Стабилизатор тока из компьютерного блока питания. Как сделать регулируемый блок питания из компьютерного. Распиновка выходов блока питания компьютера

ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ КОМПЬЮТЕРНОГО ATX

С каждым годом, становится всё труднее достать хороший трансформатор для блока питания. Чтоб и напряжения были какие требуются, и ток. Вот недавно нужно было собрать адаптер для одного девайса, так оказывается цены на обычные трансформаторы, в радиомагазинах, находятся в пределах 5-15 уе! Поэтому, когда потребовалось сделать хороший лабораторный блок питания, с регулировками напряжения и тока защиты, выбор пал на компьютерный в качестве основы конструкции. Тем более, что его цена сейчас не намного больше цены обычного трансформатора.

Для наших целей подойдёт абсолютно любой компьютерный БП. Хоть на 250 ватт, хоть на 500. Того тока, что он обеспечит, хватит для радиолюбительского БП с головой.

Переделка минимальна, и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителям. Главное только помнить, что импульсный компьютерный БП ATX имеет на плате много элементов, которые находятся под напряжением сети 220 В, поэтому будьте предельно аккуратны при испытаниях и настройке! Изменений коснулась в основном выходная часть БП ATX.

Для удобства эксплуатации, этот лабораторный блок питания можно снабдить тока и напряжения. Выполнить это можно или на микроконтроллере, или на специализированной микросхеме.

Все основные и дополнительные детали блока питания монтируются внутри корпуса БП ATX. Места там хватает и для них, и для цифрового вольтамперметра, и для всех необходимых гнёзд и регуляторов.

Последнее преимущество так-же очень актуально, ведь корпуса часто являются большой проблемой. Лично у меня в ящике стола лежит немало девайсов, которые так и не обзавелись собственной коробкой.

Корпус получившегося блока питания можно обклеить декоративной чёрной самоклеющейся плёнкой или просто покрасить. Переднюю панель со всеми надписями и обозначениями делаем в фотошопе, печатаем на фотобумаге и наклеиваем на корпус.

Многие собирают различные радиоэлектронные конструкции и для их использования иногда требуется мощный источник питания. Сегодня расскажу вам, как с выходной мощностью 250 ватт, и возможностью регулировки напряжения от 8 до 16 вольт на выходе, из блока ATX модели FA-5-2.

Преимуществом этого БП является защита по выходной мощности (то есть от КЗ) и защита по напряжению.

Переделка блока ATX будет состоять из нескольких этапов


1. Для начала выпаиваем провода, оставляем только серый, чёрный, жёлтый. Кстати, чтобы включить данный блок нужно замкнуть на массу не зелёный (как в большинстве блоков ATX), а серый провод.

2. Выпаиваем из схемы детали, которые стоят в цепях +3.3в, -5в, -12в (+5 вольт пока не трогаем). То что убрать показано красным, а что переделывать - показано синим на схеме:


3. Далее выпаиваем (убираеи) цепь +5 вольт, диодную сборку в цепи 12в заменить на S30D40C (взятую из цепи 5в).


Ставим подстроечный резистор и переменный резистор со встроенным выключателем так, как показано на схеме:


То есть так:


Теперь включаем в сеть 220в и замыкаем серый провод на массу, предварительно поставив подстроечный резистор в среднее положение, а переменный в положение при котором на нём будет наименьшее сопротивление. На выходе напряжение должно быть около 8 вольт, увеличивая сопротивление переменного резистора напряжение будет увеличиваться. Но не спешите поднимать напряжение, так как у нас пока нет защиты по напряжению.

4. Делаем защиту по мощности и по напряжению. Добавляем два подстроечных резистора:


5. Индикаторная панель. Добавляем пару транзисторов, несколько резисторов и три светодиода:


Зелёный светодиод загорается при включении в сеть, жёлтый - при наличии напряжения на выходных клемах, красный - при срабатывании защиты.



Можно также встроить вольтамперметр.


Настройка защиты по напряжению в блоке питания

Настройка защиты по напряжению выполняется следующим образом: резистор R4 скручиваем в сторону где подсоединена масса, R3 ставим на максимум (большее сопротивление), затем вращая R2 добиваемся нужного нам напряжения - 16 вольт, но ставим на 0.2 вольта больше - 16.2 вольта, медленно поворачиваем R4 до срабатывания защиты, выключаем блок, немного уменьшаем сопротивление R2, включаем блок и увеличиваем сопротивление R2 до получения на выходе 16 вольт. Если при последней операции сработала защита, то вы пересторались с поворотом R4 и придётся всё повторять заново. После настройки защиты лабораторный блок полностью готов к использованию.


