера
• Добавить переменный резистор для регулировки напряжения

Это позволит плавно регулировать выходное напряжение в диапазоне 12-15В.

Схема управления и стабилизации тока

Для ограничения зарядного тока и защиты добавляется схема управления на операционных усилителях:

• Компаратор напряжения на ОУ
• Стабилизатор тока на ОУ
• Источник опорного напряжения
• Токовый шунт 0,1 Ом

Данная схема обеспечивает стабилизацию тока на уровне 4-5А и защиту от перегрузки.

Установка измерительных приборов

Для контроля параметров заряда устанавливаются:

• Цифровой вольтметр для измерения напряжения
• Амперметр для контроля зарядного тока
• Светодиодные индикаторы режимов работы

Можно использовать как готовые модули, так и собрать приборы самостоятельно.

Монтаж органов управления

На завершающем этапе выполняется монтаж:

• Сетевого выключателя
• Регулятора напряжения
• Регулятора тока
• Выходных клемм с защитой от КЗ
• Индикатора включения

Все органы управления выводятся на переднюю панель корпуса блока питания.

Настройка и проверка работы зарядного устройства

После сборки необходимо выполнить настройку и проверку:

1. Установить выходное напряжение 14-14,4В
2. Настроить ограничение тока на уровне 4-5А
3. Проверить работу защиты от КЗ и перегрузки
4. Протестировать заряд аккумулятора на всех режимах

При правильной сборке устройство обеспечит безопасный заряд автомобильного аккумулятора в автоматическом режиме.

Зарядное устройство на основе блока питания ATX

У компьютерного блока питания, наряду с такими преимуществами, как малые габариты и вес при мощности от 250 Вт и выше, есть один существенный недостаток – отключение при перегрузке по току. Этот недостаток не позволяет использовать БП в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, поскольку у последнего в начальный момент времени зарядный ток достигает нескольких десятков ампер. Добавление в БП схемы ограничения тока позволит избежать его отключения даже при коротком замыкании в цепях нагрузки.

Зарядка автомобильного аккумулятора происходит при постоянном напряжении. При этом методе в течение всего времени заряда напряжение зарядного устройства остается постоянным. Заряд аккумулятора таким методом в ряде случаев предпочтителен, так как он обеспечивает более быстрое доведение батареи до состояния, позволяющего обеспечить запуск двигателя. Сообщаемая на первоначальном этапе заряда энергия тратится преимущественно на основной зарядный процесс, то есть на восстановление активной массы электродов. Сила зарядного тока в первоначальный момент может достигать 1,5С, однако для исправных, но разряженных автомобильных аккумуляторов такие токи не принесут вредных последствий, а наиболее распространённые БП ATX мощностью 300 – 350 Вт не в состоянии без последствий для себя отдать ток более 16 – 20А.

Максимальный (начальный) зарядный ток зависит от модели используемого БП, минимальный ток ограничения 0,5А. Напряжение холостого хода регулируется и для заряда стартёрного аккумулятора может составлять 14…14,5В.

Вначале необходимо доработать сам БП, отключив у него защиты по превышению напряжений +3,3В, +5В, +12В, -12В, а также удалив неиспользуемые для зарядного устройства компоненты.

Для изготовления ЗУ выбран БП модели FSP ATX-300PAF. Схема вторичных цепей БП рисовалась по плате, и несмотря на тщательную проверку, незначительные ошибки, к сожалению, не исключены.

На рисунке ниже представлена схема уже доработанного БП.

Для удобной работы с платой БП последняя извлекается из корпуса, из неё выпаиваются все провода цепей питания +3,3V, +5V, +12V, -12V, GND, +5Vsb, провод обратной связи +3,3Vs, сигнальная цепь PG, цепь включения БП PSON, питание вентилятора +12V. Вместо дросселя пассивной коррекции коэффициента мощности (установлен на крышке БП) временно впаивается перемычка, провода питания ~220V, идущие от выключателя на задней стенке БП, выпаиваются из платы, напряжение будет подаваться сетевым шнуром.

В первую очередь деактивируем цепь PSON для включения БП сразу после подачи сетевого напряжения. Для этого вместо элементов R49, C28 устанавливаем перемычки. Убираем все элементы ключа, подающего питание на трансформатор гальванической развязки Т2, управляющего силовыми транзисторами Q1, Q2 (на схеме не показаны), а именно R41, R51, R58, R60, Q6, Q7, D18. На плате БП контактные площадки коллектора и эмиттера транзистора Q6 соединяются перемычкой.

После этого подаем ~220V на БП, убеждаемся в его включении и нормальной работе.

Далее отключаем контроль цепи питания -12V. Удаляем с платы элементы R22, R23, C50, D12. Диод D12 находится под дросселем групповой стабилизации L1, и его извлечение без демонтажа последнего (о переделке дросселя будет написано ниже) невозможно, но это и не обязательно.

Удаляем элементы R69, R70, C27 сигнальной цепи PG.

Включаем БП, убеждаемся в его работоспособности.

Затем отключается защита по превышению напряжения +5В. Для этого выв.14 FSP3528 (контактная площадка R69) соединяется перемычкой с цепью +5Vsb.

На печатной плате вырезается проводник, соединяющий выв.14 с цепью +5V (элементы L2, C18, R20).

Выпаиваются элементы L2, C17, C18, R20.

Включаем БП, убеждаемся в его работоспособности.

Отключаем защиту по превышению напряжения +3,3В. Для этого на печатной плате вырезаем проводник, соединяющий выв.13 FSP3528 с цепью +3,3V (R29, R33, C24, L5).

Удаляем с платы БП элементы выпрямителя и магнитного стабилизатора L9, L6, L5, BD2, D15, D25, U5, Q5, R27, R31, R28, R29, R33, VR2, C22, C25, C23, C24, а также элементы цепи ООС R35, R77, C26. После этого добавляем делитель из резисторов 910 Ом и 1,8 кОм, формирующий из источника +5Vsb напряжение 3,3В. Средняя точка делителя подключается к выв. 13 FSP3528, вывод резистора 931 Ом (подойдёт резистор 910 Ом) — к цепи +5Vsb, а вывод резистора 1,8 кОм — к «земле» (выв. 17 FSP3528).

Далее, не проверяя работоспособность БП, отключаем защиту по цепи +12В. Отпаиваем чип-резистор R12. В контактной площадке R12, соединённой с выв. 15 FSP3528 сверлится отверстие 0,8 мм. Вместо резистора R12 добавляется сопротивление, состоящее из последовательно соединённых резисторов номинала 100 Ом и 1,8 кОм. Один вывод сопротивления подсоединяется к цепи +5Vsb, другой – к цепи R67, выв. 15 FSP3528.

Отпаиваем элементы цепи ООС +5V R36, C47.

После удаления ООС по цепям +3,3V и +5V необходимо пересчитать номинал резистора ООС цепи +12V R34. Опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 равно 1,25В, при среднем положении регулятора переменного резистора VR1 его сопротивление составляет 250 Ом. При напряжении на выходе БП в +14В, получаем: R34 = (Uвых/Uоп — 1)*(VR1+R40) = 17,85 кОм, где Uвых, В – выходное напряжение БП, Uоп, В – опорное напряжение усилителя ошибки FSP3528 (1,25В), VR1 – сопротивление подстроечного резистора, Ом, R40 – сопротивление резистора, Ом. Номинал R34 округляем до 18 кОм. Устанавливаем на плату.

