ATX Power supply (ATX Besleme Devresi)
- Konuyu başlatan guclusat
- Başlangıç Tarihi
-
- Etiketler
- atx power supply
Bilgisayar güç kaynağından şarj cihazı
Bu makalede yazar, 250 W nominal güce sahip bir ATX LPQ2 güç kaynağını kurşun-asit pilleri şarj etmek için bir cihaza ve 0..30 V ayarlanabilir çıkış stabilize voltajına sahip bir laboratuvar güç kaynağına dönüştürme deneyimini paylaşıyor ve 0,1.. .10 A'lık ayarlanabilir yük akımı sınırı.Şu anda yüksek güçlü güç kaynakları gerektiren, enerji yoğun bilgisayarlar üretiliyor. Eski ATX birimleri henüz hizmet ömürlerini tüketmemiş olmalarına rağmen boşta kalıyor.
Blokların tasarımı basit ve aynı tipte olduğundan, çeşitli amatör telsiz ihtiyaçlarına yönelik olarak bir takım güç cihazları üretilebilmektedir. Bu makale , kurşun-asit piller için bir şarj cihazının ve basit değişiklikler ve modifikasyonlar yoluyla ATX bloklarından bir laboratuvar güç kaynağının üretimini açıklamaktadır . Akım sınırlama ünitesine ve eşiğini ayarlama olasılığına özellikle dikkat edilir. Burada ana bileşeni TL494 çipi olan blok seçeneklerini ele alıyoruz . Bu, tasarımı değiştirmek için en yaygın ve en kolay olanıdır.
Pek çok makale zaten benzer tasarımları tanımlamıştır, ancak çok sayıda avantaja rağmen çok önemli dezavantajları vardır. Örneğin, makale [1], araba aküleri için iyi ve kopyalanması çok kolay bir şarj cihazını açıklamaktadır. Tasarımı tekrarlarken, yazarın, TL494 yongasının 4 pimiyle ilişkili devreleri ve bileşenleri çıkararak güç kaynağından maksimum güç tüketimini aşmaya karşı korumayı devre dışı bırakmayı önerdiği ortaya çıktı. Bana göre bu tamamen doğru değil, çünkü değişiklikler sırasında hoş olmayan kazalar mümkündür ve bu da anahtarlama transistörlerinin arızalanmasına neden olur. Ayrıca yük direnci azaldıkça akım belirli bir değerle sınırlı kalmaz, artmaya devam eder.
[2]'de açıklanan cihazın başka bir dezavantajı vardır. Akım sensörü ortak kablo devresine dahildir. Bu, bu telin mahfazadan yalıtılması gerektiği anlamına gelir. Pek çok otomobil tutkunu, aküyü araçtan çıkarmadan şarj etmek için garajlarda şarj cihazı kullanıyor. Ünitenin gövdesine ve araca kazara temas, akım sensörünün kısa devre yapmasına ve bunun sonucunda akım sınırlama ünitesinin kapanmasına yol açacaktır. Akım sensörleri olarak yüksek dirençli dirençler kullanılır, bu da onlar tarafından harcanan gücü arttırır ve böylece kasanın içindeki elemanların ısınmasını arttırır.
Önerilen cihaz bu dezavantajlardan muaftır. Akünün 10 A'ya kadar akımla şarj edilmesini, 13,9 V seviyesinde şarj olurken üzerindeki voltajın stabilizasyonunu sağlar, esas olarak yeniden tasarlanmış bir güç kaynağından parçalar içerir, üretimi kolaydır, aşırı yük koruma elemanları içerir . Akım sensörünün direnci 10 mOhm'dur ve bu, maksimum 1 W güç dağıtımına karşılık gelir. Cihazda bir akım limit modu göstergesi bulunmaktadır. TL494 yongasını temel alan herhangi bir AT ATX güç kaynağı dönüşüm için uygundur. Bu durumda nominal gücü 250 W olan bir LPQ2 ünitesi kullanıldı.
Modifikasyon şeması Şekil 2'de gösterilmektedir . 1 . Farklı üreticilerin güç kaynaklarında farklılık gösterdiğinden parçaların numaralandırması sırayla verilmiştir. Sigorta, akım sınırlama termistörü ve hat filtre bobinleri bu parçaların bağlantıları değişmediğinden gösterilmemiştir. Kaldırılan bileşenler de gösterilmemiştir. Eklenen parçalar ve değiştirilen adlar renkli olarak vurgulanır.
Yük akımını sınırlama yeteneği, kural olarak güç kaynağı üreticileri tarafından kullanılmayan TL494 mikro devresinin ikinci hata sinyali amplifikatörünün açılmasıyla sağlanmıştır. Amplifikatör, ters çeviren negatif voltaj amplifikasyon devresi [3] kullanılarak bağlanır. Bu anahtarlama devresi, ilk olarak, cihazın ortak telini mahfazaya bağlama olasılığı nedeniyle kullanıldı, ikincisi, uygulama, güç kaynağının tüm voltaj ve akım aralığı boyunca ve üçüncüsü amplifikatörün daha kararlı çalıştığını gösterdi. daha düşük dirençli bir akım sensörünün kullanılmasına ve böylece üzerine düşen gücün ve bunun sonucunda ısınmanın azaltılmasına olanak tanıyan daha yüksek hassasiyete sahiptir. R24 sensöründeki voltaj düşüşü, içinden geçen akımla doğru orantılıdır. R26 direnci üzerinden amplifikatörün girişine beslenir.
Çıkış=(U0R26/R17)/R24
burada Iout çıkış akımı sınırlama eşiğidir; U0, TL494 mikro devresinin (5 V) referans voltaj kaynağının voltajıdır; R17, R26 - hata sinyali bölücü elemanlarının direnci; R24 - akım sensörü direnci (0,01 Ohm).
Daha önce "Güç İyi" sinyalini üretmek için kullanılan DA2 karşılaştırıcısı, yük akımı sınırlama modu için bir gösterge ünitesine sahiptir. Karşılaştırıcının evirmeyen girişine çıkışla orantılı bir voltaj uygulanır ve evirici girişine bir referans voltajı uygulanır. Ünite voltaj stabilizasyon modunda çalışırken, evirmeyen girişteki voltaj evirici girişten daha yüksektir ve karşılaştırıcı çıkışı yüksek seviyede olduğundan HL1 LED'i kapalıdır. Güç kaynağı, yük akımı sınırlaması nedeniyle voltaj düzenleme modundan çıktığında, evirmeyen girişteki voltaj azalır, karşılaştırıcı çıkışı düşer, bu da HL1 LED'inin yanmasına neden olur ve düzenleme modundan çıkış sinyali verir.
Çalışmaya başlamadan önce dönüştürülen bloğun tasarımını dikkatlice incelemelisiniz. Üreticiler çeşitli "özgürlüklere" izin verir, ancak kural olarak TL494 mikro devresinin bağlantı devresi aynıdır. Farklılıklar tetikleme, koruma ve "Güç İyi" sinyal oluşturma birimleriyle ilgilidir.
Mikro devreler, VT7 transistöründeki bekleme kaynağından besleme voltajı alır, böylece çıkış voltajındaki değişiklikler mikro devrelerin çalışmasını etkilemez. "Güç İyi" sinyal oluşturma düğümleri kaldırıldı. VD1, C1, VT3, VT4, VD7, R1—R5 elemanlarındaki aşırı çıkış gücüne karşı koruma ünitesi çıkarılamaz çünkü bu ünite VT1 ve VT2 transistörlerinin arızasını önler ve böylece güç kaynağının güvenilirliğini arttırır.
Bundan sonra +12 V hariç tüm çıkış devrelerinin redresörlerini, filtrelerini ve diğer elemanlarını çıkarmak gerekir. Bu devrede bulunan diyot düzeneğine dikkat etmelisiniz. Ortalama 10 A doğrultulmuş akım ve en az 60 V ters voltajla çalışacak şekilde tasarlanmalıdır. Bu MBR20100CT, BYV32 ve benzerleri olabilir, aşırı durumlarda KD213B diyotları ısı emiciye bağlayarak kullanabilirsiniz. yalıtım yastıkları aracılığıyla. Çıkıştaki oksit kondansatör C20, 25 V voltajlı daha yüksek bir voltajla değiştirilmelidir.
