Promlebedka.ru

Авто ДРайв
40 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переделка компьютерного блока питания на 24 вольта в регулируемый лабораторный источник своими руками

Переделка компьютерного блока питания на 24 вольта в регулируемый лабораторный источник своими руками

Сегодня стоимость лабораторного блока питания составляет примерно 10 тыс. рублей. Но, оказывается, есть вариант переделки компьютерного блока питания в лабораторный. Всего за тысячу рублей вы получаете защиту от короткого замыкания, охлаждение, защиту от перегрузки и несколько линий напряжения: 3В, 5В и 12В. Однако мы будем модифицировать его, чтобы получить диапазон от 1,5 до 24В, который идеально подойдет для большинства электроники.

Я считаю, что этот способ переделки компьютерного блока питания на 24 вольта лучший, учитывая, что я смог воплотить его в реальность своими руками всего в 14 лет.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Здесь ведется работа с током, будьте осторожны и соблюдайте меры безопасности!

  • рулетка
  • отвертка
  • Компьютерный блок питания (рекомендую 250 Вт +) и кабель для него
  • Проволочные защелки
  • Паяльник
  • Резистор на 10Ом 10Вт или больше (некоторые новые блоки питания не работают должным образом без нагрузки, поэтому резистор должен её обеспечить)
  • переключатель
  • 2 светодиода любого цвета (красный и зеленый подойдут лучше всего)
  • Если вы используете светодиоды, понадобится 1 или 2 резистора на 330 Ом,
  • Термоусадка
  • Внешний корпус (можно поместить всё в оригинальный корпус, а можно взять другой).

В зависимости от того, какой метод для регулируемого блока питания из БП компьютера вы используете (подробнее об этом позже):

  • Клеммные колодки
  • Дрель
  • Регулятор напряжения LM317 или LM338K
  • Конденсаторы 100nF (керамика или тантал)
  • Конденсаторы 1uF Электролитические
  • Силовой диод 1N4001 или 1N4002
  • Резистор 120 Ом
  • Переменный резистор 5 кОм
  • Разъемы
  • Зажимы «крокодил»

Лабораторный БП из компьютерного ATX

В наше время наверное только ленивый, не переделывал компьютерный AT или ATX блок питания в лабораторный или зарядное устройство для автомобильной АКБ. И я решил не оставаться в стороне. Для переделки взял старый ATX 350 Вт блок питания с ШИМ контроллером TL494 или его аналогом KA7500B, блоки с таким контроллером легче всего переделывать. Первым делом необходимо убрать лишние компоненты с платы, дроссель групповой стабилизации, конденсаторы, некоторые резисторы, не нужные перемычки, цепь power ON с ней же и компаратор LM393. Стоит заметить что все схемы на TL494 похожи, иметь могут только не большие различия, поэтому для понимания как переделывать БП можно взять типовую схему.

Вообщем вот типовая схема ATX блока питания на TL494.

Вот схема с удаленными лишними элементами.

На первой схеме я выделил участок, этот участок отвечает за защиту от перегрузок по мощности у себя я его счел нужным удалить о чем немного сожалею. Советую этот участок не удалять. В выходной цепи вместо диодной сборки +12 В необходимо поставить диодную сборку Шоттки с максимальным импульсным обратным напряжением 100 В и током 15 А примерно такую: VS-16CTQ100PBF. Электролитический конденсатор после дросселя должен иметь емкость 1000-2200 мкФ и напряжение минимум 25 В. Нагрузочный резистор должен иметь сопротивление 100 Ом и мощность около 2 Вт. Дроссель

После того как все лишние удалено, можно приступить к сборке схемы управления.

Схему управления взял из этой статьи: Лабораторный БП из AT. В этой статье очень подробно описывается переделка.

Читать еще:  Какой размер дворников на газели

На операционном усилителе DA1.1 собран дифференциальный усилитель в цепи измерения напряжения. Коэффициент усиления подобран таким образом, что при изменении выходного напряжения блока питания от 0 до 20 В (с учётом падения напряжения на шунте R7), на его выходе сигнал меняется в пределах 0…5 В. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R2/R1=R4/R3.

На операционном усилителе DA1.2 собран усилитель в цепи измерения тока. Он усиливает величину падения напряжения на шунте R7. Коэффициент усиления подобран таким образом, что при изменении тока нагрузки блока питания от 0 до 10 А, на его выходе сигнал меняется в пределах 0…5 В. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R6/R5.

Сигналы с обоих усилителей (напряжения и тока) подаются на входы компараторов ошибки ШИМ-контроллера (выводы 1 и 16 DA2). Для установки необходимых значений напряжения и тока, инвертирующие входы этих компараторов (выводы 2 и 15 DA2) подключены к регулируемым делителям опорного напряжения (переменные резисторы R8, R10). Напряжение +5 В для этих делителей снимается с внутреннего источника опорного напряжения ШИМ-контроллера (вывод 14 DA2).

Резисторы R9, R11 ограничивают нижний порог регулировки. Конденсаторы C2, C3 устраняют возможный «шум» при повороте движка переменного резистора. Резисторы R14, R15 также установлены на случай «обрыва» движка переменного резистора.

На операционном усилителе DA1.4 собран компаратор для индикации перехода блока питания в режим стабилизации тока (LED1).

Моя схема

В своей схеме для измерения тока я использую датчик тока ACS712 на эффекте холла, валялся длительное время без дела вот и решил внедрить. Надо отметить, что измеряет он по точнее чем кусок проволоки, ибо имеет маленькую зависимость от температуры так как измерительная часть имеет очень маленькое сопротивление. Кусок же проволоки меняет свое сопротивление с ростом тока.

Сборка

Шунт сделал из текстолита и куска проволоки из черного метала, сопротивление получилось примерно 0,001 Ом, чего вполне достаточно. Крепится к корпусу на стойки для печатных плат.

Разместил все в готовом корпусе:

Готовый корпус заводского изготовления (G768 140x190x80мм).

Чертеж передней панели:

Плата от компьютерного блока питания, легко устанавливается в этот корпус.

Сзади установлен вентилятор охлаждения, он продувает воздух через весь корпус, в верхней крышке насверлил отверстий по бокам для выхода воздуха. Обороты заданы DC-DC преобразователем, питание взято с дежурки 20V.

Плата индикации:

Плата создана в программе Dip Trace Скачать

Плата управления:

Плата создана в программе Dip Trace Скачать

Код программы для Atmega8

Код создан в среде CodeVisionAVR. Особо ничего не придумывал, использовал математику с float. Архив с проектом, в нем же можно найти прошивку Скачать

Блок питания ATX на ШИМ SG6105 — переделка в лабораторный

Недавно мы публиковали материалы по переходнику с SG6105 на TL494, с его помощью очень легко можно было заменить одну микросхему другой и избавиться от назойливых защит. Этот отдельный модуль устанавливался на штатное место SG6105 и позволял проводить минимальную корректировку основной платы блока.

При переделке блока на ШИМ SG6105 в лабораторный, изменений в основной плате будет немного больше, но обо всем по порядку.

Читать еще:  Как поменять трос сцепления на калине

Изменение в основной плате блока

Ниже приведена схема COLORSit 330U-FNM на ШИМ SG6105, плата этого блока точно совпадает со схемой.

Первым делом необходимо удалить часть компонентов, которые нам будут уже не нужны. В основном это касается силовых шин +5; +3,3; -12 В, элементов обвязки защит и служебных выводов SG6105.

Дополнительные изменения в плате касаются новых элементов, выделенных красными рамками с нумерацией изменений.

  1. Устанавливаем новые номиналы для резисторов обратной связи с шины +12 В. Это для R2848 кОм, R2312 кОм.
  2. Переключаем питание ШИМ на другую обмотку дежурки с напряжением 15-17 В, т.к. для питания TL494 нужно минимум 7 В. (т.е. R22 подключаем к диоду D12)
  3. Питание вентилятора также нужно брать с этой же обмотки дежурки, используя дополнительный стабилизатор LM7812.
  4. Устанавливаем токоизмерительный шунт, в качестве которого используем три резистора номиналом 0,1 Ом, мощностью 10 Вт. Минусовая клемма выхода блока будет теперь уже после шунта.
  5. Следует поставить новый выходной электролитический конденсатор с рабочим напряжением минимум 25 В, номиналом в 1000-2200 мкФ.
  6. Нагрузочный резистор R27 лучше заменить резистором с чуть большим сопротивлением в 1 кОм.
  7. Если в блоке используется маломощная диодная сборка по шине +12 В, параллельно ей желательно установить еще одну или заменить на более мощную.

Переходник с SG6105 на TL494 для регулировки тока

Схема переходника с SG6105 на TL494 для регулировки тока включает в себя: TL494 с необходимой обвязкой и две TL431. По сути, можно обойтись лишь одной TL431, которая используется для дежурки. Поскольку схемы блоков на SG6105 бывают разные нельзя заранее сказать, какая из TL431 используется дежуркой, а какая для шины 3,3 В, для универсальности решено было оставить обе.

16-я ножка TL494 подключается на минусовый выход после шунтов (обозначенная синей рамкой), место подключения вывода к 16 ножке тоже обозначено и указанно на схеме. R4 используется для регулировки напряжения, а R10 для регулировки тока. Расчет обвязки выполнен для выходного напряжения 0-17 В; 0-15 А. Печатку для переходника с регулировкой тока можно будет скачать в конце статьи.

