Блок питания для arduino из atx

Создание и контроль блока питания с помощью Ардуино

Часто начинающие электронщики задаются вопросом: можно ли сделать блок питания на Ардуино. Это возможно. Блок питания сломанного компьютера отлично подойдет для создания зарядного устройства для микроконтроллера Ардуино и других приборов, которым требуется электрическое питание. При создании блока питания важно учитывать особенности выбранной модели.

Сегодня мы подробнее разберем как можно с помощью платы Ардуино создать контролируемый блок питания своими руками. После конструирования получится настоящий регулировщик питания, который способен работать в следующих режимах: время отдыха, режим экономии для слабой электроники и работа в десяток ампер на 5 Вольт или 12 Вольт, если это необходимо.

Все виды блоков питания созданы с одной целью – преобразовать полученную из сети переменного тока электрическую энергию для полноценной работы компьютерного устройства. Блок питания для Ардуино будет превращать сетевое переменное напряжение, поступающее в размере 220 Вольт и 50 Гц, в напряжение постоянного характера 5 или 12 Вольт или же в 3,3 Вольт, поддерживается в некоторых системах.

Если требуется блок питания для цифровой схемы, а к этой категории относится системная плата, платформа различных адаптеров и накопители с информацией в виде дисков, нужно настроить рабочее напряжение на 3,3 Вольта.

При конструировании источника питания для двигателей, дисководов и вентиляторов, рабочее напряжение повышается на 9 Вольт. Компьютер не сломается и не выйдет из строя, если напряжение в сети соответствует положенной норме.

Типичный паспорт блоков содержит информацию о том, что источник перерабатывается – требуется положительное напряжение и отрицательное.

Для нормальной работы электронных схем и различного вида двигателей необходимо 5+ или 12+ Вольт.

Здесь возникает вопрос: зачем нужно отрицательное напряжение? Отрицательное напряжение использовалось в старых компьютерах. Современные устройства работают только с положительным зарядом.

Виды блока питания

Источники питания подразделяют на виды по типу их работоспособности:

  1. Трансформаторный, по-другому линейный.
  2. Импульсный, по-другому инверторный.

Первый вид сделан из трансформатора понижения и выпрямителя. Такая конструкция преобразует переменный ток в постоянный. После этого установлен фильтр в виде конденсатора. Он сглаживает пульсации, тем самым стабилизируя выходные параметры и защищая устройство от коротких замыканий.

Плюсы трансформаторного блока:

  • надежность;
  • легко ремонтировать;
  • конструкция быстро разбирается;
  • практически отсутствуют помехи при работе;
  • низкая стоимость.

Минусов всего 2 – большая масса и маленький КПД.

Еще одна простейшая схема:

Второй вид построен по принципу инверторной системы, где переменное напряжение перерабатывается в постоянное. После этой операции создаются высокочастотные импульсы, которые также проходят трансформацию.

Если устройство поддерживает гальваническую развязку, то созданные импульсы будут передаваться трансформатору.

В противном случае импульсы переходят прямо к НЧ фильтру, который встроен на выходе электронного прибора.

Для формирования высокочастотных сигналов в импульсный блок питания Ардуино внедрили небольшой по размеру трансформатор. Такая конструкция заметно меньше по габаритам и массе в отличие от трансформаторного источника питания.

Чтобы стабилизировать напряжение в сети, необходимо использовать обратную связь с отрицательным показателем.

Поэтому на выходе в сети ничего не замкнет, так как здесь держится постоянный и оптимальный уровень напряжения, который не зависит от величины нагрузки.

Схема импульсного блока питания может быть такой:

Плюсы второго вида источников питания:

  • небольшая масса;
  • маленькие габариты;
  • высокий КПД;
  • средняя стоимость.

Кроме того, такой блок имеет дополнительную защиту, которая обеспечивает безопасность при эксплуатации электронного устройства. БП импульсного характера оснащены защитой от внезапных коротких замыканий или поломке компьютерных девайсов.

К минусам можно отнести отсутствие гальванической развязки, при которой ремонтные работы проходят быстро и легко. Помимо этого значительного минуса есть еще 2 – нагрузка на нижний предел ограничена, прибор часто провоцирует помехи высокой частоты. Когда аппарат не набирает требуемую мощность, компьютерное устройство не заработает.

Инвертором именуют девайс, который популярен среди владельцев автомобилей. Он преобразует напряжение 12 или 24 Вольта в переменное на 220 Вольт. Электрический ток в блок подается напрямую от аккумулятора машины.

Прибор особенно пригодится в том случае, когда требуется подключить электроприемник, форма сигнала которого не идеальна по синусоидальному стандарту.

Перед подключением в сеть необходимо проверить требуемое для работы напряжение во избежание поломки или замыкания.

Плата импульсного блока питания

Плюсы вышеуказанного прибора:

  • компактность;
  • небольшая масса;
  • предусмотрен защитный механизм против скачков напряжения;
  • устройство легко эксплуатировать.

К недостаткам можно отнести большую цену и минимальную надежность платформы управления микропроцессором.

Компоненты устройства

Инструменты, которые необходимы для создания лабораторного блока питания на Ардуино:

  1. Паяльный аппарат.
  2. Ножницы.
  3. Спички или зажигалка для подогрева термоусадочной трубки.

Список деталей:

  1. Термоусадочная трубка.
  2. Резистор 1К, номинал подойдет любой.
  3. Провода с БЛС штырями – 3 штуки.
  4. Удлинитель АТХ кабеля для подключения к материнской плате.

Основные компоненты;

  1. Источник питания АТХ.
  2. Транзисторы, которые поддерживают высокую мощность для коммутации.
  3. Микропроцессор Ардуино примерно на 5 Вольт.

Особенности и характеристика

Чтобы лабораторный блок питания на Аrduino бесперебойно работал, нужно, при подключении схем, быть внимательным и осторожным. Для начала берется красный АТХ провод и подключается к 5+ Вольт. А провод черного цвета подключается к GND.

Распиновка разъемов питания ATX

Затем зеленый провод присоединяется к управляющему выходу. Можно использовать контакт А0. Однако общие выводы цифровых входов и выходов работают по одной схеме. Завершаем операцию подключением АТХ. Теперь микропроцессор Ардуино получает резервный ток, при этом вентилятор выключен.

Для того чтобы электронное устройство работало на всех мощностях, необходимо задать команду:

const int ctrlPina=15; // Если номер пина равняется D15, при необходимости, можно к другому контактуdigitalsWrite(ctrlPina, LOW);

Чтобы выключить вышеуказанную функцию, задаем в программе

digitalsWrite(ctrlPina, HIGH);

Похожая строчка:

pinMode(ctrlPinа, INPUT);

В конце операции необходимо подключить высокоточную нагрузку. Это можно сделать с любым из разъемов по виду МОЛЕКС блоков АТХ. Управление производится с помощью транзисторов. Если пользователю нужно более высокое напряжение, ток регулируется командами, описанными выше.

Важно! Вы должны быть осторожны, подключая Arduino прямо к + 5В. Если вы также подключите USB-кабель, вы можете получить ток, текущий на USB-порт вашего ПК, поэтому следите за тем, чтобы одновременно подключать только один источник питания.

Спецификация ATX предполагает, что вы можете как удерживать + 5 В так и отключить/разъединить (установить высокое сопротивление), чтобы отключить основное питание.

