Как сделать регулируемый блок питания из компьютерного. Лабораторный блок питания из бп ат Самая простая переделка блока питания пк

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!

Вам понадобится:

• 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)

Необязательно:

• 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
• Резистор 120 Ом
• Переменный резистор 5 кОм
• Разъемы
• Зажимы «крокодил»

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.

Шаг 2: Делаем проводку

Теперь приступим к сложной части, где нужно добавить светодиоды, переключатели и другие подобные детали. Мы имеем много проводов каждого типа, поэтому я рекомендую использовать 2-4 провода. Некоторые люди перебирают все внутри коробки, а я сделал всё снаружи. Это зависит от того, какой метод вы используете на следующем шаге.

Если вы хотите добавить индикатор ожидания или индикатор включения питания, вам понадобится светодиод (рекомендую красный, но не обязательно) и резистор на 330 Ом. Припаяйте черный провод к одному концу резистора, а короткий конец светодиода — к другому. Резистор уменьшит напряжение, чтобы не повредить светодиод. Перед пайкой, наденьте небольшой кусок термоусадки, чтобы защитить контакты от короткого замыкания. Припаяйте фиолетовый провод к более длинной ноге, и когда вы подадите питание (не включая блок), светодиод должен загореться.

Для включенного блока питания вы также можете установить другой светодиод (рекомендую зеленый). Некоторые говорят, что нужно использовать серый провод для питания светодиода, но тогда нужен еще один резистор на 330 Ом. Я просто подключил его к оранжевому проводу 3,3 В.

Если вы используете метод с серым проводом:
Прежде чем припаять его, наденьте еще один кусочек термоусадки, чтобы предотвратить КЗ. Припаяйте серый провод к одному концу резистора, а другой конец резистора — к более длинной ножке светодиода. Черный провод припаяйте к короткой ножке.

При использовании оранжевого провода 3.3В:
Прежде чем припаять его, наденьте еще один кусочек термоусадки, чтобы предотвратить КЗ. Припаяйте оранжевый провод к более длинной ножке светодиода, а черный провод — к более короткой ножке.

Теперь к переключателю: если на задней стенке вашего блока питания уже есть переключатель, этот пункт вам не сильно пригодится. Подключите зеленый провод к одному контакту на переключателе, а черный — к другому. Если вы не хотите использовать переключатель, просто соедините зеленый и черный провода.

Вы также можете использовать предохранитель на 1А. Всё, что нужно сделать, это обрезать черные провода примерно в середине, и соединить их с предохранителем в держателе.

Некоторым блокам питания нужна нагрузка для правильной работы. Для обеспечения этой нагрузки припаяйте красный провод к одному концу резистора 10 Ом\10 Вт и черный провод к другому. Таким образом блок будет думать, что он что-то делает.

Если вы ничего не поняли, загляните в схему, которую я приложил. В ней показан способ подключения проводов. Об этом я расскажу в следующем шаге. Там изображен способ с серым проводом на светодиод (но вы можете использовать оранжевый, как написано выше), а также показывает проводку для высокоомного резистора.

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).

Нам понадобится:

• 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.

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.

Часто задают вопросы и сетуют на неудачи. Чтобы показать, что переделка действительно возможна и она вовсе несложна, мы подготовили ещё одну статью, с иллюстрациями и пояснениями.

Напомним, что переделывать можно любые блоки, как AT, так и ATX. Первые отличаются просто отсутствием дежурки. Как следствие, TL494 в них питается непосредственно с выхода силового трансформатора, и, опять же, как следствие, - при регулировке на малых нагрузках ей просто не будет хватать питания, т.к. скважность импульсов на первичке трансформатора будет слишком мала. Введение отдельного источника питания для микросхемы решает проблему, но требует дополнительное место в корпусе.

Блоки питания ATX здесь выгодно отличаются тем, что ничего не нужно добавлять, нужно лишь убрать лишнее и добавить, грубо говоря, два переменных резистора.

