Я немного увлекся гальванопластикой (про это еще расскажу), и для нее мне понадобился новый блок питания. Требования к нему примерно такие – 10А выходного тока при максимальном напряжении порядка 5V. Конечно-же, взгляд сразу упал на кучу ненужных компьютерных блоков питания.
Конечно, идея переделать компьютерный блок питания в лабораторный не нова. В интернетах я нашел несколько конструкций, но решил, что еще одна – не помешает. В процессе переделки, я сделал просто дофига ошибок, поэтому, если решитесь сделать и себе такой блок питания, учитывайте их, и у вас получится лучше!
Мощность того блока питания, который я вытащил из-под кровати – 250Вт. Если я сделаю БП 5V/10А, то пропадает драгоценная моща! Не дело! Подымем напряжение до 25V, может сгодится, к примеру, для зарядки аккумуляторов – там нужно напряжение порядка 15V.
Для дальнейших действий нужно сначала найти схему на исходный блок. В принципе, все схемы БП известны и гуглятся. Что именно нужно гуглить – написано на плате.
Мне мою схему подкинул друг. Вот она.
Да-да, нам придется лазить во всех этих кишках. В этом нам поможет даташит на TL494 (eng).
Итак, первое, что нам нужно сделать – проверить, какое максимальное напряжение может выдать блок питания по шинам +12V и +5V. Для этого удаляем предусмотрительно помещенную производителем перемычку обратной связи.
Резисторы R49-R51 подтянут плюсовой вход компаратора к земле. И, вуаля, у нас на выходе – максимальное напряжение.
Пытаемся стартовать блок питания. Ага, без компьютера не стартует. Дело в том, что его нужно включить, соединив вывод PS_ON с землей. PS_ON обычно подписан на плате, и он нам еще понадобится, поэтому не будем его вырезать. А вот непонятную схему на Q10, Q9 и Q8 отключим – она использует выходные напряжение и после их вырезания не даст нашему БП запуститься. Мягкий старт у нас будет работать на резисторах R59, R60 и конденсаторе C28.
Итак, БП запустился. Появились выходные максимальные напряжения.
Внимание! Выходные напряжения – больше тех, на которые рассчитаны выходные конденсаторы, и, поэтому, конденсаторы могут взорваться. Я хотел поменять конденсаторы, поэтому мне их было не жалко, а вот глаза не поменяешь. Аккуратно!
Итак, получилось по +12V −> 24V, а по +5V −> 9.6V. Похоже, запас по напряжению ровно в 2 раза. Ну и прекрасно! Ограничим выходное напряжение нашего БП на уровне 20V, а выходной ток – на уровне 10А. Таким образом, получаем максимум 200 Вт мощи.
С параметрами, вроде бы, определились.
Теперь нужно сделать управляющую электронику. Жестяной корпус БП меня не удовлетворил (и, как оказалось, зря) – он так и норовит поцарапать что-то, да еще и соединен с землей (это помешает мерить ток дешевыми операционниками).
В качестве корпуса я выбрал Z-2W, конторы Maszczyk.
Я измерил излучаемый блоком питания шум – он оказался вполне небольшим, так что, вполне можно использовать пластиковый корпус.
После корпуса я сел за Corel Draw и прикинул, как должна выглядеть передняя панель:
Я решил разбить электронику на две части – фальш-панель и управляющая электроника. Причина для такого разбиения – банально не хватило места на лицевой панели, чтобы вместить еще и управляющую электронику.
В качестве основного источника питания для своей электроники я выбрал Standby источник. Было замечено, что если его хорошенько нагрузить, то он перестает пищать, поэтому идеальными оказались 7-сегментные индикаторы — и блок питания подгрузят и напряжение с током покажут.
Фальш-панель:
На ней индикаторы, потенциометры, светодиод. Для того, чтобы не тащить кучу проводов к 7-сегментникам, я использовал сдвиговые регистры 74AC164. Почему AC, а не HC? У HC максимальный суммарный ток всех ножек – 50мА, а у AC – по 25мА на каждую ножку. Ток индикаторов я выбрал 20 мА, то есть 74HC164 точно бы не хватило по току.
Управляющая электроника БП.
Тут все слегка посложнее. В процессе составления схемы я конкретно налажал, за что и поплатился кучей перемычек на плате. Вам же предоставляется исправленная схема (PDF и картинка).
(By BTerrano: только аналоговая часть)
Если кратко, то:
U1A – диф. усилитель тока. При максимальном токе на выходе получается 2.56V, что совпадает с опорным у АЦП контроллера.
U1B – собственно токовый компаратор – если ток превышает порог, заданный резисторами, TL494 "затыкается"
U2A – индикатор того, что БП работает в режиме ограничения тока.
U2B – компаратор напряжения.
U3A, U3B – повторители с переменников. Дело в том, что переменники относительно высокоомные, да еще и сопротивление их меняется. Это значительно усложнит компенсацию обратной связи. А вот если их привести к одному сопротивлению, то все становится значительно проще.
С контроллером все понятно – это банальная Атмега8, да еще и в ДИП-е, которая лежала в загашнике. Прошивка относительно простая, и сделана между паяниями левой лапой. Но, тем не менее, рабочая.
Прошивка — (исходник [на Си] + hex)Контроллер работает на 8МГц от RC-генератора (нужно поставить соответствующие фьюзы)
По хорошему, измерение тока нужно перенести на "высокую сторону", тогда можно будет мерить напряжение непосредственно на нагрузке. В этой схеме при больших токах в измеренном напряжении будет ошибка до 200 mV. Я слажал и каюсь. Надеюсь, вы не повторите моих ошибок.
Выбрасываем все лишнее. Схема получается такой:
Синфазный дроссель я немного переделал – соединил последовательно обмотку, которая для 12V, и две обмотки для 5V. В итоге получилось около 100 мкГн, что дофига. Еще я заменил конденсатор тремя включенными параллельно 1000 uF/25V
После модификации, выход выглядит так:
Запускаем. Офигиваем от количества шума!
300 mV! Пачки, похоже на возбуждение обратной связи. Тормозим ОС до предела, пачки не исчезают. Значит, дело не в ОС.
Долго тыкавшись, я нашел, что причина такого шума – провод! Простой двужильный двухметровый провод! Если подключить осциллограф до него, или включить конденсатор прямо на щуп осциллографа, пульсации уменьшаются до 20 mV! Это явление я толком не могу объяснить. Может, кто-то из вас поделится? Теперь, понятно что делать – в питающейся схеме должен быть конденсатор, и конденсатор нужно повесить непосредственно на клеммы БП.
Кстати, насчет Y–конденсаторов. Китайцы сэкономили на них и не поставили.
 выходное напряжение без Y–конденсаторов |
 с Y–конденсатором |
Лучше? Несомненно! Более того, после установки Y–конденсаторов сразу же перестал глючить измеритель тока!
Еще я поставил X2–конденсатор, чтобы хоть как-то поменьше хлама в сети было. К сожалению, похожего синфазного дросселя у меня нет, но как только найду – сразу поставлю.
(P.S. By BTerrano: об X– и Y–конденсаторах)
Обратная связь.
Про нее я написал отдельную статейку, читайте.
Охлаждение
Вот тут пришлось повозиться! После нескольких секунд под полной нагрузкой вопрос о необходимости активного охлаждения был снят. Больше всех грелась выходная диодная сборка.
В сборке стоят обычные диоды, я думал заменить их диодами Шоттки. Но обратное напряжение на этих диодах оказалось порядка 100 вольт, а как известно, высоковольтные диоды Шоттки не намного лучше обычных диодов.
Поэтому пришлось прикрутить кучу дополнительных радиаторов (сколько влезло) и организовать активное охлаждение.
Откуда брать питание для вентилятора? Вот и я долго думал, но таки придумал. TL494 питается от источника напряжением 25V. Берем его (с перемычки J3 на схеме) и понижаем стабилизатором 7812.
Для продуваемости пришлось вырезать крышку под 120 мм вентилятор, и прицепить соответствующую решетку, а сам вентилятор поставить на 80 мм. Единственное место, где это можно было сделать – это верхняя крышка, а поэтому конструкция получилась очень плохая – сверху может упасть какая-то металлическая хрень и замкнуть внутренние цепи блока питания. Ставлю себе 2 балла. Не стоило уходить от корпуса блока питания! Не повторяйте моих ошибок!
Вентилятор никак не крепится. Его просто прижимает верхняя крышка. Так вот хорошо с размерами я попал.
Результаты
Итог. Итак, этот блок питания работает уже неделю, и можно сказать, что он довольно надежен. К моему удивлению, он очень слабо излучает, и это хорошо!
Потроха:
Я попытался описать подводные камни, на которые сам нарвался. Надеюсь, вы не повторите их! Удачи!
