Переделываем блок питания компьютера в лабораторный

Переделываем блок питания компьютера в лабораторный

Вы используете устаревший браузер. Этот и другие сайты могут отображаться в нём некорректно.
Необходимо обновить браузер или попробовать использовать другой.

Впервые в истории FORUMHOUSE выбираем лучший дом. Главный приз 100 000 рублей! Примите участие в нашей группе ВКонтакте

Переделываем блок питания компьютера в лабораторный

Н-да.
Неисповедимы
пути.
И вот он уже регулируемый!
Fantastisch!

ПРОЕКТ №20: блок питания с регулируемым Uвых из АТХ-блока

Я неоднократно обращал внимание на рекомендации в Сети по переделке компьютерных БП в лабораторные с регулируемым выходным напряжением. И вот решил попробовать модернизировать АТХ-блок с минимальным вмешательством в схему. Поскольку у меня накопилось достаточно всякого РАДИОхабара, то и финансовые затраты должны быть минимальными.

1.Извлёк из запасников АТХ- блок:

2. На нём написано:

Я несколько скептически отношусь к указанным параметрам. Но, Бог с ними, с параметрами. Меня вполне устроит, если они верны хотя бы наполовину.

3. Не забыв включить блок с тыловой стороны:

соответственно цветовой кодировке разъёма питания

замкнул зелёный проводок «PsON» и чёрный «Gnd» — блок включился:

4. Проконтролировал напряжения на выходах +12В и +5В:

5. Приступаю к вскрытию. Сметаю кисточкой пыль и прочий мусор:

6.Отсоединяю вход ~220В, отвинчиваю винты крепления платы, вентилятора и извлекаю их из корпуса:

7. Отпаиваю лишние провода и вентилятор (пока, чтоб не мешал):

8. Пытаюсь определить, какой именно ШИМ-контроллер стоит в этом блоке. Надпись читается с трудом: КА7500В

9. Вид снизу на распайку обвязки контроллера:

10.Переделка БП довольно проста – нужно найти резистор R34 (показан стрелкой), связывающий 1-ю ножку микросхемы и шину +12В, и выпаять его:

На схеме он также выделен жёлтым цветом:

Правда, номинал на схеме 3,9 кОм, а измерения показывают, что не всё то истина, что пишут на. Реально сопротивление этого резистора составило около 39 кОм.

11. На место R34 надо впаять переменный резистор. Не утруждая себя долгими поисками, я взял переменный на 47 кОм + 4,3 кОм последовательно с ним (полагаю, можно использовать и несколько иные номиналы):

12. Включил БП – никаких лишних звуков, запахов, искрений, возгораний и т.п. – он заработал сразу:

13. Померил диапазоны изменений напряжений:

+12В: 4,96…12,05В

+5В: 2,62…5,62В

+3,3В: 1,33…3,14В
Это меня устраивает, поскольку я не ставил никаких ГЛОБАЛЬНЫХ целей по модернизации данного БП.

14. Для индикации выходного напряжения я применю обычный аналоговый вольтметр:

Его показания довольно хорошо согласуются с цифровым:

15. Блоку надо придать вид законченной конструкции. Считаю, что корпус БП и так достаточно хорош. Оформить придётся только переднюю панель. Для этого я выведу на неё клеммы, выключатель (так и хочется сказать «типа ТУМБЛЕР» по аналогии с расположенным строго на север туалЭтом «типа СОРТИР», обозначенным на плане буквами «МЭ» и «ЖО» — см. фото из моей любимой комедии),

вольтметр, амперметр и, конечно же, светодиодик.

Примерно так:

Однако, как показала прикидка, я слишком размахнулся. У меня нет достаточно миниатюрных приборов, и поэтому амперметр ставить некуда! А если его ставить, то негде будет размещать все остальные элементы, если делать переднюю панель не более реального размера фронтальной стороны блока.

Вот так это смотрится в программе FrontDesigner 3.0. Её можно скачать ОТСЮДА, а можно и поискать в Сети.

16. Немного подумав, решил заменить предыдущий вольтметр на другой, который не жалко переделать. Этот вольтметр также предназначен для работы в горизонтальном положении, а если расположить его вертикально, то угол наклона шкалы будет отрицательным – это не очень удобно для наблюдений. Вот этот прибор я и буду немножко модернизировать.

