หากคุณมีพาวเวอร์ซัพพลายคอมพิวเตอร์เก่าๆ อยู่ อย่าเพิ่งทิ้งลงถังรีไซเคิล ลองนำมาดัดแปลงใช้ดู แหล่งจ่ายไฟ ATX ในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการ นี่เป็นหนึ่งในโครงการอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกที่ช่วยให้คุณประหยัดเงินได้มาก เพราะโดยปกติแล้วสินค้าสำเร็จรูปมักมีราคาแพงมากและคุณภาพค่อนข้างปานกลาง
แนวคิดคือการใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าแหล่งข้อมูลเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งมอบข้อมูลอยู่แล้ว แรงดันไฟฟ้าเสถียรหลายระดับ และด้วยกำลังไฟที่สูง พวกมันจึงกลายเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์สำหรับการจ่ายไฟให้กับต้นแบบ มอเตอร์ หรือวงจรใดๆ ที่คุณกำลังประกอบบนโต๊ะทำงานของคุณ อย่างไรก็ตาม มันไม่ใช่แค่การตัดสายไฟ คุณต้องรู้ว่ากำลังทำอะไรเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายใดๆ ในกระบวนการ
วัสดุและเครื่องมือที่จำเป็น
เพื่อให้มั่นใจว่าผลงานที่เสร็จสมบูรณ์จะไม่ดูเหมือนโครงงานของนักเรียนและสามารถใช้งานได้จริง คุณจำเป็นต้องมีชุดเครื่องมือพื้นฐาน: มัลติมิเตอร์, หัวแร้งบัดกรี, ตะกั่วบัดกรีอุปกรณ์ที่จำเป็น ได้แก่ คีมตัดลวด ไขควง และสว่านพร้อมดอกสว่านสำหรับเจาะแผ่นโลหะ สำหรับขั้นตอนสุดท้าย กระดาษทราย สีสเปรย์สีดำ และทินเนอร์ จะมีประโยชน์มาก
สำหรับส่วนประกอบเฉพาะที่ใช้ในการประกอบ โปรดเตรียมสิ่งต่อไปนี้ให้พร้อม:
- ปลั๊กกล้วยสีแดง 6 อัน สำหรับเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า และสายสีดำ 2 เส้นสำหรับกราวด์ (GND)
- สวิตช์เปิดปิดและ LED สีแดงขนาด 5 มม. พร้อมตัวต้านทาน 330 โอห์ม เพื่อตรวจสอบว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลหรือไม่
- สำหรับส่วนหนึ่งของ แรงดันไฟฟ้าแปรผันอุปกรณ์ที่จำเป็นได้แก่ ตัวควบคุมแรงดัน LM317, ตัวต้านทานปรับค่าได้ 5K โอห์ม, ไดโอด 1N4007 และตัวเก็บประจุแบบผสม (220uF, 100uF และ 10uF ที่แรงดัน 25V ขึ้นไป)
- ตัวต้านทาน 120 โอห์ม และท่อหดความร้อน (เทอร์โมฟิต) เพื่อป้องกันการลัดวงจรของสายไฟ
กระบวนการเปลี่ยนแปลงทีละขั้นตอน
สิ่งแรกที่ต้องทำคือเปิดน้ำพุอย่างระมัดระวัง โปรดสังเกตตรงนี้: ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่สามารถเก็บประจุได้ แม้ว่าจะถอดสายแล้วก็ตาม ควรคายประจุออกโดยใช้ไขควงหุ้มฉนวนเชื่อมต่อขั้วเข้าด้วยกันเพื่อป้องกันเหตุการณ์ไม่คาดฝัน
เมื่อเปิดออกแล้ว ให้ถอดแผงวงจรภายใน พัดลม และสวิตช์เดิมออก แนะนำให้ทำความสะอาดฝุ่นทั้งหมดด้วยลมเป่าอัดแรงดันสูง ทาสีตัวเรือน เพื่อให้ดูเป็นมืออาชีพ ก่อนประกอบกลับเข้าไปใหม่ ให้เจาะรูที่ฝาครอบด้านบนเพื่อรองรับโพเทนชิโอมิเตอร์, LED และปลั๊กแบบกล้วย
เพื่อให้เครื่องจ่ายไฟเริ่มทำงาน มีเทคนิคพื้นฐานอยู่ข้อหนึ่ง: สายสีเขียว (PS-ON) ต้องต่อสายดิน (GND) เข้ากับขั้วนี้ นี่คือตำแหน่งที่เราวางสวิตช์เพื่อเปิดและปิดอุปกรณ์ สำหรับไฟแสดงสถานะ คุณสามารถบัดกรี LED และตัวต้านทานเข้ากับสายสีเทา ซึ่งโดยปกติจะเป็นสายที่ส่งสัญญาณ Power Good
การกำหนดค่าเอาต์พุตและแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้
พาวเวอร์ซัพพลาย ATX มีค่าคงที่ที่ใช้งานได้สะดวกมาก ขึ้นอยู่กับสีของสายไฟ คุณจะสามารถเข้าถึง... +3.3V (สีส้ม), +5V (สีแดง), -5V (สีขาว), +12V (สีเหลือง) และ -12V (สีน้ำเงิน)สายส่งเหล่านี้รองรับกระแสไฟฟ้าค่อนข้างสูง เหมาะสำหรับการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์
หากคุณต้องการก้าวไปอีกขั้น คุณสามารถสร้างวงจรด้วย LM317 โดยใช้แผ่นวงจรแบบมีรูพรุน ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้จะช่วยให้คุณได้ค่า... แรงดันเอาต์พุตปรับได้ตั้งแต่ 1.2V ถึงเกือบ 12Vคุณเพียงแค่ต่อไฟ 12V จากสายไฟของแหล่งจ่ายไฟไปยัง LM317 และเชื่อมต่อโพเทนชิโอมิเตอร์เข้ากับตัวเก็บประจุเพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าตามที่คุณต้องการ
ข้อพิจารณาทางวิศวกรรมและการควบคุมขั้นสูง
จากมุมมองทางเทคนิคแล้ว เราต้องเข้าใจว่าเรากำลังจัดการกับ... แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมด (SMPS) และไม่ใช่แบบเชิงเส้น นั่นหมายความว่าการควบคุมจะทำโดยใช้การปรับความกว้างของพัลส์ (PWM) ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการพยายามเพิ่มตัวเก็บประจุมากเกินไปที่เอาต์พุตโดยคิดว่าจะช่วยลดสัญญาณรบกวน ในความเป็นจริงแล้ว สิ่งนี้อาจทำให้เกิดปัญหาได้ ทำให้วงจรป้อนกลับไม่เสถียร และทำให้การตอบสนองต่อสภาวะชั่วคราวแย่ลง
สำหรับผู้ที่ต้องการความแม่นยำระดับมืออาชีพ การวิเคราะห์วงจรควบคุมมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากคุณต้องการจำกัดกระแสไฟฟ้าเพื่อป้องกันวงจร คุณสามารถใช้วิธีใดวิธีหนึ่งต่อไปนี้ได้ ความต้านทานขนาน 0.01 โอห์ม เพื่อวัดแรงดันตกคร่อมและใช้ตัวขยายสัญญาณปฏิบัติการ (เช่น LM358 ซึ่งรองรับแรงดันใกล้เคียง 0V) เพื่อจ่ายไฟให้กับขา Feedback ของตัวควบคุม TL494
นอกจากนี้ ขอแนะนำให้ปรับแต่งตัวกรองเอาต์พุตให้เหมาะสม เพื่อป้องกันไม่ให้แกนเหนี่ยวนำอิ่มตัวภายใต้กระแสสูง คุณสามารถทำได้ดังนี้ พันมันบนแกนวงแหวนสองอันในทำนองเดียวกัน การแทนที่ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ด้วยตัวเก็บประจุขนาดเล็กหลายตัวที่ต่อขนานกัน จะช่วยลดค่าความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) ลดอุณหภูมิ และปรับปรุงประสิทธิภาพการกรอง
แนวคิดหลักทางไฟฟ้า: กำลังไฟฟ้าและตัวประกอบกำลัง
สิ่งสำคัญคืออย่าสับสนระหว่างกำลังไฟฟ้าจริง (W) กับกำลังไฟฟ้าปรากฏ (VA) ในกระแสสลับนั้น อิมพีแดนซ์รีแอคทีฟของขดลวด ตัวเก็บประจุทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างแรงดันและกระแส ค่าตัวประกอบกำลัง (cos φ) บ่งบอกถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ยิ่งค่าใกล้เคียง 1 มากเท่าไหร่ โหลดก็จะยิ่งมีความต้านทานมากขึ้นเท่านั้น โดยทั่วไปแล้วจะพบตัวเก็บประจุในแหล่งจ่ายไฟเหล่านี้ การแก้ไขค่าตัวประกอบกำลัง (PFC) เพื่อปรับค่านี้ให้เหมาะสมและหลีกเลี่ยงการรบกวนในระบบไฟฟ้า
เมื่อประกอบเสร็จแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องมือทรงพลังที่ผสมผสานเอาต์พุตกระแสสูงคงที่เข้ากับตัวเลือกที่ปรับได้ ทำให้คุณสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยตราบใดที่คุณเคารพขีดจำกัดของแต่ละส่วนประกอบและเปิดพัดลมเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป
