Простая переделка атх. Блок питания от компьютера что можно сделать. Последовательность действий по переделке БП ATX в регулируемый лабораторный
В этой статье расскажу как из старого компьютерного блока питания сделать очень полезный для любого радиолюбителя лабораторный блок питания.
Компьютерный блок питания можно очень дешево купить на местной барахолке или выпросить у друга или знакомого, сделавшего апгрейд своего ПК. Прежде прежде чем начать работу над БП, следует помнить, что высокое напряжения опасно для жизни и нужно соблюдать правила техники безопасности и проявлять повышенную осторожность.
Сделанный нами источник питания будет иметь два выхода с фиксированным напряжением 5В и 12В и один выход с регулируемым напряжением 1,24 до 10,27В. Выходной ток зависит от мощности используемого компьютерного блока питания и в моем случае составляют около 20А для выхода 5В, 9А для выхода 12В и около 1.5А для регулируемого выхода.
Нам понадобятся:
1. Блок питания от старого Пк (любой ATX)
2. Модуль ЖК вольтметра
3. Радиатор для микросхемы(любой, подходящий по размеру)
4. Микросхема LM317 (регулятор напряжения)
5. электролитический конденсатор 1мкФ
6. Конденсатор 0.1 мкФ
7. Светодиоды 5мм - 2шт.
8. Вентилятор
9. Выключатель
10. Клеммы - 4шт.
11. Резисторы 220 Ом 0.5Вт - 2шт.
12. Паяльные принадлежности, 4 винта M3, шайбы, 2 самореза и 4 стойки из латуни длиной 30мм.
Я хочу уточнить, что список примерный, каждый может использовать то, что есть под рукой.
Общие характеристики блока питания ATX:
Блоки питания ATX, используемые в настольных компьютерах являются импульсными источниками питания с применением ШИМ-контроллера. Грубо говоря, это означает, что схема не является классической, состоящей из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Ее работа включает следующие шаги:а) Входное высокое напряжение сначала выпрямляется и фильтруется.
б) На следующем этапе постоянное напряжение преобразуется последовательность импульсов с изменяемой длительностью или скважностью (ШИМ) с частотой около 40кГц.
в) В дальнейшем эти импульсы проходят через ферритовый трансформатор, при этом на выходе получаются относительно невысокие напряжения с достаточно большим током. Кроме этого трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между
высоковольтной и низковольтными частями схемы.
г) Наконец, сигнал снова выпрямляется, фильтруется и поступает на выходные клеммы блока питания. Если ток во вторичных обмотках увеличивается и происходит падение выходного напряжения БП контроллер ШИМ корректирует ширину импульсов и таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.
Основными достоинствами таких источников являются:
- Высокая мощность при небольших размерах
- Высокий КПД
Термин ATX означает, что включением блока питания управляет материнская плата. Для обеспечения работы управляющего блока и некоторых периферийных устройств даже в выключенном состоянии на плату подаётся дежурное напряжение 5В и 3.3В.
К недостаткам можно отнести наличие импульсных, а в некоторых случаях и радиочастотные помех. Кроме того при работе таких блоков питания слышен шум вентилятора.
Мощность блока питания
Электрические характеристики блока питания напечатаны на наклейке (см. рисунок) которая, обычно, находится на боковой стороне корпуса. Из нее можно получить следующую информацию:
Напряжение - Ток
3.3В - 15A
5В - 26A
12В - 9А
5 В - 0,5 А
5 Vsb - 1 A
Для данного проекта нам подходят напряжения 5В и 12В. Максимальный ток, соответственно будет 26А и 9А, что очень неплохо.
Питающие напряжения
Выход блока питания ПК состоит из жгута проводов различных цветов. Цвет провода соответствует напряжению:Нетрудно заметить, что кроме разъемов с питающими напряжениями +3.3В, +5В, -5В, +12В, -12В и земли, есть еще три дополнительных разъема: 5VSB, PS_ON и PWR_OK.
Разъем 5VSB используется для питания материнской платы, когда блок питания находится в дежурном режиме.
Разъем PS_ON (включение питание) используется для включения блока питания из дежурного режима. При подаче на этот разъем напряжения 0В блок питания включается, т.е. чтобы запустить блок питания без материнской платы его нужно соединить с общим проводом (землей).
Разъем POWER_OK в дежурном режиме имеет состояние близкое к нулю. После включения блока питания и формировании на всех выходах напряжений нужного уровня на разъеме POWER_OK появляется напряжение около 5В.
ВАЖНО: Чтобы блок питания работал без подключения к компьютеру необходимо соединить зеленый провод с общим проводом. Лучше всего это сделать через переключатель.
Модернизация блока питания
1. Разборка и чистка
Нужно разобрать и хорошо очистить блок питания. Лучше всего для этого подойдет пылесос включенный на выдув или компрессор. Нужно проявлять повышенную осторожность, т.к. даже после отключения блока питания от сети на плате остаются напряжения, опасные для жизни.
2. Подготавливаем провода
Отпаиваем или откусываем все провода, которые не будут использованы. В нашем случае, мы оставим два красных, два черных, два желтых, сиреневый и зеленый.
Если есть достаточно мощный паяльник - лишние провода отпаиваем, если нет - откусываем кусачками и изолируем термоусадкой.
3. Изготовление передней панели.
Сначала нужно выбрать место для размещения передней панели. Идеальным вариантом та будет сторона блока питания, с которой выходят провода. Затем делаем чертеж передней панели в Autocad или другой аналогичной программе. При помощи ножовки, дрели и резака из куска оргстекла изготавливаем переднюю панель.
4. Размещение стоек
Согласно отверстий для крепления в чертеже передней панели просверливаем аналогичные отверстия в корпусе блока питания и прикручиваем стойки, которые будут держать переднюю панель.
5. Регулировка и стабилизация напряжения
Для возможности регулировки выходного напряжения нужно добавить схему регулятора. Была выбрана знаменитая микросхема LM317 из-за ее простоты включения и невысокой стоимости.LM317 представляет собой трехвыводный регулируемый стабилизатор напряжения, способный обеспечить регулировку напряжения в диапазоне от 1.2В до 37В при токе до 1.5А. Обвязка микросхемы очень простая и состоит из двух резисторов, которые необходимы для задания выходного напряжения. Дополнельно данная микросхема имеет защиту перегрева и перегрузки по току.
Схема включения и распиновка микросхемы приведены ниже:
Резисторами R1 и R2 можно регулировать выходное напряжение от 1.25В до 37В. Т.е в нашем случае, как только напряжение достигнет 12В, то дальнейшее вращение резистора R2 напряжение регулировать не будет. Чтобы регулировка происходила на всему диапазону вращения регулятора необходимо рассчитать новое значение резистора R2. Для расчета можно использовать формулу, рекомендуемую производителем микросхемы:
Либо упрощенная форма этого выражения:
Vout = 1.25(1+R2/R1)
Погрешность при этом получается очень низкой, так что вторую формулу вполне можно использовать.
Принимая во внимание полученную формулу можно сделать следующие выводы: когда переменный резистор установлен на минимальное значение (R2 = 0) выходное напряжение составляет 1.25В. При вращении ручки резистора выходное напряжение будет возрастать, пока не достигнет масимального напряжения, что в нашем случае составляет чуть меньше 12В. Другими словами максимум у нас не должен превышать 12В.
R2=(Vout-1,25)(R1/1.25)
R2=(12-1.25)(240/1.25)
R2=2064 Ома
Ближайшее к 2064 Ом стандарное значение сопротивления резистора равно 2 кОм. Значения резисторов будут следующие:
R1=240 Ом, R2=2 кОм
На этом расчет регулятора закончен.
6. Сборка регулятора
Сборку регулятора выполним по следующей схеме:
Ниже приведу принципиальную схему:
Сборку регулятора можно выполнить навесным монтажем, припаивая детали напрямую к выводам микросхемы и соединяя остальные детали при помощи проводов. Также можно специально для этого вытравить печатную плату или собрать схему на монтажной. В данном проекте схема была собрана на монтажной плате.
Еще обязательно нужно прикрепить микросхему стабилизатора к хорошему радиатору. Если радиатор не имеет отверстия для винта, тогда оно делается сверлом 2.9мм, а резьба нарезается тем же винтом М3, которым будет прикручена микросхема.
Если радиатор будет прикручен напрямую к корпусу блока питания, тогда необходимо изолировать заднюю часть микросхемы от радиатора кусочком слюды или силикона. В этом случае винт, которым прикручена LM317 должен быть изолирован с помощью пластиковой или гетинаксовой шайбы. Если же радиатор не будет контактировать с металлическим корпусом блока питания, микросхему стабилизатора обязательно нужно посадить на термопасту. На рисунке можно увидеть, как радиатор крепится эпоксидной смолой через пластину оргстекла:
7. Подключение
Перед пайкой необходимо установить светодиоды, выключатель, вольтметр, переменный резистор и разъемы на переднюю панель. Светодиоды отлично вставляются в отверстия, просверленные 5мм сверлом, хотя дополнительно их можно закрепить суперклеем. Переключатель и вольтметр держатся крепко на собственных защелках в точно выпиленных отверстиях Разъемы крепятся гайками. Закрепив все детали, можно приступать к пайке проводов в соответствии со следующей схемой:
Для ограничения тока последовательно с каждым светодиодом припаивается резистор сопротивлением 220 Ом. Места соединений изолируются при помощи термоусадки. Коннекторы припаиваются к кабелю напрямую или через переходные разъемы Провода должны быть достаточно длинными, чтобы можно было без проблем снять переднюю панель.
