- Utnytter de faste spenningene (+3.3 V, +5 V, +12 V) og den høye effekten til PC-strømforsyninger.
- Implementering av en LM317 regulator for å oppnå en variabel spenningsutgang.
- Viktigheten av å håndtere tilbakekoblingssløyfen og LC-filtrering i svitsjede strømforsyninger.
- Må koble den grønne ledningen til jord for å aktivere systemets tenning.
Hvis du har en gammel PC-strømforsyning liggende, ikke kast den i resirkuleringsbøtten ennå. Å konvertere en ATX-strømforsyning til en lab-strømforsyning er et av de klassiske elektronikkprosjektene som kan spare deg for en god del penger, siden kommersielle alternativer vanligvis er veldig dyre og av ganske middelmådig kvalitet.
Tanken er å dra nytte av det faktum at disse strømforsyningene allerede er designet for å levere flere stabile spenninger og betydelig kraft, og forvandle dem til et allsidig verktøy for å drive prototyper, motorer eller andre kretser du bygger på arbeidsbenken din. Det handler imidlertid ikke bare om å kutte ledninger; du må vite hva du gjør for å unngå å skade noe i prosessen.
Materialer og verktøy som trengs
For å unngå et skoleprosjekt og sikre at det ferdige produktet faktisk er brukbart, trenger du et grunnleggende verktøysett: et multimeter, loddebolt, loddetinn , avbitertang, skrutrekkere og en drill med borekroner for å bore i metallplaten. For de siste finpussene vil litt sandpapir, svart spraymaling og tynner være nyttig.
Når det gjelder de spesifikke komponentene for montering, må du forberede deg med følgende:
- 6 røde banankontakter for spenningsutganger og 2 svarte ledninger for jord (GND).
- En strømbryter og en 5 mm rød LED med tilhørende 330 ohm motstand for å avgjøre om det er strøm.
- For den delen av variabel spenningEn LM317-regulator, et 5K ohms potensiometer, en 1N4007-diode og en kombinasjon av kondensatorer (220uF, 100uF og 10uF ved 25V eller mer) er avgjørende.
- En 120 ohm motstand og krympeslange (termofit) for å forhindre kortslutning av ledningene.
Den trinnvise transformasjonsprosessen
Det første trinnet er å åpne strømforsyningen forsiktig. Vær forsiktig her: store kondensatorer kan lagre ladning selv når de er frakoblet, så utlad dem ved å kortslutte terminalene med en isolert skrutrekker for å unngå overraskelser.
Når den er åpnet, fjern de interne kretsene, viften og den originale bryteren. Jeg anbefaler å rengjøre alt støv med trykkluft og male kabinettet for å gi det et profesjonelt utseende. Før du monterer det sammen igjen, bor hull i toppdekselet for å få plass til potensiometeret, LED-lampen og bananpluggene.
For at strømforsyningen skal starte, finnes det et viktig triks: den grønne ledningen (PS-ON) må være koblet til jord (GND). Det er her vi plasserer bryteren for å slå enheten av og på. For indikatorlampen kan du lodde LED-en og motstanden til den grå ledningen, som vanligvis gir Power Good-signalet.
Utgangskonfigurasjon og variabel spenning
ATX-strømforsyninger tilbyr svært nyttige faste spenningsnivåer. Basert på ledningsfargene vil du ha +3.3 V (oransje), +5 V (rød), -5 V (hvit), +12 V (gul) og -12 V (blå) . Disse linjene støtter ganske høy strøm, ideelt for å drive motorer.
Hvis du vil ta det et skritt videre, kan du bygge en krets med LM317 ved hjelp av et perforert kort. Denne regulatoren lar deg oppnå en variabel utgangsspenning fra 1.2 V til nesten 12 V. Bare koble LM317 til strøm fra 12 V-linjen på strømforsyningen og koble potensiometeret til kondensatoren for å justere spenningen etter ønske.
Avanserte ingeniør- og kontrollhensyn
Fra et mer teknisk perspektiv er det viktig å forstå at vi har å gjøre med en svitsjet strømforsyning (SMPS) , ikke en lineær en. Dette betyr at reguleringen oppnås ved hjelp av pulsbreddemodulasjon (PWM). En vanlig feil er å prøve å legge til for mange kondensatorer på utgangen, i den tro at det vil redusere støy; i realiteten kan dette destabilisere tilbakekoblingssløyfen og forverre den transiente responsen.
For de som søker profesjonell presisjon, er det viktig å analysere kontrollsløyfen. Hvis du trenger å begrense strømmen for å beskytte kretsene dine, kan du implementere en 0.01 ohm shuntmotstand for å måle spenningsfallet og bruke en operasjonsforsterker (som LM358, som tåler spenninger nær 0 V) for å mate tilbakekoblingspinnen til TL494-kontrolleren.
I tillegg anbefales det å optimalisere utgangsfilteret. For å forhindre at induktoren mettes under høye strømmer, kan du vikle den på to toroidkjerner . Videre reduserer det å erstatte en stor kondensator med flere mindre parallelt den ekvivalente seriemotstanden (ESR), noe som senker temperaturen og forbedrer filtreringen.
Viktige elektriske konsepter: Effekt og effektfaktor
Det er viktig å ikke forveksle aktiv effekt (W) med tilsynelatende effekt (VA). I vekselstrøm skaper den reaktive impedansen til induktorer og kondensatorer et faseskift mellom spenning og strøm. Effektfaktoren (cos φ) indikerer hvor effektiv lasten er; jo nærmere den er 1, desto mer ohmsk er lasten. Effektfaktorkorreksjonsenheter (PFC) finnes ofte i disse strømforsyningene for å optimalisere denne verdien og forhindre forstyrrelser i strømnettet.
Når monteringen er fullført, er resultatet et kraftig verktøy som kombinerer faste høystrømsutganger med et justerbart alternativ, slik at du kan arbeide med full sikkerhet så lenge du respekterer grensene for hver komponent og holder viften i gang for å forhindre overoppheting.
