Als je nog een oude pc-voeding hebt liggen, gooi die dan nog niet weg. Het ombouwen van een ATX-voeding tot een laboratoriumvoeding is een van die klassieke elektronicaprojecten waarmee je flink wat geld kunt besparen, aangezien commerciële opties meestal erg duur en van matige kwaliteit zijn.
Het idee is om te profiteren van het feit dat deze voedingen al ontworpen zijn om meerdere stabiele spanningen en aanzienlijk vermogen te leveren, waardoor ze een veelzijdig hulpmiddel worden voor het voeden van prototypes, motoren of elk circuit dat je op je werkbank bouwt. Het gaat echter niet alleen om het doorknippen van draden; je moet weten wat je doet om te voorkomen dat je iets beschadigt.
Benodigde materialen en gereedschappen
Om te voorkomen dat het op een schoolproject lijkt en ervoor te zorgen dat het eindproduct ook echt bruikbaar is, heb je een basisgereedschapset nodig: een multimeter, soldeerbout, soldeer , draadkniptang, schroevendraaiers en een boormachine met boortjes om in het plaatmetaal te boren. Voor de afwerking komen schuurpapier, zwarte spuitverf en verdunner goed van pas.
Wat betreft de specifieke onderdelen voor de montage, zorg dat u het volgende bij de hand hebt:
- 6 rode banaanstekkers voor spanningsuitgangen en 2 zwarte draden voor aarde (GND).
- Een aan/uit-schakelaar en een rode LED van 5 mm met de bijbehorende weerstand van 330 Ohm om te bepalen of er stroom loopt.
- Wat betreft het gedeelte van de variabele spanningEen LM317-regelaar, een potentiometer van 5 kΩ, een 1N4007-diode en een combinatie van condensatoren (220 µF, 100 µF en 10 µF bij 25 V of meer) zijn essentieel.
- Een weerstand van 120 Ohm en krimpkous (thermofit) om kortsluiting tussen de draden te voorkomen.
Het stapsgewijze transformatieproces
De eerste stap is het voorzichtig openen van de voeding. Wees hierbij voorzichtig: grote condensatoren kunnen zelfs na het loskoppelen nog lading opslaan. Ontlaad ze daarom door de aansluitingen kort te sluiten met een geïsoleerde schroevendraaier om onaangename verrassingen te voorkomen.
Verwijder na het openen de interne elektronica, de ventilator en de originele schakelaar. Ik raad aan om al het stof met perslucht te verwijderen en de behuizing te schilderen voor een professionele uitstraling. Boor vóór de montage gaten in de bovenklep voor de potentiometer, de LED en de banaanstekkers.
Om de voeding te starten, is er een cruciale truc: de groene draad (PS-ON) moet met aarde (GND) verbonden zijn. Hier plaatsen we de schakelaar om het apparaat aan en uit te zetten. Voor het indicatielampje kun je de LED en de bijbehorende weerstand aan de grijze draad solderen, die normaal gesproken het Power Good-signaal levert.
Uitgangsconfiguratie en variabele spanning
ATX-voedingen bieden zeer nuttige vaste spanningsniveaus. Aan de hand van de draadkleuren heb je +3.3V (oranje), +5V (rood), -5V (wit), +12V (geel) en -12V (blauw) . Deze lijnen ondersteunen relatief hoge stromen, ideaal voor het aandrijven van motoren.
Als je nog een stap verder wilt gaan, kun je een circuit bouwen met de LM317 op een geperforeerde printplaat. Met deze spanningsregelaar kun je een variabele uitgangsspanning verkrijgen van 1.2V tot bijna 12V . Voed de LM317 eenvoudigweg met de 12V-lijn van de voeding en verbind de potentiometer met de condensator om de spanning naar wens in te stellen.
Geavanceerde technische en besturingsaspecten
Vanuit een meer technisch perspectief is het belangrijk te begrijpen dat we te maken hebben met een schakelende voeding (SMPS) , en niet met een lineaire voeding. Dit betekent dat de regeling plaatsvindt met behulp van pulsbreedtemodulatie (PWM). Een veelgemaakte fout is om te proberen te veel condensatoren aan de uitgang toe te voegen, in de veronderstelling dat dit de ruis zal verminderen; in werkelijkheid kan dit de feedbacklus destabiliseren en de transiënte respons verslechteren.
Voor wie professionele precisie nastreeft, is het analyseren van de regelkring essentieel. Als u de stroom moet beperken om uw circuits te beschermen, kunt u een shuntweerstand van 0.01 Ohm gebruiken om de spanningsval te meten en een operationele versterker (zoals de LM358, die spanningen tot bijna 0V kan verdragen) gebruiken om de feedbackpin van de TL494-controller aan te sturen.
Daarnaast wordt het optimaliseren van het uitgangsfilter aanbevolen. Om te voorkomen dat de spoelkern verzadigd raakt bij hoge stromen, kunt u deze om twee toroïdale kernen wikkelen . Verder verlaagt het vervangen van een grote condensator door meerdere kleinere parallel geschakelde condensatoren de equivalente serieweerstand (ESR), waardoor de temperatuur daalt en de filtering verbetert.
Belangrijke elektrotechnische concepten: Vermogen en arbeidsfactor
Het is belangrijk om actief vermogen (W) niet te verwarren met schijnbaar vermogen (VA). Bij wisselstroom veroorzaakt de reactieve impedantie van spoelen en condensatoren een faseverschuiving tussen spanning en stroom. De arbeidsfactor (cos φ) geeft aan hoe efficiënt de belasting is; hoe dichter deze bij 1 ligt, hoe hoger de weerstand van de belasting. Apparaten voor arbeidsfactorcorrectie (PFC) worden vaak in deze voedingen gebruikt om deze waarde te optimaliseren en storingen in het elektriciteitsnet te voorkomen.
Na de montage is het resultaat een krachtig apparaat dat vaste, hoge stroomsterktes combineert met een instelbare optie. Hierdoor kunt u volledig veilig werken, zolang u de limieten van elk onderdeel respecteert en de ventilator laat draaien om oververhitting te voorkomen.