Manyetik devresinin doymasını önlemek için indüktör L1'in yeniden sarılması gerekir. Tüm sargılar ondan çıkarılır. Üzerinde yanık boya izleri varsa kullanılmamalıdır. Daha sonra 0,6...1 mm çapında bir tel demetiyle dolduruluncaya kadar yeni bir sargı sarılır ve indüktörün endüktansı cihazın doğru çalışması için yeterli olacak ve 20 aralığında olacaktır. ..70 μH. İndüktörün geniş çaplı bir tel ile sarılması veya daha ince tel demetinin kullanılması mümkündür, ancak önerilmez. Daha kalın bir telin döşenmesi önemli ölçüde çaba gerektirecektir ve bir demet ince teli sararken verniğin daha fazla ucunu soymanız gerekecektir. Kablo demetindeki kablo sayısını aşağıdaki gibi hesaplayabilirsiniz. İndüktör sargısında izin verilen akım yoğunluğu yaklaşık 5 A/ mm2'dir. 10 A'lık bir akım için telin gerekli kesit alanı 2 mm2'dir . Diyelim ki elinizde D=0,8 mm çapında bir tel var. Bu, kablo demetindeki kablo sayısının olacağı anlamına gelir
K = 2/S = 8/(πD2) = 4
Böyle bir kablo demetinin 20 dönüşü, indüktörün halka manyetik devresine uyar. Dönüştürücünün aralıklı akım modunda çalışmasını önlemek için, kapasitör C20 - direnç R36'ya paralel olarak minimum yük kurulur.
Kural olarak, dönüştürülen bloklar uzun süredir faaliyetteydi. Kasanın içindeki yüksek sıcaklık, oksit kapasitörlerin parametrelerini olumsuz etkileyerek ESR'lerini arttırmış olabilir. Bu nedenle yenileriyle değiştirilmesi tavsiye edilir. Akım sınırlayıcı elemanları R17, R24, R26'yı ve gösterge ünitesini ilk açmadan önce karşılaştırıcı DA2'ye takmamak daha iyidir. Bu, hatalar olması durumunda aramanızı daraltmanıza olanak tanır. Ayrıca üniteyi ilk kez açmadan önce, kesme direnci R8'in kaydırıcısı şemaya göre üst konuma ayarlanmalıdır. Bu, güç kaynağının çıkışında, C20 oksit kapasitörünün, R36 direncinin veya M1 fan motorunun arızalanmasına yol açabilecek artan voltajın ortaya çıkmasını önlemek için gereklidir.
Ağ kablosunun kopmasına bağlı 100 W akkor lamba aracılığıyla üniteyi ilk kez açmak daha iyidir. Bu, kapasitörlerin patlamasını, ana redresör köprüsünün arızalanmasını, sigortanın atmasını, VT5 ve VT6 transistörlerinin anahtarlama arızasını ve ayrıca olası hata ve arızaların diğer hoş olmayan sonuçlarını önleyecektir. Lamba açıldığında parlak bir şekilde titriyorsa, VD6 doğrultucu köprüsünün bir veya daha fazla diyotu arızalı demektir. parlak bir şekilde yanıyor - kısa devre, transistör VT5 veya VT6'nın (veya her ikisinin) bozulması. Lamba yanıp söndü ve parlaklık zar zor farkedilecek seviyeye düştü - her şey yolunda, güç kaynağının çıkışındaki voltajı ölçmeli ve onu 13,0V'a eşitleyerek, düzeltici direnci R8'i aşağı doğru hareket ettirmelisiniz (şemaya göre).
İlk çalıştırma iyi geçtiyse akım sınırlama ünitesini ve ekran ünitesini monte edin. Kurulum için baskılı iletkenler ve serbest kontak pedleri kullanıldı.
Direnç R24, arızalı bir multimetrenin şöntünden kesilmiş manganin telinden yapılmıştır.
Şönt direncini ve uzunluğunu ölçerek, gerekli dirençteki telin uzunluğunu ℓ = ℓ ve R/R ve formülünü kullanarak hesaplayabilirsiniz ;
burada ℓ , şönt telinin gerekli uzunluğudur; ℓi ölçülen uzunluğudur; Ri ölçülen tel direncidir; R gerekli dirençtir.
Diğer malzemelerin kullanılması istenmez, çünkü ısıtıldığında akım sensörünün direnci değişecek ve bu da akım sınırlama eşiğinde bir değişikliğe yol açacaktır.
Üniteyi akım stabilizasyon moduna ayarlamak için bir voltmetre, en az 10 A akım için bir ampermetre ve bir reosta kullanın. Bir reosta yerine, örneğin [4] numaralı makalede anlatıldığı gibi direnci sorunsuz bir şekilde ayarlanabilen başka bir eşdeğer yük kullanabilirsiniz. Güç kaynağını açarak ve ayarlanabilir direnç R34'ü HL1 LED'i sönene kadar devrenin yukarısına doğru hareket ettirerek çıkış voltajını ve yük akımını ölçün. Ünite akım sınırlama moduna geçene kadar yük direncini azaltın (cihaz okumalarına göre akımın artması duracak ve voltaj düşmeye başlayacak; HL1 LED'i yanmaya başlayacaktır). Akım sınırı eşiği, direnç R26 seçilerek ayarlanabilir. Daha sonra yük direncini artırarak voltaj stabilizasyon modunu açın ve direnç R34 kaydırıcısını HL1 LED'i sönene kadar tekrar hareket ettirin.
Yükü kısa devreden rölantiye değiştirirken, ünitenin parazitik kendi kendine uyarılmasının olmadığından (DA1 mikro devresi tarafından üretilen darbelerin frekansından önemli ölçüde farklı bir frekansta) ve ayrıca yokluğundan emin olmalısınız. aralıklı bir mod. Bu, DA1 çipinin 8 veya 11 numaralı pinlerindeki sinyal şeklini izleyerek kulakla (ünite “ciyaklayacaktır”) veya bir osiloskop kullanılarak belirlenebilir. Darbeler net olmalı, damlamamalı, süreleri yüke sağlanan güce bağlı olarak değişmelidir. Kendini uyarma olasılığı küçük olsa da yine de mümkündür. Akım sınırlama modunda kendi kendine uyarılma meydana gelirse, C12 kapasitörünü seçmelisiniz, voltaj stabilizasyon modunda ise R18C9 düzeltme devresinin elemanları seçilmelidir. Kendi kendine uyarılma, L1 indüktörünün manyetik devresindeki gizli kusurlar nedeniyle veya dönüş sayısı yetersiz olduğunda da meydana gelebilir. Bu durumda ünite, stabilizasyon modlarının değiştirildiği noktanın yakınında "ciyaklamaya" başlar.
Şarj akımını 20 A'ya çıkarmak istiyorsanız, daha yüksek bir akım için tasarlandığından beş voltluk transformatör sargısı kullanılması tavsiye edilir. Bu durumda orta nokta doğrultucuyu bir köprü doğrultucu ile değiştirmeniz ve Schottky bariyerli doğrultucu diyotları kullanmanız gerekir. Diyotlardaki ters voltaj 30 V'u geçmeyecektir, bu nedenle örneğin MBR3045PT veya 30CPQ045 gibi düzeneklerin kullanılması mümkündür. Gereksinimlere göre yumuşatma bobinini sarmak ve daha kalın bir tel kullanarak akım sensörünün direncini 0,05 Ohm'a düşürmek gerekir.
Şarj cihazına bağlı olarak, 0 ila 30 V arasında ayarlanabilir çıkış voltajına ve 0,1 ila 10 A arasında bir akım sınırı eşiğine sahip bir laboratuvar güç kaynağı yapmak kolaydır. R8-R10 dirençleri çıkarılır, R17 direnci şekilde gösterildiği gibi açılır. Şek . 2 . Eklenen elemanların numaralandırılmasına devam edilir.
30 V'luk bir çıkış voltajı elde etmek için, doğrultucu olarak transformatör T2'nin 12 volt sargısına bağlı bir diyot düzeneği köprüsü kullanılır. Diyot düzenekleri MBRB20100CT veya benzeri kullanılabilir.