Конденсатор C13 3300х16В желательно заменить на конденсатор 3300х25В и такой же добавить на место, освободившееся от C24, чтобы разделить между ними токи пульсаций. Плюсовой вывод С24 через дроссель (или перемычку) соединяется с цепью +12V1, напряжение +14В снимается с контактных площадок +3,3V.

Включаем БП, подстройкой VR1 устанавливаем на выходе напряжение +14В.

После всех внесённых в БП изменений переходим к ограничителю. Схема ограничителя тока представлена ниже.

Резисторы R1, R2, R4…R6, соединённые параллельно, образуют токоизмерительный шунт сопротивлением 0,01 Ом. Ток, протекающий в нагрузке, вызывает на нём падение напряжения, которое ОУ DA1.1 сравнивает с опорным напряжением, установленным подстроечным резистором R8. В качестве источника опорного напряжения используется стабилизатор DA2 с выходным напряжением 1,25В. Резистор R10 ограничивает максимальное напряжение, подаваемое на усилитель ошибки до уровня 150 мВ, а значит, максимальный ток нагрузки до 15А. Ток ограничения можно рассчитать по формуле I = Ur/0,01, где Ur, В – напряжение на движке R8, 0,01 Ом – сопротивление шунта. Схема ограничения тока работает следующим образом.

Выход усилителя ошибки DA1.1 подсоединён с выводом резистора R40 на плате БП. До тех пор, пока допустимый ток нагрузки меньше установленного резистором R8, напряжение на выходе ОУ DA1.1 равно нулю. БП работает в штатном режиме, и его выходное напряжение определяется выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*Uоп. Однако, по мере того, как напряжение на измерительном шунте из-за роста тока нагрузки увеличивается, напряжение на выв.3 DA1.1 стремится к напряжению на выв.2, что приводит к росту напряжения на выходе ОУ. Выходное напряжение БП начинает определяться уже другим выражением: Uвых=((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош), где Uош, В – напряжение на выходе усилителя ошибки DA1.1. Иными словами, выходное напряжение БП начинает уменьшаться до тех пор, пока ток, протекающий в нагрузке, не станет чуть меньше установленного тока ограничения. Состояние равновесия (ограничения тока) можно записать так: Uш/Rш=(((R34/(VR1+R40))+1)*(Uоп-Uош))/Rн, где Rш, Ом – сопротивление шунта, Uш, В – напряжение падения на шунте, Rн, Ом – сопротивление нагрузки.

ОУ DA1.2 используется в качестве компаратора, сигнализируя с помощью светодиода HL1 о включении режима ограничения тока.

Печатная плата (под «утюг») и схема расположения элементов ограничителя тока изображена на рисунках ниже.

Несколько слов о деталях и их замене. Электролитические конденсаторы, установленные на плате БП FSP, имеет смысл заменить на новые. В первую очередь в цепях выпрямителя дежурного источника питания +5Vsb, это С41 2200х10V и С45 1000х10V. Не забываем о форсирующих конденсаторах в базовых цепях силовых транзисторов Q1 и Q2 – 2,2х50V (на схеме не показаны). Если есть возможность, конденсаторы выпрямителя 220В (560х200V) лучше заменить на новые, большей ёмкости. Конденсаторы выходного выпрямителя 3300х25V должны быть обязательно с низким ЭПС – серии WL или WG, в противном случае они быстро выйдут из строя. В крайнем случае, можно поставить б/у конденсаторы этих серий на меньшее напряжение – 16В.

Прецизионный ОУ DA1 AD823AN «rail-to-rail» как нельзя кстати подходит к данной схеме. Однако его можно заменить на порядок более дешёвым ОУ LM358N. При этом стабильность выходного напряжения БП будет несколько хуже, также придется подбирать номинал резистора R34 в меньшую сторону, поскольку у этого ОУ минимальное выходное напряжение вместо нуля (0,04В, если быть точным) 0,65В.

Максимальная суммарная рассеиваемая мощность токоизмерительных резисторов R1, R2, R4…R6 KNP-100 равна 10 Вт. На практике лучше ограничиться 5 ваттами – даже при 50% от максимальной мощности их нагрев превышает 100 градусов.

Диодные сборки BD4, BD5 U20C20, если их действительно стоит 2шт., менять на что-либо более мощное не имеет смысла, обещанные производителем БП 16А они держат хорошо. Но бывает так, что в действительности установлена только одна, и в этом случае необходимо либо ограничиться максимальным током в 7А, либо добавить вторую сборку.

Испытание БП током 14А показало, что уже спустя 3 минуты температура обмотки дросселя L1 превышает 100 градусов. Долговременная безотказная работа в таком режиме вызывает серьёзное сомнение. Поэтому, если подразумевается нагружать БП током свыше 6-7А, дроссель лучше переделать.

В заводском исполнении обмотка дросселя +12В намотана одножильным проводом диаметром 1,3 мм. Частота ШИМ – 42 кГц, при ней глубина проникновения тока в медь составляет около 0,33 мм. Из-за скин-эффекта на данной частоте эффективное сечение провода составляет уже не 1,32 мм², а только 1 мм², что недостаточно для тока в 16А. Иными словами, простое увеличение диаметра провода для получения большего сечения, а следовательно, уменьшения плотности тока в проводнике неэффективно для этого диапазона частот. К примеру, для провода диаметром 2мм эффективное сечение на частоте 40 кГц только 1,73мм², а не 3,14 мм², как ожидалось. Для эффективного использования меди намотаем обмотку дросселя литцендратом. Литцендрат изготовим из 11 отрезков эмалированного провода длиной 1,2м и диаметром 0,5мм. Диаметр провода может быть и другим, главное, чтобы он был меньше удвоенной глубины проникновения тока в медь – в этом случае сечение провода будет использовано на 100%. Провода складываются в «пучок» и скручиваются с помощью дрели или шуруповёрта, после чего жгут продевается в термоусадочную трубку диаметром 2мм и обжимается с помощью газовой горелки.

Готовый провод целиком наматывается на кольцо, и изготовленный дроссель устанавливается на плату. Наматывать обмотку -12В смысла нет, индикатору HL1 «Питание» какой-либо стабилизации не требуется.

Остаётся установить плату ограничителя тока в корпус БП. Проще всего её прикрутить к торцу радиатора.

Подключим цепь «ООС» регулятора тока к резистору R40 на плате БП. Для этого вырежем часть дорожки на печатной плате БП, которая соединяет вывод резистора R40 с «корпусом», а рядом с контактной площадкой R40 просверлим отверстие 0,8мм, куда будет вставлен провод от регулятора.

Подключим питание регулятора тока +5В, для чего припаяем соответствующий провод к цепи +5Vsb на плате БП.

«Корпус» ограничителя тока присоединяется к контактным площадкам «GND» на плате БП, цепь -14В ограничителя и +14В платы БП выходят на внешние «крокодилы» для подключения к аккумулятору.

Индикаторы HL1 «Питание» и HL2 «Ограничение» закрепляются на месте заглушки, установленной вместо переключателя «110V-230V».