Прибор открыт:

Измеряю сопротивление добавочного резистора:

Новый предел измерения будет 15В. Исходя из того, что напряжение Uпропорционально сопротивлению R (и наоборот), т.е. по закону Ома для участка цепи U=IRи R=U/I, следует простая пропорция Rд/x=6В/15В, откуда х=Rд×15/6,где Rд=5,52 кОм – прежний добавочный резистор, х – новый добавочный резистор, 6В – прежний предел, 15В – новый предел вольтметра.
Итак, х=5,52х15/6= 13,8 кОм. Это элементарная физика и математика.
Новый резистор я составил из двух:

Корпус прибора пришлось несколько «укоротить», чтобы он соответствовал высоте БП:

Сделал новую шкалу в той же программе FrontDesigner 3.0. Вольтметру придётся работать в экстремальных условиях: вверх ногами и вертикально, и отсчёт будет «обратный» – справа-налево!

17. Вот так, примерно, всё будет расположено на передней панели:

Размечаю панель:

И делаю в ней отверстия:

Устанавливаю элементы:

К корпусу БП панель будет крепиться на П-образных скобках:

Глянув в окно, обнаружил, что, как всегда, неожиданно выпал первый снег – 26 окт 2016:

18. Приступаю к окончательной сборке. Ещё раз прикидываю размещение:

Предварительно устанавливаю вольтметр и переднюю панель на корпус БП:

Вентилятор я вставил наоборот, чтобы он гнал воздух внутрь корпуса, вставил плату, подсоединил «GND», выключатель («PsON»и «Gnd»), включил – БП запустился. Регулировка выходного напряжения также происходит в обратную сторону – против часовой стрелки. Проконтролировал изменение напряжения на шине +12В:

Все провода припаял, установил и присоединил вольтметр, установил переднюю панель, включил – светодиод моргнул, стрелка вольтметра прыгнула влево (он у меня установлен «наоборот») и всё! Выключил, включил – то же самое! Проверил, нет ли замыканий с обратной стороны передней панели – всё нормально. В чём дело? Повернул переменный резистор в сторону уменьшения (он стоял на максимуме), включил – БП заработал. Плавно вращаю регулятор – снова всё нормально: напряжение на выходах увеличивается и уменьшается, блок не вырубается. Выключил. Вывернул на максимум, включил – снова не включается! Выключил. Установил в промежуточное положение, включил – БП запустился. Т.о. ошибка не в монтаже, а где-то глубже. Но БП работает!

Окончательно собираю конструкцию и снова включаю для проверки:

Вот законченная конструкция:

Назову его «БП-АТХ в2.0».
Финансовые затраты равны НУЛЮ. Я использовал только имеющиеся у меня детали и материалы.

Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера

Во всех современных компьютерах используются блоки питания стандарта ATX. Ранее использовались блоки питания стандарта AT, в них не было возможности удаленного запуска компьютера и некоторых схемотехнических решений. Введение нового стандарта было связано и с выпуском новых материнских плат. Компьютерная техника стремительно развивалась и развивается, поэтому возникла необходимость улучшения и расширения материнских плат. С 2001 года и был введен этот стандарт.

Содержание статьи

Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.

Расположение элементов на плате

Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.

Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.

А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.

На входе блока питания стоит фильтр электромагнитных помех из дросселя и ёмкости (1 блок). В дешевых блоках питания его может не быть. Фильтр нужен для подавления помех в электропитающей сети возникших в результате работы импульсного источника питания.

Все импульсные блоки питания могут ухудшать параметры электропитающей сети, в ней появляются нежелательные помехи и гармоники, которые мешают работе радиопередающих устройств и прочего. Поэтому наличие входного фильтра крайне желательно, но товарищи из Китая так не считают, поэтому экономят на всём. Ниже вы видите блок питания без входного дросселя.

Дальше сетевое напряжение поступает на выпрямительный диодный мост, через предохранитель и терморезистор (NTC), последний нужен для зарядки фильтрующих конденсаторов. После диодного моста установлен еще один фильтр, обычно это пара больших электролитических конденсаторов, будьте внимательны, на их выводах присутствует большое напряжение. Даже если блок питания выключен из сети следует предварительно их разрядить резистором или лампой накаливания, прежде чем трогать руками плату.

