Переробка комп'ютерного блоку живлення ATX в регульований блок живлення

Наши партнеры ArtmMisto

Основа сучасного бізнесу - отримання великих прибутків при порівняно низьких вкладеннях. Хоча цей шлях і згубний для власних вітчизняних розробок і промисловості, але бізнес є бізнес. Тут або вводь заходи щодо запобігання проникнення дешевих запцацак, або робити на цьому гроші. Наприклад, якщо необхідний дешевий блок живлення, то не потрібно винаходити і конструювати, вбиваючи гроші, - просто потрібно подивитися на ринок поширеного китайського барахла і спробувати на його основі побудувати те, що необхідно. Ринок, як ніколи, завалений старими і новими комп'ютерними блоку живлення різної потужності. У цьому блоці живлення є все що потрібно - різні напруги (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), захисту цих напруг від перенапруги і від перевищення струму. При цьому комп'ютерні блоки живлення типу ATX або TX мають малу вагу і невеликий розмір. Звичайно, блоки живлення імпульсні, але високочастотних перешкод практично немає. При цьому можна йти штатним перевіреним способом і ставити звичайний трансформатор з кількома відводами і купою діодних мостів, а регулювання здійснювати змінним резистором великої потужності. З точки зору надійності трансформаторні блоки набагато надійніше імпульсних, адже в імпульсному блоки живлення в кілька десятків разів більше деталей, ніж в трансформаторному блоці живлення типу СРСР і якщо кожен елемент по надійності дещо менше одиниці, то загальна надійність є твором всіх елементів і як результат - імпульсні блоки живлення по надійності набагато менше трансформаторних в кілька десятків разів. Здається, що якщо так, то нема чого городити город і слід відмовитися від імпульсних блоків живлення. Але тут важливішим фактором, ніж надійність, в нашій дійсності є гнучкість виробництва, а імпульсні блоки досить просто можуть трансформуватися і перебудовуватися під абсолютно будь-яку техніку в залежності від вимог виробництва. Другим фактором є торгівля запцацкамі. При достатньому рівні конкуренції виробник прагне віддати товар за собівартістю, при цьому досить точно розрахувати час гарантії з тим, щоб обладнання виходило з ладу на наступному тижні, після закінчення гарантії і клієнт купував би запчастини за завищеними цінами. Часом доходить до того, що легше купити нову техніку, ніж лагодити у виробника його беушку.

Для нас цілком нормально замість згорілого блоку живлення вкрутити транс або підперти червону кнопку пуску газу в духовках "Дефект" столовою ложкою, а не купувати нову частину. Наш менталітет чітко просікають китайці і прагнуть робити свої товари неремонтоздатність, але ми як на війні, вмудряємося ремонтувати і вдосконалити їх ненадійну техніку, а якщо вже все - "труба", то хоч якусь нитку запцацку зняти і вкідануть в інше обладнання.

Мені став потрібен блок живлення для перевірки електронних компонентів з регульованою напругою до 30 В. Був трансформатор, але регулювати через різак - несерйозно, та й вольтаж буде плавати на різних токах, а ось був старенький блоки живлення ATX від компа. Зародилася ідея пристосувати комповскій блок під регульований джерело живлення. Прогуглів тему, знайшов кілька переробок, але всі вони пропонували радикально викинути весь захист і фільтри, а ми б хотілося зберегти весь блок на випадок, якщо доведеться використовувати його за прямим призначенням. Тому я почав експерименти. Мета - не вирізаючи начинку створити регульований блок живлення з межами зміни напружень від 0 до 30 В.

Частина 1. Так собі.

Блок для дослідів попався досить старий, слабкий, але напханий безліччю фільтрів. Блок був в пилу і тому перед запуском я його розкрив і почистив. Вид деталей підозр не викликав. Раз все влаштовує - можна робити пробний пуск і виміряти всі напруги.

+12 В - жовтий

+5 В - червоний

+3,3 В - помаранчевий

-5 В - білий

-12 В - синій

0 - чорний

По входу блоку варто запобіжник, а поруч надрукований тип блоку LC16161D.

Блок типу ATX має роз'єм для підключення його до материнської плати. Просте включення блоку в розетку не включає сам блок. Материнська плата замикає два контакти на роз'ємі. Якщо їх замкнути - блок включиться і вентилятор - індикатор включення - почне обертання. Колір проводів, які потрібно замикати для включення, зазначений на кришці блоку, але зазвичай це "чорний" і "зелений". Потрібно вставити перемичку і включити блок в розетку. Якщо прибрати перемичку блок відключиться.

Блок TX включається від кнопки, яка знаходиться на кабелі, що виходить з блоку живлення.

