Зарядное устройство RJ-C120501B: модернизация

Привет всем!
Надо сказать, что в последнее время качество китайских товаров широкого потребления значительно улучшилось. Зарядное устройство (ЗУ) RJ-C120501B смонтировано в приличном корпусе, пластик приятный, расцветка яркая, насыщенная, цифры на дисплее большие, яркие, четкие, имеется пиктограмма степени заряженности батареи, предусмотрен кулер. Электронные платы выполнены очень качественно, с использованием современных компонентов. Пайка чистая, под мощными компонентами на радиаторах в достаточных количествах нанесена термопроводящая паста. Провода достаточного сечения, крокодилы аккуратные, с достаточной зажимной силой. Множество блокировок от дурака. Инструкция на русском языке, что уже хорошо (рис.1).

Предусмотрено 5 режимов заряда, управляемых сенсорной кнопкой путем последовательного перебора программ. На дисплее, если устройство подсоединено к аккумулятору, но не включено в сеть, индицируется напряжение на клеммах, а на столбчатой диаграмме в виде круглой батарейки, отображается степень заряженности АКБ от 20 до 100 %.
После включения в сеть начинается зарядка по выбранной программе; при этом на дисплее поочередно отображаются ток заряда, напряжение и температура внутри корпуса устройства. В зависимости от этой температуры устройство автоматически переходит к летнему, либо к зимнему алгоритму заряда.
После завершения основного этапа заряда появляется надпись Ful и устройство переходит в режим дозаряда пульсирующим током. Через 1 час кулер выключается, напряжение сбрасывается до 13,8 В и начинается буферное сохранение заряда. Еще через 2 часа появляется надпись Off и цикл заряда прекращается полностью.
Первые 4 программы заряда практически идентичны и различаются только током заряда. Пятая программа – восстановление – предусматривает зарядку импульсным током с частотой 1…2 Гц, автоматическое выключение не предусмотрено. Предполагается, что при этом происходит десульфатация АКБ.
Вот краткая характеристика устройства; более подробно о нём можно прочитать в инструкции.
Идеи, заложенные в конструкцию устройства хороши, но, как часто бывает, всё впечатление от изделия портят мелкие недоделки, которым объяснения просто нет.
1. Короткий сетевой провод, всего 90 см. Очень неудобно, так как к такому проводу почти всегда требуется удлинитель. Что помешало сделать провод длиной хотя бы 2 м, как в электроприборах старого советского производства? Экономия ведь копеечная.
2. Совершенно не настроены вольтметр и столбчатая диаграмма степени заряженности АКБ. При полностью заряженной батарее индицируется напряжение 12,2 В и 20% заряженности. И этот дефект массовый. Между тем, всё это легко настраивается подбором резисторов R3 и R5 на плате дисплея.
3. Максимальное напряжение заряда составляет всего 14,8 В в любой из программ, что недостаточно для полного заряда кальциевых батарей. Это тоже легко настраивается подбором резистора R20 на силовой плате. Что помешало предусмотреть дополнительную программу (например, вместо невнятной четвертой), или установить кнопку с переключением 14,8 – 16.2 В? Ведь это расширило бы функционал устройства.
4. В режиме хранения заряда АКБ кулер отключается, но силовая часть продолжает работать. Несмотря на малый ток сохранения заряда, детали преобразователя нагреваются и температура внутри корпуса сильно повышается. Возможно, она и безопасна, но при превышении 27 град. устройство автоматически переходит на летний режим с соответствующим изменением параметров заряда. Это абсурдно и лишний раз дискредитирует идею автоматической температурной коррекции. Мне кажется, что можно было на программном уровне предусмотреть не полное отключение вентилятора, а некоторое снижение его оборотов.
5. Идея автоматической корректировки параметров заряда в зависимости от температуры внутри корпуса ЗУ изначально порочна, так как температура внутри устройства и температура батареи, как говорится, две большие разницы. Между тем, при нынешнем продвинутом уровне технологий для измерения действительной температуры можно было, наверное, вмонтировать термодатчик, например, в один из крокодилов, или просто предоставить выбор режима зима-лето самому пользователю.
6. Утомляет бесконечное мелькание цифр на дисплее в процессе заряда, тем более, что индицируемые напряжение и ток не соответствуют реальным значениям. Неужели китайским товарищам трудно организовать процедуру настройки аппарата, а так же врезать еще одну кнопку для выбора индицируемого параметра. Подозреваю, что покумекав, для этих целей можно, скорректировав прошивку контроллера, приспособить имеющуюся кнопку выбора программ.
Резюме: Несмотря на отмеченные недостатки, за означенные деньги (12…14$) зарядное устройство, в целом, выполняющее свое назначение, может быть уместным для пользователя, не интересующегося процессами и цифрами, а действующего по принципу: включил – и забыл. Аккумулятор уверенно будет заряжен на 80…85 %.
Для людей с творческими наклонностями устройство дополнительно можно рассматривать, как электронный конструктор.
Ниже приводится описание технологии модернизации ЗУ. При написании частично использовал наработки KraLus, который на изучение и совершенствование подобных устройств затратил много сил и времени, за что хочется выразить ему благодарность.
1. Многие жалуются на неадекватность показаний вольтметра и индикатора степени зарядки АКБ (рис.2).

Эта проблема решается достаточно просто. Для настройки вольтметра нужно подбирать резистор R5, а индикатора заряженности — R3 на плате дисплея (рис.3).