Скорее всего, в вашей розетке отсутствует контакт защитного заземления. Вернее, контакт, может быть, и есть, а вот провод к нему не походит. Про гараж и говорить нечего… Настоятельно рекомендуется хотя бы в гараже (подвале, сарае) организовать защитное заземление. Не стоит игнорировать технику безопасности. Это иногда заканчивается крайне плачевно. Тем, у кого розетка 220В не имеет контакта заземления, оборудуйте БП внешней винтовой клеммой для его подключения.

После всех доработок включаем БП и корректируем подстроечным резистором VR1 требуемое выходное напряжение, а резистором R8 на плате ограничителя тока – максимальный ток в нагрузке.

Подключаем к цепям -14В, +14В зарядного устройства на плате БП вентилятор 12В. Для нормальной работы вентилятора в разрыв провода +12В, либо -12В, включаются два последовательно соединённых диода, которые уменьшат напряжение питания вентилятора на 1,5В.

Подключаем дроссель пассивной коррекции коэффициента мощности, питание 220В от выключателя, прикручиваем плату в корпус. Фиксируем нейлоновой стяжкой выходной кабель зарядного устройства.

Прикручиваем крышку. Зарядное устройство готово к работе.

В заключение стоит отметить, что ограничитель тока будет работать с БП ATX (или AT) любого производителя, использующего ШИМ-контроллеры TL494, КА7500, КА3511, SG6105 или им подобным. Разница между ними будет заключаться лишь в методах обхода защит.

Ниже вы можете скачать печатную плату ограничителя в формате PDF и DWG (Autocad)

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1	Операционный усилитель	AD823	1	Замена на LM358N	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
DA2	Линейный регулятор	LM317L	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1	Выпрямительный диод	1N4148	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C1	Конденсатор	0. 047 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C2	Конденсатор	0.01 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C3, C5	Конденсатор	0.22 мкФ	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C4	Электролитический конденсатор	220 мкФ	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1, R2, R4-R6	Резистор	0.05Ом 0.5Вт	5		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3, R7	Резистор	2 кОм	2		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R8	Подстроечный резистор	100 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R9	Резистор	2 МОм	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R10	Резистор	750 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R11	Резистор	270 Ом	1		Поиск в магазине Отрон	В блокнот
						Добавить все

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Зарядное устройство
• ATX

Зу из бп компьютера ат.

Как из блока питания компьютера сделать зарядное устройство автомобиля

Годятся старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, UTC51494, KA7500, IR3M02, МВ3759 и т.д.) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать. Ну будем ориентироваться на 200-300 Вт. Я взял SPARKMAN 250W. Общая структурная схема любого блока выглядит так:

Сначала, нужно убедиться в работоспособности блока. Для этого подключаем к сети через лампу 220в (последовательное включение). Если лампа вспыхнула и потухла, то это хороший знак. Берем провод PS_ON (серый цвет) и замыкаем на землю, если кулер за вращался, значит БП исправен. Если лампа 220 В горит, значит есть КЗ. Тут несколько вариантов:
1) Пробит диодный мост.
2) Сгорел предохранитель (в случае если вообще никаких признаков жизни).
3) Пробиты транзисторы в полу мостовом инверторе высоковольтной части БП.

Прозваниванием озвученные элементы, меняем на исправные. Итак БП починили. Теперь нужно умощнить элементы высоковольтной части. Меняем входные электролиты на большую емкость — 470 мкФ 200В. Диоды в мосте я заменил на 1N5408, минимум ставьте 2-х амперные.

Конденсатор типа К73-17 обычно стоит 1 мкФ 250 В, был поменян на 2,2 мкФ на 400В.

Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), добавить схему управления, шунт и измерительные приборы. Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. А вот, выпрямитель и фильтр удобнее монтировать на месте 5-ти вольтового – там больше места под диоды и конденсаторы.

1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек и дросселя.

2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя –5 В (он нам ещё понадобится).

3. Пятивольтовую сборку на диодах Шоттки оставляем, теперь здесь будет 12 Вольт, так как данная сборка рассчитана на больший ток чем 12 вольтовая.

4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи, подключенные к этой обмотке, сохранены.

5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы на 0,1 мкФ. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт (я запараллелил два на 200).

6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. Если получится, намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Я намотал в один провод.

7. Для питания вентилятора используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В, их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен – запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. –5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.

Для управление током и напряжением была использована следующая схема.

Однако в качестве шунта я использовал сопротивление 0.1 Ом, что позволило запустить амперметр без ОУ и др. умножителей напряжения. Вид и расположение вольтметра и амперметра.

Данное устройство собрано на МК ATMEGA8. Но вы можете использовать любые, вплоть до стрелочных. Питание взято с дежурного напряжения БП (5В на плате маркируется как +5VSB сиреневый провод), единственно был добавлен конденсатор на 1000мкФ 16 В для сглаживания пульсаций. Внешний вид передней панели и разъемы для подключения.

У кого есть свой автомобиль , тот неоднократно сталкивался с проблемой найти источник для зарядки аккумулятора. Вроде бы и купить его не проблематично, но зачем, если зарядку можно сделать из компьютерного блока питания, который наверняка завалялся у вас дома или у друзей.

Посмотрите видео и, вы узнаете, как можно быстро и просто сделать зарядное из блока питания

Преимущество самодельной зарядки в том, что она очень лёгкая и работает в автоматическом режиме. Может заряжать токами 4 или 5 милиампер. Емкость аккумулятора самая большая – это 75 ампер часов и меньше. Заряжает наше устройство на ура. Устройство полностью работает в автоматическом режиме, есть защита от переплюсовки и есть защита от короткого замыкания.

На корпусе нам необходимо сделать выемку для стандартного сетевого провода и обязательно выключатель.

С обратной стороны корпуса у нас идут провода. Провода идут с клеммами или зажимами, чтобы можно было присоединять их к зарядке или аккумулятору.

Также не забываем подключить и вынести на корпус индикатор включения. Если лампочка будет гореть – это значит, что устройство работает и выдает напряжение.

Наше устройство выдает 14 вольт, это можно проверить на специальном приборе, просто подключив к нему наш аккумулятор.

Если вы хотите узнать, сколько дает ампер тока такое устройство, то подсоедините его к аккумулятору и проверьте все на амперметре. Если аккумулятор будет полностью разряженным – вы получите 5 ампер, когда аккумулятор зарядиться у нас будет выходить только 3 амперы.

Переделок в этой зарядке не много, максимум займет 2 часа вашего времени, но только если этот блок питания сделан на микросхеме ТЛ 494.

Всем привет! Также очень полезным данное устройство будет для зарядки гелевых АКБ, использующихся, например, в ИБП (источниках бесперебойного питания).

Схем подобного устройства в сети множество, но мое внимание привлекла именно эта.

Вкратце: устройство построено по топологии АТ и по принципу действия является стабилизатором тока с ограничением максимального напряжения на уровне 14,4 В. Ток заряда 10-12 А при соответствующем трансформаторе Т21, что более чем достаточно для аккумулятора авто…

Основное достоинство данной схемы, на мой взгляд, в том, что при превышении током заряда установленного уровня, схема работает как стабилизатор тока, снижая выходное напряжение и заряжая АКБ постоянным током.