За последний месяц сделал уже три таких блока, каждый обошёлся мне примерно в 500 рублей (это вместе с вольтамперметром, который собирал отдельно за 150 рублей). А один БП продал, как зарядку для машинного аккумулятора, за 2100 рублей, так что уже в плюсе:)


С вами был Пономарёв Артём (stalker68), до новых встреч на страницах Технообзора!

WikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 46 человек(а).

Компьютерный блок питания (далее БП/PSU) стоит около 30 долларов, а лабораторный источник питания может обойтись Вам в 100 долларов или даже больше! Доработав дешевый, а зачастую и бесплатный ATX БП, которые можно найти в любом ненужном компьютере, Вы можете сами сделать хороший лабораторный БП с хорошей мощностью, защитой от короткого замыкания и стабилизированным выходом на 5V. На большинстве БП другие выходы не стабилизированы.

Шаги

    Возьмите БП ATX или отсоедините его от неработающего компьютера.

    Отсоедините кабель от блока питания и выключите переключатель на задней панели (если таковой имеется). Кроме того, убедитесь, что Вы не заземлены и оставшийся ток не пройдет через Вас.

    Удалите винты, которые крепят БП к корпусу компьютера и вытащите его.

    Отрежьте разъемы (оставьте несколько сантиметров провода на разъемах, чтобы можно было использовать их в дальнейшем для чего-нибудь еще).

    Разрядите блок питания, оставив его отсоединенным на несколько дней. Некоторые подключают резистор (10 Ом) между черным и красным проводом (шнур питания на внешней стороне), однако это гарантирует сброс только низкого напряжения – которое и так не представляет опасности! Но могут остаться заряженными высоковольтные конденсаторы, которые при сохранении тока могут быть потенциально опасными или даже привести летальному исходу.

    Соберите необходимые детали: винтовые клеммы (клеммы), светодиод (LED) с токоограничивающим резистором 330 Ом, выключатель (по желанию), резистор 10 Ом мощностью 10 Вт или больше (см. в разделе Советы), и изолирующую термоусадочную трубку.

    Откройте БП, вывернув винты, соединяющие верхнюю и нижнюю часть корпуса.

    Разделите провода по цветам. Если у вас есть провода, не перечисленные здесь (коричневый и т.д.), см. раздел "Советы". Цветовой код для проводов: красный = +5V, Черный = земля (0V), белый = -5V, желтый = +12V, синий = -12V, Оранжевый = +3.3V, Фиолетовый = +5V запас (не используется), Серый = PG (выход) и зеленый = ON (необходимо замкнуть с (0V), чтобы включить БП).

    Просверлите отверстия в свободном месте корпуса БП. Сначала наметьте центры отверстий гвоздем при помощи молотка, просверлите отверстия сверлом или дремелем, потом увеличивайте отверстия разверткой, пока они не будут подходить по размеру для соединительных клемм. Кроме того, просверлите отверстия для выключателя и светодиода (опция).

    Вставьте клеммы в соответствующие отверстия и прикрепите гайками сзади.

    Сделайте все необходимые соединения.

    • Подключите один из красных проводов к нагрузочному резистору, все остальные красные провода к красной клемме;
    • Подключите один из черных проводов к другому выводу нагрузочного резистора, второй черный провод к катоду светодиода (короткая ножка), третий черный провод к переключателю DC-ОN, все остальные черные провода в клемму черного цвета;
    • Подключите белый провод к клемме -5V, желтый к клемме +12V, синий к клемме -12V, серый к резистору (330 Ом), а второй вывод резистора припаяйте к аноду светодиода (более длинной его ножке);
    • Обратите внимание, что некоторые БП могут иметь или серый или коричневый провод в качестве "Power Good" / "Power OK". (Большинство БП имеют меньший оранжевый провод, который используется для определения +3,3 В, и этот провод обычно соединен в разъеме с другим оранжевым проводом. Убедитесь, что этот провод подключен к другим оранжевым проводам, иначе Ваш БП не заработает). Этот провод должен быть подключен либо к оранжевым проводам (+3,3 В), либо к красным (+5 В) для функционирования системы. Если вы сомневаетесь, попробуйте вначале низкое напряжение (+3,3 В). Если блок питания не ATX или AT, он может иметь свою собственную цветовую схему. Если Ваша схема отличается от приведенной здесь на фотографии, следуйте согласно обозначениям, а не цветовой характеристике.
    • Подключите зеленый провод к другому выходу выключателя.
    • Убедитесь, что на все оголенные концы надета изолирующая термоусадка.
    • Скрепите провода стяжками или изолентой, лучше по цветовому признаку.