Зрозуміло, що блок робочий і перш ніж почати переробку, потрібно випаять запобіжник, який стоїть по входу, і впаяти замість нього патрон з лампочкою розжарювання. Чим більше за потужністю лампа, тим менше напруги буде на ній падати при тестах. Лампа захистить блок живлення від всіх перевантажень і пробоїв і не дасть вигоріти елементам. При цьому імпульсні блоки практично нечутливі до падіння напруги в мережі живлення, тобто лампа хоч і буде світити і їсти кіловати, але у вихідні напруженням просадки від лампи не буде. Лампа у мене на 220 В, всмоктування 300 Вт.

Блоки будуються на керуючої мікросхемі TL494 або її аналог KA7500 . Також часто використовується компоратор на микрухой LM339 . Вся обв'язування приходить сюди і саме тут доведеться робити основні зміни.

Напруження в нормі, блок робочий. Приступаємо до вдосконалення блоку з регулювання напружень. Блок імпульсний і регулювання відбувається за рахунок регулювання тривалості відкриття вхідних транзисторів. До речі, завжди думав, що коливалися все навантаження польові транзистори, але, насправді, використовуються також швидкі перемикаються біполярні транзистори типу 13007, які встановлюються і в енергозберігаючих лампах. У схемі блоку живлення потрібно знайти резистор між 1 ніжкою мікросхеми TL494 і шиною живлення +12 В. В даній схемі він позначається R34 = 39,2 кОм. Поруч встановлений резистор R33 = 9 кОм, який пов'язує шину +5 В і 1 ніжку мікросхеми TL494. Заміна резистора R33 ні до чого не призводить. Потрібно замінити резистор R34 змінним резистором 40 кОм, можна і більше, але підняти напругу по шині +12 В вийшло тільки до рівня +15 В, тому в завищенні опору резистора сенсу немає. Тут ідея в тому, що чим вище опір, тим вище вихідна напруга. При цьому до нескінченності напруження не збільшиться. Напруга між шинами +12 В і -12 В змінюється від 5 до 28 В.

Знайти потрібний резистор можна простеживши доріжки по платі, або за допомогою омметра.

Виставляємо змінний упаяний резистор в мінімальний опір і обов'язково підключаємо вольтметр. Без вольтметра важко визначити зміна напружень. Включаємо блок і на вольтметрі на шині +12 В встановилося напруга 2,5 В, при цьому вентилятор не крутиться, а блок живлення трохи співає на високій частоті, що вказує на роботу ШІМ на порівняно невеликій частоті. Крутимо змінний резистор і бачимо збільшення напружень на всіх шинах. Вентилятор включається приблизно на +5 В.

Заміряємо все напруги по шинам

+12 В: +2,5 ... +13,5

+5 В: +1,1 ... +5,7

+3,3 В: +0,8 ... 3,5

-12 В: -2,1 ... -13

-5 В: -0,3 ... -5,7

Напруження в нормі, крім шини -12 В, і їх можна варіювати для отримання необхідних напруг. Але комп'ютерні блоки зроблені так, щоб по негативним шинам захист спрацьовувала при досить малих токах. Можна взяти автомобільну лампочку на 12 В і включити між шиною +12 В і шиною 0. При збільшенні напруги лампочка стане світити все яскравіше. При цьому поступово буде світити і лампа, включена замість запобіжника. Якщо включити лампочку між шиною -12 В і шиною 0, то при малому напрузі лампочка світиться, але при певному струмі споживання блок піде на захист. Захист спрацьовує на ток порядку 0,3 А. Захист по струму виконана на резистивної-диодном делителе, щоб його обдурити, потрібно відключити діод між шиною -5 В і середньою точкою, яка з'єднує шину -12 В з резистором. Можна обрубати два стабілітрона ZD1 і ZD2. Стабілітрони застосовані як захист від перенапруги і конкретно тут через стабілітрон йде і захист по струму. Принаймні з шини - 12 В вдалося взяти 8 А, але це загрожує пробоєм микрухи зворотного зв'язку. У підсумку шлях тупиковий обрубувати стабілітрони, а ось діод - цілком.

Для перевірки блоку потрібно використовувати змінне навантаження. Найбільш раціональним є шматок спіралі від нагрівача. Вітою ніхром - ось все що потрібно. Для перевірки включається ніхром через амперметр між висновком -12 В і +12 В, регулюємо напругу і вимірюємо струм.

Вихідні діоди для негативних напруг значно менше тих, які використовуються для позитивних напруг. Навантаження відповідно також нижче. Більш того, якщо в позитивних каналах стоять збірки з діодів Шотткі, то в негативних каналах упаяний звичайний діод. Часом його припаюють до платівки - типу радіатор, але це маячня і для того щоб підняти струм в каналі -12 В потрібно замінити діод, на щось більш сильне, але при цьому збірки з діодів Шотткі у мене згоріли, а ось звичайні діоди цілком непогано тягнули. Слід зазначити, що захист не спрацьовує, якщо навантаження включена між різними шинами без шини 0.

Останнім тестом є захист від короткого замикання. Коротя накоротко блок. Захист працює тільки на шині +12 В, адже стабілітрони відключили практично весь захист. Всі інші шини за коротким не відключати блок. В результаті отримано регульований блок живлення з комп'ютерного блоку з заміною одного елемента. Швидко, а значить економічно доцільно. При тестах з'ясувалося, що якщо швидко крутити ручку регулювання, то ШІМ не встигає перебудуватися і вибиває микрухой зворотного зв'язку KA5H0165R , А лампа загоряється дуже яскраво, потім вхідні силові біполюсние транзистори KSE13007 можуть вилетіти, якщо замість лампи запобіжник.

Коротше, все працює, але досить ненадійно. У такому вигляді потрібно використовувати тільки регульовану шину +12 В і нецікаво повільно крутити ШІМ.

Частина 2. Більш-менш.

Другим експериментом став древнющій блок живлення TX. Такий блок має кнопочку для включення - досить зручно. Переробку починаємо з перепайки резистора між +12 В і першої ніжкою микрухи TL494. Резистор від +12 В і 1 ніжкою ставиться змінний на 40 кОм. Це дає можливість отримати регульовані напруги. Все захисту залишаються.

Далі потрібно змінити межі струму для негативних шин. Я упаяв резистор, який випаяв з шини +12 В, і впаяли в розрив шини 0 і 11 ніжкою микрухи TL339. Там уже стояв один резистор. Межа струмів змінився, але при підключенні навантаження напруга на шині -12 В сильно падало при збільшенні струму. Швидше за все просаджує всю лінію негативного напруги. Потім я замінив перепаять різак на змінний резистор - для підбору спрацьовувань по току. Але вийшло неважливо - нечітко спрацьовує. Треба буде спробувати прибрати цей додатковий резистор.

Вимірювання параметрів дало наступні результати:

Шина напруги, В

Напруга на холостому ходу, В

Напруга на навантаженні 30 Вт, В

Струм через навантаження 30 Вт, А

+12

2,48 - 14,2

2,48 - 13,15

0,6 - 1,28

+5

1,1 - 6

0,8 - 6

0,37 - 0,85

-12

2,1 - 11,1

0,2 - 7,7

0,17 - 0,9

-5

0,17 - 5

0 - 4,8

0 - 0,8

Перепайку я почав з випрямних діодів. Діодів два і вони досить слабкі.

Діоди я взяв від старого блоку. Діодні збірки S20C40C - Шотткі, розраховані на струм 20 А і напруга 40 В, але нічого путнього не вийшло. Або збірки такі були, але один згорів і я просто упаяв два сильніших діодів.

Вліпив розрізані радіатори і на них діоди. Діоди стали сильно грітися і накрилися :), але навіть з більш сильними діодами напруга на шині -12 В так і не побажало опуститися до -15 В.

Після перепайки двох резисторів і двох діодів можна було скрутити блок живлення і включити навантаження. Спочатку використовував навантаження у вигляді лампочки, а вимірював напругу і струм окремо.

Потім перестав паритися, знайшов змінний резистор з ніхрому, мультиметр Ц4353 - вимірював напругу, а цифровим - струм. Вийшов непоганий тандем. У міру збільшення навантаження напруга незначно падало, ток зростав, але вантажив я тільки до 6 А, а лампа по входу світилася в чверть напруження. При досягненні максимальної напруги лампа по входу засвітилася на половинну потужність, а напруга на навантаженні кілька просіло.

За великим рахунком переробка вдалася. Правда, якщо включатися між шинами +12 В і -12 В, то захист не працює, але в іншому все чітко. Всім вдалих переробок.

Однак і така переробка довго не прожила.

Частина 3. Вдала.

Ще однією переробкою став блок живлення з микрухой 339. Я не прихильник випоювати все, а потім намагатися запустити блок, тому по кроках надійшов так:

-перевірити блок на включення і спрацьовування захисту від кз на шині +12 В;

-винул запобіжник по входу і замінив на патрон з лампою розжарювання - так безпечно включати щоб не спалити ключі. Перевірив блок на включення і кз;

-Видалити резистор на 39К між 1 ногою 494 і шиною +12 В, замінив на змінний резистор 45к. Включив блок - напруга по шині +12 В регулюється в межі +2,7 ... + 12,4 В, перевірив на кз;

-Видалити діод з шини -12 В, знаходиться за резистором, якщо йти від проводу. По шині -5 В стеження не було. Іноді варто стабілітрон, суть його одна - обмеження вихідної напруги. Випоювання микрухой 7905 веде блок на захист. Перевірив блок на включення і кз;

-резістор 2,7к від 1 ніжки 494 на масу замінив на 2к, там їх кілька, але саме зміна 2,7к дає можливість змінити межа вихідна напруги. Наприклад, за допомогою резистора на 2 до на шині +12 В стало можливим регулювати напругу до 20 В, відповідно збільшивши 2,7к до 4к максимальна напруга стало +8 В. Перевірив блок на включення і кз;

-замінив вихідні конденсатори на шинах 12 В на максимальне 35 В, шинах 5 В на 16 В;

-замінив спарений діод шини +12 В, був tdl020-05f c напруга до 20 В але струмом 5 А, поставив sbl3040pt на 40 А, випоювати з шини +5 В не треба - порушиться зворотний зв'язок на 494. Перевірив блок;

-ізмеріл струм через лампу розжарювання по входу - при досягненні споживання струму в навантаженні 3 А лампа по входу світилася яскраво, але струм на навантаженні більше не ріс, просаджували напруга, струм через лампу був 0,5 А, що вкладалося в ток рідного запобіжника. Прибрав лампу і поставив назад рідний запобіжник на 2 А;

-перевернул вентилятор обдування щоб повітря вдувається всередину блоку і охолодження радіатора було ефективніше.

В результаті заміни двох резисторів, трьох конденсаторів і діода вийшло переробити комп'ютерний блок живлення в регульований лабораторний з вихідному струмом більше 10 А і напругою 20 В. Мінус у відсутності регулювання струму, але зате залишилася захист від кз. Особисто мені регулювати так не треба - блок тож видає більше 10 А.

Переходимо до практичної реалізації. Є блок, правда TX. Але у нього є кнопка включення, теж зручно для лабораторного. Блок здатний видати 200 Вт з заявленим струмом по 12 В - 8А та 5 В - 20 А.

На блоці написано, що розкривати не можна і всередині немає нічого такого для любителів. Так що ми ніби як професіонали. На блоці є перемикач на 110/220 В. Перемикач звичайно видалимо за непотрібністю, а ось кнопку залишимо - хай працює.

Нутрощі більш ніж скромні - немає вхідного дроселя і заряд вхідних кондерів йде через резистор, а не через термістор, в результаті йде втрата енергія, яка нагріває резистор.

Викидаємо дроти на перемикач 110 В і все що заважає відокремити плату від корпусу.

Замінюємо резистор на термістор і упаюємо дросель. Прибираємо вхідний запобіжник і упаюємо замість нього лампочку розжарювання.

Перевіряємо роботу схему - вхідна лампа світиться на струмі приблизно 0,2 А. Навантаженням є лампа 24 В 60 Вт. Світиться лампа на 12 В. Всі добре і перевірка на коротке замикання працює.

Знаходимо резистор від 1 ноги 494 до +12 В і піднімаємо ногу. Підпоюємо змінний резистор замість нього. Тепер буде регулювання напруги на навантаженні.

Шукаємо резистори від 1 ноги 494 до загального мінуса. Тут їх три. Все досить високоомні, я випаяв самий низькоомним резистор на 10к і запаяв замість нього на 2к. Це збільшило межа регулювання до 20 В. Правда при тесті цього ще не видно, спрацьовує захист від перенапруги.

Знаходимо діод на шині -12 В, варто після резистора і піднімаємо його ногу. Це відключить захист від перенапруг. Тепер все має бути.

Тепер міняємо вихідний конденсатор на шині +12 В на межу 25 В. І плюс 8 А це з натяжкою для маленького випрямного діода, так що і цей елемент міняємо на щось більш силовий. І звичайно включаємо і перевіряємо. Струм і напруга при наявності лампи по входу може сильно не рости якщо навантаження підключена. Ось якщо навантаження відключити, то напруга регулюється до +20 В.

Якщо все влаштовує - міняємо лампу на запобіжник. І даємо блоку навантаження.

Для візуальної оцінки напруги та струму я використовував цифровий індикатор з аліекспрес. Тут ще був такий момент - напруга на шині +12 В починало з 2,5 В і це було не дуже приємно. А ось на шині +5 В від 0,4 В. Тому я об'єднав шини за допомогою перемикача. Сам індикатор має 5 провід на підключення: 3 на вимір напруги і 2 на струм. Індикатор харчується напругою від 4,5 В. Чергове харчування якраз становить 5В і їм харчується микруха tl494.

Дуже радий що вдалося переробити комп'ютерний блок живлення. Всім вдалої переробки.