По достижении установленного уровня напряжения, схема переходит в режим стабилизации напряжения, когда напряжение остается постоянным, а ток постепенно падает практически до нуля. Таким образом, не допускается “перезаряда” батареи…

Рис.1 Схема автоматического ЗУ

Также очень хотелось видеть напряжение и ток зарядки, не смотря на то, что автор схемы ЗУ отказался от индикатора. Были отобраны несколько вариантов вольтамперметр а, но выбор пал на вольтамперметр с ЖК-индикатором. Устройство «умеет» измерять напряжение до 32 В и ток до 12 А.

Рис.2 Вольтамперметр с ЖК-индикатором

В качестве индикатора решил использовать Winstar WH0802A-TMI.

Рис.3 ЖК-индикатор

Рис.4 Плата ЗУ

Плату вольтамперметра пришлось делать самому 🙂

Рис.5 Плата вольтамперметра

Все это дело собрал в кучу

Рис.6 Плата ЗУ в сборе

Рис.7 Вид сбоку

Рис.8 Плата ЗУ

Рис.9 Вольтамперметр

В заключение фото готового устройства:

Рис.10 Индикация после включения ЗУ

Левым регулятором выставляется напряжение. 14,4 В – среднее положение. Регулируется от 13 до 16 В. Правым регулятором устанавливается порог срабатывания защиты устройства…

Рис.11 Зарядка гелевой АКБ

Понадобилась зарядка для аккумулятора автомобиля. Перебрав несколько вариантов, остановился на переделке блока питания компьютера. Переделывать решил по-простому. Зарядное не будет иметь регулировок, нет у меня такой задачи. В принципе можно все сделать за пару часов.

Данный блок питания имеет на борту малоизвестную

микросхему 2003

. По данной микросхеме мало информации. Вроде как это ШИМ контроллер с мультивизором. Будем разбираться по схеме, о схеме далее.

Подключаться к аккумулятору буду при помощи проводов с «крокодилами». У меня уже были распаянные.

В роли сетевого выключателя у меня тумблер ТВ2-1. Выдернул со старого телевизора.

Схема блока питания довольно простая. Блок у нас на 300 Ватт, схема на 250 Ватт. Схема может отличаться номиналами некоторых компонентов.

Сборка.

Нужно удалить все лишние компоненты. Красным отмечено, что нужно выпаять. Желтым отмечен резистор на 13кОм, его заменим на 2.4 кОм. Вместо резистора отмеченного голубым, временно установим переменный резистор на 200 кОм. Переменный резистор, желательно поставить на 100 кОм, но у меня такого не оказалось. Пришлось долго регулировать нужное напряжение.

Главное установить в максимальное сопротивление. Так же имеются зеленые метки, что подключать к ним, расскажу позже.

Выпаиваем лишние компоненты. На схеме все разборчиво. Получается плата вот такая. Временно выпаял силовые диоды. Так же выпаял дроссель групповой стабилизации, его буду перематывать. Коричневой перемычкой замкнуты пятачки от земли и PS-ON, необходимо для запуска.

Нас интересует линия +12 вольт. Ставим на место силовой диод, я взял диод с линии 5 вольт. Диод установил без прокладки. Ножки крепления радиатора не связаны со схемой, что исключает замыкание. Установил дополнительный дроссель, на его месте стояла перемычка. Со старого дросселя групповой стабилизации смотал все обмотки, оставил старую обмотку на 12 вольт. Установил электролитический конденсатор на 1000 мкф, напряжением 35 вольт.

Переменный резистор вынес на проводах за пределы платы.

Теперь нужно изготовить плату — обманку для нашей микросхемы 2003. Обманка состоит из трех стабилизаторов на» 3.3; 5; 12 вольт. Распаял по простой схеме. Два верхних отрезка собраны на TL431, нижний на LM317.

Верхние два отрезка схемы подключаются к нижнему отрезку на 12 В. Платку, сделал по технологии «процарапывания». Делается за минут 30.

На схеме были указаны точки для подключения платы «обманки». Распаиваем согласно со схемой. На схеме отмечено зелеными точками соответственно. Плата «обманка» имеет цвета согласно напряжениям. Получилось что-то подобное.

Переменным резистором устанавливаем на выходе нужное напряжение (забыл сфотографировать). Оставляю стоп кадр. Измеряю, сопротивление резистора получилось около 11.7 кОм. Собираю из двух резисторов на 10 и 1.8 кОм. Напряжение чуть изменилось, но не значительно.

Плату «обманку» прикрутил к радиатору, через втулку и винт М3. Так же на фото слева видно, что я установил обратно нагрузочный резистор R53.

Подключил провода с зажимами «крокодилами». Установил светодиод для индикации включения. Все закрепил термо клеем. Сетевой провод пустил в разрыв через тумблер.

Зарядное устройство из компьютерного блока питания для автомобильной аккумуляторной батареи можно собрать самостоятельно. И такой агрегат пользуется популярностью. Ведь на его подготовку требуется минимум средств. При этом получается эффективное ЗУ.

На состояние автоаккумуляторной батареи обращают внимание в зимний период. Ведь в это время плотность электролитического состава меняется, быстро теряется заряд. В результате, запуск двигателя усложняется. Для решения этой проблемы используют зарядные устройства.

Разработкой и сборкой зу для акб занимаются многие компании. Поэтому подобрать модель с требуемыми параметрами сможет каждый водитель. Такие модели отличаются обширным функционалом: тренировка источника питания, восстановление заряда, прочее. Их стоимость достаточно высока.

Поэтому автолюбителей интересует зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, которое сконструировано из подручных агрегатов и элементов.

Преимущества самостоятельной сборки

1. Использование подручных материалов, элементов. Поэтому расходы на изготовления сокращаются.
2. Небольшой вес. Он не превышает 1,5–2 кг. Поэтому перемещать самодельный агрегат для восстановления заряда батареи несложно.
3. Постоянное охлаждение. В состав блока питания включен вентилятор. Поэтому вероятность нагрева минимальна.

Какие сложности?

1. Сконструированный преобразователь не всегда работает тихо. Периодически он издает звуки, которые похожи на звон, шипение.
2. Не допускается контакт самодельной зарядки и корпуса автотранспортного средства. Если заряжаем с включением в сеть, то контакт провоцирует поломку преобразователя, КЗ.
3. Подключение токопроводящих выводов аккумуляторной батареи к проводам выполняется точно. Если на этом этапе допущены ошибки, то вторичные цепи переделанного блока питания в зарядное устройство выходят из строя.
4. Все контакты и элементы перед подключением проверяются. Только после этого компьютерный блок питания используется для зарядки.

Правила эксплуатации автоаккумулятора

Для поддержания автоаккумулятора в работоспособном состоянии недостаточно подготовить надежное зарядное устройство. Дополнительно выполняются и такие рекомендации:

• Постоянная поддержка заряда. Аккумуляторный источник постоянно подзаряжается. При перемещении заряд поступает от генератора и других узлов автотранспорта. Если техника не эксплуатируется, то для восстановления заряда применяют ЗУ, как стационарного, так и портативного типа. Если батарея полностью разряжается, то специалисты рекомендуют проводить стремительное восстановление. В противном случае, запуститься процесс сульфатации свинцовых пластин.
• Пределы напряжения (около 14 В). Напряжение, которое подается генератором, не должно чрезмерно превышать этот параметр. При этом не имеет особого значения тот факт, какой именно режим запущен. Если мотор не функционирует, то напряжение может снижаться до 12,6–13 В. При таких показателях применяют ЗУ с соответствующими параметрами и индикаторами.
• Отключение потребителей при неработающем моторе. Если зажигание отключено, то и все устройства, фары отключаются. В противном случае, источник питания достаточно быстро потеряет заряд.
• Подготовка автоаккумулятора. Перед восстановлением заряда с аккумуляторной батареи удаляют подтеки электролитического состава, пыль. Токопроводящие выводы очищаются от окислов, налета. Перед подачей напряжения тщательно проверяются соединения и провода. Ведь даже минимальные смещения провоцируют нарушения, проблемы.
• В зимний период источник перемещают в теплое помещение. Ведь при отрицательной температуре электролитический состав становится плотным, густым. Это провоцирует ухудшение прохождения заряда.

