Автор нашел удобным крепить плату к одному из радиаторов БП. Выходы PWM1, PWM2 запаивают прямо в соответствующие отверстия ранее установленного ШИМ-контроллера – выводы которых идут к базам транзисторов управления преобразователем (выводы 7 и 8 микросхемы DR-B2002). Подключения вывода Vcc осуществляется к точке, в которой имеется выходное напряжение схемы дежурного питания, значение которого может находиться в пределах 13…24В.
Кроме того, для исключения выхода из строя ключевых транзисторов в процессе наладки ИП, подключать его к сети следует через «предохранительную» лампу накаливания на 220В мощностью 100Вт. Ее можно подпаять к БП вместо сетевого предохранителя.
б).
Для этого предлагается вырезать из жести две клиновидные полоски, которые затем можно будет вставить в зазор между сердечником и каркасом, и с их помощью разъединить половинки сердечника. В случае разламывания или откалывания частей ферритового сердечника особо расстраиваться не стоит, так как его успешно можно склеить циакриланом (т. н. «суперклеем»).
Теперь обязательно нужно хорошо просушить катушку струей горячего воздуха для испарения воды, проникшей в обмотку во время вываривания.
Если разводка вторичной обмотки запаяна правильно (на выводы 12-вольтовой обмотки), то можно впаять трансформатор в плату БП и проверить его работоспособность.
Закрепляем нашу плату с тремя стабилизаторами к радиатору.
Вместо R60 необходимо поставить подстроечный резистор настроенный примерно на 60 кОм.
Тут же мы использовали три стабилизатора, нам не пришлось перерывать гору резисторов и искать, например резистор на 10 кОм, сопротивление которого будет именно 10, а не 9,5 кОм.
Закрепляем нашу плату с тремя стабилизаторами к радиатору.
Вместо R60 необходимо поставить подстроечный резистор настроенный примерно на 60 кОм.
Тут же мы использовали три стабилизатора, нам не пришлось перерывать гору резисторов и искать, например резистор на 10 кОм, сопротивление которого будет именно 10, а не 9,5 кОм.Самая простая переделка блока питания компъютера ATX на шим-контроллере 2003 в регулируемый. | Радио Канал
Добрый день дорогие мои читатели.
Сегодня я Вам расскажу, как переделать блок питания ATX на шим-контроллере 2003 в регулируемый блок питания. В отличии от переделки блоков питания ATX на шим-контроллере TL494 и его аналогов, тема переделки шим-контроллере 2003 радиолюбителями мало изучена и освещена. Микросхема 2003 представляет собой универсальный шим, спроектированный специально для компьютерных источников питания ATX. В ней содержится сам генератор ШИМ, несколько компараторов и блоков защиты. Защита блока питания основана на контроле выходных напряжений 3,3В; 5В и 12В.
Если на входах защиты напряжения отличаются от указанных, блок питания уходит в защиту. Подав контрольные напряжения, например с дежурки через стабилизатор и резистивный делитель, защиту можно обмануть.
Я переделывал блок питания GoldenPower300-B.
Чем хороши БП на шим-контроллере 2003, то тем что у них, в отличии от БП на шим-контроллере TL494, практически у всех одинаковая схема и расположение деталей на плате, и еще обозначения совпадают. Мне попадалось несколько таких блоков, и у них все было одинаково.
Переделку мы начнем с того, что вынем плату с БП и демонтируем с нее все лишнее. Можете смело ориентироваться по приведенному рисунку, все платы этих блоков одинаковые. Для наглядности плату привожу с разных сторон.
Дорабатываем дежурку. На диоде D9 у нас приблизительно 17В, к нему подключаем стабилизатор. От 12В будет также запитываться вентилятор, и питание ампервольтметра. С 5В дежурки через резистивный делитель получим 3,3В.
Следующий этап дорабатываем силовую часть.
Нагрузочные резисторы я применил МЛТ 2вт 2 шт последовательно.
И завершающий этап. Переносим наш резистистивный делитель ближе к ножкам микросхемы шим-контроллера 2003 и немного меняем его обвязку, согласно окончательной схемы. При приведенных на схеме номиналах регулировочного резистора 20К и его обвязки напряжение на выходе плавно регулируется от 0 до 22 Вольт.
Как видите переделка очень проста, я таким способом переделал несколько таких блоков. При проверки работоспособности БП, обязательно включайте его последовательно с лампой накаливания 60 Вт. Окончательно смонтированный блок питании выглядит так.
Сразу Вас предупреждаю, в этом блоке нет регулировки и защиты по току, а если Вы его будете использовать для зарядки аккумуляторов (автор в основном использует его для этих целей), соблюдайте полярность.
В следующей статье я расскажу, как я доработал такой блок сделав сделав в нем регулировку и защиту по току, а также защиту от переполюсовки.
Если Вам понравилась моя статья, жду от Вас поддержки лайками, комментариями, подпиской на мой канал и репостом статьи в социальных сетях
Регулируемый бп из компьютерного на шим tl494
Собственно, идея сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и током из компьютерного – не нова.
В интернете встречается немало вариантов подобных переделок.
Преимущества очевидны:
1. Такие блоки питания буквально «валяются под ногами».
2. Они содержат в себе все основные компоненты, а главное, готовые импульсные трансформаторы.
3. Они имеют превосходные массогабаритные характеристики – подобный трансформаторный блок питания весил бы более 10 кг (этот 1,3 кг всего).
Правда, они не лишены и недостатков:
1. Из-за импульсного преобразования – выходное напряжение содержит богатый спектр высокочастотных помех, что делает их ограниченно применимыми для питания радиостанций.
2. Не позволяют гарантированно получить низкое напряжение на выходе (менее 5 В) при малых токах нагрузки. Это относится только к АТ блокам питания, в которых нет дежурного источника. В ATX напряжение регулируется от 0 В.
И, тем не менее, такой блок питания прекрасно подходит для питания автомобильной электроники в домашних условиях, при проверке и отладке электронных устройств.
А наличие режима стабилизации тока позволяет использовать его как универсальное зарядное устройство для большой гаммы аккумуляторов!
Выходное напряжение — от 1 до 20 В
Выходной ток — до 10 А
Масса 1,3 кг
Внимание: это первая статья про переделку блока питания. Читайте также вторую часть!
Для начала, давайте разберёмся, какие блоки питания годятся для переделки. Лучшим образом, для лабораторного блока питания годятся как раз старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, KIA494, AZ494AP, M5T494P, UTC51494, KA7500, AZ7500BP, IR3M02, МВ3759, КР1114ЕУ4 и др. аналогах) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать, но всё же они лучше годятся для блоков питания с фиксированным выходным напряжением (например, 13,8 В).
Для дальнейшего понимания сути переделки, рассмотрим принцип работы блока питания для компьютера.
Более-менее стандартизированные блоки питания (PC/XT, AT, PS/2) для компьютеров появились в начале 80-х годов благодаря компании IBM, и просуществовали до 1996 года. Давайте рассмотрим их принцип действия по структурной схеме:
Сетевое напряжение поступает в блок питания через фильтр электромагнитных помех, который препятствует распространению высокочастотных помех от импульсного преобразователя в питающую сеть. За ним следует выпрямитель и сглаживающий фильтр, на выходе которого получаем постоянное напряжение 310 В. Это напряжение поступает на полумостовой инвертор, который преобразует его в прямоугольные импульсы и подаёт на первичную обмотку понижающего трансформатора T1.
Напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на выпрямители и сглаживающие фильтры. В итоге, на выходе мы получаем необходимые постоянные напряжения.
При подаче питания, в начальный момент, инвертор запускается в режиме автогенерации, а после появления напряжений на вторичных выпрямителях, в работу включатся ШИМ-контроллер (TL494), который синхронизирует работу инвертора, подавая запускающие импульсы в базы ключевых транзисторов через развязывающий трансформатор T2.
В блоке питания используется широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. Для увеличения напряжения на выходе, контроллер увеличивает длительность (ширину) импульсов запуска, а для уменьшения – уменьшает.
Стабилизация выходного напряжения в таких блоках питания часто осуществляется только по одному выходному напряжению (+5 В, как самому важному), иногда по двум (+5 и +12), но с приоритетом +5 В. Для этого, на вход компаратора контроллера (вывод 1 TL494, через делитель) поступает выходное напряжение. Контроллер подстраивает ширину импульсов запуска, для поддержания этого напряжения на необходимом уровне.
Также, блок питания имеет систему защиты 2 видов. Первую – от превышения суммарной мощности и короткого замыкания, и вторую, от перенапряжения на выходах. В случае перегрузки, схема останавливает работу генератора импульсов в ШИМ-контроллере (подавая +5 В на вывод 4 TL494).
Кроме того, блок питания содержит узел (на схеме не показан), формирующий на выходе сигнал POWER_GOOD («напряжения в норме»), после выхода блока питания на рабочий режим, разрешающий запуск процессора в компьютере.
Блок питания AT (PC/XT, PS/2) имеет всего 12 основных проводов для подключения к материнской плате (2 разъёма по 6 контактов). В 1995 году компания Intel с ужасом обнаружила, что существующие блоки питания не справляются с возросшей нагрузкой, и ввела стандарт на 20-ти/24-контактный разъём. Кроме того, мощности стабилизатора +3,3 В на материнской плате для питания процессора также перестало хватать, и его перенесли в блок питания. Ну и Microsoft, ввела в операционную систему Windows, режимы управления питанием Advanced Power Management (APM)… Так, в 1996 году появился современный блок питания ATX.
Рассмотрим отличия блока питания ATX от старых AT по его структурной схеме:
Режим Advanced Power Management (APM) потребовал отказаться от сетевого выключателя и ввести в блок питания второй импульсный преобразователь – источник дежурного напряжения +5 В. Этот маломощный блок питания работает всегда, когда сетевая вилка включена в сеть. Первичное напряжение на него поступает от того же выпрямителя и фильтра, что и на основной инвертор.
Кроме того, питание на ШИМ-контроллер в ATX поступает от этого же дежурного источника (не стабилизированные 12 — 22 В), а автозапуск инвертора отсутствует. Поэтому, блок питания стартует только при наличии импульсов запуска от контроллера. Включение основного блока питания осуществляется включением генератора импульсов ШИМ-контроллера сигналом PS_ON (замыканием его на массу) через схему защиты.
При переделке БП ATX, источник дежурного напряжения нужно сохранить. Во-первых, он будет питать достаточным напряжением ШИМ-контроллер при установке на выходе основного выпрямителя очень низкого напряжения (вплоть до 0 В). Во-вторых, от него можно запитать вентилятор, через 12 В стабилизатор. Характерные особенности переделки именно ATX БП изложены во второй части статьи.
Вот, и все основные отличия.
Как выбрать блок питания для переделки?
Как известно, блоки питания изготавливаются в Китае. А это может повлечь за собой отсутствие некоторых компонентов, которые они сочли «лишними»:
1.
На входе может отсутствовать фильтр электромагнитных помех. Самое главное в фильтре – это дроссель, намотанный на ферритовом кольце. Обычно, его прекрасно видно сквозь лопасти вентилятора. Вместо него могут оказаться проволочные перемычки. Наличие фильтра – косвенный признак качественного блока питания!
2. Также, нужно посмотреть на размер понижающего трансформатора (тот который побольше). От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200.
3. Для проверки работоспособности блока питания подключите к нему нагрузку. Я использую автомобильные лампы фар мощностью 50 – 55 Вт напряжением 12 В. Обязательно одну подсоедините к цепи +5 В (красный провод), а вторую, к цепи +12 В (жёлтый провод). Включите блок питания. Отсоедините разъём вентилятора (или, если на нём сэкономили китайцы, просто остановите рукой). Блок питания не должен пищать.
Спустя минуту отключите его от сети и пощупайте рукой температуру радиаторов и дросселя групповой фильтрации в фильтре вторичных напряжений. Дроссель должен быть холодный, а радиаторы тёплыми, но не раскалёнными!
Я использовал блок питания 1994 года выпуска мощностью 230 Вт – тогда ещё не экономили.
Переделка блока питания
Начать нужно с чистки блока питания от пыли. Для этого отсоедините (отпаяйте) от платы сетевые провода и провода к переключателю 110/220 – он нам больше не понадобится, т.к. в положении 220 В выключатель разомкнут. Выньте плату из корпуса. Пылесос, жёсткая кисточка, и вперёд!
Далее, нужно попытаться найти электрическую принципиальную схему вашего блока питания, или хотя бы максимально на неё похожую (отличаются они не существенно). Она вам поможет ориентироваться в номиналах «отсутствующих» компонентов. Рекомендую искать здесь. Я не исключаю, что, как и мне, вам придётся некоторые узлы срисовывать с платы.
Далее нужно выполнить несколько общих модификаций по установке недостающих частей и умощнению цепей первичного напряжения и инвертора.
Рассмотрим на примере электрической схемы моего блока питания.
Номиналы заменяемых компонентов на схеме выделены красным цветом. У вновь устанавливаемых компонентов, красным цветом выделены позиционные обозначения.
