2 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.

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.

Читать еще:  Ремонт штекера наушников
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

↑ Конструкция и детали

Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока AT. Плата зарядного устройства закреплена на радиаторе с силовыми транзисторами. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные зажимы. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.

Чертежи выполнены в программе Frontplatten-Designer 1.0. Междукаскадный трансформатор блока AT не переделывается. Выходной трансформатор блока AT тоже не переделывается, просто средний отвод, выходящий из катушки, отпаивается от платы и изолируется. Выпрямительные диоды заменены на новые, указанные в схеме.
Шунт взят от неисправного тестера и закреплен на изоляционных стойках на радиаторе с диодами. Плата для вольтметра-амперметра использована от «Суперпростого амперметра и вольтметра на супердоступных деталях (автовыбор диапазона)» от Eddy71 с последующей доработкой (перерезаны дорожки, согласно схемы).

Переделка выходной части

Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой (кликабельно):

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

После модификации, выход выглядит так:

Настройка

Запускаем. Офигиваем от количества шума!

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

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

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

А теперь – с Y конденсатором:

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

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

Обратная связь.

Про нее я написал отдельную статейку, читайте

Охлаждение

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

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

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

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

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

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

Результаты

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

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

Добрый день. Хотелось бы уточнить номиналы резисторов R3, R8, R14 и R18, параметры L1 в управляющей электронике, номиналы резисторов R22 и R25 в фальшпанеле, а также возможно ли выложить печатные платы. Спасибо.

Автору конечно респект за разработку! Но для повторения нужно сначала расколдовать схему управления БП, котораые в ПДФе. Блин! Что заставляет вас сначала зашифровывать схему? А тот, для кого это здесь выложено, потом расшифровывает эту схему. Какой же дебил так так придумал. Неужели нельзя было нормально нарисовать обе схемы управления (pdf) на одном листе и без всяких ссылок типа: Vref, AGND… Что за бездарность такая. BSVi — тебе большой минус по черчению схем! Ты бездарность. Никогда больше этого не делай. Попроси специалистов сделать это

Читать еще:  Рулеты из скумбрии на мангале

Автор проделал приличную работу и написал полезную статью.
Насчет схем, уж извините, наоборот, Вы показываете свою безграмотность
Возьмите пример применения любой импортной микросхемы (App Note), и Вы увидите там такой же стиль оформления электрических схем.

Этот стиль, кстати, весьма удобен тем, что даже достаточно объемная схема остается легко читаемой, а не превращается в трудночитаемую «вермишель».

Создать новую ветку комментариев

Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.

Шаг 1: Сбор и подготовка блока питания

Предупреждение: ПЕРЕД ТЕМ, КАК НАЧАТЬ, УБЕДИТЕСЬ, ЧТО БЛОК ПИТАНИЯ НЕ ПОДКЛЮЧЕН

Конденсаторы могут ударить током, что довольно больно. Дайте блоку питания полежать в течение нескольких дней, чтобы он разрядился, или подключите резистор на 10 Ом к красному и черному проводу.

Если вы слышите жужжание при включении питания, это означает, что где-то происходит короткое замыкание или другая серьезная проблема. Если вы слышите жужжание (не от паяльника) во время пайки, это означает, что блок питания подключен. Помните, что если блок, который подключен к питанию, отключить кнопкой, в нем все еще останется ток.

Хорошо, давайте вынем блок питания из компьютера. Обычно он крепится на 4 винтах к задней панели корпуса. Выньте провода из отверстия, затем сгруппируйте их по цветам и отрежьте концы.

Кстати, вы только что аннулировали свою гарантию.

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.

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.

Читать еще:  Как сделать электрический лобзик 12 В из подручных материалов

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

↑ Конструкция и детали

Конструктивно все элементы размещены в корпусе блока AT. Плата зарядного устройства закреплена на радиаторе с силовыми транзисторами. Сетевые разъемы убраны и на их месте установлен выключатель и выходные зажимы. Сбоку на крышке блока находятся резисторы установки напряжения и тока и индикатор вольтметра-амперметра. Закреплены они на фальшпанели с внутренней стороны крышки.