В наше время наверное только ленивый, не переделывал компьютерный AT или ATX блок питания в лабораторный или зарядное устройство для автомобильной АКБ. И я решил не оставаться в стороне. Для переделки взял старый ATX 350 Вт блок питания с ШИМ контроллером TL494 или его аналогом KA7500B, блоки с таким контроллером легче всего переделывать. Первым делом необходимо убрать лишние компоненты с платы, дроссель групповой стабилизации, конденсаторы, некоторые резисторы, не нужные перемычки, цепь power ON с ней же и компаратор LM393. Стоит заметить что все схемы на TL494 похожи, иметь могут только не большие различия, поэтому для понимания как переделывать БП можно взять типовую схему.
Вообщем вот типовая схема ATX блока питания на TL494.
Вот схема с удаленными лишними элементами.
На первой схеме я выделил участок, этот участок отвечает за защиту от перегрузок по мощности у себя я его счел нужным удалить о чем немного сожалею. Советую этот участок не удалять. В выходной цепи вместо диодной сборки +12 В необходимо поставить диодную сборку Шоттки с максимальным импульсным обратным напряжением 100 В и током 15 А примерно такую: VS-16CTQ100PBF . Электролитический конденсатор после дросселя должен иметь емкость 1000-2200 мкФ и напряжение минимум 25 В. Нагрузочный резистор должен иметь сопротивление 100 Ом и мощность около 2 Вт. Дроссель
После того как все лишние удалено, можно приступить к сборке схемы управления.
Схему управления взял из этой статьи: Лабораторный БП из AT . В этой статье очень подробно описывается переделка.
На операционном усилителе DA1.1 собран дифференциальный усилитель в цепи измерения напряжения. Коэффициент усиления подобран таким образом, что при изменении выходного напряжения блока питания от 0 до 20 В (с учётом падения напряжения на шунте R7), на его выходе сигнал меняется в пределах 0…5 В. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R2/R1=R4/R3.
На операционном усилителе DA1.2 собран усилитель в цепи измерения тока. Он усиливает величину падения напряжения на шунте R7. Коэффициент усиления подобран таким образом, что при изменении тока нагрузки блока питания от 0 до 10 А, на его выходе сигнал меняется в пределах 0…5 В. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R6/R5.
Сигналы с обоих усилителей (напряжения и тока) подаются на входы компараторов ошибки ШИМ-контроллера (выводы 1 и 16 DA2). Для установки необходимых значений напряжения и тока, инвертирующие входы этих компараторов (выводы 2 и 15 DA2) подключены к регулируемым делителям опорного напряжения (переменные резисторы R8, R10). Напряжение +5 В для этих делителей снимается с внутреннего источника опорного напряжения ШИМ-контроллера (вывод 14 DA2).
Резисторы R9, R11 ограничивают нижний порог регулировки. Конденсаторы C2, C3 устраняют возможный «шум» при повороте движка переменного резистора. Резисторы R14, R15 также установлены на случай «обрыва» движка переменного резистора.
На операционном усилителе DA1.4 собран компаратор для индикации перехода блока питания в режим стабилизации тока (LED1).
Моя схема
В своей схеме для измерения тока я использую датчик тока ACS712 на эффекте холла, валялся длительное время без дела вот и решил внедрить. Надо отметить, что измеряет он по точнее чем кусок проволоки, ибо имеет маленькую зависимость от температуры так как измерительная часть имеет очень маленькое сопротивление. Кусок же проволоки меняет свое сопротивление с ростом тока.
Сборка
Шунт сделал из текстолита и куска проволоки из черного метала, сопротивление получилось примерно 0,001 Ом, чего вполне достаточно. Крепится к корпусу на стойки для печатных плат.
Разместил все в готовом корпусе:
Готовый корпус заводского изготовления (G768 140x190x80мм).
Чертеж передней панели:
Плата от компьютерного блока питания, легко устанавливается в этот корпус.
Сзади установлен вентилятор охлаждения, он продувает воздух через весь корпус, в верхней крышке насверлил отверстий по бокам для выхода воздуха. Обороты заданы DC-DC преобразователем, питание взято с дежурки 20V.