Основные этапы изготовления ЗУ

Перед тем как сделать из бп компьютера надежный зарядник, изучаются требования техники безопасности, особенности работы с такими агрегатами. Ведь в первичных цепях блока питания пк присутствует напряжение.

Подготавливаем блок питания. Допускается использование отличающихся по мощности моделей. Чаще всего выполняется переделка компьютерного БП, мощность которого составляет 200–250 Вт.

После выбора модели выполняются последующие действия:

• Из блока питания компьютера откручиваются болтики. Такие действия необходимы для последующего демонтажа крышки.
• Определение сердечника, который входит в состав импульсного трансформатора. Его измеряют. Полученное значение удваивают. Для каждого элемента этот параметр индивидуален. При проведении тестов удалось выявить, что для получения мощности в 100 Вт требуется 0,95–1 см2. Ведь зарядка источника питания эффективна, если выдает 60–70 Вт.
• В состав многих моделей БП входит такая схема, как TL494. Подобная схема вводится в состав разнообразных БП, которые представлены на продажу.

Подготовка схемы

Для подготовки зарядного устройства из компьютерного блока питания своими руками требуются определенные компоненты цепи (их отличительная особенность — +12В). Все остальные элементы изымаются. Для этого используют паяльник. Для упрощения процесса изучаются схемы, которые присутствуют на специальных порталах. На них изображены основные элементы, которые потребуются для БП.

Цепи с такими показателями, как -12В, -/+5 В, изымаются. Демонтируется и переключатель, при помощи которого изменяется напряжение. Выпаивается и схема, которая требуется для сигнала запуска.

Сделать зарядное устройство из БП несложно. Но для этого потребуются резисторы (R43 и R44), которые причислены к опорному типу. Показатели резистора R43 изменяются. В случае необходимости напряжение выходное меняется.

Специалисты рекомендуют заменять R43 на 2 резистора (переменный тип — R432, постоянный тип — R431). Внедрение таких резисторов облегчает процесс создания регулируемого элемента. С его помощью проще изменять силу тока, а также выходное напряжение. Это требуется для сохранения работоспособности автоаккумулятора.

Решая, как переделать БП, стоит сосредоточиться на конденсаторе. На выходной части выпрямителя сосредотачивается стандартный конденсатор. Мастера проводят его замену на элемент, который отличается большими показателями напряжения. Так, часто пользуются конденсатором марки С9.

Рядом с вентилятором, который используется для обдува, сосредотачивается резистор. Его заменяют резистором, который выделяется большим сопротивлением.

При подготовке ЗУ для аккумулятора меняется и расположение вентилятора. Ведь воздушная масса должна поступать в подготавливаемый блок питания.

Со схемы ликвидируют дорожки, которые предназначены для соединения массы, фиксации платы непосредственно к шасси.

Сконструированный блок питания с регулировкой подводят к сети с переменным током. Для этих целей используют стандартную лампу накаливания (производительность составляет 40–100 Вт).

Такие действия выполняются для того, чтобы проверить, насколько эффективная схема получилась. Без предварительного тестирования сложно установить, перегорит ли БП с заданной мощностью при резких изменениях напряжения.

Для правильной настройки БП для автомобильной аккумуляторной батареи требуется соблюдение определенных правил.

• Введение индикаторов. Для отслеживания того, насколько зарядился автомобильный аккумулятор, используются индикаторы. В состав схемы вводят цифровые или же стрелочные индикаторы. Их легко приобрести в специализированных магазинах или же демонтировать со старой техники. Допускается введение нескольких индикаторов, с помощью которых отслеживается степень заряда, напряжение на токопроводящих выводах.
• Корпус с креплением или ручками. Наличие такой детали способствует упрощению процесса эксплуатации ЗУ из БП.

К сборке ЗУ из БП портативного компьютера допускается при условии, что есть определенный опыт, знания в области электроники. Проводить какие-либо мероприятия, если нет соответствующей подготовки, запрещено. Ведь в процессе нужно контактировать с токопроводящими выводами, элементами, на которые подается напряжение, ток.

Видео про сборку зарядного из БП компьютера для ватомобильного акб

Память

— Почему на материнской плате разделены цепи питания для ЦП, ГП и ОЗУ?

\$\начало группы\$

Несмотря на то, что в корпусе компьютера есть блок питания, почему на материнской плате разделены цепи питания для процессора, графического процессора и оперативной памяти?

Я имею в виду, почему CPU, RAM и GPU не могут просто брать свою энергию от блока питания?

• блок питания
• память
• процессор
• материнская плата
• GPU

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Потому что эти микросхемы требуют лотов мощности, а это означает большой ток. Высокопроизводительный процессор может потреблять более сотни ампер при работе с полной нагрузкой! Не рекомендуется использовать токи в сотни ампер по всей вашей печатной плате, если вы когда-либо сможете этого избежать.

Но, к счастью, процессор работает при напряжении ядра всего около 1 В. Если вы передаете питание через плату при более высоком напряжении, обычно 12 В, а затем понижаете его с помощью понижающего преобразователя именно там, где это необходимо, вы можете сократить текущие требования в 10 или более раз (в идеале в 12, в этом примере, но преобразователь не идеален)! По той же причине мощность сети передается при очень высоком напряжении и понижается с помощью трансформаторов вне зданий; высокое напряжение передачи означает низкий ток передачи означает меньшие потери.

Использование локального регулирования мощности также позволяет регулировать напряжение, подаваемое на ЦП: небольшое увеличение напряжения может обеспечить более быструю работу при необходимости, а уменьшение его в режиме ожидания может снизить энергопотребление. Современные компьютеры делают все это автоматически — ноутбук, на котором я сейчас это печатаю, в настоящее время имеет напряжение процессора, которое колеблется от 0,6 В до 1,1 В* (синхронно с тактовой частотой от 900 до 4200 МГц) как более или менее мощность нужна.

Это относится и к графическим процессорам, которые также потребляют много энергии — часто больше, чем процессоры. Оперативной памяти не требуется столько энергии, но ее напряжение должно быть понижено по сравнению с напряжением системы, поэтому для нее также используется преобразователь.

---

*Согласно диагностическому инструменту CPU-Z.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

То, что вы описываете, на самом деле невозможно без дурацкой развязки.

Современный ЦП может потреблять 100 А при ступенчатом изменении нагрузки на 20 А, при постоянном напряжении 1 В и требующем +-20 мВ. Это кошмар, с которым нужно иметь дело в лучшие времена.

Не обращая внимания на то, что происходит внутри самого процессора (хотя это и половина удовольствия 🙂 ), давайте посмотрим, что происходит снаружи.

