Бп из атх – Регулируемый блок питания 2,5-24в из БП компьютера

И снова о переделке БП формата АТХ

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

И снова о переделке БП формата АТХ

Часть 1-я.

Отмена анонимности в конкурсе неожиданно предоставила возможность поделиться продолжением моих опытов по переделке БП АТХ в зарядные устройства не ожидая окончания конкурса. Чем и решил воспользоваться, чтобы поздравить кота с днюхой.

Ранее, мной были опробованы и описаны, различные способы переделки БП АТХ в зарядное устройство для 12В аккумуляторов. Естественно, после полевых испытаний, возникли определённые пожелания. Как выяснилось, электронный предохранитель на полевом транзисторе по схеме Simurg, частенько позволял себе ложные срабатывания. У меня так получилось, может просто неудачно? В частности, срабатывал при подключении сильно разряженного аккумулятора. Приходилось по несколько раз подключать, пока не получится. Можно было, конечно, поиграть с его чувствительностью, задержкой срабатывания и добиться нужного результата, но из-за разброса параметров полупроводников, пришлось бы это делать для каждого устройства индивидуально, а при экспериментах с коротким замыканием во время настройки можно и спалить само зарядное.

Проблема, естественно, скрывается в первоначальном броске тока, ведь у автомобильного аккумулятора, помимо всего прочего, есть ещё и приличная ёмкость. Её зарядка и создаёт бросок тока. Значит, если бросков тока избежать затруднительно – нужно их игнорировать. Также было трудно зажечь галогенные лампы на 70Вт сразу, из-за броска тока через холодные спирали.

Решил, что мой предохранитель, будет ориентироваться на напряжение на выходе зарядного, а не на ток. Потому как, при коротком замыкании оно близко к нулю, а при переполюсовке, и вовсе - обратной полярности.

При переделках БП на TL494 (KA7500) я использовал второй компаратор (ноги 15 и 16), для введения ограничения максимального тока. Раньше, я отключал обе ноги от своих изначальных мест и подключал согласно схеме переделки. Теперь, по новой схеме, необходимо отключать только одну: 15-ю, а 16-я так и остаётся на земле (разумеется, это относится только к тем БП, в которых, этот компаратор не используется с другой целью, в них 16-я нога не сидит на земле). В качестве шунта используются дорожки платы. Полевой транзистор канала 3,3В остаётся на своём законном месте, без выпаивания и даже резать дорожки не понадобится (опять же есть БП в которых для стабилизации 3,3В используется магнитный усилитель, там вы полевого транзистора не найдёте). Из всех процедур настройки, нужно будет, только подобрать резисторы делителя на 1-й ноге до установки нужного напряжения холостого хода на выходе, и найти место на дорожках, дающее нужное падение напряжения при необходимом максимальном токе, либо подобрать R7, кому что больше нравится.

Что и как нужно удалять из БП, уже было описано мной довольно подробно в предыдущей статье. К тому же блоки немного разные и пошаговую инструкцию с позициями элементов создать невозможно.

Вот схема фрагмента который нужно смонтировать:

Рис 1.

 

К ножкам 1, 15 и 16 TL494 не должно быть подключено ничего, кроме тех деталей, что есть на схеме. Остальные трогать не надо.

Опытные коты могут пропустить этот абзац, он для котят. Резисторы R1, R2 и R3 необязательно должны быть именно таких номиналов. Тут главное, соблюсти пропорцию. Изначально они на плате уже есть. R2 и R3 я не трогаю, а R1 ставлю какой нужно для 14,5В на выходе. Рассчитать его очень просто. На 1-й ноге должно получиться при 14,5В (или сколько вам там нужно) на выходе такое же напряжение как и на второй. В подавляющем большинстве блоков, из встретившихся мне, это было 2,5В. Отсюда следует вывод, что R1 должен быть таким, чтобы при нужном нам выходном напряжении на делителе из R1, R2 и R3 получились эти самые 2,5В. Написал эту не представляющую секрета информацию потому, что часто видел в форумах вопрос: «А какой номинал нужно поставить?».

R4 – виртуальный, это как раз и есть, сопротивление дорожек на плате.

За счёт чего же достигается ограничение максимального тока в этой схеме? Всё очень просто. Резисторы R5 и R7 образуют обычный делитель напряжения. Хитрость в том, что этот делитель не делит, как обычно, напряжение между землей и источником. Он делит напряжение между плавающим относительно земли отрицательным напряжением и источником опорного напряжения TL494.

Рассмотрим, как это работает в конкретных цифрах:

  • При отсутствии тока в нагрузке, падение напряжения на R4 равно нулю. Значит, на делителе будет 5V*R7/(R7+R5), т.е. около 50мВ, на 16-й ноге естественно 0В
  • Что же будет при токе, ну допустим, 2А? На R4 возникнет падение напряжения в R4*2A=12mV. Это напряжение на вывод делителя из R5 и R7 приложится в отрицательной полярности, т.е на 15-й ножке ШИМ теперь будет уже не 50мВ, а 50-12=38мВ
  • При дальнейшем росте тока нагрузки, будет расти и падение напряжения на R4, а следовательно, и на верхнем по схеме выводе делителя на R5 и R7 отрицательное напряжение будет увеличиваться. При определённом токе, оно достигнет -50мВ, и полностью скомпенсирует изначальные 50мВ холостого хода. Т.е. напряжение на 15-й ноге ШИМ станет равно 0В и сравняется с напряжением на 16-й ноге, которая «сидит» на земле. Компаратор начнёт работать и дальнейшего роста тока нагрузки не произойдёт.

Работа схемы отключения нагрузки довольно проста и понятна по схеме. При падении напряжения на выходных клеммах ниже определённого уровня (для номиналов как на схеме это около 5В), начинает закрываться транзистор VT1, что вызывает увеличение сопротивления открытого канала T1, что в свою очередь ещё больше уменьшает выходное напряжение и т.д. В результате, оба транзистора быстро закрываются, и остаются в этом состоянии пока КЗ или переполюсовка не будет устранена.

Методика переделки такова:

Сначала, как и раньше, выпаиваем всё лишнее (более подробно об этом было написано в предыдущей статье: https://www.radiokot.ru/circuit/power/charger/27/, поэтому повторяться не буду. Если кто забыл, то можно посмотреть там), затем, подбором делителя на 1-й ноге ШИМ, добиваемся нужного напряжения на выходе канала 12В. Далее, нужно разорвать соединение земли в области ШИМ с землей на выходе БП (косичка трансформатора). Это нужно делать не наобум, а очень внимательно. Земля ШИМ и обвязки вокруг неё должна оставаться общей. Вам нужно найти тот единственный проводник, который соединяет это всё с силовой землёй. Может мне просто везло, но я всегда находил эту перемычку. Нужно было её просто выпаять, дорожек я не перерезал ни разу.

Затем, нужно бросить перемычку от дорожки идущей от косички трансформатора на дорожку канала 3,3В, которая в свою очередь, идёт от ноги полевого транзистора так, чтобы из них получилась одна дорожка максимальной длины. Это и будет наш R4. Соответственно схемы переделки, подключаем вывод R7 рядом с косичкой трансформатора, а от ноги полевого транзистора, т.е. другого конца получившейся дорожки, она же наш R4, бросаем соединение на землю ШИМ. Резистор шунта R4 теперь у нас готов. Далее, выпаиваем 15-ю ногу ШИМ из платы, аккуратно приподнимаем над платой. Транзистор T1 у нас уже на месте, навесным монтажом устанавливаем R5 и R7. Остальная часть схемы собирается на отдельной платке и распаивается в нужные точки проводами. Выход для отрицательного провода берётся с площадок бывших 5В, именно туда подключен нужный вывод полевого транзистора, а плюса - с выхода 12В, соответственно.

Теперь надо запустить БП через амперметр и постепенно нагружать выход, например лампами от авто или мощными резисторами. С определенного момента при дальнейшем росте нагрузки, ток отдаваемый БП расти перестанет, а начнёт падать напряжение на выходе. Это и есть получившее значение ограничения тока. Если оно не совпадает с нужным вам, то его можно изменить подбором R7. Если нужно больше – R7 увеличиваем, если меньше – уменьшаем. Вот собственно и вся наладка.

Я уже сделал парочку по этому варианту, результатом доволен. Переделка и настройка достаточно проста, защита надёжна и не то чтобы не «капризна», а вообще не требует настройки. Канал -12В я оставлял, на нём получалось примерно -14В и я использовал его для питания вентилятора через резистор, R9 по схеме. Как я уже упоминал в начале, бывают БП с каналом 3,3В не на полевом транзисторе, тогда можно взять его где-либо и разместить на радиаторе соединив проводами с платой, а можно и не делать защиту такого типа, а применить другую. Например, на реле.

Бывает, что в режиме ограничения тока, появляется свист. По борьбе с ним в сети написано много, первоначально можно попробовать установить цепочку из резистора и конденсатора между 3-й и 15-й ногами TL494. Возможно, придётся повозиться с подбором номиналов этих деталей. Я остановился на 22кОм и 10нФ.

Если вдруг кто сам не догадался, то:

  • HL1 светится когда «предохранитель» открыт и означает что-то вроде «К работе готов».
  • HL2 светится если ШИМ работает и БП готов выдать напряжение на выход, и гаснет если сработала штатная защита от перегрузки и ШИМ был заглушен, либо ваше зарядное сгорело. Мне лично, такого добиться ни разу не удалось. Мой предохранитель вырубал раньше, чем БП успевал перегрузиться.
  • HL3 загорается только если попутать клеммы аккумулятора, т.е. – «ошибка подключения (переполюсовка)».

Фото у меня всего два сохранилось, но на них можно найти и перемычку между землей и 3,3В, и резистор идущий от косички. К большому моему сожалению, не сохранились фото обратной стороны и готового устройства, но сейчас сфотографировать уже нечего. Зарядки нашли своих хозяев.

Вот всё, что осталось на память:

Фото 1 и 2.

 

Часть 2-я.

Теперь от простого перейдём к более сложному и более универсальному.

