BEL2000 nabíječka 6.6.2004

Úpravy nabíječky BEL2000

Následující úpravy odstraní impulsní charakter nabíjení a zmenší zvlnění síťového zdroje. Dále zlepší chlazení stabilizátoru napájení pro jednočip.

Verze nabíječky dle software je 3.0 ST z 9.12.2003, zakoupena byla někdy v dubnu 2004. Někde na internetu byla deska s osazením součástkami nějaké předchozí verze, při zběžném porovnání se mírně lišilo jak zapojení tak rozmístění součástek.

Tady je náhled na část zapojení nabíječky, jsou označena místa kde se připojí nebo vymění kondenzátory.

otevře se v novém okně, velikost souboru 16kB

otevře se v novém okně, velikost souboru 100kB Deska ze strany spojů - žlutě jsou označená místa, kde dojde k úpravám.
Kroužek vlevo označuje šroub, kterým je připevněn chladič ke stabilizátoru 7905. Původní chladič má malou plochu a za provozu se silně zahřívá.
Dvě tečky vlevo označují kondenzátor ve zdroji - původně 2200µF/25V, vyměnil jsem ho za 3x2200µF/35V.
Dvě tečky vpravo - místo úprav na výstupu nabíječky.

otevře se v novém okně, velikost souboru 101kB Deska ze strany součástek - žlutě jsou označená místa, kde dojde k úpravám.
Kroužek vlevo - stabilizátor 7905, šipka vlevo - kondenzátor v síťovém zdroji.
Šipka na pravé straně je výstup nabíječky. Zde je nutno o kousek posunout jednu diodu SB540 a připojit kondenzátory. V mé nabíječce jsem použil paralelní kombinaci 5x470µF/35V + 2x4,7µF/50V + 2x47nF/250V. Prostě "co šuplík dal".

otevře se v novém okně, velikost souboru 103kB Levá strana desky - místo původního kondenzátoru v síťovém zdroji jsou tři nové 2200µF/35V spojené paralelně. Protože na desce není místo, kam by se daly normálně umístit, jsou spojeny navzájem a la "vrabčí hnízdo" a potom zapojeny do desky na místo původního kondenzátoru.
Vpravo dole je vidět nový větší chladič stabilizátoru 7905. Hřeje se méně než původní, přesto stále víc, než bych si přál. Větší chladič se bohužel nevejde. Pro odborníky - přesnou teplotu změřenou nemám, ale dlouhodobě udržet prst na chladiči je velmi nepříjemné.

otevře se v novém okně, velikost souboru 39kB Jiný pohled na levou stranu desky - opět je vidět stabilizátor 7905 na novém chladiči, nové kondenzátory, na EPROM je čitelný štítek s číslem verze.
Pro zlepšení chlazení stabilizátoru jsem do levého boku horní části krabičky vyvrtal několik 5mm otvorů.
Zvětšení filtrační kapacity sice pomohlo, zvlnění (síťový brum) je menší, ale dokonalé to není. Víc kondenzátorů se tam ale těžko bude doplňovat. Když se podíváte na obrázek z osciloskopu, jak to vypadalo původně, tak proud při nabíjení 2A již nekolísá od 0A do 6A, ale od 1A do 3A. Průběh už není tak "špičatý", sestupná část je pozvolnější.

otevře se v novém okně, velikost souboru 95kB Teď k úpravě výstupu - na pravé straně desky jsem posunul jednu diodu SB540 abych získal místo pro připojení kondenzátorů. Kondenzátory jsou připájeny na měděné pásky (ustřižené z měděných zemnicích pásek, které se používají na spojování aku do packu).
Bočník pro měření proudu (ta smyčka drátu) je ohnut, aby taky uvolnil místo pro kondenzátory. To vše kvůli tomu, aby byly co nejkratší přívody ke kondenzátorům.

otevře se v novém okně, velikost souboru 76kB Pohled shora na stejné místo. Zatím jsou zapojeny tři nové kondenzátory 470µF/35V.

otevře se v novém okně, velikost souboru 71kB Opět boční pohled, přibyly další kondenzátory 2x470µF/35V.

otevře se v novém okně, velikost souboru 45kB Pohled shora, detail na propojení kondenzátorů.


otevře se v novém okně, velikost souboru 109kB Další pohled shora.
Ano, je to hrozný bastl.

otevře se v novém okně, velikost souboru 90kB Opět pohled z boku, doplněn kondenzátor 4,7µF/50V.
Ta věc, co vypadá jako velký keramický kondenzátor, je polymerová vratná pojistka.

otevře se v novém okně, velikost souboru 91kB Druhý malý kondenzátor 4,7µF/50V je na desce ze strany spojů společně se dvěma kondenzátory 47nF/250V.

otevře se v novém okně, velikost souboru 86kB Ještě jednou z boku. Všechny elektrolyty mají minus pól na straně tlumivky a pojistky, plus na bočníku (na desce spoj blíže k okraji).

Kondenzátory doplněné na výstup měly podstatně větší vliv, než kondenzátory v síťovém zdroji. Úpravu výstupu jsem taky zkoušel jako první věc, odbrumení mělo být jen další vylepšení.
Když se podíváte na původní obrázek z osciloskopu, jak při nabíjení 2A vypadal proud do akumulátoru, uvidíte impulsy, kde proud kolísá od 0A do 6A. Po doplnění kondenzátorů na výstup je proud prakticky stejnosměrný 2A, kolísání kolem střední hodnoty 2A má velikost přibližně +0,2A -0,2A a toto kolísání má trojúhelníkový průběh.
Proudové špičky při spínání tranzistoru bohužel zůstaly. Zatím jsem vše sledoval jen na analogovém osciloskopu BM574 (do 10MHz), takže jsem si ty špičky nemohl správně vychutnat, nicméně jsou tam nadále.
V zapojení BEL2000 získaném z internetu, ze kterého jsem původně vycházel, jsem chtěl doplnit odpor mezi gate výkonového tranzistoru a kolektor toho malého PNP, nicméně v mé verzi nabíječky už tuto úpravu udělal pan Budínský, takže je vidět že na zapojení nabíječky se stále pracuje.
Na vysvětlenou - tranzistor FET má určitou nezanedbatelnou kapacitu elektrody Gate proti ostatním elektrodám. Zařazení odporu do přívodu k ní tedy vytvoří RC článek "na vstupu" toho spínacího tranzistoru, který zpomalí spínání. Normálně je snahou spínat co nejrychleji, aby se tranzistor pohyboval co nejkratší dobu v lineárním režimu, aby nedocházelo v lineárním režimu k větší výkonové ztrátě na tranzistoru a tedy k jeho většímu zahřívání.

24.7.2004 - doplněno - vysvětlení špiček a zákmitů najdete tady.