Скачать спецификацию .pdf

Вывод

Вариант того, что можно получить смотрите на видео ниже:

Самостоятельно сконструированный блок в домашних условиях обойдется гораздо дешевле магазинного аппарата. Цена электронного устройства в магазинах – от 700 рублей. Сегодня 5 Вольт вполне достаточно для подключения любых микроконтроллеров, работающих под этим напряжением.

Источник: https://ArduinoPlus.ru/blok-pitania-arduino/

Цифровой лабораторный блок питания с управлением через ПК

Наткнулся в интернете на схему лабораторного блока питания, да еще и с управлением от компьютера, и не смог устоять. Детали решил брать в российских магазинах, потому что доллар, санкции, ну и все такое.

Вот что из этого получилось…

Лабораторный блок питания нужен для запитывания различных махараек устройств на этапе разработки. Первое подобие лабораторника я сделал лет в 16. Это был леденящий душу ужас, который, тем не менее, худо-бедно справлялся со своими функциями.

Тогда я только начинал познавать электронику, и все ограничивалось кручением моторчиков. Мне бы в то время интернет и хоть какие то карманные деньги…

Первый блок питания

Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:

Фото

Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось. Чип-Дип
силовой транзистор 2SD1047 — 110 р.
конденсатор электролитический 330 мф — 2х8 р.
корпус будущего блока питания — 540 р. итого 825 р. Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта) операционный усилитель LM358N — 12 р. конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р. винтовые терминалы 2х — 22 р. держатель светодиода х3 — 20 р. кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р. шунт 0.1 ом — 30 р. многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р. итого 140 р.

Для любопытствующих схема.

Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.

Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.

1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть.

Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя.

Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.

Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.

Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой.

Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.

Окончательный результат:

Пробный запуск обнадежил, все работало как надо
После удачного запуска я принялся курочить корпус. Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть.Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной.Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода
После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.

Фото собранного

Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой деталиСзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель.

Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно.

Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно

Некоторые тесты

Взаимодействие с программой. На ней в реальном времени отображается напряжение и ток в виде графиков, так же с помощью этой программы можно управлять блоком питания.
К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр.

Внутренний амперметр после подстройки работает сносноИзмерим напряжение на клеммах. Великолепно.В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат.
Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор.

Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания. О магазинах: Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы. Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся.

розница дороговата, но все есть. Мои исходники:

Переделанная схема в протеусе+печатная плата

Животное

животных под руку не подвернулось, есть искусственный слон с испорченной платой для этого блока питания

Источник: https://mysku.ru/blog/russia-stores/34623.html

Питание для Arduino UNO r3 (Ардуино УНО)

2016-12-20      от: master      РАЗДЕЛ: Arduino

В этой статье расскажу о нескольких простых способах как можно запитать (включить) Arduino UNO практически без денежных затрат. Уверен на 95% что у вас найдется все необходимое для этого дома, или у ваших соседей, в этом случае уверенность возрастает до 99% ))). Рекомендованное напряжение для питания Ардуино, от 7-12 вольт. Так как при напряжении менее 7 вольт возможна не стабильная работа платы, а более 12 возможен перегрев преобразователя напряжения и выход его из строя.На моей практике питания 5V вполне достаточно для работы простейших схем и небольшого количества датчиков. Подключал одновременно дисплей 5110 и датчик DHT11, и они прекрасно себя чувствовали от 5-ти вольт. Для того чтобы поиграться и изучить принцип работы этого достаточно.

Варианты питания для Arduino UNO

Первый — кабелем от usb порта компьютера:Такое подключение не только запитает Ардуинку, но и пригодится для заливки скетчей и библиотек. Если вы купили плату без кабеля, то такой кабель часто используется в принтерах, сканерах или МФУ — называется USB A-B.

Второй — кабель и зарядка:

Берем этот же кабель и зарядное устройство от мобильного телефона с usb выходом и выходным напряжением 5V. И подключаем через розетку.

Третий — блок питания от чего нибудь:

Возможно у вас есть ненужный (или нужный) блок питания от какой либо техники, который выдает напряжение от 5 до 12 вольт и от 300 до 1000 миллиампер на выходе. У себя нашел БП уже не помню от чего, он дает 9V и 500ma.

Плюс еще на БП должен быть штекер нужного размера, если не подходит, тогда ищите нужного размера и перепаивайте. Найти его можно в интернете по запросу (штекер 5.5×2.5 мм)Но прежде чем подключать, советую проверить выходящее напряжение мультиметром (на всякий случай).

У меня один БП вместо написанных 9V выдавал почти 15.

Четвертый — от батареек:

Сначала сделаем автономное питание от батарейки типа Крона.Для этого варианта понадобится переходник с кроны на разъем Arduino.Его можно купить, или сделать самим. Что бы его сделать, понадобится дополнительная батарейка донор крона, и кабель с нужным разъемом.Для начала нужно извлечь из донора контакты, разогнув сверху металлический корпус кроны.

Читайте также:  Зарядное устройство на транзисторном ключе

Припаиваем заранее найденный или купленный провод или штекер к снятым контактам. При пайке главное не ошибиться с плюсом и минусом. Что касается штекера который подключается к Ардуино, то внутри находится плюс, а снаружи минус.Припаивание проводов к снятой площадке с кроны происходит зеркально, там где у кроны плюс, припаиваем минус, а где минус паяем плюс.

В итоге должно получится вот так.Еще можно запитать от пальчиковых батареек, используя вот такие блоки. Их можно вытащить например из сломанной машинки на радиоуправлении, или купить на рынке.Можно еще подать питание на пины ардуино, но об этом писать не буду. Так как мое мнение что таким способом пользуются довольно редко.

Напишите в комментариях, от чего и как вы запитали Arduino.

9 247

Источник: http://multidea.ru/646-pitanie-dlya-arduino-uno-r3-arduino-uno.html

Лабораторный блок питания из компьютерного

    В этой статье расскажу как из старого компьютерного блока питания сделать очень полезный для любого радиолюбителя лабораторный блок питания. 
Компьютерный блок питания можно очень дешево купить на местной барахолке или выпросить у друга или знакомого, сделавшего апгрейд своего ПК.

 Прежде прежде чем начать работу над БП, следует помнить, что высокое напряжения опасно для жизни и нужно соблюдать правила техники безопасности и проявлять повышенную осторожность. 
    Сделанный нами источник питания будет иметь два выхода с фиксированным напряжением 5В  и 12В и один выход с регулируемым напряжением 1,24 до 10,27В.

Выходной ток зависит от мощности используемого компьютерного блока питания и в моем случае составляют около 20А для выхода 5В, 9А для выхода 12В и около 1.5А для регулируемого выхода. 

1. Блок питания от старого Пк (любой ATX) 
2. Модуль ЖК вольтметра 
3. Радиатор для микросхемы(любой, подходящий по размеру) 
4.

Микросхема LM317 (регулятор напряжения) 
5. электролитический конденсатор 1мкФ 
6. Конденсатор 0.1 мкФ 
7. Светодиоды 5мм — 2шт.
8. Вентилятор 
9. Выключатель 
10. Клеммы — 4шт.
11. Резисторы 220 Ом 0.5Вт — 2шт.
12. Паяльные принадлежности, 4 винта M3, шайбы, 2 самореза и 4 стойки из латуни длиной 30мм.

 

   Я хочу уточнить, что список примерный, каждый может использовать то, что есть под рукой. 

   Блоки питания ATX, используемые в настольных компьютерах являются импульсными источниками питания с применением ШИМ-контроллера.

Грубо говоря, это означает, что схема не является классической, состоящей из трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Ее работа включает следующие шаги: 
а) Входное высокое напряжение сначала выпрямляется и фильтруется.

 
б) На следующем этапе постоянное напряжение преобразуется последовательность импульсов с изменяемой длительностью или скважностью (ШИМ) с частотой около 40кГц.
в) В дальнейшем эти импульсы проходят через ферритовый трансформатор, при этом на выходе получаются относительно невысокие напряжения с достаточно большим током.

Кроме этого трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между 
высоковольтной и низковольтными частями схемы.  
г) Наконец, сигнал снова выпрямляется, фильтруется и поступает на выходные клеммы блока питания.

Если ток во вторичных обмотках увеличивается и происходит падение выходного напряжения БП контроллер ШИМ корректирует ширину импульсов и таким образом осуществляется стабилизация выходного напряжения.

Основными достоинствами таких источников являются: 
— Высокая мощность при небольших размерах 
— Высокий КПД 
   Термин ATX означает, что включением блока питания управляет материнская плата. Для обеспечения работы управляющего блока и некоторых периферийных устройств даже в выключенном состоянии на плату подаётся дежурное напряжение 5В и 3.3В. 

К недостаткам можно отнести наличие импульсных, а в некоторых случаях и радиочастотные помех. Кроме того при работе таких блоков питания слышен шум вентилятора. 

   Электрические характеристики блока питания напечатаны на наклейке (см. рисунок) которая, обычно, находится на боковой стороне корпуса. Из нее можно получить следующую информацию: 

Напряжение — Ток 

3.3В   —   15A 

5В   —   26A 

12В   —   9А 

-5 В   —   0,5 А 

5 Vsb   —   1 A

Для данного проекта нам подходят напряжения 5В и 12В. Максимальный ток, соответственно будет 26А и 9А, что очень неплохо. 

Выход блока питания ПК состоит из жгута проводов различных цветов. Цвет провода соответствует напряжению:

Нетрудно заметить, что кроме разъемов с питающими напряжениями +3.3В, +5В, -5В, +12В, -12В и земли, есть еще три дополнительных разъема: 5VSB, PS_ON и PWR_OK. 

Разъем 5VSB используется для питания материнской платы, когда блок питания находится в дежурном режиме. 
Разъем PS_ON (включение питание) используется для включения блока питания из дежурного режима. При подаче на этот разъем напряжения 0В блок питания включается, т.е. чтобы запустить блок питания без материнской платы его нужно соединить с общим проводом (землей).
Разъем POWER_OK в дежурном режиме имеет состояние близкое к нулю. После включения блока питания и формировании на всех выходах напряжений нужного уровня на разъеме POWER_OK появляется напряжение около 5В.

ВАЖНО: Чтобы блок питания работал без подключения к компьютеру необходимо соединить зеленый провод с общим проводом. Лучше всего это сделать через переключатель.

Нужно разобрать и хорошо очистить блок питания. Лучше всего для этого подойдет пылесос включенный на выдув или компрессор. Нужно проявлять повышенную осторожность, т.к. даже после отключения блока питания от сети на плате остаются напряжения, опасные для жизни.

Отпаиваем или откусываем все провода, которые не будут использованы. В нашем случае, мы оставим два красных, два черных, два желтых, сиреневый и зеленый. 
Если есть достаточно мощный паяльник — лишние провода отпаиваем, если нет — откусываем кусачками и изолируем термоусадкой. 

   Сначала нужно выбрать место для размещения передней панели. Идеальным вариантом та будет сторона блока питания, с которой выходят провода. Затем делаем чертеж передней панели в Autocad или другой аналогичной программе. При помощи ножовки, дрели и резака из куска оргстекла изготавливаем переднюю панель.

   Согласно отверстий для крепления в чертеже передней панели просверливаем аналогичные отверстия в корпусе блока питания и прикручиваем стойки, которые будут держать переднюю панель.

    Для возможности регулировки выходного напряжения нужно добавить схему регулятора. Была выбрана знаменитая микросхема LM317 из-за ее простоты включения и невысокой стоимости.
LM317 представляет собой трехвыводный регулируемый стабилизатор напряжения, способный обеспечить регулировку напряжения в диапазоне от 1.2В до 37В при токе до 1.5А. Обвязка микросхемы очень простая и состоит из двух резисторов, которые необходимы для задания выходного напряжения. Дополнельно данная микросхема имеет защиту перегрева и перегрузки по току. 
Схема включения и распиновка микросхемы приведены ниже: 

   Резисторами R1 и R2 можно регулировать выходное напряжение от 1.25В до 37В. Т.е в нашем случае, как только напряжение достигнет 12В, то дальнейшее вращение резистора R2 напряжение регулировать не будет. Чтобы регулировка происходила на всему диапазону вращения регулятора необходимо рассчитать новое значение резистора R2. Для расчета можно использовать формулу, рекомендуемую производителем микросхемы: 
   Либо упрощенная форма этого выражения: 

Vout = 1.25(1+R2/R1) 

   Погрешность при этом получается очень низкой, так что вторую формулу вполне можно использовать.

   Принимая во внимание полученную формулу можно сделать следующие выводы: когда переменный резистор установлен на минимальное значение (R2 = 0) выходное напряжение составляет 1.25В. При вращении ручки резистора выходное напряжение будет возрастать, пока не достигнет масимального напряжения, что в нашем случае составляет чуть меньше 12В. Другими словами максимум у нас не должен превышать 12В. 
    Приступим к расчету новых значений резисторов. Сопротивление резистора R1 возьмем равным 240 Ом, а сопротивление резистора R2 рассчитаем: 
R2=(Vout-1,25)(R1/1.25) 
R2=(12-1.25)(240/1.25) 
R2=2064 Ома 

Ближайшее к 2064 Ом стандарное значение сопротивления резистора равно 2 кОм. Значения резисторов будут следующие: 
R1=240 Ом,  R2=кОм 

На этом расчет регулятора закончен. 

Сборку регулятора выполним по следующей схеме: 

Ниже приведу принципиальную схему: 

   Сборку регулятора можно выполнить навесным монтажем, припаивая детали напрямую к выводам микросхемы и соединяя остальные детали при помощи проводов. Также можно специально для этого вытравить печатную плату или собрать схему на монтажной. В данном проекте схема была собрана на монтажной плате. 

   Еще обязательно нужно прикрепить микросхему стабилизатора к хорошему радиатору. Если радиатор не имеет отверстия для винта, тогда оно делается сверлом 2.9мм, а резьба нарезается тем же винтом М3, которым будет прикручена микросхема. 

Если радиатор будет прикручен напрямую к корпусу блока питания, тогда необходимо изолировать заднюю часть микросхемы от радиатора кусочком слюды или силикона. В этом случае винт, которым прикручена LM317 должен быть изолирован с помощью пластиковой или гетинаксовой шайбы. Если же радиатор не будет контактировать с металлическим корпусом блока питания, микросхему стабилизатора обязательно нужно посадить на термопасту. На рисунке можно увидеть, как радиатор крепится эпоксидной смолой через пластину оргстекла:

Перед пайкой необходимо установить светодиоды, выключатель, вольтметр, переменный резистор и разъемы на переднюю панель.

Светодиоды отлично вставляются в отверстия, просверленные 5мм сверлом, хотя дополнительно их можно закрепить суперклеем.

Переключатель и вольтметр держатся крепко на собственных защелках в точно выпиленных отверстиях  Разъемы крепятся гайками. Закрепив все детали, можно приступать к пайке проводов в соответствии со следующей схемой: 

    Для ограничения тока последовательно с каждым светодиодом припаивается резистор сопротивлением 220 Ом. Места соединений изолируются при помощи термоусадки. Коннекторы припаиваются к кабелю напрямую или через переходные разъемы  Провода должны быть достаточно длинными, чтобы можно было без проблем снять переднюю панель. 

    Перед подключением вольтметра, нужно внимательно разобраться со схемой подключения, рекомендованной производителем. 

Встречаются модели с внешним питанием и питанием от измеряемого напряжения.

В нашем случае для питания индикатора необходимо было постоянное напряжение 9-12В. Для этих целей подойдет плата от любого блока питания, способная выдавать требуемое напряжение или зарядное устройство от старого телефона. Также возможно использовать одно из фиксированных напряжений блока питания ATX.  

   Первое, что мы можем сделать, так это приклеить четыре силиконовый ножки-подставки, чтобы не царапать стол, понизить уровень шума и способствовать лучшему охлаждению БП.

   Далее, необходимо закрыть боковые грани между блоком питания и передней панелью полосками оргстекла.  Ширина полосок должна быть такой же, как и высота стоек, которые мы использовали.

Боковые панели соединяем с передней панелью при помощи дихлорэтана или клея. Для улучшения охлаждения сверлим отверстия напротив радиатора охлаждения.

Так же, чтобы улучшить охлаждение нижнюю полоску можно не ставить.  

   Наш лабораторный блок питания почти готов, но для начала проведем с ним некоторые тесты. 

Измерения: 

При помощи мультиметра нужно измерить напряжение между общим разъемом и разъемами с напряжением. При измерении регулируемого выхода измерения проводятся минимального и максимального напряжения. Результаты следующие: 

Защита: 

Поскольку блок питания компьютера имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, мы можем это проверить. Для этого закорачиваем проводом общий разъем и разъем 5В или 12В. Блок питания должен отключиться.

Для повторного его включения необходимо выключить и снова включить выключатель подачи 220В.  Регулируемый выход защищен микросхемой LM317.

Защита в зависимости от температуры микросхемы срабатывает при превышении тока нагрузки 2-3А.

   В процессе эксплуатации было замечено, что на микросхеме LM317 рассеивается очень большое количество тепла и радиатор достаточно горячий. Поэтому дополнительно, при помощи двух шурупов, был установлен 12-ти вольтовый вентилятор от видеокарты.

   Питание вентилятора берется с выхода 12В, и желательно запитать его через дополнительный выключатель, чтобы вставить его только тогда, когда это необходимо.

В основу написания легла статья с испанского сайта http://www.taringa.net

Источник: http://mynobook.blogspot.com/2017/02/labatx.html

Источник питания для Arduino

  • Источник питания для Arduino из ATX
    • Подключение источника питания

Источник питания для Arduino из ATX

Источник питания для Arduino можно собрать в домашних условиях собственными руками не прибегая к покупки новых электронных компонентов в магазине, а все необходимые для сборки детали модно добыть из ненужного компьютерного блока питания причем с солидной силой тока.

Если же вы не намерены поднимать мощность штатного АТХ путем замены некоторых установленных в нем силовых элементов, то вполне сгодится для питания Arduino такой АТХ какой он есть с его традиционными напряжениями 3,3v; 5v; 12v.

Эти значения напряжений удовлетворяют фактически большинство электронных схем применяемых совместно с Arduino.

Подключение источника питания

Одним из главных соединителей блока питания ATX является 24-х пиновый коннектор, который показан на снимке ниже. Цветовые обозначения приведенные на рисунке идентичны цветам проводов в коннекторе.

У всех проводов какого либо определенного цвета имеются также одинаковые напряжения, проще говоря, если провод красного цвета, то на нем напряжение 5v, а черного цвета провода идут на «землю» (GROUND)и т.д.

Для вас же при сборке устройства наиболее востребованными будут напряжения питания с значением +5v (все красные провода), +12v (все провода желтого цвета) и GROUND (все черные провода). В цепях питания +5v и +12v значение тока по большей части хватает для нормальной работы устройства.

В тракте питающего напряжения На линии +3.3v величина тока также вполне удовлетворит ваши потребности в конструировании устройства, хотя +3.3v не очень часто применяется. Плюс пять VSB (+5 постоянного тока), -12v и -5v в основном с низким значением тока и также мало где используются.

С контактного вывода 14 (провод зеленого цвета) идет напряжение на включение и отключение. Для того, чтобы подать питание нужно замкнуть зеленый провод с GROUND (черный провод), то есть на 13 и 14 выводы поставить перемычку. Компьютерные блоки в большинстве своем работают только при наличии нагрузки в одном либо нескольких выходных трактах.

Ниже, на картинке показано как подпаять в цепь 5v резистор в качестве эквивалента нагрузки. Другие коннекторы меньшие по размеру, имеют те же цветовые обозначения как и на основном разъеме.

Проще говоря, коннектор желтого, красного и парой проводов черного цветов имеет вот такое постоянное напряжение: +12v (желтый провод), +5v (красный провод) и пара черных проводов (GROUND).

Для того чтобы запитать прибор напряжением 12v, потребуется соединить желтый провод с плюсовым выводом устройства, а черный бросить на «землю» (GROUND ). Для запитки прибора пяти вольтовым, нужно подключить провод красного цвета к плюсу устройства , а черный на «землю».

Чтобы замкнуть пару контактов с зеленым и любым черным проводами, нужно взять любой отрезок провода с одной жилой и перемкнуть их, либо обрезать эти провода и между собой спаять.

Читайте также:  Электрическая зажигалка для газа

Затем нужно припаять штырьки (BLS) к положительному выводу +12v (желтый провод), +5v(красный провод), +3,3v(оранжевый провод), GROUND(черный провод). Затем установите разъем для подключения питания Arduino.

Красный провод 5v нужно запаять на контакте 5v, ну и GROUND естественно к GROUND.

Штырьки BLS

Все, источником питания для Arduino можно пользоваться!

Источник: http://usilitelstabo.ru/istochnik-pitaniya-dlya-arduino.html

Ардуино питание от 5, 9, 12 вольт, можно ли подключить или надо использовать конвертор-преобразователь

 Ардуино один из популярнейших микроконтроллеров на сегодняшний день. Описывать все плюсы этой сборки мы не будем, ведь если вы зашли сюда, то явно не просто так, а видимо поняли, что без него вам не обойтись. Мы догадываемся и о том, что вас мучает совсем другой вопрос…

Можно ли питать Ардуино напряжением 12 вольт? Ведь когда мы работаем с компьютером от USB, то Ардуино питается от того же компьютера — 5 вольтами.

Здесь все хорошо, все согласовано и нет никаких проблем! Но как только Ардуино «отправляется на службу», ее питание по проводу от компьютера прерывается словно пуповина у новорожденного, а кормиться должны все:) Здесь и приходиться что-то мудрить. Так вот, как можно запитать Ардуино?

 Большинство плат требует наличие питания в диапазоне от 4.5 до 9 вольт через разъем внешнего питания и 4.5-5 вольт через USB. Однако в инструкции написано 7-12 вольт, то есть будем считать, что оптимальным вариант это 9 вольт.

 На самом деле из 9 вольт на плате получается 5 и 3,3 вольта. Для каждой цепочки питания на 5 и на 3.3 в на плате установлен свой стабилизатор напряжения.

Вот как скажем на фото это lm1117 стабилизатор для 5 вольт, а далее на 3,3 вольта.

Нас будет интересовать именно стабилизатор на 5 вольт, так как именно на нем будет гаситься напряжение, а значит рассеиваться мощность при подаче завышенного напряжения. Давайте прикинем что и как.

Сколько жрет Ардуинка

 Не трудно прикинуть что в среднем это выходы по 20-40 мА пусть штуки 3-4 и собственное энергопотребление и потери, порядка 50-70 мА. То есть 40*3+70=190 мА, ну так и есть! Однако если начнете вешать активные датчики, то есть то что еще надо и питать, то здесь еще плюсом 20-30 мА на каждый датчик. Обычно силы тока в 200-300 мA хватает, на этом и остановимся.

Ардуино при питании меньше 5 вольт

При меньшем напряжении работа будет нестабильной, порядка 3,4-4 вольт, а при последующем понижении не будет работать вовсе.

Ардуино питание от 5 вольт

 Этот вариант питание от компьютера. Реализовать такое питание можно также от зарядного устройства телефона или купив преобразователь на Али.

В этом случае напряжение будет номинально и lm1117 не придется стараться над тем, чтобы понизить напряжение, а значит рассеивать будет нечего, разве что собственные потери. Однако это вариант подходит лишь для того чтобы «заливать» Ардуино.

Если же уже все сделано и программа залита, то напряжение 5 вольт маловато. В этом случае при значительных нагрузках на выходы, возможны провалы в работе.

Ардуино питание от 9 вольт

 Можно ли запитать Ардуину от батарейки «Крона» или блока пальчиковых батареек? Можно! На холостом ходу или с минимальной нагрузкой она проработает у Вас не один месяц. А вот уже с небольшим увеличением нагрузки время автономной работы быстро сойдет на нет.

Если как мы рассматривали выше повесить на батарейку что-то посложнее, вроде датчиков любящих покушать и светодиодов индикации в особом изобилии, то батарейки может хватить совсем не надолго. Говорить предметно в этом случае можно только лишь относительно каждого конкретного случая.
 Что же касается блока питания, то его необходимо подключать к разъему внешнего питания.

То есть lm1117 надо будет погасить 4 вольт. Давайте прикинем какую мощность надо будет рассеять lm1117. Пусть ток потребления 250 мА.

 P=U*I=4*0.25=1 Вт.

 Вроде не так уж и много, да к тому же и спецификация 9 вольт для питания вполне допускает. Это напряжение учитывает все потери в элементах и стабилизаторе, а значит является одним из наиболее предпочтительных. Я бы сказал , что напряжение 79 вольт идеальный вариант для Ардуино.

Ардуино питание от 12 вольт

 Здесь опять же два варианта где взять 12 вольт, это либо БП, либо аккумулятор. Да, да Ардуино довольно активно используется в автомобилях, а там 12-14 вольт — везде! Именно на автомобилистов и будем ориентироваться. Итак 14 вольт, сколько же надо погасить lm1117. Несложно посчитать 14-5=9 вольт. Считаем сколько надо рассеять.

P=U*I=9*0.25= 2.25 Вт. Здесь рассеиваемая мощность подлетела аж в 2,5 раза, все в общем-то пропорционально напряжению. Здесь вопрос уже о том, выдержит ли lm1117 или нет. Если заглянуть в даташит это малышки, то там выходной ток 0,8 А, но на напряжении 1,2 в, то есть она выдает мощность 1,2*0,8=0,96 Вт.

 Конечно, мощность возможная рассеиваемая и возможная выходная это все же разные вещи, но как-то все же эти величины должны сопоставляться…  Кроме того, напряжение с которыми работает lm1117 до 13,8 вольт. Что может спасти, так это реализованная защита от перегрева и КЗ в микросхеме. По крайней мере в корпусе SOT-223 как у нас, подключать к 14 вольтам lm1117 не стоит.

Все это на ваш страх и риск, а если уж сильно хочется, то с током не более чем на 1-2 светодиода, то есть 70-80 мА.

Как же подключить все-таки к 12 вольтам, получив 7-9 вольт и запитав Ардуино? Лучше всего использовать преобразователь или микросхему стабилизатор напряжения с более развитым корпусом скажем применяем микросхему lm7809 или КРЕН9, что одно и тоже. Корпус ТО-220, да еще лучше посадить на радиатор 5-10 кв. см из алюминия. Ток в этом случае до 2 А. Такой микросхемы с радиатором должно хватить! Далее приведена схема подключения для 7805, но 7809 подключается один в один!

Само собой ставим эту сборку до разъема питания. В итоге рассеиваемая мощность на падение напряжения в 2.,25 Вт будет рассеиваться частично на lm7809 и часть в самой Ардуино lm1117.

Источник: http://xn——7kcglddctzgerobebivoffrddel5x.xn--p1ai/kommunikatsii/elektronika/arduino/847-arduino-pitanie-ot-5-9-12-volt-mozhno-li-podklyuchit-ili-nado-ispolzovat-konvertor-preobrazovatel

Мощный лабораторный блок питания

Не так давно приобрёл паяльную станцию. Давно занимаюсь любительской электроникой, и вот настал момент когда точно осознал что пора. До этого пользовался батиным самопальным блоком, совмещавшим лабораторный блок питания и блок питания низковольтного паяльника.

И вот встала передо мной проблема: паяльную станцию я ставлю, а старый блок держать ради хилого и не точного блока питания 0-30в 3А или таки купить нечто современное, с защитой по току и цифровыми индикаторами? Поползав по ебею понял что максимум что мне светит это за 7-10 тыс купить Китайский блок с током максимум в 5А.

Жаба сказала своё веское «ква», руки зачесались и…

Теперь к сути. Сформировал требования к блоку: минимум 0-30В, при токах минимум 10А, с регулируемой защитой по току, и с точностью регулировки по напряжению 0.1В. И что б стало ещё интереснее — 2 канала, пусть и от общей земли. Установка напряжения должна быть цифровой, т.е.

никаких переменных резисторов, только энкодеры. Фиксированные установки напряжения и запоминание — опционально.

Для индикации состояния выхода были выбраны цифровые китайские комбинированные индикаторы на ЖК, с диапазоном до 199В с точностью 0.1В и до 20А с точностью 0.01А. Что меня полностью устроило. А вот что забыл, так это прикупить к ним шунты, т.к. по наивности думал что они будут в комплекте.

Для первичного преобразования напряжения думал использовать обычный трансформатор с отводами через каждые 6В, коммутируемый релюшками с контроллера, а для регулировки выхода простой эмиттерный повторитель. И всё бы ничего, но когда узнал стоимость и габариты такого трансформатора (30В * 10А = 300вт), то понял что надо быть современнее и использовать импульсные блоки питания.

Пробежавшись по предложениям понял что ничего толкового на мои токи нет, а если и есть, то жаба категорически против. В связи с этим пришла мысль попробовать использовать компьютерные блоки питания, коих всегда у любого ITшника предостаточно.

Были откопаны блоки по 350Вт, что обещало 22А по +5В ветке и 16А по 12В. Пробежавшись по интернету нашёл много противоречивых мнений по поводу последовательного соединения блоков, и нашёл умную статью на Радиокоте как это сделать правильно.

Но перед этим решил рискнуть и таки взять и нахрапом соединить блоки последовательно, дав нагрузку.

… И получилось!
На фото последовательно соединены 3 блока. Де-факто на выходе 35В, 10.6А.

Далее возник вопрос: каким контроллером управлять. По идее ATMega328 тут идёт за глаза, но ЦАПы… Посчитав почём обойдётся хотя б 2 ЦАПа на 12 бит и посмотрев характеристики Arduino DUE с ними на борту, а так же сравнив кол-во требуемых ПИНов, понял что проще и дешевле и быстрее будет просто поставить эту ардуину в блок целиком, вместе с платой.

Постепенно на макетках родилась схема. Приведу её в общем виде, только для одного канала:

Схема бьётся на несколько функциональных блоков: Набор блоков питания ATX, блок коммутации БП, блок усилителя напряжения ЦАП Arduino, блок усилителя напряжения токового шунта, блок ограничения напряжения по заданному току.

Блок коммутации БП: В зависимости от заданного пользователем напряжения Ардуино выбирает какую ветку задействовать. Выбирается минимальная по напряжению ветка, на минимум +3В большая заданного. 3В остаются на неточности установки напряжения в блоках питания + ~1.

2В просада напряжения на переходах транзистора + не большой запас. Одновременно задействованный ключ ветки активирует тот или иной блок питания.

Например задав 24В надо активировать все 3 блока питания и подключить выход на +5в 3-го в цепочке, что даст на коллекторе выходного транзистора VT1 +29В, тем самым минимизируя выделяемую тепловую мощность транзистора.

Блок усилителя напряжения: Реализован на операционном усилителе OP1. ОУ используется Rail-to-Rail, однополярый, с большим напряжением питания, в моём случае — AD823. Причём выход ЦАП Ардуино имеет смещение нулевой точки = 0.54В. Т.е.

если Вы задаёте напряжение выхода = 0, на выходе де-факто будет присутствовать 0.54В. Но нас это не устраивает, т.к. ОУ усиливает с 0, и напряжение тоже хочется регулировать с 0. Поэтому применён подстроечный резистор R1, вычитающий напряжение.

А отдельный стабилизатор на -5В, вместо использования -5В ветки блока питания, используется ввиду нестабильности выдаваемого блоком питания напряжения, меняющимся под нагрузкой.

Выход же ОУ охвачен обратной связью с выхода VT1, это сделано что б ОУ сам компенсировал изменения напряжения в зависимости от нагрузки на выходе.

Кстати, о AD823 из Китая по Ебею: день промучился, понять не мог, почему схема не работает от 0 на входе. Если больше 1.5В то всё становится нормально, а иначе всё напряжение питания.

Уже подумав что сам дурак, нарвался на рассказ как человек вместо AD823 получил с Китая подделку. Тут же поехал в соседний магазин, купил там, поставил и… О чудо — всё сразу заработало как надо.

Игра, найди отличия (подделка в кроватке, справа оригинал. Забавно что подделка выглядит лучше):

Далее усилитель напряжение токового шунта. Поскольку токовый шунт достаточно мощный, то и падение напряжения на нём мало, особенно на малых токах. Поэтому добавлен OP2, служащий для усиления напряжения падения шунта. Причём от быстродействия этого ОУ зависит скорость срабатывания предохранителя.

Сам предохранитель, а точнее блок ограничения тока, реализован на компараторе OP2. Усиленное напряжение, соответствующее протекаемому току, сравнивается с напряжением, установленным электронным потенциометром и если оно выше — компаратором открывается VT2, и тот сбрасывает напряжение на базе выходного транзистора, по сути выключая выход. В работе это выглядит так:

Теперь к тому, почему в качестве шунта у меня дроссель. Всё просто: как я писал раньше — я просто забыл заказать шунты. А когда уже собирал блок и это выявилось, то ждать с Китая показалось долго, а в магазине дорого.

Поэтому не долго думая, порылся в распайке старых компьютерных блоков питания и нашёл дроссели, почти точно подошедшие по сопротивлению. Чуть подобрал и поставил. Дополнительно же это даёт защиту: В случае резкого изменения нагрузки, дроссель сглаживает ток на время, достаточное что б успел отработать ограничитель тока.

Это даёт отличную защиту от КЗ, но есть и минус — импульсные нагрузки «сводят блок с ума». Впрочем, для меня это оказалось не критично.

В итоге у меня получился вот такой блок питания:

Надписи на лицевой части сделаны с помощью ЛУТа. Индикаторы работы блоков питания выведены на 2-х цветный светодиод.

Где красный запитан от дежурных +5в и показывают что блок готов к работе. А зелёный от Power_Good, и показывает что блок задействован и исправен.

В свою очередь транзисторная развязка обеспечивает гашение красного светодиода и если у блока проблема — потухнет и красный и зелёный:

Маленькие экраны показывают заданные параметры, большие — состояние выхода де-факто. Энкодерами вращением устанавливается напряжение, короткое нажатие — вкл/выкл нагрузки, длинное — выбор режима установки напряжения/максимального тока. Ток ограничен 12.5А на канал. Реально в сумме 15 снимается.

Впрочем — на той же элементной базе, с заменой блоков питания на нечто 500-т Ваттное, можно снимать и по 20.

Не знаю, стоит ли приводить тут код скетча, простыня большая и достаточно глупая, + везде торчат хвосты под недоделанный функционал вроде коррекции выходного напряжения по АЦП обратной связи и регулировки скорости вентилятора.

Напоследок, пара слов. Оказалось что Arduino DUE при включении после длительного простоя может не начать выполнять программу. Т.е. включаем плату, думаем что сейчас начнёт выполняться наша программа, а в ответ тишина, пока не нажмёшь reset. И всё бы ничего, но внутри корпуса reset нажимать несколько затруднительно.

Поискал по форуму, несколько человек столкнулось с такой же проблемой, но решения не нашли. Ждут когда разработчики поправят проблему. Мне ждать было лениво, поэтому пришлось решать проблему самому. А решение нашлось до безобразия примитивное, впаять электролитический конденсатор на 22мкФ в параллель кнопке.

В результате, на момент запуска, пока идёт заряд этого конденсатора, имитируется нажатие кнопки reset. Отлично работает, прошиваться не мешает:

В заключение:
По-хорошему надо повесить на все радиаторы датчики температуры и регулировать скорость вентилятора в зависимости от температуры, но пока меня устроила и платка регулятора скорости вентилятора из какого-то FSPшного блока питания.

Читайте также:  Новая технология позволит использовать графен для квантовых вычислений

Ещё хотелось бы через АЦП обратную связь с блоком коммутации на случай залипания релюшки, а так же обратную связь по выходу, дабы компенсировать температурный дрейф подстроечных резисторов (в пределах 0.1в на больших напряжениях бывают отклонения).

А вот кнопки памяти и фиксированные настройки по опыту использования кажутся чем-то не нужным.

Источник: http://www.pvsm.ru/arduino/55662

Из компьютерного блока питания — лабораторный и зарядное устройство

Читать все новости ➔

В предлагаемой статье автор делится опытом переделки блока питания ATX LPQ2 номинальной мощностью 250 Вт в устройство для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторных батарей и в лабораторный блок питания с регулируемым выходным стабилизированным напряжением 0..,30 В и регулируемым ограничением тока нагрузки 0,1… 10 А.

В настоящее время выпускаются энергоёмкие компьютеры, требующие блоки питания повышенной мощности. Старые блоки АТХ остаются без дела, хотя свой ресурс ещё не выработали. Стоимость их низка, найти нетрудно. Поскольку конструкция блоков проста и однотипна, на их основе можно изготовить ряд устройств питания для различных радиолюбительских нужд.

В этой статье описывается изготовление зарядного устройства для свинцовых аккумуляторных батарей и лабораторного источника питания из АТХ блоков путём несложных переделок и доработок. Особое внимание уделено узлу ограничения тока и возможности регулировки его порога. Здесь рассмотрены варианты блоков, основным компонентом которых является микросхема TL494.

Это наиболее часто встречающееся и простое для переделки исполнение.

Во многих статьях уже описывались похожие конструкции, но несмотря на большое количество достоинств, они обладают весьма существенными недостатками. Например, в статье [1] описано неплохое и очень простое для повторения зарядное устройство для автомобильных аккумуляторных батарей.

При повторении конструкции выяснилось, что автор посоветовал отключить защиту от превышения максимальной мощности потребления от блока питания путём удаления цепей и узлов, связанных с выводом 4 микросхемы TL494. На мой взгляд, это не вполне корректно, так как при переделке возможны неприятные случайности, результатом которых станет выход из строя коммутирующих транзисторов.

Кроме того, при уменьшении сопротивления нагрузки ток не ограничивается на определённом значении, а продолжает расти.

Устройство, описанное в [2], имеет другой недостаток. Датчик тока включён в цепь общего провода. Значит, этот провод должен быть изолирован от корпуса. Многие автолюбители используют зарядное устройство в гаражах, заряжают аккумуляторную батарею, не вынимая её из автомобиля.

Случайное касание корпусов блока и автомобиля приведёт к замыканию датчика тока и, как следствие, отключению узла его ограничения.

В качестве датчиков тока применены резисторы завышенного сопротивления, что повышает рассеиваемую на них мощность и тем самым увеличивает нагрев элементов внутри корпуса.

Предлагаемое устройство свободно от этих недостатков. Оно обеспечивает зарядку батареи током до 10 А, стабилизацию напряжения на ней по мере зарядки на уровне 13,9 В, содержит в основном детали от переделываемого блока питания, просто в изготовлении, в нём сохранены элементы защиты от перегрузки.

Сопротивление датчика тока — 10 мОм, что соответствует максимальной рассеиваемой мощности 1 Вт. Устройство содержит индикатор режима ограничения тока. Под переделку годится любой блок питания AT ATX на основе микросхемы TL494. В данном случае использован блок LPQ2 номинальной мощностью 250 Вт.

Рис. 1. Переделка компьютерного блока питания

Схема переделки представлена на рис. 1. Нумерация деталей дана по порядку, так как в блоках питания разных производителей она различается. Не показаны предохранитель, токоограничивающий терморезистор, дроссели сетевого фильтра, так как подключение этих деталей не изменено. Также не изображены удалённые компоненты. Добавленные детали, а также изменённые номиналы выделены цветом.

Введена возможность ограничения тока нагрузки путём включения второго усилителя сигнала ошибки микросхемы TL494, который, как правило, изготовителями блоков питания не используется. Усилитель включён по инвертирующей схеме усиления отрицательного напряжения [3].

Такая схема включения применена, во-первых, из-за возможности соединения общего провода устройства с корпусом, во-вторых, практика показала более стабильную работу источника питания во всём интервале напряжения и тока, а в-третьих, усилитель имеет большую чувствительность, что позволяет применить датчик тока меньшего сопротивления и тем самым снизить падающую на нём мощность и, как следствие, его нагревание. Падение напряжения на датчике R24 прямо пропорционально протекающему через него току. Оно через резистор R26 подаётся на вход усилителя. Рассчитать номиналы резисторов можно с помощью формулы [3]
Iвых=(U0R26/R17)/R24, где Iвых — порог ограничения выходного тока; U0 — напряжение источника образцового напряжения микросхемы TL494 (5 В); R17, R26 — сопротивление элементов делителя сигнала ошибки; R24 — сопротивление датчика тока (0,01 Ом).

На компараторе DA2, ранее использовавшемся для выработки сигнала «Power Good», сделан узел индикации режима ограничения тока нагрузки. На неинвертирующий вход компаратора подаётся напряжение, пропорциональное выходному, а на инвертирующий — образцовому.

Пока блок работает в режиме стабилизации напряжения, напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем, на выходе компаратора — высокий уровень, поэтому светодиод HL1 погашен.

Когда блок питания выходит из режима стабилизации напряжения из-за ограничения тока нагрузки, напряжение на неинвертирующем входе уменьшается, на выходе компаратора устанавливается низкий уровень, в результате чего светодиод HL1 включается, сигнализируя о выходе из режима стабилизации.

Перед началом работы необходимо внимательно изучить конструкцию переделываемого блока. Производители допускают различные «вольности», но, как правило, схема включения микросхемы TL494 одна и та же. Различия касаются узлов запуска, защиты и формирования сигнала «Power Good».

Микросхемы получают напряжение питания от дежурного источника на транзисторе VT7, чтобы изменения выходного напряжения не влияли на работу микросхем. Узлы формирования сигнала «Power Good» удалены.

Не подлежит удалению узел защиты от превышения выходной мощности на элементах VD1, С1, VT3, VT4, VD7, R1—R5, так как этот узел предотвращает выход из строя транзисторов VT1 и VT2 и тем самым повышает надёжность блока питания.

После этого необходимо удалить выпрямители, фильтры и другие элементы всех выходных цепей, кроме +12 В. Следует обратить внимание на диодную сборку, стоящую в этой цепи.

Она должна быть предназначена для работы со средневыпрямленным током 10 А и обратным напряжением не менее 60 В. Это может быть MBR20100CT, BYV32 и аналогичные, в крайнем случае можно использовать диоды КД213Б, прикрепив их к теплоотводу через изолирующие прокладки.

Оксидный конденсатор С20 на выходе необходимо заменить более высоковольтным на напряжение 25 В.

Дроссель L1 нужно перемотать для исключения насыщения его магнитопровода. С него удаляют все обмотки. Если на нём есть следы обгоревшей краски, его не надо использовать. Затем наматывают новую обмотку жгутом из проводов диаметром 0,6…

1 мм до заполнения, при этом индуктивность дросселя получится достаточной для правильной работы устройства и находится в пределах 20…70мкГн. Мотать дроссель одним проводом большого диаметра или использовать жгут из более тонких проводов можно, но нецелесообразно.

Для укладки более толстого провода потребуются значительные усилия, а при намотке жгутом из тонких проводов придётся зачищать от лака больше концов. Рассчитать число проводов в жгуте можно следующим образом. Допустимая плотность тока в обмотке дросселя — около 5 А/мм2.

Для тока 10 А требуемая площадь сечения провода — 2 мм2. Допустим, под рукой есть провод диаметром D=0,8 мм. Значит, число проводов в жгуте составит: К = 2/S = 8/(πD2) = 4.

На кольцевом магнитопроводе дросселя умещается 20 витков такого жгута. Для исключения работы преобразователя в режиме прерывистого тока параллельно конденсатору С20 установлена минимальная нагрузка — резистор R36.

Как правило, переделываемые блоки были в эксплуатации продолжительное время. Высокая температура внутри корпуса, возможно, неблагоприятно повлияла на параметры оксидных конденсаторов, увеличив их ЭПС. Поэтому рекомендуется заменить их новыми. Элементы ограничителя тока R17, R24, R26 и узел индикации на компараторе DA2 до первого включения лучше не устанавливать.

Это позволит при наличии ошибок сузить круг их поиска. Также перед первым включением блока движок подстроечного резистора R8 надо установить в верхнее по схеме положение.

Это необходимо для исключения появления повышенного напряжения на выходе блока питания, что может привести к выходу из строя оксидного конденсатора С20, резистора R36 или электродвигателя вентилятора М1.

Первое включение блока лучше произвести через лампу накаливания мощностью 100 Вт, включённую в разрыв сетевого провода. Это предотвратит взрыв конденсаторов, пробой моста сетевого выпрямителя, сгорание предохранителя, выход из строя коммутирующих транзисторов VT5 и VT6, а также другие неприятные последствия возможных ошибок и неисправностей.

Если лампа ярко мерцает при включении, неисправен один или несколько диодов выпрямительного моста VD6. горит ярко — замыкание, пробой транзистора VT5 или VT6 (или обоих).

Лампа вспыхнула и яркость упала до еле заметной — все в порядке, следует измерить напряжение на выходе блока питания и установить его равным 13,0В, перемещая вниз (по схеме) движок подстроечного резистора R8.

Если первый запуск прошёл нормально, собирают узел ограничения тока и узел индикации. Для монтажа использованы печатные проводники и освободившиеся контактные площадки.

Резистор R24 выполнен из манганинового провода, отрезанного от шунта неисправного мультиметра. Измерив сопротивление шунта и его длину, можно вычислить длину провода требуемого сопротивления по формуле ℓ =ℓиR/Rи,

где ℓ — необходимая длина провода шунта; ℓи — его измеренная длина; Rи — измеренное сопротивление провода; R — его требуемое сопротивление.

Использование других материалов нежелательно, так как при нагревании сопротивление датчика тока изменится, в результате изменится порог ограничения тока.

Для регулировки блока в режиме стабилизации тока используют вольтметр, амперметр на ток не менее 10 А и реостат. Вместо реостата можно использовать иную эквивалентную нагрузку, сопротивление которой можно плавно регулировать, например, описанную в статье [4].

Включив блок питания и перемещая вверх по схеме движок подстроенного резистора R34 до гашения светодиода HL1, измеряют напряжение на выходе и ток нагрузки.

Уменьшают сопротивление нагрузки до перехода блока в режим ограничения тока (по показаниям приборов ток прекратит увеличиваться, а напряжение станет уменьшаться, начнёт излучать светодиод HL1). Порог ограничения тока можно корректировать подборкой резистора R26.

Далее, увеличивая сопротивление нагрузки, добиваются включения режима стабилизации напряжения и снова перемещают движок резистора R34 до гашения светодиода HL1. Изменяя сопротивление нагрузки, несколько раз проходят точку переключения режимов и проверяют работу индикации, при необходимости корректируя момент включения светодиода подстроечным резистором R34.

Изменяя нагрузку от короткого замыкания до холостого хода, следует убедиться в отсутствии паразитного самовозбуждения блока (на частоте, существенно отличающейся от частоты импульсов, генерируемых микросхемой DA1), а также в отсутствии прерывистого режима.

Это можно определить на слух (блок будет «верещать») или с помощью осциллографа, контролируя форму сигнала на выводах 8 или 11 микросхемы DA1. Импульсы должны быть чёткими, без перепадов, их длительность должна изменяться в зависимости от отдаваемой в нагрузку мощности.

Хотя вероятность самовозбуждения мала, оно все-таки возможно. Если самовозбуждение возникает в режиме ограничения тока, следует подобрать конденсатор С12, если в режиме стабилизации напряжения — элементы корректирующей цепи R18C9.

Самовозбуждение может возникнуть также из-за скрытых дефектов магнитопровода дросселя L1 или при недостаточном числе его витков. В этом случае блок начинает «верещать» вблизи точки переключения режимов стабилизации.

При желании увеличить ток зарядки до 20 А рекомендуется использовать пятивольтовую обмотку трансформатора, так как она рассчитана на больший ток. В этом случае нужно выпрямитель со средней точкой заменить мостовым и использовать выпрямительные диоды с барьером Шотки.

Обратное напряжение на диодах не превысит 30 В, поэтому возможно использование, например, таких сборок, как MBR3045PT или 30CPQ045. Соответственно требованиям, необходимо намотать сглаживающий дроссель, а сопротивление датчика тока уменьшить до 0,05 Ом, взяв более толстый провод.

На основе зарядного устройства несложно изготовить лабораторный источник питания с регулировкой выходного напряжения от 0 до 30 В и порогом ограничения тока от 0,1 до 10 А. Резисторы R8—R10 удаляют, резистор R17 включают, как показано на рис. 2.

Нумерация добавленных элементов продолжена.

Для получения выходного напряжения 30 В в качестве выпрямителя используется мост из диодных сборок, подключённых к 12-вольтной обмотке трансформатора Т2. Диодные сборки можно использовать MBRB20100CT или аналогичные.

Поскольку в интервале напряжения от 0 до 30 В подключение электродвигателя вентилятора к выходу устройства вызывает определённые трудности, он питается от дежурного источника через ограничительный резистор R40. Емкость сглаживающего конденсатора С21 увеличена до 100 мкФ. Сопротивление резистора R36 — до 220 Ом. Оксидный конденсатор С20 применён на номинальное напряжение 63 В.

Для регулирования напряжения добавлен переменный резистор R39, порога ограничения тока — R38. Движок переменного резистора R39 соединён с выводом 2 микросхемы DA1. Чем больше напряжение на этом выводе, тем выше выходное напряжение. Порог ограничения выходного тока устанавливают движком переменного резистора R38.

Переменные резисторы R38 и R39 — любые с номинальным сопротивлением от 3,3 до 47 кОм. Перед их установкой необходимо проверить исправность подвижной контактной системы. Также важно не допустить превышения максимального допустимого тока, потребляемого от источника образцового напряжения микросхемы DA1 — 10 мА.

Узел индикации оставлен без изменений.

При налаживании необходимо подобрать резистор R31 для установки максимального выходного напряжения и резистор R26 для установки максимального порога ограничения тока. Обязательно проверить отсутствие паразитного самовозбуждения источника питания и, если оно возникнет, принять меры по его устранению, как описано выше для зарядного устройства.

ЛИТЕРАТУРА 1. Шумилов М. Компьютерный блок питания — зарядное устройство. — Радио, 2009, №1, С. 38,39. 2. Митюрев С. Импульсный блок питания на базе БП ПК. — Радио, 2004, № 10, с. 32— 34. 3. Головков А. В., Любицкий В. Б. Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT/AT —М.: «ЛАД и Н», 1995.

4. Нечаев И. Универсальный эквивалент нагрузки. — Радио, 2005, № 1, с. 35.

Источник: http://meandr.org/archives/21008

Ссылка на основную публикацию