Αν έχετε ένα παλιό τροφοδοτικό υπολογιστή, μην το πετάξετε ακόμα στον κάδο ανακύκλωσης. Η μετατροπή ενός τροφοδοτικού ATX σε τροφοδοτικό εργαστηρίου είναι ένα από αυτά τα κλασικά ηλεκτρονικά έργα που μπορούν να σας εξοικονομήσουν πολλά χρήματα, καθώς οι εμπορικές επιλογές είναι συνήθως πολύ ακριβές και μάλλον μέτριας ποιότητας.
Η ιδέα είναι να αξιοποιηθεί το γεγονός ότι αυτά τα τροφοδοτικά έχουν ήδη σχεδιαστεί για να παρέχουν πολλαπλές σταθερές τάσεις και σημαντική ισχύ, μετατρέποντάς τα σε ένα ευέλικτο εργαλείο για την τροφοδοσία πρωτοτύπων, κινητήρων ή οποιουδήποτε κυκλώματος κατασκευάζετε στον πάγκο εργασίας σας. Ωστόσο, δεν πρόκειται μόνο για το κόψιμο καλωδίων. Πρέπει να ξέρετε τι κάνετε για να αποφύγετε να προκαλέσετε ζημιά σε οτιδήποτε στη διαδικασία.
Απαραίτητα υλικά και εργαλεία
Για να αποφύγετε μια σχολική εργασία και να βεβαιωθείτε ότι το τελικό προϊόν είναι πραγματικά χρησιμοποιήσιμο, θα χρειαστείτε ένα βασικό κιτ εργαλείων: ένα πολύμετρο, ένα κολλητήρι, ένα συγκολλητικό , κόφτες σύρματος, κατσαβίδια και ένα τρυπάνι με τρυπάνια για το τρύπημα της λαμαρίνας. Για τις τελευταίες πινελιές, θα σας φανούν χρήσιμα λίγο γυαλόχαρτο, μαύρο σπρέι και διαλυτικό.
Όσον αφορά τα συγκεκριμένα εξαρτήματα για συναρμολόγηση, προετοιμαστείτε με τα εξής:
- 6 κόκκινοι σύνδεσμοι μπανάνας για εξόδους τάσης και 2 μαύρα καλώδια για γείωση (GND).
- Ένας διακόπτης τροφοδοσίας και μια κόκκινη λυχνία LED 5 mm με την αντίστοιχη αντίσταση 330 Ohm για να διαπιστωθεί εάν υπάρχει ρεύμα.
- Για το μέρος του μεταβλητή τάσηΈνας ρυθμιστής LM317, ένα ποτενσιόμετρο 5K Ohms, μια δίοδος 1N4007 και ένας συνδυασμός πυκνωτών (220uF, 100uF και 10uF στα 25V ή περισσότερο) είναι απαραίτητα.
- Μια αντίσταση 120 Ohm και ένας θερμοσυστελλόμενος σωλήνας (thermofit) για την αποφυγή βραχυκυκλώματος των καλωδίων.
Η διαδικασία μετασχηματισμού βήμα προς βήμα
Το πρώτο βήμα είναι να ανοίξετε προσεκτικά την παροχή ρεύματος. Να είστε προσεκτικοί εδώ: οι μεγάλοι πυκνωτές μπορούν να αποθηκεύσουν φορτίο ακόμα και όταν είναι αποσυνδεδεμένοι, γι' αυτό αποφορτίστε τους βραχυκυκλώνοντας τους ακροδέκτες με ένα μονωμένο κατσαβίδι για να αποφύγετε τυχόν εκπλήξεις.
Μόλις ανοιχτεί, αφαιρέστε τα εσωτερικά κυκλώματα, τον ανεμιστήρα και τον αρχικό διακόπτη. Συνιστώ να καθαρίσετε όλη τη σκόνη με πεπιεσμένο αέρα και να βάψετε το περίβλημα για να του δώσετε μια επαγγελματική εμφάνιση. Πριν από την επανασυναρμολόγηση, ανοίξτε τρύπες στο πάνω κάλυμμα για να χωρέσουν το ποτενσιόμετρο, το LED και τα βύσματα μπανάνας.
Για να ξεκινήσει η τροφοδοσία ρεύματος, υπάρχει ένα κρίσιμο κόλπο: το πράσινο καλώδιο (PS-ON) πρέπει να είναι συνδεδεμένο στη γείωση (GND). Εδώ τοποθετούμε τον διακόπτη για να ενεργοποιούμε και να απενεργοποιούμε τη συσκευή. Για την ενδεικτική λυχνία, μπορείτε να κολλήσετε τη λυχνία LED και την αντίστασή της στο γκρι καλώδιο, το οποίο συνήθως παρέχει το σήμα Power Good.
