Переделка компьютерного блока питания в лабораторный с регулировкой напряжения
Часто при модернизации компьютера вполне исправный блок питания остается не у дел. Его мощности недостаточно для запитки новых комплектующих. У тех, кто занимается апгрейдом железа, таких устройств может накопиться много. Встает дилемма: утилизировать БП или найти для них практическое применение. Одним из способов дать источнику питания компьютера вторую жизнь – сделать из него лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением и настраиваемым ограничением по току. Выполнить такую переделку можно своими руками.
С потребителями внутри корпуса компьютера БП соединяется с помощью жгутов с разъемами. Принят стандарт, по которому маркировка каждого питающего напряжения производится проводником с соответствующим цветом изоляции.
| Цвет провода | Напряжение, В |
|---|---|
| Черный | 0 В (земля, общий провод) |
| Красный | +5 |
| Оранжевый | +3,3 |
| Желтый | +12 |
| Белый | -5 |
| Синий | -12 |
Кроме силовых цепей, в жгутах присутствуют проводники с сигналами управления (их можно найти на разъеме, идущем к материнской плате).
| Цвет провода | Название | Функция | Уровень напряжения |
|---|---|---|---|
| Зеленый | Power_ON | Сигнал от материнской платы – разрешение на включение | +5 вольт в отсутствие разрешения, 0 вольт при получении сигнала на подачу напряжения |
| Серый | Power_good, Power_OK | Сигнал на материнскую плату — все напряжения в норме | +5 вольт |
| Фиолетовый | Stand by | Дежурное напряжение, присутствует всегда, если на БП подано 220 вольт | +5 вольт, служит для питания цепей включения ПК и питания схемы ШИМ внутри БП |
| Коричневый | Sense | Регулировка напряжения 3,3 вольта | 3,3 вольта |
Большинство цепей для переделки в ЛБП не понадобятся, в процессе работы их надо будет обрезать.
Импульсный преобразователь 12-220В на 300 Вт
Эта схема проста, детали доступны, большинство из них можно извлечь из блока питания для компьютера или купить в любом радиотехническом магазине. Достоинство схемы — простота реализации, недостаток — неидеальная синусоида на выходе и частота выше стандартных 50 Гц. То есть, к данному преобразователю нельзя подключать устройства, требовательные к электропитанию. К выходу напрямую можно подключать не особ чувствительные приборы — лампы накаливания, утюг, паяльник, зарядку от телефона и т.п.
Представленная схема в нормальном режиме выдает 1,5 А или тянет нагрузку 300 Вт, по максимуму — 2,5 А, но в таком режиме будут ощутимо греться транзисторы.
Преобразователь напряжения 12 220 В: схема преобразователя на основе ШИМ-контролллера
Построена схема на популярном ШИМ-контроллере TLT494. Полевые транзисторы Q1 Q2 надо размещать на радиаторах, желательно — раздельных. При установке на одном радиаторе, под транзисторы уложить изолирующую прокладку. Вместо указанных на схеме IRFZ244 можно использовать близкие по характеристикам IRFZ46 или RFZ48.
Частота в данном преобразователе 12 В в 220 В задается резистором R1 и конденсатором C2. Номиналы могут немного отличаться от указанных на схеме. Если у вас есть старый нерабочий беспербойник для компьютера, а в нем — рабочий выходной трансформатор, в схему можно поставить его. Если трансформатор нерабочий, из него извлечь ферритовое кольцо и намотать обмотки медным проводом диаметром 0,6 мм. Сначала мотается первичная обмотка — 10 витков с выводом от середины, затем, поверх — 80 витков вторичной.
Как уже говорили, такой преобразователь напряжения 12-220 В может работать только с нагрузкой, нечувствительной к качеству питания. Чтобы была возможность подключать более требовательные устройства, на выходе устанавливают выпрямитель, на выходе которого напряжение близко к нормальному (схема ниже).
Для улучшения выходных характеристик добавляют выпрямитель
В схеме указаны высокочастотные диоды типа HER307, но их можно заменить на серии FR207 или FR107. Емкости желательно подобрать указанной величины.
Конструкция преобразователя напряжения
Рассмотрим конструкцию обычного повышающего преобразователя напряжения с 12 на 220. Принцип работы для всех современных инверторов будет одинаковым. Высокочастотный ШИМ контроллер задаёт режим работы, частоту и амплитуду. Силовая часть выполнена на мощных транзисторах, тепло с которых отводится на корпус устройства.
На входе преобразователя с 12 на 220 установлен предохранитель, защищающий от короткого замыкания автомобильный аккумулятор. Рядом с транзисторами крепится термодатчик, который следит за их нагревом. В случае перегрева инвертора 12в 220в включается система активного охлаждения состоящая из одного или нескольких вентиляторов. В бюджетных моделях вентилятор может работать постоянно, а не только при высокой нагрузке.
Силовые транзисторы на выходе
Простой инвертор на транзисторах
Эта схема не сильно отличается от представленных выше. Основное отличие — использование генератора прямоугольных импульсов, построенного на биполярных транзисторах.
Главное преимущество данной схемы заключается в способности преобразователя сохранять работоспособность даже на сильно посаженном аккумуляторе. При этом диапазон входного напряжения может находиться в пределах от 3.5 до 18В. Но есть и минусы подобного инвертора. Так как в схеме отсутствует какой-либо стабилизатор на выходе, то возможны просадки напряжения, например, при разрядке аккумулятора. Так как данная схема также является низкочастотной, трансформатор для нее подбирают, аналогичный установленного в инверторе на основе микросхемы К561ТМ2.
Усовершенствования схем инверторов
Указанные выше схемы не идут в сравнение с заводскими изделиями. Они просты и слабо функциональны. Для улучшения их характеристик можно прибегнуть к довольно несложным переделкам, повышающим показатели устройства.
ВНИМАНИЕ: Любой монтаж электрики и электроники производится при отключенном источнике питания. Перед проверкой схемы прозвоните все входы и выходы мультиметром — это позволит избежать неприятных последствий.
Увеличение выходной мощности
Рассмотренные выше схемы базируются на одной основе — первичная обмотка трансформатора подключается через ключевой компонент (выходной транзистор плеча). Она соединяется с входом источника питания на время, заданное частотой и скважностью задающего генератора. При этом генерируются импульсы магнитного поля, возбуждающие во вторичной обмотке трансформатора синфазные импульсы с напряжением, равным напряжению в первичной обмотке, умноженному на отношение числа витков в обмотках.
Соответственно, ток проходит через выходной транзистор. При этом он равен току нагрузки, помноженному на обратное соотношение витков (коэффициент трансформации). Получается, что тот максимальный ток, который может пропускать через себя транзистор, задает максимальную мощность преобразователя.
Для увеличения выходной мощности используют два метода:
- Установка более мощного транзистора.
- Использование параллельного подключения нескольких маломощных транзисторов в одно плечо.
Для самодельного преобразователя предпочтительней использование второго способа, так как он позволяет сохранять работоспособность устройства при выходе из строя одного из транзисторов. К тому же, подобные транзисторы стоят меньших денег.
При условии отсутствии внутренней защиты от перегрузки, данный способ значительно повышает живучесть преобразователя. Также уменьшается общий нагрев внутренних компонентов при работе на прежней нагрузке.
Автоматическое отключение при разряде аккумулятора
Указанные схемы имеют один существенный недостаток. В них не предусмотрен компонент, который сможет автоматически отключить преобразователь в случае критического падения напряжения. Но решить данную проблему довольно просто. Достаточно установить обычной автомобильное реле в качестве автоматического выключателя.
Реле имеет собственное критическое напряжение, при котором происходит замыкание его контактов. При помощи подбора сопротивления резистора R1, которое будет составлять примерно 10% от сопротивления обмотки реле, настраивают момент разрыва контактов. Этот вариант продемонстрирован на схеме.
Данный вариант довольно примитивен. Для стабилизации работы преобразователь дополняют простой схемой управления, поддерживающей порог отключения намного лучше и точнее. Настройка порога срабатывания в этом случае рассчитывается методом подбора резистора R3.
Преобразователь напряжения 12 220 своими руками простая схема 500 ватт
Скачать плату в формате lay. Плата без деталей показана только дорожками.
О диодах: любые, ставил кд 103, кд 521, любые импульсные маломощные. Схема не критична к деталям. Ставилось все, что под руки попадало. Выходные силовые транзисторы, в зависимости от требуемой мощности и применяемого трансформатора от кт 805. кт 827 (кт 817 + кт 819), германиевые П210 до мощных полевых транзисторов. Иногда схему выворачивал под другую полярность, вынуждало отсутствие деталей. Ставились выходные кт 825, а раскачка кт 972 (но в такой схеме нужна была тонкая настройка токов баз, подбор самих транзисторов, очень не устойчив). Обычно схема работала на частоте 50 герц, хотя допускаются перенастройки, делал и на 4 кГц (частоту менять подбором конденсаторов в обвязке микросхемы и применять трансформатор на ферритовых сердечниках).
Трансформатор, это отдельная история. В основном перематывал телевизионные ТС250, ТС270, ТС280 и им подобные с двумя катушками, они просты в разборке. Сматывал все обмотки, оставлял только сетевую, при сматывании определял количество витков на вольт и доматывал проводом 1 — 2 мм в диаметре, в зависимости от мощности (для ТС 280 и 200 ватт мощности брал не тоньше 1.5 медь) для получения напряжения примерно 10.5 -11.5 вольт. Иногда использовал готовые трансформаторы со списанной военной техники ТН-61, ТН-48, один мощностью 180 ватт, второй до 100, иногда их параллелил по 2шт для большей выходной мощности. Выходное напряжение этих трансформаторов — 4х6 вольт, с дополнительными регулировочными отводами как по первичной обмотки так и по вторичной. Соединял вторички (для преобразователя они станут частью первичной обмотки) параллельно — последовательно 2х2 для получения одной обмотки с отводом от средины, регулировочными выводами на первичке (у преобразователя это вторичная, выходная обмотка) добивался большего напряжения, так при раскладке 12х220 на выходе всегда будет 200-210 вольт (по этой причине всегда доматывал трансформаторы на 10.5 — 11 вольт).
В принципе, если напряжения выхода не критично (критично было для питания ламповых телевизоров, при пониженном напряжении падалачувствительность радиотракта и контрастность изображения), то можно использовать и 9-13-ти вольтовые обмотки в любых трансформаторах (чем на ниже напряжения был рассчитан транс, тем более высокое получите на выходе преобразователя), обмотка должна выдерживать ток 8-12 ампер и выше.
Корпус
Далее приступают к изготовлению корпуса. Его размер должен быть соизмерим с габаритами трансформатора и плюс 70% на размещение остальных деталей инвертора. Сам корпус может быть выполнен из листовой стали толщиной 0,5-1 мм.
Для соединения углов можно использовать болты или при помощи специальных гибочных станков изогнуть лист до нужных размеров. Если на корпусе расположить ручку для крепления инвертора на ремне или для простоты переноса, то это в значительной степени облегчит эксплуатацию прибора в дальнейшем.
Кроме этого, конструкция корпуса должна предусматривать достаточно простой доступ ко всем деталям, расположенным внутри него. На нем необходимо проделать несколько технологических отверстий для переключателей, кнопки питания, световой сигнализации о работоспособности, а также кабельные разъемы.
Схема генератора сварочного инвертора
Как сделать простой инвертор 12-220 В мощностью 2500 Вт частотой 50 Гц
Инвертор предназначен для получения 220-вольтового переменного напряжения из невысокого постоянного. Подключается к любому 12-вольтовому источнику, в т.ч. к автомобильному аккумулятору через гнездо прикуривателя. Мощность нагрузки может достигать 2500 Вт и лимитируется преимущественно мощностью выходного трансформатора и нагрузочной способностью гнезда прикуривателя.
Инвертор интересен тем, что:
- прост со схемотехнической точки зрения;
- требует минимальной наладки;
- собирается из доступных компонентов.
Электрическая схема инвертора
В качестве ключевого компонента устройства использован интегральный управляемый мультивибратор СD4047BD с элементами подстройки частоты следования генерируемых импульсов, силовая часть собрана на спаренных полевых транзисторах. Для получения выходного напряжения 220 В использован повышающий трансформатор, входы первичных обмоток которого подключены непосредственно к выводам D (стокам) силовых транзисторных сборок.
Силовые оконечные каскады А собраны на спаренных полевых транзисторах. Схема оконечного каскада показана далее.
200-омные резисторы в цепи затвора обеспечивают выравнивание токов по отдельным транзисторам.
Электронные компоненты, используемые в устройстве
Для сборки схемы необходимы:
Особенности сборки и настройки схемы инвертора
Компоненты слаботочной части схемы рекомендуется монтировать на печатной плате-«слепыше». Для установки микросхемы мультивибратора целесообразно применить 14 или 16 контактную монтажную колодку.
Полевые транзисторы силовых модулей «А» устанавливаются в одни или два ряда на медном или алюминиевом радиаторе. В случае рядной установки его функции вполне может выполнять брусок длиной порядка 10 см и сечением 1,5 х 1,5 см, в котором сверлятся и нарезаются отверстия для крепления транзисторов «под винт».
Часть схемы собирается навесным монтажом.
Трансформатор взят от сломанного источника бесперебойного питания.
Припаиваем плату к транзисторам.
При настройке схемы переменным резистором частота генерации импульсов устанавливается на 50 Гц.
Наблюдается некоторое отличие формы выходного напряжения от синусоидального, т.к. мультивибратор CD4047BD генерирует прямоугольные импульсы, фронты которых частично сглаживаются трансформатором. Повышенный коэффициент нелинейных искажений не имеет значения для основной массы нагрузок.