После сглаживающего фильтра напряжение поступает на схему импульсного блока питания она сложная на первый взгляд, но в ней нет ничего лишнего. В первую очередь запитывается источник дежурного напряжения (2 блок), он может быть выполнен по автогенераторной схеме, а может быть и на ШИМ-контроллере. Обычно – схема импульсного преобразователя на одном транзисторе (однотактный преобразователь), на выходе, после трансформатора, устанавливают линейный преобразователь напряжения (КРЕНку).

Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:

Вот увеличенная версия схемы каскада из приведенного примера. Транзистор стоит в автогенераторной схеме, частота работы которой зависит от трансформатора и конденсаторов в его обвязке, выходное напряжение от номинала стабилитрона (в нашем случае 9В) который играет роль обратной связи или порогового элемента который шунтирует базу транзистора при достижении определенного напряжения. Оно дополнительно стабилизируется до уровня 5В, линейным интегральным стабилизатором последовательного типа L7805.

Дежурное напряжение нужно не только для формирования сигнала включения (PS_ON), но и для питания ШИМ-контроллера (блок 3). Компьютерные блоки пиатния ATX чаще всего построены на TL494 микросхеме или её аналогах. Этот блок отвечает за управление силовыми транзисторами (4 блок), стабилизацию напряжения (с помощью обратной связи), защиту от КЗ. Вообще 494 – это культовая микросхема используется в импульсной технике очень часто, её можно встретить и в мощных блоках питания для светодиодных лент. Вот её распиновка.

На приведенном примере силовые транзисторы (2SC4242) из 4 блока включаются через «раскачку» выполненную на двух ключах (2SC945) и трансформаторе. Ключи могут быть любыми, как и остальные элементы обвязки – это зависит от конкретной схемы и производителя. Обе пары ключей нагружены на первичные обмотки соответствующих трансформаторов. Раскачка нужна, поскольку для управления биполярными транзисторами нужен приличный ток.

Последний каскад – выходные выпрямители и фильтры, там расположены отводы от обмоток трансформаторов, диодные сборки Шоттки, дроссель групповой фильтрации и сглаживающие конденсаторы. Компьютерный блок питания выдаёт целый ряд напряжений для функционирования узлов материнской платы, питания устройств ввода-вывода, питания HDD и оптических приводов: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В. От выходной цепи запитан и охлаждающий кулер.

Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.

Дополнительные функции

Продвинутые модели компьютерных блоков питания могут дополнительно оснащаться платой контроля оборотов кулера, которая подстраивает их под соответствующую температуру, когда вы нагружаете блок питания, кулер крутится быстрее. Такие модели более комфортны в использовании, поскольку создают меньше шума при малых нагрузках.

В дешевых источниках питания кулер подключен напрямую к линии 12В и работает на полную мощность постоянно, это усиливает его износ, в результате чего шум станет еще больше.

Если ваш блок питания имеет хороший запас по мощности, а материнская плата и комплектующие довольно скромные по потреблению – можно перепаять кулер на линию 5В или 7В припаяв его между проводами +12В и +5В. Плюс кулера к желтому проводу, а минус к красному. Это снизит уровень шума, но не стоит так делать, если блок питания нагружен полностью.

Еще более дорогие модели оснащены активным корректором коэффициента мощности, как уже было сказано, он нужен для уменьшения влияния источника питания на питающую сеть. Он формирует нужные напряжения на входных каскадах ИП, при этом сохраняя изначальную форму питающего напряжения. Достаточно сложное устройство и в пределах этой статьи подробнее рассказывать о нем не имеет смысла. Ряд эпюр отображает примерный смысл использования корректора.

Проверка работоспособности

К компьютеру ИП подключается через стандартизированный разъём, он универсален в большинстве блоков, за исключением специализированных источников питания, которые могут использовать ту же клеммную колодку, но с иной распиновкой, давайте рассмотрим стандартный разъём и назначение его выводов. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода.

Кроме основного 20-24 контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода. Все их распиновки вы видите на картинке ниже.

Конструкция всех разъёмов таков, чтобы вы случайно не вставили его «вверх ногами», это приведет к выходу из строя оборудования. Главное, что стоит запомнить: красный провод – это 5В, Жёлтый – 12В, Оранжевый – 3.3В, Зеленый – PS_ON – 3. 5В, Фиолетовый – 5В, это основные которые приходится проверять до и после ремонта.

Помимо общей мощности блока питания большую роль играет мощность, а вернее ток каждой из линий, обычно они указываются на наклейке на корпусе блока. Эта информация станет очень кстати, если вы собрались запускать свой блок питания ATX без компьютера для питания других устройств.

При проверке блока желательно его отключить от материнской платы, это предотвратит превышение напряжений выше номинальных (если блок всё же не исправен). Но на холостом ходу запускать его не рекомендуют, это может привести к проблемам и поломке. Да и напряжения на холостом ходу могут быть в норме, но под нагрузкой значительно проседать.

В качественных блоках питания установлена защита, которая отключает схему при отклонении от нормальных напряжений, такие экземпляры вообще не включатся без нагрузки. Далее мы подробно рассмотрим, как включать блок питания без компьютера и какую можно повесить нагрузку.

Использование блока питания без компьютера

Если вы вставите вилку в розетку и включите тумблер на задней панели блока, напряжений на выводах не будет, но должно появиться напряжение на зеленом проводе (от 3 до 5В), и фиолетовом (5В). Это значит, что источник дежурного питания в норме, и можно пробовать запускать блок питания.

На самом деле всё достаточно просто, нужно замкнуть зеленый провод на землю (любой из черных проводов). Здесь всё зависит от того как вы будете использовать блок питания, если для проверки, то можно это сделать пинцетом или скрепкой. Если он будет включен постоянно или вы будете выключать его пол линии 220В, то скрепка, вставленная между зеленым и черным проводом рабочее решение.

Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.

Чтобы напряжения блока питания были в норме при его проверке нужно установить нагрузочный блок, можно его сделать из набора резисторов по такой схеме. Но обратите внимание на величину резисторов, по каждому из них будет протекать большой ток, по линии 3.3 вольта порядка 5 Ампер, по линии 5 вольт – 3 Ампера, по линии 12В – 0.8 Ампер, а это от 10 до 15Вт общей мощности по каждой линии.

Резисторы нужно подбирать соответствующие, но не всегда их можно найти в продаже, особенно в небольших городах, где малый выбор радиодеталей. В других вариантах схемы нагрузки, токи еще больше.

Один из вариантов исполнения подобной схемы:

Другой вариант использовать лампы накаливания или галогеновые лампы, на 12В подойдут от автомобиля их можно использовать и на линиях с 3.3 и 5В, стоит только подобрать нужные мощности. Еще лучше найти автомобильные или мотоциклетные 6В лампы накаливания и подключить несколько штук параллельно. Сейчас продаются 12В светодиодные лампы большой мощности. Для 12В линии можно использовать светодиодные ленты.

Если вы планируете использовать компьютерный блок питания, например, для питания светодиодной ленты, будет лучше, если вы немного нагрузите линии 5В и 3.3В.

Заключение

Блоки питания ATX отлично подходят для питания радиолюбительских конструкций и как источник для домашней лаборатории. Они достаточно мощные (от 250, а современные от 350Вт), при этом можно найти на вторичном рынке за копейки, также подойдут и старые модели AT, для их запуска нужно лишь замкнуть два провода, которые раньше шли на кнопку системного блока, сигнала PS_On на них нет.

Если вы собрались ремонтировать или восстанавливать подобную технику, не забывайте о правилах безопасной работы с электричеством, о том, что на плате есть сетевое напряжение и конденсаторы могут оставаться заряженными долгое время.

Включайте неизвестные блоки питания через лампочку, чтобы не повредить проводку и дорожки печатной платы. При наличии базовых знаний электроники их можно переделать в мощное зарядное для автомобильных аккумуляторов или в лабораторный блок питания. Для этого изменяют цепи обратной связи, дорабатывают источник дежурного напряжения и цепи запуска блока.

Напряжения в компьютерном БП

Дело в том, что можно в компьютерном блоке питания найти несколько типов напряжений:

Как вы понимаете, это наиболее «популярные» значения напряжений. Их достаточно для питания микросхем, контроллеров, исполнительных устройств. Обратите внимание на то, что даже сложный электронный механизм можно запитать от одного только блока питания компьютера. Лишь бы был приличный запас мощности.

Переделка компьютерного блока питания

Анализ информации по переделке компьютерных импульсных блоков питания (далее ИБП), размещенной в Интернете, натолкнул на мысли переделать ИБП для радиолюбительских целей. Ввиду большого разнообразия вариантов исполнения блоков питания пришлось разрабатывать свою методику переделки.

Однажды попались мне два внешне совершенно одинаковых ИБП, но на плате у одного из них изготовителем не были уставлены с два десятка деталей! Вообще, было переделано больше десятка ИБП. Переделке поддались ИБП с ШИМ-контроллером TL494 (или его соответствующие аналоги).

Условно ИБП можно разделить на две категории:
— ИБП раннего выпуска (без выводов VSB и PS-ON), которые не запускаются без нагрузки по шине +5 В (часто встречал случаи нагрузки этой шины резистором 5 Ом/10 Вт, а это дополнительный источник тепла в корпусе ИБП), стабилизация напряжения —только по шине +5 В, запускаются сразу после подачи сетевого напряжения;
— ИБП позднего выпуска, имеют выводы VSB, PS-ON, PG, +3,3 В, высокий уровень стабилизации по шине +12 В и запускаются только после замыкания вывода PS-ON на корпус (GND).

Итак, после вскрытия ИБП первым делом необходимо очистить его от пыли. Затем снять вентилятор охлаждения и смазать его машинным маслом, для этого отклеивают фирменную наклейку и выковыривают резиновую пробку.

Разъемы для подключения сетевого шнура и монитора, а также переключатель 115/230 В также снимаем — на этом месте будут размещены амперметр и резистор регулировки выходного напряжения. Сетевой шнур следует припаять непосредственно к плате. Электролитические конденсаторы на шине +12 В заменяем на 25-вольтовые.

Далее следует отпаять провода от источников +5, -5, -12 В и +3,3 В. Оставшиеся провода шин +12 В (оранжевого цвета) и GND (черного цвета) будут подпаяны к выходным гнездам.

Подпаиваем перменный резистор

На печатной плате к выводу 1 ШИМ-контроллера TL494 (рис.1 а или б — в зависимости от варианта исполнения ИБП) и общему проводу подпаиваем переменный резистор Rрег. сопротивлением 47 кОм. Уменьшая сопротивление резистора Rper, пытаемся поднять напряжение шины +12 В, но при напряжении 12,5 — 13В должна срабатывать защита ИБП, и он должен выключаться. За это отвечает узел защиты от превышения выходного напряжения, начинающийся обычно со стабилитрона (рис.2а или б — в зависимости от варианта исполнения ИБП).

Узел защиты от превышения выходного напряжения

Его необходимо отыскать на плате и выпаять на время экспериментов. Если стабилитрон стоит в другом месте схемы, то найти его можно, измеряя падение напряжения на нем (около 4 —5 или 10—12 В).

Далее запускаем ИБП и, уменьшая сопротивление резистора Rper. поднимаем напряжение на шине +12 В до максимума (+16 — 20 В, в зависимости от конкретного экземпляра ИБП). На плате выпаиваем все резисторы, подключенные к выводу 1 ШИМ-контроллера, и собираем цепь регулировки выходного напряжения (рис.3).

Цепь регулировки выходного напряжения

Резистором R2 подбираем верхний предел регулировки (обычно +16 В).

Вернемся к защите от превышения выходного напряжения.

Есть два варианта:
— подобрать цепочку из маломощных диодов включенных последовательно с стабилитроном (рис 4а);
— собрать схемку на тиристоре (рис.4б), главное условие защиты — срабатывание при напряжении, на 1 — 1,5 В превышающем напряжения верхнего предела регулировки.
Далее, для уменьшения акустического шума, последовательно с плюсовым проводом вентилятора включаем резистор сопротивлением 10 —15 Ом мощностью 1 Вт (рис.5).

Монтируем выходные клеммы.

Для улучшения работы ИБП включаем цепочку из резистора и двух конденсаторов, согласно рисунку. В разрыв плюсового (оранжевого) провода подключаем амперметр.

Мною был изготовлен УКВ усилитель мощности на транзисторе КТ931, и для его питания необходимо было напряжение 20 — 27 В. Предлагаю вариант соединения двух ИБП в один (рис.6).

Вариант соединения двух ИБП в один

Все здесь просто, на мелочах останавливаться не буду, единственное — в ИБП 1 необходимо не забыть в местах крепления платы 1 к корпусу разрезать дорожки к GND и установить диоды VD1 — VD4. Амперметр на рисунке не показан.