У вас обычно есть куча конденсаторов прямо вокруг ЦП в области 1 В. Их работа состоит в том, чтобы буферизовать изменения нагрузки на время, достаточное для того, чтобы местные регулирующие органы адаптировали . Однако из-за того, что эти конденсаторы настолько низковольтные, они не могут хранить много энергии — энергия, хранящаяся в конденсаторе, составляет ½CV², а напряжение мало, поэтому мы находимся на неправильном конце квадратичного уравнения. Кроме того, процессор относительно чувствителен к скачкам напряжения, так что мы также не можем сильно разряжать конденсаторы. Таким образом, множество конденсаторов здесь по-прежнему обеспечивают лишь скромное накопление энергии.

Затем вы попадаете на слой местных регуляторов, настроенных на быстрый ответ . Они сами обеспечивают определенное количество энергии, но в основном они просто передают изменения нагрузки на следующий уровень как можно скорее.

Потом на плате есть куча фильтров питания 12В. Каждый конденсатор здесь в 144 раза эффективнее конденсатора в области 1 В! (Более того, потому что мы можем просто спроектировать наши регуляторы так, чтобы они справлялись с большим спадом на входе и могли опустить шину питания ниже.) И все же вам все еще требуется изрядная сумма для покрытия, пока источник питания не сможет среагировать.

Итак, все сказано:

1. Система находится в равновесии при 80А.
ЦП
2. ступенчато меняет ток с 80 А на 100 А, как раз в тот момент, когда напряжение сети находится на нулевом пересечении.
3. Развязывающие конденсаторы вокруг ЦП начинают падать под нагрузкой (80 А на входе; 100 А на выходе)
4. Местные регуляторы начинают реагировать на дополнительную нагрузку. Вероятно, с небольшим превышением.
5. Развязывающие конденсаторы начинают восстанавливаться после падения напряжения, но 12В фильтрация платы начинает свисать в свою очередь.
6. Провода датчиков источника питания обнаруживают, что выходное напряжение падает, и начинают увеличивать выходное напряжение источника питания 12 В.
7. Питание платы 12 В начинает восстанавливаться, но входная шина постоянного тока внутреннего источника питания, в свою очередь, начинает падать.
8. Вход источника питания. Рельс постоянного тока начинает проседать.
9. В следующем цикле преобразование переменного тока в постоянный увеличивает нагрузку.
10. Я мог бы продолжать лезть в розетку, но давайте остановимся здесь.

Теперь давайте предположим, что вместо этого я просто попытался напрямую запустить шину 1,0 В от блока питания к процессору. Сколько развязки мне нужно? Что ж, мне нужно достаточно, чтобы покрыть все время от ступенчатого изменения процессора до того, как блок питания сможет реагировать. …все на 1,0 В… …и все с возможностью потреблять только 20 мВ от конденсаторов.

Итак, в первом приближении берем всю фильтрацию 12В на материнской плате и умножаем на 144х, и еще немного, потому что ее тоже нужно лучше регулировать. И попытайтесь втиснуть это на материнскую плату, не отходя слишком далеко от процессора. И постарайтесь сделать его конкурентоспособным по стоимости с текущим дизайном. Веселиться!

Ох, и GPU хуже.

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Короткий ответ заключается в том, что контакты 24-контактного разъема блока питания ATX не рассчитаны на обеспечение достаточной мощности современных высокопроизводительных процессоров.

Поскольку они, вероятно, хотят сохранить обратную совместимость с другими платами ATX, они не могут просто заменить 24-контактный разъем. Поэтому решение состоит в том, чтобы добавить дополнительные разъемы. Дополнительные 8-контактные разъемы питания ЦП имеют три контакта 12 В, что дает дополнительные 24 А на разъем. Вы часто будете видеть, что высокопроизводительные процессоры будут иметь несколько таких 8-контактных разъемов.

ПОДРОБНОСТИ

24-контактный разъем ATX является эквивалентом Molex 39-28-1243. Он имеет три контакта на 12 В, и эти контакты рассчитаны только на 8 А каждый (см. спецификацию разъема на стр. 8). Таким образом, основной разъем может подавать не более 24 А при 12 В = 288 Вт.

Как указал Харт, ЦП и ГП потребляют много энергии (потенциально сотни ампер при низком напряжении).

Высокопроизводительный процессор, такой как Intel i9-13900K, периодически потребляет до 253 Вт. Учитывая, что преобразователи постоянного тока, которые преобразуют 12 В в напряжение ядра процессора, имеют потери эффективности, наличие источника 288 Вт в лучшем случае является предельным. Кроме того, могут быть и другие устройства, которые также требуют 12 В. По обеим этим причинам необходимы дополнительные контакты разъема 12 В.

Что касается другой части вашего вопроса,

Я имею в виду, почему CPU, RAM и GPU не могут просто взять свою энергию из блок питания?

Процессор, оперативная память и графический процессор питаются от источника питания. В обычном настольном компьютере, если вы посмотрите на кабели, все они должны быть подключены к блоку питания ATX на одном конце.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Чтобы добавить к существующему ответу, процессоры и графические процессоры будут масштабировать свою частоту с нагрузкой, и увеличение частоты потребует дополнительного напряжения питания, чтобы оставаться стабильным. Поскольку нагрузки ЦП и ГП плохо связаны, эти частоты, напряжения и источники питания, обеспечивающие напряжение, должны быть независимыми.

Что касается зависимости частоты от напряжения:

1. Задержка распространения логического элемента КМОП уменьшается с увеличением напряжения (https://web.mit.edu/6.012/www/SP07-L13.pdf стр. 4- 5), достижимая частота процессора будет обратно пропорциональна задержкам вентилей.
2. Современное компьютерное оборудование реализует динамическое масштабирование частоты (https://en. wikipedia.org/wiki/Dynamic_frequency_scaling) для снижения энергопотребления.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Я добавлю еще один сценарий: когда компьютер находится в режиме ожидания с низким энергопотреблением или в спящем режиме .

Энергетическое законодательство требует, чтобы компьютеры могли переходить в режим сна с низким энергопотреблением (Energy Star, EPEAT, экодизайн ЕС). Пользователи ноутбуков хотят иметь возможность быстро перевести свой компьютер в спящий режим и возобновить работу, не потребляя при этом чрезмерного количества энергии аккумулятора.

Для этого требуется, чтобы большинство устройств было выключено, а некоторые устройства оставались включенными. Как правило, ЦП выключается, а ОЗУ переходит в режим пониженного энергопотребления для сохранения содержимого памяти. Кроме того, USB и сетевые карты остаются в режиме пониженного энергопотребления, чтобы разбудить компьютер.

Возможно дальнейшее снижение мощности. Современные ПК используют состояние мягкого выключения, при котором будильник реального времени или сетевая карта могут запустить компьютер, но оперативная память отключена. Другой сценарий — переключаемая графика, когда ноутбук отключает свой графический процессор при питании от батареи.

Эти комбинации состояний низкого энергопотребления требуют разделения шин питания. В настольных блоках питания отдельный резервный блок питания оптимизирован для работы с малым током и не требует для работы вентилятора блока питания.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Можно добавить к существующим ответам, материнская плата с питанием 12 В — очень устаревшее решение, которое используется, потому что трудно изменить наследие отрасли.