1. Проверьте наличие всех конденсаторов и дросселя в фильтре электромагнитных помех. При отсутствии – установите их (у меня отсутствовал только C2). Я также установил второй, дополнительный фильтр помех, выполненный в виде гнезда для подключения сетевого шнура.
2. Посмотрите типы используемых диодов в выпрямителе (D1 – D4). Если там стоят диоды с током до 1 А (например, 1N4007) – замените их минимум на 2-х амперные, или установите диодный мост. У меня стоял 2-х амперный мост.
3. В подавляющем большинстве блоков питания в фильтре первичного напряжения установлены конденсаторы ёмкостью не более 200 мкФ (С5 – С6). Для отдачи полной мощности, замените их конденсаторами ёмкостью 470 – 680 мкФ, подходящими по размерам, напряжением не менее 200 В.
Предпочтение следует отдавать группе 105°C.
4. Транзисторы в полумостовом инверторе (Q1, Q2) могут быть самые разнообразные. В принципе, большинство из них греется не криминально. Для снижения нагрева, их можно заменить на более мощные – например, 2SC4706, установив их на радиатор, через изолирующие прокладки. Я пошёл ещё дальше и заменил оба радиатора на более эффективные.
5. В процессе испытания блока питания под максимальной нагрузкой, у меня нагрелся и лопнул конденсатор С7 (обычно это 1 мкФ 250 В). Этот конденсатор не должен греться вообще. Я думаю, он был неисправен, но заменил его всё же на 2,2 мкФ 400 В.
Теперь рассмотрим структурную схему переделанного блока питания:
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), удалить схему PS_ON (что бы БП ключался автоматически), переделать схему защиты, добавить схему управления, шунт (R1, входит в состав амперметра) и измерительные приборы.
Элементы схемы POWER_GOOG тоже можно удалить. Теперь подробнее.
Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. В наиболее мощных и качественных БП, цепи выпрямителя и фильтра +12 В уже имеют второй дроссель и достаточно места для установки электролитических конденсаторов. Но если в цепи фильтра +12 В нет второго дросселя, то лучший вариант — монтировать всё на месте 5-ти вольтового, а затем, перекинуть на него выводы обмотки 12 В. Ниже я опишу именно второй вариант.
Выпрямитель вторичных напряжений и фильтр, после переделки должны выглядеть следующим образом:
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек R1, C1, R2, С2 и R3, C3 и дросселя L2. Впоследствии, при выходном напряжении порядка 20 В я заметил нагрев резистора R1 и заменил его на 22 Ом.
2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя –5 В (он нам ещё понадобится).
3. На месте диодной сборки выпрямителя +5 В (D3) установите сборку на диодах Шоттки на ток 2х30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150. (Штатная 5-ти вольтовая сборка диодов имеет обратное напряжение всего 40 В, а штатные диоды в выпрямителе 12 В рассчитаны на слишком слабый ток – их использовать нельзя.) Эта сборка практически не греется при работе.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи R1, C1, подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы (C5, C6) ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы C4 и C7. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт.
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации (L1) не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. (Обычно, 5 В обмотки содержат 10 витков, а 12 В – 20 витков.) Намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Если в процессе работы будет греться, то увеличьте число витков до 50-ти.
Если же дроссель грелся, то его сердечник испорчен (есть такая проблема у порошкового железа – «спекается») то придётся искать новый сердечник из порошкового железа (не ферритовый!). Мне пришлось купить кольцевой сердечник белого цвета чуть большего диаметра и намотать новую обмотку. Вообще не греется.
7. Дроссель L2 остаётся штатный, от 5-ти вольтового фильтра (обычно это несколько витков на ферритовом стержне).
8. Для питания вентилятора в БП AT используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В (D1, D2), их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен – запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью.
Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. –5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор C9. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
Это самый простой способ получить «стабильные» +12 В в регулируемом БП AT для вентилятора. Если же вы переделываете БП ATX то используйте для питания вентилятора напряжение (12-22 В) дежурного источника напряжения, включив вентилятор, если требуется, через стабилизатор 12 В, например 7812. Только увеличьте ёмкости конденсаторов в этом источнике раз в 10. Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Если в вашем БП вентилятор получал питание от схемы управления по температуре, то лучше сохранить её. Это уменьшит шум от работы БП при малых нагрузках.
9. В цепи питания ШИМ-контроллера (Vcc), необходимо увеличить ёмкости конденсаторов фильтров C10 и C11. Напряжение с конденсатора C10 (Vdd) используется для питания цифровых амперметра и вольтметра.
Если вы переделываете БП ATX, в котором имеется источник дежурного напряжения (+5V_SB), – сохраните его! В штатной схеме он используется как второй (параллельный) источник питания для ШИМ-контроллера (развязанный через диод). Это позволит сохранять высокое напряжение питания ШИМ, даже при низком напряжении на выходе блока питания (основного выпрямителя). Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Каждому радиолюбителю, ремонтнику или просто мастеру необходим источник питания, чтобы питать свои схемы, тестировать их при помощи блока питания, либо же просто иногда необходимо зарядить аккумулятор. Случилось так, что и я увлекся этой темой некоторое время назад и мне так же стал необходим подобный девайс. Как обычно, по этому вопросу было перелопачено много страниц в интернете, следил за многими темами на форумах, но точно того, что было нужно мне в моем представлении не было нигде — тогда было решено все сделать самому, собрав всю необходимую информацию по частям. Таким образом родился на свет импульсный лабораторный блок питания на микросхеме TL494.
Что особенного – да вроде мало чего, но я поясню – переделывать родной блок питания компьютера все на той же печатной плате мне кажется не совсем по фен-шую, да и не красиво. С корпусом та же история – дырявая железяка просто не смотрится, хотя если есть фанаты такого стиля, ничего против не имею. Поэтому в основе данной конструкции лежат лишь основные детали от родного компьютерного блока питания, а вот печатная плата (точнее печатные платы – их на самом деле три) сделана уже отдельно и специально под корпус. Корпус здесь состоит также из двух частей – само собой основа корпус Kradex Z4A, а так же вентилятор (кулер), который вы можете видеть на фото. Он является как бы продолжением корпуса, но обо всем по порядку.
Схема блока питания:
Список деталей вы можете увидеть в конце статьи. А теперь коротко разберем схему импульсного лабораторного блока питания. Схема работает на микросхеме TL494, существует много аналогов, однако рекомендую все же использовать оригинальные микросхемы, стоят они совсем недорого, а работают надежно в отличие от китайских аналогов и подделок. Можно также разобрать несколько старых блоков питания от компьютеров и насобирать необходимых деталей от туда, но я рекомендую по возможности использовать все же новые детали и микросхемы – это повысит шанс на успех, так сказать. По причине того, что выходная мощность встроенных ключевых элементов TL494 не достаточная, чтобы управлять мощными транзисторами, работающих на основной импульсный трансформатор Tr2, строится схема управления силовыми транзисторами T3 и T4 с применением управляющего трансформатора Tr1. Данный трансформатор управления использован от старого блока питания компьютера без внесения изменений в состав обмоток. Трансформатор управления Tr1 раскачивается транзисторами T1 и T2.
Сигналы управляющего трансформатора через диоды D8 и D9 поступают на базы силовых транзисторов. Транзисторы T3 и T4 используются биполярные марки MJE13009, можно использовать транзисторы на меньший ток – MJE13007, но здесь все же лучше оставить на больший ток, чтобы повысить надежность и мощность схемы, хотя от короткого замыкания в высоковольтных цепях схемы это не спасет. Далее эти транзисторы раскачивают трансформатор Tr2, который преобразует выпрямленное напряжение 310 вольт от диодного моста VDS1 в необходимое нам (в данном случае 30 – 31 вольт). Данные по перемотке (или намотке с нуля) трансформатора чуть позже. Выходное напряжение снимается с вторичных обмоток этого трансформатора, к которым подключается выпрямитель и ряд фильтров, чтобы напряжение было максимально без пульсаций. Выпрямитель необходимо использовать на диодах Шоттки, чтобы минимизировать потери при выпрямлении и исключить большой нагрев этого элемента, по схеме используется сдвоенный диод Шоттки D15. Здесь также чем больше допустимый ток диодов, тем лучше. При неосторожности при первых запусках схемы большая вероятность испортить эти диоды и силовые транзисторы T3 и T4. В выходных фильтрах схемы стоит использовать электролитические конденсаторы с низким ЭПС (Low ESR). Дроссели L5 и L6 были использованы от старых блоков питания компьютеров (хотя как старых – просто неисправных, но достаточно новых и мощных, кажется 550 Вт). L6 использован без изменения обмотки, представляет собой цилиндр с десятком или около того витков толстого медного провода. L5 необходимо перемотать, так как в компьютере используется несколько уровней напряжения – нам нужно только одно напряжение, которое мы будем регулировать.
L5 представляет собой кольцо желтого цвета (не всякое кольцо пойдет, так как могут применяться ферриты с разными характеристиками, нам нужно именно желтого цвета). На это кольцо нужно намотать примерно 50 витков медного провода диаметром 1,5 мм. Резистор R34 гасящий – он разряжает конденсаторы, чтобы при регулировке не возникло ситуации долгого ожидания уменьшения напряжения при повороте ручки регулировки.
Наиболее подверженные нагреву элементы T3 и T4, а также D15 устанавливаются на радиаторы. В данной конструкции они были также взяты от старых блоков и отформатированы (отрезаны и изогнуты под размеры корпуса и печатной платы).
Схема является импульсной и может вносить в бытовую сеть собственные помехи, поэтому необходимо использовать синфазный дроссель L2. Чтобы отфильтровывать уже имеющиеся помехи сети используются фильтры с применением дросселей L3 и L4. Терморезистор NTC1 исключит скачок тока в момент включения схемы в розетку, старт схемы получится более мягкий.
Чтобы управлять напряжением и током, а также для работы микросхемы TL494 необходимо напряжение более низкого уровня, чем 310 вольт, поэтому используется отдельная схема питания для этого. Построена она на малогабаритном трансформаторе Tr3 BV EI 382 1189. С вторичной обмотки напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором – просто и сердито. Таким образом, получаем 12 вольт, необходимые для управляющей части схемы блока питания. Далее 12 вольт стабилизируются до 5 вольт при помощи микросхемы линейного стабилизатора 7805 – это напряжение используется для схемы индикации напряжения и тока. Также искусственно создается напряжение -5 вольт для питания операционного усилителя схемы индикации напряжения и тока. В принципе можно использовать любую доступную схему вольтметра и амперметра для данного блока питания и при отсутствии необходимости данный каскад стабилизации напряжения можно исключить. Как правило, используются схемы измерения и индикации, построенные на микроконтроллерах, которым необходимо питания порядка 3,3 – 5 вольта. Подключение амперметра и вольтметра указано на схеме.
На фото печатная плата с микроконтроллером — амперметр и вольтметр, к панели прикреплены на болтики, которые ввинчиваются в гайки, надежно приклеенные к пластмассе супер клеем. Данный индикатор имеет ограничение по измерению тока до 9,99 А, что явно маловато для данного блока питания. Кроме как функций индикации модуль измерения тока и напряжения больше никак не задействован относительно основной платы устройства. Функционально подойдет любой измерительный модуль на замену.
Схема регулировки напряжения и тока построена на четырех операционных усилителях (используется LM324 – четыре операционных усилителя в одном корпусе). Для питания этой микросхемы стоит использовать фильтр по питания на элементах L1 и C1, C2. Настройка схемы заключается в подборе элементов, помеченных звездочкой для задания диапазонов регулирования. Схема регулировки собрана на отдельной печатной плате. Кроме того, для более плавной регулировки по току можно использовать несколько переменных резисторов соединенных соответствующим образом.
Для задания частоты преобразователя необходимо подобрать номинал конденсатора C3 и номинал резистора R3. На схеме указана небольшая табличка с расчетными данными. Слишком большая частота может увеличить потери на силовых транзисторах при переключении, поэтому слишком увлекаться не стоит, оптимально, на мой взгляд, использовать частоту 70-80 кГц, а то и меньше.
Теперь о параметрах намотки или перемотки трансформатора Tr2. Основу я также использовал от старых блоков питания компьютера. Если большой ток и большое напряжения вам не нужны, то можно такой трансформатор не перематывать, а использовать готовый, соединив обмотки соответствующим образом. Однако если необходим больший ток и напряжение, то трансформатор необходимо перемотать, чтобы получить более лучший результат. Прежде всего придется разобрать сердечник, который у нас имеется. Это самый ответственный момент, так как ферриты достаточно хрупкие, а ломать их не стоит, иначе все на мусор. Итак, чтобы разобрать сердечник, его необходимо нагреть, так как для склеивания половинок обычно изготовитель использует эпоксидную смолу, которая при нагреве размягчается. Открытые источники огня использовать не стоит. Хорошо подойдет электронагревательное оборудование, в бытовых условиях – это, например электроплита. При нагреве аккуратно разъединяем половинки сердечника. После остывания снимаем все родные обмотки. Теперь нужно рассчитать необходимое количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Для этого можно использовать программу ExcellentIT(5000), в которой задаем необходимые нам параметры преобразователя и получаем расчет количества витков относительно используемого сердечника. Далее после намотки сердечник трансформатор необходимо обратно склеить, желательно также использовать высокопрочный клей или эпоксидную смолу. При покупке нового сердечника потребность в склейке может отсутствовать, так как часто половинки сердечника могут стягиваться металлическими скобами и болтиками. Обмотки необходимо наматывать плотно, чтобы исключить акустический шум при работе устройства. По желанию обмотки можно заливать какими-нибудь парафинами.