Если напряжение на индикаторе ЗУ ниже действительного, резисторы из платы выпаивать не нужно, а новые впаять в параллель к ним. Лучше всего, если есть возможность, подпаять малогабаритные подстроечные резисторы на 1,5…2,0 Мом.
Затем, не включая ЗУ в сеть, подать на крокодилы ЗУ напряжение 12,7 В. Для этого можно использовать регулируемый источник, либо АКБ с соответствующим напряжением на клеммах. Вращением резисторов устанавливаем на дисплее ЗУ 100% и12,7 В. У меня таких подстроечных резисторов не оказалось. Поэтому с помощью тонких проводков я поочередно подпаивал обычный переменный резистор 2 МОм, подгонял параметры, а потом измерял значения сопротивлений (у вас они будут другими). В соответствии с этими значениями потребовались резисторы 1,664 и 0,855 Мом.
В номенклатуре такие резисторы не существуют. Пришлось вгонять их в требуемый номинал, подпиливая токопроводящий слой с помощью надфиля. Операция очень тонкая и действовать следует осторожно. После подгонки спиленную часть надо покрыть лаком, например, для ногтей, и впаять резисторы по месту назначения. Я немного промахнулся с сопротивлениями в процессе подгонки резисторов, но в целом результат получился удовлетворительным (рис.4).

Если в вашем ЗУ вольтметр показывает напряжение, близкие к истинному, то эту настройку выполнять не надо.

2. Известно, что для полного заряда Са/Са батарей требуется напряжение порядка 16,2 В. Данное же ЗУ выдаёт максимум 14,8 или 15,0 В, в зависимости от исполнения.
Напряжение поднять можно, но при повышении до 16,2 В пострадает привычное буферное напряжение; оно будет не 13,8 В, а 15,2 В. Понижение напряжения на 1.0 В для буферного режима заложено в саму программу контроллера, и исправить её нашими силами проблематично.
За величину напряжения на выходе ЗУ отвечают резистор R20 = 130 кОм на силовой плате и расположенный параллельно ему SMD R17 на 4,71 кОм. В такой связке итоговое сопротивление 4,53 кОм, а на выходе ЗУ напряжение 15 В. Резистор R20 здесь, возможно, установлен для подбора более точного выходного напряжения.
Есть варианты исполнения, где R20 отсутствует, хотя место для него зарезервировано (рис.5). В этом случае на выходе напряжение 14,8 В.

Если вместо R20 = 130 кОм установить R = 20 кОм, то суммарное сопротивление получится примерно 3,81 кОм и выходное напряжение поднимется до 16,2 В.
Если R20 = 130 кОм оставить, то ему в параллель, для достижения 16,2 В, нужно впаять резистор уже на 24 кОм. Возможно, вам резисторы придется подбирать более точно.
В моём ЗУ R20 на 130 кОм не было, но я его впаял и добавил через кнопочный выключатель резистор 24 кОм, т.е. выключатель и резистор 24 кОм соединены последовательно (рис.6, 7).

Таким образом, при отжатой кнопке на выходе ЗУ напряжение 15,0 В, а при нажатой – 16,2 В (рис.8).
Если думаете производить зарядку только напряжением 16,2 В, переключатель не нужен.

3. После увеличения напряжения окончания зарядки, на вентилятор, соответственно, стало подаваться увеличенное напряжение. Для него это не опасно, но он стал шуметь гораздо сильнее, что меня напрягает. Кроме того, выросло и буферное напряжение до 15,2 В, а в режиме буфера вентилятор отключается (это через 1 час после появления надписи Ful). Буферный ток при этом напряжении достаточно большой и зарядное устройство начинает разогреваться. Пришлось изменить схему питания вентилятора, заменив один резистор и установив дополнительно второй. В итоге вентилятор работает при меньшем напряжении и после Ful не выключается.
Исходная схема питания вентилятора очень простая: электродвигатель запитывается через гасящий резистор номиналом 27 Ом и ключ на транзисторе Т, который управляется контроллером (рис.9). Всего 4 элемента, считая электродвигатель.

Чтобы определиться с этими элементами на плате, нужно найти штепсельный разъем ШР вентилятора, а далее — всё просто. 1) Извлекаем резистор на 27 Ом (зеленый, с полосками. расположен на стороне деталей) (рис.10) и вместо него впаиваем резистор с номиналом 42…47 Ом. Мощность его д.б. не менее 0,5 Вт, иначе будет греться.

2) Параллельно транзистору Т сверху, в термоусадке, припаиваем такой же резистор (рис.11). Вот и вся переделка.

Я использовал резисторы на 42 Ом. При этих номиналах, если на выходе 16,2 В, на вентиляторе 11,8 В, если 15,0 В, на выходе примерно 10,8. В режиме хранения АКБ (буфер), когда ключ на транзисторе Т закрывается, ток начинает течь через добавочный, шунтирующий его резистор. Напряжение на вентиляторе при этом порядка 8…9 В. В итоге вентилятор вращается с тихим шуршанием, никакого нагрева нет.
Единственный минус: когда схема переходит в режим Off и ЗУ отключается, на вентилятор, по цепи заряда АКБ, продолжает подаваться напряжение 6…7 В. Вентилятор потихоньку вращается, потребляя ток 0,06 А. Теоретически, если зарядное не отключить от АКБ вручную после появления надписи Off, то вентилятор будет съедать 1 А-ч заряда каждые 16 часов.
Думаю, что эта беда невелика, ибо каждый уважающий себя автомобилист присматривает за процессом заряда (по ТБ нельзя оставлять без присмотра работающие электроприборы) и в нужный момент отключит ЗУ.

С описанными переделками ЗУ работает более года, пока всё нормально.