В FAANG компании провели НИОКР по энергосбережению в своих облаках, и пришли к использованию 35В от блока питания к материнской плате, и заявляя на несколько десятков процентов лучшую энергоэффективность, чем по широко используемой в настоящее время «классической» схеме (это легко — в 3 раза больше напряжение, значит в 3 раза меньше ток при той же мощности, а медь сейчас дорогая). Конечно, это специально разработанные материнские платы, не стоит пытаться кормить с полки нестандартным напряжением.

И 35В очень умеренное усиление. — В воздушном пространстве широко используется переменный ток 127В 400Гц для питания электроники, поэтому экономия еще значительнее.

Электромобилей уже сделано гораздо больше — для них характерно использование 500-1500В для большинства потребляющих устройств, но для столь высоких напряжений нужна гораздо более сильная изоляция и значительные меры предосторожности при производстве и обслуживании (медиасистемы и т.п., обычно питаемые от отдельной сети, 12 В / 24 В / 48 В, а некоторые производители газовых автомобилей, такие как Jeep, предлагают дополнительный генератор, вместо обычного генератора ~ 1,8 кВт установите около 3 кВт).

\$\конечная группа\$

2

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Патент США на запоминающее устройство с регулируемым питанием. Патент (Патент № 5,907,518, выдан 25 мая 1999 г.) управление регуляторами питания в запоминающих устройствах.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для хранения данных доступно большое разнообразие запоминающих устройств на интегральных схемах. Одним из типов памяти является динамическая оперативная память (DRAM). DRAM предназначена для хранения данных в ячейках памяти, выполненных в виде конденсаторов. Данные хранятся в двоичном формате; например, логическая «единица» может храниться как заряд конденсатора, а логический «ноль» может храниться как разряженный конденсатор. Типичная DRAM имеет ячейки памяти, расположенные в адресуемых строках и столбцах. Чтобы получить доступ к ячейке памяти, сначала адресуется строка, чтобы все ячейки памяти, связанные с этой строкой, были доступны для доступа. После адресации строки можно обратиться по крайней мере к одному столбцу, чтобы определить по крайней мере одну конкретную ячейку памяти для ввода или вывода данных. Таким образом, данные, хранящиеся в ячейках памяти, доступны через столбцы.

С постоянным развитием более быстрых компьютеров и коммуникационных приложений скорость передачи данных, с которой должна работать схема памяти, продолжает расти. Чтобы удовлетворить потребность в повышенных скоростях передачи данных, коммерчески доступны различные модули DRAM. Эти запоминающие устройства производятся в различных конструкциях, которые обеспечивают различные методы чтения и записи в ячейки динамической памяти памяти. Одним из таких методов является работа в страничном режиме. Операции страничного режима в DRAM определяются методом доступа к строке массива ячеек памяти и случайным доступом к различным столбцам массива. Данные, хранящиеся на пересечении строки и столбца, могут быть прочитаны и выведены во время доступа к этому столбцу. DRAM страничного режима требуют шагов доступа, которые ограничивают скорость обмена данными схемы памяти.

Альтернативным типом схемы памяти является память расширенного вывода данных (EDO), которая позволяет данным, хранящимся по адресу массива памяти, быть доступными в качестве вывода после того, как адресный столбец был закрыт. Эта схема памяти может увеличить скорость передачи данных за счет более коротких сигналов доступа без сокращения времени, в течение которого выходные данные памяти доступны на линиях связи. Таким образом, время доступа к столбцу «маскируется» за счет предоставления расширенного вывода данных. Более подробное описание DRAM с функциями EDO приведено в «1995 DRAM Data Book», страницы с 1-1 по 1-30, доступные от Micron Technology, Inc. Boise, Id., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.

адресуют один столбец массива памяти, а затем автоматически адресуют дополнительные столбцы заранее определенным образом, не предоставляя адреса дополнительных столбцов во внешних адресных строках. Эти запоминающие устройства используют ввод адреса столбца для доступа к столбцам массива памяти.

Встроенные устройства памяти часто требуют относительно больших токов во время активной работы и гораздо меньших токов в неактивных режимах. С увеличением плотности памяти и увеличением числа модулей памяти, включаемых в системы, такие как персональные компьютерные системы, необходимо тщательно контролировать требования к току питания отдельных модулей памяти. Таким образом, некоторые устройства памяти с произвольным доступом (ОЗУ) имеют режим ожидания, который регулирует внутренний источник питания для снижения энергопотребления, когда память находится в неактивном состоянии. Эти RAM используют сигнал стробирования адреса строки (RAS.sup.*) в качестве управления внутренней схемой регулятора. Это создает проблемы с ОЗУ, которые могут работать в активном режиме после окончания цикла RAS*.

По причинам, изложенным выше, и по другим причинам, изложенным ниже, которые станут очевидными для специалистов в данной области техники после прочтения и понимания настоящего описания, в данной области техники существует потребность в запоминающих устройствах, которые регулируют внутренние источники питания для снижения тока. требования при одновременном снижении электрических помех, возникающих во время работы памяти.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вышеупомянутые проблемы с регулированием источников питания в запоминающих устройствах и другие проблемы решаются настоящим изобретением, и их можно понять, прочитав и изучив следующее описание. Описана схема регулирования подачи питания, которая поддерживает подачу высокого тока, пока активны линии передачи данных.

В частности, настоящее изобретение описывает запоминающее устройство, содержащее регулятор напряжения, имеющий первое и второе рабочие состояния, и блок управления регулятором напряжения, соединенный с регулятором напряжения. Регулятор напряжения содержит первый вход, соединенный со стробирующим сигналом адреса строки, второй вход, соединенный со стробирующим сигналом адреса столбца, и выход, соединенный с регулятором напряжения. Выход обеспечивает выходной сигнал, который активирует второе рабочее состояние регулятора напряжения, когда активен стробирующий сигнал адреса строки или стробирующий сигнал адреса столбца.

В другом варианте осуществления описано запоминающее устройство, которое содержит регулятор напряжения, имеющий режим слабого тока и режим сильного тока, и регулятор напряжения, связанный с регулятором напряжения. Регулятор напряжения содержит первый вход, соединенный со стробирующим сигналом адреса строки, второй вход, соединенный со стробирующим сигналом адреса столбца, выход, соединенный с регулятором напряжения, и схему управления. Схема управления подключена к первому входу, второму входу и выходу регулятора напряжения для формирования выходного сигнала. Выходной сигнал активирует режим сильного тока регулятора напряжения, когда стробирующий сигнал адреса строки переходит в активное состояние, и активирует режим низкого тока, когда более поздний из стробирующего сигнала адреса строки или строб-сигнала адреса столбца переходит в неактивное состояние. .

