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[工仪]用光驱外壳DIY一个精致的高颜值电子负载 [复制链接]

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离线菜菜蜗牛
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2018-12-01
— 本帖被 青柠 执行加亮操作(2018-12-03) —
先来一张完工图:



本帖分3部分:

1、散热及调速
2pcb制作、元件焊接及调试
3、光驱外壳加工、总装和测试

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1散热及调速
台式机光驱尺寸一般都是146mm(W) x 42mm(H) x 197mm(D),厂家不同长度会有微小变化,但是宽和高都是固定的,以适应标准化安装。手头上有一块散热片,尺寸是138mm x30mm x38mm,刚好适合放进光驱外壳里,无论宽度还是高度简直就是专门为光驱量身定做的,基板非常厚达到了4.2mm,沉甸甸的:






四线风扇是服务器上的,由两个40mm的暴力风扇组成,接12V电源电流轻松冲过2A,非常暴力,当然声音也非常刺激,我用引擎轰油门的声音来形容大家就能想像到了。有点不太完美的是这两个风扇厚度不一样,一个是40mm x40mm x20mm,另一个是40mm x40mmx28mm,一拆为二后放进光驱里也很吻合:



始终这么大的声音当然不行,必须采用NTC电阻来温控调速,很自然地想到了555调速,一种是用PWM电路通过555的3脚直接控制风扇的调速线,另一种是通过555的占空比来控制mos管的导通时间,从而控制风扇电流。于是在画完电子负载的pcb后顺便画了一块555的板子,大小只有3cm x4cm,电路图都是网上广为流传的 :


焊好板子后开始实验,结果两种方法都让人大失所望,怎么调整电容电阻的参数效果都不好。根本原因就是NTC电阻无法做到和电位器接法一样的占空比,调速范围太小。板子只好留着做它用吧。于是搁置调速,先做电子负载的pcb,等主要工作做完了,想来想去还是要解决风扇调速的问题,期间查看了坛友用494来调速的方法,但是对风扇调速已经没有完美要求了,只要大致能调就行。查手头上的mos管参数时,发现SOT-23封装的AP9452( 2N7002)ID/VGS曲线非常平滑,VGS在10V以内很适合用来调速,遗憾的是我只有SOT-89封装的,它的曲线斜率太大,已经没法看了,比较一下:


还有一只IRF830,TO-220封装的:


它的ID/VGS曲线是这样的, VDS=12V的红色曲线是我估算的,在小电流范围内误差影响不大, VGS在3~7V以内勉强能用上:




这样的话电路就很简单,上图右边的就可以了,用一只2K电阻和10K的NTC电阻来分压提供给mos管G极,通过计算,NTC电阻在各温度情况下的mos管VGS,对比曲线来估算ID大概值:



    
    实验结果和预想的差不多,mos管的特性决定了这种方式效果一般,只能说是差强人意。
    于是风扇调速问题总算可以告一段落了,散热片搭配风扇后轻松满足200W的负载。
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2、pcb制作、元件焊接及调试
Lm324方案,4mos管,mos管我用的是150W的80n70,国产管子:
看一下主要参数,其中有一项降额因素Derating factor,管子温度每升高1度耗散功率会降1W,有些厂家的datasheet上是1.3,各不一样。国产管子性能是真不行,耗散功率肯定达不到150W,Derating factor我怀疑都超过1.5W/℃了,甚至更高:
好了,开始用AD画原理图和PCB,感谢坛里的各位大婶提供的原理图:
PCB:
丝印层:
热转印,蚀刻,完成后板子是这样的:
丝印层:
元件焊的差不多时发现一个问题,绿色端子的外形尺寸我记错了,结果和水泥电阻“顶牛”,丝印也被盖住了:
最后只能拆掉一个端子,变成2+1这样安装。所以一定不要过于相信自己的记忆力,多么痛的领悟!安装后是这个样子:
4个3P白色XH2.54端子分别是辅助电源,风扇和调速电源,调流电位器,表头供电;mos管D极通过散热片连在一起,这么大块的铝阻值非常低了,然后经一根18AWG的导线接到电源正极端子上;左下角是风扇的调速电路,用一小块洞洞板焊的,暂时固定在板子上,最后要移走:
板子背面用4个铜柱支撑,因为光驱外壳高度限制,又不想在散热片上重新攻丝,所以mos管脚就折成90度了,散热片基板上的3个小螺丝孔是固定在光驱外壳底座上的:
10K的小火柴头NTC电阻用金属片包上,注满导热硅脂,然后固定在mos管上,和铝散热片中间的缝隙也要填上导热硅脂:
下楼继续

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青柠 专家 +1 以資鼓勵 2018-12-03
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hongo M币 +9 原創內容 2018-12-02
风间尘 M币 +9 謝謝分享 2018-12-01
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xuyaz M币 +13 精华是铁定的了 2018-12-01
离线菜菜蜗牛

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ljlun M币 +9 外形不错,但貌似没打散热器的进风孔 2018-12-07
hongo M币 +9 優秀文章 2018-12-02
aqxgm M币 +9 謝謝分享 2018-12-01
2545889167 M币 +5 你这样没形成风道 其实效果不怎么好 不然功率还能再上 2018-12-01
风间尘 专家 +1 謝謝分享 2018-12-01
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