Блок питания ATX на SG6105; переделка в лабораторный

Блок питания ATX на SG6105 — переделка в лабораторный

Дата: 19.12.2017 // 0 Комментариев

Блоки на основе ШИМ SG6105 и им подобные, очень плохо поддаются переделкам. Вездесущие защиты, встроенные в эту микросхему, напрочь отбивают охоту радиолюбителей иметь дело с такими блоками. Сегодня у нас простое решение такой проблемы! Блок питания ATX COLORSit 330U-FNM на ШИМ SG6105 — переделка в лабораторный с помощью переходника на TL494.

Конструкция

Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5В/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25В, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15В.

Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.

Мне мою схему подкинул друг. Вот она. (Откроется в новом окне)

Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494

Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12 и +5 вольт. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.

Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.

Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и, после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.

Итак, бп запустился. Появились выходные максимальные напряжения.

Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь. Аккуратно!

Итак, подучилось по +12В – 24В, а по +5В – 9.6В. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20В, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200Вт мощи.

С параметрами, вроде бы, определились.

Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил(и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).

В качестве корпуса, я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk

Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.

После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:

Делаем шунт

Делаем шунт, с которого будем снимать напряжение. Смысл шунта в том, что падение напряжения на нём, говорит ШИМ-у о том, как нагружен по току — выход БП. Например сопротивление шунта у нас получилось 0,05 (Ом), если измерить напряжение на шунте в момент прохождения 10 А то напряжение на нём будет:

U=I*R = 10*0,05 = 0,5 (Вольт)

Про манганиновый шунт писать не буду, поскольку его не покупал и у меня его нет, использовал две дорожки на самой плате, замыкаем дорожки на плате как на фото, для получения шунта. Понятное дело, что лучше использовать манганиновый, но и так работает более чем нормально.

Шаг 3: Пускаем ток!

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

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

Добавление переменного резистора

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

  • Регулятор напряжения LM317 или LM338K
  • Конденсаторы 100nF (керамика или тантал)
  • Конденсаторы 1uF Электролитические
  • Силовой диод 1N4001 или 1N4002
  • Резистор 120 Ом
  • Переменный резистор 5 кОм

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

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

Разъемы

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

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

Выше приведено изображение с использованием метода с разъемами.

Крокодиловые зажимы

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

Советы и устранение неполадок

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

Поздравляю! Вы успешно сделали ваш блок питания.

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

Итак, АТХ поднялся.

Частота внутреннего генератора определяется по формуле:

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

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

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

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

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

Рисую упрощённую схему управления выходным напряжением.

Зарядное из компьютерного блока питания.

Автомобильное зарядное устройство или регулируемый лабораторный блок питания с напряжением на выходе 4 — 25 В и током до 12А можно сделать из не нужного компьютерного АТ или АТХ блока питания.

Несколько вариантов схем рассмотрим ниже:

Параметры

От компьютерного блока питания мощностью 200W, реально получить 10 — 12А.

Схема АТ блока питания на TL494

Несколько схем АТX блока питания на TL494

Переделка

Основная переделка заключается в следующем , все лишние провода выходящие с БП на разъемы отпаиваем, оставляем только 4 штуки желтых +12в и 4 штуки черных корпус, cкручиваем их в жгуты . Находим на плате микросхему с номером 494 , перед номером могут быть разные буквы DBL 494 , TL 494 , а так же аналоги MB3759, KA7500 и другие с похожей схемой включения. Ищем резистор идущий от 1-ой ножки этой микросхемы к +5 В (это где был жгут красных проводов) и удаляем его.

Для регулируемого (4В – 25В) блока питания R1 должен быть 1к . Так же для блока питания желательно увеличить емкость электролита на выходе 12В (для зарядного устройства этот электролит лучше исключить), желтым пучком (+12 В) сделать несколько витков на ферритовом кольце (2000НМ, диаметром 25 мм не критично).

Так же следует иметь ввиду , что на 12 вольтовом выпрямителе стоит диодная сборка (либо 2 встречно включенных диода), рассчитанная на ток до 3 А , ее следует поменять на ту , которая стоит на 5 вольтовом выпрямителе , она расчитана до 10 А , 40 V , лучше поставить диодную сборку BYV42E-200 (сборка диодов Шотки Iпр = 30 А, V = 200 В), либо 2 встречно включенных мощных диода КД2999 или им подобным в таблице ниже.

Если БП АТХ для запуска необходимо соединить вывод soft-on с общим проводом (на разъём уходит зеленым проводом).Вентилятор нужно развернуть на 180 гр., что бы дул внутрь блока ,если вы используете как блок питания, запитать вентилятор лучше с 12-ой ножки микросхемы через резистор 100 Ом.

Корпус желательно сделать из диэлектрика не забывая про вентиляционные отверстия их должно быть достаточно. Родной металлический корпус , используете на свой страх и риск.

Бывает при включении БП при большом токе может срабатывать защита , хотя у меня при 9А не срабатывает , если кто с этим столкнется следует сделать задержку нагрузки при включении на пару секунд.

Ещё один интересный вариант переделки компьютерного блока питания.

