Хороший лабораторный блок питания - это довольно дорогое удовольствие и не всем радиолюбителям оно по карману.
Тем не менее в домашних условиях можно собрать не плохой по характеристикам блок питания, который вполне справится и с обеспечением питания различных радиолюбительских конструкций, и так же может служить и зарядным устройством для различных аккумуляторов.
Собирают такие блоки питания радиолюбители, как правило из , которые везде доступны и дешевы.
В этой статье уделено мало внимания самой переделке АТХ, так как переделать компьютерный БП для радиолюбителя средней квалификации в лабораторный, или для каких то иных целей, обычно не составляет особого труда, а вот у начинающих радиолюбителей возникает по этому поводу много вопросов. В основном какие детали в БП нужно удалить, какие оставить, что добавить, чтобы такой БП превратить в регулируемый, ну и так далее.
Вот специально для таких радиолюбителей, я хочу в этой статье подробно рассказать о переделке компьютерных блоков питания АТХ в регулируемые БП, которые можно будет использовать и как лабораторный блок питания, и как зарядное устройство.
Для переделки нам понадобится исправный блок питания АТХ, который выполнен на ШИМ контроллере TL494 или его аналогах.
Схемы блоков питания на таких контроллерах в принципе отличаются друг от друга не сильно и все в основном похожи. Мощность блока питания не должна быть меньше той, которую планируете в будущем снимать с переделанного блока.
Давайте рассмотрим типовую схему блока питания АТХ, мощностью 250 Вт. У блоков питания "Codegen" схема почти не отличается от этой.
Схемы всех подобных БП состоят из высоковольтной и низковольтной части. На рисунке печатной платы блока питания (ниже) со стороны дорожек, высоковольтная часть отделена от низковольтной широкой пустой полосой (без дорожек), и находится справа (она меньше по размеру). Её мы трогать не будем, а будем работать только с низковольтной частью.
Это моя плата и на её примере я Вам покажу вариант переделки БП АТХ.
Низковольтная часть рассматриваемой нами схемы, состоит из ШИМ контроллера TL494, схемы на операционных усилителях, которая контролирует выходные напряжения блока питания, и в случае их несоответствия - даёт сигнал на 4-ю ножку ШИМ контроллера на выключение блока питания.
Вместо операционного усилителя на плате БП могут быть установлены транзисторы, которые в принципе выполняют ту же самую функцию.
Дальше идёт выпрямительная часть, которая состоит из различных выходных напряжений, 12 вольт, +5 вольт, -5 вольт, +3,3 вольта, из которых для наших целей будет необходим только выпрямитель +12 вольт (жёлтые выходные провода).
Остальные выпрямители и сопутствующие им детали необходимо будет удалить, кроме выпрямителя "дежурки", который нам понадобится для питания ШИМ контроллера и куллера.
Выпрямитель дежурки даёт два напряжения. Обычно это 5 вольт и второе напряжение может быть в районе 10-20 вольт (обычно около 12-ти).
Мы будем использовать для питания ШИМа второй выпрямитель. К нему также подключается и вентилятор (куллер).
Если это выходное напряжение будет значительно выше 12-ти вольт, то вентилятор подключать к этому источнику нужно будет через дополнительный резистор, как будет далее в рассматриваемых схемах.
На схеме ниже, я пометил высоковольтную часть зелёной линией, выпрямители "дежурки" - синей линией, а всё остальное, что необходимо будет удалить - красным цветом.
Итак всё, что помечено красным цветом - выпаиваем, а в нашем выпрямителе 12 вольт меняем штатные электролиты (16 вольт) на более высоковольтные, которые будут соответствовать будущему выходному напряжению нашего БП. Также необходимо будет выпаять в цепи 12-ой ножки ШИМ контроллера и средней части обмотки согласующего трансформатора - резистор R25 и диод D73 (если они есть в схеме), и вместо них в плату впаять перемычку, которая на схеме нарисована синей линией (можно просто замкнуть диод и резистор не выпаивая их). В некоторых схемах этой цепи может и не быть.
Далее в обвязке ШИМа на первой его ноге оставляем только один резистор, который идёт к выпрямителю +12 вольт.
На второй и третьей ноге ШИМа - оставляем только Задающую RC цепочку (на схеме R48 C28).