Плата индикации:
Вид сверху:
Вид снизу:
Плата управления:
Вид сверху:
Вид снизу:
Плата создана в программе Dip Trace
Код программы для Atmega8
Код создан в среде CodeVisionAVR. Особо ничего не придумывал, использовал математику с float. Архив с проектом, в нем же можно найти прошивку
#include
#include #include #include #include // Voltage Reference: AREF pin #define ADC_VREF_TYPE ((0< // Read the AD conversion result
unsigned
int
read_adc
(unsigned
char
adc_input
)
ADMUX
=
adc_input
|
ADC_VREF_TYPE
;
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us
(10
)
;
// Start the AD conversion
ADCSRA
|=
(1
<<
ADSC
)
;
// Wait for the AD conversion to complete
while
((ADCSRA
&
(1
<<
ADIF
)
)
==
0
)
;
ADCSRA
|=
(1
<<
ADIF
)
;
return
ADCW
;
unsigned
char
lcd_buff
[
16
]
;
int
data
;
float
V
,
I
,
W
;
void
main
(void
)
// Port D initialization
// Function: Bit7=In Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=In Bit0=In
DDRD
=
(0
<<
DDD7
)
|
(0
<<
DDD6
)
|
(0
<<
DDD5
)
|
(0
<<
DDD4
)
|
(0
<<
DDD3
)
|
(0
<<
DDD2
)
|
(0
<<
DDD1
)
|
(0
<<
DDD0
)
;
// State: Bit7=T Bit6=T Bit5=T Bit4=T Bit3=T Bit2=T Bit1=T Bit0=T
PORTD
=
(0
<<
PORTD7
)
|
(0
<<
PORTD6
)
|
(0
<<
PORTD5
)
|
(0
<<
PORTD4
)
|
(0
<<
PORTD3
)
|
(0
<<
PORTD2
)
|
(0
<<
PORTD1
)
|
(0
<<
PORTD0
)
;
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 125,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
ADMUX
=
ADC_VREF_TYPE
;
ADCSRA
=
(1
<<
ADEN
)
|
(0
<<
ADSC
)
|
(0
<<
ADFR
)
|
(0
<<
ADIF
)
|
(0
<<
ADIE
)
|
(0
<<
ADPS2
)
|
(1
<<
ADPS1
)
|
(1
<<
ADPS0
)
;
SFIOR
=
(0
<<
ACME
)
;
// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTD Bit 0
// RD - PORTD Bit 1
// EN - PORTD Bit 2
// D4 - PORTD Bit 4
// D5 - PORTD Bit 5
// D6 - PORTD Bit 6
// D7 - PORTD Bit 7
|
ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ КОМПЬЮТЕРНОГО ATX
С каждым годом, становится всё труднее достать хороший трансформатор для блока питания. Чтоб и напряжения были какие требуются, и ток. Вот недавно нужно было собрать адаптер для одного девайса, так оказывается цены на обычные трансформаторы, в радиомагазинах, находятся в пределах 5-15 уе! Поэтому, когда потребовалось сделать хороший лабораторный блок питания, с регулировками напряжения и тока защиты, выбор пал на компьютерный в качестве основы конструкции. Тем более, что его цена сейчас не намного больше цены обычного трансформатора.
Для наших целей подойдёт абсолютно любой компьютерный БП. Хоть на 250 ватт, хоть на 500. Того тока, что он обеспечит, хватит для радиолюбительского БП с головой.
Переделка минимальна, и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителям. Главное только помнить, что импульсный компьютерный БП ATX имеет на плате много элементов, которые находятся под напряжением сети 220 В, поэтому будьте предельно аккуратны при испытаниях и настройке! Изменений коснулась в основном выходная часть БП ATX.
Для удобства эксплуатации, этот лабораторный блок питания можно снабдить тока и напряжения. Выполнить это можно или на микроконтроллере, или на специализированной микросхеме.
Все основные и дополнительные детали блока питания монтируются внутри корпуса БП ATX. Места там хватает и для них, и для цифрового вольтамперметра, и для всех необходимых гнёзд и регуляторов.
Последнее преимущество так-же очень актуально, ведь корпуса часто являются большой проблемой. Лично у меня в ящике стола лежит немало девайсов, которые так и не обзавелись собственной коробкой.
Корпус получившегося блока питания можно обклеить декоративной чёрной самоклеющейся плёнкой или просто покрасить. Переднюю панель со всеми надписями и обозначениями делаем в фотошопе, печатаем на фотобумаге и наклеиваем на корпус.
Регулируемый блок питания с компьютерного блока питания АТХ
(АТХ- это с дежуркой)
Имеется масса информации в интернете о переделке блока питания (БП) от компьютера тип АТ и АТХ. Но я решил выделить наиболее важную информацию и составить совою статью из всего, что нашел в интернете специально для сайта сайт
В первую очередь смотрим на качество собранного БП «Китайцами)))». Нормальный БП должен выглядеть примерно так
На что стоит обратить внимание, это на высоковольтную часть БП. Там должны стоять сглаживающие конденсаторы и дросселя (Они сглаживают импульсный выброс в сеть), так же на диодный мостик он должен быть не менее 2А и конденсаторы после моста (Я обычно ставлю по 680 мкФ/200В или 330 мкФ/200В исходя из востребованной мощности), если вы хотите получить с БП 300 Вт (30В/10А) то нужно ставить не меньше 600 мкФ.
Естественно нужно обратить внимание на силовые ключи Q1-2 и демпферную цепь С8R4. Q1-2 обычно ставим MJE13007- MJE13009 (Есть статьи и о переделке схемы под полевые транзисторы). Демпферная цепь С8R4, я заметил, что при регулировке БП R4 этой цепи сильно греется, решилось подбором С8.
Далее переделку БП нужно продолжать с внимательного изучения схемы самого БП (хотя схемы почти одинаковы, но все же стоит) от этого зависит вся последующая работа. Необходимо обратить особое внимание на несколько вещей в изучении схемы: система защиты (4-й вывод ШИМ-контроллера), Система Power Good (ее можно просто убрать), усилитель ошибок по току (15,16,3 выводы ШИМ), усилитель ошибок по напряжению (1,2,3 выводы ШИМ) и также выходная цепь БП (Тут нужно будет переделывать все).
Рассмотрим по порядку каждый пункт.
Системы защиты (4-й вывод) Схема взята из статьи Голубева drive2.ru
Это типичная схема (Хотя бывают и другие), что тут происходит. При увеличении нагрузки на инверторе свыше допустимой, увеличивается ширина импульсов на среднем выводе развязывающего трансформатора T2. Диод D1 детектирует их, и на конденсаторе C1 увеличивается отрицательное напряжение. Достигнув определённого уровня (примерно -11 В), оно открывает транзистор Q2 через резистор R3. Напряжение +5 В через открытый транзистор поступит на вывод 4 контроллера, и остановит работу его генератора импульсов.
Из схемы выпаиваются все диоды и резисторы, подходящие от вторичных выпрямителей к базе Q1, и устанавливается стабилитрон D3 на напряжение 22 В (Или большего напряжения), например, КС522А, и резистор R8.
В случае аварийного увеличения напряжения на выходе блока питания выше 22 В, стабилитрон пробьётся и откроет транзистор Q1. Тот в свою очередь откроет транзистор Q2, через который на вывод 4 контроллера поступит напряжение +5 В, и остановит работу его генератора импульсов.
Если вам не нужна защита, то можно просто все выпаять и замкнуть вывод 4 на корпус через резистор (схема будет ниже).
Система Power Good - я обычно ее просто выпаиваю.
Усилитель ошибок по току (15,16,3 выводы ШИМ) - это и есть регулировка выходного тока. Но не значит что на этом можно не переживать о защите от КЗ.
Усилитель ошибок по напряжению (1,2,3 выводы ШИМ) - Это регулировка выходного напряжения.
И так регулировка напряжения.
(Тут же схема защиты)
Эта схема составлена без регулировки тока.
14-й вывод ШИМ - это опорное напряжение. А выводы 2,1 это входа ОУ по напряжению.
Вся регулировка осуществляется с помощью делителей напряжения. На вывод 2 мы подаём образцовое напряжение с 14-го вывода через делитель R5R6 по 3,3 кОм. Данный делитель рассчитан на напряжение 2,4В. Далее выходное напряжение со вторичной цепи нам нужно подать на первый вывод ШИМ и также через делитель, но уже через переменный. Переменный резистор R1 и постоянный R3. На моем БП вышла регулировка от 2-24 Вольт. Напряжение на выходе зависит еще и от силового трансформатора и выходной цепи, но об этом позже. Вернемся к нашей Шимке, настройка регулировки напряжения на этом не заканчивается. Нам нужно еще обратить внимание на 3 вывод ШИМ, это выход ОУ и ему нужно сделать ООС на 2 ногу для плавной регулировки и убрать шум, треск и прочий не приятный звук трансформатора. У меня она собрана на C4R3 и C1. Хотя за частую хватает и C4R3, но из-за множества разнообразия «китайских делателей», нужно иногда добавлять кондерчик обычно на 1мкф хватает, но иногда доходит и до 5мкф.
Цепи C4R3 и C1 нужно подбирать так чтобы не было шума в тр-ре, но если все же он остается, то нужно обратить внимание на дроссель вторичной цепи, бывает нарушение сердечника, но об этом мы еще поговорим.
Да о защите, я ее тут убрал и поставил резистор на 2 кОм R4.
Теперь о регулировке тока
В принципе регулировка тока, это тоже регулировка напряжения. С помощью делителя, но только тут уже изменяется опорное напряжение и идет слежение падения напряжения на амперметре (или шунте). В принципе нечего нового нет относительно регулировки напряжения нет, только С1 нужен обязательно и возможно последовательно ему нужно будет добавить резистор, но это уже зависит от ШИМ и Тр-ра.
Общая схема регулировки работоспособна на 100% проверенная практике, если у вас схема не работает стабильно или не совсем правильно значит нужно: 1. Подобрать номиналы под Вашу ШИМ и тр-р, 2. Искать ошибки в сборке и дорабатывать. Опять же повторяюсь на практике показало, что китайские ШИМ и БП в целом реагируют на изменения в схемах по-разному. Все нужно настраивать методом подбора и расчётов.
