Konvertering av datorns nätaggregat med PWM-styrenheter som DR-B2002, DR-B2003, SG6105 till laboratoriekraftkällor. Byte av diodaggregat med kraftfullare

Chip ULN2003 (ULN2003a)är i huvudsak en uppsättning kraftfulla kompositnycklar för användning i induktiva belastningskretsar. Kan användas för att styra stora laster, inklusive elektromagnetiska reläer, motorer likström, magnetventiler, i olika styrkretsar och andra.

Chip ULN2003 - beskrivning

Kort beskrivning av ULN2003a. ULN2003a-mikrokretsen är en Darlington-transistormontering med högeffektutgångsbrytare, som har skyddsdioder vid utgångarna, som är utformade för att skydda kontrollen elektriska kretsar från omvänd spänningsstöt från induktiv belastning.

Varje kanal (Darlington -par) i ULN2003 är klassad för 500mA belastning och klarar en maximal ström på 600mA. Ingångar och utgångar är placerade mittemot varandra i mikrokretsfodralet, vilket underlättar mycket kabeldragning tryckt kretskort.

ULN2003 tillhör ULN200X -familjen av mikrokretsar. Olika versioner av denna IC är utformade för specifik logik. I synnerhet är ULN2003 -mikrokretsen utformad för att fungera med TTL -logik (5V) och CMOS -logiska enheter. ULN2003 används i stor utsträckning i styrkretsar med ett stort antal laster, eftersom relädrivrutiner, displaydrivrutiner, linjedrivrutiner etc. ULN2003 används också i stegmotordrivrutiner.

Blockdiagram över ULN2003

Schematiskt diagram

Specifikationer

Nominell kollektorström för en nyckel - 0,5A;
Maximal utspänning upp till 50 V;
Skyddsdioder vid utgångarna;
Ingången är anpassad till alla typer av logik;
Möjlighet att använda för reläkontroll.

Analog ULN2003

Nedan finns en lista över vad som kan ersätta ULN2003 (ULN2003a):

Utländsk analog av ULN2003 - L203, MC1413, SG2003, TD62003.
Den inhemska analogen av ULN2003a är en mikrokrets.

Mikrokrets ULN2003 - anslutningsschema

ULN2003 används ofta för att styra en stegmotor. Nedan följer kopplingsschemat för ULN2003a och stegmotorn.

Introduktion

Stor fördel datorenhet strömförsörjningen ligger i det faktum att den fungerar stabilt när nätspänningen ändras från 180 till 250 V, och vissa kopior fungerar även med en större variation i spänningar. Det är möjligt att få en användbar belastningsström på 15-17 A från en 200 W-enhet och i ett pulserat (kortsiktigt läge för ökad belastning)-upp till 22 A. och under, oftast gjord på mikrokretsar 2003, AT2005Z , SG6105, KA3511, LPG-899, DR-B2002, IW1688. Sådana enheter innehåller färre diskreta element på kortet och har en lägre kostnad än de som är byggda på grundval av de populära PWM - TL494 mikrokretsarna. I den här artikeln kommer vi att titta på flera tillvägagångssätt för reparation av de ovannämnda strömförsörjningarna och ge några praktiska råd.

Block och diagram

Datornas strömförsörjning kan användas inte bara för det avsedda syftet, utan också som en källa för ett brett spektrum av elektroniska strukturer för hemmet, vilket kräver för deras arbete konstant spänning 5 och 12 V. Med en mindre ändring som beskrivs nedan är detta inte alls svårt att göra. En PSU -dator kan köpas separat både i butiken och användas på vilken radiomarknad som helst (om det inte finns tillräckligt med egna "papperskorgar") för ett symboliskt pris.

På detta sätt jämför datorns strömförsörjning sig positivt med möjligheten att använda en radiomästare i ett hemlaboratorium från alla andra industriella alternativ. Som ett exempel kommer vi att ta JNC-enheter av modellerna LC-B250ATX och LC-B350ATX, samt InWin IP-P300AQ2, IP-P350AQ2, IP-P400AQ2, IP-P350GJ20, som använder 2003 IFF LFS 0237E-chipet i sin design . Några andra har BAZ7822041H eller 2003 BAY05370332H. Alla dessa mikrokretsar är strukturellt olika från varandra i syfte med stiften och "fyllningen", men driftsprincipen är densamma för dem. Så 2003 IFF LFS 0237E mikrokrets (nedan kallad 2003) är en PWM (pulsbreddsmodulator för signaler) i ett DIP-16-paket. Fram till nyligen var de flesta budgetdatorer som tillverkades av kinesiska företag baserade på Texas Instruments TL494 PWM -controllerchip (http://www.ti.com) eller dess motsvarigheter från andra tillverkare som Motorola, Fairchild, Samsung och andra. Samma mikrokrets har en inhemsk analog av KR1114EU4 och KR1114EU3 (pinout av slutsatserna i den inhemska versionen är annorlunda). Låt oss börja med metoderna för att diagnostisera och testa problem.

Hur man ändrar ingångsspänningen

Signalen, vars nivå är proportionell mot omvandlarens lasteffekt, tas från mittpunkten för primärlindningen av isoleringstransformatorn T3, sedan matas den via dioden D11 och motståndet R35 till korrigeringskretsen R42R43R65C33, varefter den matas till mikrokretsens PR -stift. Därför är det i detta schema svårt att fastställa prioriteten för skydd för någon spänning. Här skulle systemet behöva ändras drastiskt, vilket är olönsamt i tid.

I andra datorkraftkretsar, till exempel i LPK-2-4 (300 W), går spänningen från katoden på en dubbel Schottky-diod av typen S30D40C, en utspänningslikriktare på +5 V, till UVac-ingången av U2 -mikrokretsen och används för att styra ingångstillförseln växelspänning BP. Justerbar utspänning kan vara användbart för ett hemlaboratorium. Till exempel för strömförsörjning från en datorns strömförsörjningsenhet för elektroniska enheter för en bil, där spänningen är inbyggt nätverk(med motorn igång) 12,5-14 V. Ju högre spänningsnivå, desto större är den elektroniska enhetens användbara effekt. Detta är särskilt viktigt för radiostationer. Tänk till exempel på anpassningen av en populär radiostation (sändtagare) till vår LC-B250ATX nätaggregat-öka spänningen på 12 V-bussen till 13,5-13,8 V.