В этой схеме регулировка осуществляется напряжения (от 1 до 30 В.) и тока (от 0,1 до 10А).

Для самодельного блока хорошо подойдут индикаторы напряжения и тока. Вы их можете купить на сайте «Мастерок».

Заключение

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

Как сделать лабораторный источник питания своими руками

Подборка рекомендаций и ссылок по сборке лабораторного источника питания (ЛБП) своими собственными руками из доступных комплектующих. Вариантов сделать для себя точный блок питания с регулировкой множество — начиная от простых и бюджетных, заканчивая серьезными устройствами с мощной стабилизацией, связью с компьютером и удаленным программированием.

Программируемые и управляемые модули для ЛБП

Простой способ собрать для себя лабораторный источник питания — это взять управляемый модуль-преобразователь со стабилизацией питания. Одни из самых мощных на Алиэкспресс — это модули RD DPS5015 и DPS5020, с выходными токами 15 и 20 Ампер соответственно. Для удаленного управления выбирайте версии «С» — communication для работы через USB/Bluetooth/Wi-Fi. Модули RD DPH5005 имеют встроенный Buck Boost конвертер для повышения напряжения (можно питать 12/24 вольта и получить на выходе, 30-40-50В. Один из самых продвинутых программируемых преобразователей питания — это модель RD 6006 (подробный обзор). Предыдущий список модулей с интересными вариантами.

Компактные преобразователи питания

Не всегда нужны громоздкие источники и приборы, но достаточно бывает компактного преобразователя для подключения и быстрого теста самоделок. На выбор могу предложить несколько вариантов. Например, простой карманный источник питания, который работает от USB зарядки или павербанка — DP3A, с поддержкой быстрой зарядки QC3.0 и возможностью выставить нужный ток или напряжение со стабилизацией до 15W. Подробный обзор DP3A по ссылке. Чуть мощнее и в отдельном корпусе под блочный монтаж — преобразователь 32В/4А с встроенными защитами (OVP/OСР/ОРР) и стабилизацией тока и напряжения CC/CV, а также возможностью поднять выходное напряжение (Buck Boost). Еще один полезный для домашних самоделок источник — простой блок питания наподобие ноутбучного, но со встроенным показометром и регулировкой. Заявлена стабилизация напряжения мощность до 72W (максимум 3А на выходе).

Стационарные источники питания все-в-одном

Для стационарной работы я бы рекомендовал иметь дома хотя бы один мощный источник типа KORAD. Цифры в названии подобных ЛБП обычно показывают максимальные режимы питания: 30/60 Вольт и 5/10 Ампер. То есть KORAD KA3005 — это 30В/5А, модели 6005 стабилизирует большее выходное напряжение, а типа 3010 — больший ток (до 10 А). Плюс подобных источников — встроенный сетевой преобразователь на 220В.

Читайте также  Почему болгарка называется болгаркой

Модули сетевого питания для сборки ЛБП

Для питания управляемых модулей нужен сетевой преобразователь. Я бы не рекомендовал брать дешевые «народные» платы питания, а предложил бы посмотреть в сторону корпусных БП. В таких уже продумано охлаждение и монтаж, присутствует некоторая регулировка выхода. На выбор предлагаются источники с выходным напряжением на 5V, 12V, 24V, 36V, 48V, 60V и мощностью до 400 Вт. Конечно, можно использовать и компьютерные источники питания АТХ (с выходом 12В и преобразователем типа DPH5005, или с переделкой для повышения выходного напряжения), и другие от старой аппаратуры.

Таким образом, можно на базе готовых модулей и источников тока создать свой удобный и точный блок лабораторного питания. За основу можно взять как старую технику, так и полностью готовые комплектующие с Алиэкспресс и радиомагазинов. Цены варьируются от $5 за простой преобразователь с экраном и стабилизацией, и до $100 за мощное устройство. Из полезных функций — наличие Buck Boost конвертера, который помогает повышать напряжение при недостатке входного, функция заряда аккумуляторов (с наличием встроенной защиты и счетчиков емкости), функция стабилизации тока, функции удаленного управления.

Регулируемый блок питания из блока питания персонального компьютера

Первоначально эту тему я нашел на сайте http://gzip.ru в 2011 году. И немного переделав конструкцию, изготовил себе похожий блок питания. Здесь я расскажу обо всех нюансах, с которыми столкнулся.

Блок питания, который у меня получился имеет следующие параметры:

  • Напряжение — регулируемое, от 0 до 24В
  • Ток — регулируемый, от 0 до 25А

Запчасти, купленные дополнительно: амперметр, вольтметр, переменный потенциометр на 10Ком и 4.7Ком, транзисторы BUV48 2штуки вместо штатных, диодная сборка на 100В 80А, стабилизатор LM7812. Транзисторы можно не менять, если выходную мощность оставить на уровне того блока питания,которая написана на корпусе. Выходные провода достаточно взять сечением 2.5 квадрата, они рассчитаны на ток 25 ампер. Радиаторы после 10 минут работы с максимальным напряжением и током, к сожалению перегревались и приходилось выключать блок. Это связано с тем, что радиаторы я не менял, а их размеры ограничены размерами корпуса.