В БП АТХ питание ШИМ и разделительного трансформатора осуществляется с Дежурного питания оно может достегать 25 В и подается в цепь 12 вывода ШИМ. Многие считают что диод во вторичной цепи Силового ТР-РА идущий на 12 вывод нужно убирать. Я считаю, что лучше оставить эту цепь, это дает дополнительную уверенность сохранения силовых ключей при выходе их строя дежурного питания.
Теперь о вторичной цепи
Наилучшая схема переделки мне показалась С. Голубева (Driver2.ru)
Хотя вентилятор на пяти вольтовую обмотку не повесить, потому что там также будет изменяться напряжение, да и еще не нет обратной связи с ШИМ и поэтому да при нагрузке с током в 0,15А напряжение будет падать ощутимо.
Теперь о самой схеме выходного напряжения. Менять распиновку тр-ра и ставить диодный мост нет смысла. Т.к. напряжение увеличиться, а мощность падает. Поэтому я предпочитаю такую схему, да и потом переделок меньше. Выпрямительные диоды D3 должны быть на ток не менее 10 А и обратное напряжение не менее 200 Вольт. Это могут быть STPR1020CT,F12C20.ER1602CT. Диод D4, это и есть (как я называю) вспомогательная цепь питания ШИМ и Защиты Vcc и Vdd. Индуктивность L1 кольцевой при желании можно оставить старый (Если конечно он работает нормально), но я перематываю тем же проводом + провод с пяти вольтовой цепи. Индуктивность L2 обычно оставляю без измерения. Конденсаторы C5C6 не стоит ставить номиналом более 2200 мкф нет смысла. Я обычно ставлю по 1000мкф и хватает вполне. Неполярные С4С7 можно при желании поднять до 1 мкф, но я также не увидел большой разницы. А вот резистор R5 не стоит ставить менее 300 Ом будет просто греться при напряжении более 10 В, но и не более 500 Ом. Этот резистор дает так сказать балансировку БП.
Вот собственно и все самое главное в переделке БП.
Акцентирую опять же внимание на том, что не все БП легко и просто поддаются переделке и настройке. Поэтому нужно внимательно изучать схему и информацию по переделке.
Мне нужен был легкий блок питания, для разных дел (экспедиций, питания разных КВ и УКВ трансиверов или для того чтобы переезжая на другую квартиру не таскать с собой трансформаторный БП)
. Прочитав доступную информацию в сети, о переделке компьютерных БП - понял, что разбираться придется самому. Все что нашел, было описано както сумбурно и не совсем понятно (для меня)
. Здесь я расскажу, по порядку, как переделывал несколько разных блоков. Различия будут описаны отдельно. Итак, я нашел несколько БП от старых PC386 мощностью 200W (во всяком случае, так было на крышке написано)
. Обычно на корпусах таких БП пишут примерно следующее: +5V/20A , -5V/500mA , +12V/8A , -12V/500mA
Токи указанные по шинам +5 и +12В - импульсные. Постоянно нагружать такими токами БП нельзя, перегреются и треснут высоковольтные транзисторы. Отнимем от максимального импульсного тока 25% и получим ток который БП может держать постоянно, в данном случае это 10А и до 14-16А кратковременно (не более 20сек) . Вообще-то тут нужно уточнить, что 200W БП бывают разные, их тех что мне попадались не все могли держать 20А даже кратковременно! Многие тянули только 15А, а некоторые до 10А. Имейте это в виду!
Хочу заметить что конкретная модель БП роли не играет, так как все они сделаны практически по одной схеме с небольшими вариациями. Наиболее критичным моментом, является наличие микросхемы DBL494 или ее аналогов. Мне попадались БП с одной микросхемой 494 и с двумя микросхемами 7500 и 339. Всё остальное, не имеет большого значения. Если у вас есть возможность выбрать БП из нескольких, в первую очередь, обратите внимание на размер импульсного трансформатора (чем больше, тем лучше) и наличие сетевого фильтра. Хорошо, когда сетевой фильтр уже распаян, иначе его придётся самому распаять, чтобы помехи снизить. Это несложно, намотайте 10 витков на ферритовом кольце и поставьте два конденсатора, места для этих деталей уже предусмотрены на плате.
ПЕРВООЧЕРЕДНЫЕ МОДИФИКАЦИИ
Для начала, сделаем несколько простых вещей, после которых вы получите хорошо работающий блок питания с выходным напряжением 13.8В, постоянным током до 4 - 8А и кратковременным до 12А. Вы убедитесь что БП работает и определитесь, нужно ли продолжать модификации.
1. Разбираем блок питания и вытаскиваем плату из корпуса и тщательно чистим её, щеткой и пылесосом. Пыли быть не должно. После этого, выпаиваем все пучки проводов идущие к шинам +12, -12, +5 и -5В.
2.
Вам нужно найти (на плате)
микросхему DBL494 (в других платах стоит 7500, это аналог)
, переключить приоритет защиты c шины +5В на +12В и установить нужное нам напряжение (13 - 14В)
.
От 1-ой ноги микросхемы DBL494 отходит два резистора (иногда больше, но это не принципиально)
, один идёт на корпус, другой к шине +5В. Он нам и нужен, аккуратно отпаиваем одну из его ножек (разрываем соединение)
.
3. Теперь, между шиной +12В и первой ножной микросхемы DBL494 припаиваем резистор 18 - 33ком. Можно поставить подстроечный, установить напряжение +14В и потом заменить его постоянным. Я рекомендую установить не 13.8В, а именно 14.0В, потому что большинство фирменной КВ-УКВ аппаратуры работает лучше при этом напряжении.
НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА
1. Пора включить наш БП, чтобы проверить, всё ли мы сделали правильно. Вентилятор можно не подключать и саму плату в корпус не вставлять. Включаем БП, без нагрузки, к шине +12В подключаем вольтметр и смотрим какое там напряжение. Подстроечным резистором, который стоит между первой ногой микросхемы DBL494 и шиной +12В., устанавливаем напряжение от 13.9 до +14.0В.
2. Теперь проверьте напряжение между первой и седьмой ногами микросхемы DBL494, оно должно быть не меньше 2В и не больше 3В. Если это не так, подберите сопротивление резистора между первой ногой и корпусом и первой ногой и шиной +12В. Обратите особое внимание на этот пункт, это ключевой момент. При напряжении выше или ниже указанного, блок питания будет работать хуже, нестабильно, держать меньшую нагрузку.
3. Закоротите тонким проводом шину +12В на корпус, напряжение должно пропасть, чтобы оно восстановилось - выключите БП на пару минут (нужно чтобы ёмкости разрядились) и включите снова. Напряжение появилось? Хорошо! Как видим, защита работает. Что, не сработала?! Тогда выкидываем этот БП, нам он не подходит и берем другой...хи.
Итак, первый этап можно считать завершённым. Вставьте плату в корпус, выведите клеммы для подключения радиостанции. Блоком питания можно пользоваться! Подключите трансивер, но давать нагрузку более 12А пока нельзя! Автомобильная УКВ станция, будет работать на полной мощности (50Вт) , а в КВ трансивере придётся установить 40-60% мощности. Что будет если вы нагрузите БП большим током? Ничего страшного, обычно срабатывает защита и пропадает выходное напряжение. Если защита не сработает, перегреются и лопаются высоковольтные транзисторы. В этом случае напряжение просто пропадет и последствий для аппаратуры не будет. После их замены, БП снова работоспособен!
1. Переворачиваем вентилятор наоборот, дуть он должен внутрь корпуса. Под два винта вентилятора, подкладываем шайбы чтобы его немного развернуть, а то дует только на высоковольтные транзисторы, это неправильно, нужно чтобы поток воздуха был направлен и на диодные сборки и на ферритовое кольцо.
Перед этим, вентилятор желательно смазать. Если он сильно шумит поставьте последовательно с ним резистор 60 - 150ом 2Вт. или сделайте регулятор вращения в зависимости от нагрева радиаторов, но об этом чуть ниже.
2. Выведите две клеммы из БП для подключения трансивера. От шины 12В до клеммы проведите 5 проводов из того пучка который вы отпаяли вначале. Между клеммами поставьте неполярный конденсатор на 1мкф и светодиод с резистором. Минусовой провод, также подведите к клемме пятью проводами.
В некоторых БП, параллельно клеммам к которым подключается трансивер, поставьте резистор сопротивлением 300 - 560ом. Это нагрузка, для того чтобы не срабатывала защита. Выходная цепь должна выглядеть примерно так, как показано на схеме.
3. Умощняем шину +12В и избавляемся от лишнего хлама. Вместо диодной сборки или двух диодов (которые часто ставят вместо неё) , ставим сборку 40CPQ060, 30CPQ045 или 30CTQ060, любые другие варианты ухудшат КПД. Рядом, на этом радиаторе, стоит сборка 5В, выпаиваем её и выбрасываем.
Под нагрузкой, наиболее сильно нагреваются следующие детали: два радиатора, импульсный трансформатор, дроссель на ферритовом кольце, дроссель на ферритовом стержне. Теперь наша задача, уменьшить теплоотдачу и увеличить максимальный ток нагрузки. Как я говорил ранее, он может доходить до 16А (для БП мощностью 200Вт) .
4.