На переделке - компьютерный блок питания ATX MAV-300W-P4. Задача - переделать в лабораторный 0-24В, по току - тут уж как получится. Говорят, что удаётся получать 10А. Что ж, проверим.

Нажмите на схему для увеличения
Схема блока питания легко гуглится, но можно обойтись и без неё, ведь мы знаем, что от TL494 нам понадобятся входы обоих компараторов, а это - выводы 1, 2, 15, 16, и их общий выход 3, который принято использовать для коррекции. Освобождаем также вывод 4, так как обычно он задействован под различные защиты. Однако, висящие на нём конденсатор C22 и резистор R46 оставляем для плавного запуска. Отпаиваем только диод D17, отключая следилку за напряжениями от TL-ки.

Добавляем резисторы, регуляторы, шунт. В качестве последнего использованы два SMD резистора на 0,025 Ом параллельно, которые включены в разрыв минусовой дорожки от трансформатора.

Блок питания включаем в сеть через лампу накаливания мощностью 200Вт, которая предназначена для защиты от пробоя силовых транзисторов в случае внештатной ситуации. На холостом ходу напряжение прекрасно регулируется практически от 0 до 24 вольт. А что же будет под нагрузкой? Подключаем несколько мощных галогенок и видим, что напряжение регулируется уже до 20 вольт. Это ожидаемо, ведь мы используем 12-вольтовые обмотки и выпрямитель со средней точкой. На мощной нагрузке ШИМ уже на пределе и получить больше уже невозможно.

Что же делать? Можно просто использовать блок питания для питания не очень мощных нагрузок. Но что же делать, если очень хочется получить заветные 10 ампер, тем более, что на этикетке блока питания они как раз заявлены для линии 12 вольт? Всё очень просто: меняем выпрямитель на классический мостик из четырёх диодов, тем самым увеличивая амплитуду напряжения на его выходе. Для этого понадобится установить ещё два диода. На схеме видно, что такие диоды как раз были установлены, это D24 и D25, по линии -12 вольт. К сожалению, их расположение на плате для нашего случая неудачное, поэтому придётся использовать диоды в "транзисторных" корпусах и либо устанавливать на них отдельные радиаторы, либо крепить к общему радиатору и припаивать проводками. Требования к диодам те же: быстрые, мощные, на требуемое напряжение.

С переделанным выпрямителем напряжение даже с мощной нагрузкой регулируется от 0 до 24 вольт, регулировка тока также работает.

Осталось решить ещё одну проблему - питание вентилятора. Оставлять блок питания без активного охлаждения нельзя, потому что силовые транзисторы и выпрямительные диоды нагреваются соответственно нагрузке. Штатно вентилятор питался от линии +12 вольт, которую мы превратили в регулируемую с диапазоном напряжений несколько более широким, чем нужно вентилятору. Поэтому самое простое решение - питать его от дежурки. Для этого заменяем конденсатор C13 на более ёмкий, увеличив его ёмкость в 10 раз. Напряжение на катоде D10 - 16 вольт, его и берём для вентилятора, только через резистор, сопротивление которого нужно подобрать так, чтобы на вентиляторе было 12 вольт. Бонусом с этого БП можно вывести хорошую пятивольтовую линию питания +5VSB.

Требования к дросселю те же: с ДГС сматываем все обмотки и наматываем новую: от 20 витков, 10 проводов диаметром 0,5мм впараллель. Конечно, такая толстая жила может не влезть в кольцо, поэтому количество параллельных проводов можно уменьшать соответственно вашей нагрузке. Для максимального тока в 10 ампер индуктивность дросселя должна быть в районе 20uH.

В качестве шунта можно использовать шунт, встроенный в амперметр, и наоборот - шунт можно использовать для подключения амперметра без встроенного шунта. Сопротивление шунта - в районе 0,01 Ом. Уменьшая сопротивление резистора R, можно увеличить диапазон регулировки напряжения в большую сторону.

Обычно для переделки компьютерных блоков питания используют блоки ATX, собранные на микросхемах TL494 (KA7500), но в последнее время такие блоки не попадаются. Их стали собирать на более специализированных микросхемах, на которых сложнее сделать регулировку тока и напряжения с нуля. По этой причине был взят для доработки старый блок типа AT на 200W, который был в наличии.

Этапы переделки

2. С платы блока AT выпаяны детали самозапуска первичной цепи и цепи регулировки выходного напряжения. Также были удалены все вторичные выпрямители.

Особого внимания требует шунт, провода для регулировки и измерения должны подключатся непосредственно к его выводам, так как напряжение, снимаемое с него невелико. На схеме эти подключения показаны фиолетовыми стрелками. Измеряемое напряжение для цепи регулирования снимается с делителя с коррекцией для устранения самовозбуждения в цепях управления.
Верхний предел установки напряжения подбираются резисторами R38, R39 и R40. Верхний предел установки тока подбирается резистором R13.

3. Для измерения тока и напряжения применен вольтметр-амперметр

4. Программа для микроконтроллера написана на СИ (mikroC PRO for PIC)и снабжена комментариями.

Конструкция и детали

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).

Замеченные особенности недостатки

Файлы

Или как сделать дешёвый блок питания для усилителя на 100 Вт

А сколько будет стоить УНЧ Ватт на 300?

Смотря для чего:)

Дома слушать!

Баксов *** нормальный будет...

OMG! А подешевле никак?

Ммммм... Надо подумать...

И вспомнилось мне об импульсном БП, достаточно мощном и надёжном для УНЧ.

И начал я думать, как переделать его под наши нужды:)

После недолгих переговоров, человек, для которого всё это замышлялось сбавил планку мощности с 300 Ватт до 100-150, согласился пожалеть соседей. Соответственно импульсника на 200 Вт будет более, чем достаточно.

Как известно, компьютерный блок питания формата АТХ выдаёт нам 12, 5 и 3,3 В. В АТ блоках питания было ещё напряжение "-5 В". Нам эти напряжения не нужны.

В первом попавшемся БП, который был вскрыт для переделки стояла полюбившаяся народом микросхема ШИМ - TL494.

Блок питания этот был АТХ на 200 Вт фирмы уже не помню какой. Особо не важно. Поскольку товарищу "горело", каскад УНЧ был просто куплен. Это был моно усилитель на TDA7294, который может выдать 100 Вт в пике, что вполне устраивало. Усилителю требовалось двухполярное питание +-40В.

Убираем всё лишнее и ненужное в развязанной (холодной) части БП, оставляем формирователь импульсов и цепь ОС. Диоды Шоттки ставим более мощные и на более высокое напряжение (в переделанном блоке питания они были на 100 В). Так же ставим электролитические конденсаторы по вольтажу превосходящие требуемое напряжение вольт на 10-20 для запаса. Благо, место есть, где разгуляться.

На фото смотреть с осторожностью: далеко не все элементы стоят:)

Теперь основная "переделываемая деталь" - трансформатор. Есть два варианта:

• разобрать и перемотать под конкретные напряжения;
• спаять обмотки последовательно, регулируя выходное напряжение с помощью ШИМ

Я не стал заморачиваться и выбрал второй вариант.

Разбираем его и паяем обмотки последовательно, не забывая сделать среднюю точку:

Для этого выводы трансформатора были отсоеденены, прозвонены и скручены последовательно.

Для того, чтобы видеть: ошибся я обмоткой при последовательном соединении или нет, генератором пускал импульсы и смотрел, что получалось на выходе осциллографом.

В конце этих манипуляций я соединил все обмотки и убедился в том, что со средней точки они имеют одинаковый вольтаж.

Ставим на место, рассчитываем цепь ОС на TL494 под 2,5V с выхода делителем напряжения на вторую ногу и включаем последовательно через лампу на 100Вт. Если всё заработает хорошо - добавляем в цепочку гирлянды ещё одну, а затем ещё одну стоваттную лампу. Для страховки от несчастных разлётов деталек:)

Лампа, как предохранитель

Лампа должна мигнуть и потухнуть. Крайне желательно иметь осциллограф, чтобы иметь возможность посмотреть, что творится на микросхеме и транзисторах раскачки.

