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[其他]闲置ATX电源变身可调稳压稳流电源之实践 [复制链接]

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离线86516wyl
 
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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-06-10
双输出电压0-10v和0-24v,电流0-5A。因手里无不干胶贴纸,面板暂无标识,以后再搞。


一、ATX电源的选择
网上成功例子都是基于TL494 或 KA7500 PWM管理芯片的电源,所以我也不例外,前人栽树后人乘凉嘛。至于其余的元件,只要不是太缩水就好,具体观察主开关管,主变压器,快恢复整流管等等。。。
这是我的电源,10几年前的,ATX1.0的,自激启动,所以无辅助电源,算是古董级别
看铭牌应该是250w的【made in taiwan】, 5v 23A、 12v 9A关键参数


无辅助电源,所以只有两个变压器


高压部分,无PFC,只有一级EMI滤波【倒是方便了改造】,电解电容为330μF



主开关管,一对SEC13007,最大电流8A,还算厚道吧


主变压器是33mm磁芯,也算是够用了

整流管,5v输出的是40v 30A的,12v输出是200v 10A的,另一个是mos管负责3.3v输出,改造中取消,之所以介绍这些参数,是对电源的潜力做到心中有数。



下面元件重点,494芯片



这个比较器LM393是辅助芯片负责产生pwr-ok信号及一些保护电路



二、我的改造步骤及方法
事在人为,改造是否成功取决于你的大脑,这里只介绍方法【如果时间允许,也许以后会写理论篇】。方法很关键,另外要有200%的耐心和决心。


为了便于研究电路,我对电路板焊锡侧进行了拍照,并对照实物标出元件参数



根据实物PCB图片绘制电路图。不是电子专业,所以不会用专业电路制图软件,绘图过程参考了一些网上经典电路图的,这样才能事半功倍



有了电路图就好办多了,找到需要改动的地方,在图纸上做标记。



然后拆的拆,改的改。事实上,大部分是拆,看我拆了这一堆的元件。拆的原则是:如果有辅助电源的话【现在的都有】,高压部分及辅助电源不必动。与改造无关或影响改造的电路尽量拆掉。必须拆掉的部分是:+3.3v、-12v、-5v各路输出,所有过压、欠压保护电路。建议拆掉的有pwr-ok电路,pc-on电路。辅助电源的5vsb看你需要是否保留。如果有过流保护电路尽量保留。我保留了+5v和+12v两路输出。



拆完的电路板清亮多了

因为改可调,需要对TL494的1、2脚及15、16脚电路做一些改动,下图是相关电路,具体方法就看你得了。我是尽量利用拆完的空出的部位进行修改。



需要强调的地方:因为改动后电压最大值变高了,所以输出滤波电容耐压要提高。0-10v这一路我利用原12v输出的电容,0-24v这一路我没有更高耐压的电容,暂时使用25v耐压的。还有输出的空载功率电阻不要去掉。


这个电源因无辅助电源,还要把高压部分的两个自激启动电阻拆掉,另外还得找个合适的电源,为494和激励电路供电。恰好我手里有个垃圾充电器,经检测其电源部分的输出为12v,符合要求,而且居然是top223方案的



取其电源部分就好,这个电源还有为两块仪表供电的任务,因为表是数显的



三、测试
测试的目的是验证理论,发现问题,进而解决问题,下面是测试的一些图片







换上了35v的电容。
第一次测试,基本没什么大问题,只是电位器旋到某些位置变压器会轻微发出“滋滋”的声音,功率管轻微发热,整流管正常。网购了外壳及仪表。


四、设计规划、组装
为了使电源体积尽量减小,选得外壳体积也比较小【其实也考虑到价格因素】。但这也带来了负面的影响,内部空间比较拥挤,又有外加的辅助电源,很不好规划,时刻怕哪里发生冲突。于是只好借助三维设计软件了,要充分利用自己的特长。


设计中的截图






其中有些开孔后来感觉有些多余,临时取消了,留空以后兴许整合进白光控制器。0-10v好0-24v电压显示切换也暂时放弃。 辅助电源靠边放在右后方。这个位置是通过软件验证的唯一不发生冲突的部位。



两块仪表我特意挑选了电源与信号共地的方式,这样两块表就可以共用一个电源,节省了空间,当然前提是电流表接在负载(—)侧,否则直接短路造成烧表杯具。这是电压表,量程:0-99.9v 供电电压4-30v,三线制。






这个电流表,我找了好久,外形和电压表一样。量程:0-9.99A,6-28v宽电压供电,并内置分流器,共地工作方式。缺点是测MA级别的电流不准,好像这种大量程电流表都这样。

两表公用一电源【辅助电源引过来的】



电位器,因为空间原因没选择多圈的,其实一般用用都足够了。相关元件被我集成到转接板上了,为便于调试折腾设计了插针结构。



空间实在紧凑,不敢有半点疏忽,高压隐患之处热缩管伺候。




基本完工。


五、第二次测试
因为电位器、仪表已经就位,还要再进行一次测试,以免意外,结果真的出现问题。
问题是,当调节电流时,电源发出很大的噪声,调电压也有声音,当电压打到低端处还出现“打嗝”的声音,同时伴有开关管发热严重,有几次还导致了保护停机。我没有重绕变压器,难道是这个原因?但为何电压打到12v时照样发出噪音?而当电位器打到最大阻值时噪音却消失?
上网查找原因,有说是494 2、3脚或15、3脚之间的RC网络出现自激造成。可我无论如何调整却无效而终。考虑到伴有开关管的过热,一定跟工作频率有关。于是试着将5脚的震荡电容改为1000pf【原为1500pf】,其实看了好多电路图都是1000pf的,这实际上提高了一点电源的工作频率,再试,效果明显!偶尔会有一点点的声音,功率管也不那么热了,高兴。
上电热丝再测试,电流最大可以达到7A了,但整流管已经严重发热了,没再试下去了。



电热丝像灯丝一样亮,快把地板烤糊了



恒流很管用,实际上起到限流保护的作用。没敢试高电压,试了5v以内的短路,没事,打点火花而已,估计高电压短路电源会保护。这个电源带有变压器一次侧过流保护功能,这样二次侧也有保护了,双保险。为安全起见, 最终将最大电流调整为5A。


最后扣上盖,孤芳自赏一下:





面板暂无标识,没贴纸,先在图片标识一下



小巧的身材






重量仅700多克



六、成本核算
外壳:1个16.8元
电压表:1个12元
电流表:1个29元
电位器:2个共2.4元
接线柱:3个共1.5元
材料费用共计61.7元

1、改造中最常遇到的问题是变压器低频噪音,甚至啸叫,轻则保护、重则烧毁开关管。还有494 3脚RC反馈回路的原因造成自激,适当调整RC值可改观,不行的话可以试图调整开关管基极加速网络;再就是低频谐振,适当调整电源工作频率可解决;还有可能是线路干扰造成,等等。
2、关于保护电路。因改造中取消了原有的过压保护,所以如果不放心的话,可以在输出加一稳压管接到比较器【LM339或LM393】回路上。强烈建议加恒流改造,不但有用而且安全。
3、散热。这个电源因为小巧、内部紧凑而无法加装风扇,散热是个问题。所以把最大电流调低到5A,实在不行的话 钻一些散热孔,再安装个超小型风扇。
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