Выпаяйте дроссель на ферритовом стержне из шины +5В и поставьте его на шину +12В, стоящий там ранее дроссель (он более высокий и намотан тонким проводом)
выпаяйте и выбросите. Теперь дроссель греться практически не будет или будет, но не так сильно. На некоторых платах дросселей просто нет, можно обойтись и без него, но желательно чтобы он был для лучшей фильтрации возможных помех.
5. На большом ферритовом кольце намотан дроссель для фильтрации импульсных помех. Шина +12В на нем намотана более тонким проводом, а шина +5В самым толстым. Выпаяйте аккуратно это кольцо и поменяйте местами обмотки для шин +12В и +5В (или включите все обмотки параллельно) . Теперь шина +12В проходит через этот дроссель, самым толстым проводом. В результате, этот дроссель будет нагреваться значительно меньше.
6. В БП установлены два радиатора, один для мощных высоковольтных транзисторов, другой, для диодных сборок на +5 и +12В. Мне попадались несколько разновидностей радиаторов. Если, в вашем БП, размеры обоих радиаторов 55x53x2мм и в верхней части у них есть ребра (как на фотографии) - вы можете рассчитывать на 15А. Когда радиаторы имеют меньший размер - не рекомендуется нагружать БП током более 10А. Когда радиаторы более толстые и имеют в верхней части дополнительную площадку - вам повезло, это наилучший вариант, можно получить 20А в течении минуты. Если радиаторы маленькие, для улучшения теплоотдачи, можно закрепить на них небольшую пластину из дюраля или половинку от радиатора старого процессора. Обратите внимание, хорошо ли прикручены высоковольтные транзисторы к радиатору, иногда они болтаются.
7. Выпаиваем электролитические конденсаторы на шине +12В, на их место ставим 4700x25В. Конденсаторы на шине +5В желательно выпаять, просто для того, чтобы места свободного больше стало и воздух от вентилятора лучше детали обдувал.
8. На плате вы видите два высоковольтных электролита, обычно это 220x200В. Замените их на два 680x350В, в крайнем случае, соедините параллельно два по 220+220=440мКф. Это важно и дело тут не только в фильтрации, импульсные помехи будут ослаблены и возрастёт устойчивость к максимальным нагрузкам. Результат можно посмотреть осциллографом. Во общем, надо делать обязательно!
9. Желательно чтобы вентилятор менял скорость в зависимости от нагрева БП и не крутился когда нет нагрузки. Это продлит жизнь вентилятору и уменьшит шума. Предлагаю две простые и надежные схемы. Если у вас есть терморезистор, смотрите на схему посередине, подстроечным резистором устанавливаем температуру срабатывания терморезистора примерно +40С. Транзистор, нужно ставить именно KT503 с максимальным усилением по току (это важно), другие типы транзисторов работают хуже. Терморезистор любой типа NTC, это означает, что при нагреве его сопротивление должно уменьшаться. Можно использовать терморезистор с другим номиналом. Подстроечный резистор должен быть многооборотным, так легче и точнее настроить температуру срабатывания вентилятора. Плату со схемой прикручиваем к свободному ушку вентилятора. Терморезистор крепим к дросселю на ферритовом кольце, он нагревается быстрее и сильнее остальных деталей. Можно приклеить терморезистор к диодной сборке на 12В. Важно, чтобы ни один из выводов терморезистора не коротил на радиатор!!! В некоторых БП, стоят вентиляторы с большим током потребления, в этом случае после КТ503 нужно поставить КТ815.
Если терморезистора у вас нет, сделайте вторую схему, смотрите справа, в ней в качестве термоэлемента используются два диода Д9. Прозрачными колбами приклейте их к радиатору на котором установлена диодная сборка. В зависимости от применяемых транзисторов, иногда нужно подобрать резистор 75 ком. Когда БП работает без нагрузки, вентилятор не должен крутиться. Все просто и надежно!
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
От компьютерного блока питания мощностью 200W, реально получить 10 - 12А (если в БП будут стоять большие трансформаторы и радиаторы) при постоянной нагрузке и 16 - 18А кратковременно при выходном напряжении 14.0В. Это значит, что вы можете спокойно работать в режимах SSB и CW на полной мощности (100Вт) трансивера. В режимах SSTV, RTTY, MT63, MFSK и PSK, придётся уменьшить мощность передатчика до 30-70Вт., в зависимости от продолжительности работы на передачу.
Вес переделанного БП, примерно 550гр. Его удобно брать с собой в радиоэкспедиции и различные выезды.
При написании этой статьи и во время экспериментов, было испорчено три БП (как известно, опыт приходит не сразу) и удачно переделано пять БП.
Большой плюс компьютерного БП, в том, что он стабильно работает при изменении сетевого напряжения от 180 до 250В. Некоторые экземпляры работают и при большем разбросе напряжений.
Смотрите фотографии удачно переделанных импульсных блоков питания:
Игорь Лаврушов
г.Кисловодск