Следующая идея возникла как изготовление вещи для гаража (оказалось, что и для дома тоже), сочетающей в себе функции зарядного устройства и блока питания одновременно. Чтобы не напрягаться и не лепить ОУ для регулировки ограничения тока, возьмём изъезженный вдоль и поперёк очередной БП на TL494. Их всё ещё есть у меня.

Поставим себе такую задачу:

Диапазон выходных напряжений в режиме БП практически от 0 до 24В. А чего мелочиться, мало ли что нам понадобится запитать или зарядить. Отдельно нужно иметь возможность регулировать напряжение в режиме зарядного, от 12,4 до 15,9В более точно, а то при шкале от 0 до 24В сильно не разгуляешься. Зачем ставить два переменных резистора если можно обойтись одним? Для всех типов автомобильных и гелевых аккумуляторов должно этого диапазона хватить. А то понаделали их различных: свинец-свинец, кальций–свинец, кальций-кальций и т.д., а мы думай сколько делать на выходе.

И ещё, хоть я лично и сомневаюсь в необходимости реанимации полудохлых аккумуляторов, но решил реализовать примочку. А вдруг и правда однажды поможет?

Что же нужно для этого сделать. В основном всё тоже самое с небольшими отличиями.

Первым делом, выпаять все ненужное. Оставить только канал 12В и TL494 с обвязкой.

Чтобы получить 24В с сохранением должного запаса регулировки одной 12В обмотки будет маловато. Потому что, на ней размах импульсов как раз 24В, да и то при условии нормального напряжения в сети. Можно конечно мостовую схему и хоть 36В получай. Но при этом вся нагрузка только на 12В обмотки, причём без передыха, а не поочерёдно как сейчас. Но ведь у нас же бездействуют обмотки от 5В канала. Непорядок, надо их задействовать. А главное, после некоторых шевелений извилинами, оказалось что это, совсем несложно сделать.

Изначально схема выходной части БП в упрощённом виде выглядела так:

Рис 2.

Синими прямоугольниками очерчены мощные сборки, остальные диоды для отрицательных напряжений маломощные, обычно на 1-2А стоят. Мы её немного модернизируем.

Все обмотки трансформатора собраны в косичку, которая соединена с общим проводом, отмечено зелёным. Нет, расплетать мы её не будем, а просто выпаяем из платы. Теперь она оторвана от земли, а значит фактически, мы получили последовательное соединение 12В и 5В обмоток, с отводом, хоть он и не от середины. Это не традиционно, но и не запрещено! Теперь, если на места слабых диодов канала -5В поставить диоды из канала 5В и соединить их с массой, то получаем пару обмоток соединённых последовательно с амплитудой импульсов примерно в 34В. С этого момента получение 24В на выходе – не проблема. Обмотки по-прежнему будут работать все, а не часть. Это позволит получить больший ток на выходе без перемотки трансформатора.

Вот схема с изменениями и дополнениями:

Рис 3.

Правда, есть одна незначительная трудность, сборку из канала 5В напрямую применить не выйдет. Потому что, для минусового плеча, нам нужна сборка с общим анодом, а там стоит, с общим катодом. Понадобится две таких сборки. Выводы анодов можно соединить и получить обычный диод. Либо просто взять подходящие детали из другого места. Я поступил ещё более изощрённым способом. Валялись у меня две сборки на 10А и 40В. У каждой был пробит один диод. Вот оставшиеся я и использовал как обычные диоды. Безотходное производство сохраняет экологию планеты и экономит копеечку, а она рубль бережёт.

С ДГС я тоже произвёл некоторые манипуляции. Хотелось увеличить стабильность работы БП при малых токах, да и напряжение у нас стало больше традиционного для компьютерного блока питания. Поэтому обмотки канала 12В и 5В соединил последовательно. Остальные, тонкие, не используются.

Модернизацию силовых цепей на этом можно было бы и закончить, но есть ещё один сюрприз. Наш конденсатор на 16В, который обычно стоит в канале 12В, 24В не переживёт. Поэтому его необходимо заменить на 35-ти вольтовый. Емкость, на ваш вкус, у меня был на 2200мкФ его и установил, С7 по схеме.

Ещё нужно запитать вентилятор. Так как на выходе у нас теперь от 0 до 24 может быть, то туда его подключать не стоит. Где же взять подходящее напряжение? Кто ищет, тот всегда найдет! Питание будет двойным. Во первых, через диод D1 от 5В дежурки, во вторых от основного источника через D2, как можно видеть на схеме он подключается к выпаянной косичке. Первый будет обеспечивать вентилятор минимальным напряжением в отсутствие нагрузки, второй во время реальной работы. На холостом ходу у нас получится около 4.5В, а при появлении нагрузки, вырастет до 9-9.5В. Возможно этого окажется мало для полной загрузки в 240Вт. Но себе я решил сделать так, потому что грузить на всю не планирую, зато будет тише работать. Если вы планируете грузить по полной, то можно будет сделать немного по другому. Надо анод D2 подключить не к косичке, а к катоду Br1, затем поставить стабилизатор на 12В и уже от него запитать вентилятор. Не забудьте о радиаторе, греться будет не сильно, но заметно.

Теперь остаётся только изготовить небольшую плату управления и переднюю панель устройства. Смотрим схему. Кнопка S1 переключает режим работы с блока питания на зарядное устройство. В режиме «БП» таймер заблокирован и выходное напряжение изменяется от 0 до 24В. При включении режима «Зарядное» диапазон регулировки изменяется на 12,4-15,9В и разрешается работа таймера на NE555. Он позволяет с помощью переменного резистора Р1 устанавливать время отключения БП и одновременного подключения разрядной нагрузки на время от 2 до 50% цикла.

Например, если мы выставим 10%, то 9:10 времени будет идти заряд аккумулятора, а 1:10 времени его разряд через нагрузочные лампы. Это немного увеличит время его зарядки, но возможно продлит срок его службы. Мнения есть самые разные по этому поводу, какое из них правильное, я не знаю. Но часто люди просят чтобы было, так почему бы и не сделать.

Лампы использовал на 12В, но поставил их последовательно, для того чтобы не полыхали в полный накал. Слепит глаза и есть шанс ускоренного перегорания из-за частого включения-выключения. Следует иметь в виду, что по этой причине лампы будут гореть гораздо слабее и тока обычного для их мощности не заберут. Например при 10Вт лампах ток разряда будет около 0,6А, а при 35Вт не более 2А.

Что индицируют светодиоды, написано на схеме. Описывать работу таймера и делителей опорного напряжения, думаю, смысла нет. Там всё традиционно. Единственное отличие от предыдущих схем в том, что при регулировке выходного напряжения меняются не пропорции делителя входного напряжения, а опорное напряжение на 2-й ноге. Это позволило делать регулировку практически от 0В и легко переключать диапазон регулировки выходного напряжения. В схеме защиты от КЗ ничего нового тоже нет. Она уже встречалась не раз.

По используемым деталям. Смотрим схему, там все номиналы подписаны. Все переменные резисторы с линейной характеристикой. Транзистор Q1 хоть и работает в ключевом режиме, но небольшой радиатор я ему выделил.

Теперь немного по конструкции устройства.

Приборов индикации и регуляторов получилось довольно много и разместить это всё внутри мне показалось очень затруднительным. Решил сделать выносную переднюю панель где и разместить плату с таймером и индикацией, переменные резисторы и т.д. Измерения габаритов деталей показали, что расстояния в 18мм будет достаточно. Далее в программе FronDesigner 3.0 создал проект передней панели и распечатал. Соединяется панель с устройством через разъём VGA. Одна часть была выпаяна из дохлой материнской платы, вторая – внутренности купленного когда давно сборного разъёма для ремонта поломанных кабелей VGA мониторов. Один остался неиспользованным, вот и сгодился. Можно конечно использовать и другой, главное чтобы хватило количества контактов. Мне было нужно 11, а в VGA их 15 штук.

Компоненты готовы к сборке, осталось только соединить в одно целое:

Фото 3.

Выходные клеммы, панельки для ламп нагрузки и радиатор для Q1 разместились внутри свободного места БП. И крепятся к его крышке. Панельки для ламп были вынесены наружу по ряду причин:

  • Не греть дополнительно воздух внутри БП
  • Иметь возможность оперативно менять нагрузку, лампы для этих панелек видел в продаже на 10Вт, 20Вт и 35Вт. Возможно есть и другие.
  • Можно оперативно удалить эти лампы, тогда никакого разряда не будет происходить вообще.

Все необходимые соединения смонтированы, можно скручивать дальше.

Фото 4.

Что и было сделано:

Фото 5.

 

Устройство уже прошло полевые испытания и показало свою работоспособность в обоих режимах. Аккумуляторы заряжало и светодиодную ленту на 12В 6А питало не напрягаясь. Тихо и не греется, то, что я и хотел. Режим тренировки опробовать не довелось. Не на чем. Так что, если кто будет пробовать, не забудьте поделиться результатами.

P.S. Совсем недавно, ещё одно применение нашлось. Заряжал им переделанный на Li-on батареи аккумулятор шуруповёрта. Получилось пять банок последовательно по 2А/ч, вместо 15шт. Ni-Cd на 1,2А/ч. Выставил в режиме «БП» напряжение на 21В и ток ограничил на 3А. Аккумуляторы быстро зарядились и при этом были чуть тёплые. Если ставить ограничение на 1-2А, то вообще не нагреваются, но дольше заряжаются. Момент окончания зарядки видно по убывающему току. Изначально он идёт на уровне выставленного ограничения.


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Страничка эмбеддера » Лабораторный блок питания из ATX БП

Я немного увлекся гальванопластикой (про это еще расскажу), и для нее мне понадобился новый блок питания. Требования к нему примерно такие – 10А выходного тока при максимальном напряжении порядка 5В. Конечно-же, взгляд сразу упал на кучу ненужных компьютерных блоков питания.

Конечно, идея переделать компьютерный блок питания в лабораторный не нова. В интернетах я нашел несколько конструкций, но решил, что еще одна – не помешает. В процессе переделки, я сделал просто дофига ошибок, поэтому, если решитесь сделать и себе такой блок питания, учитывайте их, и у вас получится лучше!

Внимание! Несмотря на то, что складывается впечатление, что этот проект — для новичков, ничего подобного – проект довольно сложный! Имейте ввиду.