На четвёртой ноге ШИМа оставляем только один резистор (на схеме обозначен как R49. Да, ещё во многих схемах между 4-ой ногой и 13-14 ножками ШИМа - обычно стоит электролитический конденсатор, его (если он есть) тоже не трогаем, так как он предназначен для мягкого старта БП. В моей плате его просто не было, поэтому я его поставил.
Ёмкость его в стандартных схемах 1-10 мкФ.
Потом освобождаем 13-14 ножки от всех соединений, кроме соединения с конденсатором, и также освобождаем 15-ю и 16-ю ножки ШИМа.
После всех выполненных операций у нас должно получиться следующее.
Вот как это выглядит у меня на плате (ниже на рисунке).
Дроссель групповой стабилизации я здесь перемотал проводом 1,3-1,6 мм в один слой на родном сердечнике. Поместилось где то около 20-ти витков, но можно этого не делать и оставить тот, что был. С ним тоже всё хорошо работает.
На плату я так же установил другой нагрузочный резистор, который у меня состоит из двух параллельно включенных резисторов по 1,2 кОм 3W, общее сопротивление получилось 560 Ом.
Родной нагрузочный резистор рассчитан на 12 вольт выходного напряжения и имеет сопротивление 270 Ом. У меня выходное напряжение будет около 40-ка вольт, поэтому я поставил такой резистор.
Его нужно рассчитывать (при максимальном выходном напряжении БП на холостом ходу) на ток нагрузки 50-60 мА. Так как работа БП совсем без нагрузки не желательна, поэтому он и ставится в схему.
Вид платы со стороны деталей.
Теперь что необходимо будет нам добавить в подготовленную плату нашего БП, чтобы превратить его в регулируемый блок питания;
В первую очередь, чтобы не пожечь силовые транзисторы, нам нужно будет решить проблему стабилизации тока нагрузки и защиту от короткого замыкания.
На форумах по переделке подобных блоков, встретил такую интересную вещь - при экспериментах с режимом стабилизации тока, на форуме pro-radio
, участник форума DWD
привёл такую цитату, приведу её полностью:
"Я как-то рассказывал, что не смог получить нормальную работу ИБП в режиме источника тока при низком опорном напряжении на одном из входов усилителя ошибки ШИМ контроллера.
Более 50мВ - нормально, а меньше - нет. В принципе, 50мВ это гарантированный результат, а в принципе, можно получить и 25мВ, если постараться. Меньше - ни как не получалось. Работает не устойчиво и возбуждается или сбивается от помех. Это при плюсовом напряжении сигнала с датчика тока.
Но в даташите на TL494 есть вариант, когда с датчика тока снимается отрицательное напряжение.
Я переделал схему на этот вариант и получил отличный результат.
Вот фрагмент схемы.
Собственно, всё стандартно, кроме двух моментов.
Во первых, лучшая стабильность при стабилизации тока нагрузки при минусовом сигнале с датчика тока это случайность или закономерность?
Схема прекрасно работает при опорном напряжении в 5мВ!
При положительном сигнале с датчика тока стабильная работа получается только при более высоких опорных напряжениях (не менее 25мВ).
При номиналах резисторов 10Ом и 10КОм ток стабилизировался на уровне 1,5А вплоть до КЗ выхода.
Мне ток нужен больше, по этому поставил резистор на 30Ом. Стабилизация получилась на уровне 12...13А при опорном напряжении 15мВ.
Во вторых (и самое интересное), датчика тока, как такового у меня нет...
Его роль выполняет фрагмент дорожки на плате длиной 3см и шириной 1см. Дорожка покрыта тонким слоем припоя.
Если в качестве датчика использовать эту дорожку на длине 2см, то ток стабилизируется на уровне 12-13А, а если на длине 2,5см, то на уровне 10А."
Так как этот результат оказался лучше стандартного, то и мы пойдём таким-же путём.
Для начала нужно будет отпаять от минусового провода средний вывод вторичной обмотки трансформатора (гибкую косу), или лучше не выпаивая её (если позволяет печатка) - перерезать печатную дорожку на плате, которая соединяет её с минусовым проводом.
Дальше нужно будет впаять между разрезом дорожки токовый датчик (шунт), который будет соединять средний вывод обмотки с минусовым проводом.