Fan motorunu cihazın çıkışına bağlamak 0 ila 30 V voltaj aralığında bazı zorluklara neden olduğundan, bir sınırlama direnci R40 aracılığıyla yedek bir kaynaktan beslenir. Düzleştirme kapasitörü C21'in kapasitesi 100 µF'ye çıkarıldı. Direnç R36'nın direnci 220 Ohm'a kadardır. Oksit kapasitör C20, 63 V'luk bir nominal voltaj için kullanılır.
Gerilimi düzenlemek için değişken bir direnç R39 eklenmiştir ve akım sınırlama eşiği R38'dir. Değişken direnç R39, DA1 yongasının 2 numaralı pinine bağlanır. Bu pin üzerindeki voltaj ne kadar yüksek olursa, çıkış voltajı da o kadar yüksek olur. Çıkış akımı sınırlama eşiği, değişken direnç R38 kullanılarak ayarlanır. Değişken dirençler R38 ve R39 - nominal direnci 3,3 ila 47 kOhm olan herhangi biri. Bunları kurmadan önce hareketli kontak sisteminin servis verilebilirliğini kontrol etmek gerekir. DA1 mikro devresinin referans voltaj kaynağından - 10 mA - tüketilen izin verilen maksimum akımı aşmamak da önemlidir. Görüntü birimi değişmeden kalır.
Kurulum sırasında, maksimum çıkış voltajını ayarlamak için R31 direncini ve maksimum akım sınırı eşiğini ayarlamak için R26 direncini seçmek gerekir. Güç kaynağında parazitik kendi kendine uyarılma olup olmadığını kontrol ettiğinizden emin olun ve eğer meydana gelirse, yukarıda şarj cihazı için açıklandığı gibi bunu ortadan kaldırmak için önlemler alın.
Bilgisayar güç kaynakları ATX, AT ve dizüstü bilgisayarların şemaları
Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков
Сборник принципиальных электрических схем компьютерных блоков питания ATX 300W, 400W, 500W, 600W, 650W, 750W, AT и блоков питания к ноутбукам. Схемы блоков питания Codegen, Power Master, Chieftec, Asus, Delux, FSP, PowerMan, Delta, Seven, Microlab и другие.
ATX güç kaynağını ayarlanabilir bir güç kaynağına dönüştürme şeması
Sunulan şema örnek ATX güç kaynağı şemasının bir modifikasyonudur, bu nedenle yedek dönüştürücüyü içeren kısım, kullanılan anahtarlar veya bazı elemanların değerleri söz konusu olduğunda biraz farklı olabilir, bu yüzden elemanları yukarıda belirttim değiştirilmesi veya eklenmesi gerekenlerin yanına "xx" işareti konularak diyagramda değişiklik yapılabilir.
Güç kaynağı, biri voltaj regülasyonu, diğeri akım sınırlaması için olmak üzere iki adet 10 kOhm doğrusal potansiyometre ile donatılmıştır. Akım, 5 mΩ/2 W'luk bir ölçüm direnci kullanılarak transformatörün orta ucu ile toprak arasında ölçülür. Algılama direnci üzerindeki voltaj toprağa göre negatiftir, dolayısıyla TL494'e beslenir, işlemsel yükselteç LM358 yalnızca mevcut kontrol potansiyometresinden gelen sinyali yükseltmek için kullanılır. Pim 6'ya eklenen 36 kOhm'luk direnç yalnızca invertör frekansını 30 kHz'den yaklaşık 45 kHz'e yükseltmek için kullanılır - bu olmadan güç kaynağı da çalışır.
Ana transformatörü ilk kez değiştirmeden bıraktım, güç kaynağını açtım ve her şey çalıştığında sekonder sargı bağlantılarını yeniden yapılandırdım. Bu işlem gerekli değildir, ancak daha sonra maksimum çıkış voltajı güvenli bir şekilde yaklaşık 24 V'a yükseltilebilir. Transformatörün her iki yanında paralel bağlı 3 sarımlı 4 ikincil sargı ve seri olarak eklenen 4 sarımlı bir sarım vardı. Sargılar şemadaki gibi ayrıldı ve bağlandı.
İndüktör olduğu gibi kullanıldı, önce tüm gereksiz sargıları çıkardım ve sadece 12 V hattında olanı bıraktım. İndüktör çekirdeği T106-26, 30 turda yaklaşık 83 µH'ye ve 8,6 doyma akımına sahip olmalı.
Yedek dönüştürücü değişmeden kalmalı ve düzgün çalışması için gerekli tüm unsurları içermeli, bu nedenle değiştirilmemelidir, burada şema basitleştirilmiş bir biçimde çizilmiştir, yalnızca kontrol cihazı ve fan için gücün alınması gereken yer belirtilen. Güç kaynağı geleneksel bir dijital voltmetre modülüyle donatılmıştı. Ünite stabil çalışır ve çıkış terminallerindeki kısa devrelere karşı oldukça dayanıklıdır.
Doğrultucuyu ATX güç kaynağından dönüştürüp Bekleme modunu kaldırdıktan sonra AT'ye dönüştürdüm ve o da sorunsuz çalıştı. Akım regülasyonu ayrıca çıkış kabloları kısa devre olsa bile kontrol cihazının besleme voltajını yaklaşık 26-29 V'a yükseltir.
Yedekli dönüştürücü hariç, ATX'ten gelen AT güç kaynağı, yalnızca denetleyiciye güç sağlama şekli (güç kaynağı indüktörden önce çıkış doğrultucusundan alınır) ve toplayıcı ile taban arasındaki ek 330k sürücü dirençleri açısından farklılık gösterir. ana transistörler.
Her ATX güç kaynağı, ana transformatöre dokunmadan güvenli bir şekilde 24V'a uyarlanabilir. Yapılması gereken tek şey gereksiz hatları (özellikle 3,3 V) kaldırmak ve kapasitörleri buna göre daha yüksek bir voltaja lehimlemektir. Ayrıca invertör frekansının yaklaşık 40-50 kHz'e yükseltilmesinde fayda vardır, böylece çekirdek doygunluğu riski azalır.
Güç kaynağını sonlandırmak için ikinci seçenek
Ayrıca kanıtlanmış başka bir şema da ekleyeceğim.
Bu çözümün dezavantajı iki ek diyot kullanılması ve doğrultucu kayıplarının iki katına çıkmasıdır. TL494 pin 1 direncini 24 kOhm'dan 36 kOhm'a değiştirdikten sonra çıkışta yaklaşık 40 V'a kadar kaldırabilirsiniz.
Ayrıca darbe transformatörünün fotoğraflarını ve onunla ne yapılacağını da vereceğim:
Değişikliğe göre şöyle olması gerekiyor:
Buradaki W şeklindeki ferritler elbette EI33'tür ve EI28 işe yarayacaktır, ancak bunlardan 5 A'den fazlasını alamazsınız.
AT/ATX güç kaynaklarının doğal korumasına gelince, maalesef çoğu aşırı akım korumasına sahip değil, tek koruma aşırı gerilim ve düşük gerilimin yanı sıra maksimum gücün aşılmasıdır ve bildiğimiz gibi güç, akım ve gerilimin ürünüdür. voltaj, yani güç kaynağının 300 W sınırlaması ve 12 V hattında maksimum 10 A olması durumunda, böyle bir güç kaynağında, maksimum gücü sınırlayan koruma etkinleştirilmeden önce 25 numaralı çıkışa geçilmeye çalışılacaktır. A ve bu, indüktörün doygunluğuna ve transistörlerin patlamasına yol açacaktır.
Burada, çıkış kısa devre olduğunda güç kaynağı akım düzenleme moduna geçer ve kısa devrenin düşük veya maksimum voltajda meydana gelmesi önemli değildir. Bir test yapıldı - transistör akımı 4 dönüşüm oranıyla sınırlandı ve indüktörde yumuşatıldı. Birincil sargının anlık çalışma akımı 2 A'yı geçmemelidir, akım çıkışı dirence bağlıdır, bu nedenle 100 Ohm için 1,6 A, 47 Ohm için 3,4 A olacaktır, her durumda güç transistörlerinin maksimum anlık akımı 6 A'yı geçmemelidir.