Компьютерный блок питания как регулировать напряжение

Компьютерный блок питания как регулировать напряжение

Н-да.
Неисповедимы
пути.
И вот он уже регулируемый!
Fantastisch!

ПРОЕКТ №20: блок питания с регулируемым Uвых из АТХ-блока

Я неоднократно обращал внимание на рекомендации в Сети по переделке компьютерных БП в лабораторные с регулируемым выходным напряжением. И вот решил попробовать модернизировать АТХ-блок с минимальным вмешательством в схему. Поскольку у меня накопилось достаточно всякого РАДИОхабара, то и финансовые затраты должны быть минимальными.

1.Извлёк из запасников АТХ- блок:

2. На нём написано:

Я несколько скептически отношусь к указанным параметрам. Но, Бог с ними, с параметрами. Меня вполне устроит, если они верны хотя бы наполовину.

3. Не забыв включить блок с тыловой стороны:

соответственно цветовой кодировке разъёма питания

замкнул зелёный проводок «PsON» и чёрный «Gnd» — блок включился:

4. Проконтролировал напряжения на выходах +12В и +5В:

5. Приступаю к вскрытию. Сметаю кисточкой пыль и прочий мусор:

220В, отвинчиваю винты крепления платы, вентилятора и извлекаю их из корпуса:

7. Отпаиваю лишние провода и вентилятор (пока, чтоб не мешал):

8. Пытаюсь определить, какой именно ШИМ-контроллер стоит в этом блоке. Надпись читается с трудом: КА7500В


9. Вид снизу на распайку обвязки контроллера:

10.Переделка БП довольно проста – нужно найти резистор R34 (показан стрелкой), связывающий 1-ю ножку микросхемы и шину +12В, и выпаять его:

На схеме он также выделен жёлтым цветом:

Правда, номинал на схеме 3,9 кОм, а измерения показывают, что не всё то истина, что пишут на. Реально сопротивление этого резистора составило около 39 кОм.

11. На место R34 надо впаять переменный резистор. Не утруждая себя долгими поисками, я взял переменный на 47 кОм + 4,3 кОм последовательно с ним (полагаю, можно использовать и несколько иные номиналы):

12. Включил БП – никаких лишних звуков, запахов, искрений, возгораний и т.п. – он заработал сразу:

13. Померил диапазоны изменений напряжений:

+12В: 4,96…12,05В

+5В: 2,62…5,62В

+3,3В: 1,33…3,14В
Это меня устраивает, поскольку я не ставил никаких ГЛОБАЛЬНЫХ целей по модернизации данного БП.

14. Для индикации выходного напряжения я применю обычный аналоговый вольтметр:

Его показания довольно хорошо согласуются с цифровым:

15. Блоку надо придать вид законченной конструкции. Считаю, что корпус БП и так достаточно хорош. Оформить придётся только переднюю панель. Для этого я выведу на неё клеммы, выключатель (так и хочется сказать «типа ТУМБЛЕР» по аналогии с расположенным строго на север туалЭтом «типа СОРТИР», обозначенным на плане буквами «МЭ» и «ЖО» — см. фото из моей любимой комедии),

вольтметр, амперметр и, конечно же, светодиодик.

Примерно так:

Однако, как показала прикидка, я слишком размахнулся. У меня нет достаточно миниатюрных приборов, и поэтому амперметр ставить некуда! А если его ставить, то негде будет размещать все остальные элементы, если делать переднюю панель не более реального размера фронтальной стороны блока.

Вот так это смотрится в программе FrontDesigner 3.0. Её можно скачать ОТСЮДА, а можно и поискать в Сети.

16. Немного подумав, решил заменить предыдущий вольтметр на другой, который не жалко переделать. Этот вольтметр также предназначен для работы в горизонтальном положении, а если расположить его вертикально, то угол наклона шкалы будет отрицательным – это не очень удобно для наблюдений. Вот этот прибор я и буду немножко модернизировать.

Прибор открыт:

Измеряю сопротивление добавочного резистора:

Новый предел измерения будет 15В. Исходя из того, что напряжение Uпропорционально сопротивлению R (и наоборот), т.е. по закону Ома для участка цепи U=IRи R=U/I, следует простая пропорция Rд/x=6В/15В, откуда х=Rд×15/6,где Rд=5,52 кОм – прежний добавочный резистор, х – новый добавочный резистор, 6В – прежний предел, 15В – новый предел вольтметра.
Итак, х=5,52х15/6= 13,8 кОм. Это элементарная физика и математика.
Новый резистор я составил из двух:

Корпус прибора пришлось несколько «укоротить», чтобы он соответствовал высоте БП:

Сделал новую шкалу в той же программе FrontDesigner 3.0. Вольтметру придётся работать в экстремальных условиях: вверх ногами и вертикально, и отсчёт будет «обратный» – справа-налево!

17. Вот так, примерно, всё будет расположено на передней панели:

Размечаю панель:

И делаю в ней отверстия:

Устанавливаю элементы:

К корпусу БП панель будет крепиться на П-образных скобках:

Глянув в окно, обнаружил, что, как всегда, неожиданно выпал первый снег – 26 окт 2016:

18. Приступаю к окончательной сборке. Ещё раз прикидываю размещение:

Предварительно устанавливаю вольтметр и переднюю панель на корпус БП:

Вентилятор я вставил наоборот, чтобы он гнал воздух внутрь корпуса, вставил плату, подсоединил «GND», выключатель («PsON»и «Gnd»), включил – БП запустился. Регулировка выходного напряжения также происходит в обратную сторону – против часовой стрелки. Проконтролировал изменение напряжения на шине +12В:

Все провода припаял, установил и присоединил вольтметр, установил переднюю панель, включил – светодиод моргнул, стрелка вольтметра прыгнула влево (он у меня установлен «наоборот») и всё! Выключил, включил – то же самое! Проверил, нет ли замыканий с обратной стороны передней панели – всё нормально. В чём дело? Повернул переменный резистор в сторону уменьшения (он стоял на максимуме), включил – БП заработал. Плавно вращаю регулятор – снова всё нормально: напряжение на выходах увеличивается и уменьшается, блок не вырубается. Выключил. Вывернул на максимум, включил – снова не включается! Выключил. Установил в промежуточное положение, включил – БП запустился. Т.о. ошибка не в монтаже, а где-то глубже. Но БП работает!

Окончательно собираю конструкцию и снова включаю для проверки:

Вот законченная конструкция:

Назову его "БП-АТХ в2.0".
Финансовые затраты равны НУЛЮ. Я использовал только имеющиеся у меня детали и материалы.

Подключение шуруповерта 12 вольт к блоку питания АТХ

Батарейные шуруповерты очень удобны в использовании и получили широкое распространение, как у профессионалов, так и у домашних мастеров. Самой первой, как правило, приходит в негодность батарея. В настоящий момент все производители электроинструмента перешли на литиевые батареи и приобрести новую никель-кадмиевую батарею на старый шуруповерт становится все проблематичней, а цены на эти батареи гораздо выше, чем на литиевые.

Конечно, существует возможность покупки аккумуляторов на различных сервисах, торгующих китайскими товарами. Но нужно время, пока придет посылка с «банками» и опять же, это определенные затраты. Существует альтернатива покупке батареи/банок — подключить шуруповерт к сетевому блоку питания и забыть про быстрый разряд батареек. Мощный блок питания на Алиэкспресс. Появляется много неудобств из-за сетевого шнура, но всегда приходится чем-то жертвовать.

Какой ток потребляет шуруповерт

Прежде, чем подбирать подходящий блок питания, нужно понять, на какой потребляемый ток нужно рассчитывать. К сожалению, производители аккумуляторных шуруповертов не указывают ток, потребляемый двигателем. Емкость самого аккумулятора в ампер-часах, которая обязательно указанна на батарее, не позволяет понять какой ток потребляет шуруповерт в рабочем режиме. Максимум, что может указать производитель, это мощность в ваттах, но это бывает очень редко, обычно мощность указанна непосредственно в силе крутящего момента.

Если мощность в ваттах все-таки указанна, мы можем иметь представление о потребляемом токе и подобрать соответствующий блок питания с небольшим запасом по току/мощности. Для вычисления силы тока достаточно разделить мощность в ваттах на рабочее напряжение шуруповерта, в данном случае это 12 вольт. Итак, если производитель указал мощность например 200 ватт — 200_12=16,6 А — такой ток потребляет шуруповерт в рабочем режиме.

Однако указанная мощность это большая редкость и нет универсальной цифры, характеризующей все 12-ти вольтовые шуруповерты. Нужно понимать, что при полном торможении вала двигателя, токи могут значительно превышать номинальные и вычислить эту величину очень не просто. В то же время, анализ различных форумов и собственного опыта показали — для работы шуруповерта зачастую достаточно тока в 10 А, этого достаточно для выполнения многих функций закручивания и сверления. При этом известно, что броски тока при полном торможении вала могут превышать 30 А.

Ну и какой же вывод можно сделать из всего этого? Для шуруповерта подойдет блок питания 12 В дающий 10 А тока, если имеется возможность использовать блок 20-30 А, это даже лучше. Это среднестатистические цифры, применимые к большинству шуруповертов.

Блок питания

Мы не будем рассматривать покупку каких-либо блоков или трансформаторов, если уж и покупать, то новую батарею! Мы рассмотрим возможность использовать то, что есть под рукой. Скажу сразу — зарядное устройство от того же шуруповерта подойдет лишь для сверления переспелых бананов, мощность его слишком низкая.

В идеале подойдет понижающий, мощный трансформатор 12 В, например от компьютерного бесперебойника. Мощность такого трансформатора обычно 350-500 ватт. Но у меня не было в наличии такого трансформатора, зато было много компьютерных блоков питания. Уверен, что если у кого-то имеется различный электронный хлам, компьютерные АТХ в нем обязательно завалялись.

Это один из первых представителей компьютерных АТХ блоков питания.

Компьютерный АТХ-блок вполне подходит для шуруповерта, нагрузочная способность по шине +12 вольт позволяет снять токи 10-20 ампер. Хочется развеять небольшой миф — запихать блок в корпус батареи шуруповерта не получится, уж слишком большая плата у АТХ. Придется делать блоку отдельный корпус или оставить его в родном, металлическом корпусе. Недостаток родного корпуса — чувствительность к пыли, а ведь даже самый маленький ремонт — это много пыли.

Довольно слабенький блок, по шине +12В нагрузка всего 10 А. По возможности, лучше выбирать блоки с более мощной двенадцативольтовой шиной.

Пробные тесты

Прежде, чем приниматься за сооружение рабочей конструкции, следует протестировать все на «коленках», убедиться в стабильности работы шуруповерта под нагрузкой и отсутствии сильных перегревов в блоке питания.

Берем компьютерный блок питания и проверяем его: включаем в сеть, в выходном пучке проводов находим зеленый (говорят он может быть другого цвета, но мне всегда попадались зеленые) и замыкаем его перемычкой на любой из черных (все черные провода на выходе — общий вывод, в нашем случае он минус). Блок должен включиться, между черными и желтыми проводами появится напряжение 12 вольт. Проверить это можно мультиметром или подключив к названным выводам любой компьютерный кулер.

Если все в порядке и блок выдает около 12 вольт на желтом(+) и черном(-) выводах, продолжаем. Если же напряжение на выходе отсутствует — ищем другой блок или ремонтируем этот, эта отдельная тема будет описана отдельно.

Отрезаем штекер от выхода блока и берем по 3-4 желтых и черных проводов, идущих из блока и соединяем их параллельно. Отрезая штекер, не забудьте о зеленом пусковом проводнике, он должен быть замкнут на черный. Мы получили источник 12 В с приличной нагрузочной способностью по току в 10-20 А, токи зависят от модели и мощности блока.

Теперь нужно подцепить наши 12 В к клеммам шуруповерта без батареи, полярность подключения смотрим по батарее. Ну и проверяем шуруповерт — на холостом ходу, потом притормаживая рукой. На этом этапе я столкнулся с проблемой: при полном нажатии кнопки шуруповерт работает, при медленном, плавном нажатии кнопки шуруповерта блок питания уходит в защиту. Для сброса защиты необходимо отключать блок от сети и включать заново. Совсем не пойдет, нужно как-то исправлять такую нестабильность.

Я вытащил плату блока из корпуса и подцепил дополнительно мультиметр, для постоянного контроля напряжения

На мой взгляд, такое явление может возникать из-за того, что блоком питания и кнопкой шуруповерта управляют ШИМ-контроллеры, из-за помех по проводам питания, контроллеры как-то мешают друг другу. Пробуем решить эту проблему использованием импровизированного LC-фильтра.

Я собрал фильтр за 5 минут из того что было под рукой: 3 электролитических конденсатора по 1000 мкф на 16 вольт, неполярного конденсатора менее 1 мкф и намотал 20 витков медного провода диаметром 2 мм на ферритовое колечко от другого блока. Вот его схема:

А вот так он выглядит. Это чисто пробная версия, в дальнейшем эта конструкция перенесется в корпус батареи шуруповерта и будет выполнена аккуратнее.

Проверяем всю конструкцию: блок не уходит в защиту при любых положениях кнопки, великолепно! Теперь можно попробовать закрутить несколько саморезов — все пучечком. Чувствуется, что шуруповерт сможет закрутить и более крупные саморезы.

Ну чтож, теперь нужно убрать все сопли и кучи проводов, вытащить из корпуса батареи «сдохшие банки», заменив их на LC-фильтр и уже потестировать шуруповерт в более реальных условиях.

Сборка рабочей конструкции

Для удобства пользования и подключения, я вывел шнур от блока питания в корпус батареи. Шнур взял 3,5 метра длинной, какой был в наличии. Из батареи удалил все аккумуляторные элементы и вмонтировал LC-фильтр. Теперь, если у меня появится каким-то образом исправная батарея — ее всегда можно будет поставить на шуруповерт, а блок питания убрать про запас. Аккумуляторы из батареи не выбросил, есть идея где их применить, но это тема для другого обзора.

Так как шнур, соединяющий блок с шуруповертом, обладает определенным сопротивлением и индуктивностью, можно попробовать замкнуть перемычкой выводы катушки L1. Теоретически, это может повысить мощность на мизерное значение.

Со шнуром шуруповерт себя отлично чувствует, но если честно, мне он показался несколько слабоватым при торможении рукой. Но пробные закручивания саморезов развеяли мои сомнения: саморезы длинной 35 мм спокойно закручиваются в фанеру 20 мм. Это означает, что шуруповерт будет удовлетворять большинство потребностей в ремонте.

