Автор Тема: Модификация на компютърно захранване(PC PSU) като лабораторно  (Прочетена 34492 пъти)

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Здравейте, търсачи, мислители, теоретици, практици и останалите четящи индивиди  :),

  Темата е насочена повече към хората с известни познания по електроника и импулсна схемотехника. Та, идеята е да се модифицира PC захранващ блок с цел получаване на регулируеми напрежение и ток на изхода за лабораторни цели. Надеждността трябва да е максимална, така че вероятността от дефектиране при каквито и да е режими на  работа да бъде сведена близко до нулата. Подобно захранване е абсолютно необходимо при експериментиране и разработка на различни устройства, било то в търсене на СЕ или не.
  Като начало ще прикача основни неща от схемотехниката на тези блокове (по-старите версии са по-удобни), принципни схеми на по-разпространени такива и малко литература за любознателните. Двете книжки са на руски език с достъпно и ясно описание на AT/ATX захранващите блокове. Който не знае руски, да пита чичко Гугъл. По-натам подробности относно работата и принципа на действие няма да давам. Който прочел - прочел, който не - да пипа на сляпо и да се надява на успех.

Мрежов изправител, силов полумостов преобразувател с драйвери:


Изходни изправители, филтри:


Управление, защити:


  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 09, 2013, 07:27:07 pm от Maistora52 »

Неактивен krasias

  • Специалист
  • Стабилен
  • ***
  • Публикации: 504
Темата е много интересна още повече че сега се намират много лесно такива захранващи блокове. Имам 1-2 бр, а мога да намеря и още.
« Последна редакция: Септември 04, 2013, 07:52:47 am от Maistora52 »

Неактивен Vetap

  • Сериозно Активен
  • ***
  • Публикации: 372
Аз използвам лабораторен източник с фиксирани напрежения +12 -12 +5 -5V (стана вече 4 години). За да не шуми съм му махнал вентилатора. Намерих подходяща кутия и стана супер. Преди два месеца му направих добавка - от 0 до 11V - регулируемо. Не съм опитвал да го модифицирам, но ще е интересно да се направи това. За съжаление новите захранващи блокове не са "лесни" за модифициране, или поне така изглежда на пръв поглед, но по принцип всичко може да се направи. Има "хляб" в използването на стари мобилни телефони, стари CD и DVD плеъри и даже на стари хард дискове. Нищо не трябва да се изхвърля, особено в страна като България.
« Последна редакция: Септември 09, 2013, 07:29:02 pm от Maistora52 »

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

  Каква е идеята на модификацията?
    Ефективно лабораторно универсално захранване с регулируеми, стабилизирани изходно напрежение и ток. До токовия праг имаме източник на напрежение, след това източник на ток. На подобно захранване е нужна висока надеждност при всички режими на работа, което предполага вграждане на нужните защити - на първичната и вторичната вериги, термична, подобрено охлаждане на мощните елементи и т.н.

  Какво е нужно за подобна модификация?
    > AT/ ATX компютърно захранване с ШИМ контролер TL494 или аналог, 250-300Вт;
    > Принципна схема - по възможност близка до оригиналната;
    > Измервателни уреди (мултицет/и, LC-метър, осцилоскоп) и основни познания по електронна техника и импулсни PSU;
    > Регулируем захранващ блок до 24в за тест на ШИМ контролера;
    > Желателно(направо си е задължително) автотрансформатор за цялостен тест на блока;
    > Различни товари - мощни резистори, автомобилни лампи, халогенни лунички 12в и др. подобни.


  Варианти за модификация:
    > Чрез вградените в 494 операционни усилватели(ОУ) и съответните резисторни делители на входовете им;
      Пример: http://www.chirio.com/switching_power_supply_atx.htm
  1-16в/0.1-16а

  1-30в/0.1-10а

  Схемите имат недостатъка да не отчитат пада на напрежение в резисторите за ООВ по ток. Следствието е спад на изходното напрежение при натоварване, но пък са прости за реализация. Отделно първичната верига на мощните ключове е незащитена.
    > Чрез външни ОУ за по-голяма прецизност и разширени възможности за индикация и защита на блока. В този вариант вътрешните ОУ на 494 могат да се използуват за защита по напрежение на изхода и ограничение по мощност в първичната силова верига. Защитата по напрежение в регулируем блок и необходима, защото при прекъсване/откачване и др. подобни на резисторния делител за следене на напрежението, то става максимално и съответно захранваното устройство отива на кино.
      Пример: http://radiokot.ru/circuit/power/supply/24/

  Схемата е с четворен ОУ LM324, има стабилизация по напрежение и ток, тригерна защита по ток, която практически нулира изходното напрежение при превишаване на зададения токов праг.

  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 19, 2013, 01:02:30 pm от getca »

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

  Проверка на работоспособността:
    > Отваряне на кутията, основно почистване от прах и мръсотия.
    > Изваждане на платката и оглед за видими дефекти - почернели елементи и пътеки, надути кондензатори и други подобни. Основно внимание към филтровите електролити след мрежовия изправител. Замяна на съмнителните елементи с нови такива.
    > Тест на ШИМ контролера - подава се външно захранване 12в-15в на 12кр на чипа през резистор 22Ом и се следят осцилограмите на импулсите върху 8кр и 11кр. ШИМ-ът трябва да е разтегнат максимално с някакво мъртво време между импулсите. Осцилоскопа се включва към базите на мощните ключове и се наблюдава наличието на импулсите. Ако има проблем се проверява драйверното стъпало на съответния ключ.
    > Тест на дежурния блок - вместо стопяемия предпазител на входа се включва лампа с нажежаема жичка 40-60Вт. Подава се мрежово напрежение и се мерят с мултицет захранващите напрежения на ШИМ контролера и изход +5VSTB, който трябва да понася товар поне 1а. Ако всичко е наред се възстановява захранването на 494.
    > Тест на захранването на празен ход и малък товар - зеленият кабел PS-ON(RMTC) се свързва към маса, мерят се изходните напрежения на празен ход. Ако са в норма се включва някакъв товар, напр. автомобилна лампа 12В/21Вт и се следи поведението на блока.
    > Тест на захранването на 30-50% от номиналната мощност - възстановява се предпазителя на входа, изходите се натоварват кратковременно, като се следят изходните напрежения и тези върху мрежовите филтрови електролити. При качествени кондензатори разликата в напреженията върху тях е малка. Тук може да се погледнат и пулсациите на изходните напрежения.
  Дотук целта беше да имаме напълно работоспособен захранващ блок, който може да бъде подложен на желаната интервенция. Не е зле да се подбере читаво произведен такъв, защото в масата евтинджоси са пропуснати доста елементи, както на входа, така и по изходите. Познават се по мостовете с проводник на съответните места.

  Полезни връзки:
    http://cxem.net/pitanie/5-110.php
    http://bp.xsp.ru/circuit.php
    http://www.rom.by/book/Instruktsija_po_remontu_BP

  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 09, 2013, 07:43:25 pm от Maistora52 »

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

  Модификация(моят проект):
    > Донор:
      >> PC PSU LEC-971 250W
      >> Принципна схема:
           Мрежов изправител, филтри:

           Дежурен блок:

           Силов полумост, изходни изправители, филтри:

      >> Печатна платка:


  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 19, 2013, 10:21:06 am от getca »

Неактивен valex

  • Специалист
  • Сериозен
  • ***
  • Публикации: 1 140
  • Пол: Мъж
  • изчислителна техника
Това мисля, че е по темата.
Брат ми го изпрати. В момента се опитва да конвертира захранване.
http://translate.google.com/translate?hl=es&sl=it&tl=es&u=http%3A%2F%2Fwww.chirio.com%2Fswitching_power_supply_atx.htm
« Последна редакция: Септември 05, 2013, 05:02:18 pm от valex »

Неактивен Discorder

  • Beginner
  • *
  • Публикации: 87
  • Пол: Мъж
  • Реалността ще се нагласява според това, което пре
http://boginjr.com/electronics/lv/atx-mod/

Това е най-доброто, което съм намерил до момента  :)

Ако някой закъса за захранвания свиркайте, има много
« Последна редакция: Септември 06, 2013, 07:57:02 am от Maistora52 »

Неактивен Maistora52

  • I'm first Omnologist in World
  • Много Напреднал
  • *****
  • Публикации: 1 646
  • Пол: Мъж
    • Магнитни двигатели "AMAG"
Привет Diskoder! Имаш при теб ли "много" захранвания? - от/до колко вата консумация осигуряват? Ще ги продаваш или подаряваш? - че то "свиркането" изобщо, само шум ще вдига!
Дай и други някакви параметри - производители, възраст...
Поздрави!

Неактивен Discorder

  • Beginner
  • *
  • Публикации: 87
  • Пол: Мъж
  • Реалността ще се нагласява според това, което пре
Ето какво: Аз с това се занимавам, поправям компютри... Съответно често ми остава това онова, освен това контактувам с доста колеги и си обменяме чаркове когато се налага. За момента изгорелите захранвания не ги ремонтирам, подарявам ги на който има нужда да си вади елементи. Аз само с кондензатори се занимавам да сменям, че този ремонт е бърз и често си струва да се направи. Отделно от това винаги имам откъде да купя такива "избушени " захранвания за лек ремонт по 2-5 лв броя. Ако някой е на зор подарявам, само си оправяйте куриерските разходи. Щом е за каузата С.Е. или нещо близко до тази област ще помагам с каквото мога. Пишете на лични да не спамим темата много  :).
« Последна редакция: Септември 09, 2013, 07:47:47 pm от Maistora52 »

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

  > Действия:
    >> Локализация на елементите и блоковете върху платката:
         На снимката са показани отделните блокове и елементи на захранването(малко шаренко стана :)  Разположението е стандартно за повечето PSU с ШИМ конролер 494.

    >> Премахване на кабелните снопове и излишните елементи върху платката:
         Премахват се всички елементи след изходните изправители и тези свързани със защитата по напрежение и късо съединение в управлението. Трябва да се получи нещо подобно на прикачената картинка.

         Визуално изглежда така...

         Като тук са демонтирани изходните изправители с охлаждащия ги радиатор и линейните стабилизатори на +5VSTB и -5V.


         Излишните елементи са доста на брой...

  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 21, 2013, 12:33:39 pm от getca »

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

    >> Модификация на изходните силови вериги.
         Схемното решение при мен е с цел повече универсалност:

        >>> Свалят се изправителните диоди заедно с радиатора. Идеята е да се реализира двуполупериодна Гретц схема на изхода с цел получаване на максимално високо напрежение(около 30в). Трябват ни мощни Шотки диоди минимум 100в/10а, най-добре 200в/20а. Моите например са MBR20200. Монтираме ги от двете страни на радиатора с изолационни подложки и стягаме с по един винт всяка двойка. Входът на Гретца се свързва към изводите на силовия траф, където оригинално е бил свързан изправителят на +12в. Връзката към маса на средната точка на намотката се прекъсва. Към платката се поят къси многожилни проводници след монтож на радиатора на мястото му.



        >>> За изходните LC филтри си набавяме електролитни кондензатори със сумарен капацитет минимум 4000мкФ/50в, най-добре Low ESR. Допълнително за намаляване на пулсациите неполярни(керамични, полипропиленови, др.) 1-2мкФ. Единият дросел е готов от 12в веригата, другият си го навиваме с проводник Ф1мм минимум на по-голямата О-сърцевина от комбинирания оригинален, като махаме старите намотки. Ориентировъчната индуктивност е около 100мкХ. За компактност електролитите и неполярните кондензатори ги запоявам стабилно на отделна малка платка, монтирана вертикално.



    >> Модификация на управлението.
         Избирам управление с външна схема по няколко причини:
           - Възможност за токова защита(ограничаване на изходната мощност) в първичната верига, което е важно при напрежения над 24в и токове до 10а. Това допълнително повишава надеждността на целия блок. Отделно той  е защитен дори при откачване на външното управление. Използува се единият ОУ на ШИМ контролера 494.
           - Възможност за напреженова защита на изхода на блока, която сработва при откачване/дефектиране на изходния делител за ООВ по напрежение или проблем във връзката с външното управление. Това предпазва захранваното устройство от дефектиране. Използува се вторият ОУ на 494.
           - Външното управление има възможност за по-голяма прецизност при регулиране и поддържане на стабилен изход плюс индикация на режима. Допълнително много лесно се прави и тригерна защита с изключване на изхода при превишаване на токовия праг. Използува се евтин четворен ОУ LM324, захранен от дежурния блок по руската идея, дадена по-напред.
        >>> Токова защита в първичната силова верига(защита по мощност).
                Някои фирмени захранвания имат такава защита, но моето нямаше и затова действам. Първичната силова верига се прекъсва на подходящо място и там се включва първичната намотка на  токов трансформатор(1:50 например). Сигналът от вторичната намотка се изправя, филтрира за отделяне на средната стойност на тока и се подава на един от вградените ОУ на 494 за сравнение със зададената максимална стойност. Недостатък на това решение е бавната реакция поради филтъра, но засега ще е така. По-добрият вариант е със следене на пиковия ток в импулсите, но за целта вътрешният ОУ е бавен.
  Принципна реализация с външен ОУ(горния) на тази защита е показан на картинката:

  Ето го и моят вариант с един от вградените в 494 ОУ:

  Интегриращият кондензатор 1мкФ между 15кр. и 3кр. на ШИМ контролера стабилизира работата на защитата. Без него се получава самовъзбуждане при определени условия.
  Така изглежда платчето с токовия траф и елементите около него...

        >>> Защита по напрежение.
               Идеята(лично моя :) ) е тази защита да поддържа напрежение 0.5-1в над стабилизираното от външната управляваща схема, така че да не влияе при нейната работа. Сработва само при отпадане на външния управляващ сигнал, т.е. при по-голяма от посочената разлика между заданието и изхода.
  На първата картинка е показана напреженова защита при фиксирани изходи на захранването с външен ОУ(долния). Заданието(опорното напрежение е фиксирано). При регулируем изход се подава същото опорно напрежение, както и на външната управляваща схема, а изходът се следи през отделен делител на напрежение.
  Моята реализация:

  Ucr е опорно напрежение, снемано от плъзгача на потенциометъра за регулиране на изхода. RC групата във веригата за ООВ осигурява стабилна работа на схемата.

  Накрая прикачвам и цялата схема със защитите и изхода, от външното управление са показани само потенциометрите за регулиране на напрежение и ток за да не става претрупано.

  Следва продължение...
« Последна редакция: Януари 13, 2014, 10:17:21 pm от getca »

Неактивен krasias

  • Специалист
  • Стабилен
  • ***
  • Публикации: 504
getca много добра филтрация на изхода се получава ако на входа на греца от двете страни от промеливо към минус се поставят два кондензатора 100-150nf.

Неактивен Discorder

  • Beginner
  • *
  • Публикации: 87
  • Пол: Мъж
  • Реалността ще се нагласява според това, което пре
Виждал съм го в някои захранвания, но можете ли да ми обясните защо това е ефективно?

Активен getca

  • Сериозен Експериментатор
  • Стабилен
  • ****
  • Публикации: 764
  • Пол: Мъж
    • http://analogov.com
  Продължение...

  Дотук имаме стабилизирано импулсно захранване с регулируемо напрежение на изхода и защита по мощност. След като се убедим в правилният монтаж и връзки между елементите за да предпазим блока от фойерверки  :) извършваме следните действия с цел проверка и настройка:
    * Подаваме външно захранване на ШИМ контролера 494 и гледаме мъртвото време(dead time) между импулсите. Задава се от резисторния делител на 4кр на чипа. Докарваме стойността на резистора, свързан към 14кр такава, че времето да бъде около 4-5мкс. Това е много важно за да се избегнат паразитни токове при по-бавни мощни транзистори и диоди. На долната осцилограма е показано мъртвото време, когато и двата ключа трябва да са запушени. Мери се директно на 8 и 11кр. на чипа.

    * Възстановяваме захранването на 494, подаваме на блока ниско захранващо напрежение от автотрансформатор и следим импулсите върху преходите Б-Е и Е-К на мощните ключове. Тук трябва да се внимава с масата на осцилоскопа - на съвременните уреди корпусът е изведен отделно с цел заземяване. Но в БГ повечето ел.инсталации са двупроводни, което значи, че в Шуко контакта корпуса ще се върже директно към нулата. Не си правете експерименти, щото имат неприятни последствия. Аз реших проблема като си направих малък удължител в който проводника за земя просто не е свързан. Е, който желае може да го върже за парното, ВИКто или нещо, забучено в земята  :). Трябва да видим картинки, подобни на показаните по-долу.

  След като импулсите преминат през драйверната част и мощните ключове въпросното мъртво време намалява до около 1-2мкс вследствие различните закъснения. Това е достатъчно за надеждна и безпроблемна работа на блока по-натам. При мен бях задал по-малка стойност и при голям товар(разтегнат ШИМ) след известно загряване на транзисторите ставаше страшно - гърмежи, пушеци и шепа изгорели елементи. Допълнително не е зле(направо си трябва) да се заменят електролитите по 1мкФ в базовите вериги на мощните транзистори с качествени неполярни кондензатори.
  Защо е нужна такава голяма стойност ? През въпросния интервал от време трябва да могат да се оберат всички закъснения плюс да се осигури време за връщане на натрупаната в сърцевината на силовия траф енергия, което става през диодите, в паралел на преходите К-Е на мощните ключове. При товар 10а това време е около 1мкс. При мен нещата се подобриха след замяна на оригиналните обратни диоди FR105/600в/1а/250нс със SF28/600в/2а/35нс.
    * Увеличаваме плавно захранващоно напрежение от автотрансформатора до около 170-180в с малък товар(1-2а) и следим осцилограмите по горната картинка. Радиаторите трябва да са почти студени. Охлаждащията вентилатор трябва да е включен. Увеличавеми товара постепенно на 4-6-8-10а при изход 12в например(лесно е с автомобилни лампи от фарове). Максимумът дотук е 120вт(12вх10а), като следим темепературата на радиаторите, този с Гретца трябва да е забележимо по-топъл от мощните транзистори. Оставяме блока да работи известно време за проверка на темеператуата.
    * Настройка на токовата защита при изход 24в/10.5-11а. Увеличаваме захранването на блока до номиналните 220в и докарваме товара до необходимото(малко над номинала). С резистора, свързан от 15кр. на чипа към маса настройваме прага на сработване на защитата по мощност. Постоянно контролираме и темепературата на охлаждащите радиатори в този граничен режим.
  След всичкития тия занимавки ще сме сигурни, че имаме работоспособен и защитен блок, към който може да се включи вече допълнителното външно управление с регулируемо ограничение на изходние ток. На някой може да му се види голяма играчката, но мога да твърдя, че си струва, още повече при дадени подробни насоки кое-как-защо, схеми, литература и т.н. Ако не ви трябва плавно ограничение на изходния ток може да спрете дотук или да направите една от схемите на италианеца http://www.chirio.com/switching_power_supply_atx.htm. Който обаче иска да има истинско лабораторно захранване с прецизна регулация на ток/напрежение, цифрова индикация на изхода и индикация на режимите може да продължи четенето и умуването по въпроса.
  Накрая прикачвам и малко снимки от този етап на модването.
  Защита по мощност...

  Лицев панел...

  Добавени токови резистори и трафче за захранване на AV-мерите...

  Добавени AV-мерите и управлението на защитата по напрежение...

  Лицевият панел е накичен с потенциометри, ключета и изходни букси...


  Следва продължение...
« Последна редакция: Септември 20, 2013, 10:43:34 am от getca »