Описан способ управления регулятором напряжения в запоминающем устройстве. Регулятор напряжения имеет режим слабого тока и режим высокого тока. Способ содержит этапы активации сильноточного режима в ответ на активный переход стробирующего сигнала адреса строки и активацию слаботочного режима в ответ на второй внешний сигнал.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой блок-схему системы с оперативной памятью;

РИС. 2 — блок-схема альтернативной системы, имеющей множество запоминающих устройств с произвольным доступом;

РИС. 3 — временная диаграмма ОЗУ предшествующего уровня техники;

РИС. 4 представляет собой блок-схему управления источником питания согласно настоящему изобретению;

РИС. 5 представляет собой временную диаграмму управления источником питания по фиг. 4;

РИС. 6 представляет собой блок-схему управления альтернативным источником питания в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 7 представляет собой временную диаграмму управления источником питания по фиг. 6;

РИС. 8 представляет собой блок-схему управления альтернативным источником питания в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 9 представляет собой временную диаграмму управления источником питания по фиг. 8.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В последующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления делается ссылка на прилагаемые чертежи, которые являются его частью и на которых в качестве иллюстрации показаны конкретные предпочтительные варианты осуществления, в которых изобретения могут быть реализованы. Эти варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы специалисты в данной области техники могли применить изобретение на практике, и следует понимать, что могут использоваться другие варианты осуществления и что могут быть внесены логические, механические и электрические изменения, не отступая от сущности и объема настоящего документа. настоящие изобретения. Следующее подробное описание, следовательно, не следует понимать в ограничительном смысле, и объем настоящего изобретения определяется только прилагаемой формулой изобретения.

Оперативная память (RAM) доступна в самых разных стилях, включая, помимо прочего, DRAM страничного режима, DRAM EDO, синхронную DRAM и BEDO DRAM. Кроме того, в настоящее время доступны ОЗУ различных размеров от 256 КБ до 16 мегабит. Из-за постоянных изменений в вариантах памяти настоящее изобретение предназначено для охвата всех запоминающих устройств с произвольным доступом независимо от стиля или размера.

РИС. 1 представлена ​​блок-схема типичной системы, имеющей оперативное запоминающее устройство 100, включающее в себя настоящее изобретение. Память включает в себя массив 102 памяти, имеющий адресуемые ячейки памяти. Декодеры столбца 104 и строки 106 предназначены для декодирования адресов, предоставленных в адресных строках 108, и доступа к соответствующим ячейкам памяти массива. Буфер 110 ввода/вывода предназначен для передачи данных с процессором через линии 112 передачи данных, DQ. Схема 114 управления управляет работой памяти в ответ на входные данные, включая строб адреса столбца 116 (CAS*), строб адреса строки 118 (RAS*), разрешение выхода 120 (OE*) и запись разрешает 122 (WE. sup.*).

Общая шина 124 питания может использоваться для обеспечения питания процессора 130 и памяти 100. Следует понимать, что в системе можно использовать несколько запоминающих устройств для связи с процессором, как показано на фиг. 2. Как было сказано выше, для снижения энергопотребления оперативная память имеет режим ожидания. Режим ожидания реализуется с помощью регулятора 126 напряжения, имеющего режим низкой стабилизации/малого тока (режим ожидания) и режим высокой стабилизации/большого тока. Типичные запоминающие устройства запускают режим ожидания с использованием RAS* для управления сигналом ожидания, как показано на фиг. 3. То есть схема регулятора работает в сильноточном режиме, когда дежурный сигнал высокий (RAS* низкий).

Поскольку сигнал ожидания следует за сигналом RAS*, регулятор уменьшает мгновенный ток, доступный для памяти, независимо от состояния линий CAS* или DQ. Текущие стандарты JEDEC требуют, чтобы линии DQ оставались активными, пока CAS* находится на низком уровне. Во время операций чтения возникли две проблемы в результате преждевременной деактивации сильноточного режима схемы регулятора, в то время как линии DQ активны. Первая проблема заключается в том, что значительный электрический шум связан с шиной питания в результате переходов CAS*, показанных на фиг. 3. Когда CAS.sup.* возвращается к высокому уровню, требуется большое количество внутреннего коммутационного тока, который не может быть мгновенно обеспечен режимом регулятора низкого тока. Второй проблемой являются электрические помехи, связанные с линиями DQ, когда регулятор напряжения переключается из режима высокого тока в режим низкого тока, в то время как линии DQ активны. Специалистам в данной области техники будет понятно, что электрические помехи либо в шине питания, либо в линиях связи увеличивают риск ошибочной передачи данных.

Память на фиг. 1 включает в себя схему 140 управления регулятором напряжения, которая активирует соответствующий режим тока питания, так что режим сильного тока активен, когда активны стробирующий сигнал адреса строки и/или линии DQ. Один вариант осуществления схемы управления регулятором показан на фиг. 4. Схема управления регулятором включает в себя логический элемент 142 НЕ-ИЛИ, имеющий два входа для приема инвертированных сигналов RAS* и CAS*. Сигнал высокого уровня на выходе инвертора 144 используется для активации режима высокого регулирования/большого тока регулятора напряжения, как показано на фиг. 5. Специалистам в данной области техники понятно, что для управления 140 можно использовать другую логическую схему, чтобы активировать режим высокого регулирования/большого тока регулятора напряжения, когда CAS* активен.

Вышеописанная схема управления регулятором активирует режим высокого регулирования/большого тока регулятора напряжения всякий раз, когда значение CAS* или RAS* низкое, что может привести к потере мощности. То есть CAS* может перейти в низкий уровень независимо от RAS*, даже если линии DQ не могут быть активированы без перехода CAS* в низкий уровень, когда RAS* низкий. Альтернативный вариант схемы 140 управления регулятором напряжения, показанный на фиг. 6, можно использовать в памяти по фиг. 1, чтобы убедиться, что режим высокого регулирования/сильного тока регулятора напряжения активен, когда активны строб адреса строки и/или линии DQ.

Цепь управления регулятором напряжения на фиг. 6 включает в себя защелку 146, которая «разрешается», когда RAS* активируется, и отключается, когда последний из RAS* или CAS* переходит в высокий уровень. Во время работы, когда RAS* переходит в низкий уровень, выход логического элемента ИЛИ-НЕ 148 становится низким, а сигнал ожидания становится высоким, см. фиг. 7. В ответ на активный сигнал RAS* один из входов логических элементов И-НЕ 150 и 152 защелки 146 становится высоким. Когда CAS.sup.* активируется (низкий переход), выход логического элемента И-НЕ 152 становится низким, а выход логического элемента И-НЕ 150 становится высоким. Таким образом, защелка 146 фиксируется таким образом, что выходной сигнал 154 имеет низкий уровень. Если RAS* переходит в высокий уровень до CAS*, выходной сигнал защелки остается низким, а логический элемент ИЛИ-НЕ 148 продолжает удерживать высокий уровень сигнала ожидания. Когда CAS* становится высоким, выход логического элемента И-НЕ 156 защелки 146 становится высоким, а сигнал ожидания становится низким.

Выходной разрешающий сигнал 120 (OE.sup.*) может использоваться со схемой управления 140 таким образом, что режим высокого регулирования/большого тока регулятора напряжения деактивируется, если линии DQ отключены во время операции чтения до обоих CAS* и RAS* становятся высокими. ИНЖИР. 8 показано устройство 140 управления регулятором, которое включает в себя блокировочную схему 158, которая сбрасывает сигнал ожидания, когда OE* становится высоким после того, как RAS* становится высоким. Таким образом, если сигнал OE* переходит в высокий уровень до CAS*, выходной сигнал логического элемента И-НЕ 160 становится высоким, а сигнал ожидания в ответ становится низким, см. фиг. 9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Описана схема управления регулятором напряжения, которая переводит регулятор напряжения в режим высокого регулирования/большого тока, когда активны выходы оперативной памяти.