У блока я отрезал все выходные провода, оставив зеленый стартовый, его конец я припаял к общему проводнику платы, куда впаяны все черные. Лучше всего аккуратно выпаять все провода, но мой паяльник был слишком слабый для этого и пришлось обрезать. К общему контакту и +12 (куда впаяны желтые) припаял два коротких, жестких медных провода и соединил через клемник со шнуром к шурику.

На этом мы закончим данный обзор, желаемого мы добились — шуруповерт отлично работает от компьютерного блока питания. В дальнейшем планирую сделать для платы блока питания добротный фанерный корпус без щелей — тесты показали, радиаторы на плате совсем не греются и можно не беспокоиться о перегреве элементов в закрытом корпусе.

Немного дополнений

Для компенсации потерь в шнуре, соединяющем шуруповерт с блоком питания, полезно поднять напряжение на 2-3 вольта. Но это при условии, что вы знаете схемотехнику компьютерных АТХ и знаете что делать.

Если есть возможность использовать мощный трансформатор, то на его выходной, вторичной обмотке должно быть переменное напряжение 12 В. Если напряжение отличается, рекомендуется подкорректировать вторичную обмотку путем отматывания (если напряжение больше 12 В) или доматывания (если меньше 12 В) нескольких витков. Стоит заметить, что при выпрямлении и фильтрации переменного напряжения 12 В получается около 14.4 В без нагрузки. Так пусть вас это не смущает, это напряжение ЭДС и это закономерно, что оно выше номинального.

Дополнительно к трансформатору собирается выпрямитель, диоды должны спокойно держать 30 А. Конденсаторный фильтр целесообразнее расположить в корпусе батареи, как в варианте с АТХ.

Как поднять напряжение блока питания компьютера

Приветствую друзья. Хочу показать как простым способом можно поднять питание компьютерного блока питания в домашних условиях.
Ни для кого не секрет, что блоки питания компьютеров очень часто используются для совершенно разных целей. При небольшой доделке они прекрасно зарекомендовали себя, как самодельные зарядки для автомобильных АКБ и т.п.

Как известно при переделке в зарядное устройство на блоке питания необходимо поднять выходное напряжение с 12 В до 14 — 14,5 В, но бывают случаи, что люди сталкиваются с проблемой, что не могут с лету поднять напряжение выше 13 В, т.к. дальше блок уходит в защиту, хотя делают все по инструкциях. Сегодня мы постараемся ответить на вопрос, как поднять напряжение блока питания компьютера

Как поднять напряжение блока питания компьютера?
В общем, мы отрыли подобный блок питания, с которым столкнулся наш читатель: Codegen 250XA. ШИМ – КА7500В (аналог TL494) + AD393
Для удобства прикрепляем схему Codegen 250W.

Первым делом ищем резисторы, которые соединяют первую ножку КА7500В с шиной +5 и +12 В

Изменяя номинал этих резисторов, мы можем менять режим работы ШИМ и соответственно выходное напряжение блока питания.

Это резисторы R33 и R34. Выпаиваем один из них, например тот, который соединен из линией +5 В — R33.

Измеряем его сопротивление – 4,7 кОм

Далее ищем переменный резистор на 22 кОм и настраиваем его на сопротивление близкое к 4,7 кОм.
Подпаиваем его на место, стоявшего на плате резистора и включаем блок питания. На выходе должно быть 12 В.
Уменьшая сопротивление переменного резистора можно изменить выходное напряжение примерно до 12,8 — 13 В, дальше блок питания уйдет в защиту и отключится
Что бы иметь возможность поднять его еще выше – просто убираем с платы стабилитрон ZD1
После удаления стабилитрона напряжение можно подымать дальше 14,5 В.
Или при необходимости 15 В. Без замены выходных конденсаторов выше 16 В подымать не стоит, они рассчитаны на максимальное напряжение в 16 В
Надеемся, эта небольшая заметка поможет начинающим радиолюбителям в их переделках, а вопрос, как поднять напряжение блока питания компьютера больше не будет их тревожить
На этом все, если интересны мои работы подписывайтесь на обновления в Вконтакте или Одноклассниках, так же подпишитесь на обновления по электронной почте в правой колонке и всегда будете в курсе последних обновлений.
С ув. Эдуард
Источник http://diodnik.com/

Как сделать регулируемый блок питания?

Источник питания (ИП) — это часть любого электрического устройства. Он обеспечивает функциональную часть питающим напряжением. Его параметры должны соответствовать определенным критериям.

• напряжение необходимой величины и знака;
• коэффициент пульсации выходного напряжения, соответствующий определенным частотам;
• наличие или отсутствие стабилизации выходного напряжения;
• номинальный и максимальный ток нагрузки;
• защита от перегрузки и короткого замыкания.

Общее описание

Особенность блока питания (БП) в том, что он сделан как отдельный внешний узел. Лабораторный БП — это корпус с лицевой панелью, регуляторами-переключателями, вольтметром, амперметром, выходными клеммами и сетевым шнуром. Далее расскажем нашим читателям о том, что необходимо учесть при самостоятельном изготовлении регулируемого блока питания и как получить оптимальный результат при минимальных затратах.

Для начала остановимся на более широком толковании критериев, которые перечислены выше. Начинаем по списку и рассматриваем напряжение необходимой величины и знака. Это самый важный момент, который в целом определяет схему и конструкцию источника питания. Первое, что необходимо учитывать — это соответствие решаемым задачам. Их число всегда ограничено мощностью БП и, как следствие этого, качеством выходного напряжения.

Пульсации выходного напряжения — это нежелательный параметр, который состоит из низкочастотной составляющей, кратной частоте питающего напряжения и дополнительных более высоких частот. Чтобы влиять теми или иными способами на этот параметр в широком спектре частот, потребуется осциллограф. Иначе его сложно будет оценить.

Стабилизация выходного напряжения — важнейшая характеристика блока питания. Она уменьшает до минимальной величины низкочастотные пульсации и улучшает качество работы нагрузки. Поскольку стабилизатор содержит управляемый элемент, появляется возможность управления выходным напряжением.

Максимальные токи определяют потребительские свойства БП. Чем они больше, тем шире область применения БП. Дополнительно можно упомянуть и напряжения. Падение напряжения на управляемом элементе стабилизатора приводит к его нагреву и ограничивает область применения БП. Поэтому нужны поддиапазоны напряжения, которое подается на вход стабилизатора. Переключение между ними позволяет уменьшить нагрев управляемого элемента стабилизатора при необходимом выходном напряжении.

Защита от перегрузки и короткого замыкания предохраняет управляемый элемент от повреждения током недопустимо большой силы.

Две концепции

Для безопасной эксплуатации любого электрооборудования, с которым непосредственно контактирует человек, необходима надежная изоляция от питающей сети 220 В. Наилучшим решением этой задачи является применение трансформатора. Современный уровень развития техники дает варианты решений, из которых можно сделать выбор. Например, трансформатор может быть:

• либо в качестве самостоятельного узла и выполнен на стальном сердечнике как стандартный трансформатор (СТ) с первичной обмоткой, непосредственно присоединяемой к электросети;
• либо в составе инверторной схемы как импульсный трансформатор (ИТ).

Рассмотрим потребительские свойства обоих вариантов. Начнем с непреодолимых характеристик. Для СТ это габариты и вес. Их невозможно изменить, поскольку они связаны воедино с электрической мощностью, соответствующей частоте 50 Гц сети 220 В. Для ИТ это электромагнитные помехи. Если планируется электропитание чувствительных усилителей или радиосхем, ИП обязательно внесет помехи, которые что-то испортят, накладываясь на полезный сигнал. Но если перечисленных задач не планируется, можно взять за основу один из стандартных блоков питания для компьютера.

Компьютерный блок

В таком решении хорошей стороной является получение нескольких стабилизированных напряжений при мощности, которую можно выбрать. Ее величина стандартизована и лежит в пределах от 60 до 1700 Вт. Но можно найти и более мощный блок. Соответственно, и его цена будет порядка $500. Но в результате получаем несколько напряжений компьютерного стандарта: 3,3 В, 5 В и 12 В и токи большой силы — 20 А или больше. Все они привязаны к общему проводу. Поэтому их нельзя соединять последовательно с целью получения более высокого суммарного напряжения.

Другим неудобством компьютерного БП является его неспособность надежно работать с быстро меняющейся нагрузкой. Он спроектирован для электропитания в компьютере памяти, процессора и дисковых устройств. То есть при включении он сразу же загружается почти на полную мощность. Она изменяется только по мере загруженности процессора, но несущественно. Для того чтобы без хлопот работать с таким БП, его надо минимально нагрузить на резистор по выходу 5 В. Для этого можно использовать самодельные спирали из нихрома. Величина сопротивления определяется экспериментально подбором исходя из примерно 0,12 мощности БП и напряжения 5 В.

При слишком малом токе инвертор БП не будет работать, и на подбираемом резисторе не будет напряжения. Регулировать каждое из напряжений 3,3 В, 5 В и 12 В можно только дополнительным стабилизатором. Иначе надо вскрывать блок и вносить изменения в его схему. Наиболее экономичным решением управляемого элемента является проходной транзистор. А это значит, что на выходе каждого канала после стабилизатора плавно регулируемое напряжение будет соответствовать примерно 2,3 В, 4 В и 8 В или меньше. В зависимости от того, как настроен стабилизатор напряжения.

Выбираем схему

БП лучше всего сделать на основе специализированных микросхем 142ЕН3, 142ЕН4, 1145ЕН3, К142ЕН3А, К142ЕН3Б, К142ЕН4А, К142ЕН4Б, КР142ЕН3 или аналогичных им:

Для нашего БП применим микросхему 142ЕН3. У нее такие основные параметры:

Рекомендуемая схема включения этой микросхемы показана далее на изображении:

• Напряжение на входе стабилизатора устанавливается переменным резистором R1.

Но для работы с большими величинами токов нагрузки в схему вводится один или больше силовых транзисторов. Это показано далее на изображениях:

Для правильной работы микросхему питаем от канала 12 В. Коллектор каждого транзистора соединяем с одним из выходных каналов компьютерного БП. Вариант с несколькими транзисторами обеспечивает номинальный ток нагрузки 20 А. Дополнительные транзисторы подбираются соответственно мощности компьютерного БП. В результате получаем общую схему регулируемого блока питания:

• Транзисторы и микросхему обязательно размещаем на общем радиаторе.

Транзисторы будут нагреваться тем больше, чем меньше напряжение на выходе. Поэтому надо расположить микросхему как можно ближе к транзистору. Срабатывание тепловой защиты в ней позволить избежать теплового повреждения транзисторов. Такой блок питания можно использовать для зарядки аккумулятора автомобиля и других целей, соответствующих диапазону напряжений от 0 до 12 вольт.

• Чтобы использовать каждый канал по максимуму напряжения, надо сделать специальный переключатель на два положения (на схемах не показан). Его задача состоит в том, чтобы соединять выходную клемму канала напрямую, минуя стабилизатор.

Если необходимо получить более высокое напряжение, проще всего продублировать упомянутое устройство. В результате можно получить несколько комбинаций выходных параметров:

• биполярный источник питания 12 В;
• однополярный источник питания 3,7 В, 8,7 В, 12 В, 15,3 В, 17 В и 24 В.

Все перечисленные режимы можно получить в одном БП соответствующим положением переключателей. Для регулировки напряжения в каждом плече биполярного источника питания 12 В потребуется сдвоенный стабилизатор. Схема его показана далее на изображении. Однополярный источник питания не нуждается во втором стабилизаторе. Микросхема стабилизатора напряжения позволяет применить еще один компьютерный БП и тем самым достичь напряжения 36 В.

• Однополярный источник питания, собранный на основе двух–трех компьютерных БП, использует один стабилизатор и дополнительный коммутатор. Он переключает каналы компьютерных БП и формирует на входе стабилизатора то или иное напряжение поддиапазона. Поскольку при этом схема усложняется, эта опция не показана.

Заключение

Следует заметить, что два компьютерных БП удвоят мощность, а три — утроят. При этом в сравнении с трансформаторным вариантом (на стальном сердечнике) полученная конструкция будет компактнее и легче. Это объясняется тем, что для получения эффективной фильтрации напряжения выпрямителя на низкой стороне при частоте 50 Гц потребуются электролитические конденсаторы в тысячи микрофарад. Если повторять все 6–9 каналов напряжений, которые получаются при использовании двух–трех компьютерных БП, габариты варианта СТ получатся заметно больше.

Важно учесть несколько видов защиты, уже встроенные в компьютерный БП. Иначе их придется либо дополнительно изготавливать, либо без них получится менее надежный блок.

Также не получится достичь силы тока, характерной для компьютерного БП. Поэтому рекомендуем остановить свой выбор на предложенном регулируемом блоке питания. Поскольку схема его проста, ее можно собрать навесным монтажом. Опорные монтажные колодки при этом размещаются на радиаторе транзистора. Корпус и дизайн БП может быть разнообразным. Он зависит от выбора радиаторов, коммутаторов, амперметра и вольтметра. Поскольку своими руками такое устройство может сделать только умелец с определенным опытом, не имеет смысла навязывать особое мнение.

Блок питания ATX, устройство и принцип работы. Часть 1.

Так как блок питания есть неотъемлемой частью ПК, то знать подробнее про него будет интересно каждому человеку связанным с электроникой и не только. От качества БП напрямую зависит работа ПК в целом.

И так, полагаю, что надо начать с самого простого, для каких целей предназначен блок питания:
— формирование напряжения питания компонентов ПК: +3,3 +5 +12 Вольт (дополнительно -12В и -5В);
— гальваническая развязка между 220 и ПК (чтобы не бился током, и не было утечек тока при сопряжении компонент).


Простой пример гальванической развязки это трансформатор. Но для питания ПК нужна большая мощность, а соответственно и трансформатор больших размеров (комп был бы очень большим :), и переносили его бы вдвоем из за немалого веса, но нас это миновало :)).
Для построения компактных блоков используется повышенная частота тока питания трансформатора, с ростом частоты для того самого магнитного потока в трансформаторе нужно меньшее сечение магнитопровода и меньше витков. Создавать легкие и компактные БП позволяет завышенная в 1000 и больше раз частота питающего напряжения трансформатора.
Основной принцип работы БП заключается в следующем, преобразование переменного сетевого напряжения (50 Гц) в пер. напряжение высокой частоты прямоугольной формы (был бы осциллограф показал бы на примере), которое с помощью трансформатора понижается, дальше выпрямляется и фильтруется.

Блок-хема импульсного БП.

1. Блок
Преобразовывает переменные 220В в постоянные.
Состав такого блока: диодный мост для выпрямления переменного напряжения + фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. А также должен быть (в дешевых БП на них экономят не впаивая, но я сразу рекомендую при переделке или ремонте их ставить) фильтр напряжения сети от пульсаций импульсного генератора, а также термисторы сглаживают скачок тока при включении.

На картинке фильтр, на схеме обозначен пунктиром, его мы встретим почти в любой схеме БП (но не всегда на плате :)).
2. Блок
Этот блок генерирует импульсы определенной частоты, которыми питается первичная обмотка трансформатора. Частота генерирующих импульсов у различных фирм производителей БП находится, где то в 30-200кГц пределах.
3. Блок
На трансформатор положены такие функции:
— гальваническая развязка;
— понижение напряжения на вторичных обмотках до необходимого уровня.
4. Блок
Этот блок преобразует напряжение, полученное от блока 3, в постоянное. Он состоит из выпрямляющих напряжение диодов и фильтра пульсаций. Состав фильтра: дроссель и группа конденсаторов. Часто для экономии конденсаторы ставят малой емкости, а дроссели малой индуктивности.

Импульсный генератор подробнее.

Схема ВЧ преобразователя состоит с мощных транзисторов, которые работают в режиме ключа и импульсного трансформатора.
БП может собой представлять однотактный и двухтактный преобразователь:
— однотактный: открывается и закрывается один транзистор;
— двухтактный: поочередно открываются и закрываются два транзистора.
Смотрим рисунок.

Элементы схемы:
R1 — сопротивление, задающее смещение на ключах. Необходимое для более стабильного запуска процесса колебаний в преобразователе.
R2 – сопротивление, ограничивающее ток базы на транзисторах, необходимо для защиты транзисторов от выхода из строя.
ТР1 — Трансформатор имеющий три группы обмоток. Первая формирует выходное напряжение. Вторая служит нагрузкой для транзисторов. Третья формирует управляющее напряжение для транзисторов.
При включении первой схемы транзистор приоткрыт совсем немного, потому, что к базе приложено положительное напряжение через резистор R1. На приоткрытом транзисторе протекает ток, который протекает через II обмотку. Ток создает магнитное поле. Магнитное поле создает напряжение в остальных обмотках. На III обмотке создается положительное напряжение, которое открывает транзистор еще больше. Процесс до тех пор происходит, пока транзистор не попадет в режим насыщения. Режим насыщения характеризуется тем, что при увеличении приложенного управляющего тока к транзистору, неизменным остается выходной ток.
Только при изменении магнитного поля генерируется напряжение на обмотках, при отсутствии изменений на транзисторе так же исчезнет и ЭДС в обмотках II и III. Когда напряжение на обмотке III пропадет, тогда и уменьшится открытие транзистора, а следовательно уменьшиться выходной ток транзистора и магнитное поле, что приведет к появлению напряжения противоположной полярности. Отрицательное напряжение на III обмотке еще больше закроет транзистор. Процесс длится пока магнитное поле не исчезнет полностью. Когда поле исчезнет, исчезнет отрицательное напряжение и процесс пойдет по кругу снова.
Двухтактный преобразователь работает так же, но так как в нем два транзистора, работающих поочередно, то такое применение повышает КПД преобразователя и улучшает его характеристики. В основном применяют двухтактные, но если надо малая мощность и габариты, а также простота, то однотактные.
Рассмотренные выше преобразователи есть законченными устройствами, но их применение усложняется разбросом различных параметров таких как: загруженности выхода, напряжения питания, и температуры преобразователя.

Управление ключами ШИМ контролером (494).

Преобразователь состоит из трансформатора Т1 и транзистора VT1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ) диодный мост, фильтруется конденсатором Сф и через обмотку W1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче на базу транзистора импульса прямоугольной формы, он открывается и через него течет ток Iк который нарастает. Этот же ток протекающий и через первичную обмотку трансформатора Т1, приводит к тому, что увеличивается магнитный поток в сердечнике трансформатора, и наводится ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке W2. В итоге на диоде VD появиться положительное напряжение. Увеличивая длительность импульса на базе транзистора VT1, будет увеличиваться напряжение во вторичной цепи, а если уменьшать длительность, то напряжение будет уменьшаться. Изменяя длительность импульса на базе транзистора, мы меняем выходное напряжения на W1 обмотке Т1, и осуществляем стабилизацию выходных напряжений блока питания. Нужна схема формирования импульсов запуска и управления их длительностью (широтой). Такой схемой используется ШИМ (широтно – импульсная модуляция) контроллер. ШИМ контроллер состоит из:
— задающего импульсного генератора (определяющего частоту работы преобразователя);
— схемы контроля;
— логической схемы, которая и управляет длительностью импульса;
— схемы защиты.
Это тема другой статьи.
Чтобы стабилизировать выходные напряжения БП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этого используется цепь обратной связи (или цепь слежения), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора Т1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Это приводит на резисторе R2 включенном последовательно фототранзистору к увеличению падения напряжения, и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМки. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, составляющую ШИМ, увеличивать длительность импульса, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. Процесс обратный, когда напряжение уменьшается.
Есть две реализации цепей обратной связи:
— «непосредственная» на схеме выше, обратная связь снимается непосредственно с вторичного выпрямителя;
— «косвенная» снимается непосредственно с дополнительной обмотки W3 (смотрите рисунок ниже);
Изменение напряжения на вторичной обмотке приведет к изменению его на обмотке W3, которое через R2 передается на 1 вывод ШИМки.

Ниже приведена реальная схема БП.

1. Блок
Выпрямляет и фильтрует переменное напряжение, а также здесь находится фильтр от помех которые создает сам БП.
2. Блок
Этот блок формирует +5VSB (дежурное напряжение), а также питает контролер ШИМ.
3. Блок
На третий блок (ШИМ — контролер 494) положены такие функции:
— управление транзисторными ключами;
— стабилизация выходных напряжений;
— защита от короткого замыкания.
4. Блок
В состав этого блока входят два трансформатора, и две группы транзисторных ключей.
Первый трансформатор формирует напряжение управления для выходных транзисторов.
1 группа транзисторов усиливает генерируемый сигнал TL494 и передает его первому трансформатору.
2 группа транзисторов нагружена на основной трансформатор, на котором формируются основные напряжения питания.
5. Блок
В состав этого блока входят диоды Шоттки для выпрямления выходного напряжения трансформатора, а также фильтр низких частот. В состав ФНЧ входят электролитические конденсаторы больших емкостей (зависит от производителя БП) и дросселей, а также резисторов для разрядки этих конденсаторов при выключенном БП.

Немного о дежурке.

Различиями между блоками стандарта АТХ от БП стандарта АТ в том, что БП АТХ стандарта имеют источник дежурного напряжения питания. На 9 контакте (20 контактного, фиолетовый провод) разъема вырабатывается напряжение +5VSB которое идет на мат плату для питания схемы управления БП. Эта схема осуществляет формирования сигнала «PS-ON» (14 контакт разъема, зеленый провод).

В данной схеме преобразователь работает на частоте, определяемой в основном параметрами трансформатора Т3 и номиналами элементов в базовой цепи ключевого транзистора Q5 — емкостью конденсатора С28 и сопротивлением резистора начального смещения R48 [1]. Положительная обратная связь на базу транзистора Q5 поступает с вспомогательной обмотки трансформатора Т2 через элементы С28 и R51. Отрицательное напряжение с этой же обмотки после выпрямителя на элементах D29 и С27, в случае если оно превышает напряжение стабилизации стабилитрона ZD1 (в данном случае 16 В) также подается на базу Q5, запрещая работу преобразователя. Таким способом выполняется контроль за уровнем выходного напряжения. Напряжение питания с сетевого выпрямителя на преобразователь поступает через токоограничительный резистор R45, который при его выходе из строя можно заменить предохранителем на ток 500 мА, либо исключить совсем. В схеме на рис.1 резистор R56 номиналом 0.5 Ом, включенный в эмиттер транзистора Q5 является датчиком тока, при превышении тока транзистора Q5 выше допустимого напряжение с него через резистор R54 поступает на базу транзистора Q9 типа 2SC945 открывая его, и тем самым запрещая работу Q5. Подобным образом осуществляется дополнительная защита Q5 и первичной обмотки Т3. Цепочка R47C29 служит для защиты транзистора Q5 от выбросов напряжения. В качестве ключевого транзистора Q5 в указанной модели БП применяются транзисторы KSC5027.
В предыдущей моей статье БП был на аналогичных элементах (дежурка).

А теперь рассмотрим БП вживую.

1. Элементы фильтра сети от помех генерируемых БП.
2. Диодный мост, выпрямляющий переменные 220В.
3. Емкости фильтра сетевого напряжения.
4. Радиатор для выходных транзисторов преобразователя, а также транзистора преобразователя дежурки.
5. Основной трансформатор: развязка с сетью и формирование всех напряжений.
6. Трансформатор для формирования управляющего напряжения выходных транзисторов.
7. Трансформатор преобразователя, формирующий дежурное напряжение.
8. Радиатор для диодов Шоттки.
9. Микросхема ШИМ – контролера.
10. Фильтры выходных напряжений (электролитические конденсаторы).
11. Дроссели фильтра выходных напряжений.

На этом пока остановлюсь. Всем спасибо за столь долгое внимание.
Надеюсь хоть кому то принес пользу 🙂 Жду комментариев и предложений по дополнению.
Продолжение будет.