Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля

У многих имеются переносные приемники и магнитофоны, а если у вас есть еще и автомобиль, то в дороге питать эти устройства удобнее от аккумулятора машины, не разряжая батарейки. Подключать радиоаппаратуру непосредственно к аккумулятору нельзя (за исключением тех приборов, которые для это предназначены), так как его напряжение может меняться от 10 до 15 В, а переносная аппаратура питается меньшим напряжением.

Особенностью бортовой сети автомобиля при работающем двигателе является наличие импульсных помех в виде выбросов положительной и отрицательной полярности, амплитуда которых может достигать 160 В (спадающих через 1 мс). В цепи питания появляются также импульсы положительной полярности с амплитудой до 90 В и спадающие через 0,4 с.

Схема источника питания радиоаппаратуры от электросети автомобиля

Все эти перегрузки блок питания устраняет и обеспечивает на выходе стабилизированное напряжение 9 В (ток нагрузки может быть до 0,8 А). На входе блока питания стоят защитные диоды VD1 и VD2, а также фильтр из дросселя L1 и конденсаторов С1. СЗ, который значительно ослабляет помехи.

Если вы уверены, что не потребуется включать питание радиоаппаратуры во время движения автомобиля, то катушку L1 можно не устанавливать.

Для стабилизации выходного напряжения используется широко распространенная микросхема КР142ЕН8А, Г или 142ЕН8А, Г которая крепится к теплорассеивающей пластине.

Устройство имеет внутреннюю защиту от перегрузки по току, которая срабатывает при превышении им 1 А.

Для изготовления катушки фильтра необходимо взять ферритовые броневые чашки типоразмера Б22 из феррита марки 2000НМ1 (1500НМ1) и на внутреннем диэлектрическом каркасе намотать витки проводом ПЭЛ диаметром 0,25 мм до полного его заполнения. Между чашками нужно сделать зазор около 0,1. 0,2 мм (внутри), что исключит намагничивание магнитопровода постоянно протекающим током в катушке.

Конструкция катушки фильтра

В схеме применены конденсаторы С1 типа К73-9, С2. С4 типа К50-35. В качестве предохранителя F1 можно использовать перемычку из провода диаметром 0,04. 0,07 мм.

Подключаться блок питания к бортовой сети может через гнездо прикуривателя или установленный специальный разъем.

Общие габариты устройства не превышают 70х60х40мм

Питание компьютера от бортовой сети автомобиля.

Питание компьютера от бортовой сети автомобиля (9в – 16в).

Здесь представлена методика переделки стандартного компьютерного БП ATX для питания его от +9в до +16в (бортовая сеть автомобиля). Можно использовать любой, даже низкокачественый БП ATX (всёравно, все критичные элементы будут заменены или выброшены) мощностью 250Вт и выше.

Максимальная нагрузка – 150-200Вт (в зависимости от типа применяемых транзисторов и мощности переделываемого БП).

С1- С3 – на напряжение не меньше 16в.
Q1 и Q3 – мощные p-mosfet транзисторы. На напряжение не меньше 35в. Максимальный ток – не менее 30А (IRF4905, IRF5210). Обязательно на радиатор через изолирующ.

Здесь представлена методика переделки стандартного компьютерного БП ATX для питания его от +9в до +16в (бортовая сеть автомобиля). Можно использовать любой, даже низкокачественый БП ATX (всёравно, все критичные элементы будут заменены или выброшены) мощностью 250Вт и выше.
Максимальная нагрузка – 150-200Вт (в зависимости от типа применяемых транзисторов и мощности переделываемого БП).

С1- С3 – на напряжение не меньше 16в.
Q1 и Q3 – мощные p-mosfet транзисторы. На напряжение не меньше 35в. Максимальный ток – не менее 30А (IRF4905, IRF5210). Обязательно на радиатор через изолирующую прокладку (например, слюду).
Q2 и Q4 – любые n-p-n (транзисторы (кт315, кт3102).
R1 и R3 – на 0.125 Вт
R2 и R4 – не менее 0.5 Вт.
D1 и D2 – любые, на ток не менее 2А
Фильтрующий дроссель – 7-10вит. сложенного в двое провода диаметром 0.7мм на кольце диам. от 15мм.

Подключение: точка +12 – к бортовой сети автомобиля (9В -16В), через предохранитель 20-25А.
Из БП предварительно выпаиваются высоковольтные транзисторы и конденсатор и закорачиваются точки A и B (см. на рис. участка схемы БП).

Выводы схемы подключаются к соотв. точкам рисунка участка схемы БП.
Вывод от D1 подключается на 12й вывод мс. TL494 (питание мс. ШИМ контроллера).
Вывод от D2 – на вход линейного стабилизатора +5vs (первый вывод мс. 7805) (питание стаб. дежурного режима).

Иногда необходима замена силовых диодных сборок в БП на более высоковольтные. Диод по +5 должен выдерживать не менее 35В, а по +12 не менее 75В обратного напряжения.

Нередко встречаются БП, у которых по шине 5vs не стоит кренка (7805), тогда D2 можно исключить, но необходимо дополнительно, на радиатор поставить кренку (7805), её вход — на вход +12, выход — на +5vs от БП.

Схема не нуждается в настройке.
Внимание! В доработанном БП на силовом трансформаторе высокое напряжение!

Основные правила работы с импульсниками:
1. Без нагрузки лучше не включать (может погореть).
2. все провода как можно короче делать.
3. при первом (пробном) запуске — питать через предохратиль гденить 3-4А, в качестве нагрузки, по 12В можно 2 параллельно резистора по 100 Om по 2Вт или больше на корпус повесить. И для старта БП — замкнуть зелёный на корпус (черный).

Вся схема БП ATX:

(кликните по картинке для увеличения)
Плата БП. рис2
Замечание: cхема не эксплуатировалась в реальных условиях.

PS.
В первом варианте схемы наблюдался небольшой завал фронтов, и как следствие, не самый большой КПД. Здесь предствлена двуполупериодная схема управления силовыми транзисторами.

Адаптер для питания ноутбука от бортовой сети автомобиля

При отсутствии сети 220 В в путешествии на автомобиле или в иных случаях, ноутбук, которому требуется напряжение питания 19…20 В при потребляемом токе около 4 А, можно питать от автомобильного аккумулятора, используя специальное устройство – адаптер. Предлагаемый адаптер обеспечивает получение из 12 В напряжения 19 В. Он представляет собой, так называемый, DC/DC-преобразователь.

Принципиальная схема адаптера для питания ноутбука от бортовой сети автомобиля (от гнезда прикуривателя) показана на рис.1 , а внешний вид – на фото 1 . Он собран по схеме повышающего импульсного индуктивного преобразователя на микросхеме МС34063 [1], дросселе L1 и диоде VD1. Описание МС34063 и других микросхем для DC/DC-преобразователей можно найти также в [2].

рис 1-принципиальная схема

Частота работы преобразователя около 40 кГц, ее задает конденсатор С2,
Резисторы R3, R4 – делитель напряжения цепи ООО, задающий величину выходного напряжения. Для того чтобы обеспечить необходимое значение выходного тока, в выходном ключе преобразователя применен мощный транзистор VT1 структуры п-р-п типа КТ819ГМ. Импульсное выходное напряжение выпрямляется диодом Шотки VD1 и сглаживается конденсатором СЗ.

Светодиод LED1 – индикатор выходного напряжения. Дроссель L1 индуктивностью 180 мкГн изготовлен на основе тороидального магнитопровода типоразмера TN27/15/11. Дроссели на таких магнитопроводах используются в блоках питания компьютеров. Этот магнитопровод покрыт пластиковой оболочкой желтого цвета (марка порошкового железа 2Р40, магнитная проницаемость 40).

На фото 2 показаны кольцевые магнитопроводы извлеченные из блоков питания АТХ компьютеров.

Количество витков дросселя L1 – 61, при использовании сердечника диаметром 27 мм (типоразмер TN27/15/11). Для намотки применен провод ПЭВ-2 диаметром 1 мм. Витки намотаны равномерно по всему магнитопроводу.
Заметим, что плотность магнитной индукции для железных магнитопроводов (из трансформаторного и порошкового железа) не должна превышать 1 Тл (Тесла). В нашем случае расчеты показывают, что этот параметр приблизительно равен 464 мТл. Следовательно, можно применить маг-нитопровод и меньшего типоразмера. Например, TN24/15/7.5, которые тоже встречаются в компьютерных БП. Расчет производится по методике, приведенной в [3].

Следующая самодельная деталь – проволочный резистор R2. Вместо нихромовой проволоки, обычно используемой в подобных низкоомных резисторах, мной был применен медный провод. Экспериментально получены следующие данные: диаметр эмалированного медного провода -0,6 мм, длина – 40 см. Сопротивление проводника такой длины – 0,028 Ом.

Провод намотать в виде пружины, что видно на фотоЗ.
При испытаниях к выходу преобразователя нужно подключить нагрузочный резистор, составленный гирляндой из имеющихся в наличии, суммарно чтобы он был около 5 Ом и мощностью 20…50 Вт.
Затем проверяем, держит ли схема ток нагрузки 4…5 А при выходном напряжении в пределах 20…17 В. Возможно потребуется подобрать проволочный резистор R2 изменением длины провода, которым он намотан в пределах ±5 см.

Все устройство расположено в подходящем корпусе от неисправного инвертора 12/220 В. Внешний вид адаптера со снятой крышкой показан на фото 3.
Так как коллектор транзистора VT1 типа КТ819ГМ – это его корпус, то следует изолировать его теплопроводящим материалом. Также можно применять и другие мощные транзисторы структуры n-p-п, например, КТ854АМ, КТ834А, КТ847А.Диод Шотки VD1 типа MBR4045PT (диодная сборка из двух диодов Шотки, которые следует соединить параллельно) из все того же неисправного компьютерного БП, или другие сдвоенные диоды. В компьютерных блоках они все мощные, на большой ток (до 40 А) и низкое напряжение (до 45 В). Диод при работе совсем не греется.Микросхему МС34063А можно заменить отечественным аналогом КР1156ЕУ5. Остальные детали – любые отечественные или импортные.

Большинство элементов размещено на небольшой плате из фольгированного стеклотекстолита.
При полной нагрузке транзистор нагревается, и если охлаждающий радиатор небольшой, и, как в моем случае, устройство собрано в небольшом корпусе, то желателен хотя бы маленький вентилятор. В используемом корпусе он уже был удачно установлен. Вентилятор подключен в схеме через терморезистор RK1 сопротивлением около 400 Ом. Терморезистор установлен вплотную к радиатору. При нагреве его сопротивление уменьшается, и вентилятор (на 12 В) начинает вращаться. Для подключения к бортовой сети автомобиля можно применить вилку прикуривателя. Эксплуатация показала надежную работу адаптера с ноутбуком Acer Aspire 5100.

Бортовая сеть автомобиля

Развитие электроники и полупроводниковой техники в начале 21 века привело к тому, что ни один современный автомобиль не обходится теперь без обширной сети электропитания, называемой бортовой сетью автомобиля.

Бортовая сеть автомобиля является энергетической системой постоянного тока, и включает в себя как источники, так и потребители электрической энергии. В то время как тепловая энергия сжигаемого топлива напрямую пригодна лишь для обеспечения механического движения, электрическая энергия универсальна, и способна питать самые разные устройства, начиная от ламп в фарах, заканчивая системой искрового зажигания.

Итак, источников энергии в автомобиле всего два: аккумулятор (как правило свинцово-кислотный) и генератор, получающий механическое вращение непосредственно от двигателя внутреннего сгорания. И поскольку во время подзарядки аккумулятор является еще и потребителем, то главным источником энергии в современном автомобиле в конечном итоге является именно сжигаемое топливо.

Его энергия вращает двигатель, а он в свою очередь — ротор генератора, который производит электричество для бортовой сети, заряжая аккумулятор, а аккумулятор потом питает стартер и бортовую сеть автомобиля.

Если попробовать перечислить все потребители, питаемые от бортовой сети автомобиля, то вряд ли получится назвать все возможные, ведь подключить можно в принципе все что угодно.

Однако основные элементы почти везде одинаковы: аккумулятор, стартер, обмотка возбуждения генератора, система искрового зажигания, фары и габаритные огни, аварийная сигнализация, система вентиляции, подогрев стекол и сидений, акустическая система и все что имеет отношение к автозвуку, прикуриватель и все что от него может питаться, GPS-навигатор, видеорегистратор, зарядное устройство мобильного телефона, ноутбука и т. д. Отдельная система — бортовая электроника, отвечающая за пуск двигателя и прочее.

Конечно же бортовая сеть автомобиля включает в себя, кроме источников и потребителей, распределительные и защитные устройства, такие как колодки предохранителей, различные коммутаторы, кнопки, выключатели, переключатели, реле, силовые блоки и т. д.

Соединяется все это электропроводкой, которая выполняется из медных многожильных проводов различного сечения в особой бензомаслостойкой изоляции. Провода не разбросаны как попало по кузову, они собраны в аккуратные жгуты и проложены вдоль кузова, к которому прикреплены при помощи хомутов и клипс.

Жгуты проводов часто собираются при помощи ПВХ-изоленты, и прокладываются не голышом, а внутри литых пластиковых либо гофрированных трубок. Иногда можно встретить элементы проводки, заключенные в боуденовскую оболочку (словно провод проложен внутри плотной пружины с мелким шагом) или даже в металлическую трубу.

Провода бортовой сети автомобиля, в зависимости от их назначения, отличаются цветом изоляции, чтобы при монтаже и демонтаже ничего не перепутать: в зависимости от принадлежности к тому или иному блоку либо цепи системы, каждый провод имеет собственный цвет — маркировку.

В документации на конкретный автомобиль, производитель всегда приводит электромонтажную схему с цветовой маркировкой всех проводов, что особенно полезно и часто необходимо при проведении техобслуживания и во время поиска неисправности, при проведении диагностики и т.п.

Во всех современных автомобилях блоки, устройства и жгуты сопрягаются друг с другом посредством многоконтактных разъемов разнообразных типов, а также болтовыми соединениями и клеммами. Это, во-первых, упрощает монтаж и демонтаж во время ремонтных и профилактических (диагностических) работ, во-вторых, делает соединения разъемными и при этом долговечными, стойкими к износу при многократных соединениях-разъединениях.

Сегодня практически везде в автомобилях бортовая сеть имеет постоянное напряжение питания номиналом в 12 вольт. В прошлом веке еще можно было встретить автомобили с напряжением бортовой сети 6 вольт. Сегодня же лишь изредка такое встречается, и то лишь на мототехнике.

Все легковые автомобили современного производства используют напряжение 12 вольт. На тяжелых грузовых автомобилях применяется повышенное напряжение — 24 вольта. У тракторов стартер работает от 24 вольт, а остальная бортовая сеть — от 12 вольт.