Если токи в 15А не нужны, достаточно убрать один из токоизмерительных резисторов 0,1 Ом (использовать два вместо трех), при двух — максимальный рабочий ток будет около 10 А.

Вот таким получился наш переходник.

Сборка блока

Для установки переходника на место SG6105 нужно использовать панельку. После финишной сборки переходник желательной прочно зафиксировать в разъеме используя термо силикон или что-то другое.

Из-за больших размеров трех резисторов по 10 Вт их очень удобно крепить на радиатор, на радиатор также следует установить LM7812 т.к. при работе вентилятора она будет сильно греться.

Вот так выглядит блок после удаления лишних компонентов и готовый к установке переходника.

Подключаем наш переходник в панельку микросхемы SG6105.

Такой переходник должен подходить практически ко всем блокам питания на SG6105, но необходимо быть внимательным при удалении ненужных компонентов и внимательно вникнуть в отличия схем и нумерации деталей.

Тесты

Поскольку вольтамперметр с диапазоном на 20А еще не приехал, используем мультиметр в качестве амперметра и простенький цифровой вольтметр, который питается от линии, на которой меряет напряжение (из-за этого его показания и пропадают при напряжении ниже 3 В).

Немного слов о стабильности напряжения. Пульсации 0,1 В с периодом 10 миллисекунд на максимальном токе 15 А и выходном напряжении 17 В.

Читать еще:  Какие сиденья подходят на ниву 2121

Печатку платы переходника в формате lay можно скачать по ссылке ниже:

Данный резистор будет ограничивать напряжение выдаваемое БП. Этот резистор и R60 образует делитель напряжения, который будет делить выходное напряжение и подавать его на 1 ножку.

Входы ОУ(ШИМ) на 1-й и 2-й ножках у нас служат для задачи выходного напряжения.

На 2-ю ножку приходит задача по выходному напряжению БП, поскольку на вторую ножку максимально может прийти 5 вольт (vref) то обратное напряжение должно приходить на 1-ю ножку тоже не больше 5 вольт. Для этого нам и нужен делитель напряжения из 2х резисторов, R60 и тот что мы установим с выхода БП на 1 ногу.

Как это работает: допустим переменным резистором выставили на вторую ногу ШИМ 2,5 Вольта, тогда ШИМ будет выдавать такие импульсы (повышать выходное напряжение с выхода БП) пока на 1 ногу ОУ не придёт 2,5 (вольта). Допустим если этого резистора не будет, блок питания выйдет на максимальное напряжение, потому как нет обратной связи с выхода БП. Номинал резистора 18,5 кОм.

Итак, АТХ поднялся.

Частота внутреннего генератора определяется по формуле:

Вывод 14 это выход внутреннего источника опорного напряжения +5 вольт.

Выводы 1,2,15 и 16 это входы 2-х встроенных компараторов, которые пользователь может использовать по своему усмотрению, т.е. управлять шириной выходных импульсов ШИМ. Оба компаратора совершенно одинаковы с той лишь разницей, что компаратор с выводами 15-16 срабатывает с «задержкой» 80 мВольт. В попавших мне АТХ этот компаратор не использовался, 16 вывод заземлён, а 15 соединён на Uref, т.е. 14 вывод.

Вывод 13 предназначен для перевода TL-494 в режим управления обратноходовыми однотактными преобразователями. При этом «мёртвое время» может быть увеличено до 96%. В нашем, «двухтактном» случае этот вывод так же соединяется на Uref.

Компаратор на выводах 1-2 мы будем использовать для установки выходного напряжения, для этого на вывод 2 подаём часть Uref, что и сделано в большинстве АТ и АТХ. Обычно это напряжение примерно 2,5 вольт, т.е. с Uref (+5Вольт) через резистивный делитель.

RC цепочка с вывода 2 на вывод 3 (FB или ОС) предназначена для ограничения скорости ШИМ при стабилизации напряжения и имеется во всех схемах АТ-АТХ. Её тоже вырезать нельзя.

Рисую упрощённую схему управления выходным напряжением.

Заключение

Можно спорить о преимуществах и недостатках различных схем, но наиболее качественным изделием окажется источник питания из компьютерного БП. Но у него есть недостаток – короткое замыкание на выходе приводит к переходу блока питания в режим защиты. По факту это полная остановка работы. Только лишь перезагрузка устройства вернет на выходе напряжение. А вот если лабораторный блок питания изготовлен по классической трансформаторной схеме, таких проблем вы сможете избежать – но продумать придется защиту от короткого замыкания (хотя бы предохранитель на 16 или 25 ампер на выходе устройства).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector