Основа современного бизнеса - получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, - просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно - различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат - импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.
Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках "Дефект" столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все - "труба", то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.
Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак - несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель - не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.
Часть 1. Так себе.
Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает - можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.
12 В - желтый
5 В - красный
3,3 В - оранжевый
5 В - белый
12 В - синий
0 - черный
По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.
Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть - блок включится и вентилятор - индикатор включения - начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это "черный" и "зеленый". Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.
Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.
Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.
Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.
Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.
Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.
Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.
Замеряем все напряжения по шинам
12 В: +2,5 ... +13,5
5 В: +1,1 ... +5,7
3,3 В: +0,8 ... 3,5
12 В: -2,1 ... -13
5 В: -0,3 ... -5,7
Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины - 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод - вполне.
Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром - вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.
Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке - типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.
Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.
Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.
Часть 2. Более-менее.
Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения - достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.
Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор - для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно - нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.
Измерение параметров дало следующие результаты:
|
Шина напряжения, В |
Напряжение на холостом ходу, В |
Напряжение на нагрузке 30 Вт, В |
Ток через нагрузку 30 Вт, А |
Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.
Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C - Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.
Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись:) , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.
После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.
Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 - измерял напряжение, а цифровым - ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.
По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.
Однако и такая переделка долго не прожила.
Часть 3. Удачная.
Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:
Проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;
Вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания - так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;
Удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок - напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7...+12,4 В, проверил на кз;
Удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна - ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;
Резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;
Заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;
Заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо - нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;
Измерил ток через лампу накаливания по входу - при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;
Перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.
В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо - блок итак выдает больше 10 А.
Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В - 8А и 5 В - 20 А.
На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим - пусть работает.
Внутренности более чем скромные - нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.
Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.
Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.
Проверяем работу схему - входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.
Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.
Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.
Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.
Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.
Если все устраивает - меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.
Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент - напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.
Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.
Годятся старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, UTC51494, KA7500, IR3M02, МВ3759 и т.д.) мощностью 200 – 250 Вт. Таких встречается большинство! Современные ATX12B, на 350 – 450 Вт, конечно тоже не проблема переделать. Ну будем ориентироваться на 200-300 Вт. Я взял SPARKMAN 250W. Общая структурная схема любого блока выглядит так:
Сначала, нужно убедиться в работоспособности блока. Для этого подключаем к сети через лампу 220в (последовательное включение). Если лампа вспыхнула и потухла, то это хороший знак. Берем провод PS_ON (серый цвет) и замыкаем на землю, если кулер за вращался, значит БП исправен. Если лампа 220 В горит, значит есть КЗ. Тут несколько вариантов:
1) Пробит диодный мост.
2) Сгорел предохранитель (в случае если вообще никаких признаков жизни).
3) Пробиты транзисторы в полу мостовом инверторе высоковольтной части БП.
Прозваниванием озвученные элементы, меняем на исправные. Итак БП починили. Теперь нужно умощнить элементы высоковольтной части. Меняем входные электролиты на большую емкость - 470 мкФ 200В. Диоды в мосте я заменил на 1N5408, минимум ставьте 2-х амперные.
Конденсатор типа К73-17 обычно стоит 1 мкФ 250 В, был поменян на 2,2 мкФ на 400В.
Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), добавить схему управления, шунт и измерительные приборы. Для снятия выходного напряжения используется 12-ти вольтовая обмотка понижающего трансформатора T1. А вот, выпрямитель и фильтр удобнее монтировать на месте 5-ти вольтового – там больше места под диоды и конденсаторы.
1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек и дросселя.
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. Пятивольтовую сборку на диодах Шоттки оставляем, теперь здесь будет 12 Вольт, так как данная сборка рассчитана на больший ток чем 12 вольтовая.
4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи, подключенные к этой обмотке, сохранены.
5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы ёмкостью 1000 – 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы на 0,1 мкФ. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт (я запараллелил два на 200).
6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. Если получится, намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 – 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27. Я намотал в один провод.
7. Для питания вентилятора используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя –5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя –5 В, 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. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.
Для управление током и напряжением была использована следующая схема.
Однако в качестве шунта я использовал сопротивление 0.1 Ом, что позволило запустить амперметр без ОУ и др. умножителей напряжения. Вид и расположение вольтметра и амперметра.
Данное устройство собрано на МК ATMEGA8. Но вы можете использовать любые, вплоть до стрелочных. Питание взято с дежурного напряжения БП (5В на плате маркируется как +5VSB сиреневый провод), единственно был добавлен конденсатор на 1000мкФ 16 В для сглаживания пульсаций. Внешний вид передней панели и разъемы для подключения.
Различных зарядных устройств на основе блока питания гуляет по просторам интернета немало. Вот решил поведать и я об истории развития своей схемы зарядок. Схема создавалась для того, чтобы наш котомобиль в морозы зимой все же продолжал ездить на авто, а собрать мог каждый желающий, мало-мальски радиокот. Основной упор в схемотехнике зарядных устройств -простота переделки. В наш век "китайтизации" электроники и электронной промышленности зачастую проще, дешевле и доступнее взять готовый AT/ATX блок питания и переделать его под любые свои нужды, нежели купить отдельно силовой трансформатор, диоды на мост, тиристор и прочие детали. Сначала поведаю о самом простом (ну уже проще просто не бывает!!!) и надежном зарядном на основе AT блока питания, без индикатора тока (хотя амперметр никто не мешает поставить).
Ну вот, нашли подходящий блок АТ, собранный на TL494. Моем его, чистим, сушим и смазываем вентилятор.
Небольшое отступление.
О качестве комплектующих для АТ и АТХ блоков. Хочу сказать о важном элементе схемы - фильтрующий конденсатор 310 вольт в первичной цепи. От него зависит не только такой параметр как пульсации выходного напряжения с частотой сети под большой нагрузкой, но и, что очень важно - нагрев самих выходных ключей. Если емкости не хватает, то им приходится работать до 35% своего времени на большей ширине импульса, чем при нормальной емкости, так как среднее средневыпрямленное напряжение уже не 310 вольт, а 250 - 260 вольт за счет пульсаций. Контроллеру приходится отрабатывать такие провалы, увеличивая ширину и время открытого состояния транзистора. Следовательно, им приходится работать на большем токе, чем при достаточной емкости. Из этого вытекает: больше ток - больше нагрев - меньше кпд. (Он и так небольшой 60 - 75% в зависимости от блока). Проведя некоторые измерения более древних и очень старых АТ блоков питания и более новых АТХ выяснилось - китайцы совсем совесть потеряли. Если раньше ставили конденсаторы - как на нем написано, так оно и было. То теперь 50% допуск всегда в минус.
Перебрал сотни блоков: Написано 470МКФ, выпаиваешь замеряешь - 300 -330МКФ, даже новый конденсатор - та же история.
Ну, да и ладно, пусть пишут что хотят: Ну, а нам необходимо заменить в АТ блоке, на основе которого мы будем строить зарядку 200МКФ на эти самые 330МКФ, или еще лучше 470МКФ (настоящих 470). Транзисторам легче будет.
С дросселями та же история.
АТ дроссель: 
АТХ дроссель:
Не домотаны, и кольцо меньше... Следствием уменьшения индуктивности дросселя групповой стабилизации будет акустический свист на малых токах (1-2 ампера). Индуктивность этого дросселя рассчитывается, исходя из режима непрерывности тока через него при минимальных нагрузках. При включении блока, он сразу выходит на мощность не менее 150Вт (зависит от компьютера). Через дроссель протекают определённые токи, не менее какой то величины. Дроссель можно рассчитать на это минимальное значение тока, но тогда, при включении без нагрузки, ток через дроссель станет прерывистым, что повлечёт за собой некоторые неприятности... Схема ШИМ регулирования рассчитана для случая непрерывности тока, по этому, при прерывистом токе, регулирование будет сбиваться, дроссель будет петь, напряжения на выходах будут прыгать, вызывая дополнительные токи перезарядки электролитических конденсаторов... Конечно, в данном случае нам на помощь придет цепь RC коррекции обратной связи, но притуплять скорость реакции на изменение напряжения бесконечно нельзя, В какой-то момент TL494 при КЗ просто не успеет снизить ширину импульса и транзисторы выйдут из строя. Этот процесс достаточно быстрый. Поэтому с этим нужно быть осторожнее. Ну ладно, это было лирическое отступление. Продолжим "танец с бубном" с зарядным устройством.
Схема с мягкой характеристикой зарядного тока.
Плата стандартного АТ блока. Смотрим на схему, что надо выпаять (а выпаять надо много-много лишнего), а что запаять, чтобы получить самую простую зарядку для аккумулятора. Схема взята стандартная, стандартного блока АТ и номиналы уже установленных элементов могут существенно отличаться от ваших. Менять их на указанные на схеме НЕ НАДО! Выпаиваем только ставшие ненужными защиты от перенапряжения, канал 5 вольт, канал -12 вольт. В общем, согласно схеме, оставляем следующее.
В итоге чтобы получить полноценную, регулируемую зарядку на 10 ампер и 15,8в с управляемым от тока нагрузки вентилятором, надо добавить всего восемь деталек!!! А именно: заменить два электролита, добавить шунт очень приближенного сопротивления 0,01ома -0,08 ома (например, три сантиметра шунта с китайского мультика - работает отлично). Фото исходного шунта (Авторский донор снят с советской Цэшки):
Резистор на 120ом, на 3,9к, и примерно 18к, переменный резистор на 10к, конденсатор на 10 нано и перевернуть обмотку на дросселе по каналу -5 вольта для вентилятора. Только не забудьте, что вентилятор теперь подключать надо так: красный на корпус, а черный на -5:.-12в. Шунт припаиваем в разрыв косички с силового трансформатора. Когда будете настраивать резистор на 3,9к то его сопротивление подберите по току заряда 10 ампер на реальном аккумуляторе. Вы не поверите - это всё! Это просто небывалая простота переделки практически уже металлолома во вполне достойную вещь! Если диоды по каналу +12в у Вас изначально стояли FR302, то надо заменить на более мощные, например выпаять из более современного ATX блока питания. Причем короткого замыкания он не боится - входит в ограничение тока. А вот переполюсовка подключения к аккумулятору приведет к большому ба-баху! Про "НОУ-ХАУ", уникальную защиту от перегрузки и короткого замыкания будет написано в статье. Цветными кружочками и линиями обозначены добавленные дополнительные элементы.
Настройка: Все включения до полной настройки проводить включая в сеть только последовательно с лампочкой накаливания 60 ватт. Проверяем монтаж.
Настройка канала напряжения.
Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения напряжении в диапазоне до 200вольт. Включаем в сеть. Напряжение на выходе должно быть в пределах 16 вольт плюс/минус 4 вольта. Если что-то около 5 вольт, значит забыли заменить резистор в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) на 18к. Если около 23-25в, и постепенно без нагрузки нагреваются выходные ключи, то значит в цепи контроля напряжения (1 вывод TL494) обрыв или сопротивление 18к слишком большое, и блок вышел на полную ширину импульса и все равно не может набрать напряжение, для включения обратной связи. Настраиваем подбором этого резистора на напряжение примерно 15,8 - 16,2 вольта. Если вы выставите 14,4 в то акум через примерно 1 час перестанет у вас заряжаться вообще (проверено многократно на разных аккумуляторах).
Настройка канала тока.
Резистор включенный последовательно с регулятором тока временно меняем на подстроечник 22к выставляем его в положение минимального сопротивления. Подключаем крокодилами мультиметр в режиме измерения тока на диапазоне 10 ампер. Включаем в сеть блок через лампочку. Если лампочка вспыхнула и продолжает ярко светиться, значит что-то напутали, проверяем монтаж. Если амперметр показывает ток в пределах от 1 до 4 ампер то все нормально. Выставляем переменный резистор в режим максимального сопротивления, а подстроечным резистором настраиваем ток 15 -16 ампер. Иногда лампочка не дает так настроить, поэтому настройте примерно такой ток. Теперь подключив на выход разряженный аккумулятор и амперметр последовательно, убираем лампочку и включаем в сеть. Подстроечным резистором подстраиваем более точно ток, но уже 10 ампер. Затем подстроечник выпаиваем, меряем и впаиваем постоянный резистор такого же сопротивления. Вентилятор охлаждения должен вращаться с оборотами пропорционально току. Если на максимальном токе или коротком обороты слишком велики (напряжение выше 20 вольт), то необходимо отмотать витков 10 с обмотки минус 5 вольт канала питания вентилятора Напряжение на вентиляторе при подобранных витках должно быть от 6 вольт до 17 вольт. Все, на этом настройка закончена.
Компьютеры не могут работать без электроэнергии. Чтобы их зарядить, используются специальные устройства, называемые источниками питания. Они получают напряжение переменного тока из сети и преобразуют его в постоянный ток. Устройства могут выдавать огромное количество энергии в небольшом форм-факторе, обладают встроенной защитой от перегрузки. Выдаваемые параметры у них невероятно стабильны, а качество постоянного тока обеспечено даже при высоких нагрузках. Когда есть лишний такой аппарат, разумно его использовать для многих бытовых задач, например, переделав в зарядное устройство из блока питания компьютера.
Блок имеет форму металлической коробки шириной 150 мм х 86 мм х 140 мм. Стандартно он монтируется внутри корпуса ПК с помощью четырех винтов, переключателя и розетки. Такая конструкция позволяет воздуху поступать в охлаждающий вентилятор блока питания (БП). В некоторых случаях установлен переключатель селектора напряжения, позволяющий пользователю выбирать показатели. Например, в Соединенных Штатах имеется внутренний источник питания, работающий с номинальным напряжением 120 вольт.
БП компьютера состоит из нескольких компонентов внутри: катушки, конденсаторов, электронной платы для регулирования тока и вентилятора для охлаждения. Последний является основной причиной отказа для источников питания (ИП), что надо учитывать при монтаже зарядного устройства из блока питания компьютера atx.
Типы электропитания персонального компьютера
ИП имеют определенную мощность, указанную в ваттах. Стандартный блок, как правило, способен обеспечивать около 350 Вт. Чем больше установленных на компьютере компонентов: жестких дисков, CD / DVD-приводов, ленточных накопителей, вентиляторов, тем больше энергии требуется от источника питания.
Специалисты рекомендуют использовать блок питания, который обеспечивает больше мощности, чем требуется компьютеру, поскольку он будет работать в режиме постоянной «недогрузки», что увеличит срок службы машины из-за уменьшения теплового воздействия на его внутренние компоненты.
Существует 3 типа ИП:
- AT Power Supply — употребляется на очень старых ПК.
- Блок питания ATX — все еще применяется на некоторых ПК.
- Электропитание ATX-2 - обычно используется сегодня.
Параметры БП, которые можно использовать при создании зарядного устройства из блока питания компьютера:
- AT / ATX / ATX-2:+3.3 В.
- ATX / ATX-2:+5 В.
- AT / ATX / ATX-2:-5 В.
- AT / ATX / ATX-2:+5 В.
- ATX / ATX-2:+12 В.
- AT / ATX / ATX-2:-12 В.
Разъемы материнской платы
В ИП есть много разных разъемов питания. Они разработаны таким образом, что при их установке нельзя ошибиться. Чтобы сделать зарядное устройство из блока питания компьютера, пользователю не нужно будет долго выбирать правильный кабель, так как он просто не поместится в разъеме.
Виды разъемов:
- P1 (разъем для подключения к ПК / ATX). Основная задача блока питания (PSU) - предоставить мощность материнской плате. Это делается через 20-контактный или 24-контактный разъемы. 24-контактный кабель совместим с 20-контактной материнской платой.
- P4 (разъем EPS).Раньше выводы материнской платы были недостаточны для обеспечения мощностью процессора. С разгонным графическим процессором, достигающим 200 Вт, была создана возможность обеспечить питание непосредственно процессору. В настоящее время это P4 или EPS, которые обеспечивают достаточную мощность процессора. Поэтому переделка блока питания компьютера в зарядное устройство экономически обоснована.
- Разъем PCI-E (6-контактный разъем 6 + 2). Материнская плата может обеспечить максимум 75 Вт через слот интерфейса PCI-E. Более быстрая выделенная видеокарта требует гораздо большей мощности. Для решения этой проблемы был введен разъем PCI-E.
Дешевые материнские платы оснащены 4-контактным разъемом. Более дорогие «разгонные» материнские платы имеют 8-контактные разъемы. Дополнительные обеспечивают излишнюю мощность процессора при разгоне.
Большинство блоков питания снабжены двумя кабелями: 4-контактными и 8-контактными. Нужно использовать только один из этих кабелей. Также можно разделить 8-контактный кабель на два сегмента, чтобы обеспечить обратную совместимость с более дешевыми материнскими платами.
Левые 2 контакта 8-контактного разъема (6+2) справа отсоединены для обеспечения обратной совместимости с 6-контактными графическими картами. 6-контактный разъем PCI-E может поставить дополнительный 75Вт за кабель. Если графическая карта содержит один 6-контактный разъем, он может составлять до 150 Вт (75 Вт от материнской платы + 75 Вт от кабеля).
Для более дорогих графических карт требуется 8-контактный (6+2) разъем PCI-E. С помощью 8 контактов этот разъем может обеспечивать до 150 Вт на кабель. Видеокарта с одним 8-контактным разъемом может составлять до 225 Вт (75 Вт от материнской платы + 150 Вт от кабеля).
Molex, 4-контактный периферийный разъем, используют при создании зарядного устройства из блока питания компьютера. Эти контакты работают очень долго, могут поставлять 5V (красный) или 12V (желтый) на периферийные устройства. В прошлом эти соединения часто использовались для подключения жестких дисков, CD-ROM-плееров и т. д.
Даже видеокарты Geforce 7800 GS оснащаются Molex. Однако их потребляемая мощность ограничена, поэтому в настоящее время бо́льшая часть их была заменена кабелями PCI-E и Все, что осталось, это вентиляторы с питанием.
Соединитель вспомогательного оборудования
Разъем SATA - современная замена устаревшего Molex. Все современные DVD-плееры, жесткие диски и SSD работают от мощности SATA. Разъем Mini-Molex / Floppy полностью устаревший, но некоторые БП все еще поставляются с разъемом mini-molex. Они были использованы для питания дисководов гибких дисков до 1,44 МБ данных. В основном, они сегодня заменены USB-накопителем.
Адаптер Molex-PCI-E 6-контактный для питания видеокарты.
Используя адаптер 2x-Molex-1x PCI-E 6-контактный, предварительно нужно убедиться, что подключаются оба "Молекса" к различным кабельным напряжениям. Это снижает риск перегрузки источника питания. С введением ATX12 V2.0 были внесены изменения в систему с 24-контактным разъемом. В старых ATX12V (1.0, 1.2, 1.2 и 1.3) использовался 20-контактный разъем.
Всего есть 12 версий стандарта ATX, но они настолько похожи, что пользователю не нужно беспокоиться о совместимости во время монтажа зарядного устройства из блока питания компьютера. Для обеспечения большинство современных источников позволяют отсоединить последние 4 контакта основного разъема. Также возможно создать передовую совместимость с помощью адаптера.
Напряжения питания компьютера
В компьютере требуется три типа постоянного напряжения. 12 вольт необходимо для подачи напряжения на материнскую плату, графические карты, для вентиляторов, процессора. Для USB-портов требуется 5 вольт, а для самого ЦП используется 3,3 вольта. 12 вольт также применимы для некоторых «умных» вентиляторов. Электронная плата в блоке питания отвечает за пересылку преобразуемого электричества через специальные кабельные наборы для питания устройств внутри компьютера. С помощью перечисленных выше компонентов переменное напряжение преобразуется в чистый постоянный ток.
Почти половина работы, выполняемой блоком питания, осуществляется с помощью конденсаторов. Они хранят энергию, которая будет использоваться для непрерывного рабочего потока. Изготавливая из блока питания компьютера, пользователь должен быть осторожным. Даже если компьютер отключен, есть вероятность того, что электричество будет храниться внутри блока питания в конденсаторах, даже через несколько дней после отключения.
Цветные коды кабельных наборов
Внутри источников питания пользователь видит много кабельных наборов, выходящих с различными разъемами и разными номерами. Цветовые коды кабелей питания:
- Черные, используются для обеспечения тока. Каждый другой цвет должен быть соединен с черным проводом.
- Желтый: + 12В.
- Красный: + 5 В.
- Синий: —12В.
- Белый: —5В.
- Оранжевый: 3.3В.
- Зеленый, контрольный провод для проверки напряжения постоянного тока.
- Фиолетовый: + 5 В режим ожидания.
Выходные напряжения источника питания компьютера можно измерить с помощью надлежащего мультиметра. Но из-за более высокого риска короткого замыкания пользователь должен всегда подключать черный кабель с черным на мультиметре.
Вилка силового провода
Провод жесткого диска (независимо от того, является ли это IDE или SATA) имеет четыре жилы, прикрепленных к разъему: желтую, две черных подряд, и красную. На жестком диске одновременно используются как 12V, так и 5V. 12V питает движущиеся механические детали, а 5V подает электронные схемы. Таким образом, все эти кабельные комплекты оснащены кабелями 12V и 5V одновременно.
Электрические разъемы на материнской плате для процессоров или вентиляторов шасси имеют четыре ножки, поддерживающие материнскую плату для вентиляторов 12 В или 5 В. Помимо черных, желтых и красных, другие цветные провода можно увидеть только в главном разъеме, который напрямую переходит в розетку материнской платы. Это фиолетовые, белые или оранжевые кабели, которые не используются потребителями для подключения периферийных устройств.
Если вы хотите сделать автомобильное зарядное устройство из блока питания компьютера, нужно протестировать его. Вам понадобятся скрепка и около двух минут времени. Если понадобится источник питания обратно подключить к материнской плате, просто нужно удалить скрепку. Никаких изменений от использования скрепки в нем не произойдет.
Порядок действий:
- Найти зеленый провод в дереве кабелей из блока питания.
- Следовать за ним до 20 или 24-контактного разъема ATX. Зеленый провод в некотором смысле «приемник», который нужен для снабжения энергией блока питания. Между ним есть два черных провода заземления.
- Поместить скрепку в штырь с зеленым проводом.
- Другой конец поместить в один из двух черных проводов заземления рядом с зеленым. Не важно, какой из них будет работать.
Хотя скрепка не ударит большим током, не рекомендуется прикасаться к ее металлической части, когда она находится под напряжением. Если нужно оставить скрепку на неопределенный срок, необходимо замотать ее изолентой.
Если вы начинаете делать своими руками зарядное устройство из блока питания компьютера, позаботьтесь о безопасности работ. Источник угрозы — это конденсаторы, которые несут в себе остаточный заряд электричества, способный вызвать значительную боль и ожоги. Поэтому нужно не только убедиться, что ИП надежно отключен, но и надеть изоляционные перчатки.
После открытия БП, делают оценку рабочего пространства и убеждаются, что не будет никаких проблем с расчисткой проводов.
Предварительно продумывают конструкцию источника, отмеривая карандашом, где будут находиться отверстия, чтобы отрезать провода необходимой длины.
Выполняют сортировку проводов. При этом будут необходимы: черный, красный, оранжевый, желтый и зеленый. Остальные являются лишними, поэтому их можно обрезать на монтажной плате. Зеленый говорит о включении питания после режима ожидания. Он просто припаивается к заземляющему черному проводу, что обеспечит включение БП без компьютера. Далее нужно подключить провода к 4 большим зажимам по одному для каждого набора цветов.
После этого требуется сгруппировать 4-проводные цвета вместе и отрезать их на необходимую длину, снять изоляцию и соединить в один конец. Перед сверлением отверстий нужно позаботиться о печатной плате шасси, чтобы она не была загрязнена металлическими стружками.
В большинстве БП нельзя полностью удалить печатную плату с шасси. В таком случае ее нужно аккуратно обернуть пластиковым пакетом. Закончив сверление, требуется обработать все шероховатые пятна и протереть шасси тканью от мусора и налета. Затем установить фиксирующие стойки, используя небольшую отвертку и клеммы, закрепив их с помощью плоскогубцев. После этого закрыть блок питания и обозначить маркером напряжение на панели.
Зарядка аккумулятора автомобиля от старого ПК
Это устройство поможет автолюбителю в сложной ситуации, когда нужно срочно зарядить аккумулятор автомобиля, не имея стандартного устройства, а используя лишь обычный блок питания ПК. Специалисты не рекомендуют постоянно пользоваться зарядным устройством авто из блока питания компьютера, так как напряжение 12 В немного не дотягивает до необходимого при зарядке аккумулятора. Оно должно быть 13 В, но как аварийный вариант его использовать можно. Для усиления напряжения там, где раньше было 12В, нужно поменять резистор на 2.7кОм на подстроечном резисторе, установленном на дополнительной плате БП.
Поскольку источники питания имеют конденсаторы, которые сохраняют электроэнергию в течение длительного времени, желательно их разрядить с использованием лампы накаливания 60 Вт. Чтобы прикрепить лампу, используйте два конца провода для подключения к выводам крышки. Лампа подсветки медленно погаснет, разрядив крышку. Замыкание клемм не рекомендуется, так как это приведет к большой искре и может повредить дорожки печатной платы.
Процедура изготовления своими руками зарядного устройства из блока питания компьютера начинается со снятия верхней панели блока питания. Если на верхней панели установлен вентилятор 120 мм, отсоедините 2-контактный разъем от печатной платы и снимите панель. Требуется обрезать выходные кабели от источника питания с помощью плоскогубцев. Не стоит их выбрасывать, лучше использовать повторно для нестандартных заданий. Для каждого связующего поста оставьте не более 4-5 кабелей. Остальные могут быть обрезаны на печатной плате.
Соединяются провода одного цвета и закрепляются, используя кабельные стяжки. Зеленый кабель используется для включения постоянного тока ИП. Его припаивают к клеммам GND или подключают к черному проводу из пучка. Далее отмеряют центр отверстий на верхней крышке, где должны быть закреплены фиксирующие стойки. Нужно быть особенно внимательным, если на верхней панели установлен вентилятор, а зазор между краем вентилятора и ИП мал для фиксирующих штырей. В таком случае после отметки центральных точек нужно снять вентилятор.
После этого нужно прикрепить фиксирующие стойки к верхней панели в порядке: GND, +3,3 В, +5 В, +12 В. Используя стриппер для проводов, удаляется изоляция кабелей каждого пучка, припаиваются соединения. Тепловым пистолетом обрабатывают рукава над обжимными соединениями, после чего вставляют выступы в соединительные штыри и затягивают вторую гайку.
Далее нужно вернуть вентилятор на место, подключить 2-контактный разъем к гнезду на печатной плате, вставить панель обратно в устройство, что может потребовать некоторых усилий из-за связки кабелей на перекладинах и закрыть.
Зарядное устройство для шуруповерта
Если шуруповерт имеет напряжение 12В, то пользователю повезло. Он может сделать источник питания для зарядного устройство без особых переделок. Понадобится используемый или новый БП компьютера. В нем есть несколько напряжений, но нужно 12В. Есть много проводов разных цветов. Понадобятся желтые, которые выдают 12В. Перед началом работ пользователь должен убедится, что ИП отключен от источника энергии и не имеет остаточного напряжения в конденсаторах.
Теперь можно начинать переделывать блок питания компьютера в зарядное устройство. Для этого нужно желтые провода подключить к разъему. Это будет выход 12В. Сделать то же самое для черных проводов. Это разъемы, в которые будет подключаться зарядное устройство. В блоке напряжение 12В не является первичным, поэтому подключается резистор к красному проводу 5В. Далее нужно соединить серый и один черный провод вместе. Это сигнал, который говорит об энергоснабжении. Цвет этого провода может варьироваться, поэтому нужно убедиться, что это сигнал PS-ON. Это должно быть написано на наклейке блока питания.
После включения переключателя БП должен запускаться, вентилятор вращаться, а лампочка загораться. Проверив разъемы с помощью мультиметра, нужно убедиться, что блок выдает 12 В. Если это так, то зарядное устройство шуруповерта из блока питания компьютера функционирует правильно.
На самом деле вариантов приспособления блока питания под собственные нужды множество. Любители поэкспериментировать с удовольствием делятся своим опытом. Предлагаем несколько хороших советов.
Пользователям не стоит бояться модернизировать коробку блока: можно добавить светодиоды, наклейки или все, что нужно для совершенствования. Разбирая провода, нужно убедиться, что используется блок питания ATX. Если это AT или более старый источник питания, у него, скорее всего, будет другая цветовая схема для проводов. Если у пользователя нет данных об этих проводах, ему не стоить переоборудовать блок, так как схема может быть собрана неправильно, что приведет к аварии.
Некоторые современные источники питания имеют провод связи, который должен быть подключен к источнику питания для его работы. Серый провод подключается к оранжевому, а розовый - к красному. Силовой резистор с высокой мощностью может стать горячим. В этом случае нужно использовать в конструкции радиатор для охлаждения.