Διαμόρφωση εξόδου και μεταβλητή τάση
Τα τροφοδοτικά ATX προσφέρουν πολύ χρήσιμα σταθερά επίπεδα τάσης. Με βάση τα χρώματα των καλωδίων, θα έχετε +3.3V (πορτοκαλί), +5V (κόκκινο), -5V (λευκό), +12V (κίτρινο) και -12V (μπλε) . Αυτές οι γραμμές υποστηρίζουν αρκετά υψηλά ρεύματα, ιδανικά για την τροφοδοσία κινητήρων.
Αν θέλετε να το πάτε ένα βήμα παραπέρα, μπορείτε να κατασκευάσετε ένα κύκλωμα με το LM317 χρησιμοποιώντας μια διάτρητη πλακέτα. Αυτός ο ρυθμιστής θα σας επιτρέψει να έχετε μεταβλητή έξοδο από 1.2V έως σχεδόν 12V . Απλώς τροφοδοτήστε το LM317 από τη γραμμή 12V του τροφοδοτικού και συνδέστε το ποτενσιόμετρο στον πυκνωτή για να ρυθμίσετε την τάση όπως επιθυμείτε.
Προηγμένες τεχνικές και έλεγχος
Από μια πιο τεχνική άποψη, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι έχουμε να κάνουμε με ένα τροφοδοτικό διακοπτόμενης λειτουργίας (SMPS) και όχι με ένα γραμμικό. Αυτό σημαίνει ότι η ρύθμιση επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας διαμόρφωση πλάτους παλμού (PWM). Ένα συνηθισμένο λάθος είναι να προσπαθήσετε να προσθέσετε υπερβολικούς πυκνωτές στην έξοδο, νομίζοντας ότι αυτό θα μειώσει τον θόρυβο. Στην πραγματικότητα, αυτό μπορεί να αποσταθεροποιήσει τον βρόχο ανάδρασης και να επιδεινώσει την παροδική απόκριση.
Για όσους αναζητούν επαγγελματική ακρίβεια, η ανάλυση του βρόχου ελέγχου είναι ζωτικής σημασίας. Εάν χρειάζεται να περιορίσετε το ρεύμα για να προστατεύσετε τα κυκλώματά σας, μπορείτε να εφαρμόσετε μια αντίσταση διακλάδωσης 0.01 Ohm για να μετρήσετε την πτώση τάσης και να χρησιμοποιήσετε έναν λειτουργικό ενισχυτή (όπως τον LM358, ο οποίος μπορεί να αντέξει τάσεις κοντά στα 0V) για να τροφοδοτήσει την ακίδα ανάδρασης του ελεγκτή TL494.
Επιπλέον, συνιστάται η βελτιστοποίηση του φίλτρου εξόδου. Για να αποτρέψετε τον κορεσμό του πυρήνα του επαγωγέα υπό υψηλά ρεύματα, μπορείτε να τον τυλίξετε σε δύο τοροειδείς πυρήνες . Επιπλέον, η αντικατάσταση ενός μεγάλου πυκνωτή με αρκετούς μικρότερους παράλληλα μειώνει την ισοδύναμη σειριακή αντίσταση (ESR), μειώνοντας τη θερμοκρασία και βελτιώνοντας το φιλτράρισμα.
Βασικές ηλεκτρικές έννοιες: Ισχύς και Συντελεστής Ισχύος
Είναι σημαντικό να μην συγχέεται η ενεργός ισχύς (W) με τη φαινομενική ισχύ (VA). Στο εναλλασσόμενο ρεύμα, η άεργος σύνθετη αντίσταση των επαγωγέων και των πυκνωτών δημιουργεί μια μετατόπιση φάσης μεταξύ τάσης και ρεύματος. Ο συντελεστής ισχύος (cos φ) υποδεικνύει πόσο αποτελεσματικό είναι το φορτίο. Όσο πιο κοντά είναι στο 1, τόσο πιο ωμικό είναι το φορτίο. Σε αυτά τα τροφοδοτικά υπάρχουν συνήθως συσκευές διόρθωσης συντελεστή ισχύος (PFC) για τη βελτιστοποίηση αυτής της τιμής και την αποτροπή παρεμβολών στο ηλεκτρικό δίκτυο.
Με την ολοκλήρωση της συναρμολόγησης, το αποτέλεσμα είναι ένα ισχυρό εργαλείο που συνδυάζει σταθερές εξόδους υψηλού ρεύματος με μια ρυθμιζόμενη επιλογή, επιτρέποντάς σας να εργάζεστε με απόλυτη ασφάλεια, εφόσον σέβεστε τα όρια κάθε εξαρτήματος και διατηρείτε τον ανεμιστήρα σε λειτουργία για να αποτρέψετε την υπερθέρμανση.