Vi lödar ett trimmermotstånd, till exempel SP5-28V (helst med indexet "B" i beteckningen-ett tecken på linjäritet hos karakteristiken) med ett motstånd på 18-22 kΩ mellan stift 6 i U2-mikrokretsen och + 12 V-buss. Vid +12 V-utgången installerar vi en bil glödlampa 5- 12 W som en motsvarande belastning (du kan också ansluta ett 5-10 Ohm fast motstånd med en avledande effekt på 5 W eller mer). Efter den övervägda mindre översynen av nätaggregatet kan fläkten inte anslutas och kortet kan inte sättas in i höljet. Vi startar nätaggregatet, ansluter en voltmeter till +12 V -bussen och styr spänningen. Rotera motorn variabelt motstånd ställ in utspänningen till 13,8 V.

Stäng av strömmen och mät det resulterande trimmermotståndet med en ohmmeter. Nu, mellan +12 V -bussen och stift 6 i U2 -mikrokretsen, lödder vi ett konstant motstånd för motsvarande motstånd. På samma sätt kan du justera spänningen vid utgången +5 V. Själva begränsningsmotståndet är anslutet till stift 4 i 2003 IFF LFS 0237E mikrokrets.

Principen för kretsen 2003

Matningsspänningen Vcc (stift 1) till U2 -mikrokretsen kommer från standby -spänningskällan + 5V_SB. Den negativa ingången till IN -felförstärkaren i mikrokretsen (stift 4) tar emot summan av utspänningarna för strömförsörjningen +3,3 V, +5 V och +12 V. Adderaren är gjord på motstånd R57, R60 , R62. Den kontrollerade zenerdioden i U2 -mikrokretsen används i optokopplarens återkopplingskrets i standby -spänningskällan + 5V_SB, den andra zenerdioden används i + 3,3V utspänningens stabiliseringskrets. Styrkretsen för den utgående halvbrytaren i strömförsörjningsenheten är gjord enligt push-pull-schema på transistorer Q1, Q2 (beteckning på kretskortet) typ E13009 och transformator T3 typ EL33-ASH enligt standardschemat som används i datorenheter.

Utbytbara transistorer - MJE13005, MJE13007, Motorola MJE13009 produceras av många utländska tillverkare, därför kan symbolerna ST, PHE, KSE, HA, MJF och andra finnas i transistormärkningen istället för förkortningen MJE. En separat lindning av standby-transformatorn T2, typ EE-19N, används för att driva kretsen. Ju mer ström T3 -transformatorn har (ju tjockare tråden används i lindningarna), desto större är utströmmen för själva strömförsörjningen. I några kretskort som jag var tvungen att reparera fick "sväng" -transistorer namnet 2SC945 och H945P, 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460 (61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744, BUT11A, BUT12A, BUT18A, BU1300 listad som Q5 och Q6. Och samtidigt fanns det bara 3 transistorer på kortet! Precis samma mikrokrets 2003 IFF LFS 0237E betecknades som U2, och samtidigt finns det inte en enda beteckning U1 eller U3 på kortet. Låt oss dock lämna denna märklighet i beteckningen av element på kretskort på den kinesiska tillverkarens samvete. Beteckningarna i sig är inte grundläggande. Huvudskillnaden mellan de övervägda strömförsörjningarna av LC-B250ATX-typen är närvaron på kortet av en mikrokrets av IFF LFS 0237E-typen 2003 och utseende brädor.

Mikrokretsen använder en kontrollerad zenerdiod (stift 10, 11), liknande TL431. Den används för att stabilisera 3,3 V. strömförsörjningskretsen. Observera att i min praxis att reparera nätaggregat är kretsen ovan den svagaste punkten i en datorns nätaggregat. Innan du byter 2003 års mikrokrets rekommenderar jag dock att du först kontrollerar själva kretsen.

Diagnostik av ATX -nätaggregat på ett chip från 2003

Om strömförsörjningen inte startar måste du först ta bort kåpan och kontrollera oxidkondensatorerna och andra element på kretskortet genom extern inspektion. Oxid (elektrolytiska) kondensatorer måste helt klart bytas ut om deras kroppar är svullna och om de har ett motstånd på mindre än 100 kΩ. Detta bestäms genom att "ringa" en ohmmeter, till exempel M830 -modellen i lämpligt mätläge. Ett av de vanligaste felen hos en strömförsörjningsenhet baserad på en mikrokrets 2003 är bristen på en stabil start. Lanseringen utförs med strömbrytaren på systemets frontpanel medan knappkontakterna är stängda och stift 9 på U2 -mikrokretsen (2003 och liknande) är ansluten till "höljet" med en gemensam kabel.

I en "fläta" är dessa vanligtvis gröna och svarta trådar. För att snabbt återställa enhetens funktion är det tillräckligt att koppla bort stift 9 på U2 -kretsen från kretskortet. Nu ska strömförsörjningsenheten sättas på stabilt genom att trycka på knappen på systempanelens baksida. Denna metod är bra genom att den låter dig fortsätta utan reparation, vilket inte alltid är ekonomiskt fördelaktigt, att använda en föråldrad datorströmförsörjningsenhet, eller när enheten används för andra ändamål, till exempel för att driva elektroniska strukturer i ett hem radioamatörslaboratorium.

Om du håller in återställningsknappen innan du slår på strömmen och släpper den efter några sekunder, simulerar systemet en ökning av fördröjningen av Power Good -signalen. Så du kan kontrollera orsakerna till att dataförlust i CMOS misslyckades (batteriet är trots allt inte alltid skyldigt). Om data, till exempel tid, förloras periodiskt, bör avstängningsfördröjningen kontrolleras. För att göra detta, tryck på "reset" innan strömmen stängs av och hålls kvar i några sekunder, vilket simulerar accelerationen för borttagningen av Power Good -signalen. Om data sparas under en sådan avstängning är det en lång fördröjning under avstängningen.