Итак, у Вас есть ненужный блок питания от компьютера ATX, и Вы хотите превратить его в блок питания с регулировкой по напряжению, и току. Для переделки необходим любой блок питания ATX, собранный на ШИМ-контроллере TL494 или его аналоге KA7500.

Схемы большинства блоков питания похожи, и даже, если Вы не смогли найти схему конкретно Вашего — ничего страшного. Первостепенная задача — выпаять из платы вторичные цепи после силового трансформатора, а также цепи, управляющие работой микросхемы TL494. На схеме ниже эти участки подсвечены красным. Перед выпаиванием пометьте выводы вторичной обмотки силового трансформатора по шине 12 вольт. Они нам и понадобятся.

Теперь необходимо собрать новые выходные цепи и цепи регулировки тока и напряжения. К помеченным ранее обмоткам трансформатора шины 12 вольт необходимо припаять сборку двух диодов Шоттки с общим катодом. Здесь нужны высокочастотные диоды, либо диодная сборка, на напряжение не менее 60V. Сборку взять с шины +5В у меня не получилось — она взорвалась — дело в том, что напряжение в импульсе, получаемое с трансформатора по нарисованной ниже схеме составляет немногим меньше 60В, Сборка на +12В не давала нужного тока, в результате купил более мощную на 100В 80А.

Затем необходимо намотать дроссель. Я оставил штатный, который был в блоке. Лишь соединил неиспользуемые 5-ти вольтовые концы в параллель к 12-ти вольтовым. Шунт, нарисованный на схеме ниже Rш не трогайте. Тот, что впаян на плате идеально рассчитан и под эту схему. Он выглядит как простые перемычки со стороны монтажа, а снизу как дорожки. Кстати, с этого же шунта Вы будете снимать милливольты для амперметра.

После этого можно приступать к сборке той части схемы, которая отвечает за регулировки. Авторство этого метода принадлежит пользователю DWD, ссылка на тему с обсуждением: http://pro-radio.ru/power/849/

Регулировка работает очень просто. Рассмотрим цепь регулировки напряжения. На вход компаратора (вывод 1) микросхемы TL494 подключен делитель напряжения на двух резисторах. Напряжение на их средней точке должно быть равно приблизительно 4.95 вольтам. Если Вы хотите изменить верхний предел регулировки напряжения блока питания, необходимо пересчитать именно этот делитель. Второй вход компаратора (вывод 2) подключен к средней точке переменного резистора, таким образом здесь также получается делитель напряжения. Если напряжение на выводе 1 компаратора будет меньше напряжения на выводе 2, то микросхема будет увеличивать ширину импульсов, пока напряжения не уравняются. Таким образом и осуществляется регулировка выходного напряжения блока питания.

Регулировка тока работает аналогично, только здесь для контроля протекающего в нагрузке тока используется падение напряжения на шунте Rш. Его сопротивление 0.01-0.05 Ом. Верхний предел регулировки задаётся подстроечным резистором сопротивлением 1кОм. Думаю с настройкой максимального тока ни у кого не возникнет проблем, , если что оставляйте комментарии.

Нюанс: когда я собрал блок, и другие люди собирали данный блок, у нас он пикал и ШИМ не запускался — все допускали одну ошибку — вывод 4 DTC у TL494 мы отсоединяли не полностью от старой схемы, и старая схема давала сигнал на лапу 4 и блокировала запуск ШИМ. На этой лапе для работы должно быть приблизительно 0 вольт. Если мультиметр между общим проводом и 4-ой лапой покажет больше вольт, значит Вы что-то не отключили. В этой схеме защита по DTC не реализована. После переделки схемы все заработало сразу и прошло уже три года — ни один из трех собранных мной блоков ни разу не сбойнул, единственно что блоки для переделки я брал новые.

Стабилизатор на 12 вольт необходимо прикрутить к дну блока и запитать от дежурного напряжения с 12-ой лапы TL494. От этого стабилизатора идет питание на вентилятор блока, вольтметр и амперметр.

Когда соберете схему выше, прежде чем подавать на нее питание 220 вольт, подключите галогенную лампу 220 вольт на 500Вт или 1000 Вт (завит от мощности блока) последовательно в цепь питания. Дело в том, что если у Вас что-то не так будет собрано, или где-то есть замыкание, лампа предотвратит взрыв транзисторов и сбережет ваши нервы и деньги. Лампа продается в магазине электрики. Лично я эту лампу оставил прямо в корпусе блока питания в качестве защиты — она компактная и если когда-нибудь ШИМ микросхема в нем выйдет из строя, лампа просто загорится светом и вы выключите блок в течении минуты. Если в течении минуты Вы этого не сможете выключить, ее надо вынести за пределы блока, дабы не расплавить ее светом детали блока. Надеюсь, эта статья написана не зря.

7 комментариев

Схема кривая. Если верить ей, то в случае сработки защиты и отсутствии массы на pson должны выгореть tl494-q7-d22-q3