Попутно, тем кто не умеет пользоваться даташитами - учимся. Даташит и гугл помогают лучше форумов, если есть прокачанные навыки "гугление" и "переводчик с альтернативной точкой зрения".

Примерную схему блока питания нашёл в интернете. Схема очень даже простая (обе схемы можно сохранить в хорошем качестве):

В конечном итоге она получилась приблизительно вот такой, но это очень грубое приближение, не хватает много деталей!

Конструктив колонки был согласован и сопряжён с блоком питания и усилителем. Получилось просто и симпатично:

Справа - под обрезанным радиатором для видеокарты и компьютерным кулером находится усилитель, слева - его блок питания. Блок питания выдавал стабилизированные напряжения +-40 В со стороны плюсового напряжения. Нагрузка была что-то около 3,8 Ом (в колонке два динамика). Поместилось компактно и работает на ура!

Изложение материала достаточно не полное, упустил много моментов, так как дело было несколько лет назад. В качестве помощи к повторению могу порекомендовать схемы от мощных автомобильных усилителей низкой частоты - там есть двухполярные преобразователи, как правило, на этой же микросхеме - tl494.

Фото счастливого обладателя этого девайса:)

Так символично держит эту колонку, почти как автомат АК-47... Чувствует надёжность и скорый уход в армию:)

Напоминаем, что нас можно найти также в группе Вконтакте, где на каждый вопрос обязательно будет дан ответ!

Собственно, идея сделать лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и током из компьютерного - не нова. В интернете встречается немало вариантов подобных переделок.

Преимущества очевидны:

1. Такие блоки питания буквально «валяются под ногами».
2. Они содержат в себе все основные компоненты, а главное, готовые импульсные трансформаторы.
3. Они имеют превосходные массогабаритные характеристики - подобный трансформаторный блок питания весил бы более 10 кг (этот 1,3 кг всего).

Правда, они не лишены и недостатков:

1. Из-за импульсного преобразования - выходное напряжение содержит богатый спектр высокочастотных помех, что делает их ограниченно применимыми для питания радиостанций.
2. Не позволяют гарантированно получить низкое напряжение на выходе (менее 5 В) при малых токах нагрузки.

И, тем не менее, такой блок питания прекрасно подходит для питания автомобильной электроники в домашних условиях, при проверке и отладке электронных устройств. А наличие режима стабилизации тока позволяет использовать его как универсальное зарядное устройство для большой гаммы аккумуляторов!

Выходное напряжение — от 1 до 20 В
Выходной ток — до 10 А
Масса 1,3 кг

Для начала, давайте разберёмся, какие блоки питания годятся для переделки. Лучшим образом, для лабораторного блока питания годятся как раз старые блоки питания AT или ATX, собранные на ШИМ-контроллере TL494 (он же: μPC494, μА494, 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, но всё же они лучше годятся для блоков питания с фиксированным выходным напряжением (например, 13,8 В).

Для дальнейшего понимания сути переделки, рассмотрим принцип работы блока питания для компьютера.

Более-менее стандартизированные блоки питания (PC/XT, AT, PS/2) для компьютеров появились в начале 80-х годов благодаря компании IBM, и просуществовали до 1996 года. Давайте рассмотрим их принцип действия по структурной схеме:

Структурная схема блока питания AT

Сетевое напряжение поступает в блок питания через фильтр электромагнитных помех, который препятствует распространению высокочастотных помех от импульсного преобразователя в питающую сеть. За ним следует выпрямитель и сглаживающий фильтр, на выходе которого получаем постоянное напряжение 310 В. Это напряжение поступает на полумостовой инвертор, который преобразует его в прямоугольные импульсы и подаёт на первичную обмотку понижающего трансформатора T1.

Напряжения со вторичных обмоток трансформатора поступают на выпрямители и сглаживающие фильтры. В итоге, на выходе мы получаем необходимые постоянные напряжения.

При подаче питания, в начальный момент, инвертор запускается в режиме автогенерации, а после появления напряжений на вторичных выпрямителях, в работу включатся ШИМ-контроллер (TL494), который синхронизирует работу инвертора, подавая запускающие импульсы в базы ключевых транзисторов через развязывающий трансформатор T2.

В блоке питания используется широтно-импульсное регулирование выходного напряжения. Для увеличения напряжения на выходе, контроллер увеличивает длительность (ширину) импульсов запуска, а для уменьшения - уменьшает.

Стабилизация выходного напряжения в таких блоках питания часто осуществляется только по одному выходному напряжению (+5 В, как самому важному), иногда по двум (+5 и +12), но с приоритетом +5 В. Для этого, на вход компаратора контроллера (вывод 1 TL494, через делитель) поступает выходное напряжение. Контроллер подстраивает ширину импульсов запуска, для поддержания этого напряжения на необходимом уровне.

Также, блок питания имеет систему защиты 2 видов. Первую - от превышения суммарной мощности и короткого замыкания, и вторую, от перенапряжения на выходах. В случае перегрузки, схема останавливает работу генератора импульсов в ШИМ-контроллере (подавая +5 В на вывод 4 TL494).

Кроме того, блок питания содержит узел (на схеме не показан), формирующий на выходе сигнал POWER_GOOD («напряжения в норме»), после выхода блока питания на рабочий режим, разрешающий запуск процессора в компьютере.

Блок питания AT (PC/XT, PS/2) имеет всего 12 основных проводов для подключения к материнской плате (2 разъёма по 6 контактов). В 1995 году компания Intel с ужасом обнаружила, что существующие блоки питания не справляются с возросшей нагрузкой, и ввела стандарт на 20-ти/24-контактный разъём. Кроме того, мощности стабилизатора +3,3 В на материнской плате для питания процессора также перестало хватать, и его перенесли в блок питания. Ну и Microsoft, ввела в операционную систему Windows, режимы управления питанием Advanced Power Management (APM)… Так, в 1996 году появился современный блок питания ATX.

Рассмотрим отличия блока питания ATX от старых AT по его структурной схеме:

Структурная схема блока питания ATX

Режим Advanced Power Management (APM) потребовал отказаться от сетевого выключателя и ввести в блок питания второй импульсный преобразователь - источник дежурного напряжения +5 В. Этот маломощный блок питания работает всегда, когда сетевая вилка включена в сеть. Первичное напряжение на него поступает от того же выпрямителя и фильтра, что и на основной инвертор.

Кроме того, питание на ШИМ-контроллер в ATX поступает от этого же дежурного источника (не стабилизированные 12 — 22 В), а автозапуск инвертора отсутствует. Поэтому, блок питания стартует только при наличии импульсов запуска от контроллера. Включение основного блока питания осуществляется включением генератора импульсов ШИМ-контроллера сигналом PS_ON (замыканием его на массу) через схему защиты.

Вот, и все основные отличия.

Как выбрать блок питания для переделки?

Как известно, блоки питания изготавливаются в Китае. А это может повлечь за собой отсутствие некоторых компонентов, которые они сочли «лишними»:

1. На входе может отсутствовать фильтр электромагнитных помех. Самое главное в фильтре - это дроссель, намотанный на ферритовом кольце. Обычно, его прекрасно видно сквозь лопасти вентилятора. Вместо него могут оказаться проволочные перемычки. Наличие фильтра - косвенный признак качественного блока питания!

Элементы фильтра электромагнитных помех

2. Также, нужно посмотреть на размер понижающего трансформатора (тот который побольше). От него зависит максимальная мощность блока питания. Высота его должна быть не менее 3 см. Встречаются блоки питания с трансформатором высотой менее 2 см. Мощность таких 75 Вт, даже если написано 200.