 

Конструкция

Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5В/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25В, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15В.

Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.

 

 

Мне мою схему подкинул друг. Вот она. (Откроется в новом окне)

Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494

 

Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.

 

Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.

Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.

 

Итак, бп запустился. Появились выходные максимальные напряжения.

Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь. Аккуратно!

Итак, подучилось по +12В – 24В, а по +5В – 9.6В. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200Вт мощи.

С параметрами, вроде бы, определились.

Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил(и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).

В качестве корпуса, я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk

 

Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.

После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:

 

 

 

Электроника

Я решил разбить электронику на две части – фальш-панель и управляющая электроника. Причина для такого разбиения – банально не хватило места на лицевой панели, чтобы вместить еще и управляющую электронику.

В качестве основного источника питания для своей электроники я выбрал standby источник. Было замечено, что если его хорошенько нагрузить, то он перестает пищать, поэтому идеальными оказались 7-сегментные индикаторы — и блок питания подгрузят и напряжение с током покажут.

Фальш-панель:

На ней индикаторы, потенциометры, светодиод. Для того, чтобы не тащить кучу проводов к 7-сегментникам, я использовал сдвиговые регистры 74AC164. Почему AC, а не HC ? У HC максимальный суммарный ток всех ножек – 50мА, а у AC – по 25мА на каждую ножку. Ток индикаторов я выбрал 20мА, тоесть 74HC164 точно бы не хватило по току.

 

 

 

Управляющая электроника – тут все слегка посложнее.

В процессе составления схемы, я конкретно налажал, за что и поплатился кучей перемычек на плате. Вам-же предоставляется исправленная схема.

 

 

 

Если кратко, то – U1A – диф. усилитель тока. При максимальном тока, на выходе получается 2.56В, что совпадает с опорным у АЦП контроллера.

U1B – собственно токовый компаратор – если ток превышает порог, заданный резисторами, tl494 “затыкается”

U2A – индикатор того, что БП работает в режиме ограничения тока.

U2B – компаратор напряжения.

U3A, U3B – повторители с переменников. Дело в том, что переменники относительно высокоомные, да еще и сопротивление их меняется. Это значительно усложнит компенсацию обратной связи. А вот если их привести к одному сопротивлению, то все становится значительно проще.

С контроллером все понятно – это банальная атмега8, да еще и в дипе, которая лежала в загашнике. Прошивка относительно простая, и сделана между паяниями левой лапой. Но, нем не менее, рабочая.

Контроллер работает на 8МГц от RC генератора (нужно поставить соответствующие фюзы)

По хорошему, измерение тока нужно перенести на “высокую сторону”, тогда можно будет мереть напряжение непосредственно на нагрузке. В этой схеме при больших токах в измеренном напряжении будет ошибка до 200мВ. Я слажал и каюсь. Надеюсь, вы не повторите моих ошибок.

 

Переделка выходной части

Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой (кликабельно):

Синфазный дроссель я немного переделал – соединил последовательно обмотку которая для 12В и две обмотки для 5в, в итоге получилось около 100мкГн, что дофига. Еще я заменил конденсатор тремя включенными параллельно 1000мкФ/25В

После модификации, выход выглядит так:

 

Настройка

Запускаем. Офигиваем от количества шума!

 

 

300мВ! Пачки, похоже на возбуждение обратной связи. Тормозим ОС до предела, пачки не исчезают. Значит, дело не в ОС

Долго тыкавшись, я нашел, что причина такого шума – провод! О_о Простой двужильный двухметровый провод! Если подключить осциллограф до него, или включить конденсатор прямо на щуп осциллографа, пульсации уменьшаются до 20мВ ! Это явление я толком не могу объяснить. Может, кто-то из вас, поделится? Теперь, понятно что делать – в питающейся схеме должен быть конденсатор, и конденсатор нужно повесить непосредственно на клеммы БП.

Кстати, насчет Y – конденсаторов. Китайцы сэкономили на них и не поставили. Итак, выходное напряжение без Y-конденсаторов

А теперь – с Y конденсатором:

 

Лучше? Несомненно! Более того, после установки Y – конденсаторов сразу-же перестал глючить измеритель тока!

Еще я поставил X2 – конденсатор, чтобы хоть как-то поменьше хлама в сети было. К сожалению, похожего синфазного дросселя у меня нет, но как только найду – сразу поставлю.

 

 

Обратная связь.

Про нее я написал отдельную статейку, читайте

 

Охлаждение

Вот тут пришлось повозиться! После нескольких секунд под полной нагрузкой вопрос о необходимости активного охлаждения был снят. Больше всех грелась выходная диодная сборка.

В сборке стоят обычные диоды, я думал заменить их диодами Шоттки. Но обратное напряжение на этих диодах оказалось порядка 100 вольт, а как известно, высоковольтные диоды шоттки не намного лучше обычных диодов.

Поэтому, пришлось прикрутить кучу дополнительных радиаторов (сколько влезло) и организовать активное охлаждение.

Откуда брать питание для вентилятора? Вот и я долго думал, но таки придумал. tl494 питается от источника напряжением 25В. Берем его (с перемычки J3 на схеме) и понижаем стабилизатором 7812.

Для продуваемости пришлось вырезать крышку под 120мм вентилятор, и прицепить соответствующую решетку, а сам вентилятор поставить на 80мм. Единственное место, где это можно было сделать – это верхняя крышка, а поэтому конструкция получилась очень плохая – с верху может упасть какая-то металлическая хрень и замкнуть внутренние цепи блока питания. Ставлю себе 2 балла. Не стоило уходить от корпуса блока питания! Не повторяйте моих ошибок!

Вентилятор никак не крепится. Его просто прижимает верхняя крышка. Так вот хорошо с размерами я попал.

Результаты

Итог. Итак, этот блок питания работает уже неделю, и можно сказать, что он довольно надежен. К моему удивлению, он очень слабо излучает, и это хорошо!

Потроха:

 

Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!

bsvi.ru

Как сделать зарядное устройство для 12В свинцово-кислотных аккумуляторов из компьютерного БП ATX.

Как сделать зарядное устройство для 12В свинцово-кислотных аккумуляторов из компьютерного БП ATX.

 

Скопилось у меня много компьютерных БП, отремонтированных в качестве тренировки этого процесса, но для современных компьютеров уже слабоватых. Что с ними делать?

Решил несколько переделать в ЗУ для зарядки 12В автомобильных аккумуляторов.

 

 

Итак: начали.

Первым мне подвернулся под руку Linkworld LPT2-20. У этого зверька оказался ШИМ на м/с Linkworld LPG-899. Посмотрел даташит, схему БП и понял – элементарно!

Что оказалось просто шикарно – она питается от 5VSB, т.е наши переделки никак не повлияют на режим её работы. Ноги 1,2,3 используются для контроля выходных напряжений 3,3В, 5В и 12В соответственно в пределах допустимых отклонений. 4-я нога тоже является входом защиты и используется для защиты от отклонений -5В, -12В. Нам все эти защиты не просто не нужны, а даже мешают. Поэтому их надо отключить.

 

По пунктам:

 

  1. Перерезать дорожку идущую от канала 5В к 2-й ноге м/с и её обвязке и соединить её с +5VSB.

  2. выпаять всю обвязку 1-й и 3-й ноги м/с.
  3. выпаять детали через которые 4-я нога была связана с -5В и -12В, остальные трогать НЕ НАДО.
  4. выпаять детали делителя на 16-й ноге (все резисторы которые к ней подходят)
  5. Если будете оставлять канал 5В (зачем может пригодиться скажу далее), замените нагрузочный резистор на выходе этого канала с 10Ом на 15Ом аналогичного размера (мощности). Ибо после переделки там будет уже 6В и ему станет слишком жарко J
  6. Теперь можно демонтировать все детали каналов 3,3В -5В и -12В, а также и 5В если вы его решите не оставлять.
  7. Также выпаять все провода выходящие из БП кроме 3-х черных и 3-х желтых.

 

Стадия разрушения на этом окончена, пора переходить к созиданию.

 

  1. Согласно схеме на Рис.1 смонтировать делитель для 1-й и 3-й ноги м/с из резисторов R1, R3 и R2. Я это сделал в свободных дырках оставшихся от удаленных деталей. Теперь защита будет «довольна» и не будет нам мешать. Вот так это выглядело на этом этапе:

  2. Замкнуть 9-ю ногу м/с на землю или сделать это через выключатель если сетевого нет или вам его недостаточно. Это действие обеспечивает запуск БП (а теперь, без 5 минут, зарядного), PS-ON - так сказать.

  3. Далее (на схеме не обозначено), но очень рекомендую нагрузить канал 12В хотя бы на 0,5А. Чем угодно – лампочкой, резисторами или и тем и другим одновременно. Это нужно для адекватной работы БП на холостом ходу (хотя слабенькие БП, типа этого, могут обойтись штатным нагрузочным резистором).
  4. Теперь восстанавливаем делитель на 16-й ноге (R4, R6 и R12 по схеме).
  5. Включаем БП (лучше через лампочку на 60-100Вт вместо предохранителя) и меряем напряжение в бывшем 12В канале. Если необходимо подбираем резистор R12 до получения 14,35-14,4В (ну или ещё большего если вам покажется мало, хотя я считаю именно это значение наиболее правильным). Кроме того, можно установить регулятор. Делается это так: сначала подбором R6 добиваемся 13,5-14В на выходе, затем последовательно с ним ставим переменный резистор на 10кОм. Он обеспечит вам регулировку выходного напряжения от 13,5-14 до 14,9-15,4В. Этого диапазона должно хватить для аккумулятора в любом состоянии.

 

По большому счету ЗУ у нас уже готово, но в нем нет ограничения зарядного тока (хотя защита от КЗ работает). Для того чтобы ЗУ не давало на аккумулятор столько «сколько влезет» – добавляем цепь на VT1, R5, C1, R8, R9, R10. Как она работает? Очень просто. Пока падение напряжения на R8 подаваемое на базу VT1 через делитель R9, R10 не превышает порог открывания транзистора – он закрыт и не влияет на работу устройства. А вот когда он начинает открываться, то к делителю на R4, R6, R12 добавляется ветка из R5 и транзистора VT1, меняя тем самым его параметры. Это приводит к падению напряжения на выходе устройства и, как следствие, к падению зарядного тока. При указанных номиналах, ограничение начинает работать примерно с 5А, плавно понижая выходное напряжение с ростом тока нагрузки. Настоятельно рекомендую эту цепь не выбрасывать из схемы, иначе, при сильно разряженном аккумуляторе ток может быть настолько большим, что сработает штатная защита, или вылетят силовые транзисторы, или шоттки. И зарядить свой аккумулятор вы не сможете, хотя сообразительные автолюбители догадаются на первом этапе включить автомобильную лампу между ЗУ и аккумулятором чтобы ограничить зарядный ток.

VT2, R11, R7 и HL1 занимается «интуитивной» индикацией тока заряда. Чем ярче горит HL1 – тем больше ток. Можно не собирать, если нет желания. Транзистор VT2 – должен быть обязательно германиевый, потому что падение напряжения на переходе Б-Э у него значительно меньше, чем у кремниевого. А значит, и открываться он будет раньше чем VT1.

Цепь из F1 и VD1, VD2 обеспечивает простейшую защиту от переполюсовки. Очень рекомендую сделать её или собрать другую на реле или чём-нибудь ещё. Вариантов в сети можно найти много.

А теперь о том, зачем нужно оставить канал 5В. Для вентилятора 14,4В многовато, особенно с учетом того что при такой нагрузке БП не греется вообще, ну кроме сборки выпрямителя, она немного греется. Поэтому, мы подключаем его к бывшему каналу 5В (сейчас там - около 6В), и он тихо и нешумно выполняет свою работу. Естественно, с питанием вентилятора есть варианты: стабилизатор, резистор и т.п. В дальнейшем некоторые из них мы увидим.

Всю схему я свободно смонтировал на освобожденном от ненужных деталей месте, не делая никаких плат, с минимумом дополнительных соединений. Выглядело это всё после сборки так:

 

В итоге, что мы имеем?

 

Получилось ЗУ с ограничением максимального зарядного тока (достигается уменьшением подаваемого на аккумулятор напряжения при превышении порога в 5А) и стабилизированным максимальным напряжением на уровне 14,4В, что соответствует напряжению в бортовой сети автомобиля. Поэтому, его можно смело использовать, не отключая аккумулятор от бортовой электроники. Это зарядное устройство можно смело оставлять без присмотра на ночь, батарея никогда не перегреется. К тому же оно почти бесшумное и очень лёгкое.

Если вам максимального тока в 5-7А маловато (ваш аккумулятор бывает часто сильно разряжен), можно легко увеличить его до 7-10А, заменив резистор R8 на 0,1Ом 5Вт. Во втором БП с более мощной сборкой по 12В именно так я и сделал:

 

 

Следующим подопытным у нас будет БП Sparkman SM-250W реализованный на широко известном и горячо любимом ШИМ TL494 (КА7500).

Переделка такого БП ещё проще, чем на LPG-899, так как в ШИМ TL494 нет никаких встроенных защит по напряжениям каналов, зато есть второй компаратор ошибки, который зачастую свободен (как и в данном случае). Схема оказалась практически один к одному со схемой PowerMaster. Её я и взял за основу:

 

План действий:

  1. Выпаиваем всё, что обведено или зачеркнуто на схеме Рис.3 розовым, и все провода. Должно получиться примерно так:

  2. Резистор R42 (по схеме, у вас может оказаться другим номером, так что будьте внимательны) заменяем на 10-11кОм. Включаем БП (желательно через лампу на 60-100Вт, на всякий случай) и меряем напряжение на выходе. Обратите внимание: БП должен запуститься сам, замыкать 4-ю ногу ШИМ на землю НЕ НАДО. Если вы это сделаете, то отключите защиту по току и при КЗ на выходе сможете наблюдать вылет силовых транзисторов и других элементов блока питания. Если напряжение не 14,35-14,45В, то подбором резисторов R44, R45 добиваетесь чтоб оно было в указанном диапазоне. Если этого недостаточно можно не сильно изменить и R42.

    В принципе на этом можете и закончить. Нет? Ааа…, вам нужно ограничение максимального зарядного тока как в варианте 1? Тогда продолжим.

    Изображен только фрагмен изменений в обвязке ШИМ. Это не значит что всё остальное вокруг него надо выпаять.
  3. В ШИМ TL494 имеется два встроенных усилителя ошибки, в данной схеме один из них не использовался, его мы и задействуем для ограничения максимального зарядного тока. Отключаем 15-ю ногу ШИМ от 13-й и 14-й, а16-ю ногу от земли. Можете дорожки перерезать, можете просто их отдельно выпаять, как вам нравится короче. Затем монтируем цепь из R5, C1, R7, R8, R9, R6 по схеме на Рис.4. При указанных номиналах БП больше 5А давать отказывается. При достижении порога, как и в первом случае, начинает падать выходное напряжение. Правда, есть и отличия, в данном варианте падение будет гораздо более резким. Фактически больше заданного тока, он не даст ни при каких обстоятельствах, напряжение упадет хоть до 0 (ну или почти). В то время, как в первом варианте, при достижении заданного порога напряжение снижается более плавно и не станет менее 2,5-3В даже если управляющий транзистор КТ361 откроется совсем. Но, вернемся к данной схеме. В режиме ограничения максимального тока возможно появление сверчков, убиваются подбором R5 и С1. Роль шунта (резистор R6 на схеме) на 0,005Ом у меня выполнял кусок медной проволоки длиной 2,5см, из телефонного кабеля. Изменение порога ограничения максимального тока достигается изменением номинала резистора R9 или R6. И предвосхищая вопрос: «зачем нужен R7?». Отвечу: «Не помню» J, очевидно что при разработке различных вариантов во время проектирования он был нужен в каком то из них. Но потом схема изменилась и теперь он, судя по всему, не играет никакой роли и вместо него можно ставить перемычку. Вот результат работы, испытание заряда реального аккумулятора от UPS, 12В 7А/ч.  

       Напряжение 14,4В ток 0,44А. Пусть вас цифры тока не удивляют, он разряжен был не сильно.
  4. Вентилятор, как и в предыдущем случае, к бывшему каналу 5В. На провода крокодилы, землю платы заизолировать от корпуса. Защита от переполюсовки - аналогична. От КЗ щупов прекрасно защищает оставшаяся нетронутой штатная защита. Проверено неоднократно.

 

Это был, пожалуй, самый экономичный вариант. Выпаянных деталей у вас останется гораздо больше чем затраченных J. Особенно если учесть что сборка SBL1040CT была извлечена из канала 5В, а туда были впаяны диоды, в свою очередь добытые, с канала -5В. Все затраты состояли из крокодилов, светодиода и предохранителя. Ну, можно ещё ножки приделать для красоты и удобства.

Вот плата в полном сборе:

Если вас пугают манипуляции с 15 и 16-й ногами ШИМ, подбор шунта с сопротивлением в 0,005Ом, устранение возможных сверчков, можно переделать БП на TL494 и несколько другим способом.

 

Итак: наша следующая «жертва» - БП Sparkman SM-300W. Схема абсолютно аналогична варианту 2, но имеет на борту более мощную выпрямительную сборку по 12В каналу, более солидные радиаторы. Значит - с него мы возьмем больше, например 10А.

Этот вариант однозначен для тех схем, где ноги 15 и 16 ШИМ уже задействованы и вы не хотите разбираться – зачем и как это можно переделать. И вполне пригоден для остальных случаев.

Повторим в точности пункты 1 и 2 из второго варианта.

Канал 5В, в данном случае, я демонтировал полностью.

Далее собираем схему по Рис.5.

Чтобы не пугать вентилятор напряжением в 14,4В - собран узел на VT2, R9, VD3, HL1. Он не позволяет превышать напряжение на вентиляторе более чем 12-13В. Ток через VT2 небольшой, нагрев транзистора тоже, можно обойтись без радиатора.

С принципом действия защиты от переполюсовки и схемы ограничителя зарядного тока и вы уже знакомы, но вот место его подключения здесь - иное.

Управляющий сигнал с VT1 через R4 заведен на 4-ю ногу KA7500B (аналог TL494). На схеме не отображено, но там должен был остаться от оригинальной схемы резистор в 10кОм с 4-й ноги на землю, его трогать не надо.

Действует это ограничение так. При небольших токах нагрузки транзистор VT1 закрыт и на работу схемы никак не влияет. На 4-й ноге напряжение отсутствует, так как она посажена на землю через резистор. А вот когда ток нагрузки растет, падение напряжения на R6 и R7 соответственно тоже растет, транзистор VT1 начинает открываться и совместно с R4 и резистором на землю они образуют делитель напряжения. Напряжение на 4-й ноге возрастает, а так как потенциал на этой ноге, согласно описанию TL494, непосредственно влияет на максимальное время открытия силовых транзисторов, то ток в нагрузке уже не растет. При указанных номиналах порог ограничения составил 9,5-10А. Основное отличие от ограничения в варианте 1, несмотря на внешнюю похожесть, резкая характеристика ограничения, т.е. при достижении порога срабатывания, напряжение на выходе спадает быстро.

Вот этот вариант в готовом виде:

 

Кстати, эти зарядки можно использовать и в качестве источника питания для автомагнитолы, переноски на 12В и других автомобильных устройств. Напряжение стабилизировано, максимальный ток ограничен, спалить что-нибудь будет не так то просто.

 

Вот готовая продукция:

 

Переделка БП под зарядное по такой методике – дело одного вечера, но для себя любимого времени не жалко?

 

Тогда позвольте представить:

 

За основу взято БП Linkworld LW2-300W на ШИМ WT7514L (аналог уже знакомой нам по первому варианту LPG-899).

Ну что ж: демонтаж ненужных нам элементов осуществляем согласно варианту 1, с той лишь разницей, что канал 5В тоже демонтируем – он нам не пригодится.

Здесь схема будет более сложной, вариант с монтажом без изготовления печатной платы в данном случае – не вариант. Хотя и полностью от него мы отказываться не будем. Вот приготовленная частично плата управления и сама жертва эксперимента ещё не отремонтированная:

А вот она уже после ремонта и демонтажа лишних элементов, а на втором фото с новыми элементами и на третьем её обратная сторона с уже проклеенными прокладками изоляции платы от корпуса.

То, что обведено на схеме рис.6 зеленой линией – собрано на отдельной плате, остальное было собрано на освободившемся от лишних деталей месте.

 

Для начала попробую рассказать: чем это зарядное отличается от предыдущих устройств, а уж потом расскажу какие детали, за что отвечают.

  • Включение зарядного происходит только при подключении к нему источника ЭДС (в данном случае аккумулятора), вилка при этом должна быть включена в сеть заблаговременно J.
  • Если по каким-либо причинам напряжение на выходе превысит 17В или окажется менее 9В – ЗУ отключается.
  • Максимальный ток заряда регулируется переменным резистором от 4 до 12А, что соответствует рекомендуемым токам заряда аккумуляторов от 35А/ч до 110А/ч.
  • Напряжение заряда регулируется автоматически 14,6/13,9В, либо 15,2/13,9В в зависимости от выбранного пользователем режима.
  • Напряжение питания вентилятора регулируется автоматически в зависимости от тока заряда в диапазоне 6-12В.
  • При КЗ или переполюсовке срабатывает электронный самовосстанавливающийся предохранитель на 24А, схема которого, с незначительными изменениями, была заимствована из разработки почетного кота победителя конкурса 2010г Simurga. Скорость в микросекундах не мерил (нечем), но штатная защита БП дернуться не успевает – он гораздо быстрее, т.е. БП продолжает работать как ни в чём не бывало, только вспыхивает красный светодиод срабатывания предохранителя. Искр, при замыкании щупов практически не видно, даже при переполюсовке. Так что очень рекомендую, на мой взгляд эта защита лучшая, по крайней мере из тех что я видел (хотя и немного капризная на ложные срабатывания в частности, возможно придётся посидеть с подбором номиналов резисторов).

Теперь, кто за что отвечает:

  • R1, C1, VD1 – источник опорного напряжения для компараторов 1, 2 и 3.
  • R3, VT1 – цепь автозапуска БП при подключении аккумулятора.
  • R2, R4, R5, R6, R7 – делитель опорных уровней для компараторов.
  • R10, R9, R15 – цепь делителя защиты от перенапряжения на выходе о которой я упоминал.
  • VT2 и VT4 с окружающими элементами – электронный предохранитель и токовый датчик.
  • Компаратор OP4 и VT3 с резисторами обвязки – регулятор оборотов вентилятора, информация о токе в нагрузке, как видите, поступает от токового датчика R25, R26.
  • И наконец, самое важное - компараторы с 1-го по 3-й обеспечивают автоматическое управление процессом заряда. Если аккумулятор достаточно сильно разряжен и хорошо «кушает» ток, ЗУ ведет заряд в режиме ограничения максимального тока установленного резистором R2 и равном 0,1С (за это отвечает компаратор ОР1). При этом, по мере заряда аккумулятора, напряжение на выходе зарядного будет расти и при достижении порога 14,6 (15,2), ток начнет уменьшаться. Вступает в работу компаратор ОР2. Когда ток заряда упадет до 0,02-0,03С (где С емкость аккумулятора а А/ч), ЗУ перейдет на режим дозаряда напряжением 13,9В. Компаратор OP3 используется исключительно для индикации, и никакого влияния на работу схемы регулировки не оказывает. Резистор R2 не просто меняет порог максимального тока заряда, но и меняет все уровни контроля режима заряда. На самом деле, с его помощью выбирается емкость заряжаемого аккумулятора от 35А/ч до 110А/ч, а ограничение тока это «побочный» эффект. Минимальное время заряда будет при правильном его положении, для 55А/ч примерно посередине. Вы спросите: «почему?», да потому что если, к примеру, при зарядке 55А/ч аккумулятора поставить регулятор в положение 110А/ч – это вызовет слишком ранний переход к стадии дозаряда пониженным напряжением. При токе 2-3А, вместо 1-1,5А, как задумывалось разработчиком, т.е. мной. А при выставлении 35А/ч будет мал начальный ток заряда, всего 3,5А вместо положенных 5,5-6А. Так что если вы не планируете постоянно ходить смотреть и крутить ручку регулировки, то выставляйте как положено, так будет не только правильнее, но и быстрее.
  • Выключатель SA1 в замкнутом состоянии переводит ЗУ в режим «Турбо/Зима». Напряжение второй стадии заряда повышается до 15,2В, третья остается без существенных изменений. Рекомендуется для заряда при минусовых температурах аккумулятора, плохом его состоянии или при недостатке времени для стандартной процедуры заряда, частое использование летом при исправном аккумуляторе не рекомендуется, потому что может отрицательно сказаться на сроке его службы.
  • Светодиоды, помогают ориентироваться, на какой стадии находится процесс заряда. HL1 – загорается при достижении максимально допустимого тока заряда. HL2 – основной режим заряда. HL3 – переход в режим дозаряда. HL4 – показывает что заряд фактически окончен и аккумулятор потребляет менее 0,01С (на старых или не очень качественных аккумуляторах до этого момента может и не дойти, поэтому ждать очень долго не стоит). Фактически аккумулятор уже хорошо заряжен после зажигания HL3. HL5 – загорается при срабатывании электронного предохранителя. Чтобы вернуть предохранитель в исходное состояние, достаточно кратковременно отключить нагрузку на щупах.

Что касается наладки. Не подключая плату управления или не запаивая в неё резистор R16 подбором R17 добиться напряжения 14,55-14,65В на выходе. Затем подобрать R16 таким, чтобы в режиме дозаряда (без нагрузки) напряжение падало до 13,8-13,9В.

Вот фото устройства в собранном виде без корпуса и в корпусе:

Вот собственно и всё. Зарядка была испытана на разных аккумуляторах, адекватно заряжает и автомобильный, и от UPS (хотя все мои зарядки заряжают любые на 12В нормально, потому что напряжение стабилизировано J). Но это побыстрее и ничего не боится, ни КЗ, ни переполюсовки. Правда, в отличие от предыдущих, в качестве БП использовать не получится (очень оно стремится управлять процессом и не хочет включаться при отсутствии напряжения на входе). Зато, его можно использовать в качестве зарядного для аккумуляторов резервного питания, вообще не отключая никогда. Заряжать будет в зависимости от степени разряда автоматически, а из-за малого напряжения в режиме дозаряда существенного вреда аккумулятору не принесет даже при постоянном включении. При работе, когда аккумулятор уже почти заряжен, возможен переход зарядного в импульсный режим заряда. Т.е. ток зарядки колеблется от 0 до 2А с интервалом от 1 до 6 секунд. Сначала, хотел было устранить это явление, но, почитав литературу – понял, что это даже хорошо. Электролит лучше перемешивается, и даже иногда способствует восстановлению потерянной емкости. Поэтому решил оставить так как есть.

 

 

Ну вот, попалось что-то новенькое. На этот раз LPK2-30 с ШИМ на SG6105. Такого «зверя» мне для переделки раньше мне ещё не попадалось. Но я вспомнил многочисленные вопросы на форуме и жалобы пользователей на проблемы по переделке блоков на этой м/с. И принял решение, хоть зарядка мне больше и не нужна, нужно победить эту м/с из спортивного интереса и на радость людям. А заодно и опробовать на практике, возникшую в моей голове идею оригинального способа индикации режима заряда.

Вот он, собственной персоной:

Начал, как обычно, с изучения описания. Обнаружил, что она похожа на LPG-899, но есть и некоторые отличия. Наличие 2-х встроенных TL431 на борту, вещь конечно интересная, но…  для нас - несущественная. А вот отличия в цепи контроля напряжения 12В, и появление входа для контроля отрицательных напряжений, несколько усложняет нашу задачу, но в разумных пределах.

В результате раздумий и непродолжительных плясок с бубном (куда уж без них) возник вот такой проект:

 

Вот фото этого блока уже переделанного на один канал 14,4В, пока без платы индикации и управления. На втором его обратная сторона:

 

А это внутренности блока в сборе и внешний вид:

 

Обратите внимание, что основная плата была развернута на 180 градусов, от своего первоначального расположения, для того чтобы радиаторы не мешали монтажу элементов передней панели.

В целом это немного упрощённый вариант 4. Разница заключается в следующем:

  • В качестве источника для формирования «обманных» напряжений на входах контроля было взято 15В с питания транзисторов раскачки. Оно в комплекте с R2-R4 делает всё необходимое. И R26 для входа контроля отрицательных напряжений.
  • Источником опорного напряжения для уровней компаратора было взято напряжение дежурки, оно же питание SG6105. Ибо, большая точность, в данном случае, нам не нужна.
  • Регулировка оборотов вентилятора тоже была упрощена.

А вот индикация была немного модернизирована (для разнообразия и оригинальности). Решил сделать по принципу мобильного телефона: банка наполняющаяся содержимым. Для этого я взял двухсегментный светодиодный индикатор с общим анодом (схеме верить не надо – не нашёл в библиотеке подходящего элемента, а рисовать было лень L), и подключил как показано на схеме. Получилось немного не так как задумывал, вместо того чтобы средние полоски «g» при режиме ограничения тока заряда гасли, вышло, что они - мерцают. В остальном - всё нормально.

Индикация выглядит так:

 

На первом фото режим заряда стабильным напряжением 14,7В, на втором – блок в режиме ограничения тока. Когда ток станет достаточно низким, у индикатора загорятся верхние сегменты, и напряжение на выходе зарядного упадёт до 13,9В. Это можно увидеть на фото приведённом немного выше.

Так как напряжение на последней стадии всего 13,9В можно спокойно дозаряжать аккумулятор сколь угодно долго, вреда ему это не принесёт, потому что генератор автомобиля обычно даёт большее напряжение.

Естественно, в этом варианте можно использовать и плату управления из варианта 4. Обвязку GS6105 только нужно сделать так, как здесь.

Да, чуть не забыл. Резистор R30 устанавливать именно так - совсем не обязательно. Просто, у меня никак не выходило подобрать номинал впараллель к R5 или R22 чтобы получить на выходе нужное напряжение. Вот и вывернулся таким… нетрадиционным образом. Можно просто подобрать номиналы R5 или R22, как я делал в других вариантах.

 

Как видите, при правильном подходе, почти любой БП АТХ можно переделать в то, что вам нужно. Если будут новые модели БП и нужда в зарядках, то возможно будет и продолжение.

Кота от всего сердца поздравляю с юбиелеем! В его честь, кроме статьи, ещё был заведён новый жилец - очаровательная серая киска Маркиза.

 

www.radiokot.ru

Переделка компьютерного блока питания ATX в регулируемый блок питания

Основа современного бизнеса - получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, - просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно - различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат - импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках "Дефект" столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все - "труба", то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак - несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель - не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Часть 1. Так себе.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает - можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

+12 В - желтый

+5 В - красный

+3,3 В - оранжевый

-5 В - белый

-12 В - синий

0 - черный

По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть - блок включится и вентилятор - индикатор включения - начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это "черный" и "зеленый". Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

+12 В: +2,5 ... +13,5

+5 В: +1,1 ... +5,7

+3,3 В: +0,8 ... 3,5

-12 В: -2,1 ... -13

-5 В: -0,3 ... -5,7

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины - 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод - вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром - вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке - типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Часть 2. Более-менее.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения - достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор - для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно - нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Измерение параметров дало следующие результаты:

Шина напряжения, В

Напряжение на холостом ходу, В

Напряжение на нагрузке 30 Вт, В

Ток через нагрузку 30 Вт, А

+12

2,48 - 14,2

2,48 - 13,15

0,6 - 1,28

+5

1,1 - 6

0,8 - 6

0,37 - 0,85

-12

2,1 - 11,1

0,2 - 7,7

0,17 - 0,9

-5

0,17 - 5

0 - 4,8

0 - 0,8

Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.

Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C - Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.

Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись 🙂 , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.

После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.

Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 - измерял напряжение, а цифровым - ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.

По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.

Однако и такая переделка долго не прожила.

Часть 3. Удачная.

Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:

-проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;

-вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания - так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;

-удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок - напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7...+12,4 В, проверил на кз;

-удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна - ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;

-резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;

-заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;

-заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо - нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;

-измерил ток через лампу накаливания по входу - при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;

-перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.

В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо - блок итак выдает больше 10 А.

Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В - 8А и 5 В - 20 А.

На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим - пусть работает.

Внутренности более чем скромные - нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.

Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.

Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.

Проверяем работу схему - входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.

Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.

Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.

Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.

Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.

Если все устраивает - меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.

Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент - напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.

Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.

www.volt-220.com

переделка под усилитель низкой частоты (часть 2)

Продолжение, начало здесь.

Если нужен блок питания для нестандартных условий, можно воспользоваться построением с низкочастотным трансформатором. Такое решение просто в реализации и не требует особо глубоких специальных знаний, но есть у него и ряд недостатков – большие габариты, низкий КПД и качество стабилизации выходных напряжений. Можно изготовить импульсный БП, но это довольно сложная процедура с массой подводных камней – при малейшей ошибке будет «хлопок» и куча ненужных деталей.

Попробуем снизить планку и ограничимся модернизацией обычного компьютерного блока питания ATX под необходимые требования. Гм, а что именно станет предметом рассмотрения? Вообще-то, 300-400 ваттный БП может обеспечить довольно значительную мощность, область применения у него большая. В одной статье трудно объять необъятное, поэтому ограничимся самым распространенным – усилителем низкой частоты, под него и попробуем осуществить переделку.

Блок питания довольно большой мощности, хотелось бы его использовать по максимуму. Из 12 вольт мощный усилитель не сделать, здесь требуется совсем другой подход – двуполярное питание с выходным напряжением явно побольше 12 В. Если БП будет запитывать самодельный усилитель, собранный из дискретных элементов, то его напряжение питания может быть любым (в разумных пределах), а вот интегральные микросхемы довольно придирчивы. Для определенности возьмем усилитель на TDA7294 – напряжение питания до 100 В (+/-50 В) с выходной мощностью 100 Вт. Микросхема обеспечивает ток в динамике до 10 ампер, что определяет максимальный ток нагрузки блока питания.

Вроде всё ясно, остается уточнить уровень выходного напряжения. Допускается работа от источника питания 100 вольт (+/-50 В), но попытка выбора такого значения выходного напряжения оказалась бы большой ошибкой. Микросхемы крайне отрицательно относятся к предельным режимам работы, особенно при одновременном максимальном значении нескольких параметров - напряжения питания и мощности. К тому же, вряд ли в обычной квартире есть смысл обеспечивать столь высокий уровень мощности, даже для низкочастотных динамиков с их низкой эффективностью.

Можно установить напряжение в 90 вольт (+/- 45 В), но это потребовало бы очень точного удержания выходного напряжения – в многоканальных блоках питания весьма затруднительно обеспечить одинаковость напряжений на разных выходах. Поэтому стоит немного снизить планку и установить номинальное напряжение для этой микросхемы 80 вольт (+/-40 В) - мощность усилителя немного упадет, но устройство будет работать с должным запасом прочности, что обеспечит достаточную надежность устройства.

Кроме того, если звуковая колонка будет работать не только в низкочастотной области, но еще содержит средне-высокочастотные каналы усилителей, то стоит получить от БП еще одно напряжение, меньше «+/-40 В». Эффективность работы низкочастотных динамиков большого диаметра существенно ниже более высокочастотных, поэтому запитывание усилителя СЧ-ВЧ канала от тех же «+/-40 В» довольно глупо, основная масса энергии уйдет в тепло. Для второго усилителя хорошо бы обеспечить выход +/-20 вольт.

Итак, спецификация блока питания, который хочется получить:

  • Канал № 1 (основной), напряжение: «+/-40 В».
  • Ток нагрузки от 0.1 А до 10 А.
  • Канал № 2 (дополнительный), напряжение: «+/-20 В».
  • Ток нагрузки от 0 до 5 А.

Характеристики определены, осталось выбрать подходящую модель. Совсем уж старый использовать нет никакого желания, конденсаторы давно уж высохли, да и схемные решения тех времен не внушают оптимизма. Стоит отметить, что часть «современных» блоков питания тоже не блещет качеством работы и надежностью, но с этим можно бороться – достаточно выбирать продукцию известных фирм, к которой есть доверие.

Кроме философского осмысления сущности БП и отбора по внешнему виду, есть вполне осмысленный критерий – их тип. Блок может быть выполнен по технологии «двухтактный полумост» или «однотактный прямоход», содержать в себе какую-то разновидность PFC (активную или пассивную на дросселе). Всё данные факторы оказывают влияние на качество работы и уровень помех. Причем, это не «просто слова», при переходе от трансформаторного БП на «импульсный» довольно часто замечается ухудшение качества звучания.

С одной стороны, «странно», ведь такой БП обеспечивает лучшую стабильность напряжения питания усилителя. С другой, ничего странного нет – «импульсник» производит помеху при переключении силовых транзисторов основного преобразователя (и блока APFC), что выражается в высокочастотных «всплесках» на цепях питания и земли. Чаще всего преобразователь БП работает на частоте 40-80 кГц, что выше звукового диапазона, а потому вроде бы не должно мешать устройству, но помехи распространяются по всему усилителю и сбивают рабочую точку усилительных каскадов, что приводит к интермодуляционным искажениям, звук становится «жестче». В компьютерном блоке питания шины 12 В и 5 В выглядят следующим образом:

320x234  6 KB

Так что, проблема не надуманная и на борьбу с ее негативным проявлением следует потратить некоторые усилия.

450x259  35 KB

Ничего необычного, классическая компоновка, разве что дроссель PFC вносит в картинку некоторый элемент дисгармонии. К слову, измерение характеристик и величины пульсаций на выходе показало, что наличие этого дросселя приводит лишь к тому, что блок питания становится тяжелее и немного «гудит» при мощности нагрузки 250-300 Вт.

Компьютерный блок питания должен формировать массу напряжений большой мощности – 12 В, 5 В, 3.3 В, -5 В, смысл в которых сразу теряется, как только речь заходит об усилителе. Кроме того, БП содержит дежурный источник 5 В, но его лучше не трогать и сохранить в неизменном виде – во-первых, он используется для работы основного преобразователя, во-вторых, можно будет реализовать включение-выключение усилителя от внешнего управления или просто по появлению звукового сигнала на входе усилителя. Это функция потребует изготовления высокочувствительного детектора с питанием от 5 вольт и вряд ли кто-нибудь станет делать этот элемент на начальной стадии сборки усилителя, ну хоть возможность такая останется. Пусть будет, это «бесплатно».

После удаления всех цепей формирования выходных напряжений получилось следующее:

342x450  54 KB. Big one: 400x527  69 KB

Оказалось не так много места, поэтому доработка не должна содержать слишком много деталей – банально не влезет. Фу ты, еще заложили в требования наличие двух выходных каналов.

Компьютерный блок питания формирует два основных выхода: 12 В и 5 В, этим объясняется наличие всего двух пар вторичных обмоток. Каким способом можно получить напряжение больше, чем заложено при проектировании БП?

1. Перемотать трансформатор.
2. Поставить умножитель.
3. Добавить второй трансформатор.

Первый вариант понятен и прост в техническом плане. Одно «но», конструкция импульсного трансформатора не так проста, как может показаться на первый взгляд. Существует масса требований и ограничений, не выполнив которых можно получить либо «крайне посредственный вариант», либо, что гораздо хуже, некачественную изоляцию вплоть до поражения электрическим током. В трансформаторе первичная обмотка выполнена из двух частей. Первая расположена в самом начале, а потому не мешает перемотке, а вот вторая наматывается самой последней.

Трудности умножаются тем, что между первичной и вторичной обмотками присутствует электростатический экран из медной ленты. Чтобы осуществить перемотку придется аккуратно смотать верхнюю часть первичной обмотки, убрать экран и вторичные обмотки. После чего намотать новые вторичные обмотки, восстановить экран и первичную обмотку. Естественно, между обмотками и экраном должна быть надежная изоляция. Дело усугубляется тем, что трансформатор пропитан лаком, а потому его разборка-сборка занятие «увлекательное» и качество выполнения доработки окажется не слишком хорошим. Впрочем, если у вас руки «прямые» и есть желание попробовать – некоторые рекомендации:

  • Число витков обмотки 12 В почти всегда постоянно (семь витков), что определяется не параметрами трансформатора, а единственным целым соотношением числа витков обмоток 12 В и 5 В (четыре и три). Если на семь витков приходится 12.6 вольт, то на «нужное» напряжение приходится 7*(«нужное»/12.6) число витков, с округлением до ближайшего целого.
  • При удалении обмоток 12 В и 5 В посчитайте место, которое они занимали – новая обмотка должна уместиться в эти же габариты.
  • При наличии места лучше использовать провод диаметром 0.8-0.9 мм. Если сечения одного провода недостаточно, то стоит увеличивать количество проводов, а не их сечение (диаметр)
  • Крайне аккуратно наматывайте экранирующий виток ленты (не замыкайте начало с концом) и изоляцию под и над ним – основной дефект самодельных трансформаторов заключается в пробое изоляции или закорачивании экранирующей обмотки. Медная лента жесткая с острой кромкой, легко режет изоляцию. В домашних условиях лучше использовать алюминиевую фольгу – она значительно мягче и и шансов порезать изоляцию меньше. Кроме того, ее проще найти. Увы, у такого подхода есть небольшой недостаток – к алюминиевой фольге труднее подсоединить отвод.

И всё же я бы не рекомендовал этот вариант переделки для тех, у кого нет опыта намотки импульсных трансформаторов. Не стоит, может выйти боком. К слову, если человек разбирается в вопросе, то ему проще намотать трансформатор полностью «с нуля», по крайней мере, не будет путаться под ногами этот «лак», да и число витков во всех обмотках можно будет выбрать оптимальным.

Второй вариант довольно сложен в реализации и обладает рядом серьезных недостатков. Пример такого построения изображен на рисунке:

309x383  4 KB
  • TV1 – обычный трансформатор блока питания, без каких-либо доработок.
  • TV1.1 – первичная обмотка.
  • TV1.3 и TV1.4 – обмотки канала 5 В.
  • TV1.2 и TV1.5 – обмотки, совместно с TV1.3 и TV1.4 формирующие канал 12 В.

Для анализа важен тот факт, что форма импульсов напряжения на выходе трансформатора с гладким верхом, а не «синус», «пила» или другие вариации. Устройство работает следующим образом - на первичной обмотке следуют импульсы напряжения прямоугольной формы с некоторой скважностью. Напряжение импульсов на первичной обмотке составляет половину напряжения питания или около 140 В при номинальном напряжении сети. На вторичной стороне форма импульсов сохраняется, а амплитуда зависит от числа витков и распределяется примерно как 9 В на обмотках «канала 5 В» (TV1.3 и TV1.4) и 21 В на «канале 12 В» (TV1.2+TV1.3 и TV1.4+ TV1.5).

Предположим, что в данный момент поступает импульс положительной полярности и на верхних выводах обмоток следует «+». Расставим напряжения в контрольных точках:

  • A = +21 В.
  • B = +9 В.
  • С = -9 В.
  • D = -21 В.

Отсюда можно сразу вычислить напряжение в токе «F», оно будет чуть меньше цепи «B» на величину падения напряжения на диоде D1.

При данной полярности диод D2 закрыт, поэтому напряжение в точке «E» будет определено при противоположной полярности импульса.

  • Напряжение на конденсаторе C2 = +8.4 – (-21) = 29.4 В.
Сменим полярность импульса, напряжения в контрольных точках поменяют знак:
  • A = -21 В.
  • B = -9 В.
  • С = +9 В.
  • D = +21 В.

Полярность сменилась и открывается диод D2. Напряжение в точке «F» станет чуть меньше цепи «B» или около +8.4 В.

  • E = +8.4 В.
  • Напряжение на конденсаторе C1 = +8.4 – (-21) = 29.4 В.

Схема симметричная, поэтому напряжения конденсаторов обязаны быть одинаковыми. Из анализа предыдущей полярности импульса следует, что

  • Напряжение в точке «F» смещено относительно точки «D» на величину напряжения конденсатора С2 (29.4 В) и равно +21 + 29.4 = +50.4 В.

Нет смысла анализировать аналогичное состояние точки «E» при смене полярности импульса, схема симметричная и там будет столько же, сколько сейчас на точке «F», +50.4 В.

В итоге, может интересовать только «E» и «F», ведь из них получается выходное напряжение. Соберем значения в этих точках в таблицу. Впрочем, забыл еще одно состояние, «пауза» импульса от ШИМ-регулировки. Этот случай очень прост, на всех обмотках нулевое напряжение и в точках «E» и «F» получается одно и то же напряжение +29.4 В, хранимое в конденсаторах. (При анализе не учитывалась конечная емкость конденсаторов и непрямоугольность формы импульсов).

Импульс:«E»«F»
Положительный+50.4 В+8.4 В
Отрицательный+8.4 В+50.4 В
Пауза+29.4 В+29.4 В

Выпрямительная сборка D3 «выбирает» наибольшее напряжение из двух входов («E» и «F»). Это означает, что на входе дросселя L6 будут идти импульсы амплитудой 50 В с паузой 8 В. При скважности ШИМ 70% на выходе сформируется напряжение примерно 37 вольт.

Всё сказанное относилось к получению повышенного напряжения положительной полярности. Если необходимо сформировать и отрицательный выход, то схему следует «удвоить» – добавить конденсаторы C1, С2 и C3, диоды D1 и D2, пару диодов в сборку D3 и намотать вторую обмотку на выходном дросселе. Не забудьте сменить полярность конденсаторов и диодов.

У подобного решения только одно достоинство – не придется что-то делать с трансформатором. Впрочем, есть еще одно - незначительное, девиация напряжения на выходном дросселе небольшой амплитуды, поэтому размеры дросселя и его индуктивность могут быть сниженной величины. Фактически, можно использовать старую обмотку канала 12 В.

Недостатков больше и они серьезные:

  • Весь импульсный ток протекает через повышающие конденсаторы С1 и С2.
  • Очень большой ток заряда конденсаторов в начальный момент времени. Кроме снижения срока службы конденсаторов, высокая величина тока может вызвать срабатывание общей защиты блока питания и он отключится.
  • Низкий диапазон регулирования выходного напряжения.
  • Невозможно получить больше одного канала со стабилизацией выходного напряжения. Выходы «+37 В» и «-37 В» получаются по вышеприведенной схеме, а вот обычные «+/-12 В» придется формировать на отдельном дросселе при повышенном уровне пульсаций с частотой сети и низкой стабильностью.
Основной недостаток схемного решения - весь ток протекает через конденсаторы С1 и С2. Довольно просто найти конденсаторы с подходящей емкостью или ESR, но вот величина импульсного тока у них окажется низка. Чтобы не быть голословным, подберем подходящий конденсатор для рассматриваемого блока питания усилителя (выходное напряжение соответствует заданным условиям, величина тока до 10 А).

Ранее я ссылался на конденсаторы общего применения фирмы Jamicon серии LP, посмотрим, что есть в данном исполнении – 2200 мкФ 50 В. Максимальный ток 2 ампера. Совершенно не подходит, конденсатор выйдет из строя через неделю работы усилителя. Переходим к серьезным сериям, «Low ESR». Например, серия WL:

НоминалДиаметр, ммВысота, ммESR, мОмМакс. ток, А
2200 мкФ 35 В16 (18)32 (25)403.8 (3.5)
1500 мкФ 50 В16 (18)36 (32)514 (3.9)
1000 мкФ 35 В13 (18)25 (15)702.5 (2.1)
1000 мкФ 50 В13 (18)40 (20)703.4 (2.8)
680 мкФ 35 В10 (16)28 (15)103 (86)2 (1.7)
680 мкФ 50 В13 (16)30 (20)862.6 (2.3)

В круглых скобках указывается характеристики альтернативного варианта исполнения корпуса конденсатора.

Хочется отметить интересный момент, для конденсатора «680 мкФ 35 В» первое исполнение, в сравнении со вторым, несет меньшее внутреннее сопротивление и максимальный ток, обычно происходит обратное – снижение ESR повышает величину тока. Видимо, причина в разной площади поверхности корпуса.

Если смотреть на ESR, то все конденсаторы вполне устраивают. Ну, сколько может «упасть» на сопротивлении 40-90 мОм при токе 3-8 ампер? Пустяк. Блок питания работать будет. Вот так и появляются «китайские» поделки. К слову, в Китае производится масса качественной продукции, это местные фарцовщики закупают хлам, отсюда и происходит недоверие к китайской продукции … причем зря.

Ну ладно, собираем для себя, поэтому делать плохо не будем. Конденсатор должен выдерживать ток не менее 10/2=5 А в долговременном режиме и на одном конденсаторе получить такую характеристику не удастся. Остается вариант с установкой пары или тройки конденсаторов параллельно. Два конденсатора «1000 мкФ 35 В» обеспечат ток до 5 (4.2) ампера, что маловато. Можно взять конденсаторы того же номинала, но чуть большего напряжения «1000 мкФ 50 В», предельный ток составит величину 6.4 (5.6) ампера.

С учетом конечной индуктивности выходного дросселя этот вариант может устроить, но не особо хорошо. Перейдем к утроению конденсаторов, «680 мкФ 35 В» обеспечит ток до 6 (5.1) А, или «680 мкФ 50 В» 7.8 (6.9) А. Последний вариант смотрится уже веселее, блок питания сможет работать достаточно долго.

В результате получается, что в блок питания придется установить 3*2*2=12 конденсаторов «680 мкФ 50 В», выйдет не самое компактное устройство, а место в БП ограничено.

Схема моделировалась, но практически не испытывалась, поскольку не лежит у меня душа к таким решениям. Этот вариант доработки дается на ваш страх и риск.

overclockers.ru

Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питания

Всем привет, вы меня давно просите показать, как переделать компьютерный блок питания в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора или в лабораторный блок питания.

Ну что ж вооружитесь паяльником поскольку этот день настал, но прежде, чем начнем замечу, что в ходе переделки нужно соблюдать крайнюю осторожность, так как мы будем иметь дело с высоким напряжением.

Во время наладочных работ обязательно убедитесь, что блок питания отключен от сети, также не будет лишним лампочкой разрядить ёмкие электролиты на плате блока питания, либо после отключения подождать несколько минут, пока шунтирующие их резисторы не разрядят ёмкость.Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питанияСхема по которой мы будем переделывать довольно популярная, она более известная, как «схема от итальянца», актуально для блоков питания формата «at» на базе TL494. Современные блоки питания построены на самых разных микросхемах ШИМ, наиболее часто встречаются блоки питания на базе шим контроллера TL490 или её аналога КА7500 и компаратора LM339.Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питанияРанее я никогда не рассказывал о процессе переделки блоков питания, так как считаю, что проще собрать новый блок питания своими руками, чем переделывать компьютерный.

Хотя в сети очень много архивов на эту тему, но все повествуют нас о переделки конкретных блоков питания, универсальных способов нет и не может быть.Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питанияМне пришлось изрядно попотеть чтобы заставить блок питания работать как нужно, схема итальянца рабочая (есть в архиве в конце статьи), но чтобы применить её для блоков питания на основе TL494 и компаратора LM339, придётся выкинуть половину схемы, при том очень аккуратно, чтобы случайно не выкинуть то, что необходимо для работы.

Поэтому было решено сделать сверх доступное пособие по переделке блоков питания, всё будет очень наглядно в картинках и в мельчайших подробностях.

Сперва нужно найти блок питания. Подойдут блоки построенные на одной TL494 или более современные с применением компаратора LM339 и шим контроллера TL494.

Для начала замыкаем зеленый провод с любым из черных, Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питанияэтим запустив блок питания, начнёт крутится вентилятор, что свидетельствует о том, что блок рабочий, но лениться не стоит лучше мультиметром проверить напряжение на выходе блока питания.

Как мы знаем это у нас 3,3 вольта, 5 вольт и 12 вольт, если всё нормально вскрываем корпус, вынимаем плату и выпаиваем все провода оставляя только пару черных, пару желтых и зеленый провод.Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питания Нужны они для тестов, позже будут заменены или убраны.зарядное устройство из компьютерного блока питания

Далее, можно также выкинуть диодные сборки на линиях 5 и 3,3 вольта,зарядное устройство из компьютерного блока питания а конденсатор на шине 12 вольт заменить на 25,зарядное устройство из компьютерного блока питания а лучше 35 или 50 вольтовый, ёмкость от 1000 до 2.2 тысяч микрофарад.

зу из компьютерного блока питанияОчень и очень желательно использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением.

Теперь займёмся серьезным, смотрим на микросхему TL494, (в моём случае стоит аналог K7500), отпаиваем всё, что идёт к первому выводу микросхемы, это как правило несколько резисторов.зу из компьютерного блока питания

Далее смотрим на выводы 13, 14 и 15 той же микросхемы, скорее всего, все они будут замкнуты друг с другом, нужно разъединить 15 вывод от остальных двух,зу из компьютерного блока питания а точнее от 13-го и 14-го.  Я лично перерезал дорожку, зу из компьютерного блока питаниятаким образом выводы 1 и 15 у нас уже висят в воздухе,зу из компьютерного блока питания идём дальше.

Ту же самую операцию проводим с выводом 16,освобождая её от остальной обвязки. Далее берём любой резистор сопротивлением 2,2 килоома,зу из компьютерного блока питания протягиваем этот резистор с массы блока питания, (то есть с чёрного провода), к первому выводу микросхемы.

зу из компьютерного блока питания

Следующим делом, находим переменный резистор на 20 кОм и подключаем его так, как показано на фото.зу из компьютерного блока питания

По идее у нас готова регулировка напряжения, но ничего пока проверять не нужно.зу из компьютерного блока питания

Далее находим пару резисторов сопротивлением 0,1 оМ мощность каждого резистора 5 ватт,зу из компьютерного блока питания соединяем их параллельно и подключаем одним выводом к массе питания, другой конец резистора подключается к выводу 16 микросхемы TL494, этот резистор у нас будет в качестве датчика тока.зу из компьютерного блока питания зу из компьютерного блока питания зу из компьютерного блока питания

Думаете всё))), нет… сделано только полдела, далее нужно скачать архив, который находиться в конце статьи, там есть печатная плата в программе «sprint layout», которую я сделал специально для вас и подробно подписал.зу из компьютерного блока питаниязу из компьютерного блока питанияВсе точки на этой плате нужно подключить к соответствующим точкам, которые указаны на схеме,зу из компьютерного блока питания вот теперь ребята всё.

Можно радоваться и перейти к тестам, я всё сделал на макете, так как приходилось экспериментировать.

Теперь нужно окультурить всё это дело.зу из компьютерного блока питания зу из компьютерного блока питания зу из компьютерного блока питания Провода которые идут от самодельной платы желательно взять экранированные и как можно короче, места их соединений желательно и даже обязательно залить смолой или термоклеем. зу из компьютерного блока питанияОбрыв провода может стать причиной выхода из строя всей конструкции.

Теперь замыкаем зеленый провод с черным, но перед этим обязательно берём страховочную лампу ватт на 40, 60 и подключаем блок питания в сеть только через эту лампу, иначе при косяках возможен фейерверк.зу из компьютерного блока питания

Запускаем источник питания, регулируем сперва напряжение, убеждаемся, что всё прекрасно и плавно регулируется в диапазоне от полутора до 15 с лишним вольт, можно и больше но данный блок питания будет использован в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, а там 15 вольт сполна хватит.зу из компьютерного блока питанияГоняем блок питания несколько минут, можно даже с небольшой нагрузкой, если всё нормально убираем страховочную лампу и подключаем на выход блока питания более серьезную нагрузку в моем случае галогенка на 60 ватт.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Мультиметр показывает значение тока в цепи и как видим ток также прекрасно регулируется, снять кстати можно более 10 ампер.зу из компьютерного блока питанияОсталось только подключить более менее нормальный вольтамперметр например китайский, цифровой, за пару тройку баксов и в добрый путь, подключается следующим образом.зу из компьютерного блока питаниязу из компьютерного блока питания зу из компьютерного блока питания

Можно доработать данный блок питания защитой от переполюсовки, но это уже другая история… Спасибо всем за внимание.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

xn--100--j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Зарядное из блока питания – переделка для новичков

При изготовлении зарядного устройства из компьютерного блока питания, многие сталкиваются с проблемой подбора блока. Производителей, как и схем блоков, существует огромное количество, практически все они при правильном подходе поддаются переделке. Но, сделать зарядное из блока питания можно за полчаса, а можно потратить на это целый вечер, все зависит от самого блока. Сегодня в нашей статье мы расскажем, как нужно выбирать блок питания для переделки в зарядное. Также, на примере блока CWT-250W, будут показаны основные нюансы подобных переделок, если не удалось найти даже схему самого блока.

Как выбрать блок питания ATX для переделки в зарядное?

Важным моментом при выборе БП является микросхема ШИМ.

  • Блоки, собранные на ШИМ TL494 или аналогах KA7500, DBL494 и др., легко поддаются всевозможным переделкам, в процессе практически никогда не возникает проблем. Наличие на плате дополнительной микросхемы LM393 или LM339 зачастую не влияет на процесс переделки в зарядное устройство.
  • Блоки, в основе которых лежат микросхемы SG6105, AT2005, 2003 и другие ШИМ с супервизором также подходят для переделок. Но, увы, сам процесс намного сложнее и требует дополнительных навыков и сил.
  • Чем-то средним между этими крайностями являются блоки, у которых стоит ШИМ UC3843 и супервизор R7510. Процесс отключения супервизора происходит быстро, а корректировка выходного напряжения не займет много времени.

Как видим, самым простым будет переделка компьютерного блока в зарядное на основе ШИМ TL494. Ищем именно такой блок, если не охота морочить голову с обманом супервизора.

Зарядное из блока питания – переделка для новичков

Следующие материалы подготовил для нас Андрей Разумовский из далекой Сибири, г. Сургут, Ханты-Мансийского автономного округа, которому мы дали лишь небольшие подсказки при переделке.

— Паяю давно, так что обращаюсь с паяльником хорошо и микропайка не проблема, а вот с переделками сталкиваюсь первый раз. Решил попросить помощи, так как всё казалось страшным и сложным, так что очень благодарен за помощь в переделке.

Для переделки в зарядное устройство выбран блок CWT-250W.

Точную схему блока найти не удалось, обойдемся без нее. Интересная особенность этого блока – дежурка выполнена на небольшой отдельной плате.

И так, первым делом разбираем блок и выпаиваем все лишние провода. Зеленый провод обрезаем и подключаем к минусу БП, для автоматического старта блока.

ШИМ блока KA7500B, на плате также присутствует KIA393.

Находим первую ножку KA7500 (на фото отмечена красным), а также резистор, с помощью которого эта ножка соединяется с шиной +12 В.

Для наглядности, если нет точной схемы блока, этот участок лучше зарисовать самостоятельно. В 99% случаях участок схемы будет выглядеть вот так. Необходимый резистор обозначен как R29.




Выпаиваем его из платы и измеряем сопротивление, оно составило 38,2 кОм.

Далее заменяем этот резистор подстроечным на 100 кОм, настроенным на точно такое же сопротивление.

Увеличивая сопротивление подстроечного резистора, добиваемся необходимого напряжения на блоке, которое должно составлять 14-14,4 В. Если диапазона регулировки не хватает – последовательно с подстроечным резистором можно включить постоянный на 100 кОм.

Когда настройка выходного напряжения закончена, можно измерить текущее сопротивление (составило 149 кОм) и заменить постоянным резистором.

Последним шагом станет установка крокодилов на выход БП и подключение цифрового вольтамперметра. И можно считать, что зарядное из блока питания готово.

С какими трудностями можно столкнуться при переделке блока?

Иногда при достижении 13 — 13,2 В БП отключается, это верный признак того, что сработала защита от перенапряжения. Для ее отключения необходимо найти и отключить стабилитроны связанные с шиной +12 и +5 В. Более подробно читаем тут.

Важно помнить, что некоторые манипуляции с блоком происходят тогда, когда он включен в сеть и на некоторых компонентах присутствует опасное для жизни напряжение. Необходимо быть крайне внимательным и осторожным при переделке.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

diodnik.com

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о