  1. Проверьте надежность соединений, осторожно потянув за провода. Найдите неизолированные провода и изолируйте их, чтобы предотвратить замыкание. Используйте супер-клей, чтобы зафиксировать светодиод в отверстии. Установите на место крышку.

  2. Подключите кабель к разъему на задней части БП и включите в розетку. Включите главный выключатель на БП, если Вы его установили. Проверьте, загорелся ли индикатор. Проверить работу БП можно, подсоединяя лампочку 12 В к разным выходам; также можно проверить с помощью вольтметра. Убедитесь в том, что нет замыкания какого-либо провода. Приведите внешне корпус БП в порядок.

    • Вы можете использовать 12В выход источника питания для зарядки автомобильного аккумулятора! Будьте осторожны: если аккумулятор сильно разряжен, то сработает защита источника питания от короткого замыкания. В этом случае для защиты от перегрузки можно последовательно с выходом 12 В подключить нагрузочный резистор 10 Ом, 10/20 Вт. Как только напряжение на батарее станет близким к 12 В (можно проверять тестером), Вы можете убрать резистор и продолжить зарядку батареи. Это устройство поможет Вам, если аккумулятор старый, или он «сел» из-за попыток завести машину зимой, или Вы случайно оставили включенными на долгое время фары или магнитолу, или по какой-то другой причине.
    • Также Вы можете переделать блок в источник питания для других целей - но это уже другая статья.
    • Если Вам не нужны все девять припаянных проводов к клемме (как в случае с заземленными проводами) Вы можете отрезать их на PCB. 1-3 проводов будет достаточно. Это означает, что нужно также отрезать все провода, которые Вы не собираетесь использовать.
    • Если у Вас есть сигнальный провод для 3,3 В, соединенный с выводом 3,3 В, то не получится использовать 3,3 В напряжение в качестве понижающего, например, с 12 В до 8,7 В. Вольтметр будет показывать 8,7 В, но при подключении нагрузки к 8,7 В может сработать защита источника питания и отключить всю цепь.
    • В некоторых источниках питания для правильной работы необходимо соединить серый и зеленый провода.
    • Вы можете добавить еще выход 3,3 В (например, для питания 3-вольтовых устройств), присоединив оранжевый провод к клемме (убедитесь, что коричневый провод остается подключенным к оранжевому). Учтите, что они делят мощность с выходом 5В, поэтому подключенная нагрузка не должна превышать общую выходную мощность этих двух выходов.
    • Опции: Отдельный (дополнительный) выключатель не обязателен, достаточно просто подключить зеленый провод к черному. Блок питания будет включаться задним переключателем, если он есть. Светодиод также не обязателен, можно просто обрезать и изолировать серый провод.
    • Если вы не хотите или не умеете паять / присоединять много проводов к соединительным клеммам (например, провода заземления), вы можете отрезать их у платы. Достаточно оставить 1-3 провода. Обрежьте также все провода, которые не планируете использовать.
    • Вы можете установить автомобильный прикуриватель в отверстие от шнура питания. Так Вы сможете подключать автооборудование к источнику питания.
    • Если Вы не уверены в исправности источника питания, проверьте его сначала на компьютере, прежде чем переделывать. Компьютер включился? Вентилятор БП запустился? Вы можете подключить провода вольтметра к дополнительному разъему (дисковода). Вольтметр должен показывать значение, близкое к 5 В (между красным и черным проводами). Блок питания может не запускаться из-за отсутствия нагрузки на выходе или выход запуска (зеленый провод) может быть не замкнут на массу.
    • Линия +5V обеспечивает питание +5V в дежурном режиме (для работы кнопки включения на материнской плате, Wake-on-LAN и т.д.). Она обычно дает ток до 500-1000 мА, даже когда основные выходы отключены. Может использовать для питания светодиода, показывающего наличие сетевого напряжения.
    • От этого источника можно получить напряжения 5 В (+5, ноль), 7 В (+12, +5), 10 В (+5, -5), 12 В (+12, ноль), 17 В (+5, -12) и 24 В (+12, -12), этого должно быть достаточно для большинства задач. Многие ATX с 24-контактным разъемом для материнской платы не имеют вывода - 5 В. Если Вам нужен выход -5 В, поищите блок ATX с 20-контактным разъемом, 20+4 -контактным разъемом или AT.
    • После доработки блока почистите его и приведите в порядок.
    • Вентилятор блока питания может быть довольно громким, ведь он предназначен для охлаждения достаточно нагруженного БП и компонентов компьютера. Конечно, можно отключить вентилятор вообще, но это плохая идея. Если хотите, чтобы все было нормально, то перережьте красный провод, идущий к вентилятору (12 В) и соедините его с красным проводом, идущим из PS (5 В). Теперь вентилятор будет вращаться значительно медленнее и тише, все же обеспечивая некоторое охлаждение. Если же Вам нужна большая сила тока, то лучше этого не делать (не снижать обороты вентилятора). Если же Вы все же решили это сделать, то это под Вашу ответственность; единственное, что можно пожелать в этом случае - следите за тем, как быстро блок нагревается. Вы также можете заменить штатный (заводской) вентилятор на более тихую модель (возможно, понадобится пайка).
    • Чтобы иметь больше места внутри блока, Вы можете смонтировать вентилятор на внешней стороне корпуса.
    • Вы можете просверлить отверстие немного больше.
    • У некоторых новых БП есть «чувствительные к напряжению» провода, которые должны быть подключены к проводам с соответствующим напряжением для нормальной работы. В главном жгуте (с 20 проводами) должно быть четыре красных провода и три оранжевых. Если оранжевых провода только два или меньше, нужно присоединить к ним коричневый провод. Если у Вас есть только три красных провода, к ним нужно присоединить другой провод (иногда розовый).
    • Если Вы не боитесь паять, то можете заменить нагрузочный 10 W резистор на вентилятор. Проверьте полярность - соединяйте красные и черные провода соответственно.
    • Выход -5 В был удален из спецификации ATX, и теперь его нет ни одном блоке ATX.
    • Если источник питания не работает, не горит светодиод, посмотрите, вращается ли вентилятор. Если вентилятор в блоке питания работает, то скорее всего светодиод подключен неправильно (перепутаны положительный и отрицательный выводы светодиода). Откройте корпус блока питания и поменяйте местами фиолетовый и серый провода (убедитесь, светодиод не шунтирован).
    • Блок питания ATX - это импульсный источник питания (подробнее на https://ru.wikipedia.org/wiki/Импульсный_стабилизатор_напряжения), для правильной работы ему нужна некоторая нагрузка. Для этого используем нагрузочный резистор, на котором будет выделять тепло. Для хорошего охлаждения резистор нужно закрепить на металлической стене корпуса блока (также можно использовать отдельный радиатор, убедившись, он ничего не замкнет). Если к источнику питания, всегда, когда он включен, будет подключена какая-то нагрузка, то можно обойтись без резистора. Можно также использовать в качестве нагрузки выключатель с подсветкой на 12 В, который будет выступать в качестве необходимой для включения питания нагрузки.
    • Для использования с приборами с высокой стартовой нагрузкой (например, 12 В холодильник с конденсатором) подключите подходящий 12 В аккумулятор для предупреждения автоматического отключения блока питания.

    Предупреждения

    • Не прикасайтесь к проводам/дорожкам, ведущим к конденсаторам. Конденсаторы – это цилиндрические детали, покрытые тонкой пленкой, с открытым металлом в верхней части и с обозначением «+» или «K». Твердотельные конденсаторы короче, немного толще и без пленочной оболочки. Они сохраняют заряд так же, как батареи, но в отличие от батарей они могут разряжаться очень быстро. Даже если Вы разрядили блок, старайтесь не касаться руками платы, за исключением тех мест, где это необходимо. Заземляйте (разряжайте на массу) всего, к чему будете прикасаться.
    • Убедитесь, что конденсаторы разряжены. Подключите кабель питания, включите блок (замкните зеленый провод на массу), затем отключите кабель питания и подождите, пока вентилятор не перестанет вращаться.
    • Если Вы подозреваете, что источник питания неисправен, не используйте его! Если он неисправен, то схема защиты может не сработать. Как правило, схема защиты постепенно разряжает конденсаторы высокого напряжения. Но если (например) блок рассчитан на 110 В, а был подключен к 240 В, то схема защиты, скорее всего, выйдет из строя. В таком случае блок питания, скорее всего, не отключится при перегрузке или неисправности.
    • Просверливая металлический корпус, следите, чтобы металлическая стружка не попала внутрь блока питания. Это может привести к замыканию, которое в свою очередь может привести к возгоранию, перегреву или высоковольтным импульсам на выходе, что может повредить ваш новый источник питания, на который Вы потратили так много сил.
    • Высокое напряжение опасно и может даже привести к летальному исходу (все, что выше 30 миллиампер/вольт, может привести к летальному исходу за считанные секунды, если вы коснетесь оголенных проводов руками), как минимум Вы получите болевой шок. Прежде чем работать над блоком питания, убедитесь, что кабель питания отсоединен и конденсаторы разряжены, как описано выше. При сомнениях используйте мультиметр.
    • Не снимайте плату, пока нет необходимости. Токоведущие дорожки и пайка могут оставаться под высоким напряжением, если Вы не оставили БП на некоторое время для разрядки. Если все же нужно снять плату, вольтметром проверьте напряжение на больших конденсаторах. Когда будете устанавливать плату на место, проверьте, чтобы под ней была пластиковая прокладка.
    • Компьютерный источник питания отлично подходит для тестирования или для питания простой электроники (например, зарядные устройство, паяльники и проч.), но никогда не сравнится с хорошим лабораторным блоком питания. Если Вы собираетесь использовать блок питания не только для тестирования, купите хороший лабораторный блок питания. Они не зря стоят так дорого, тому есть причины.
    • Получившийся источник питания обеспечивает высокую выходную мощность. Возможные ошибки в соединениях могут привести к появлению искрения или электрической дуги на выходах с низким напряжением или сжечь схему, с которой Вы работаете. Поэтому лабораторные блоки питания имеют регулируемые ограничители тока.
    • В оригинальной статье говорится, что нужно обязательно заземлиться. Это неправильно и опасно. Убедитесь, что Вы НЕ заземлены при работе с источником питания, чтобы ток не прошел через Вас.
    • Такая переделка однозначно лишит Вас гарантии на блок, если он есть.
    • Только люди, хорошо знающие работу БП могут заниматься его созданием.

Здравствуйте, сейчас я расскажу о переделке ATX блока питания модели codegen 300w 200xa в лабораторный блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 24 Вольт, и ограничением тока от 0,1 А до 5 Ампер. Выложу схему, которая у меня получилась, может кто чего улучшит или добавит. Выглядит сама коробка вот так, хотя наклейка, может быть синей или другого цвета.

Причем платы моделей 200xa и 300x почти одинаковы. Под самой платой есть надпись CG-13C, может быть CG-13A. Возможно, есть другие модели похожие на эту, но с другими надписями.

Выпаивание ненужных деталей

Изначально схема выглядела вот так:

Нужно убрать всё лишнее, провода atx разъёма, отпаять и смотать ненужные обмотки на групповом дросселе стабилизации. Под дросселем на плате, где написано +12 вольт ту обмотку и оставляем, остальные сматываем. Отпаять косу от платы (основного силового трансформатора), не в коем случае не откусывайте её. Снять радиатор вместе с диодами Шоттки, а после того как уберём все лишнее, будет выглядеть вот так:

Конечная схема после переделки, будет выглядеть вот так:

В общем выпаиваем все провода, детали.

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.

Ставим дроссель L2 (если есть) после шунта

Вообще их рассчитывать надо, но если что - на форуме где-то проскакивала программа по расчету дросселей.

Подаём общий минус на ШИМ

Можно не подавать, если он уже звонится на 7 ноге ШИМ. Просто на некоторых платах на 7 выводе не было общего минуса после выпайки деталей (почему - не знаю, мог ошибаться, что не было:)

Припаиваем к 16 выводу ШИМ провод

Припаиваем к 16 выводу ШИМ - провод, и данный провод подаём на 1 и 5 ножку LM358

Между 1 ножкой ШИМ и выходом плюс, припаиваем резистор

Данный резистор будет ограничивать напряжение выдаваемое БП. Этот резистор и R60 образует делитель напряжения, который будет делить выходное напряжение и подавать его на 1 ножку.

Входы ОУ(ШИМ) на 1-й и 2-й ножках у нас служат для задачи выходного напряжения.

На 2-ю ножку приходит задача по выходному напряжению БП, поскольку на вторую ножку максимально может прийти 5 вольт (vref) то обратное напряжение должно приходить на 1-ю ножку тоже не больше 5 вольт. Для этого нам и нужен делитель напряжения из 2х резисторов, R60 и тот что мы установим с выхода БП на 1 ногу.


Как это работает: допустим переменным резистором выставили на вторую ногу ШИМ 2,5 Вольта, тогда ШИМ будет выдавать такие импульсы (повышать выходное напряжение с выхода БП) пока на 1 ногу ОУ не придёт 2,5 (вольта). Допустим если этого резистора не будет, блок питания выйдет на максимальное напряжение, потому как нет обратной связи с выхода БП. Номинал резистора 18,5 кОм.

Устанавливаем на выход БП конденсаторы и нагрузочный резистор

Нагрузочный резистор можно поставить от 470 до 600 Ом 2 Ватта. Конденсаторы по 500 мкф на напряжение 35 вольт. Конденсаторов с требуемым напряжением у меня не было, поставил по 2 последовательно по 16 вольт 1000 мкф. Припаиваем конденсаторы между 15-3 и 2-3 ногами ШИМ.

Припаиваем диодную сборку

Ставим диодную сборку ту, что и стояла 16С20C или 12C20C, данная диодная сборка рассчитана на 16 ампер (12 ампер соответственно), и 200 вольт обратного пикового напряжения. Диодная сборка 20C40 нам не подойдет - не думайте её ставить - она сгорит (проверено:)).

Если у вас есть какие либо другие диодные сборки смотрите чтоб обратное пиковое напряжение было минимум 100 В ну и на ток, какой по больше. Обычные диоды не подойдут - они сгорят, это ультро-быстрые диоды, как раз для импульсного блока питания.

Ставим перемычку для питания ШИМ

Поскольку мы убрали кусок схемы который отвечал за подачу питания на ШИМ PSON, нам надо запитать ШИМ от дежурного блока питания 18 В. Собственно, устанавливаем перемычку вместо транзистора Q6.

Припаиваем выход блока питания +

Затем разрезаем общий минус который идёт на корпус. Делаем так, чтоб общий минус не касался корпуса, иначе закоротив плюс, с корпусом БП, всё сгорит.

Припаиваем провода, общий минус и +5 Вольт, выход дежурки БП

Данное напряжение будем использовать для питания вольт-амперметра.

Припаиваем провода, общий минус и +18 вольт к вентилятору

Данный провод через резистор 58 Ом будем использовать для питания вентилятора. Причём вентилятор нужно развернуть так, чтоб он дул на радиатор.

Припаиваем провод от косы трансформатора на общий минус

Припаиваем 2 провода от шунта для ОУ LM358

Припаиваем провода, а также резисторы к ним. Данные провода пойдут на ОУ LM357 через резисторы 47 Ом.

Припаиваем провод к 4 ножке ШИМ

При положительном +5 Вольт напряжении на данном входе ШИМ, идёт ограничение предела регулирования на выходах С1 и С2, в данном случае с увеличением на входе DT идёт увеличение коэффициента заполнения на С1 и С2 (нужно смотреть как транзисторы на выходе подключены). Одним словом - останов выхода БП. Данный 4-й вход ШИМ (подадим туда +5 В) будем использовать для остановки выхода БП в случае КЗ (выше 4,5 А) на выходе.

Собираем схему усиления тока и защиты от КЗ

Внимание: это не полная версия - подробности, в том числе фотографии процесса переделки, смотрите на форуме.

Обсудить статью ЛАБОРАТОРНЫЙ БП С ЗАЩИТОЙ ИЗ ОБЫЧНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО


В этой статье расскажу как из старого компьютерного блока питания сделать очень полезный для любого радиолюбителя лабораторный блок питания.
Компьютерный блок питания можно очень дешево купить на местной барахолке или выпросить у друга или знакомого, сделавшего апгрейд своего ПК. Прежде прежде чем начать работу над БП, следует помнить, что высокое напряжения опасно для жизни и нужно соблюдать правила техники безопасности и проявлять повышенную осторожность.
Сделанный нами источник питания будет иметь два выхода с фиксированным напряжением 5В и 12В и один выход с регулируемым напряжением 1,24 до 10,27В. Выходной ток зависит от мощности используемого компьютерного блока питания и в моем случае составляют около 20А для выхода 5В, 9А для выхода 12В и около 1.5А для регулируемого выхода.

Нам понадобятся:


1. Блок питания от старого Пк (любой ATX)
2. Модуль ЖК вольтметра
3. Радиатор для микросхемы(любой, подходящий по размеру)
4. Микросхема LM317 (регулятор напряжения)
5. электролитический конденсатор 1мкФ
6. Конденсатор 0.1 мкФ
7. Светодиоды 5мм - 2шт.
8. Вентилятор
9. Выключатель
10. Клеммы - 4шт.
11. Резисторы 220 Ом 0.5Вт - 2шт.
12. Паяльные принадлежности, 4 винта M3, шайбы, 2 самореза и 4 стойки из латуни длиной 30мм.

Я хочу уточнить, что список примерный, каждый может использовать то, что есть под рукой.

Общие характеристики блока питания ATX:

Блоки питания ATX, используемые в настольных компьютерах являются импульсными источниками питания с применением ШИМ-контроллера. Грубо говоря, это означает, что схема не является классической, состоящей из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Ее работа включает следующие шаги:
а) Входное высокое напряжение сначала выпрямляется и фильтруется.
б) На следующем этапе постоянное напряжение преобразуется последовательность импульсов с изменяемой длительностью или скважностью (ШИМ) с частотой около 40кГц.
в) В дальнейшем эти импульсы проходят через ферритовый трансформатор, при этом на выходе получаются относительно невысокие напряжения с достаточно большим током. Кроме этого трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между
высоковольтной и низковольтными частями схемы.
г) Наконец, сигнал снова выпрямляется, фильтруется и поступает на выходные клеммы блока питания. Если ток во вторичных обмотках увеличивается и происходит падение выходного напряжения БП контроллер ШИМ корректирует ширину импульсов и таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.

Основными достоинствами таких источников являются:
- Высокая мощность при небольших размерах
- Высокий КПД
Термин ATX означает, что включением блока питания управляет материнская плата. Для обеспечения работы управляющего блока и некоторых периферийных устройств даже в выключенном состоянии на плату подаётся дежурное напряжение 5В и 3.3В.

К недостаткам можно отнести наличие импульсных, а в некоторых случаях и радиочастотные помех. Кроме того при работе таких блоков питания слышен шум вентилятора.

Мощность блока питания

Электрические характеристики блока питания напечатаны на наклейке (см. рисунок) которая, обычно, находится на боковой стороне корпуса. Из нее можно получить следующую информацию:


Напряжение - Ток

3.3В - 15A

5В - 26A

12В - 9А

5 В - 0,5 А

5 Vsb - 1 A


Для данного проекта нам подходят напряжения 5В и 12В. Максимальный ток, соответственно будет 26А и 9А, что очень неплохо.

Питающие напряжения

Выход блока питания ПК состоит из жгута проводов различных цветов. Цвет провода соответствует напряжению:

Нетрудно заметить, что кроме разъемов с питающими напряжениями +3.3В, +5В, -5В, +12В, -12В и земли, есть еще три дополнительных разъема: 5VSB, PS_ON и PWR_OK.

Разъем 5VSB используется для питания материнской платы, когда блок питания находится в дежурном режиме.
Разъем PS_ON (включение питание) используется для включения блока питания из дежурного режима. При подаче на этот разъем напряжения 0В блок питания включается, т.е. чтобы запустить блок питания без материнской платы его нужно соединить с общим проводом (землей).
Разъем POWER_OK в дежурном режиме имеет состояние близкое к нулю. После включения блока питания и формировании на всех выходах напряжений нужного уровня на разъеме POWER_OK появляется напряжение около 5В.

ВАЖНО: Чтобы блок питания работал без подключения к компьютеру необходимо соединить зеленый провод с общим проводом. Лучше всего это сделать через переключатель.

Модернизация блока питания

1. Разборка и чистка


Нужно разобрать и хорошо очистить блок питания. Лучше всего для этого подойдет пылесос включенный на выдув или компрессор. Нужно проявлять повышенную осторожность, т.к. даже после отключения блока питания от сети на плате остаются напряжения, опасные для жизни.

2. Подготавливаем провода


Отпаиваем или откусываем все провода, которые не будут использованы. В нашем случае, мы оставим два красных, два черных, два желтых, сиреневый и зеленый.
Если есть достаточно мощный паяльник - лишние провода отпаиваем, если нет - откусываем кусачками и изолируем термоусадкой.

3. Изготовление передней панели.


Сначала нужно выбрать место для размещения передней панели. Идеальным вариантом та будет сторона блока питания, с которой выходят провода. Затем делаем чертеж передней панели в Autocad или другой аналогичной программе. При помощи ножовки, дрели и резака из куска оргстекла изготавливаем переднюю панель.

4. Размещение стоек


Согласно отверстий для крепления в чертеже передней панели просверливаем аналогичные отверстия в корпусе блока питания и прикручиваем стойки, которые будут держать переднюю панель.

5. Регулировка и стабилизация напряжения

Для возможности регулировки выходного напряжения нужно добавить схему регулятора. Была выбрана знаменитая микросхема LM317 из-за ее простоты включения и невысокой стоимости.
LM317 представляет собой трехвыводный регулируемый стабилизатор напряжения, способный обеспечить регулировку напряжения в диапазоне от 1.2В до 37В при токе до 1.5А. Обвязка микросхемы очень простая и состоит из двух резисторов, которые необходимы для задания выходного напряжения. Дополнельно данная микросхема имеет защиту перегрева и перегрузки по току.
Схема включения и распиновка микросхемы приведены ниже:


Резисторами R1 и R2 можно регулировать выходное напряжение от 1.25В до 37В. Т.е в нашем случае, как только напряжение достигнет 12В, то дальнейшее вращение резистора R2 напряжение регулировать не будет. Чтобы регулировка происходила на всему диапазону вращения регулятора необходимо рассчитать новое значение резистора R2. Для расчета можно использовать формулу, рекомендуемую производителем микросхемы:


Либо упрощенная форма этого выражения:

Vout = 1.25(1+R2/R1)


Погрешность при этом получается очень низкой, так что вторую формулу вполне можно использовать.

Принимая во внимание полученную формулу можно сделать следующие выводы: когда переменный резистор установлен на минимальное значение (R2 = 0) выходное напряжение составляет 1.25В. При вращении ручки резистора выходное напряжение будет возрастать, пока не достигнет масимального напряжения, что в нашем случае составляет чуть меньше 12В. Другими словами максимум у нас не должен превышать 12В.

Приступим к расчету новых значений резисторов. Сопротивление резистора R1 возьмем равным 240 Ом, а сопротивление резистора R2 рассчитаем:
R2=(Vout-1,25)(R1/1.25)
R2=(12-1.25)(240/1.25)
R2=2064 Ома

Ближайшее к 2064 Ом стандарное значение сопротивления резистора равно 2 кОм. Значения резисторов будут следующие:
R1=240 Ом, R2=2 кОм

На этом расчет регулятора закончен.

6. Сборка регулятора

Сборку регулятора выполним по следующей схеме:



Ниже приведу принципиальную схему:


Сборку регулятора можно выполнить навесным монтажем, припаивая детали напрямую к выводам микросхемы и соединяя остальные детали при помощи проводов. Также можно специально для этого вытравить печатную плату или собрать схему на монтажной. В данном проекте схема была собрана на монтажной плате.

Еще обязательно нужно прикрепить микросхему стабилизатора к хорошему радиатору. Если радиатор не имеет отверстия для винта, тогда оно делается сверлом 2.9мм, а резьба нарезается тем же винтом М3, которым будет прикручена микросхема.

Если радиатор будет прикручен напрямую к корпусу блока питания, тогда необходимо изолировать заднюю часть микросхемы от радиатора кусочком слюды или силикона. В этом случае винт, которым прикручена LM317 должен быть изолирован с помощью пластиковой или гетинаксовой шайбы. Если же радиатор не будет контактировать с металлическим корпусом блока питания, микросхему стабилизатора обязательно нужно посадить на термопасту. На рисунке можно увидеть, как радиатор крепится эпоксидной смолой через пластину оргстекла:

7. Подключение

Перед пайкой необходимо установить светодиоды, выключатель, вольтметр, переменный резистор и разъемы на переднюю панель. Светодиоды отлично вставляются в отверстия, просверленные 5мм сверлом, хотя дополнительно их можно закрепить суперклеем. Переключатель и вольтметр держатся крепко на собственных защелках в точно выпиленных отверстиях Разъемы крепятся гайками. Закрепив все детали, можно приступать к пайке проводов в соответствии со следующей схемой:

Для ограничения тока последовательно с каждым светодиодом припаивается резистор сопротивлением 220 Ом. Места соединений изолируются при помощи термоусадки. Коннекторы припаиваются к кабелю напрямую или через переходные разъемы Провода должны быть достаточно длинными, чтобы можно было без проблем снять переднюю панель.