Ökad effekt

Kretskortet innehåller två högspänningselektrolytkondensatorer med en kapacitet på 220 μF. För att förbättra filtreringen, dämpa impulsljudet och följaktligen för att säkerställa stabiliteten hos datorns nätaggregat till maximal belastning, ersätts dessa kondensatorer med analoger med högre kapacitet, till exempel 680 μF för en driftspänning på 350 V. kapacitetsförlust eller nedbrytning av oxidkondensatorn i PS -kretsen minskar eller negerar filtreringen av matningsspänningen. Spänningen på oxidkondensatorns plattor i nätaggregat är cirka 200 V och kapacitansen ligger i intervallet 200-400 μF. Kinesiska tillverkare (VITO, Feron och andra) installerar som regel de billigaste filmkondensatorerna, utan att oroa sig särskilt mycket för temperaturregimen eller enhetens tillförlitlighet. I detta fall används oxidkondensatorn i nätaggregatet som ett högspänningsfilter, därför måste det vara hög temperatur. Trots den matningsspänning som anges på en sådan kondensator på 250-400 V (med en marginal som den borde vara) "överlämnar" den fortfarande på grund av dess dåliga kvalitet.

För utbyte rekommenderar jag oxidkondensatorer från KX, CapXon, nämligen HCY CD11GH och ASH-ELB043-dessa är högspänningskondensatorer speciellt utformade för användning i elektroniska enheter näring. Även om en extern undersökning inte tillät oss att hitta felaktiga kondensatorer, nästa steg löder vi fortfarande kondensatorerna på +12 V -bussen och installerar istället analoger med en större kapacitet: 4700 μF för att en driftspänning på 25 V. ska bytas ut visas i Figur 4. Vi tar försiktigt bort fläkten och installerar den tvärtom - så att den blåser inåt och inte utåt. Sådan modernisering förbättrar kylningen av radioelement och ökar följaktligen enhetens tillförlitlighet under långsiktig drift. En droppe maskin eller hushållsolja i fläktens mekaniska delar (mellan pumphjulet och elmotorns axel) skadar inte. Enligt min erfarenhet kan det sägas att ljudet från fläkten under drift reduceras avsevärt.

Byte av diodaggregat med kraftfullare

På kretskortet för strömförsörjningen är diodaggregaten monterade på radiatorerna. I mitten finns en enhet UF1002G (för 12 V strömförsörjning), till höger om denna radiator finns en diodenhet D92-02, som ger ström till –5 V. Om en sådan spänning inte behövs i ett hemlaboratorium , den här typenheten kan oåterkalleligt avdunstas. I allmänhet är D92-02 konstruerad för en ström upp till 20 A och en spänning på 200 V (i ett pulserat korttidsläge, flera gånger högre), så det är ganska lämpligt för installation istället för UF1002G (ström upp till 10 A).

Fuji D92-02-diodmontering kan till exempel ersättas av S16C40C, S15D40C eller S30D40C. Alla är i detta fall lämpliga att byta ut. Dioder med en Schottky -barriär har mindre spänningsfall och följaktligen uppvärmning.

Det speciella med ersättningen är att den "vanliga" diodanordningen vid utgången (12 V-buss) UF1002G har ett helt plastkompositfodral, därför är den ansluten till en gemensam radiator eller en strömledande platta med termisk pasta. Och Fuji D92-02-diodaggregatet (och liknande) har en metallplatta i fodralet, vilket kräver särskild omsorg när du installerar den på en radiator, det vill säga genom en obligatorisk isolerande packning och en dielektrisk bricka för en skruv. Orsaken till att UF1002G -diodaggregaten misslyckas är spänningsstörningar på dioderna med en amplitud som ökar när strömförsörjningen arbetar under belastning. Vid det minsta överskottet av den tillåtna omvända spänningen får Schottky -dioder en irreversibel störning, därför är den rekommenderade ersättningen för kraftfullare diodaggregat vid potentiell användning av en strömförsörjningsenhet med en kraftfull belastning fullt ut motiverad. Slutligen finns det ett tips som låter dig testa funktionen hos skyddsmekanismen. Vi kommer att kortsluta en tunn ledning, till exempel MGTF-0.8, +12 V-bussen till kroppen (gemensam ledning). Så spänningen borde helt försvinna. För att återställa det, stäng av strömförsörjningsenheten i ett par minuter för att ladda ut högspänningskondensatorer, ta bort shunten (bygel), ta bort motsvarande belastning och slå på strömförsörjningsenheten igen; det kommer att fungera normalt. Omvandlade på detta sätt fungerar datorns strömförsörjningar i flera år på 24 timmar vid full belastning.

Uteffekt

Antag att du behöver använda strömförsörjningen för hushållsändamål och du måste ta bort två terminaler från blocket. Jag gjorde detta med två (av samma längd) bitar av onödig nätkabel på datorns nätaggregat och kopplade alla tre förlödda kärnorna i varje ledare till kopplingsplinten. För att minska strömförlusten i ledarna från PSU till lasten, är en annan elkabel med en koppar (mindre förlust) flerkärnig kabel också lämplig - till exempel PVSN 2x2,5, där 2,5 är en ledares tvärsnitt . Du kan inte heller leda kablarna till kopplingsplinten, utan anslut 12 V -utgången i datorns strömförsörjningshölje till den oanvända kontakten på datorskärmens nätverkskabel.
Pin -tilldelning av mikrokretsen 2003
PSon 2 - Inmatning av PS_ON -signalen som styr driften av nätaggregatet: PSon = 0, nätaggregatet är på, alla utspänningar finns; PSon = 1, strömförsörjningsenheten är avstängd, endast standby -spänning + 5V_SB är närvarande
V33-3 - Spänningsingång +3,3 V
V5-4 - Spänningsingång +5 V
V12-6 - Spänningsingång +12 V
OP1 / OP2-8 / 7-Styrutgångar för en push-pull halvbrygga strömförsörjningsomvandlare
PG -9 - Testning. Utgång med öppen kollektorsignal PG (Power Good): PG = 0, en eller flera utspänningar är onormala; PG = 1, PSU -utspänningar ligger inom specificerade gränser
Vref1-11 - Kontrollerad zenerdiodkontrollelektrod
Fb1-10 - Katod av en kontrollerad zenerdiod
GND -12 - Gemensam tråd
COMP -13 - Felförstärkarutgång och negativ ingång från PWM -komparatorn
IN -14 - Negativ ingång för felförstärkaren
SS -15 - Positiv ingång av felförstärkaren, ansluten till den interna källan Uref = 2,5 V. Utgången används för att organisera en "mjuk start" av omvandlaren
Ri -16 - Ingång för anslutning av ett externt 75 kOhm motstånd
Vcc -1 - Matningsspänning, ansluten till standbykällan + 5V_SB
PR -5 - Ingång för att organisera strömförsörjningsskydd

Laddare från datorns strömförsörjning med egna händer

Olika situationer kräver strömförsörjning med olika spänning och effekt. Därför köper eller tillverkar många en som räcker till alla tillfällen.

Och det enklaste sättet är att ta datorn som grund. Detta laboratorium nätaggregat med egenskaper 0-22 V 20 A omdesignad med mindre förbättringar från datorn ATX på PWM 2003. För omarbetning använde jag JNC mod. LC-B250ATX. Idén är inte ny och det finns många liknande lösningar på Internet, några har studerats, men den sista visade sig vara sin egen. Jag är mycket nöjd med resultatet. Nu väntar jag på ett paket från Kina med kombinerade spännings- och strömindikatorer, och därför kommer jag att ersätta det. Då blir det möjligt att kalla min utveckling för LBP - laddare för bilbatterier.

Schema reglerad enhet strömförsörjning:

Först och främst tog jag bort alla ledningar i utspänningarna +12, -12, +5, -5 och 3,3 V. Jag tog bort allt utom +12 V -dioder, kondensatorer, belastningsmotstånd.

Ersatte ingångshögspänningselektrolyterna 220 x 200 med 470 x 200. Om det finns det är det bättre att sätta en större kapacitet. Ibland sparar tillverkaren på ingångsfiltret för strömförsörjning - därför rekommenderar jag lödning om den inte är tillgänglig.

Utgångsdrossel + 12V återspolad. Nytt - 50 varv med en tråd med en diameter på 1 mm, tar bort de gamla lindningarna. Kondensatorn ersattes med 4700 mikrofarader x 35 V.

Eftersom enheten har en standby -strömförsörjning med spänningar på 5 och 17 volt, använde jag dem för att driva 2003 och för spänningstesten.

Vid stift 4 applicerade jag en likspänning på +5 volt från "arbetsrummet" (det vill säga, jag kopplade den till stift 1). Med hjälp av ett motstånd 1,5 och 3 kOhm spänningsdelare från 5 volt i standby -effekten, gjorde jag 3,2 och applicerade det på ingång 3 och till höger terminal på motståndet R56, som sedan går till stift 11 i mikrokretsen.

Efter att ha installerat en 7812 mikrokrets vid 17 volt utgång från arbetsrummet (kondensator C15) fick jag 12 volt och kopplade den till ett 1 Kom -motstånd (utan ett nummer i diagrammet), som är ansluten till mikrokretsens vänstra ände stift 6. Genom ett 33 Ohm -motstånd fick kylfläkten också ström, som helt enkelt vändes så att det blåste inuti. Motståndet behövs för att minska fläktens hastighet och buller.

Hela kedjan av motstånd och dioder med negativa spänningar (R63, 64, 35, 411, 42, 43, C20, D11, 24, 27) tappades från kortet, stift 5 på mikrokretsen kortslutades till jord.

Tillagd justering spännings- och utspänningsindikator från en kinesisk webbutik. Det är bara nödvändigt att driva den senare från arbetsrummet +5 V, och inte från den uppmätta spänningen (den börjar fungera från +3 V). Test av strömförsörjning

Testerna genomfördes samtidig anslutning av flera billampor (55 + 60 + 60) W.

Detta är cirka 15 ampere vid 14 V. Jag arbetade i 15 minuter utan problem. Vissa källor rekommenderar att man isolerar den vanliga 12 V -utgången från höljet, men då visas en visselpipa. När jag använde bilradion som strömkälla märkte jag ingen störning varken på radion eller i andra lägen, och 4 * 40 W drar perfekt. Med vänlig hälsning, Andrey Petrovsky.

Berätta i:

Artikeln presenterar en enkel design av en PWM-regulator, med vilken du enkelt kan konvertera en datorns strömförsörjning monterad på en annan styrenhet än den populära tl494, i synnerhet dr-b2002, dr-b2003, sg6105 och andra, till ett laboratorium med en justerbar utspänning och begränsa strömmen i lasten. Här kommer jag också att dela med mig av erfarenheten av att bearbeta datorns nätaggregat och beskriva de beprövade sätten att öka deras maximala utspänning.

I amatörradiolitteraturen finns det många system för att konvertera föråldrade datorns strömförsörjning (PSU) till laddare och laboratoriekraft (IP). Men de hänför sig alla till de strömförsörjningar där styrenheten är byggd på basen av ett tl494 -typ PWM -styrchip, eller dess analoger dbl494, kia494, КА7500, KR114EU4. Vi har omarbetat mer än ett dussin av dessa strömförsörjningar. Laddare gjorda enligt schemat som beskrivs av M. Shumilov i artikeln "En enkel inbyggd ammeter på pic16f676" har visat sig bra.

Men alla bra saker tar slut en dag och nyligen började fler och fler datorns strömförsörjningar komma fram där andra PWM-styrenheter installerades, i synnerhet dr-b2002, dr-b2003, sg6105. Frågan uppstod: hur kan dessa PSU: er användas för tillverkning av laboratorie -IP: er? Sökandet efter kretsar och kommunikation med radioamatörer tillät inte framsteg i denna riktning, även om det var möjligt att hitta en kort beskrivning och en krets för att slå på sådana PWM-styrenheter i artikeln "PWM-styrenheter sg6105 och dr-b2002 i datorns nätaggregat . "Från beskrivningen blev det klart att dessa styrenheter mycket svårare tl494 och att försöka styra dem från utsidan för att reglera utspänningen är knappast möjligt. Därför beslutades att överge denna idé. När man studerade kretsarna för de "nya" strömförsörjningsenheterna noterades det dock att konstruktionen av styrkretsen för en push-pull halvbrygga-omvandlare utfördes på samma sätt som den "gamla" nätaggregatet-på två transistorer och en isoleringstransformator.

Ett försök gjordes att installera tl494 med dess standardband istället för dr-b2002-mikrokretsen, som förbinder kollektorerna för tl494-utgångstransistorerna till transistorbaserna i strömkretsomvandlarens styrkrets. Som ett band tl494 för att säkerställa reglering av utspänningen testades ovannämnda M. Shumilovs krets upprepade gånger. Denna inkludering av PWM -regulatorn låter dig inaktivera alla förreglingar och skyddssystem som finns tillgängliga i strömförsörjningen, dessutom är detta schema väldigt enkelt.

Ett försök att byta ut PWM -regulatorn kröntes med framgång - strömförsörjningsenheten började fungera, utspänningsreglering och strömbegränsning fungerade också, som i de konverterade "gamla" nätaggregaten.

Beskrivning av enhetsdiagrammet

Konstruktion och detaljer

PWM-regulatornheten är monterad på ett kretskort av ensidig folieklädd glasfiber med en storlek på 40x45 mm. En ritning av kretskortet och layouten på elementen visas i figuren. Ritningen visas från komponentinstallationssidan.

Kortet är konstruerat för installation av utgångskomponenter. Det finns inga särskilda krav på dem. Vt1 -transistorn kan ersättas med alla andra direktledande bipolära transistorer med liknande parametrar. Kortet möjliggör installation av trimmotstånd r5 av olika standardstorlekar.

Installation och idrifttagning

Brädan fästs på ett bekvämt ställe med en skruv närmare installationsplatsen för PWM -styrenheten. Författaren tyckte det var bekvämt att fästa kortet på en av strömkällans kylflänsar. Pwm1, pwm2 -utgångarna löds direkt i motsvarande hål i den tidigare installerade PWM -styrenheten, vars ledningar går till baserna på omvandlarstyrtransistorerna (stift 7 och 8 på mikrokretsen dr -b2002). Vcc -utgången är ansluten till den punkt där det finns en utspänning för standby -strömkretsen, vars värde kan ligga inom intervallet 13 ... 24V.

Justering av MT -utspänningen utförs med potentiometer r5, minsta utspänning beror på värdet på motståndet r7. R8 -motståndet kan användas för att begränsa den maximala utspänningen. Värdet för den maximala utströmmen regleras av valet av värdet på motståndet r3 - ju lägre dess motstånd, desto större är den maximala utströmmen för strömförsörjningsenheten.

Proceduren för att konvertera en datorns strömförsörjningsenhet till en laboratorie -IP

Arbetet med ändring av nätaggregatet är associerat med arbete i kretsar med högspänning Därför rekommenderas det starkt att ansluta nätaggregatet till nätet genom en isoleringstransformator med en kapacitet på minst 100W. För att förhindra att nyckeltransistorer misslyckas vid installationen av IP -adressen bör den anslutas till nätverket via en "säkerhets" glödlampa för 220V med en effekt på 100W. Det kan lödas till PSU istället för nätsäkring.

Innan du fortsätter med att ändra datorns strömförsörjning är det lämpligt att se till att den fungerar som den ska. Innan du växlar till utgångskretsarna + 5V och + 12V bör du ansluta 12V billampor med en effekt på upp till 25W. Anslut sedan nätaggregatet till nätverket och anslut ps-on-stiftet (vanligtvis grönt) till den vanliga ledningen. Om nätaggregatet fungerar som det ska blinkar "säkerhets" -lampan en kort stund, strömförsörjningsenheten börjar fungera och lamporna i + 5V, + 12V last tänds. Om "säkerhets" -lampan efter påslagning tänds vid full värme är det möjligt att bryta strömtransistorer, likriktarbryggdioder etc.

Därefter bör du hitta på strömförsörjningskortet den punkt där det finns utspänning för standby -strömkretsen. Dess värde kan ligga i intervallet 13 ... 24V. Från denna tidpunkt i framtiden kommer vi att ta ström för PWM -styrenheten och kylfläkten.

Därefter bör du avlasta standard PWM -regulatorn och ansluta PWM -regulatorn till strömförsörjningskortet enligt diagrammet (bild 1). P_in-ingången är ansluten till 12-volts utmatning. Nu måste du kontrollera hur regulatorn fungerar. För att göra detta, anslut en last i form av en bil glödlampa till p_out -utgången, för r5 -motståndsreglaget till vänster (till lägsta motståndsläge) och anslut strömförsörjningsenheten till nätverket (igen genom en "säkerhetssäkerhet ”Lampa). Om lastlampan tänds, se till att justeringskretsen fungerar korrekt. För att göra detta måste du försiktigt vrida reglaget för motståndet r5 åt höger, medan det är lämpligt att styra utspänningen med en voltmeter för att inte bränna lastlampan. Om utspänningen regleras fungerar PWM -regulatorn och du kan fortsätta att uppgradera nätaggregatet.

Vi lödar alla belastningstrådar på strömförsörjningsenheten och lämnar en ledning i +12 V -kretsarna och en gemensam för anslutning av PWM -styrenheten. Vi lödder: dioder (diodaggregat) i kretsar +3,3 V, +5 V; likriktardioder -5 V, -12 V; alla filterkondensatorer. Elektrolytkondensatorer filtret i +12 V -kretsen bör bytas ut mot kondensatorer med samma kapacitet, men med en tillåten spänning på 25 V eller mer, beroende på den förväntade maximala utspänningen för den tillverkade laboratorieeffekten. Installera sedan lastmotståndet som visas i diagrammet i fig. 1 som r2 krävs för att säkerställa stabil drift av MT utan extern belastning. Belastningseffekten bör vara ca 1W. Motståndet hos motståndet r2 kan beräknas baserat på strömförsörjningens maximala utspänning. I det enklaste fallet är ett 2-watts 200-300 ohm motstånd lämpligt.

Därefter kan du ta bort rörelementen på den gamla PWM -styrenheten och andra radiokomponenter från de oanvända utgångskretsarna på nätaggregatet. För att inte av misstag släppa ut något "användbart", rekommenderas att du inte avlödar delarna helt, utan en efter en, och först efter att ha kontrollerat att MT fungerar, ta bort delen helt. När det gäller filterdrossel l1 gör författaren vanligtvis ingenting med det och använder standard + 12V kretslindning. Detta beror på det faktum att av säkerhetsskäl är den maximala utströmmen för laboratorieeffekten vanligtvis begränsad till en nivå som inte är överskrider värdet för +12 V strömförsörjningskrets. ...

Efter rengöring av monteringen rekommenderas att öka kapacitansen för filterkondensatorn C1 i standby -strömförsörjningen genom att ersätta den med en kondensator med ett nominellt värde på 50 V / 100 μF. Om vd1 -dioden som är installerad i kretsen dessutom har låg effekt (i ett glasfodral) rekommenderas det att byta ut den mot en kraftfullare, lödad från likriktaren för -5 V eller -12 V. kretsen. bör också välja motståndet hos motståndet r1 för bekväm drift av kylfläkten M1.

Erfarenheten av omarbetning av datorns nätaggregat visade att med hjälp av olika styrsystem för en PWM -styrenhet kommer den maximala utspänningen för strömförsörjningen att ligga i intervallet 21 ... 22 V. Detta är mer än tillräckligt för tillverkning av laddare för bilbatterier, men för en laboratorieförsörjning räcker det fortfarande inte. För att få en ökad utspänning föreslår många radioamatörer att man använder en brytningsriktningskrets för utspänningen, men detta beror på installationen av ytterligare dioder, vars kostnad är ganska hög. Jag anser att den här metoden är irrationell och använder ett annat sätt att öka utspänningen från nätaggregatet - modernisering krafttransformator.

Det finns två huvudsakliga sätt att uppgradera en transformator -IP. Den första metoden är praktisk eftersom dess implementering inte kräver demontering av transformatorn. Det är baserat på det faktum att vanligtvis lindas sekundärlindningen i flera trådar och det är möjligt att "stratifiera" den. Strömtransformatorns sekundära lindningar visas schematiskt i fig. a). Detta är det vanligaste mönstret. Vanligtvis har en 5 -voltslindning 3 varv, lindade i 3-4 ledningar (lindningar "3.4" - "vanliga" och "vanliga" - "5.6"), och en 12 -volts lindning - dessutom 4 varv i en tråd ( lindningarna "1" - "3.4" och "5.6" - "2").

För att göra detta avlöds transformatorn, kranarna på 5-voltslindningen är noggrant avlödda och den gemensamma trådens "pigtail" lindas upp. Uppgiften är att koppla bort de parallellkopplade 5-voltslindningarna och slå på dem alla eller delar i serie, som visas i diagrammet i fig. b).

Det är inte svårt att isolera lindningarna, men det är ganska svårt att fasa dem korrekt. Författaren använder för detta ändamål en lågfrekvent sinusgenerator och ett oscilloskop eller AC millivoltmeter. Genom att ansluta generatorns utgång, inställd på en frekvens av 30 ... 35 kHz, till transformatorns primära lindning, övervakas spänningen på sekundärlindningarna med ett oscilloskop eller millivoltmeter. Genom att kombinera anslutningen av 5-volts lindningar uppnår de en ökning av utspänningen jämfört med originalet med erforderlig mängd. På detta sätt kan du uppnå en ökning av utspänningen för PSU upp till 30 ... 40 V.

Det andra sättet att uppgradera en effekttransformator är att spola tillbaka den. Detta är det enda sättet att få en utspänning på mer än 40 V. Den svåraste uppgiften här är att koppla bort ferritkärnan. Författaren har antagit en metod för att koka en transformator i vatten i 30-40 minuter. Men innan du smälter transformatorn, bör du noga tänka på metoden för att separera kärnan, med tanke på att det efter matsmältningen kommer att bli väldigt varmt, och dessutom blir het ferrit mycket bräcklig. För att göra detta föreslås att man skär ut två kilformade remsor från tennet, som sedan kan sättas in i gapet mellan kärnan och ramen och med deras hjälp separera kärnans halvor. Om delar av ferritkärnan bryts eller flisas, ska du inte vara särskilt upprörd, eftersom den framgångsrikt kan limas med cyakrylan (det så kallade "superlimet").

Efter att ha frigjort transformatorns spole är det nödvändigt att avveckla den sekundära lindningen. Ha pulstransformatorer det finns en obehaglig egenskap - den primära lindningen lindas i två lager. Först lindas den första delen av den primära lindningen på ramen, sedan skärmen, sedan alla sekundära lindningar, igen skärmen och den andra delen av den primära lindningen. Därför måste du försiktigt linda den andra delen av primärlindningen samtidigt som du kommer ihåg dess anslutning och lindningsriktning. Ta sedan bort skärmen, gjord i form av ett lager kopparfolie med en löd tråd som leder till transformatorns terminal, som först måste vara olödad. Avsluta slutligen sekundärlindningarna till nästa skärm. Var noga med att torka spolen väl med en varmstråle för att avdunsta vattnet som trängt in i lindningen under matsmältningen.

Antalet varv för sekundärlindningen beror på erforderlig maximal utspänning för MT med en hastighet på cirka 0,33 varv / V (det vill säga 1 varv - 3 V). Till exempel lindade författaren 2x18 varv av PEV-0.8-tråd och fick den maximala utspänningen för nätaggregatet på cirka 53 V. Ledningens tvärsnitt beror på kravet på nätaggregatets maximala utström. enhet, liksom på transformatorramens dimensioner.

Den sekundära lindningen lindas i 2 trådar. Änden på en tråd förseglas omedelbart till ramens första terminal, och den andra lämnas med en marginal på 5 cm för att bilda en "pigtail" på nollterminalen. Efter avslutad lindning förseglas änden av den andra tråden till ramens andra terminal och en "pigtail" bildas på ett sådant sätt att antalet varv på båda halvlindningarna nödvändigtvis är desamma.

Nu är det nödvändigt att återställa skärmen, linda den tidigare lindade andra delen av transformatorns primära lindning, observera den ursprungliga anslutningen och lindningsriktningen och montera transformatorns magnetkärna. Om ledningarna för den sekundära lindningen är lödda korrekt (till terminalerna på 12-voltslindningen), kan du löda transformatorn i strömförsörjningskortet och kontrollera dess funktion.

ARKIV: Ladda ner

Avsnitt: [Strömförsörjning (puls)]
Spara artikeln till:

Materialet i denna artikel publicerades i tidningen Radioamator - 2013, nr 11

Artikeln presenterar en enkel design av en PWM-regulator, med vilken du enkelt kan konvertera en datorns strömförsörjning monterad på en annan styrenhet än den populära TL494, särskilt DR-B2002, DR-B2003, SG6105 och andra, till en laboratorie med en justerbar utspänning och begränsa strömmen i lasten. Här kommer jag också att dela med mig av erfarenheten av att bearbeta datorns nätaggregat och beskriva de beprövade sätten att öka deras maximala utspänning.

I amatörradiolitteraturen finns det många system för att konvertera föråldrade datorns strömförsörjning (PSU) till laddare och laboratoriekraft (IP). Men alla hänför sig till de PSU: erna i vilka styrenheten är byggd på basis av ett PWM -styrchip av typen TL494, eller dess analoger DBL494, KIA494, KA7500, KR114EU4. Vi har omarbetat mer än ett dussin av dessa strömförsörjningar. Laddare gjorda enligt schemat som beskrivs av M. Shumilov i artikeln "Datorströmförsörjning - laddare", (Radio - 2009, nr 1) med tillägg av en pekare mätinstrument för att mäta utspänningen och laddningsström... På grundval av samma schema tillverkades de första laboratoriekraftförsörjningarna tills "Universalkortet för kontroll av laboratoriekraftförsörjningar" (Radio Yearbook - 2011, nr 5, s. 53) kom till syn. Mycket mer funktionella strömförsörjningar kan göras med detta schema. En digital ampere-voltmeter som beskrivs i artikeln "En enkel inbyggd ampere-voltmeter på PIC16F676" utvecklades speciellt för denna regulatorkrets.

Men alla bra saker tar slut en dag och nyligen började fler och fler datorns strömförsörjningar komma fram där andra PWM-styrenheter installerades, i synnerhet DR-B2002, DR-B2003, SG6105. Frågan uppstod: hur kan dessa PSU: er användas för tillverkning av laboratorie -IP: er? Sökningen efter kretsar och kommunikation med radioamatörer tillät inte framsteg i denna riktning, även om det var möjligt att hitta en kort beskrivning och anslutningsschema för sådana PWM-styrenheter i artikeln "PWM-styrenheter SG6105 och DR-B2002 i datorns strömförsörjningar". Av beskrivningen blev det klart att dessa styrenheter är mycket mer komplicerade än TL494 och det är knappast möjligt att försöka styra dem utifrån för att reglera utspänningen. Därför beslutades att överge denna idé. När man studerade kretsarna för de "nya" strömförsörjningsenheterna noterades det dock att konstruktionen av styrkretsen för en push-pull halvbrygga-omvandlare utfördes på samma sätt som den "gamla" nätaggregatet-på två transistorer och en isoleringstransformator.

Ett försök gjordes att installera TL494 istället för DR-B2002-mikrokretsen med dess standardrör, som ansluter kollektorerna för TL494-utgångstransistorerna till transistorbaserna i strömkretsomvandlarens styrkrets. För att säkerställa reglering av utspänningen valdes ovanstående M. Shumilovs krets upprepade gånger som TL494-band. Denna inkludering av PWM -regulatorn låter dig inaktivera alla förreglingar och skyddssystem som finns tillgängliga i strömförsörjningen, dessutom är detta schema väldigt enkelt.

Ett försök att byta ut PWM -regulatorn kröntes med framgång - nätaggregatet började fungera, justering av utspänning och strömbegränsning fungerade också, som i de konverterade "gamla" nätaggregaten.

Beskrivning av enhetsdiagrammet

Konstruktion och detaljer

Kortet är konstruerat för installation av utgångskomponenter. Det finns inga särskilda krav på dem. Transistorn VT1 kan ersättas med alla andra bipolära direktledningstransistorer med liknande parametrar. Kortet möjliggör installation av trimresistorer R5 i olika standardstorlekar.

Installation och idrifttagning

Brädan fästs på ett bekvämt ställe med en skruv närmare installationsplatsen för PWM -styrenheten. Författaren tyckte det var bekvämt att fästa kortet på en av strömkällans kylflänsar. Utgångarna PWM1, PWM2 löds direkt i motsvarande hål i den tidigare installerade PWM -styrenheten, vars ledningar går till baserna på omvandlarstyrtransistorerna (stift 7 och 8 i DR -B2002 mikrokretsen). Vcc -utgången är ansluten till den punkt vid vilken det finns en utspänning för standby -strömkretsen, vars värde kan ligga inom intervallet 13 ... 24V.

Strömförsörjningens utspänning regleras av potentiometern R5, den lägsta utspänningen beror på värdet på motståndet R7. Motstånd R8 kan användas för att begränsa den maximala utspänningen. Värdet på den maximala utströmmen regleras av valet av värdet på motståndet R3 - ju lägre dess motstånd, desto större är den maximala utströmmen för nätaggregatet.

Proceduren för att konvertera en datorns strömförsörjningsenhet till en laboratorie -IP

Arbetet med ändring av strömförsörjningsenheten är förknippat med arbete i högspänningskretsar, därför rekommenderas det starkt att ansluta nätaggregatet till nätet genom en isoleringstransformator med en kapacitet på minst 100W. För att förhindra att nyckeltransistorer misslyckas vid installationen av IP -adressen bör den anslutas till nätverket via en "säkerhets" glödlampa för 220V med en effekt på 100W. Det kan lödas till PSU istället för nätsäkring.

Innan du fortsätter med ändringen av datorns strömförsörjning är det lämpligt att se till att den fungerar som den ska. Innan du växlar till utgångskretsarna + 5V och + 12V bör du ansluta 12V billampor med en effekt på upp till 25W. Anslut sedan nätaggregatet till nätverket och anslut PS-ON-stiftet (vanligtvis grönt) till den vanliga ledningen. Om nätaggregatet fungerar som det ska blinkar "säkerhets" -lampan en kort stund, strömförsörjningsenheten börjar fungera och lamporna i + 5V, + 12V last tänds. Om "säkerhets" -lampan tänds vid full värme efter att den slås på, är det möjligt att bryta strömtransistorer, likriktarbryggdioder etc.

Därefter bör du avlasta standard PWM -regulatorn och ansluta PWM -regulatorn till strömförsörjningskortet enligt diagrammet (bild 1). P_IN-ingången är ansluten till 12-volts utmatning. Nu måste du kontrollera hur regulatorn fungerar. För att göra detta, anslut en last i form av en billampa till P_OUT -utgången, för motorn R5 till vänster (till läget för lägsta motstånd) och anslut strömförsörjningsenheten till nätverket (igen via en "säkerhetslampa"). Om lastlampan tänds, se till att justeringskretsen fungerar korrekt. För att göra detta måste du försiktigt vrida reglaget för motståndet R5 åt höger, medan det är lämpligt att styra utspänningen med en voltmeter för att inte bränna lastlampan. Om utspänningen regleras, fungerar PWM -regulatorenheten och du kan fortsätta att uppgradera strömförsörjningsenheten.

Vi lödar alla belastningstrådar på strömförsörjningsenheten och lämnar en ledning i +12 V -kretsarna och en gemensam för anslutning av PWM -styrenheten. Vi lödder: dioder (diodaggregat) i kretsar +3,3 V, +5 V; likriktardioder -5 V, -12 V; alla filterkondensatorer. Elektrolytkondensatorerna i +12 V -kretsfiltret bör bytas ut mot kondensatorer med samma kapacitet, men med en tillåten spänning på 25 V eller mer, beroende på den förväntade maximala utspänningen för det tillverkade laboratoriet. Installera sedan lastmotståndet som visas i diagrammet i fig. 1 som R2 krävs för att säkerställa en stabil drift av strömförsörjningen utan extern belastning. Belastningseffekten bör vara ca 1W. Motståndet hos motståndet R2 kan beräknas baserat på den maximala utspänningen från strömförsörjningen. I det enklaste fallet är ett 2-watts 200-300 ohm motstånd lämpligt.

Därefter kan du ta bort rörelementen på den gamla PWM -styrenheten och andra radiokomponenter från de oanvända utgångskretsarna på nätaggregatet. För att inte av misstag släppa ut något "användbart", rekommenderas att du inte avlödar delarna helt, utan en efter en, och först efter att ha kontrollerat att MT fungerar, ta bort delen helt. När det gäller L1 -filterdrosseln gör författaren vanligtvis ingenting med det och använder standard + 12V kretslindning.Detta beror på att av säkerhetsskäl är den maximala utströmmen för laboratorieeffekten vanligtvis begränsad till en nivå som inte överstiger klassificeringen för +12 V strömförsörjningskretsen. ...

Efter rengöring av monteringen rekommenderas att öka kapacitansen för filterkondensatorn C1 i standby -strömförsörjningen genom att ersätta den med en kondensator med ett nominellt värde på 50 V / 100 μF. Dessutom, om VD1 -dioden som är installerad i kretsen är låg effekt (i ett glasfodral), rekommenderas det att byta ut den mot en kraftfullare, lödad från kretslikriktaren -5 V eller -12 V. Du bör också välj motståndet på motståndet R1 för bekväm drift av M1 -kylfläkten.

Erfarenheten av omarbetning av datorns nätaggregat visade att med hjälp av olika styrsystem för en PWM -styrenhet kommer den maximala utspänningen för strömförsörjningen att ligga i intervallet 21 ... 22 V. Detta är mer än tillräckligt för tillverkning av laddare för bilbatterier, men för en laboratorieförsörjning räcker det fortfarande inte. För att uppnå en ökad utspänning föreslår många radioamatörer att man använder en brytningsriktningskrets för utspänningen, men detta beror på installationen av ytterligare dioder, vars kostnad är ganska hög. Jag tycker att den här metoden är irrationell och jag använder ett annat sätt att öka utspänningen från strömförsörjningen - modernisering av effekttransformatorn.

Det finns två huvudsakliga sätt att uppgradera en transformator -IP. Den första metoden är bekväm genom att dess implementering inte kräver demontering av transformatorn. Det är baserat på det faktum att vanligtvis lindas sekundärlindningen i flera trådar och det är möjligt att "stratifiera" den. Strömtransformatorns sekundära lindningar visas schematiskt i fig. a). Detta är det vanligaste mönstret. Vanligtvis har en 5 -voltslindning 3 varv, lindade i 3-4 ledningar (lindningar "3.4" - "vanliga" och "vanliga" - "5.6"), och en 12 -volts lindning - dessutom 4 varv i en tråd ( lindningarna "1" - "3.4" och "5.6" - "2").

Det andra sättet att uppgradera en transformator är att spola tillbaka den. Detta är det enda sättet att få en utspänning på mer än 40 V. Den svåraste uppgiften här är att koppla bort ferritkärnan. Författaren har antagit en metod för att koka en transformator i vatten i 30-40 minuter. Men innan du smälter transformatorn, bör du noga tänka på metoden för att separera kärnan, med tanke på att det efter matsmältningen kommer att bli väldigt varmt, och dessutom blir het ferrit mycket bräcklig. För att göra detta föreslås att man skär ut två kilformade remsor från tennet, som sedan kan sättas in i gapet mellan kärnan och ramen och med deras hjälp separera kärnans halvor. Om delar av ferritkärnan bryts eller flisas, ska du inte vara särskilt upprörd, eftersom den framgångsrikt kan limas med cyakrylan (det så kallade "superlimet").

Efter att ha frigjort transformatorns spole är det nödvändigt att avveckla den sekundära lindningen. Pulstransformatorer har en obehaglig funktion - den primära lindningen lindas i två lager. Först lindas den första delen av den primära lindningen på ramen, sedan skärmen, sedan alla sekundära lindningar, igen skärmen och den andra delen av den primära lindningen. Därför måste du försiktigt linda den andra delen av primärlindningen, samtidigt som du kommer ihåg dess anslutning och lindningsriktning. Ta sedan bort skärmen, gjord i form av ett lager kopparfolie med en löd tråd som leder till transformatorns terminal, som först måste vara olödad. Avsluta slutligen sekundärlindningarna till nästa skärm. Var noga med att torka spolen väl med en varmstråle för att avdunsta vattnet som trängt in i lindningen under matsmältningen.