Печатные платы проектировались для корпуса Z4A. Сам корпус подвергается небольшим доработкам, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха для охлаждения. Для этого по бокам и сзади сверлится несколько отверстий, а сверху прорезаем отверстие для вентилятора. Вентилятор дует вниз, лишний воздух уходит через отверстия. Можно вентилятор расположить и наоборот, чтоы он высасывал воздух из корпуса. По факту охлаждение вентилятором редко когда понадобится, к тому же даже при больших нагрузках элементы схемы сильно не греются.
Также подготавливаются лицевые панели. Индикаторы напряжения и тока используются с применением семисегментных индикаторов, а в качестве светофильтра для этих индикаторов используется металлизированная антистатическая пленка, наподобие той, в которую упаковывают радиоэлементы с пометкой чувствительности к электростатике. Можно также использовать полупрозрачную пленку, которую клеят на оконные стекла, либо тонирующую пленку для автомобилей. Набор элементов на лицевой панели спереди и сзади можно компоновать по любому вкусу. В моем случае сзади разъем для подключения к розетке, отсек предохранителя и выключатель. Спереди – индикаторы тока и напряжения, светодиоды индикации стабилизации тока (красный) и стабилизации напряжения (зеленый), ручки переменных резисторов для регулировки тока и напряжения и быстрозажимной разъем, к которому подключено выходное напряжение.
При правильной сборке блок питания нуждается только в подстройке диапазонов регулирования.
Защита по току (стабилизация по току) работает следующим образом: при превышении установленного тока на микросхему TL494 подается сигнал о снижении напряжения – чем меньше напряжение, тем меньше ток. При этом на лицевой панели загорается красный светодиод, сигнализирующий о превышении установленного тока, либо о коротком замыкании. В нормальном режиме стабилизации напряжения горит зеленый светодиод.
Основные характеристики импульсного лабораторного блока питания зависят в основном от применяемой элементной базы, в данном варианте характеристики следующие:
- Входное напряжение – 220 вольт переменного тока
- Выходное напряжение – от 0 до 30 вольт постоянного тока
- Выходной ток составляет более 15 А (фактически тестированное значение)
- Режим стабилизации напряжения
- Режим стабилизации тока (защита от короткого замыкания)
- Индикация обоих режимов светодиодами
- Малые габариты и вес при большой мощности
- Регулировка ограничения тока и напряжения
Подводя итог, можно отметить, что лабораторный блок питания получился достаточно качественный и мощный. Это позволяет использовать данный вариант блока питания как для тестирования каких-то своих схем, так и вплоть до зарядки автомобильных аккумуляторов. Стоит отметить также то, что емкости на выходе стоят достаточно большие, поэтому коротких замыканий лучше не допускать, так как разряд конденсаторов с большой вероятностью может вывести схему из строя (ту, к которой подключаемся), однако без этой емкости выходное напряжение будет хуже – возрастут пульсации. Это особенность именно импульсного блока, в аналоговых блока питания выходная емкость не превышает 10 мкФ как правило в силу своей схемотехники. Таким образом, получаем универсальный лабораторный импульсный блок питания способный работать в широком диапазоне нагрузок практически от нуля до десятков ампер и вольт. Блок питания прекрасно зарекомендовал себя как при питании небольших схем при тестировании (но тут защита от КЗ поможет мало из-за большой выходной емкости) с потреблением в миллиамперы, так и в применении в ситуациях, кода необходима большая выходная мощность за время моего скудного опыта в области электроники.
Этот лабораторный блок питания я сделал около 4 лет назад, когда только начинал делать первые шаги в электронике. До настоящего времени ни одной поломку с учетом того, что работал часто далеко за пределами 10 ампер (зарядка автомобильных аккумуляторов). При описании за счет давнего срока изготовления мог что-то упустить, вопросы, замечания складывайте в комментариях.
По для расчета трансформатора: ExcellentIT
Прилагаю к статье печатные платы (вольтметр и амперметр сюда не входят — можно применять абсолютно любые).
| JLCPCB — это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае. Для более чем 600000 заказчиков по всему миру мы делаем свыше 15000 онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день! |
Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element
Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494
Этот стабилизатор обладает неплохими характеристиками, имеет плавную регулировку тока и напряжения, хорошую стабилизацию, без проблем терпит короткие замыкания, относительно простой и не требует больших финансовых затрат. Он обладает высоким кпд за счет импульсного принципа работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что позволит построить мощное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения. При желании можно увеличить выходной ток до 20-и и более ампер.
В интернете подобных устройств, каждое имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы у них одинаковый. Предлагаемый вариант — это попытка создания простого и достаточно мощного стабилизатора.
За счет применения полевых ключей удалось значительно увеличить нагрузочную способность источника и снизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе до 4-х ампер транзисторы и силовой диод можно не устанавливать на радиаторы.
Номиналы некоторых компонентов на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для своих нужд.
Диапазон регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае максимальное напряжение 22 вольта, т.к. я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе спокойно можно получить до 28-и Вольт. Диапазон регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, зависит от сопротивления датчика тока и силовых элементов схемы.
Устройство не боится коротких замыканий, просто сработает ограничение тока.
Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494, выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.
Хочу обратить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.
Нагрузочный резистор на выходе применен для быстрого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к. при уменьшении выходного напряжения конденсаторам нужно время, для разрядки, а этот резистор быстро их разрядит. Сопротивление этого резистора нужно пересчитать, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт. Резистор двух ваттный, рассчитан с запасом по мощности, в ходе работы может греться, это нормально.
Как это работает:
ШИМ контроллер формирует управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор, и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым свойственно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции. Когда транзистор закрывается накопленный в дросселе заряд через диод шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диод в данном случае откроется, т.к. напряжение с дросселя имеет обратную полярность. Этот процесс будет повторяться десятки тысяч раз в секунду, в зависимости от рабочей частоты микросхемы ШИМ. По факту ШИМ контроллер всегда отслеживает напряжение на выходном конденсаторе.
Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое присутствует на инверсном входе усилителя ошибки. При снижении выходного напряжения будет снижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет увеличивать длительности импульсов, следовательно транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет обратное — микросхема уменьшит длительность управляющих импульсов. Указанным делителем можно принудительно менять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая или уменьшая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для наиболее точной регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обычный.
Минимальное выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается указанным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения приемлемых для вас значений, не советуется снижать минимальное напряжение ниже 1 вольта.
Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован второй усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494. Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, опять сравнивается с опорным, а дальше происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения. Указанным резистором можно регулировать выходной ток.
Токовый шунт изготовлен из двух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.
Накопительный дроссель намотан на желто белом кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.
Так как схема планировалась на довольно большой входной ток, целесообразно использовать два сложенных вместе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков намотанных двумя жилами провода диаметром 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.
Диод желательно использовать с барьером Шоттки и обратным напряжением 100-200 вольт, в моем случае применена мощная диодная сборка MBR4060 на 60 вольт 40 Ампер.
Силовые ключи вместе с диодом устанавливают на общий радиатор, притом изолировать подложки компонентов от радиатора не нужно, т.к. они общие.
Подробное описание и испытания блока можно посмотреть в видео
Как сделать регулируемый блок питания из компьютерного
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!
Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!
Добрый день. Хотелось бы уточнить номиналы резисторов R3, R8, R14 и R18, параметры L1 в управляющей электронике, номиналы резисторов R22 и R25 в фальшпанеле, а также возможно ли выложить печатные платы. Спасибо.
Автору конечно респект за разработку! Но для повторения нужно сначала расколдовать схему управления БП, котораые в ПДФе. Блин! Что заставляет вас сначала зашифровывать схему? А тот, для кого это здесь выложено, потом расшифровывает эту схему. Какой же дебил так так придумал. Неужели нельзя было нормально нарисовать обе схемы управления (pdf) на одном листе и без всяких ссылок типа: Vref, AGND… Что за бездарность такая. BSVi — тебе большой минус по черчению схем! Ты бездарность. Никогда больше этого не делай. Попроси специалистов сделать это
Автор проделал приличную работу и написал полезную статью.
Насчет схем, уж извините, наоборот, Вы показываете свою безграмотность 🙂
Возьмите пример применения любой импортной микросхемы (App Note), и Вы увидите там такой же стиль оформления электрических схем.
Этот стиль, кстати, весьма удобен тем, что даже достаточно объемная схема остается легко читаемой, а не превращается в трудночитаемую «вермишель».
Создать новую ветку комментариев
Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.
Собственно, идея сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и током из компьютерного – не нова. В интернете встречается немало вариантов подобных переделок.
Преимущества очевидны:
1. Такие блоки питания буквально «валяются под ногами».
2. Они содержат в себе все основные компоненты, а главное, готовые импульсные трансформаторы.
3. Они имеют превосходные массогабаритные характеристики – подобный трансформаторный блок питания весил бы более 10 кг (этот 1,3 кг всего).
Правда, они не лишены и недостатков:
1. Из-за импульсного преобразования – выходное напряжение содержит богатый спектр высокочастотных помех, что делает их ограниченно применимыми для питания радиостанций.
2. Не позволяют гарантированно получить низкое напряжение на выходе (менее 5 В) при малых токах нагрузки. Это относится только к АТ блокам питания, в которых нет дежурного источника. В ATX напряжение регулируется от 0 В.
И, тем не менее, такой блок питания прекрасно подходит для питания автомобильной электроники в домашних условиях, при проверке и отладке электронных устройств. А наличие режима стабилизации тока позволяет использовать его как универсальное зарядное устройство для большой гаммы аккумуляторов!
Выходное напряжение — от 1 до 20 В
Выходной ток — до 10 А
Масса 1,3 кг
Внимание: это первая статья про переделку блока питания. Читайте также вторую часть!
Для начала, давайте разберёмся, какие блоки питания годятся для переделки. Лучшим образом, для лабораторного блока питания годятся как раз старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, KIA494, AZ494AP, M5T494P, UTC51494, KA7500, AZ7500BP, IR3M02, МВ3759, КР1114ЕУ4 и др. аналогах) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать, но всё же они лучше годятся для блоков питания с фиксированным выходным напряжением (например, 13,8 В).
Для дальнейшего понимания сути переделки, рассмотрим принцип работы блока питания для компьютера.
Более-менее стандартизированные блоки питания (PC/XT, AT, PS/2) для компьютеров появились в начале 80-х годов благодаря компании IBM, и просуществовали до 1996 года. Давайте рассмотрим их принцип действия по структурной схеме:
Сетевое напряжение поступает в блок питания через фильтр электромагнитных помех, который препятствует распространению высокочастотных помех от импульсного преобразователя в питающую сеть. За ним следует выпрямитель и сглаживающий фильтр, на выходе которого получаем постоянное напряжение 310 В. Это напряжение поступает на полумостовой инвертор, который преобразует его в прямоугольные импульсы и подаёт на первичную обмотку понижающего трансформатора T1.
Напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на выпрямители и сглаживающие фильтры. В итоге, на выходе мы получаем необходимые постоянные напряжения.
При подаче питания, в начальный момент, инвертор запускается в режиме автогенерации, а после появления напряжений на вторичных выпрямителях, в работу включатся ШИМ-контроллер (TL494), который синхронизирует работу инвертора, подавая запускающие импульсы в базы ключевых транзисторов через развязывающий трансформатор T2.
В блоке питания используется широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. Для увеличения напряжения на выходе, контроллер увеличивает длительность (ширину) импульсов запуска, а для уменьшения – уменьшает.
Стабилизация выходного напряжения в таких блоках питания часто осуществляется только по одному выходному напряжению (+5 В, как самому важному), иногда по двум (+5 и +12), но с приоритетом +5 В. Для этого, на вход компаратора контроллера (вывод 1 TL494, через делитель) поступает выходное напряжение. Контроллер подстраивает ширину импульсов запуска, для поддержания этого напряжения на необходимом уровне.
Также, блок питания имеет систему защиты 2 видов. Первую – от превышения суммарной мощности и короткого замыкания, и вторую, от перенапряжения на выходах. В случае перегрузки, схема останавливает работу генератора импульсов в ШИМ-контроллере (подавая +5 В на вывод 4 TL494).
Кроме того, блок питания содержит узел (на схеме не показан), формирующий на выходе сигнал POWER_GOOD («напряжения в норме»), после выхода блока питания на рабочий режим, разрешающий запуск процессора в компьютере.
Блок питания AT (PC/XT, PS/2) имеет всего 12 основных проводов для подключения к материнской плате (2 разъёма по 6 контактов). В 1995 году компания Intel с ужасом обнаружила, что существующие блоки питания не справляются с возросшей нагрузкой, и ввела стандарт на 20-ти/24-контактный разъём. Кроме того, мощности стабилизатора +3,3 В на материнской плате для питания процессора также перестало хватать, и его перенесли в блок питания. Ну и Microsoft, ввела в операционную систему Windows, режимы управления питанием Advanced Power Management (APM)… Так, в 1996 году появился современный блок питания ATX.
Рассмотрим отличия блока питания ATX от старых AT по его структурной схеме:
Режим Advanced Power Management (APM) потребовал отказаться от сетевого выключателя и ввести в блок питания второй импульсный преобразователь – источник дежурного напряжения +5 В. Этот маломощный блок питания работает всегда, когда сетевая вилка включена в сеть. Первичное напряжение на него поступает от того же выпрямителя и фильтра, что и на основной инвертор.
Кроме того, питание на ШИМ-контроллер в ATX поступает от этого же дежурного источника (не стабилизированные 12 — 22 В), а автозапуск инвертора отсутствует. Поэтому, блок питания стартует только при наличии импульсов запуска от контроллера. Включение основного блока питания осуществляется включением генератора импульсов ШИМ-контроллера сигналом PS_ON (замыканием его на массу) через схему защиты.
При переделке БП ATX, источник дежурного напряжения нужно сохранить. Во-первых, он будет питать достаточным напряжением ШИМ-контроллер при установке на выходе основного выпрямителя очень низкого напряжения (вплоть до 0 В). Во-вторых, от него можно запитать вентилятор, через 12 В стабилизатор. Характерные особенности переделки именно ATX БП изложены во второй части статьи.
Вот, и все основные отличия.
Как выбрать блок питания для переделки?
Как известно, блоки питания изготавливаются в Китае. А это может повлечь за собой отсутствие некоторых компонентов, которые они сочли «лишними»:
1. На входе может отсутствовать фильтр электромагнитных помех. Самое главное в фильтре – это дроссель, намотанный на ферритовом кольце. Обычно, его прекрасно видно сквозь лопасти вентилятора. Вместо него могут оказаться проволочные перемычки. Наличие фильтра – косвенный признак качественного блока питания!
2. Также, нужно посмотреть на размер понижающего трансформатора (тот который побольше). От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200.
3. Для проверки работоспособности блока питания подключите к нему нагрузку. Я использую автомобильные лампы фар мощностью 50 – 55 Вт напряжением 12 В. Обязательно одну подсоедините к цепи +5 В (красный провод), а вторую, к цепи +12 В (жёлтый провод). Включите блок питания. Отсоедините разъём вентилятора (или, если на нём сэкономили китайцы, просто остановите рукой). Блок питания не должен пищать.
Спустя минуту отключите его от сети и пощупайте рукой температуру радиаторов и дросселя групповой фильтрации в фильтре вторичных напряжений. Дроссель должен быть холодный, а радиаторы тёплыми, но не раскалёнными!
Я использовал блок питания 1994 года выпуска мощностью 230 Вт – тогда ещё не экономили.
Переделка блока питания
Начать нужно с чистки блока питания от пыли. Для этого отсоедините (отпаяйте) от платы сетевые провода и провода к переключателю 110/220 – он нам больше не понадобится, т.к. в положении 220 В выключатель разомкнут. Выньте плату из корпуса. Пылесос, жёсткая кисточка, и вперёд!
Далее, нужно попытаться найти электрическую принципиальную схему вашего блока питания, или хотя бы максимально на неё похожую (отличаются они не существенно). Она вам поможет ориентироваться в номиналах «отсутствующих» компонентов. Рекомендую искать здесь. Я не исключаю, что, как и мне, вам придётся некоторые узлы срисовывать с платы.
Далее нужно выполнить несколько общих модификаций по установке недостающих частей и умощнению цепей первичного напряжения и инвертора. Рассмотрим на примере электрической схемы моего блока питания.
Номиналы заменяемых компонентов на схеме выделены красным цветом. У вновь устанавливаемых компонентов, красным цветом выделены позиционные обозначения.
1. Проверьте наличие всех конденсаторов и дросселя в фильтре электромагнитных помех. При отсутствии – установите их (у меня отсутствовал только C2). Я также установил второй, дополнительный фильтр помех, выполненный в виде гнезда для подключения сетевого шнура.
2. Посмотрите типы используемых диодов в выпрямителе (D1 – D4). Если там стоят диоды с током до 1 А (например, 1N4007) – замените их минимум на 2-х амперные, или установите диодный мост. У меня стоял 2-х амперный мост.
3. В подавляющем большинстве блоков питания в фильтре первичного напряжения установлены конденсаторы ёмкостью не более 200 мкФ (С5 – С6). Для отдачи полной мощности, замените их конденсаторами ёмкостью 470 – 680 мкФ, подходящими по размерам, напряжением не менее 200 В. Предпочтение следует отдавать группе 105°C.
4. Транзисторы в полумостовом инверторе (Q1, Q2) могут быть самые разнообразные. В принципе, большинство из них греется не криминально. Для снижения нагрева, их можно заменить на более мощные – например, 2SC4706, установив их на радиатор, через изолирующие прокладки. Я пошёл ещё дальше и заменил оба радиатора на более эффективные.
5. В процессе испытания блока питания под максимальной нагрузкой, у меня нагрелся и лопнул конденсатор С7 (обычно это 1 мкФ 250 В). Этот конденсатор не должен греться вообще. Я думаю, он был неисправен, но заменил его всё же на 2,2 мкФ 400 В.
Теперь рассмотрим структурную схему переделанного блока питания:
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), удалить схему PS_ON (что бы БП ключался автоматически), переделать схему защиты, добавить схему управления, шунт (R1, входит в состав амперметра) и измерительные приборы. Элементы схемы POWER_GOOG тоже можно удалить. Теперь подробнее.
Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. В наиболее мощных и качественных БП, цепи выпрямителя и фильтра +12 В уже имеют второй дроссель и достаточно места для установки электролитических конденсаторов. Но если в цепи фильтра +12 В нет второго дросселя, то лучший вариант — монтировать всё на месте 5-ти вольтового, а затем, перекинуть на него выводы обмотки 12 В. Ниже я опишу именно второй вариант.
Выпрямитель вторичных напряжений и фильтр, после переделки должны выглядеть следующим образом:
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек R1, C1, R2, С2 и R3, C3 и дросселя L2. Впоследствии, при выходном напряжении порядка 20 В я заметил нагрев резистора R1 и заменил его на 22 Ом.
2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя –5 В (он нам ещё понадобится).
3. На месте диодной сборки выпрямителя +5 В (D3) установите сборку на диодах Шоттки на ток 2х30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150. (Штатная 5-ти вольтовая сборка диодов имеет обратное напряжение всего 40 В, а штатные диоды в выпрямителе 12 В рассчитаны на слишком слабый ток – их использовать нельзя.) Эта сборка практически не греется при работе.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи R1, C1, подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы (C5, C6) ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы C4 и C7. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт.
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации (L1) не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. (Обычно, 5 В обмотки содержат 10 витков, а 12 В – 20 витков.) Намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Если в процессе работы будет греться, то увеличьте число витков до 50-ти.
Если же дроссель грелся, то его сердечник испорчен (есть такая проблема у порошкового железа – «спекается») то придётся искать новый сердечник из порошкового железа (не ферритовый!). Мне пришлось купить кольцевой сердечник белого цвета чуть большего диаметра и намотать новую обмотку. Вообще не греется.
7. Дроссель L2 остаётся штатный, от 5-ти вольтового фильтра (обычно это несколько витков на ферритовом стержне).
8. Для питания вентилятора в БП AT используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В (D1, D2), их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен – запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. –5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор C9. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
Это самый простой способ получить «стабильные» +12 В в регулируемом БП AT для вентилятора. Если же вы переделываете БП ATX то используйте для питания вентилятора напряжение (12-22 В) дежурного источника напряжения, включив вентилятор, если требуется, через стабилизатор 12 В, например 7812. Только увеличьте ёмкости конденсаторов в этом источнике раз в 10. Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Если в вашем БП вентилятор получал питание от схемы управления по температуре, то лучше сохранить её. Это уменьшит шум от работы БП при малых нагрузках.
9. В цепи питания ШИМ-контроллера (Vcc), необходимо увеличить ёмкости конденсаторов фильтров C10 и C11. Напряжение с конденсатора C10 (Vdd) используется для питания цифровых амперметра и вольтметра.
Если вы переделываете БП ATX, в котором имеется источник дежурного напряжения (+5V_SB), – сохраните его! В штатной схеме он используется как второй (параллельный) источник питания для ШИМ-контроллера (развязанный через диод). Это позволит сохранять высокое напряжение питания ШИМ, даже при низком напряжении на выходе блока питания (основного выпрямителя). Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Самоделки превратили обезьяну в человека
Из обычного компьютерного блока питания можно сделать вполне приличный лабораторный БП с диапазоном регулируемого напряжения от 2,5 до 24 вольт.
Видео: Первая проверка регулируемого БП из АТ (АТХ) БП ПК.
Главная деталь проекта, это рабочий БП от компьютера, старого АТ образца или нового АТХ, без разницы.
Зато мощность БП имеет непосредственное значение, если Вам будет нужна на выходе приличная мощность, то и блок питания нужно выбрать с соответствующим амперажем на выходе. Смотрим внимательно параметры на крышке БП.
Переделка заключается во внесении изменений в стандартную работу микросхемы TL494CN (или её полных аналогов DBL494, КА7500, IR3М02, А494, МВ3759, М1114ЕУ, МPC494C и т.д.).
Поэтому после вскрытия корпуса, сразу ищем одну из выше указанных микросхем и читаем дальше.
Вот описание выходов микросхемы TL494CN и её аналогов.
Теперь немного схем исполнения БП, вдруг одна из них копия вашего БП и тогда Вам повезло, разбираться будет значительно легче.
Будем производить изменения в обвязке IC 494 и построим новую схему.
Как видите, нам будут нужны изменения на ножках №1, 2, 3, 4, 15, 16, удаляем старые цепи и делаем новую обвязку, все остальные ноги не трогаем.
На рисунке 3 пример правильно доработанной схемы, осталось только впаять переменные резисторы, вольтметр и амперметр.
В схеме моего АТ БП оказался аналог KA7500, теперь смотрим внимательно обвязку и расположение приходящих к ножкам нашей микросхемы дорожек и деталей, зарисовываем и записываем для удобства.
Когда на бумаге и в голове сложилась полная картина обвязки, можно приступать к удалению ненужных деталек, дорожек и впаивать новые, в соответствии со схемой доработки.
Некоторые резисторы которые уже есть в схему обвязки могут нам подойти без их замены.
Например: нам необходимо поставить резистор на R=2.7кОм с подключением к «общему проводу», но в схеме на этом месте уже стоит R=3кОм, такой разбег не критичен и мы оставляем все как есть без изменений (Рис 3. зеленые резисторы модно не менять).
Размыкание цепи путем поднятия одной из ножек резистора.
Установка дополнительных перемычек.
Перерезанные ненужные дорожки.
Еще приподнятые ножки.
Когда сделали все изменения в обвязке, подключаем выносные переменные резисторы, вольтметр и амперметр. Очень удобные для этого недорогие цифровые приборы из Китая.
Вот такой красавчик вольтметр и амперметр в одном корпусе.
Но можно обойтись и старыми советскими запасами.
Обратите внимание, если внутри амперметра уже есть шунт, то дополнительный в схему устанавливать не надо.
Зато надо заменить выходные конденсаторы на выходе +12 вольт, т.к. рабочее напряжение мы подняли до +24 вольт, поэтому конденсаторы должны стоять с рабочим напряжением не ниже 30 вольт.
Выводим на переднюю панель корпуса переменные резисторы для регулировки напряжения и тока.
Переделка бп на tl494 в лабораторный
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!
Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!
Добрый день. Хотелось бы уточнить номиналы резисторов R3, R8, R14 и R18, параметры L1 в управляющей электронике, номиналы резисторов R22 и R25 в фальшпанеле, а также возможно ли выложить печатные платы. Спасибо.
Автору конечно респект за разработку! Но для повторения нужно сначала расколдовать схему управления БП, котораые в ПДФе. Блин! Что заставляет вас сначала зашифровывать схему? А тот, для кого это здесь выложено, потом расшифровывает эту схему. Какой же дебил так так придумал. Неужели нельзя было нормально нарисовать обе схемы управления (pdf) на одном листе и без всяких ссылок типа: Vref, AGND… Что за бездарность такая. BSVi — тебе большой минус по черчению схем! Ты бездарность. Никогда больше этого не делай. Попроси специалистов сделать это
Автор проделал приличную работу и написал полезную статью.
Насчет схем, уж извините, наоборот, Вы показываете свою безграмотность 🙂
Возьмите пример применения любой импортной микросхемы (App Note), и Вы увидите там такой же стиль оформления электрических схем.
Этот стиль, кстати, весьма удобен тем, что даже достаточно объемная схема остается легко читаемой, а не превращается в трудночитаемую «вермишель».
Создать новую ветку комментариев
Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.