Чертежи выполнены в программе Frontplatten-Designer 1.0. Междукаскадный трансформатор блока AT не переделывается. Выходной трансформатор блока AT тоже не переделывается, просто средний отвод, выходящий из катушки, отпаивается от платы и изолируется. Выпрямительные диоды заменены на новые, указанные в схеме.
Шунт взят от неисправного тестера и закреплен на изоляционных стойках на радиаторе с диодами. Плата для вольтметра-амперметра использована от «Суперпростого амперметра и вольтметра на супердоступных деталях (автовыбор диапазона)» от Eddy71 с последующей доработкой (перерезаны дорожки, согласно схемы).

Переделка выходной части

Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой (кликабельно):

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

После модификации, выход выглядит так:

Шаг 3: Пускаем ток!

В учебных пособиях, которые я прочитал, существует множество различных способов подключения разъемов для подключения ваших устройств к питанию. Мы начнем с самого лучшего и дойдем до худшего.

Некоторые учебные пособия расскажут вам, как собрать все детали внутри корпуса, но это опасно и приведет к чрезмерному нагреву и поломкам. Я рекомендую использовать внешний монтаж.

Добавление переменного резистора

Я лично считаю, что это лучший метод, так как он может обеспечить любое напряжение от 1,5 до 24 В. Причина того, что он на 22В, а не 12В, потому что он использует синий провод, который имеет напряжение -12 В, а не обычную землю (черный провод).

  • 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

Сначала постройте схему с основного изображения и соедините ваши линии +12 и -12 В. Затем просверлите отверстия в блоке питания или в внешнем корпусе, чтобы установить переменный резистор. Все остальные детали должны находиться внутри. Теперь я предлагаю добавить две клеммных колодки, чтобы вы могли подключать устройства напрямую. Также можно подключить к ним «крокодилы». Когда вы поворачиваете переменный резистор, напряжение должно находиться в диапазоне от 1,5 до 24 В.

ПРИМЕЧАНИЕ. На главном изображении есть опечатка, которую следует учесть: + 24В вместо 22В. Если у вас есть старый вольтметр, вы можете подключить его в цепь, чтобы отслеживать выходящее напряжение.

Разъемы

Теперь нужно установить разъемы для подключения оборудования. Просверлите для них отверстия (обязательно оберните печатную плату в пластик, так как металлические осколки могут закоротить ее), а затем проверьте, подходят ли они по размеру, вставив разъемы и затянув болт. Выберите, какое напряжение должно идти на каждый разъем и сколько разъемов нужно вставить. Обозначения проводов по цветам:

  • Красный: + 5В
  • Желтый: + 12В
  • Оранжевый: + 3,3В
  • Черный: Земля
  • Белый: -5В

Выше приведено изображение с использованием метода с разъемами.

Крокодиловые зажимы

Если у вас не так много опыта или у вас нет вышеуказанных деталей, и по какой-то причине вы не можете их купить, вы можете просто подключить любые линии напряжения, которые вы хотите к крокодиловым зажимам. Если вы выбрали этот вариант, я рекомендую использовать изоляцию, чтобы предотвратить КЗ.

Советы и устранение неполадок

  1. Не бойтесь добавлять ингредиенты в коробку: светодиоды, наклейки и т.д.
  2. Убедитесь, что вы используете блок питания ATX. Если это AT или более старый источник питания, у него, скорее всего, будет другая цветовая схема для проводов. Если у вас нет данных о проводке, даже не начинайте никаких работ, иначе вы просто сломаете свой блок.
  3. Если светодиод на передней панели не горит, значит ножки подключены неправильно. Просто поменяйте провода местами и он должен загореться.
  4. Некоторые современные блоки питания имеют провод «Сигнал обратной связи стабилизатора», который должен быть подключен к источнику питания для работы блока. Если провод серый, подключите его к оранжевому проводу, если он розовый, подключите его к красному проводу.
  5. Силовой резистор с высокой мощностью может довольно сильно нагреваться; вы можете использовать радиатор, чтобы охладить его, но убедитесь, что он не создает КЗ.
  6. Если вы решили монтировать детали внутрь корпуса, вентилятор можно установить снаружи, чтобы освободить немного места.
  7. Вентилятор может шумно работать, ведь он питается от 12В. Так как это не компьютер, который сильно нагревается, можно обрезать красный провод вентилятора и подключить оранжевый 3,3 В. Следите за температурой после этого. Если она слишком большая, подключите обратно красный провод.

Поздравляю! Вы успешно сделали ваш блок питания.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector