Зарядний пристрій із комп'ютерного блока живлення своїми руками. Ремонтуємо та модернізуємо бюджетні джерела живлення - оптимізація пк - комп'ютер та периферія - - радіо схеми журнали ремонт модинг Як змінити вхідну напругу

Вступ

Великий плюс комп'ютерного блоку живлення полягає в тому, що він стабільно працює при зміні напруги від 180 до 250 В, причому деякі екземпляри працюють і при більшому розкиді напруг. Від блоку потужністю 200 Вт реально отримати корисний струм навантаження 15-17 А, а в імпульсному (короткочасному режимі підвищеного навантаження) - аж до 22 А. Комп'ютерні БП типового ряду, що відповідають стандарту ATX12 і призначені для використання в ПК на базі процесорів Intel Pentium та нижче, найчастіше виконані на мікросхемах 2003, AT2005Z, SG6105, KA3511, LPG-899, DR-B2002, IW1688. Подібні пристрої містять менше дискретних елементів на платі, мають меншу вартість, ніж побудовані на основі популярного ШІМ - мікросхеми TL494. У даному матеріалі ми розглянемо кілька підходів щодо ремонту вищезгаданих блоків живлення та дамо кілька практичних порад.

Блоки та схеми

Комп'ютерний блок живлення можна застосовувати не тільки за прямим призначенням, але і у вигляді джерел для широкого спектру електронних конструкцій для дому, що вимагають для своєї роботи постійної напруги 5 і 12 В. Шляхом незначної ситуації, описаної нижче, зробити це зовсім не важко. А придбати БП ПК можна окремо як у магазині, так і вживаному на будь-якому радіоринку (якщо не вистачає власних «засіків») за символічну ціну.

Цим блок живлення комп'ютера вигідно відрізняється у перспективі застосування домашньої лабораторії радіомайстра від інших промислових варіантів. Для прикладу ми візьмемо блоки JNC моделей LC-B250ATX та LC-B350ATX, а також InWin IP-P300AQ2, IP-P350AQ2, IP-P400AQ2, IP-P350GJ20, які використовують у своїй конструкції мікросхему 2003 IFF LFS. У деяких інших зустрічаються BAZ7822041H або 2003 BAY05370332H. Всі ці мікросхеми конструктивно відрізняються одна від одної призначенням висновків та «начинкою», але принцип роботи у них однаковий. Так мікросхема 2003 IFF LFS 0237E (далі називатимемо її 2003) – це ШІМ (широтно-імпульсний модулятор сигналів) у корпусі DIP-16. Донедавна більшість бюджетних комп'ютерних БП виробництва китайських фірм виконували на основі мікросхеми ШІМ-контролера TL494 фірми Texas Instruments (http://www.ti.com) або її аналогів інших фірм-виробників, таких як Motorola, Fairchild, Samsung та інші. Ця ж мікросхема мають вітчизняний аналог КР1114ЕУ4 та КР1114ЕУ3 (цоколівка висновків у вітчизняному виконанні різна). Вивчимо для початку методи діагностики та тестування неполадок

Як змінити вхідну напругу

Сигнал, рівень якого пропорційний потужності навантаження перетворювача, знімається з середньої точки первинної обмотки розділового трансформатора Т3, далі через діод D11 і резистор R35 надходить на коригуючий ланцюжок R42R43R65C33, після якого подається на виведення PR мікросхеми. Тому в цій схемі встановлювати пріоритет захисту за якоюсь однією напругою важко. Тут довелося б сильно змінити схему, що є нерентабельним за витратами часу.

В інших схемах комп'ютерних БП, наприклад, в LPK-2-4 (300 Вт), напруга з катода здвоєного діода Шоттки типу S30D40C, випрямляча вихідної напруги +5 В, надходить на вхід UVac мікросхеми U2 і використовується для контролю вхідного змінною напругою живлення БП. Регульована вихідна напруга корисна для домашньої лабораторії. Наприклад, для живлення від комп'ютерного БП електронних пристроїв для легкового автомобіля, де напруга в бортовій мережі (при працюючому двигуні) 12.5-14 В. Чим більший рівень напруги, тим більша корисна потужність електронного пристрою. Особливо це важливо для радіостанцій. Наприклад розглянемо адаптацію популярної радіостанції (трансівера) до нашого БП LC-B250ATX - підвищення напруги по шині 12 В до 13.5-13.8 В.

Припаюємо підбудовний резистор, наприклад, СП5-28В (бажано з індексом «В» у позначенні – ознака лінійності характеристики) опором 18-22 кОм між виведенням 6 мікросхеми U2 та шиною +12 В. На вихід +12 В встановлюємо автомобільну лампочку 5- 12 Вт як еквівалент навантаження (можна підключити і постійний резистор 5-10 Ом із потужністю розсіювання від 5 Вт і вище). Після розглянутого незначного доопрацювання БП вентилятор можна не підключати і саму плату в корпус не вставляти. Запускаємо БП, до шини +12 підключаємо вольтметр і контролюємо напругу. Обертанням двигуна змінного резистора встановлюємо вихідну напругу 13.8 В.

Вимикаємо живлення і заміряємо омметром опір підстроювального резистора. Тепер між шиною +12 і виведенням 6 мікросхеми U2 припаюємо постійний резистор відповідного опору. Таким же чином можна скоригувати напругу по виходу +5 В. Сам обмежувальний резистор підключають до висновку 4 мікросхеми 2003 IFF LFS 0237E.

Принцип роботи схеми 2003

Напруга живлення Vcc (висновок 1) на мікросхему U2 надходить від джерела чергової напруги +5V_SB. На негативний вхід підсилювача помилки IN мікросхеми (висновок 4) надходить сума вихідних напруг ІП +3.3, +5 і +12 В. Суматор виконаний відповідно на резисторах R57, R60, R62. Керований стабілітрон мікросхеми U2 використовується у схемі оптронного зворотного зв'язку в джерелі чергової напруги +5V_SB, другий стабілітрон використовується у схемі стабілізації вихідної напруги +3.3V. Схема управління вихідним напівмостовим перетворювачем БП виконана за двотактною схемою на транзисторах Q1, Q2 (позначення на друкованій платі) типу Е13009 та трансформатор Т3 типу EL33-ASH за стандартною схемою, що застосовується в комп'ютерних блоках.

Взаємозамінні транзистори – MJE13005, MJE13007, Motorola MJE13009 випускають багато зарубіжних фірм-виробників, тому замість абревіатури MJE у маркуванні транзистори можуть бути символи ST, PHE, KSE, HA, MJF та інші. Для живлення схеми використовується окрема обмотка трансформатора режиму чергового Т2 типу EE-19N. Чим більшу потужність має трансформатор Т3 (чим товщі провід використаний в обмотках), тим більше вихідний струм самого блоку живлення. У деяких друкованих платах, які мені доводилося ремонтувати, транзистори, що «розгойдували», мали найменування 2SC945 і Н945Р, 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460(61), 2SC3866, 2SC4714 , BUV46, MJE13005, а позначення на платі було зазначено як Q5 та Q6. І при цьому на платі було всього 3 транзистори! Сама мікросхема 2003 IFF LFS 0237E була позначена як U2, і при цьому на платі немає жодного позначення U1 або U3. Однак залишимо цю дивність у позначенні елементів на друкованих платах на совісті китайського виробника. Самі позначення не є принциповими. Головна відмінність розглянутих блоків живлення типу LC-B250ATX – наявність на платі однієї мікросхеми типу 2003 IFF LFS 0237E та зовнішній вигляд плати.

У мікросхемі застосований керований стабілітрон (висновки 10, 11), аналогічний TL431. Він використовується для стабілізації ланцюга живлення 3.3 В. Зазначу, що у моїй практиці ремонту блоків живлення вищезгадана схема – найслабше місце у комп'ютерному БП. Однак перш ніж міняти мікросхему 2003, рекомендую спочатку перевірити самий ланцюг.

Діагностика ATX блоків живлення на мікросхемі 2003

Якщо блок живлення не запускається, потрібно в першу чергу зняти кришку корпусу і перевірити оксидні конденсатори та інші елементи на друкованій платі зовнішнім оглядом. Оксидні (електролітичні) конденсатори явно підлягають заміні, якщо їх корпуси здуті і якщо вони мають опір менше 100 кОм. Визначається це "продзвінкою" омметром, наприклад, моделлю М830 у відповідному режимі вимірювань. Одна з найпоширеніших несправностей БП на основі мікросхеми 2003 - відсутність стабільного запуску. Запуск проводиться кнопкою Power на передній панелі системного блоку, при цьому контакти кнопки замикаються, причому виведення 9 мікросхеми U2 (2003 та аналогічною) з'єднується з «корпусом» загальним дротом.

У «косі» це, як правило, зелений та чорний дроти. Щоб швидко відновити працездатність пристрою, досить від'єднати від друкованої плати висновок 9 мікросхеми U2. Тепер БП повинен включатись стабільно шляхом натискання на клавішу задньої панелі системного блоку. Цей метод хороший тим, що дозволяє й надалі без ремонту, який завжди вигідний матеріально, використовувати морально застарілий комп'ютерний БП, або тоді, коли блок використовується за призначенням, наприклад, для живлення електронних конструкцій у домашній радіоаматорській лабораторії.

Якщо перед включенням живлення утримувати кнопку «reset» і відпускати через кілька секунд, то системою буде імітуватися збільшення затримки сигналу Power Good. Так можна перевірити причини несправності втрати даних у СМОS (адже не завжди «винна» батарея). Якщо дані, наприклад, час, періодично губляться, слід перевірити затримку при відключенні. Для цього «reset» натискається перед вимкненням живлення та утримується ще кілька секунд, імітуючи прискорення зняття сигналу Power Good. Якщо при такому вимкненні дані зберігаються, справа у великій затримці при вимкненні.

Збільшення потужності

На друкованій платі встановлено два високовольтні електролітичні конденсатори ємністю 220 мкФ. Для поліпшення фільтрації, ослаблення імпульсних перешкод і в результаті для забезпечення стійкості комп'ютерного БП до максимальних навантажень ці конденсатори замінюють на аналоги більшої ємності, наприклад, 680 мкФ на робочу напругу 350 В. Пробій, втрата ємності або обрив оксидного конденсатора зводить нанівець фільтрацію напруги живлення. Напруга на обкладках оксидного конденсатора в пристроях БП близько 200 В, а ємність знаходиться в діапазоні 200-400 мкФ. Китайські виробники (VITO, Feron та інші) встановлює, як правило, найдешевші плівкові конденсатори, не дуже переймаючись ні температурним режимом, ні надійністю пристрою. Оксидний конденсатор у цьому випадку застосовується у пристрої БП як високовольтний фільтр живлення, тому повинен бути високотемпературним. Незважаючи на робочу напругу, вказану на такому конденсаторі 250-400 В (із запасом, як і належить), він все одно «здає» через свою низьку якість.

Для заміни рекомендую оксидні конденсатори фірм КХ, CapXon, а саме HCY CD11GH та ASH-ELB043 – це високовольтні оксидні конденсатори спеціально розроблені для застосування в електронних пристроях живлення. Навіть якщо зовнішній огляд не дозволив знайти несправні конденсатори, ми наступним кроком все одно випаюємо кондери на шині +12 В і замість них встановлюємо аналоги більшої ємності: 4700 мкФ на робочу напругу 25 В. Сама ділянка друкованої плати БП ПК з оксидними конденсаторами що підлягають заміні, представлений малюнку 4. Вентилятор ми акуратно знімаємо і встановлюємо навпаки – те щоб він дув усередину, а чи не назовні. Така модернізація покращує охолодження радіоелементів і підвищує надійність пристрою при тривалій експлуатації. Крапля машинного або побутового масла в механічних деталях вентилятора (між крильчаткою та віссю електродвигуна) не завадить. На мій досвід, можна сказати, що значно зменшується шум нагнітача при роботі.

Заміна діодних складання на більш потужні

На друкованій платі блоку живлення діодні збирання встановлені на радіаторах. У центрі встановлено складання UF1002Г (по живленню 12 В), праворуч на цьому радіаторі встановлено діодне складання D92-02, що забезпечує живлення –5 В. Якщо така напруга в домашній лабораторії не потрібна, цю збірку типу можна безповоротно випаяти. Загалом D92-02 розрахована на струм до 20 А та напруга 200 В (в імпульсному короткочасному режимі в рази більший), тому вона цілком підходить для встановлення замість UF1002Г (струм до 10 А).

Діодну збірку Fuji D92-02 можна замінити, наприклад, S16C40C, S15D40C або S30D40C. Усі вони, у разі, для заміни підходять. У діодів з бар'єром Шоттки менше падіння напруги і, відповідно, нагрівання.

Особливість заміни в тому, що «штатна» діодна збірка по виходу (шина 12 В) UF1002Г має повністю пластмасовий корпус з композиту, тому кріпиться до загального радіатора або пластині, що проводить струм, за допомогою термопасти. А діодне складання Fuji D92-02 (і аналогічні) має металеву пластину в корпусі, що передбачає особливу обережність при її встановленні на радіатор, тобто через обов'язкову ізолюючу прокладку та діелектричну шайбу під гвинт. Причина виходу з ладу діодних складання UF1002Г полягає у викидах напруги на діодах з амплітудою, що збільшується при роботі БП під навантаженням. При найменшому перевищенні допустимого зворотного напруги діоди Шотки отримують незворотний пробій, тому рекомендована заміна більш потужні діодні зборки у разі перспективного використання БП з потужним навантаженням цілком виправдана. Зрештою, є одна порада, яка дозволить перевірити працездатність захисного механізму. Закоротимо тонким дротом, наприклад, МГТФ-0.8, шину +12 на корпус (загальний провід). Так має повністю зникнути напруга. Щоб воно відновилося - вимкнемо БП на пару хвилин для розряду високовольтних конденсаторів, знімемо шунт (перемичку), видалімо еквівалент навантаження і включимо БП знову; він запрацює у штатному режимі. Перероблені таким чином комп'ютерні блоки живлення працюють роками у режимі 24 години з повним навантаженням.

Виведення харчування

Припустимо, необхідно використовувати блок живлення з побутовою метою і потрібно вивести з блоку дві клеми. Я зробив це за допомогою двох (однакової довжини) відрізків непотрібного проводу мережного живлення комп'ютерного БП і підключив до клемника всі три попередньо пропаяні жили в кожному провіднику. Для зменшення втрати потужності у провідниках, що йдуть від БП до навантаження, підійде і інший електричний кабель з мідною (менше втрати) багатожильний кабель – наприклад, ПВСН 2x2.5, де 2.5 – це переріз одного провідника. Також можна не виводити дроти на клемник, а вихід 12 підключити в корпусі БП ПК до роз'єму мережевого кабелю монітора ПК, що не використовується.
Призначення висновків мікросхеми 2003
PSon 2 - Вхід сигналу PS_ON, керуючого роботою БП: PSon=0, БП включений, присутні всі вихідні напруги; PSon=1, БП вимкнений, є тільки чергова напруга +5V_SB
V33-3 - Вхід напруги +3.3
V5-4 - Вхід напруги +5 В
V12-6 - Вхід напруги +12 В
OP1/OP2-8/7 - Виходи управління двотактним напівмостовим перетворювачем БП
PG-9 – Тестування. Вихід з відкритим колектором сигналу PG (Power Good): PG=0, одна або кілька вихідних напруг не відповідають нормі; PG=1, вихідні напруги БП знаходяться у заданих межах
Vref1-11 - Керуючий електрод керованого стабілітрона
Fb1-10 - Катод керованого стабілітрона
GND-12 - Загальний провід
COMP-13 - Вихід підсилювача помилки та негативний вхід компаратора ШІМ
IN-14 - Негативний вхід підсилювача помилки
SS-15 - Позитивний вхід підсилювача помилки, підключений до внутрішнього джерела Uref=2.5 В. Висновок використовується для організації «м'якого старту» перетворювача
Ri-16 - Вхід для підключення зовнішнього резистора 75 кОм
Vcc-1 - Напруга живлення, що підключається до чергового джерела +5V_SB
PR-5 - Вхід для організації захисту БП

Матеріали цієї статті були видані в журналі Радіоаматор – 2013, № 11

У статті представлена проста конструкція ШИМ-регулятора, за допомогою якої можна легко переробити комп'ютерний блок живлення, зібраний на контролері, відмінному від популярного TL494, зокрема, DR-B2002, DR-B2003, SG6105 та інших, в лабораторний з регульованою вихідною напругою та обмеженням струму у навантаженні. Також тут я поділюся досвідом переробки комп'ютерних БП і опишу випробувані способи збільшення їхньої максимальної вихідної напруги.

У радіоаматорській літературі є безліч схем переробки застарілих комп'ютерних блоків живлення (БП) в зарядні пристрої та лабораторні джерела живлення (ІП). Але вони стосуються тих БП, у яких вузол управління побудований з урахуванням мікросхеми ШИМ-контролера типу TL494, чи його аналогів DBL494, KIA494, КА7500, КР114ЕУ4. Нами було перероблено понад десяток таких БП. Добре показали себе зарядні пристрої, виготовлені за схемою, описаною М. Шуміловим у статті «Комп'ютерний блок живлення – зарядний пристрій» (Радіо - 2009, № 1) з додаванням стрілочного вимірювального приладу для вимірювання вихідної напруги та зарядного струму. На основі цієї ж схеми виготовлялися перші лабораторні джерела живлення, доки не потрапила в поле зору «Універсальна плата управління лабораторними блоками живлення» (Радіо-щорічник – 2011, № 5, стор. 53). За цією схемою можна було виготовляти більш функціональні джерела живлення. Спеціально для цієї схеми регулятора був розроблений цифровий ампервольтметр, описаний у статті «Простий ампервольтметр, що вбудовується, на PIC16F676».

Але все хороше колись закінчується і останнім часом все частіше стали траплятися комп'ютерні БП, в яких були встановлені інші ШІМ-контролери, зокрема DR-B2002, DR-B2003, SG6105. Виникло питання: як можна використовувати ці БП для виготовлення лабораторних ІП? Пошук схем та спілкування з радіоаматорами не дозволив просунутися в цьому напрямку, хоча й вдалося знайти короткий опис та схему включення таких ШІМ-контролерів у статті «ШІМ-контролери SG6105 та DR-B2002 у комп'ютерних ІП». З опису стало зрозуміло, що ці контролери набагато складніші за TL494 і намагатися керувати ними ззовні для регулювання вихідної напруги навряд чи можливо. Тому від цієї ідеї було вирішено відмовитись. Однак при вивченні схем «нових» БП було відзначено, що побудова схеми керування двотактним напівмостовим перетворювачем виконано аналогічно «старим» БП – на двох транзисторах та розділовому трансформаторі.

Була спроба замість мікросхеми DR-B2002 встановити TL494 зі своїм стандартним обв'язуванням, підключивши колектори вихідних транзисторів TL494 до баз транзисторів схеми управління перетворювачем БП. Як обв'язування TL494 для забезпечення регулювання вихідної напруги була обрана неодноразово перевірена вище згадана схема М. Шумилова. Таке включення ШІМ-контролера дозволяє відключити всі блокування і схеми захисту, що є в БП, до того ж ця схема дуже проста.

Спроба заміни ШІМ-контролера увінчалася успіхом – БП запрацював, регулювання вихідної напруги та обмеження струму також працювали, як і в перероблених БП «старого» зразка.

Опис схеми пристрою

Конструкція та деталі

Блок ШИМ-регулятора зібраний на друкованій платі з однобічно фольгованого склотекстоліту розміром 40х45 мм. Креслення друкованої плати і схема розташування елементів показано малюнку. Креслення показано з боку установки компонентів.

Плата розрахована на встановлення вивідних компонентів. Особливих вимог до них не висувається. Транзистор VT1 може бути замінений будь-який інший аналогічний за параметрами біполярний транзистор прямої провідності. На платі передбачено встановлення підстроювальних резисторів R5 різних типорозмірів.

Монтаж та налагодження

Кріплення плати здійснюється у зручному місці одним гвинтом ближче до місця встановлення ШІМ-контролера. Автор знайшов зручним кріплення плати до одного з радіаторів БП. Виходи PWM1, PWM2 запаюють прямо у відповідні отвори раніше встановленого ШІМ-контролера - висновки яких йдуть до баз транзисторів управління перетворювачем (висновки 7 та 8 мікросхеми DR-B2002). Підключення виведення Vcc здійснюється до точки, в якій є вихідна напруга схеми чергового живлення, значення якого може перебувати в межах 13…24В.

Регулювання вихідної напруги ІП здійснюється потенціометром R5, мінімальна вихідна напруга залежить від номіналу резистора R7. Резистором R8 можна здійснити обмеження максимальної вихідної напруги. Значення максимального вихідного струму регулюється підбором номіналу резистора R3 – чим менше його опір, тим більшим буде максимальний вихідний струм БП.

Порядок переробки комп'ютерного БП у лабораторний ІП

Робота з переробки БП пов'язана з роботою в ланцюгах з високою напругою, тому рекомендується підключати БП до мережі через розділовий трансформатор потужністю не менше 100Вт. Крім того, для виключення виходу з ладу ключових транзисторів у процесі налагодження ІП, підключати його до мережі слід через запобіжну лампу розжарювання на 220В потужністю 100Вт. Її можна підпаяти до БП замість запобіжника.

Перш, ніж розпочати переробку комп'ютерного БП бажано переконатися у його справності. Перед включенням до вихідних ланцюгів +5В та +12В слід підключити автомобільні лампочки на 12В потужністю до 25 Вт. Потім підключити БП до мережі та з'єднати виведення PS-ON (зазвичай зеленого кольору) із загальним дротом. У разі справності БП «запобіжна» лампа короткочасно спалахне, БП запрацює та загоряться лампи у навантаженні +5В, +12В. Якщо після включення «запобіжна» лампа спалахне в повний розжар, можливий пробій силових транзисторів, діодів випрямного мосту і т.д.

Далі слід знайти на платі БП точку, в якій є вихідна напруга схеми чергового живлення. Його значення може бути в межах 13 ... 24В. З цієї точки надалі братимемо живлення для блоку ШИМ-регулятора та вентилятора охолодження.

Потім слід випаяти штатний ШІМ-контролер та підключити до плати БП блок ШІМ-регулятора згідно зі схемою (рис. 1). Вхід P_IN підключають до 12-вольтового виходу БП. Тепер потрібно перевірити роботу регулятора. Для цього слід підключити до виходу P_OUT навантаження у вигляді автомобільної лампочки, двигун резистора R5 вивести вліво (в положення мінімального опору) і підключити БП до мережі (знову ж таки через «запобіжну» лампу). Якщо лампа навантаження загориться, слід переконатися у справності схеми регулювання. Для цього потрібно обережно повернути двигун резистора R5 праворуч, при цьому бажано контролювати вихідну напругу вольтметром, щоб не спалити навантажувальну лампу. Якщо вихідна напруга регулюється, то блок ШИМ-регулятора працює і можна продовжувати модернізацію БП.

Випаюємо всі дроти навантаження БП, залишивши по одному дроту в ланцюгах +12 і загальний для підключення блоку ШИМ-регулятора. Випаюємо: діоди (діодні зборки) у ланцюгах +3,3 В, +5 В; діоди випрямлячів -5, -12 В; усі конденсатори фільтрів. Електролітичні конденсатори фільтра ланцюга +12 В слід замінити на конденсатори аналогічної ємності, але з допустимою напругою 25 В або більше залежно від передбачуваної максимальної вихідної напруги лабораторного ІП, що виготовляється. Далі слід встановити резистор навантаження, показаний на схемі рис. 1 як R2, необхідний забезпечення стійкої роботи ІП без зовнішнього навантаження. Потужність навантаження має бути близько 1 Вт. Опір резистора R2 можна розрахувати виходячи з максимальної вихідної напруги ІП. У найпростішому випадку підійде 2-х ватний резистор опором 200-300 Ом.

Далі можна випаяти елементи обв'язки старого ШІМ-контролера та інші радіодеталі з вихідних ланцюгів БП, що не використовуються. Щоб не випаяти випадково щось «корисне», рекомендується відпоювати деталі не повністю, а за одним висновком, і лише переконавшись у працездатності ІП, видаляти деталь повністю. З приводу дроселя фільтра L1 автор зазвичай нічого з ним не робить і використовує штатну обмотку ланцюга +12 В. Це пов'язано з тим, що з метою безпеки максимальний вихідний струм лабораторного ІП зазвичай обмежується на рівні, що не перевищує паспортний для ланцюга +12 В БП .

Після очищення монтажу рекомендується збільшити ємність конденсатора фільтра джерела живлення С1 чергового режиму, замінивши його на конденсатор номіналом 50 В/100 мкФ. Крім того, якщо встановлений у схемі діод VD1 малопотужний (у скляному корпусі), його рекомендується замінити на потужніший, випаяний з випрямляча ланцюга -5 або -12 В. Також слід підібрати опір резистора R1 для комфортної роботи вентилятора охолодження М1.

Досвід переробки комп'ютерних БП показав, що із застосуванням різних схем управління ШІМ-контролером, максимальна вихідна напруга ІП перебуватиме в межах 21…22 В. Цього більш ніж достатньо для виготовлення зарядних пристроїв для автомобільних акумуляторів, проте для лабораторного джерела живлення все ж таки замало. Для отримання підвищеної вихідної напруги багато радіоаматорів пропонують використовувати бруківку випрямлення вихідної напруги, але це пов'язано з установкою додаткових діодів, вартість яких досить висока. Я вважаю цей метод нераціональним та використовую інший спосіб підвищення вихідної напруги ІП – модернізацію силового трансформатора.

Існують два основних способи модернізації силового трансформатора ІП. Перший спосіб зручний тим, що його реалізації не потрібно розбирання трансформатора. Він заснований на тому факті, що зазвичай вторинна обмотка мотається в кілька дротів і є можливість її розшарувати. Схематично вторинні обмотки силового трансформатора показано на рис. а). Це схема, що найбільш часто зустрічається. Зазвичай 5-вольтова обмотка має по 3 витки, намотані в 3-4 дроти (обмотки «3,4»-«заг.» і «заг.»-«5,6»), а 12-вольтова – додатково по 4 витки в один провід (обмотки «1»-«3,4» та «5,6»-«2»).

Для цього трансформатор випаюють, акуратно розпаюють відводи 5-вольтової обмотки і розплітають «кіску» загального дроту. Завдання полягає в тому, щоб роз'єднати паралельно включені 5-вольтові обмотки і включити всі або частину з них послідовно, як показано на схемі рис. б).

Виділити обмотки не складає труднощів, але правильно сфазувати їх досить важко. Автор використовує для цієї мети низькочастотний генератор синусоїдального сигналу та осцилограф або мілівольтметр змінного струму. Підключивши вихід генератора, налаштованого на частоту 30...35 кГц, до первинної обмотки трансформатора, за допомогою осцилографа або мілівольтметра контролюють напругу на вторинних обмотках. Комбінуючи підключення 5-вольтових обмоток домагаються збільшення вихідної напруги порівняно з вихідним на необхідну величину. У такий спосіб можна досягти збільшення вихідної напруги БП до 30…40 В.

Другий спосіб модернізації силового трансформатора – це його перемотування. Це єдиний спосіб отримати вихідну напругу ІП понад 40 В. Найважчим завданням тут є роз'єднання феритового осердя. Автор взяв на озброєння спосіб виварювання трансформатора у воді протягом 30-40 хвилин. Але перш, ніж виварювати трансформатор, слід добре продумати спосіб роз'єднання сердечника, враховуючи той факт, що після виварювання він буде дуже гарячим, до того ж гарячий ферит стає дуже тендітним. Для цього пропонується вирізати з жерсті дві клиноподібні смужки, які потім можна буде вставити в зазор між сердечником і каркасом, і з їх допомогою роз'єднати половинки сердечника. У разі розламування або відколювання частин феритового сердечника особливо засмучуватися не варто, тому що його успішно можна склеїти ціакриланом (т.з. «суперклеєм»).

Після звільнення котушки трансформатора необхідно змотати вторинну обмотку. У імпульсних трансформаторів є одна неприємна особливість – первинна обмотка намотана у два шари. Спочатку на каркас намотана перша частина первинної обмотки, потім екран, потім усі вторинні обмотки, знову екран і друга частина первинної обмотки. Тому потрібно акуратно змотати другу частину первинної обмотки, при цьому обов'язково запам'ятавши її підключення та напрямок намотування. Потім зняти екран, виконаний у вигляді шару мідної фольги з припаяним проводом, що веде до виведення трансформатора, який слід попередньо відпаяти. І, нарешті, змотати вторинні обмотки до наступного екрану. Тепер обов'язково потрібно добре просушити котушку струменем гарячого повітря для випаровування води, що проникла в обмотку під час виварювання.

Кількість витків вторинної обмотки залежатиме від необхідної максимальної вихідної напруги ІП із розрахунку приблизно 0,33 витка/В (тобто 1 виток - 3 В). Наприклад, автор намотав 2х18 витків дроту ПЕВ-0,8 і отримав максимальну вихідну напругу ІП близько 53 В. Перетин дроту залежатиме від вимоги до максимального вихідного струму ІП, а також від габаритів каркасу трансформатора.

Вторинну обмотку мотають у 2 дроти. Кінець одного провід відразу запаюють на перший висновок каркаса, а другий залишають із запасом 5 см для формування «кіски» нульового виведення. Закінчивши намотування, запаюють кінець другого дроту на другий висновок каркаса і формують «кіску» таким чином, щоб кількість витків обох напівобмоток обов'язково була однаковою.

Тепер слід відновити екран, намотати змотану раніше другу частину первинної обмотки трансформатора, дотримуючись вихідне підключення та напрямок намотування, і зібрати магнітопровід трансформатора. Якщо розведення вторинної обмотки запаяна правильно (на висновки 12-вольтової обмотки), можна впаяти трансформатор в плату БП і перевірити його працездатність.

Розповісти у:

У статті представлена проста конструкція ШИМ-регулятора, за допомогою якої можна легко переробити комп'ютерний блок живлення, зібраний на контролері, відмінному від популярного tl494, зокрема, dr-b2002, dr-b2003, sg6105 та інших, в лабораторний з регульованою вихідною напругою та обмеженням струму у навантаженні. Також тут я поділюся досвідом переробки комп'ютерних БП і опишу випробувані способи збільшення їхньої максимальної вихідної напруги.

Але все хороше колись закінчується і останнім часом все частіше стали траплятися комп'ютерні БП, в яких були встановлені інші ШІМ-контролери, зокрема dr-b2002, dr-b2003, sg6105. Виникло питання: як можна використовувати ці БП для виготовлення лабораторних ІП? Пошук схем та спілкування з радіоаматорами не дозволив просунутися в цьому напрямку, хоча й вдалося знайти короткий опис та схему включення таких ШІМ-контролерів у статті «ШИМ-контролери sg6105 та dr-b2002 у комп'ютерних ІП». З опису стало зрозуміло, що ці контролери набагато складніше tl494 і намагатися керувати ними ззовні для регулювання вихідної напруги навряд чи можливо. Тому від цієї ідеї було вирішено відмовитись. Однак при вивченні схем «нових» БП було відзначено, що побудова схеми керування двотактним напівмостовим перетворювачем виконано аналогічно «старим» БП – на двох транзисторах та розділовому трансформаторі.

Була спроба замість мікросхеми dr-b2002 встановити tl494 зі своєю стандартною обв'язкою, підключивши колектори вихідних транзисторів tl494 до баз транзисторів схеми управління перетворювачем БП. В якості обв'язки tl494 для забезпечення регулювання вихідної напруги було обрано неодноразово перевірену вище згадану схему М. Шумилова. Таке включення ШІМ-контролера дозволяє відключити всі блокування і схеми захисту, що є в БП, до того ж ця схема дуже проста.

Спроба заміни ШІМ-контролера увінчалася успіхом - БП запрацював, регулювання вихідної напруги та обмеження струму також працювали, як і в перероблених БП «старого» зразка.

Опис схеми пристрою

Конструкція та деталі

Плата розрахована на встановлення вивідних компонентів. Особливих вимог до них не висувається. Транзистор vt1 може бути замінений будь-який інший аналогічний за параметрами біполярний транзистор прямої провідності. На платі передбачено встановлення підстроювальних резисторів r5 різних типорозмірів.

Монтаж та налагодження

Кріплення плати здійснюється у зручному місці одним гвинтом ближче до місця встановлення ШІМ-контролера. Автор знайшов зручним кріплення плати до одного з радіаторів БП. Виходи pwm1, pwm2 запаюють прямо у відповідні отвори раніше встановленого ШІМ-контролера - висновки яких йдуть до баз транзисторів управління перетворювачем (висновки 7 та 8 мікросхеми dr-b2002). Підключення виведення vcc здійснюється до точки, в якій є вихідна напруга схеми чергового живлення, значення якого може перебувати в межах 13…24В.

Регулювання вихідної напруги ІП здійснюється потенціометром r5 мінімальна вихідна напруга залежить від номіналу резистора r7. Резистором r8 можна здійснити обмеження максимальної вихідної напруги. Значення максимального вихідного струму регулюється підбором номіналу резистора r3 - що менше його опір, то більше вписувалося буде максимальний вихідний струм БП.

Порядок переробки комп'ютерного БП у лабораторний ІП

Перш, ніж розпочати переробку комп'ютерного БП бажано переконатися у його справності. Перед включенням до вихідних ланцюгів +5В та +12В слід підключити автомобільні лампочки на 12В потужністю до 25 Вт. Потім підключити БП до мережі та з'єднати виведення ps-on (зазвичай зеленого кольору) із загальним дротом. У разі справності БП «запобіжна» лампа короткочасно спалахне, БП запрацює та загоряться лампи у навантаженні +5В, +12В. Якщо після включення «запобіжна» лампа спалахне в повний розжар, можливий пробій силових транзисторів, діодів випрямного мосту і т.д.

Потім слід випаяти штатний ШІМ-контролер та підключити до плати БП блок ШІМ-регулятора згідно зі схемою (рис. 1). Вхід p_in підключають до 12-вольтового виходу БП. Тепер потрібно перевірити роботу регулятора. Для цього слід підключити до виходу p_out навантаження у вигляді автомобільної лампочки, двигун резистора r5 вивести вліво (в положення мінімального опору) і підключити БП до мережі (знову ж таки через «запобіжну» лампу). Якщо лампа навантаження загориться, слід переконатися у справності схеми регулювання. Для цього потрібно обережно повернути двигун резистора r5 праворуч, при цьому бажано контролювати вихідну напругу вольтметром, щоб не спалити навантажувальну лампу. Якщо вихідна напруга регулюється, то блок ШИМ-регулятора працює і можна продовжувати модернізацію БП.

Випаюємо всі дроти навантаження БП, залишивши по одному дроту в ланцюгах +12 і загальний для підключення блоку ШИМ-регулятора. Випаюємо: діоди (діодні зборки) у ланцюгах +3,3 В, +5 В; діоди випрямлячів -5, -12 В; усі конденсатори фільтрів. Електролітичні конденсатори фільтра ланцюга +12 В слід замінити на конденсатори аналогічної ємності, але з допустимою напругою 25 В або більше залежно від передбачуваної максимальної вихідної напруги лабораторного ІП, що виготовляється. Далі слід встановити резистор навантаження, показаний на схемі рис. 1 як r2, необхідний забезпечення стійкої роботи ІП без зовнішнього навантаження. Потужність навантаження має бути близько 1 Вт. Опір резистора r2 можна розрахувати виходячи з максимальної вихідної напруги ІП. У найпростішому випадку підійде 2-х ватний резистор опором 200-300 Ом.

Далі можна випаяти елементи обв'язки старого ШІМ-контролера та інші радіодеталі з вихідних ланцюгів БП, що не використовуються. Щоб не випаяти випадково щось «корисне», рекомендується відпоювати деталі не повністю, а за одним висновком, і лише переконавшись у працездатності ІП, видаляти деталь повністю. З приводу дроселя фільтра l1 автор зазвичай нічого з ним не робить і використовує штатну обмотку ланцюга +12 В. Це пов'язано з тим, що з метою безпеки максимальний вихідний струм лабораторного ІП зазвичай обмежується на рівні, що не перевищує паспортний для ланцюга +12 В БП .

Після очищення монтажу рекомендується збільшити ємність конденсатора фільтра джерела живлення С1 чергового режиму, замінивши його на конденсатор номіналом 50 В/100 мкФ. Крім того, якщо встановлений у схемі діод vd1 малопотужний (у скляному корпусі), його рекомендується замінити на потужніший, випаяний з випрямляча ланцюга -5 або -12 В. Також слід підібрати опір резистора r1 для комфортної роботи вентилятора охолодження М1.

Існують два основних способи модернізації силового трансформатора ІП. Перший спосіб зручний тим, що його реалізації не потрібно розбирання трансформатора. Він заснований на тому факті, що зазвичай вторинна обмотка мотається в кілька дротів і є можливість її розшарувати. Схематично вторинні обмотки силового трансформатора показано на рис. а). Це схема, що найчастіше зустрічається. Зазвичай 5-вольтова обмотка має по 3 витки, намотані в 3-4 дроти (обмотки «3,4»-«заг.» і «заг.»-«5,6»), а 12-вольтова - додатково по 4 витки в один провід (обмотки «1»-«3,4» та «5,6»-«2»).

АРХІВ: завантажити

Розділ: [Блоки живлення (імпульсні)]
Збережи статтю в:

зарядний пристрій з комп'ютерного блока живлення своїми руками

У різних ситуаціях потрібні різні за напругою та потужністю ІП. Тому багато хто купує або робить такий, щоб вистачило на всі випадки.

І найпростіше взяти за основу комп'ютерний. Даний лабораторний блок живлення з характеристиками 0-22 20 Аперероблений з невеликим доопрацюванням з комп'ютерногоАТХ на ШИМ 2003. Для переробки використовував JNC mod. LC-B250ATX. Ідея не нова і в інтернеті безліч подібних рішень, деякі були вивчені, але остаточне вийшло своє. Результатом дуже задоволений. Зараз чекаю на посилку з Китаю з поєднаними індикаторами напруги і струму, і, відповідно, заміню. Тоді можна буде назвати мою розробку ЛШП - зарядне для автомобільних АКБ.

Схема регульованого блоку живлення:

Насамперед випаяли всі дроти вихідних напруг +12, -12, +5, -5 і 3,3 В. Випаяли всі, крім +12 В діоди, конденсатори, навантажувальні резистори.

Замінив вхідні високовольтні електроліти 220 х 200 на 470 х 200. Якщо є, то краще ставити більшу ємність. Іноді виробник економить на вхідному фільтрі живлення - відповідно рекомендую допаяти, якщо відсутня.

Вихідний дросель +12 перемотав. Новий - 50 витків дротом діаметром 1 мм, видаливши старі намотування. Конденсатор замінив на 4700 мкФ х 35 Ст.

Так як в блоці є чергове живлення з напругою 5 і 17 вольт, то використовував їх для живлення 2003-го і по вузлу перевірки напруги.

На висновок 4 подав пряму напругу +5 вольт з "дежурки" (тобто з'єднав його з висновком 1). За допомогою резисторного 1,5 і 3 ком дільника напруги від 5 вольт чергового живлення зробив 3,2 і подав його на вхід 3 і на правий висновок резистора R56, який потім виходить на висновок 11 мікросхеми.

Встановивши мікросхему 7812 на вихід 17 вольт з чергування (конденсатор С15) отримав 12 вольт і підключив до резистори 1 Ком (без номера на схемі), який лівим кінцем підключається до виведення 6 мікросхеми. Також через резистор 33 Ом запитав вентилятор охолодження, який просто перевернув, щоб він дув усередину. Резистор необхідний у тому, щоб знизити обертів і шумність вентилятора.

Весь ланцюжок резисторів і діодів негативних напруг (R63, 64, 35, 411, 42, 43, C20, D11, 24, 27) випаяв з плати, виведення 5 мікросхеми закоротив на землю.

Додав регулюваннянапруги та індикатор вихідної напруги з китайського інтернет магазину. Тільки необхідно запитати останній від чергування +5, а не від вимірюваної напруги (він починає працювати від +3 В). Випробування блоку живлення

Випробування проводилисьодночасним підключенням кількох автомобільних ламп (55+60+60) Вт.

Це приблизно 15 Ампер за 14 В. Пропрацював хвилин 15 без проблем. У деяких джерелах рекомендують ізолювати загальний провід виходу 12 від корпусу, але тоді з'являється свист. Використовуючи як джерело живлення автомобільної магнітоли, не помітив жодних перешкод ні на радіо, ні в інших режимах, а 4*40 Вт тягне відмінно. З повагою Петровський Андрій.

Мікросхема ULN2003 (ULN2003a)по суті є набором потужних складових ключів для застосування в ланцюгах індуктивних навантажень. Може бути застосована для управління навантаженням значної потужності, включаючи електромагнітні реле, двигуни постійного струму, електромагнітні клапани, у схемах управління різними та інші.

Мікросхема ULN2003 - опис

Короткий опис ULN2003a. Мікросхема ULN2003a - це транзисторне складання Дарлінгтона з вихідними ключами підвищеної потужності, що має на виходах захисні діоди, які призначені для захисту електричних ланцюгів, що управляють, від зворотного викиду напруги від індуктивного навантаження.

Кожен канал (пара Дарлінгтона) в ULN2003 розрахований на навантаження 500 мА та витримує максимальний струм до 600 мА. Входи та виходи розташовані в корпусі мікросхеми один навпроти одного, що значно полегшує розведення друкованої плати.

ULN2003 відноситься до сімейства мікросхем ULN200X. Різні версії цієї мікросхеми призначені для певної логіки. Зокрема, мікросхема ULN2003 призначена для роботи з TTL логікою (5В) та логічних пристроїв CMOS. Широке застосування ULN2003 знайшло у схемах управління широким спектром навантажень, як релейні драйвери, драйвери дисплея, лінійні драйвери і т. д. ULN2003 також використовується в драйверах крокових двигунів.

Структурна схема ULN2003

Принципова схема

Характеристики

Номінальний струм колектора одного ключа – 0,5А;
Максимальна напруга на виході до 50;
Захисні діоди на виходах;
Вхід адаптований до різноманітних видів логіки;
Можливість застосування для керування реле.

Аналог ULN2003

Нижче наводимо список, чим можна замінити ULN2003 (ULN2003a):

Закордонний аналог ULN2003 - L203, MC1413, SG2003, TD62003.
Вітчизняним аналогом ULN2003a є мікросхема .

Мікросхема ULN2003 - схема підключення

Найчастіше мікросхему ULN2003 використовують під час керування кроковим двигуном. Нижче наведена схема включення ULN2003a та крокового двигуна.