3. Для проверки работоспособности блока питания подключите к нему нагрузку. Я использую автомобильные лампы фар мощностью 50 - 55 Вт напряжением 12 В. Обязательно одну подсоедините к цепи +5 В (красный провод), а вторую, к цепи +12 В (жёлтый провод). Включите блок питания. Отсоедините разъём вентилятора (или, если на нём сэкономили китайцы, просто остановите рукой). Блок питания не должен пищать.

Спустя минуту отключите его от сети и пощупайте рукой температуру радиаторов и дросселя групповой фильтрации в фильтре вторичных напряжений. Дроссель должен быть холодный, а радиаторы тёплыми, но не раскалёнными!

Я использовал блок питания 1994 года выпуска мощностью 230 Вт - тогда ещё не экономили.

Переделка блока питания

Начать нужно с чистки блока питания от пыли. Для этого отсоедините (отпаяйте) от платы сетевые провода и провода к переключателю 110/220 - он нам больше не понадобится, т.к. в положении 220 В выключатель разомкнут. Выньте плату из корпуса. Пылесос, жёсткая кисточка, и вперёд!

Далее, нужно попытаться найти электрическую принципиальную схему вашего блока питания, или хотя бы максимально на неё похожую (отличаются они не существенно). Она вам поможет ориентироваться в номиналах «отсутствующих» компонентов. Я не исключаю, что, как и мне, вам придётся некоторые узлы срисовывать с платы.

Схема фильтра электромагнитных помех, выпрямителя и фильтр первичного напряжения, и инвертора после переделки

Номиналы заменяемых компонентов на схеме выделены красным цветом. У вновь устанавливаемых компонентов, красным цветом выделены позиционные обозначения.

1. Проверьте наличие всех конденсаторов и дросселя в фильтре электромагнитных помех. При отсутствии - установите их (у меня отсутствовал только C2). Я также установил второй, дополнительный фильтр помех, выполненный в виде гнезда для подключения сетевого шнура.

2. Посмотрите типы используемых диодов в выпрямителе (D1 - D4). Если там стоят диоды с током до 1 А (например, 1N4007) - замените их минимум на 2-х амперные, или установите диодный мост. У меня стоял 2-х амперный мост.

3. В подавляющем большинстве блоков питания в фильтре первичного напряжения установлены конденсаторы ёмкостью не более 200 мкФ (С5 - С6). Для отдачи полной мощности, замените их конденсаторами ёмкостью 470 - 680 мкФ, подходящими по размерам, напряжением не менее 200 В. Предпочтение следует отдавать группе 105°C.

4. Транзисторы в полумостовом инверторе (Q1, Q2) могут быть самые разнообразные. В принципе, большинство из них греется не криминально. Для снижения нагрева, их можно заменить на более мощные - например, 2SC4706, установив их на радиатор, через изолирующие прокладки. Я пошёл ещё дальше и заменил оба радиатора на более эффективные.

5. В процессе испытания блока питания под максимальной нагрузкой, у меня нагрелся и лопнул конденсатор С7 (обычно это 1 мкФ 250 В). Этот конденсатор не должен греться вообще. Я думаю, он был неисправен, но заменил его всё же на 2,2 мкФ 400 В.

Теперь рассмотрим структурную схему переделанного блока питания:

Структурная схема лабораторного блока питания

Для модификации нам потребуется удалить все вторичные выпрямители, кроме одного (правда, заменив в нём почти все компоненты), переделать схему защиты, добавить схему управления, шунт и измерительные приборы. Элементы схемы POWER_GOOG можно удалить. Теперь подробнее.

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.

Выпрямитель вторичных напряжений и фильтр, после переделки должны выглядеть следующим образом:

Схема выпрямителя вторичных напряжений после переделки

1. Выпаяйте все элементы выпрямителей и фильтров +5, +12 и -12 В. За исключением демпферных цепочек R1, C1, R2, С2 и R3, C3 и дросселя L2. Впоследствии, при выходном напряжении порядка 20 В я заметил нагрев резистора R1 и заменил его на 22 Ом.

2. Отрежьте дорожки, ведущие от 5-ти вольтовых отводов обмотки трансформатора T1 к диодной сборке выпрямителя +5 В, сохранив при этом её соединение с диодами выпрямителя -5 В (он нам ещё понадобится).

3. На месте диодной сборки выпрямителя +5 В (D3) установите сборку на диодах Шоттки на ток 2х30 А и обратное напряжение не менее 100 В, например, 63CPQ100, 60CPQ150. (Штатная 5-ти вольтовая сборка диодов имеет обратное напряжение всего 40 В, а штатные диоды в выпрямителе 12 В рассчитаны на слишком слабый ток - их использовать нельзя.) Эта сборка практически не греется при работе.

4. Соедините толстыми проволочными перемычками выводы 12-ти вольтовой обмотки с установленной диодной сборкой. Демпферные цепи R1, C1, подключенные к этой обмотке, сохранены.

5. В фильтре, вместо штатных, установите электролитические конденсаторы (C5, C6) ёмкостью 1000 - 2200 мкФ на напряжение не менее 25 В. А также добавьте керамические конденсаторы C4 и C7. Установите вместо штатного, нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью 2 Вт.

6. Если в процессе проверки блока питания под нагрузкой, дроссель групповой фильтрации (L1) не нагревался, то его достаточно перемотать. Смотайте с него все обмотки, считая витки. (Обычно, 5 В обмотки содержат 10 витков, а 12 В - 20 витков.) Намотайте новую обмотку двумя проводами, сложенными вместе диаметром 1,0 - 1,3 мм (аналогично штатной 5-ти вольтовой) и числом витков 25-27.

Если же дроссель грелся, то его сердечник испорчен (есть такая проблема у порошкового железа - «спекается») то придётся искать новый сердечник из порошкового железа (не ферритовый!). Мне пришлось купить кольцевой сердечник белого цвета чуть большего диаметра и намотать новую обмотку. Вообще не греется.

7. Дроссель L2 остаётся штатный, от 5-ти вольтового фильтра.

8. Для питания вентилятора используется 5-ти вольтовая обмотка, и разводка выпрямителя -5 В, которую переделываем в +12. Диоды используются штатные, от выпрямителя -5 В (D1, D2), их необходимо запаять обратной полярностью. Дроссель уже не нужен - запаяйте перемычку. А на место штатного конденсатора фильтра, установите конденсатор ёмкостью 470 мкФ 16 В, естественно, обратной полярностью. Бросьте перемычку от выхода фильтра (бывш. -5 В), к разъёму вентилятора. Непосредственно около разъёма, установите керамический конденсатор C9. Напряжение на вентиляторе у меня составляет +11,8 В, при малых токах нагрузки оно снижается.

9. В цепи питания ШИМ-контроллера (Vcc), необходимо увеличить ёмкости конденсаторов фильтров C10 и C11. Напряжение с конденсатора C10 (Vdd) используется для питания цифровых амперметра и вольтметра.

Схема защиты по превышению суммарной мощности остаётся без изменений. Изменяется только схема защиты от перенапряжения на выходе. Вот, окончательная схема:

Схема блока защиты после переделки

При увеличении нагрузки на инверторе свыше допустимой, увеличивается ширина импульсов на среднем выводе развязывающего трансформатора T2. Диод D1 детектирует их, и на конденсаторе C1 увеличивается отрицательное напряжение. Достигнув определённого уровня (примерно -11 В), оно открывает транзистор Q2 через резистор R3. Напряжение +5 В через открытый транзистор поступит на вывод 4 контроллера, и остановит работу его генератора импульсов. В вашем блоке питания такая защита может быть организована иначе. В любом случае, трогать её не нужно.

Из схемы выпаиваются все диоды и резисторы, подходящие от вторичных выпрямителей к базе Q1, и устанавливается стабилитрон D3 на напряжение 22 В, например, КС522А, и резистор R8.

В случае аварийного увеличения напряжения на выходе блока питания выше 22 В, стабилитрон пробьётся и откроет транзистор Q1. Тот в свою очередь откроет транзистор Q2, через который на вывод 4 контроллера поступит напряжение +5 В, и остановит работу его генератора импульсов.

Осталось собрать схему управления, и подключить её к ШИМ-контроллеру.

Схема управления представляет собой два усилителя (тока и напряжения), которые подключаются к штатным входам компараторов ошибки контроллера. Их у него 2 (выводы 1 и 16 TL494) и работают они по ИЛИ. Это и позволяет получить как стабилизацию напряжения, так и тока. Окончательная схема блока управления:

Схема блока управления

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.

Обратите внимание: для корректного измерения напряжения, резисторы R1 и R3 подключены отдельными тонкими проводами непосредственно к присоединительным клеммам выходного напряжения.

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.

В качестве датчика тока (R7) я использовал стандартный измерительный шунт 75ШИП1500.5 с довольно низким сопротивлением - 1,5 мОм. Поэтому, в цепь измерения я включил ещё и соединительные провода, которыми присоединяется шунт. Это позволило отказаться от дифференциального усилителя и снизить количество проводов. Резистор R5 подключен непосредственно к общему проводу вблизи операционного усилителя, а неинвертирующий вход (вывод 5) подключен к тому же проводу (от R3), идущему к отрицательной клемме.

Измерительный шунт 75ШИП1500.5

При использовании шунта с другим сопротивлением и при другой длине присоединительных проводов, потребуется подобрать резистор R5 таким образом, чтобы максимальный ток стабилизации соответствовал 10 А.

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).

В схеме я использовал счетверённый операционный усилитель LM324A, но можно использовать и другие, работающие в широком диапазоне питающих напряжений, например, два сдвоенных LM358. Питание на него (Vcc) подаётся от цепи питания ШИМ-контроллера (от вывода 12 DA2) которое варьируется в пределах 5…25 В, в зависимости от выходного напряжения блока питания.

Элементы регулировки R8 - R11, а также конденсаторы C2 и C3 расположены на небольшой плате, привинченной к передней панели блока питания. Все остальные элементы схемы расположены на свободном месте печатной платы блока питания.

Для подключения усилителей к ШИМ-контроллеру (DA2), нужно предварительно отпаять от него все штатные компоненты, идущие к выводам 1, 2, 3, 15 и 16.

Для измерения и отображения выходного напряжения и тока я использовал готовые цифровые вольтметр и амперметр, подключенные по схеме согласно прилагаемой к ним инструкции. Питание на них подаётся с конденсатора C10 (см. схему вторичных выпрямителей). Если в вашем распоряжении окажется блок питания ATX с источником дежурного питания, то питание на измерители (Vdd) подавайте от этого источника - он имеет выход нестабилизированного напряжения +12 — 22 В.

Для подключения этих приборов удобно использовать разъёмы для Floppy дисководов, имеющиеся на штатных проводах блока питания AT.

Обратите внимание, что измерительные выводы вольтметра присоединяются отдельными тонкими проводами непосредственно к выходным клеммам блока питания. А измерительные выводы амперметра - непосредственно к измерительным контактам шунта.

Часть штатного металлического корпуса (дно и боковая стенка) блока питания в моей конструкции выполняет роль шасси для платы и для шунта.

Для снижения уровня высокочастотных помех, непосредственно на выходных клеммах расположены керамические конденсаторы ёмкостью 1 мкФ (C6, C7 на схеме блока управления).

Для своего блока питания я использовал готовый корпус с ручкой для переноски. Для охлаждения используется вентилятор Ø50 мм. Он гонит воздух внутрь корпуса. Для этого в корпусе было вырезано необходимое отверстие напротив радиаторов, а на противоположной стороне и задней стенке, высверлены отверстия для выхода воздуха. Идеи оформления зависят только от вашего вкуса.

Если вы намереваетесь использовать такой блок питания для радиостанций, то я настоятельно рекомендую сохранить в конструкции штатный металлический корпус - он отлично экранирует и снижает уровень электромагнитных помех, излучаемых инвертором.