Необходимость подать питание на адаптер для подключения жесткого внешнего диска через гнездо USB к персональному компьютеру заставила вспомнить о давно пылившемся на антресолях блоке питания JNC LC-200A. Напряжение 12 и 5 вольт в наличии есть, тока в достатке. Да что там говорить - профильный блок питания в подобных ситуациях всегда лучший вариант.
Свою функцию он выполнил успешно. Другой источник питания для этих целей решил не искать, вот только смущает обилие проводов выходящих из него наружу. И выход тут один, раз уж решил использовать его постоянно - необходима доработка.
Разобрал блок питания на отдельные узлы, покрасил корпус, просверлил в нижней части отверстия для клемм и установки на днище резиновых ножек (которые и поставил в первую очередь, а то пока соберешь, весь стол железом днища обдерешь).
Клеммы поставил на все виды имеющихся напряжений, пусть будут. Красные «+12», «+5», «+3,3» вольта, а чёрные «0», «-12», «-5». Тем более, что используя их различное сочетание, можно получить весьма широкий спектр постоянных выходных напряжений.
Взялся за плату. Провода, идущие на вентилятор, ранее были просто запаяны - установил разъём на случай необходимости разборки блока питания в дальнейшем.
Из выводных проводов нетронутыми оставил два жгута, остальные укоротил и объединил (в соответствии с цветом и конечно же выходным напряжением).
Плату на место, укороченные провода к клеммам, цельные жгуты вывел наружу.
Привернул верхнюю часть корпуса на место, на одном выводном жгуте оставил разъём питания для подключения жёстких дисков c интерфейсом IDE, на другой установил разъём для дисков с интерфейсом SATA. Клеммы питания подписал самым простым и доступным образом - распечатал необходимые обозначения, наклеил сверху текста скотч, вырезал и приклеил.
Обратная сторона собранного блока питания. Кнопка включения расположилась в удобной нише, случайное включение или выключение её практически невозможно. И это не мелочь, так как при несанкционированном отключении питания от подключённого к компьютеру жесткого внешнего диска возможны неблагоприятные последствия. Пользоваться доработанным блоком питания для подключения ЖВД несравненно удобней, сказал бы даже комфортно. Плюс к этому возможность использования блока питания и для получения других самых различных постоянных напряжений.
Получение разных напряжений - таблица соединений
| Получаем | Соединяем |
|---|---|
| 24.0V | 12V и -12V |
| 17.0V | 12V и -5V |
| 15.3V | 3.3V и -12V |
| 10.0V | 5V и -5V |
| 8.7V | 12V и 3.3V |
| 8.3V | 3.3V и -5V |
| 7.0V | 12V и 5V |
| 1.7V | 5V и 3.3V |
Также БП стал более компактным и мобильным, поэтому применений ему будет масса - необходимость в мощном и отдельном источнике различных напряжений возникает часто. Автор проекта - Babay iz Barnaula .
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».
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.
При переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее - ИБП) с управляющей микросхемой TL494 под блоки питания для питания трансиверов, радиоаппаратуры и зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов , накопилась часть ИБП, которые были неисправны и не поддавались ремонту, работали нестабильно или имели управляющую микросхему другого типа.
Дошли руки и до оставшихся блоков питания, из них после недолгих экспериментов вывели технологию переделки под зарядные устройства (далее - ЗУ) для автомобильных аккумуляторов.
Также после выхода на электронную почту начали приходить письма с разными вопросами, мол, что и как, с чего начинать.
С чего начать?
Перед тем как приступить к переделке следует внимательно ознакомиться с книгой , в ней подробно изложено описание работы ИБП с управляющей микросхемой TL494. Также не лишним было бы посещение сайтов и , где подробно рассмотрены вопросы переделки компьютерных ИБП. Для тех радиолюбителей, которые не смогли найти указанную книгу попробуем «на пальцах» объяснить, как «укротить» ИБП.И так обо всем по порядку.
И так рассмотрим случай, когда АКБ еще не подсоединена. Напряжение сети переменного тока подается через терморезистор TR1, сетевой плавкий предохранитель FU1, помехоподавляющий фильтр к выпрямителю на диодной сборке VDS1. Выпрямленное напряжение сглаживается фильтром на конденсаторах С6, С7, на выходе выпрямителя получается напряжение + 310 В. Это напряжение подается к преобразователю напряжения на мощных ключевых транзисторах VT3, VT4 с импульсным силовым трансформатором Тр2.
Сразу же оговоримся, что для нашего зарядного устройства резисторы R26, R27, предназначенные для приоткрывания транзисторов VT3, VT4, отсутствуют. Переходы база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 зашунтированы цепями R21R22 и R24R25, соответственно, вследствие чего, транзисторы закрыты, преобразователь не работает, выходное напряжение отсутствует.
При подсоединении АКБ к выходным клеммам Кл1 и Кл2, при этом загорается светодиод VD12, напряжение подается через цепочку VD6R16 к выводу № 12 для питания микросхемы МС1 и через цепочку VD5R12 к средней обмотке согласующего трансформатора Тр1 драйвера на транзисторах VT1, VT2. Управляющие импульсы с выводов 8 и 11 чипа МС1 поступают на драйвер VT1, VT2, и через согласующий трансформатор Тр1 к базовым цепям силовых ключевых транзисторов VT3, VT4, открывая их поочередно.
Переменное напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора Тр2 канала выработки напряжения + 12 В поступает на двухполупериодный выпрямитель на сборке из двух диодов Шоттки VD11. Выпрямленное напряжение сглаживается LC фильтром L1C16 и поступает к выходным клеммам Кл1 и Кл2. С выхода выпрямителя также питается штатный вентилятор М1, предназначенный для охлаждения деталей ИБП, включенный через гасящий резистор R33 для уменьшения скорости вращения лопастей и шума вентилятора.
АКБ через клемму Кл2 подключена к минусу выхода выпрямителя ИБП через резистор R17. При протекании тока заряда от выпрямителя к АКБ, на резисторе R17 образуется падение напряжения, которое подается к выводу № 16 одного из компараторов микросхемы МС1. При превышении тока заряда больше установленного уровня (движком резистора установки тока заряда R4), микросхема МС1 увеличивает паузу между выходными импульсами, уменьшая ток в нагрузку и тем самым стабилизируя ток зарядки АКБ.
Цепь R14R15 стабилизации выходного напряжения R14R15 подключена к выводу № 1 второго компаратора микросхемы МС1, предназначена для ограничения его значения (на уровне + 14,2 - + 16 В) в случае отсоединения АКБ. При увеличении выходного напряжения выше установленного уровня, микросхема МС1 увеличит паузу между выходными импульсами, тем самым стабилизируя напряжения на выходе.
Микроамперметр РА1, с помощью переключателя SA1 подключается к разным точкам выпрямителя ИБП, используется для измерения тока заряда и напряжения на АКБ.
В качестве ШИМ-регулятора управления МС1 используется микросхема типа TL494 или ее аналоги: IR3M02 (SHARP, Япония), µА494 (FAIRCHILD, США), КА7500 (SAMSUNG, Корея), МВ3759 (FUJITSU, Япония, КР1114ЕУ4 (Россия).
Начинаем переделку!
Отпаиваем все провода с выходных разъемов, оставляем по пять проводов желтого цвета (канал выработки напряжения +12 В) и пять проводов черного цвета (GND, корпус, земля), по четыре провода каждого цвета скручиваем вместе и спаиваем, эти концы впоследствии будут подпаяны к выходным клеммам ЗУ.Снимаем переключатель 115/230V и гнезда для подсоединения шнуров.
На месте верхнего гнезда устанавливаем микроамперметр РА1 на 150 - 200 мкА от кассетных магнитофонов, например М68501, М476/1. Родная шкала снята, вместо нее установлена самодельная шкала, изготовленная с помощью программы FrontDesigner_3.0, файлы шкал можно скачать с сайта журнала . Место нижнего гнезда закрываем жестью размерами 45×25 мм и сверлим отверстия для резистора R4 и переключателя рода измерений SA1. На задней панели корпуса устанавливаем клеммы Кл 1 и Кл 2.
Также, нужно обратить внимание на размер силового трансформатора, (на плате - тот который побольше), на нашей схеме (Рис. 5) это Тр 2. 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 Вт .
В случае переделки ИБП типа АТ снимаем резисторы R26, R27 приоткрывающие транзисторы ключевого преобразователя напряжения VT3, VT4. В случае переделки ИБП типа АТХ снимаем с платы детали дежурного преобразователя.
Выпаиваем все детали кроме: цепей помехоподавляющего фильтра, высоковольтного выпрямителя VDS1, C6, C7, R18, R19, инвертора на транзисторах VT3, VT4, их базовых цепей, диодов VD9, VD10, цепей силового трансформатора Тр2, С8, С11, R28, драйвера на транзисторах VT3 или VT4, согласующего трансформатора Тр1, деталей С12, R29, VD11, L1, выходного выпрямителя, согласно схемы (Рис. 5).
У нас должна получиться плата примерно такого вида (Рис. 6). Даже если в качестве управляющего ШИМ-регулятора, переделываемого ИБП, используется микросхема типа DR-B2002, DR-B2003, DR-B2005, WT7514 или SG6105D проще их снять и сделать с нуля на TL494. Блок управления А1 изготавливаем в виде отдельной платы (Рис. 7).
Штатная диодная сборка в выпрямителе +12 В рассчитана на слишком слабый ток (6 - 12 А) - ее использовать не желательно, хотя для зарядного устройства вполне допустимо. На ее место можно установить диодную сборку из 5-вольтового выпрямителя (она на больший ток рассчитана, но имеет обратное напряжение всего 40 В). Так как в некоторых случаях обратное напряжение на диодах в выпрямителе +12 В достигает значения 60 В! , лучше установить сборку на диодах Шоттки на ток 2×30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150 .
Конденсаторы выпрямителя 12-вольтовой цепи заменяем на рабочее напряжение 25 В (16-ти вольтовые нередко вздувались).
Индуктивность дросселя L1 должна быть в диапазоне 60 - 80 мкГн, его обязательно отпаиваем и измеряем индуктивность, часто попадались экземпляры и на 35 - 38 мкГн, с ними ИБП работает неустойчиво, жужжит при увеличении тока нагрузки больше 2 А. При слишком большой индуктивности, более 100 мкГн, может произойти пробой по обратному напряжению сборки диодов Шотки, если она была взята из 5-ти вольтового выпрямителя. Для улучшения охлаждения обмотки выпрямителя +12 В и кольцевого сердечника снимаем неиспользуемые обмотки для выпрямителей -5 В, -12 В и +3,3 В. Возможно придется домотать до оставшейся обмотки несколько витков провода до получения требуемой индуктивности (Рис. 8).
Если ключевые транзисторы VT3, VT4 были неисправными, а оригинальные не удается приобрести, то можно установить более распространенные транзисторы типа MJE13009. Транзисторы VT3, VT4 прикручены к радиатору, как правило, через изоляционную прокладку. Необходимо транзисторы снять и для увеличения теплового контакта, с обеих сторон прокладку промазать термопроводящей пастой. Диоды VD1 - VD6 рассчитанные на прямой ток не менее 0,1 А и обратное напряжение не менее 50 В, например КД522, КД521, КД510.
Все электролитические конденсаторы на шине +12 В заменяем на напряжение 25 В. При монтаже также надо учесть, что резисторы R17 и R32 в процессе работы блока нагреваются, их надо расположить поближе к вентилятору и подальше от проводов.