Компьютерный ATX блок питания можно переделать практически во все что угодно — и в лабораторный блок питания, и в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, и просто в достаточно мощный источник питания — для гальваники например.
Это совсем не сложно — необходимо только понимать основные принципы работы схем.
Речь идет о блоках питания с ШИМ — контроллером TL494 и его аналогами IR 3 M 02, u А494, КА7500, МВ3759, TL594 — такие схемы переделывать проще.
Это типовая схема ATX блока.
Синим выделен сетевой фильтр с выпрямителем и емкостями.
Красным — дежурный источник питания, запитывающий ШИМ — контроллер.
Коричневым — низковольтные и высоковольтные ключи на биполярных транзисторах. Трансформатор нужен для гальванической развязки от высоковольтной части схемы.
Желтым — схемы защиты, контроля напряжений и запуска блока питания, вход PS ON — то, что нам в дальнейшем не потребуется.
Рассмотрим более подробно TL494. Вот схема из даташита.
Если оставить в стороне лишнюю теорию, то нас интересуют прежде всего входы 1,2 и 15,16. Это входы компараторов — усилителей ошибки.
Также следует обратить внимание на вход 4 — контроль «мертвого времени» — когда ключи молчат. Мертвая зона нужна для избежания казусов при переключении выходных каскадов, когда из-за емкостей возникает некоторая задержка переключения, иначе говоря — чтобы ключи не оказались одновременно открытыми. Влияя на этот параметр, можно также контролировать выходной ток.
Именно через эти входы и осуществляется управление схемой, все что нужно — немного изменить их обвязку.
Что касается остальных ног, 3 — выход обратной связи на отрицательные входы компараторов напряжения и тока (RC — цепочка). 5 и 6 — конденсатор и резистор осциллятора — задают частоту преобразования. Обвязка этих ног может немного отличаться у разных схем (по номиналам), и рассчитана для каждой конкретной схемы — менять их лучше не надо.
Вышеуказанные компараторы мы можем использовать для регулировки тока и напряжения.
Вот одна из схем переделки:
Как здесь реализована регулировка напряжения:
На отрицательный вход компаратора (2) через делитель подается опорное (постоянное) напряжение с выхода 14 Vref=5v. Впрочем, оно может быть подано откуда угодно — главное, оно должно быть постоянным относительно земли. Его величина может быть 1 или 3 вольта — это не так важно.
На положительный вход (1) — опять же, через делитель, подается выходное напряжение — то самое, которое мы считаем выходом нашего блока питания.
Компаратор, влияя на ШИМ, делает так, чтобы напряжения на входах были одинаковыми, т.е.блок питания лабораторный опорное равнялось входному. Исходя из этого, несложно посчитать напряжение на выходе.
Vref = 5 вольт. Тогда напряжение на ноге 2 будет равно: 5*(R2/R1) = 5*(1220/4740) = 1.28 вольт. Соответственно, при номиналах R3 = 658 и R4 = 3k выходное напряжение будет равно: 1,28*(R4/R3) = 1,28*(3000/658) = 5,86 вольт. Таким образом можно вычислить верхний и нижний предел регулировки и рассчитать необходимые номиналы.
Регулировка тока происходит по тому же самому принципу, только используется другой компаратор.
Кроме того, добавляется RC — цепочка обратной связи на 15 вход микросхемы.
Можно комбинировать схеморешения — менять ролями эти компараторы, можно использовать один компаратор для регулировки и тока и напряжения, можно оперировать только мертвым временем. Существует множество разных схем — некоторые я покажу ниже.
У меня, в частности, при переделке блока питания microlab atx 350w были такие номиналы:
В следующей схеме сделано как-бы наоборот — регулирующие элементы стоят в делителях опорного напряжения, т.е. меняется опорное напряжение относительно входных. А последние в свою очередь (выводы 1 и 16) идут к операционным усилителям — датчикам напряжения и тока. Идея по сути та же самая.
В этой схеме второй компаратор не используется, а ограничение тока осуществляется путем контроля над мертвым временем (4 вход). Когда ток превышает некоторую определенную величину, транзистор открывается и увеличивает мертвое время, тем самым ограничивая ток.
Также здесь есть немаловажная деталь — конденсатор плавного запуска, подключенный к ноге 4. При включении он заряжается и плавно уменьшает мертвую зону.
В случае ниже компараторы вообще не используются, а вся регулировка осуществляется изменением Dead Time — мертвого времени.
Ну и наконец, классическая популярная старая схема с минимальными переделками. Здесь все более наглядно и очевидно.
Второй момент, который требует внимания — это отключение штатных защит компьютерного блока питания. Эти защиты и примочки контролируют выходные напряжения 12, -12, 5, -5, 3.3 и они нам совершенно не нужны. Как правило, если что-то не в порядке, они так или иначе блокируют работу ШИМа — влияют непосредственно на мертвое время, или на один из компараторов. Ниже приведены фрагменты некоторых схем, демонстрирующие действие этих защит.
Естественно, эти элементы нужно найти на плате и выпаять, или перерезать дорожки.
Следующий момент — необходимо привести в надлежащий вид выход блока питания, а именно удалить все неинтересующие нас каналы. Изначально выходная часть, как правило, имеет следующий вид:
Нужно удалить все, что не относиться к нашему выходу — выпаять лишние дроссели, диоды Шоттки, конденсаторы и тд. Дроссель групповой стабилизации нам также не обосрался. Цепи, ведущие от выходных каналов к 494 также отрезаются (выпаиваются резисторы).
В зависимости от наших целей мы объединяем обмотки, или же оставляем для себя выход 12 вольт.
Необходимо также поменять электролиты, если их максимальное напряжение меньше чем выходное.
Как вариант — фрагмент одной известной схемы:
Дроссель L1 можно сделать из уже выпаянных деталей, например соединить последовательно обмотки у дросселя групповой стабилизации, или вообще намотать новый. L2 можно взять от 5-вольтового канала.
Шотки, естественно, нужно также поменять, если планируется выход более 12 вольт — это просто очевидно. Лучше менять на сборки с напряжением 180-200 вольт. Дело в том, что с трансформатора идут импульсы очень большой амплитуды — в разы большей, чем сглаженное и выпрямленное напряжение. Поэтому запас должен быть максимально большим.
На силовые транзисторы ключей также рекомендуется обратить внимание — хорошо если там будут 13009 в больших корпусах. Попадаются 13007 и прочие. Можно поменять на более мощные, а можно и оставить.
Еще одна деталь. Питание 494 в стандартной схеме идет не только от дежурки, но и от основного выхода. Это нужно пресечь — выпаять соответствующий диод на плате. Ниже — пример цепи питания.
Естественно, после переделки блок питания включать нужно через лампу накаливания, во избежании порчи деталей — если что-то пойдет не так. Если все нормально, то лампа вспыхнет и погаснет.
На этом, пожалуй, все. Приведу только несколько фотографий разных блоков и получившихся конструкций:
Также просто фото открытых разных БП
блок питания лабораторный
САМЫЙ #ПРОСТОЙ #СПОСОБ ПЕРЕДЕЛКИ КОМПЬЮТЕРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ В РЕГУЛИРУЕМЫЙ (по току и напряжению)!
Блок питания на три напряжения из компьютерного ATX блока питания
Дата: 23.02.2018 // 0 Комментариев
Сегодня у нас неоднозначная заметка. Многие сочтут эту статейку невостребованной, но данный материал рассчитан, прежде всего, на новичков, которые хотят собрать простой лабораторный блок питания из компьютерного блока на TL494.
Ковыряясь в плате старого блока питания ПК, изменяя цепочки обратной связи и удаляя ненужные детали, всегда присутствует риск удалить что-то лишнее. Сделав ошибку на монтаже платы, шансов получить годное устройство, практически нет, лишь многократно возрастает риск спалить безвозвратно блок.
Немного подумав, как можно легко сделать лабораторный блок питания своими руками, мы создали адаптер для ШИМ TL494, на такую же TL494. Звучит немного глупо, но адаптер включает в себя ШИМ с новой обвязкой, которая уже разведена для контроля выходного напряжения и тока, а ковырять сам блок абсолютно ненужно. Достаточно удалить микросхему, установить и подключить адаптер — лабораторный блок практически готов.
Лабораторный блок питания из компьютерного блока на TL494
Схема адаптера для сборки лабораторного блока питания включает в себя минимальную обвязку ШИМ для ее работы.
Печатку этой для этой платы можно будет скачать в конце статьи. Она не содержит дефицитных компонентов и может быть собрана своими руками буквально за вечер.
За регулировку напряжение отвечает резистор R4, от позволяет регулировать выходное напряжение в диапазоне 0-17 В. Ток регулируется резистором R10 в пределах 0-10 А. В качестве шунта используются два резистора по 0,1 Ом х 10 Вт. По сути, с панели, где стояла микросхема, берется питание для адаптера, а возвращаются в блок лишь сигналы для транзисторов раскачки.
Если использовать три резистора по 0,1 Ом х 10 Вт в качестве шунта, то максимальный выходной ток будет достигать 15 А.
Вот так выглядит наш тестовый образец адаптера, установленный вместо стандартной микросхемы.
Плата-адаптер подойдет практически к любому блоку на основе TL494 в независимости от наличия дополнительных супервизоров, которые могут быть установлены производителем. При желании ненужные компоненты в блоке можно удалить, но если берут сомнения в правильности действий, то можно их и оставить.
Тесты лабораторного блока питания
Ну, и на закуску — финальные тесты после подключения вольтамперметра. Максимальное напряжение 17,1 В, а ток 9,89 А.
Важно! Необходимо учесть при сборке блока пару моментов:
- Штатные выходные конденсаторы по шине +12 В имеют максимально рабочее напряжение 16 В, их следует заменить, поставить новые с рабочим напряжением 25 В.
- Силовые диоды на очень старых и дешевых блоках могут не выдержать ток 10 А, это надо учесть, и при необходимости их заменить.
Выше описанный переходник по нашим наброскам изготовил и предоставил фотоматериалы Виталий Ликин из Волгограда. Скачать печатку в формате lay можно тут:
Лабораторный блок питания 0-27 Вольт 0-10 Ампер своими руками
Имеющегося у меня лабораторного блока питания 0-15V 10Watt часто не хватало в моей радиолюбительской практике. Решил собрать основательный мощный лабораторный блок питания своими руками, с регулировкой напряжения и тока.
В наличии имелся старенький ATX компьютерный блок питания на 250Watt на ШИМ контроллере S4949P – это аналог известного ШИМ контроллера TL494. Модель FA-5-2 – указана на корпусе, FA-5-F – на плате самого блока питания. Он и послужил основой самодельного лабораторного блока питания.
Обзавелся схемой, начал выпаивать ненужные элементы и отмечать изменения на схеме. Выпаял все, что касалось 3.3 вольта, силовой 5ти и 12ти вольтовой линии, оставив диодную сборку S30D40C, конденсатора С15 и резистора R26. Также избавился от блока защиты Power Good и PS ON.
Т.к. решил делать мощный лабораторный блок питания до 30 вольт, то силовой трансформатор пришлось выпаять, удалить вторичные обмотки. Вместо 5ти вольтовой обмотки, в тех же направлениях намотал новую обмотку проводом диаметром 0,6мм в 3 жилы по 8 витков. Первичная обмотка возвращена в первоначальном виде.
Далее добавил блок на LM358, необходимый для стабилизации и регулировки напряжения и тока (на схеме он указан внизу справа). Для отображения индикации напряжения и силы тока, использовал Китайский индикатор DSN-VC288. После КЗ, индикатор начал сильно завышать показания амперметра. Вылечилось это следующим образом: перепайкой двух SMD резисторов возле надписи I_ADJ. Резистор на 180k заменил на 130k, а 330Ohm – на 470Ohm.
Для запитки вентилятора охлаждения лабораторного блока питания использовал линейный стабилизатор на 12 вольт, подключенный к дежурке. Вентилятор развернул, чтобы воздух вдувался в корпус, а не наоборот.
Выходная часть состоит из сдвоенного диода SD2, фильтра L3 (штатный фильтр, со смотанными обмотками, кроме 5ти вольтовой), конденсаторов на 470u 35V и фильтра с другого блока питания (7 витков провода диаметром 1.6мм на ферритовом стержне).
В результате получился отличный лабораторный блок питания с регулировкой напряжения о 0 до 27 Вольт и силой тока от 0 до 10 Ампер, сделанный своими руками.
Скачать схему переделки и разводку печатной платы модуля регулировки и стабилизации на LM385 можно ЗДЕСЬ.
Переделка блока питания tl494 — Автомобильный портал AutoMotoGid
Автомобильное зарядное устройство или регулируемый лабораторный блок питания с напряжением на выходе 4 — 25 В и током до 12А можно сделать из не нужного компьютерного АТ или АТХ блока питания.
Несколько вариантов схем рассмотрим ниже:
Параметры
От компьютерного блока питания мощностью 200W, реально получить 10 — 12А.
Схема АТ блока питания на TL494
Несколько схем АТX блока питания на TL494
Переделка
Основная переделка заключается в следующем , все лишние провода выходящие с БП на разъемы отпаиваем, оставляем только 4 штуки желтых +12в и 4 штуки черных корпус, cкручиваем их в жгуты . Находим на плате микросхему с номером 494 , перед номером могут быть разные буквы DBL 494 , TL 494 , а так же аналоги MB3759, KA7500 и другие с похожей схемой включения. Ищем резистор идущий от 1-ой ножки этой микросхемы к +5 В (это где был жгут красных проводов) и удаляем его.
Для регулируемого (4В – 25В) блока питания R1 должен быть 1к . Так же для блока питания желательно увеличить емкость электролита на выходе 12В (для зарядного устройства этот электролит лучше исключить), желтым пучком (+12 В) сделать несколько витков на ферритовом кольце (2000НМ, диаметром 25 мм не критично).
Так же следует иметь ввиду , что на 12 вольтовом выпрямителе стоит диодная сборка (либо 2 встречно включенных диода), рассчитанная на ток до 3 А , ее следует поменять на ту , которая стоит на 5 вольтовом выпрямителе , она расчитана до 10 А , 40 V , лучше поставить диодную сборку BYV42E-200 (сборка диодов Шотки Iпр = 30 А, V = 200 В), либо 2 встречно включенных мощных диода КД2999 или им подобным в таблице ниже.
Если БП АТХ для запуска необходимо соединить вывод soft-on с общим проводом (на разъём уходит зеленым проводом).Вентилятор нужно развернуть на 180 гр., что бы дул внутрь блока ,если вы используете как блок питания, запитать вентилятор лучше с 12-ой ножки микросхемы через резистор 100 Ом.
Корпус желательно сделать из диэлектрика не забывая про вентиляционные отверстия их должно быть достаточно. Родной металлический корпус , используете на свой страх и риск.
Бывает при включении БП при большом токе может срабатывать защита , хотя у меня при 9А не срабатывает , если кто с этим столкнется следует сделать задержку нагрузки при включении на пару секунд.
Ещё один интересный вариант переделки компьютерного блока питания.
В этой схеме регулировка осуществляется напряжения (от 1 до 30 В.) и тока (от 0,1 до 10А).
Для самодельного блока хорошо подойдут индикаторы напряжения и тока. Вы их можете купить на сайте «Мастерок».
Дата: 23.02.2018 // 0 Комментариев
Сегодня у нас неоднозначная заметка. Многие сочтут эту статейку невостребованной, но данный материал рассчитан, прежде всего, на новичков, которые хотят собрать простой лабораторный блок питания из компьютерного блока на TL494.
Ковыряясь в плате старого блока питания ПК, изменяя цепочки обратной связи и удаляя ненужные детали, всегда присутствует риск удалить что-то лишнее. Сделав ошибку на монтаже платы, шансов получить годное устройство, практически нет, лишь многократно возрастает риск спалить безвозвратно блок.
Немного подумав, как можно легко сделать лабораторный блок питания своими руками, мы создали адаптер для ШИМ TL494, на такую же TL494. Звучит немного глупо, но адаптер включает в себя ШИМ с новой обвязкой, которая уже разведена для контроля выходного напряжения и тока, а ковырять сам блок абсолютно ненужно. Достаточно удалить микросхему, установить и подключить адаптер — лабораторный блок практически готов.
Лабораторный блок питания из компьютерного блока на TL494
Схема адаптера для сборки лабораторного блока питания включает в себя минимальную обвязку ШИМ для ее работы.
Печатку этой для этой платы можно будет скачать в конце статьи. Она не содержит дефицитных компонентов и может быть собрана своими руками буквально за вечер.
За регулировку напряжение отвечает резистор R4, от позволяет регулировать выходное напряжение в диапазоне 0-17 В. Ток регулируется резистором R10 в пределах 0-10 А. В качестве шунта используются два резистора по 0,1 Ом х 10 Вт. По сути, с панели, где стояла микросхема, берется питание для адаптера, а возвращаются в блок лишь сигналы для транзисторов раскачки.
Если использовать три резистора по 0,1 Ом х 10 Вт в качестве шунта, то максимальный выходной ток будет достигать 15 А.
Вот так выглядит наш тестовый образец адаптера, установленный вместо стандартной микросхемы.
Плата-адаптер подойдет практически к любому блоку на основе TL494 в независимости от наличия дополнительных супервизоров, которые могут быть установлены производителем. При желании ненужные компоненты в блоке можно удалить, но если берут сомнения в правильности действий, то можно их и оставить.
Тесты лабораторного блока питания
Ну, и на закуску — финальные тесты после подключения вольтамперметра. Максимальное напряжение 17,1 В, а ток 9,89 А.
Важно! Необходимо учесть при сборке блока пару моментов:
- Штатные выходные конденсаторы по шине +12 В имеют максимально рабочее напряжение 16 В, их следует заменить, поставить новые с рабочим напряжением 25 В.
- Силовые диоды на очень старых и дешевых блоках могут не выдержать ток 10 А, это надо учесть, и при необходимости их заменить.
Выше описанный переходник по нашим наброскам изготовил и предоставил фотоматериалы Виталий Ликин из Волгограда. Скачать печатку в формате lay можно тут:
Собственно, идея сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и током из компьютерного – не нова. В интернете встречается немало вариантов подобных переделок.
Преимущества очевидны:
1. Такие блоки питания буквально «валяются под ногами».
2. Они содержат в себе все основные компоненты, а главное, готовые импульсные трансформаторы.
3. Они имеют превосходные массогабаритные характеристики – подобный трансформаторный блок питания весил бы более 10 кг (этот 1,3 кг всего).
Правда, они не лишены и недостатков:
1. Из-за импульсного преобразования – выходное напряжение содержит богатый спектр высокочастотных помех, что делает их ограниченно применимыми для питания радиостанций.
2. Не позволяют гарантированно получить низкое напряжение на выходе (менее 5 В) при малых токах нагрузки. Это относится только к АТ блокам питания, в которых нет дежурного источника. В ATX напряжение регулируется от 0 В.
И, тем не менее, такой блок питания прекрасно подходит для питания автомобильной электроники в домашних условиях, при проверке и отладке электронных устройств. А наличие режима стабилизации тока позволяет использовать его как универсальное зарядное устройство для большой гаммы аккумуляторов!
Выходное напряжение — от 1 до 20 В
Выходной ток — до 10 А
Масса 1,3 кг
Внимание: это первая статья про переделку блока питания. Читайте также вторую часть!
Для начала, давайте разберёмся, какие блоки питания годятся для переделки. Лучшим образом, для лабораторного блока питания годятся как раз старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, KIA494, AZ494AP, M5T494P, UTC51494, KA7500, AZ7500BP, IR3M02, МВ3759, КР1114ЕУ4 и др. аналогах) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать, но всё же они лучше годятся для блоков питания с фиксированным выходным напряжением (например, 13,8 В).
Для дальнейшего понимания сути переделки, рассмотрим принцип работы блока питания для компьютера.
Более-менее стандартизированные блоки питания (PC/XT, AT, PS/2) для компьютеров появились в начале 80-х годов благодаря компании IBM, и просуществовали до 1996 года. Давайте рассмотрим их принцип действия по структурной схеме:
Сетевое напряжение поступает в блок питания через фильтр электромагнитных помех, который препятствует распространению высокочастотных помех от импульсного преобразователя в питающую сеть. За ним следует выпрямитель и сглаживающий фильтр, на выходе которого получаем постоянное напряжение 310 В. Это напряжение поступает на полумостовой инвертор, который преобразует его в прямоугольные импульсы и подаёт на первичную обмотку понижающего трансформатора T1.
Напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на выпрямители и сглаживающие фильтры. В итоге, на выходе мы получаем необходимые постоянные напряжения.
При подаче питания, в начальный момент, инвертор запускается в режиме автогенерации, а после появления напряжений на вторичных выпрямителях, в работу включатся ШИМ-контроллер (TL494), который синхронизирует работу инвертора, подавая запускающие импульсы в базы ключевых транзисторов через развязывающий трансформатор T2.
В блоке питания используется широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. Для увеличения напряжения на выходе, контроллер увеличивает длительность (ширину) импульсов запуска, а для уменьшения – уменьшает.
Стабилизация выходного напряжения в таких блоках питания часто осуществляется только по одному выходному напряжению (+5 В, как самому важному), иногда по двум (+5 и +12), но с приоритетом +5 В. Для этого, на вход компаратора контроллера (вывод 1 TL494, через делитель) поступает выходное напряжение. Контроллер подстраивает ширину импульсов запуска, для поддержания этого напряжения на необходимом уровне.
Также, блок питания имеет систему защиты 2 видов. Первую – от превышения суммарной мощности и короткого замыкания, и вторую, от перенапряжения на выходах. В случае перегрузки, схема останавливает работу генератора импульсов в ШИМ-контроллере (подавая +5 В на вывод 4 TL494).
Кроме того, блок питания содержит узел (на схеме не показан), формирующий на выходе сигнал POWER_GOOD («напряжения в норме»), после выхода блока питания на рабочий режим, разрешающий запуск процессора в компьютере.
Блок питания AT (PC/XT, PS/2) имеет всего 12 основных проводов для подключения к материнской плате (2 разъёма по 6 контактов). В 1995 году компания Intel с ужасом обнаружила, что существующие блоки питания не справляются с возросшей нагрузкой, и ввела стандарт на 20-ти/24-контактный разъём. Кроме того, мощности стабилизатора +3,3 В на материнской плате для питания процессора также перестало хватать, и его перенесли в блок питания. Ну и Microsoft, ввела в операционную систему Windows, режимы управления питанием Advanced Power Management (APM)… Так, в 1996 году появился современный блок питания ATX.
Рассмотрим отличия блока питания ATX от старых AT по его структурной схеме:
Режим Advanced Power Management (APM) потребовал отказаться от сетевого выключателя и ввести в блок питания второй импульсный преобразователь – источник дежурного напряжения +5 В. Этот маломощный блок питания работает всегда, когда сетевая вилка включена в сеть. Первичное напряжение на него поступает от того же выпрямителя и фильтра, что и на основной инвертор.
Кроме того, питание на ШИМ-контроллер в ATX поступает от этого же дежурного источника (не стабилизированные 12 — 22 В), а автозапуск инвертора отсутствует. Поэтому, блок питания стартует только при наличии импульсов запуска от контроллера. Включение основного блока питания осуществляется включением генератора импульсов ШИМ-контроллера сигналом PS_ON (замыканием его на массу) через схему защиты.
При переделке БП ATX, источник дежурного напряжения нужно сохранить. Во-первых, он будет питать достаточным напряжением ШИМ-контроллер при установке на выходе основного выпрямителя очень низкого напряжения (вплоть до 0 В). Во-вторых, от него можно запитать вентилятор, через 12 В стабилизатор. Характерные особенности переделки именно ATX БП изложены во второй части статьи.
Вот, и все основные отличия.
Как выбрать блок питания для переделки?
Как известно, блоки питания изготавливаются в Китае. А это может повлечь за собой отсутствие некоторых компонентов, которые они сочли «лишними»:
1. На входе может отсутствовать фильтр электромагнитных помех. Самое главное в фильтре – это дроссель, намотанный на ферритовом кольце. Обычно, его прекрасно видно сквозь лопасти вентилятора. Вместо него могут оказаться проволочные перемычки. Наличие фильтра – косвенный признак качественного блока питания!
2. Также, нужно посмотреть на размер понижающего трансформатора (тот который побольше). От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200.
3. Для проверки работоспособности блока питания подключите к нему нагрузку. Я использую автомобильные лампы фар мощностью 50 – 55 Вт напряжением 12 В. Обязательно одну подсоедините к цепи +5 В (красный провод), а вторую, к цепи +12 В (жёлтый провод). Включите блок питания. Отсоедините разъём вентилятора (или, если на нём сэкономили китайцы, просто остановите рукой). Блок питания не должен пищать.
Спустя минуту отключите его от сети и пощупайте рукой температуру радиаторов и дросселя групповой фильтрации в фильтре вторичных напряжений. Дроссель должен быть холодный, а радиаторы тёплыми, но не раскалёнными!
Я использовал блок питания 1994 года выпуска мощностью 230 Вт – тогда ещё не экономили.
Переделка блока питания
Начать нужно с чистки блока питания от пыли. Для этого отсоедините (отпаяйте) от платы сетевые провода и провода к переключателю 110/220 – он нам больше не понадобится, т.к. в положении 220 В выключатель разомкнут. Выньте плату из корпуса. Пылесос, жёсткая кисточка, и вперёд!
Далее, нужно попытаться найти электрическую принципиальную схему вашего блока питания, или хотя бы максимально на неё похожую (отличаются они не существенно). Она вам поможет ориентироваться в номиналах «отсутствующих» компонентов. Рекомендую искать здесь. Я не исключаю, что, как и мне, вам придётся некоторые узлы срисовывать с платы.
Далее нужно выполнить несколько общих модификаций по установке недостающих частей и умощнению цепей первичного напряжения и инвертора. Рассмотрим на примере электрической схемы моего блока питания.
Номиналы заменяемых компонентов на схеме выделены красным цветом. У вновь устанавливаемых компонентов, красным цветом выделены позиционные обозначения.
1. Проверьте наличие всех конденсаторов и дросселя в фильтре электромагнитных помех. При отсутствии – установите их (у меня отсутствовал только C2). Я также установил второй, дополнительный фильтр помех, выполненный в виде гнезда для подключения сетевого шнура.
2. Посмотрите типы используемых диодов в выпрямителе (D1 – D4). Если там стоят диоды с током до 1 А (например, 1N4007) – замените их минимум на 2-х амперные, или установите диодный мост. У меня стоял 2-х амперный мост.
3. В подавляющем большинстве блоков питания в фильтре первичного напряжения установлены конденсаторы ёмкостью не более 200 мкФ (С5 – С6). Для отдачи полной мощности, замените их конденсаторами ёмкостью 470 – 680 мкФ, подходящими по размерам, напряжением не менее 200 В. Предпочтение следует отдавать группе 105°C.
4. Транзисторы в полумостовом инверторе (Q1, Q2) могут быть самые разнообразные. В принципе, большинство из них греется не криминально. Для снижения нагрева, их можно заменить на более мощные – например, 2SC4706, установив их на радиатор, через изолирующие прокладки. Я пошёл ещё дальше и заменил оба радиатора на более эффективные.
5. В процессе испытания блока питания под максимальной нагрузкой, у меня нагрелся и лопнул конденсатор С7 (обычно это 1 мкФ 250 В). Этот конденсатор не должен греться вообще. Я думаю, он был неисправен, но заменил его всё же на 2,2 мкФ 400 В.
Теперь рассмотрим структурную схему переделанного блока питания:
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), удалить схему PS_ON (что бы БП ключался автоматически), переделать схему защиты, добавить схему управления, шунт (R1, входит в состав амперметра) и измерительные приборы. Элементы схемы POWER_GOOG тоже можно удалить. Теперь подробнее.
Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. В наиболее мощных и качественных БП, цепи выпрямителя и фильтра +12 В уже имеют второй дроссель и достаточно места для установки электролитических конденсаторов. Но если в цепи фильтра +12 В нет второго дросселя, то лучший вариант — монтировать всё на месте 5-ти вольтового, а затем, перекинуть на него выводы обмотки 12 В. Ниже я опишу именно второй вариант.
Выпрямитель вторичных напряжений и фильтр, после переделки должны выглядеть следующим образом:
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек R1, C1, R2, С2 и R3, C3 и дросселя L2. Впоследствии, при выходном напряжении порядка 20 В я заметил нагрев резистора R1 и заменил его на 22 Ом.
2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя –5 В (он нам ещё понадобится).
3. На месте диодной сборки выпрямителя +5 В (D3) установите сборку на диодах Шоттки на ток 2х30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150. (Штатная 5-ти вольтовая сборка диодов имеет обратное напряжение всего 40 В, а штатные диоды в выпрямителе 12 В рассчитаны на слишком слабый ток – их использовать нельзя.) Эта сборка практически не греется при работе.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи R1, C1, подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы (C5, C6) ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы C4 и C7. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт.
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации (L1) не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. (Обычно, 5 В обмотки содержат 10 витков, а 12 В – 20 витков.) Намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Если в процессе работы будет греться, то увеличьте число витков до 50-ти.
Если же дроссель грелся, то его сердечник испорчен (есть такая проблема у порошкового железа – «спекается») то придётся искать новый сердечник из порошкового железа (не ферритовый!). Мне пришлось купить кольцевой сердечник белого цвета чуть большего диаметра и намотать новую обмотку. Вообще не греется.
7. Дроссель L2 остаётся штатный, от 5-ти вольтового фильтра (обычно это несколько витков на ферритовом стержне).
8. Для питания вентилятора в БП AT используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В (D1, D2), их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен – запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. –5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор C9. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
Это самый простой способ получить «стабильные» +12 В в регулируемом БП AT для вентилятора. Если же вы переделываете БП ATX то используйте для питания вентилятора напряжение (12-22 В) дежурного источника напряжения, включив вентилятор, если требуется, через стабилизатор 12 В, например 7812. Только увеличьте ёмкости конденсаторов в этом источнике раз в 10. Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Если в вашем БП вентилятор получал питание от схемы управления по температуре, то лучше сохранить её. Это уменьшит шум от работы БП при малых нагрузках.
9. В цепи питания ШИМ-контроллера (Vcc), необходимо увеличить ёмкости конденсаторов фильтров C10 и C11. Напряжение с конденсатора C10 (Vdd) используется для питания цифровых амперметра и вольтметра.
Если вы переделываете БП ATX, в котором имеется источник дежурного напряжения (+5V_SB), – сохраните его! В штатной схеме он используется как второй (параллельный) источник питания для ШИМ-контроллера (развязанный через диод). Это позволит сохранять высокое напряжение питания ШИМ, даже при низком напряжении на выходе блока питания (основного выпрямителя). Подробнее этот вопрос изложен во второй части статьи.
Регулируемый блок питания от блока питания ATX до TL494. Часть 1
Здравствуйте!Сегодня я хотел бы рассказать вам о своем опыте переделки самого распространенного китайского БП ATX в регулируемый блок питания со стабилизацией тока и напряжения (0-20А, 0-24В).
В этой статье мы более подробно рассмотрим работу ШИМ-контроллера TL494, обратную связь и перейдем к модернизации схемы питания и разработке самодельной платы усилителей ошибки и тока ошибки.
Честно говоря, сейчас даже не могу назвать модель экспериментального БП. Один из многих готовых дешевых 300Вт P4. Надеюсь, не нужно напоминать, что на самом деле это 300Вт означает не более 150, да и то с появлением запаха жареного в квартире.
Рассчитываю, что мой опыт будет кому-то полезен с практической точки зрения, поэтому остановлюсь на теории. Без него переделать БП все равно не получится. в любом случае при настройке будут отличия в схеме и сложности.
Схема питания ATX
Для начала рассмотрим схему питания ATX на контроллере TL494 (и его многочисленных клонах).
Все схемы очень похожи друг на друга. Google выдает их довольно много, и мне кажется, что это почти соответствует моей копии.
Полная ссылка на схему
Конструктивно блок питания разделим на следующие блоки:
— выпрямитель сетевого напряжения с фильтром
— резервный источник питания (+ 5В резервный)
— основной источник питания (+ 12В, -12В, + 3.3В, + 5В, -5В)
— схема управления основными напряжениями, генерация сигнала PowerGood и защита от короткого замыкания
Выпрямитель с фильтрами — это все, что находится в верхнем левом углу цепи на диодах D1-D4.
Источник резервного питания собран на трансформаторе Т3 и транзисторах Q3 Q4. Стабилизация основана на обратной связи через оптрон U1 и источник опорного напряжения TL431. Я не буду подробно рассматривать работу этой части. Я знаю, что читать слишком длинные статьи не очень весело.В конце я назову название книги, где подробно обсуждаются все детали.
Обратите внимание, что в схеме по ошибке ШИМ-контроллер TL494 и резервный ионный источник питания TL431 обозначены как IC1. В дальнейшем я буду упоминать IC1, имея в виду именно ШИМ-контроллер.
Основной источник питания собран на трансформаторе Т1, высоковольтных выключателях Q1 Q2, управляющем трансформаторе Т2 и низковольтных выключателях Q6 Q7. Все это качается и управляется микросхемой IC1 PWM.Понимание принципа работы контроллера и назначения каждого элемента его обвязки — как раз то, что нужно для сознательной доработки БП вместо слепого повторения чужих рекомендаций и схем.
Механизм работы примерно следующий: ШИМ-контроллер, попеременно размыкая низковольтные переключатели Q6 Q7, создает ЭДС в первичной обмотке трансформатора Т2. Видите, эти ключи питаются от низкого напряжения от резервного источника питания? Найдите на схеме R46 и поймите о чем я.Контроллер PWM также питается от этого рабочего напряжения. Чуть выше я назвал трансформатор Т2 элементом управления, но, похоже, у него есть более правильное название. Его основная задача — гальваническая развязка низковольтной и высоковольтной частей схемы. Вторичные обмотки этого трансформатора управляют высоковольтными выключателями Q1 Q2, попеременно размыкая их. С помощью этой уловки низковольтный ШИМ-контроллер может управлять высоковольтными переключателями с соблюдением мер безопасности. Высоковольтные переключатели Q1 Q2, в свою очередь, качают первичную обмотку трансформатора Т1, и основные напряжения, представляющие интерес, возникают на его вторичных обмотках.Высоковольтными эти ключи называются потому, что коммутируют выпрямленное сетевое напряжение, а оно около 300В! Напряжение на вторичных обмотках T1 выпрямляется и фильтруется с помощью LC-фильтров.
Теперь, я надеюсь, вы представляете всю картину целиком, и мы можем продолжить.
ШИМ-контроллер TL494.
Посмотрим, как работает ШИМ-контроллер TL494.
Лучше бы вы скачали даташит www.ti.com/lit/ds/symlink/tl494.pdf, но в принципе я постараюсь извлечь из него самое главное с помощью картинок.Для более глубокого понимания всех тонкостей советую этот документ: www.ti.com/lit/an/slva001e/slva001e.pdf
Начнем, как ни странно, с конца — с выходной части микросхемы.
Теперь все внимание на выходной элемент ИЛИ (отмечен красным квадратом).
Выход этого элемента в определенный момент времени напрямую управляет состоянием одного или обоих ключей Q1 Q2.
Опция управления устанавливается через контакт 13 (Управление выходом).
Важная вещь №1: если на выходе элемента ИЛИ лог 1 — выходные ключи закрыты (выключены).Это верно для обоих режимов.
Важный момент №2: если на выходе элемента OR log 0 — один из ключей (или оба сразу) открыт (включен).
Вырисовывается следующая картина: на нарастающем фронте закрывается ранее открытый транзистор (в этот момент оба они гарантированно закрываются), триггер меняет свое состояние, а на спускающемся фронте включается другой ключ, который остается включенным. пока нарастающий фронт снова не появится и не закроет его. В тот момент, когда триггер снова перевернется, и следующий спускающийся фронт откроет другой транзистор.В несимметричном режиме клавиши всегда работают синхронно и триггер не используется.
Время, когда вывод находится в журнале. 1 (и обе клавиши заблокированы) называется мертвым временем.
Отношение длительности импульсов (лог. 0, транзистор открыт) к периоду их повторения называется скважностью (скважность ШИМ). Например, если соотношение равно 100%, то выходной элемент ИЛИ всегда равен 0, а транзистор (или оба) всегда открыт.
Извините, но я стараюсь объяснить как можно больше и почти на пальцах, потому что это можно прочитать на официальном сухом языке и в даташите.
Ах да, зачем нам Мертвое время? Вкратце: в реальной жизни верхняя клавиша будет подтягиваться вверх (к плюсу), а нижняя вниз (к минусу). Если открыть их одновременно — произойдет короткое замыкание. Это называется сквозным током и из-за паразитных емкостей, индуктивностей и других особенностей такой режим возникает, даже если вы открываете клавиши строго по очереди. Чтобы минимизировать сквозной ток, требуется мертвое время.
Теперь обратим внимание на генератор пилы (осциллятор), который использует выводы 5 и 6 микросхемы для установки частоты.
К этим контактам подключены резистор и конденсатор. Это тот самый RC-генератор, о котором наверняка многие слышали. Теперь на выводе 5 (CT) мы увидели от 0 до 3,3 В. Как видите, эта пила подается на инвертирующие входы компараторов Dead-time и PWM.
Сроки и работа выходной части ШИМ-контроллера более-менее определены, теперь разберемся с тем, что он видел и зачем нам все эти компараторы и усилители ошибок. Мы поняли, что отношение длительности импульсов к периоду их последовательности определяет коэффициент заполнения, а значит, и выходное напряжение источника питания, т.к. чем больше энергии накачивается в первичную обмотку трансформатора, тем больше коэффициент заполнения.
Например, давайте посмотрим, что нужно сделать, чтобы установить коэффициент заполнения на 50%. Ты еще помнишь про пилу? Он поступает на инвертирующие входы компараторов PWM и Dead time. Известно, что если напряжение на инвертирующем входе выше, чем на неинвертирующем входе, на выходе компаратора будет лог.0. Напомню, что пила — это сигнал, плавно повышающийся с 0 до 3,3в, после чего резко падает до 0в.
Таким образом, на выходе компаратора 50% времени был лог.0 — на неинвертирующий вход должна подаваться половина напряжения пилы (3,3 В / 2 = 1,65 В). Это даст желаемый рабочий цикл 50%.
Мы заметили, что оба компаратора сходятся в одном и том же элементе ИЛИ, что означает, что пока один из компараторов выдает log.1, другой не может это предотвратить. Те. приоритетом является компаратор, что приводит к более низкому коэффициенту заполнения. А если напряжение компаратора мертвого времени подается извне, то на компаратор ШИМ можно подавать сигнал как извне (3 контакта), так и от встроенных усилителей ошибки (это обычные операционные усилители).Их тоже подключают по схеме ИЛИ, но поскольку мы уже имеем дело с аналоговым сигналом — схема ИЛИ реализована с помощью диодов. Таким образом, управление коэффициентом заполнения улавливает тот усилитель ошибки, который требует меньшего коэффициента заполнения. Состояние другого значения не имеет.
Обратная связь.
Ну а как теперь на всем этом соорудить источник питания? Очень простой! Надо прикрыть БП отрицательной обратной связью. Разница между желаемым (заданным) и доступным напряжением называется ошибкой.Если в каждый момент времени мы воздействуем на коэффициент заполнения так, чтобы исправить ошибку и довести ее до 0, мы получим стабилизацию выходного напряжения (или тока). Обратная связь отрицательная, пока управляющее воздействие реагирует на ошибку с противоположным знаком. Если отзыв положительный — писать больше нет! В этом случае обратная связь увеличит ошибку, а не уменьшит ее.
Все это работает для тех самых усилителей ошибок. Опорное напряжение (стандартное) подается на инвертирующий вход усилителя ошибки, а напряжение подается на неинвертирующий входной источник питания.Кстати, внутри ШИМ-контроллера находится источник опорного напряжения 5В, который является точкой отсчета во всех измерениях.
Отзыв о компенсации
Я даже не знаю, как объяснить это попроще. С обратной связью все просто только в идеальном мире. На практике, если изменить коэффициент заполнения — выходное напряжение изменится не сразу, а с некоторой задержкой.
Например, усилитель ошибки зарегистрировал падение напряжения на выходе, скорректировал коэффициент заполнения и прекратил мешать работе системы, но напряжение продолжает расти, а затем усилитель ошибки вынужден снова регулировать коэффициент заполнения в другом направлении. .Эта ситуация связана с запоздалой реакцией. Таким образом, система может перейти в режим колебаний. Они тускнеют и не тускнеют. Блок питания, в котором могут возникать постоянные колебания сигнала обратной связи, прослужит недолго и работает нестабильно.
Обратная связь имеет определенную полосу пропускания. Предположим, диапазон 100 кГц. Это означает, что если выходное напряжение колеблется с частотой выше 100 кГц, обратная связь просто не заметит этого и ничего не будет исправлено. Конечно, нам бы хотелось, чтобы обратная связь реагировала на изменения любой частоты, а выходное напряжение было максимально стабильным.Те. борьба заключается в том, чтобы обеспечить максимально широкополосную обратную связь. Однако очень запоздалая реакция не позволит сделать полосу бесконечно широкой. И если полоса пропускания цепи обратной связи шире, чем способность самого БП проверять управляющие сигналы (прямая связь) — на некоторых частотах отрицательная обратная связь внезапно станет положительной и вместо компенсации ошибки будет еще больше увеличиваться,
Теперь, от задержек в секундах, перейдем к частотам, усилению и фазовым сдвигам…
Ширина полосы — это максимальная частота, на которой усиление больше 1.
По мере увеличения частоты усиление уменьшается. В принципе, это верно для любого усилителя.
Итак, чтобы наш БП работал стабильно, должно быть выполнено одно условие: во всей полосе частот, где суммарное усиление прямой и обратной связи больше 1 (0 дБ), фазовое отставание не должно превышать 310 градусов. 180 градусов — инвертирующий вход усилителя ошибки.
Посредством ввода обратной связи различные фильтры обеспечивают выполнение этого правила.Если очень грубо, то компенсация обратной связи — это регулировка полосы пропускания и частотной характеристики обратной связи для реакций реального источника питания (для характеристик прямого подключения).
Эта тема не очень простая, под ней лежит куча математических, исследовательских и других работ … Я просто стараюсь изложить суть вопроса в доступной форме. Могу порекомендовать прочитать эту статью, где хоть и не на пальцах, но этот вопрос тоже представлен в доступной форме и даны ссылки на литературу: bsvi.ru / компенсация-обратной-связи-в-импульсныкс-источникакс-питания-часть- 1
От теории к практике
Теперь мы можем взглянуть на схему БП и понять, что в ней много лишнего. В первую очередь я отбросил все, что связано с контролем выходных напряжений (схема преобразования сигнала Power good). Нейтрализовал усилители ошибок, встроенные в контроллер ШИМ, подав + 5vref на инвертирующие входы и установив неинвертирующий на GND. Убрана штатная схема защиты от короткого замыкания.Вырезал все ненужные фильтры выходного напряжения, которые не используются … Выходные диоды заменил на более мощные. Заменил трансформатор! Выпаял его из качественного блока питания, где написано 400W действительно означает 400W. Разница в размерах между тем, что здесь стояло раньше, говорит сама за себя:
Заменил дроссели в выходном фильтре (от того же блока питания 400Вт) и поставил конденсаторы на 25В:
Далее я разработал схему что позволяет регулировать стабилизацию выходного напряжения и устанавливать ограничение тока выходного блока питания.
В схеме реализованы внешние усилители ошибки, собранные на операционных усилителях LM358, и несколько дополнительных функций в виде шунтирующего усилителя (INA197) для измерения тока, нескольких буферных усилителей для вывода значения установленного и измеренного тока и напряжения на другую плату. где собран цифровой дисплей. Об этом я расскажу в следующей статье. Подача сигналов на другую карту как есть — не лучшее решение, т.к. источник сигнала может иметь довольно высокое сопротивление, провод улавливает шум, что затрудняет стабильную работу обратной связи.На первой итерации я столкнулся с этим и пришлось все переделывать. В принципе, на схеме все подписано, я не вижу смысла подробно комментировать это и считаю, что для тех, кто понял изложенную выше теорию, все должно быть достаточно очевидно.
Замечу только, что цепи C4R10 и C7R8 являются компенсацией обратной связи, о которой я говорил выше. Честно говоря, в настройке очень помог прекрасный встраиватель статей под ником BSVi. bsvi.ru/kompensaciya-obratnoj-svyazi-prakticheskij-podxod Этот подход действительно работает, и, потратив день или два, я смог добиться стабильной работы описанного в статье метода БП.Сейчас, конечно, я бы сделал это часа за два, наверное, но тогда не было опыта и по неосторожности взорвал довольно много транзисторов.
Ах да, обратите внимание на емкость C7! 1 мкФ — это довольно много. Это сделано для ограничения обратной связи по току по скорости. Это такая грязная хитрость для преодоления нестабильности, возникающей на границе перехода от стабилизации напряжения к стабилизации тока. В таких случаях используются какие-то более изощренные приемы, но я не стал так заморачиваться.Мне не нужна сверхточная стабилизация тока, кроме того, к тому времени, когда я столкнулся с этой катастрофой, проект переделки БП уже успел заскучать!
По этой схеме была изготовлена плата с лазерным утюгом:
Она встроена в блок питания так:
Кусок медного провода длиной 10 сантиметров 10 наверное был выбран в качестве шунта для измерение тока.
Я использовал корпус от довольно качественного БП Hiper. Кажется, это самый вентилируемый корпус, который я когда-либо видел.
Также встал вопрос о подключении вентилятора. БП регулируется от 0 до 24В, а это значит, что кулер придется запитывать из дежурных помещений. Дежурство представлено двумя напряжениями — стабильное 5В, идущее на материнскую плату и не стабилизированное, служебное питание около 13,5В, которое используется для питания самого ШИМ-контроллера и качания управляющего трансформатора. Для получения стабильных +12В использовал обычный линейный стабилизатор и запустил их на небольшой платочке терморегуляции скорости кулера, испарившейся от того же Hiper.Плата крепилась к радиатору винтом просто из соображений удобства подключения кулера.
Радиаторы кстати пришлось гнуть, потому что они не помещались в корпус нового формата. Их лучше перед загибом нагреть паяльной станцией, иначе есть шанс отломать половину зубцов. Терморезистор регулятора закрепил на дроссельной заслонке стабилизации, т.к. это самая горячая часть.
В таком виде БП прошел длительные испытания, питая пучок автомобильных ламп дальнего света и выдерживая нагрузки током около 20А при напряжении 14В.И он гордо зарядил несколько автомобильных аккумуляторов, когда мы выключили свет в Крыму.
А будущее уже за
. А пока придумал немного нестандартную систему индикации режимов работы БП, о чем чуть позже пожалел, но до сих пор работает!
Итак, в следующей статье вы найдете программирование ATMega8 на C ++ с использованием магии шаблонов, различных шаблонов и самозаписывающейся библиотеки для вычислений с фиксированной точкой, поверх которых выборки АЦП усредняются и преобразуются в напряжение / ток. с помощью таблицы с линейной интерполяцией.Каким-то чудом все это влезло в 5 копеек килобайт флешки.
Не переключать канал должно быть интересно.
Кстати, книга обещанная в начале:
Куличков А.В. «Импульсные блоки питания для IBM PC»
radioportal-pro.ru/_ld/0/15_caf3ebe8f7eaeee.djvu
PS Надеюсь, сказанное выше будет полезно. Не судите строго, но конструктивная критика приветствуется.
Добавлено для пользователей RO, которые не могут писать комментарии: email: altersoft_poss_mail.ru
Высоковольтный источник питания на основе ИМС ШИМ TL494
ТР1 промышленное исполнение, катушка рассчитана на 220В. 2 и 3 рассчитаны на 12В, 2-я (верхняя схема) рассчитана на возврат 10,8 А. катушек), силовых катушек, содержащих 10,12 (выбранных экспериментально) и обратной связи, состоящей из 28 витков, трансформатор тока ТР3 состоит из тока одной обмотки катушки и соединения обмотки из 24 витков (для повышения чувствительности необходимо увеличить количество витков)
Принцип работы блока питания повышенной мощности
Источник питания высокого напряжения основан на общей микросхеме ШИМ TL494.Включена особенность — использование двух компараторов, допускается погрешность корректировки тока и напряжения. Еще одной особенностью является использование микросхем в несимметричном преобразователе, схема с одним двухтактным сигнальным каналом, позволяет избежать открытия силового транзистора на время более половины хода и не избежать полного закрытия. , что позволило ему более четко сигнализировать о работе без ключа, что значительно снизило температуру транзистора (это было установлено практическим методом).Регулировка силы тока осуществляется по сигналу от датчика тока контроля напряжения по сигналу с дополнительным трансформатором. Микросхема ШИМ имеет отдельный блок питания, не связанный с цепью питания. Для увеличения выходного напряжения прикладывается к общему умножителю UN8,5 / 25-1,2. Объединение цепи питания минус-минус высоковольтной цепи позволило избежать повреждения цепей и переключателя мощности ШИМ при контакте с блоком управления высоким напряжением. Корпус и корпус прибора позволяют полностью исключить такую возможность и обезопасить пользователя.
Технические характеристики источника питания высокого напряжения:
Напряжение: 220 В переменного тока, 50 Гц.
Выходное напряжение регулируется от 1 до 15 кВ *.
Отрегулируйте выходной ток, защита от короткого замыкания. **
Правила эксплуатации: Регулятор напряжения
и номиналы в самом нижнем положении, регулятор тока во вторичной обмотке, подключите киловольтметр, запустите установку, подключив шнур и включите, установите правильное напряжение, отрегулируйте ограничение тока.
Безопасность:
Не трогайте цепи высокого напряжения, не уверены в отсутствии питания и цепи разряда.При подключении / повторном подключении силовых цепей для выключения устройства, потяните за шнур питания, разрядный резистор силовой цепи на 3 миллиом или более в течение нескольких минут, затем разрядите оставшуюся часть, замкнутую накоротко (никогда не разряженную, сразу замкните накоротко, чтобы избегайте повреждения силовых цепей).
источник: www.cxem.net
Теги: высоковольтный источник постоянного тока, высоковольтный источник питания, высоковольтный блок питания, высоковольтный импульсный источник питания TL494
Блок питанияATX с измененным регулируемым напряжением и током
Электроника Я впервые начал Я помню дни в моей мастерской, когда я использовал ток, регулируемый по напряжению, мощный источник питания получил мечту 🙂 Цены были очень высокими, В этой статье я поделитесь модификацией с очень дешевой 0.9V..30v … Проекты электроники, источник питания ATX с измененным регулируемым напряжением тока «проекты силовой электроники, схемы smps, проекты smps, схема smps, схема tl494», Дата 2016/05/02
Electronics I first начал Я помню дни в моей мастерской, чтобы использовать ток, стабилизированный по напряжению источник сильной мощности получить мечту 🙂 цены были очень высокими, в этой статье я поделюсь модификацией с очень дешевым 0,9V..30v 0,1 .. Блок питания SMPS с регулировкой на 7 ампер может.
TL494 встроенный ШИМ-регулятор, который требуется при использовании источника питания ATX P4, P3 и мощности, сопротивления и т. Д. В качестве пассивных элементов. Ограничение нагрузки по току цепи Modi в течение долгого времени. Я тестировал нагрузочные тесты, которые прошли успешно. Сначала были использованы лампы 12 В 50 В с использованием электронных нагрузочных транзисторов.
ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны при работе с соединениями цепи высоковольтного конденсатора. Осторожно + — Если вы подключаете высоковольтную полярность, возможны большие взрывы перед запуском застрахованной цепи питания, защитные очки
ATX Power Supply Modified