- Izkoriščanje fiksnih napetosti (+3.3 V, +5 V, +12 V) in visoke moči napajalnikov za računalnik.
- Implementacija regulatorja LM317 za pridobitev spremenljive izhodne napetosti.
- Pomen upravljanja povratne zanke in LC filtriranja v stikalnih napajalnikih.
- Za aktiviranje vžiga sistema je treba premostiti zeleno žico z ozemljitvijo.
Če imate star napajalnik za računalnik, ga še ne vrzite v koš za recikliranje. Predelava napajalnika ATX v laboratorijski napajalnik je eden tistih klasičnih elektronskih projektov, s katerim lahko prihranite kar nekaj denarja, saj so komercialne možnosti običajno zelo drage in precej povprečne kakovosti.
Ideja je izkoristiti dejstvo, da so ti napajalniki že zasnovani za zagotavljanje več stabilnih napetosti in znatne moči, kar jih spremeni v vsestransko orodje za napajanje prototipov, motorjev ali katerega koli vezja, ki ga sestavljate na svoji delovni mizi. Vendar ne gre le za rezanje žic; vedeti morate, kaj počnete, da se pri tem izognete poškodbam.
Potrebni materiali in orodja
Da se izognete šolskemu projektu in zagotovite, da je končni izdelek dejansko uporaben, boste potrebovali osnovni komplet orodja: multimeter, spajkalnik, spajkalnik , ščipalke za žice, izvijače in vrtalnik s svedri za vrtanje pločevine. Za končne popravke vam bodo prišli prav brusni papir, črna barva v spreju in razredčilo.
Glede specifičnih komponent za sestavljanje se pripravite z naslednjim:
- 6 rdečih bananskih konektorjev za napetostne izhode in 2 črni žici za ozemljitev (GND).
- Stikalo za vklop in 5 mm rdeča LED dioda z ustreznim 330-ohmskim uporom za ugotavljanje prisotnosti toka.
- Za del spremenljivka napetostiNujni so regulator LM317, potenciometer 5K ohmov, dioda 1N4007 in kombinacija kondenzatorjev (220uF, 100uF in 10uF pri 25V ali več).
- 120-ohmski upor in termoskrčljiva cev (termofit) za preprečevanje kratkega stika žic.
Postopek preobrazbe korak za korakom
Prvi korak je previdno odpiranje napajalnika. Bodite previdni: veliki kondenzatorji lahko shranjujejo naboj tudi, ko so odklopljeni, zato jih izpraznite tako, da skrajšate priključke z izoliranim izvijačem, da se izognete morebitnim presenečenjem.
Ko je ohišje odprto, odstranite notranje vezje, ventilator in originalno stikalo. Priporočam, da ves prah očistite s stisnjenim zrakom in ohišje pobarvate , da mu daste profesionalen videz. Pred ponovno montažo v zgornjem pokrovu izvrtajte luknje za potenciometer, LED diodo in bananske vtiče.
Za zagon napajanja obstaja ključni trik: zelena žica (PS-ON) mora biti priključena na ozemljitev (GND). Tukaj namestimo stikalo za vklop in izklop naprave. Za indikatorsko lučko lahko LED in njen upor prispajkate na sivo žico, ki običajno zagotavlja signal Power Good.
Izhodna konfiguracija in spremenljiva napetost
Napajalniki ATX ponujajo zelo uporabne fiksne napetostne nivoje. Glede na barve žic boste imeli +3.3 V (oranžna), +5 V (rdeča), -5 V (bela), +12 V (rumena) in -12 V (modra) . Te linije podpirajo dokaj visoke tokove, idealne za napajanje motorjev.
Če želite iti še korak dlje, lahko sestavite vezje z LM317 in uporabite perforirano ploščo. Ta regulator vam bo omogočil doseganje spremenljive izhodne napetosti od 1.2 V do skoraj 12 V. Preprosto napajajte LM317 iz 12V linije napajalnika in priključite potenciometer na kondenzator, da prilagodite napetost po želji.
Napredni inženirski in nadzorni vidiki
Z bolj tehničnega vidika je pomembno razumeti, da imamo opravka s preklopnim napajalnikom (SMPS) in ne z linearnim. To pomeni, da se regulacija doseže z uporabo pulzno-širinske modulacije (PWM). Pogosta napaka je, da poskušamo na izhod dodati preveč kondenzatorjev, saj mislimo, da bo to zmanjšalo šum; v resnici pa lahko to destabilizira povratno zanko in poslabša prehodni odziv.
Za tiste, ki iščejo profesionalno natančnost, je analiza krmilne zanke ključnega pomena. Če morate omejiti tok za zaščito svojih vezij, lahko za merjenje padca napetosti uporabite 0.01 ohmov shunt upor in za napajanje povratnega pina krmilnika TL494 uporabite operacijski ojačevalnik (kot je LM358, ki lahko prenese napetosti blizu 0 V).
Poleg tega je priporočljiva optimizacija izhodnega filtra. Da preprečite nasičenje jedra induktorja pri visokih tokovih, ga lahko navijete na dve toroidni jedri . Poleg tega zamenjava velikega kondenzatorja z več manjšimi, ki so priključeni vzporedno, zmanjša ekvivalentno zaporedno upornost (ESR), kar zniža temperaturo in izboljša filtriranje.
Ključni električni koncepti: Moč in faktor moči
Pomembno je, da ne zamenjamo aktivne moči (W) z navidezno močjo (VA). Pri izmeničnem toku reaktivna impedanca induktorjev in kondenzatorjev ustvari fazni premik med napetostjo in tokom. Faktor moči (cos φ) kaže, kako učinkovita je obremenitev; bližje kot je 1, bolj je obremenitev uporna. V teh napajalnikih se pogosto nahajajo naprave za korekcijo faktorja moči (PFC) , ki optimizirajo to vrednost in preprečujejo motnje v električnem omrežju.
Po končani montaži je rezultat zmogljivo orodje, ki združuje fiksne visokotokovne izhode z možnostjo nastavitve, kar vam omogoča popolno varnost pri delu, če upoštevate omejitve posamezne komponente in ventilator deluje, da preprečite pregrevanje.