Светодиод VD12 можно приклеить к микроамперметру РА1 сверху для освещения его шкалы.
Наладка
При наладке ЗУ желательно воспользоваться осциллографом, он позволит увидеть импульсы в контрольных точках и поможет нам значительно сэкономить время. Проверяем монтаж на наличие ошибок. К выходным клеммам подключаем аккумуляторную батарею (далее - АКБ). В первую очередь проверяем наличие генерации на выводе № 5 генератора пилообразного напряжения МС (Рис. 9).
Проверяем наличие указанных напряжений согласно схемы (Рис. 5)на выводах № 2, № 13 и № 14 микросхемы МС1. Движок резистора R14 устанавливаем в положение максимального сопротивления, и проверяем наличие импульсов на выходе микросхемы МС1, на выводах № 8 и № 11 (Рис. 10).
Также проверяем форму сигнала между выводах № 8 и № 11 МС1 (Рис. 11), на осциллограмме видим паузу между импульсами, отсутствие симметрии импульсов может говорить о неисправности базовых цепей драйвера на транзисторах VT1, VT2.
Проверяем форму импульсов на коллекторах транзисторов VT1, VT2 (Рис. 12),
А также форму импульсов между коллекторами этих транзисторов (Рис. 13).
Отсутствие симметрии импульсов может говорить о неисправности самих транзисторов VT1, VT2, диодов VD1, VD2, перехода база-эмиттер транзисторов VT3, VT4 или их базовых цепей. Иногда пробой перехода база-эмиттер транзистора VT3 или VT4 приводит к выходу из строя резисторов R22, R25, диодного моста VDS1 и только потом к перегоранию предохранителя FU1.
Левый, по схеме, вывод резистора R14 подключаем в источнику образцового напряжения на 16 В (почему именно 16 В - чтобы скомпенсировать потери в проводах и на внутреннем сопротивлении сильно сульфатированной АКБ, хотя можно и 14,2 В). Уменьшая сопротивление резистора R14 до момента пропадания импульсов на выводах № 8 и № 11 МС, точнее в этот момент пауза становится равной полупериоду повторения импульсов.
Первое включение, тестирование
Правильно собранное, без ошибок, устройство запускается сразу, но в целях безопасности вместо сетевого предохранителя включаем лампу накаливания напряжением 220 В мощностью 100 Вт, она будет служить нам балластным резистором и в аварийной ситуации спасет детали схемы ИБП от повреждения.Движок резистора R4 устанавливаем в положение минимального сопротивления, включаем зарядное устройство (ЗУ) в сеть, при этом лампа накаливания должна кратковременно вспыхнуть и погаснуть. При работе ЗУ на минимальном токе нагрузки радиаторы транзисторов VT3, VT4 и диодной сборки VD11 практически не нагреваются. При увеличении сопротивления резистора R4 начинает возрастать ток зарядки, при каком-то уровне вспыхнет лампа накаливания. Ну, вот и все, можно снимать ламу и ставить на место предохранитель FU1.
В случае если вы все-таки решились установить диодную сборку из 5-вольтового выпрямителя (повторимся, что она выдерживает по току, но обратное напряжение всего 40 В), включаем ИБП в сеть на одну минуту, а движком резистором R4 устанавливаем ток в нагрузку 2 - 3 А, выключаем ИБП. Радиатор с диодной сборкой должен быть теплым, но ни в коем случае не горячим. Если он горячий - значит, данная диодная сборка в данном ИБП долго не проработает и обязательно выйдет из строя.
Проверяем ЗУ на максимальном токе в нагрузку, для этого удобно использовать устройство , подключенное параллельно АКБ, которое позволит не испортить батарею длительными зарядами во время наладки ЗУ. Для увеличения максимального тока зарядки, можно несколько увеличить сопротивления резистора R4, но при этом не следует превышать максимальную мощность на которую рассчитан ИБП.
Подбором сопротивлений резисторов R34 и R35 устанавливаем пределы измерения для вольтметра и амперметра соответственно.
Фотки
Монтаж собранного устройства показан на (Рис. 14).
Теперь можно закрывать крышку. Внешний вид ЗУ показан на (Рис. 15).
Идея переделать обычный компьютерный блок питания (далее в некоторых моментах БП) в модульный приходит только оптимистам и профессиональным пользователям ПК. В данной статье мы подробно обговорим все нюансы создания вручную БП со сменными проводами.
Для начала давайте-ка узнаем, что такое блок питания и из чего он состоит. Блок питания — это устройство, обеспечивающее питание электроприбора электрической энергией. Состоит из следующих комплектующих:
Входные цепи:
Полупроводниковый резистор (предотвращает распространение помех в сеть)
Пассивный или активный коллектор мощности (снижает нагрузку на сеть)
Диодный мост
Конденсаторный фильтр
Выходные цепи:
Нагрузочные резисторы
Конденсаторы (выходные)
Дроссель групповой стабилизации (выходной)
Выпрямители (выходные)
Преобразователь:
Цепи обратной связи
Формирователь напряжения
Высокочастотный трансформатор (импульсный)
Схема управления самим преобразователем
Преобразователь (полумостовой)
Для чего нужен модульный блок питания:
Таким устройством хотят обзавестись, как правило, профессиональные геймеры, горящие желанием выжать все соки из своего железа. Открыто известно, что быстрый компьютер — это холодный компьютер. А в модульном БП как раз-таки отсутствуют лишние провода, что улучшает продуваемость и экономит место в системном блоке.
Особенности использования
Перед созданием модульного БП очень важно разобраться в его недостатках и преимуществах.
Преимущества:
Такие блоки питания, как правило, легко найти
Состоят из всех важных компонентов, в т. ч. готовых импульсных трансформаторов (ИТ)
Небольшой вес (до 2 кг), что в 5 раз меньше веса блока питания (трансформаторного)
Нет лишних проводов и, следовательно, путаницы
Универсальность
Недостатки:
Нет возможности применения для электрического питания радиостанций из-за наличия импульсного преобразования
При небольших нагрузках отсутствует низкое напряжение на выходе (менее 5 В)
Несмотря на недостатки, блок питания такого типа отлично подойдёт для проверки и отладки самых различных устройств, а также питания автомобильной электроники. А благодаря режиму стабилизации тока, его можно успешно использовать в роли ЗУ для аккумуляторов.
Важно: конденсаторы на плате внутри блока питания опасны (в работоспособном состоянии, разумеется). Именно поэтому важно оставить его не подключенным примерно на 48 часов, чтобы конденсаторы успешно разрядились. Но если вы хотите ускорить этот процесс, с помощью самой обычной скрепки просто замкните такие провода, как черный и зеленый (разъёма ATX). Далее включите всё еще не подключенный БП.
Процесс переделки
Инструменты
Ниже приведён перечень инструментов и материалов для изготовления модульного блока питания:
Блок питания (минимум 150 ватт)
Ручная дрель
Пассатижи
Кусачки
Развёртка (инструмент)
Паяльник
Изолента
Трубки (термоусаживаемые)
Клеммы (устройство, посредством которого провода присоединяют к аппарату)
Светоизлучающий диод (LED)
Резистор (токоограничивающий, для светодиода, 330 Ом)
Гасящий резистор
Низковольтный выключатель
Шнур питания
Процесс
Шаг 1. Вскрытие корпуса
Легко и непринуждённо откручиваем 4 болта на крышке и снимаем её.
Как можете видеть, передняя стенка нашего подопытного БП имеет структуру сетки, что для установки разъёмов не подойдет. Исходя из этого, нам надо будет часть верхней крышки прикрепить к данной сетке. Однако, если передняя часть вашего БП выполнена из сплошного металла, делать вышеперечисленные действия не нужно.
Мы переднюю панель сделали металлической по трем причинам:
Прикреплять его к нынешней конструкции довольно просто
Установка коннекторов для подключения модульного типа облегчится
Фронтальная стенка нашего БП сетчатая
Шаг 2. Установка необходимых разъёмов
Для подключения линии ATX (состоит из 24 контактов) мы будем использовать последовательный порт (состоит 25 контактов). Электрические соединители Molex мы подключим с помощью обычных 4-х контактных микрофонных разъёмов.
Размещать разъёмы начинаем с параллельного порта, т.к. другие линии проще переместить на несколько сантиметров, нежели основную ATX. Исходя из этого, линия ATX будет располагаться справа (весьма привычная для нее позиция), а остальные 4 разъёма будут в верхнем ряду. Размечаем, монтируем.
Важно: во время работы с мощными блоками питания (500+ ватт) обращайте внимание на качественные разъёмы, т.к. обычный порт (параллельный) не сможет выдержать высокой нагрузки мощного аппарата (например, игрового компьютера).
Шаг 3. Режем и «одеваем» кабели
Порядок резки кабелей полностью зависит от вас, но мы советуем сначала порезать самый длинный кабель, что сразу позволит избежать большого беспорядка внутри БП.
Шаг 4. Крышка для блока питания
Теперь, раз уж, созданный нами блок питания имеет провода с оплёткой, можно приступать к крышке. Можно приобрести в магазине готовую деталь (предпочтительно из акрила) за небольшую сумму, а можно сделать всё самому, благо в таком случае результат ограничен лишь вашей фантазией.
Ниже приведён пример акрилового корпуса:
Как видите, блок питания получился у нас довольно симпатичным. Этому поспособствовали два кулера с подстветкой. К тому же вы всегда сможете легко поменять оплётку кабелей и корпус под свой вкус.
Шаг 5. Включение
Первым делом подключим кабель к разъёму на тыльной стороне блока питания. Если в ваш БП встроен выключатель, включите его и обратите внимание, загорелся ли индикатор. Проверять работоспособность блока питания можно с помощью лампочки 12 В, подсоединяя её к выходам.
Важно убедиться в том, что ни у одного провода нет замыкания.
Готовые и альтернативные решения:
Что касается этого вопроса, здесь, думаю, наши читатели поделятся на 2 лагеря:
Те, кто предпочтут просто пойти и купить новый блок питания (неожиданно, правда?)
Те, кому большее удовольствие доставит само создание блока питания вручную
Что касается меня, то я могу лишь предупредить вас (если вы не очень разбираетесь в этой сфере) не пробовать разбирать/собирать блок питания, ибо это может закончиться плачевно: от порчи техники до фатального удара током.
Так что будьте бдительны и, главное, уверены в себе.
Самостоятельное изготовление блока питания также обладает своими преимуществами и недостатками:
Преимущества:
Не требуется больших затрат на всё
Не нужно быть инженером
Возможность создать нечто уникальное
Интересное занятие с некоторой пользой для себя
Недостатки:
Создать БП могут только люди, знающие принцип его работы
Опасность в виде высокого напряжения (выше 30 вольт/мА — летальный исход)
Такая переделка лишает блок питания гарантии стабильности
В неприятностях в работе системы виноваты будете только вы
Важно: при работе с источником питания вы обязательно должны быть не заземлены, иначе попадания тока в ваше тело не избежать. Не забывайте об этом ни на миг.
Выводы:
Вы стали свидетелем того, что без особых затрат и знаний инженера можно создать блок питания модульного типа, причём сделать его не только полностью работоспособным, но ещё и довольно аккуратным и стильным, давая волю своей фантазии.
Но важно помнить, что блок питания — не совсем простая вещь, а изменяя что-либо в нём, вы изменяете принцип работы всей системы — а это риск на нестабильность.
