- Využívanie pevných napätí (+3.3 V, +5 V, +12 V) a vysokého výkonu napájacích zdrojov pre PC.
- Implementácia regulátora LM317 na získanie premenlivého napäťového výstupu.
- Dôležitosť riadenia spätnoväzobnej slučky a LC filtrovania v spínaných napájacích zdrojoch.
- Na aktiváciu zapaľovania systému je potrebné premostiť zelený vodič so zemou.
Ak máte po ruke starý počítačový zdroj, zatiaľ ho nevyhadzujte do recyklačného koša. Prestavba zdroja ATX na laboratórny zdroj je jedným z tých klasických elektronických projektov, ktoré vám môžu ušetriť nemalé peniaze, pretože komerčné možnosti sú zvyčajne veľmi drahé a majú pomerne priemernú kvalitu.
Cieľom je využiť skutočnosť, že tieto napájacie zdroje sú už navrhnuté tak, aby dodávali viacero stabilných napätí a značný výkon, čím sa premenia na všestranný nástroj na napájanie prototypov, motorov alebo akéhokoľvek obvodu, ktorý si staviate na pracovnom stole. Nejde však len o strihanie drôtov; musíte vedieť, čo robíte, aby ste sa pri tom vyhli poškodeniu.
Potrebné materiály a nástroje
Aby ste sa vyhli školskému projektu a zabezpečili, že hotový výrobok bude skutočne použiteľný, budete potrebovať základnú sadu náradia: multimeter, spájkovačku, spájkovačku , nožnice na drôty, skrutkovače a vŕtačku s vrtákmi na vŕtanie plechu. Na konečnú úpravu sa vám bude hodiť brúsny papier, čierna farba v spreji a riedidlo.
Pokiaľ ide o konkrétne komponenty na montáž, pripravte si nasledovné:
- 6 červených banánikových konektorov pre napäťové výstupy a 2 čierne vodiče pre uzemnenie (GND).
- Vypínač a 5 mm červená LED dióda s príslušným 330 Ohmovým rezistorom na určenie, či je pripojený prúd.
- Pre tú časť premenlivé napätieNevyhnutný je regulátor LM317, potenciometer s odporom 5 kOhmov, dióda 1N4007 a kombinácia kondenzátorov (220 uF, 100 uF a 10 uF pri 25 V alebo viac).
- 120-ohmový rezistor a zmršťovacia bužírka (termofit) na zabránenie skratu vodičov.
Postupný proces transformácie
Prvým krokom je opatrné otvorenie zdroja napájania. Buďte opatrní: veľké kondenzátory môžu ukladať náboj aj po odpojení, preto ich vybite skratovaním svoriek izolovaným skrutkovačom, aby ste predišli akýmkoľvek prekvapeniam.
Po otvorení vyberte vnútorné obvody, ventilátor a pôvodný spínač. Odporúčam vyčistiť všetok prach stlačeným vzduchom a natrieť kryt , aby mal profesionálny vzhľad. Pred opätovnou montážou vyvŕtajte do horného krytu otvory na umiestnenie potenciometra, LED diódy a banánovníkov.
Pre spustenie napájania existuje kľúčový trik: zelený vodič (PS-ON) musí byť pripojený k zemi (GND). Sem umiestnime spínač, ktorým zapíname a vypíname zariadenie. Pre kontrolku môžete LED diódu a jej rezistor prispájkovať k sivému vodiču, ktorý zvyčajne poskytuje signál „Power Good“.
Konfigurácia výstupu a variabilné napätie
Zdroje ATX ponúkajú veľmi užitočné fixné úrovne napätia. Na základe farieb vodičov budete mať +3.3 V (oranžová), +5 V (červená), -5 V (biela), +12 V (žltá) a -12 V (modrá) . Tieto vodiče podporujú pomerne vysoké prúdy, ideálne na napájanie motorov.
Ak chcete zájsť o krok ďalej, môžete si zostaviť obvod s LM317 pomocou perforovanej dosky. Tento regulátor vám umožní získať variabilný výstup od 1.2 V do takmer 12 V. Jednoducho napájajte LM317 z 12V napájacieho zdroja a pripojte potenciometer ku kondenzátoru, aby ste podľa potreby nastavili napätie.
Pokročilé inžinierske a riadiace aspekty
Z technického hľadiska je dôležité pochopiť, že máme do činenia so spínaným zdrojom napájania (SMPS) , nie s lineárnym. To znamená, že regulácia sa dosahuje pomocou pulzne šírkovej modulácie (PWM). Častou chybou je pridanie nadmerného množstva kondenzátorov na výstup v domnení, že sa tým zníži šum; v skutočnosti to môže destabilizovať spätnoväzobnú slučku a zhoršiť prechodovú odozvu.
Pre tých, ktorí hľadajú profesionálnu presnosť, je analýza regulačnej slučky nevyhnutná. Ak potrebujete obmedziť prúd na ochranu svojich obvodov, môžete implementovať 0.01 ohmový bočný rezistor na meranie úbytku napätia a použiť operačný zosilňovač (napríklad LM358, ktorý znesie napätia blízke 0 V) na napájanie spätnoväzobného pinu regulátora TL494.
Okrem toho sa odporúča optimalizácia výstupného filtra. Aby ste zabránili nasýteniu jadra induktora pri vysokých prúdoch, môžete ho navinúť na dve toroidné jadrá . Okrem toho, nahradenie veľkého kondenzátora niekoľkými menšími zapojenými paralelne znižuje ekvivalentný sériový odpor (ESR), čím sa znižuje teplota a zlepšuje filtrovanie.
Kľúčové elektrické pojmy: Výkon a účinník
Je dôležité nezamieňať si činný výkon (W) so zdanlivým výkonom (VA). Pri striedavom prúde vytvára reaktívna impedancia cievok a kondenzátorov fázový posun medzi napätím a prúdom. Účinník (cos φ) udáva účinnosť záťaže; čím je bližšie k 1, tým je záťaž odolnejšia. V týchto zdrojoch napájania sa bežne nachádzajú zariadenia na korekciu účinníka (PFC), ktoré optimalizujú túto hodnotu a zabraňujú rušeniu elektrickej siete.
Po dokončení montáže je výsledkom výkonný nástroj, ktorý kombinuje pevné vysokoprúdové výstupy s nastaviteľnou možnosťou, čo vám umožňuje pracovať s úplnou bezpečnosťou, pokiaľ rešpektujete limity každého komponentu a udržiavate ventilátor v chode, aby ste predišli prehriatiu.