Шунты лучше всего брать из неисправных (если найдёте) стрелочных ампервольтметров (цешек), или из китайских стрелочных или цифровых приборов. Выглядят они примерно так. Вполне достаточно будет куска длинной 1,5-2,0 см.
Можно конечно попробовать поступить и так, как написал выше DWD , то есть если дорожка от косы к общему проводу достаточной длинны, то попробовать её использовать в качестве токового датчика, но я этого делать не стал, у меня плата попалась другой конструкции, вот такая, где обозначены красной стрелкой две проволочные перемычки, которые соединяли вывод косы с общим проводом, а между ними проходили печатные дорожки.
Поэтому после удаления лишних деталей с платы, я выпаял эти перемычки и на их место впаял токовый датчик от неисправной китайской "цешки".
Потом на место припаял перемотанный дроссель, установил электролит и нагрузочный резистор.
Вот ка выглядит кусок платы у меня, где я красной стрелкой пометил установленный токовый датчик (шунт) на месте проволочной перемычки.
Потом отдельным проводом необходимо этот шунт соединить с ШИМом. Со стороны косы - с 15-ой ножкой ШИМа через резистор 10 Ом, а 16-ю ножку ШИМ-а соединить с общим проводом.
С помощью резистора 10 Ом можно будет подобрать максимальный выходной ток нашего БП. На схеме DWD
стоит резистор 30 Ом, но начните пока с 10-ти Ом. Увеличение номинала этого резистора - увеличивает максимальный выходной ток БП.
Как я уже раньше говорил, выходное напряжение блока питания у меня около 40-ка вольт. Для этого я перемотал себе трансформатор, но в принципе можно не перематывать, а повысить выходное напряжение другим способом, но для меня этот способ оказался удобнее.
Обо всём этом я расскажу немного позже, а пока продолжим и начнём устанавливать на плату необходимые дополнительные детали, чтобы у нас получился работоспособный блок питания или зарядное устройство.
Ещё раз напомню, что если у Вас на плате между 4-ой и 13-14 ножками ШИМа не стоял конденсатор (как в моём случае), то его желательно добавить в схему.
Так же нужно будет установить два переменных резистора (3,3-47 кОм) для регулировки выходного напряжения (V) и тока (I) и соединить их с нижеприведённой схемой. Провода соединения желательно делать как можно короче.
Ниже я привёл только часть схемы, которая нам необходима - в такой схеме проще будет разобраться.
На схеме вновь установленные детали обозначены зелёным цветом.
Схема вновь установленных деталей.
Приведу немного пояснений по схеме;
- Самый верхний выпрямитель - это дежурка.
- Величины переменных резисторов показаны, как 3,3 и 10 кОм - стоят такие, какие нашлись.
- Величина резистора R1 указана 270 Ом - он подбирается по необходимому ограничению тока. Начинайте с малого и у Вас он может оказаться совсем другой величины, например 27 Ом;
- Конденсатор С3 я не пометил, как вновь установленные детали в расчёте на то, что он может присутствовать на плате;
- Оранжевой линией обозначены элементы, которые может придётся подбирать или добавлять в схему в процессе наладки БП.
Дальше разбираемся с оставшимся 12-ти вольтовым выпрямителем.
Проверяем, какое максимальное напряжение способен выдать наш БП.
Для этого временно отпаиваем от первой ноги ШИМа - резистор, который идёт на выход выпрямителя (по схеме выше на 24 кОм), затем нужно включить блок в сеть, предварительно соединить в разрыв любого сетевого провода, в качестве предохранителя - обычную лампу накаливания 75-95 Вт. Блок питания в этом случае выдаст нам максимальное напряжение, на которое он способен.
Прежде, чем включать блок питания в сеть, убедитесь, что электролитические конденсаторы в выходном выпрямителе заменены на более высоковольтные!
Все дальнейшие включения БП производить только с лампой накаливания, она убережёт БП от аварийных ситуаций, в случае каких либо допущенных ошибок. Лампа в этом случае просто загорится, а силовые транзисторы останутся целыми.
Дальше нам нужно зафиксировать (ограничить) максимальное выходное напряжение нашего БП.
Для этого резистор на 24 кОм (по схеме выше) от первой ноги ШИМа, меняем временно на подстроечный, например 100 кОм, и выставляем им необходимое нам максимальное напряжение. Желательно выставить так, что бы оно было меньше процентов на 10-15 от максимального напряжения, которое способен выдать наш БП. Потом на место подстроечного резистора впаять постоянный.
Если Вы планируете этот БП использовать в качестве зарядного устройства, то штатную диодную сборку используемую в этом выпрямителе, можно оставить, так как её обратное напряжение 40 вольт и для зарядного устройства она вполне подойдёт.
Тогда максимальное выходное напряжение будущего зарядного нужно будет ограничить выше описанным способом, в районе 15-16 вольт. Для зарядного устройства 12-ти вольтовых АКБ это вполне достаточно и повышать этот порог не нужно.
Если планируете использовать Ваш переделанный БП в качестве регулируемого блока питания, где выходное напряжение будет больше 20-ти вольт, то эта сборка уже не подойдёт. Её нужно будет заменить на более высоковольтную с соответствующим током нагрузки.
Себе на плату я поставил две сборки в параллель по 16 ампер и 200 вольт.
При конструировании выпрямителя на таких сборках, максимальное выходное напряжение будущего блока питания может быть от 16-ти и до 30-32 вольт. Всё зависит от модели блока питания.
Если при проверке БП на максимально-выдавамое напряжение, БП выдаёт напряжение меньше планируемого, и кому то нужно будет больше напряжения на выходе (40-50 вольт например), то нужно будет вместо диодной - сборки собрать диодный мост, косу отпаять от своего места и оставить висеть в воздухе, а минусовой вывод диодного моста соединить на место выпаянной косы.
Схема выпрямителя с диодным мостом.
С диодным мостом выходное напряжение блока питания будет в два раза больше.
Очень хорошо для диодного моста подходят диоды КД213 (с любой буквой), выходной ток с которыми может достигать до 10-ти ампер, КД2999А,Б (до 20-ти ампер) и КД2997А,Б (до 30-ти ампер). Лучше всего конечно последние.
Все они выглядят вот так;
Нужно будет в таком случае продумать крепление диодов к радиатору и изоляцию их друг от друга.
Но я пошёл другим путём - просто перемотал трансформатор и обошёлся, как говорил выше. двумя диодными сборками в параллель, так как на плате было для этого предусмотрено место. Для меня этот путь оказался проще.
Перемотать трансформатор особого труда не составляет и как это сделать - рассмотрим ниже.
Для начала выпаиваем трансформатор из платы и смотрим по плате, к каким выводам припаяны 12-ти вольтовые обмотки.
В основном встречаются двух видов. Такие, как на фото.
Дальше нужно будет разобрать трансформатор. Проще конечно будет справиться с меньшими по размеру, но и бОльшие тоже поддаются.
Для этого нужно очистить сердечник от видимых остатков лака (клея), взять небольшую ёмкость, налить в неё воды, положить туда трансформатор, поставить на плиту, довести до кипения и "поварить" наш трансформатор 20-30 минут.
Для меньших трансформаторов это вполне достаточно (можно и меньше) и подобная процедура абсолютно не повредит сердечнику и обмоткам трансформатора.
Потом, придерживая сердечник трансформатора пинцетом (можно прямо в таре) - острым ножом пробуем отсоединить ферритовую перемычку от Ш-образного сердечника.
Делается это довольно легко, так как лак размягчается от такой процедуры.
Дальше так же аккуратно, пробуем освободить каркас от Ш-образного сердечника. Это тоже довольно просто делается.
Потом сматываем обмотки. Сначала идёт половина первичной обмотки, в основном около 20-ти витков. Сматываем её и запоминаем направление намотки. Второй конец этой обмотки можно и не отпаивать от места его соединения с другой половиной первички, если это не мешает дальнейшей работе с трансформатором.
Потом сматываем все вторички. Обычно идёт 4 витка сразу обеих половин 12-ти вольтовых обмоток, потом 3+3 витка 5-ти вольтовых. Всё сматываем, отпаиваем от выводов и наматываем новую обмотку.
Новая обмотка будет содержать 10+10 витков. Наматываем её проводом, диаметром 1,2 - 1,5 мм, или набором более тонких проводов (легче мотать) соответствующего сечения.
Начало обмотки припаиваем к одному из выводов, к которым была припаяна 12-ти вольтовая обмотка, мотаем 10 витков, направление намотки роли не играет, выводим отвод на "косу" и в том же направлении, что и начинали - мотаем ещё 10 витков и конец припаиваем на оставшийся вывод.
Дальше изолируем вторичку и наматываем на неё, смотанную нами ранее, вторую половину первички, в том же направлении, как она была намотана ранее.
Собираем трансформатор, впаиваем в плату и проверяем работу БП.
Если в процессе регулировки напряжения возникают какие либо посторонние шумы, писки, трески, то чтобы избавиться от них, нужно будет подобрать RC-цепочку, обведённую оранжевым эллипсом ниже на рисунке.
В некоторых случаях можно совсем убрать резистор и подобрать конденсатор, а в некоторых без резистора нельзя. Можно будет попробовать добавить конденсатор, или такую же RC цепочку, между 3 и 15 ножками ШИМа.
Если это не помогает, то нужно установить дополнительные конденсаторы (обведены оранжевым), номиналы их приблизительно 0,01 мкф. Если это мало помогает, то установить ещё и дополнительный резистор 4,7 кОм от второй ноги ШИМа к среднему выводу регулятора напряжения (на схеме не показан).
Потом нужно будет нагрузить выход БП, например автомобильной лампой ватт на 60, и попробовать регулировать ток резистором "I".
Если предела регулировки тока будет мало, то нужно увеличить номинал резистора, который идёт от шунта (10 Ом), и снова попробовать регулировать ток.
Не следует ставить вместо этого резистора подстроечный, изменяйте его величину, только установкой другого резистора с большим или меньшим номиналом.
Может случиться так, что при увеличении тока - лампа накаливания в цепи сетевого провода загорится. Тогда нужно уменьшить ток, выключить БП и вернуть номинал резистора к предыдущему значению.
Ещё, для регуляторов напряжения и тока, лучше всего попробовать приобрести регуляторы СП5-35, которые бывают с проволочными и жесткими выводами.
Это аналог многооборотных резисторов (всего на полтора оборота), ось которого совмещена с плавным и грубым регулятором. Регулируется сначала "Плавно", потом когда у него заканчивается предел, начинает регулироваться "Грубо".
Регулировка такими резисторами очень удобна, быстра и точна, гораздо лучше, чем многооборотником. Но если их достать не удастся, то приобретите обычные многооборотные, такие например;
Ну вот вроде я всё Вам и рассказал, что планировал довести по переделке компьютерного БП, и надеюсь, что всё понятно и доходчиво.
Если у кого-то возникнут какие либо вопросы по конструкции блока питания, задавайте их на форуме.
Удачи Вам в конструировании!
Данная статья (первый вариант) была написана для моего собственного проекта, который в настоящее время находится в умирающем положении и будет перепрофилирован. Так как я считаю, что статья будет полезна многим людям (я сужу по многочисленным письмам, в том числе и от читателей Вашего ресурса), предлагаю Вам разместить вторую редакцию данного творения.
Надеюсь, это будет интересно Вам и Вашим читателям.
С уважением, Саша Черный.
реклама
Хорошая и стабильная работа компьютера зависит от многих факторов. Не в последнюю, а может и в первую очередь, это зависит от правильного и надежного блока питания. Обычный пользователь прежде всего озабочен выбором процессора, материнской платы, памяти и других комплектующих для своего компьютера. На блок питания внимание обращается мало (если вообще обращается). В результате основным критерием выбора БП является его стоимость и указанная на этикетке заявленная мощность. Действительно, когда на этикетке написано 300 вт – это конечно хорошо, и при этом цена корпуса с БП составляет 18 – 20$ - вообще замечательно... Но не все так просто.И год и два и три назад цена на корпуса с БП не менялась и составляла те же 20$. А что же менялось? Правильно – заявленная мощность. Сначала 200вт потом 235 – 250 – 300 вт. В следующем году будет 350 – 400 вт... Произошла революция в БП-строении? Ничего подобного. Вам продают одни и те же БП только с разными этикетками. Причем, зачастую 5 летней давности БП с заявленной мощностью 200вт, выдаёт больше чем свежий 300 ваттник. Что поделаешь - удешевление и экономия. Если нам корпус с БП достается за 20$, то, сколько его реальная себестоимость с учетом транспортировки из Китая и 2-3 посредниками при продаже? Наверное, 5-10$. Вы представляете себе, какие туда детали засунул дядюшка Ляо за 5$? И вы ЭТИМ хотите нормально запитать компьютер стоимостью от 500$? Что же делать? Покупать дорогой блок питания за 60 – 80$ это, конечно, хороший выход, когда есть деньги. Но не самый лучший (деньги есть не у всех и не в достаточном количестве). Для тех, у кого нет лишних денег, а есть прямые руки, светлая голова и паяльник – предлагаю несложную доработку китайских БП с целью приведения их в чувство.
Если посмотреть на схемотехнику фирменных и китайских (no name) БП, то можно увидеть, что они очень похожи. Используется одна и та же стандартная схема включения на базе микросхемы ШИМ КА7500 или аналогов на TL494. А в чем же между блоками питания разница? Разница в применяемых деталях, их качестве и количестве. Рассмотрим типичный фирменный блок питания.
Если у вас дома есть старый блок питания от компьютера (ATX), то не стоит его выбрасывать. Ведь из него можно сделать отличный блок питания для домашних или лабораторных целей. Доработка потребуется минимальная и в конце вы получите почти универсальный источник питания с рядом фиксированных напряжений.
Компьютерные блоки питания обладают большой нагрузочной способностью, высокой стабилизацией и защитой от короткого замыкания.
Я взял вот такой блок. У всех есть такая табличка с рядом выходных напряжений и максимальным током нагрузки. Основные напряжения для постоянной работы 3,3 В; 5 В; 12 В. Есть ещё выходы, которые могут быть использованы на небольшой ток, это минус 5 В и минус 12 В. Так же можно получить разность напряжений: к примеру, если подключится в к «+5» и «+12», то вы получите напряжение 7 В. Если подключиться к «+3,3» и «+5», то получите 1,7 В. И так далее… Так что линейка напряжений намного больше, чем может показаться с разу.
Распиновка выходов блока питания компьютера
Цветовой стандарт, в принципе, един. И эта схема цветовых подключений на 99 процентов подойдет и вам. Может что-то добавиться или удалиться, но конечно все не критично.
Переделка началась
Что нам понадобиться?- - Клеммы винтовые.
- - Резисторы мощностью 10 Вт и сопротивлением 10 Ом (можно попробовать 20 Ом). Мы будем использовать составные из двух пятиватных резисторов.
- - Трубка термоусадочная.
- - Пара светодиодов с гасящими резисторами на 330 Ом.
- - Переключатели. Один для сети, второй для управления
Схема доработки блока питания компьютера
Тут все просто, так что не бойтесь. Первое что нужно сделать, так это разобрать между собой и соединить провода по цветам. Затем, согласно схемы подключить светодиоды. Первый слева будет индицировать наличие питания на выходе после включения. А второй справа будет гореть всегда, пока сетевое напряжение присутствует на блоке.
Подключить переключатель. Он будет запускать основную схему, замыканием зеленого провода на общий. И выключать блок при размыкании.
Также, в зависимости от марки блока, вам понадобится повесить нагрузочный резистор на 5-20 Ом между общим выходом и плюсом пять вольт, иначе блок может не запуститься из-за встроенной защиты. Так же если не заработает, будьте готовы повесить такие резисторы на все напряжения: «+3,3», «+12». Но обычно хватает одного резистора на выход 5 Вольт.
Начнем
Снимаем верхнюю крышку кожуха.Откусываем разъемы питания, идущие к материнской плате компьютера и другим устройствам.
Распутываем провода по цветам.
Сверлим отверстия в задней стенке под клеммы. Для точности сначала проходим тонким сверлом, а затем толстым под размер клеммы.
Будьте осторожны, не насыпьте металлическую стружку на плату блока питания.
Вставляем клеммы и затягиваем.
Складываем черные провода, это будет общий, и зачищаем. Затем залуживаем паяльником, одеваем термоусадочную трубку. Припаиваем к клемме и надев трубку на спайку – обдуваем термофеном.
Так делаем со всеми проводами. Которые не планируете использовать – откусите под корень у платы.
Также сверлим отверстия по тумблер и светодиоды.
Устанавливаем и фиксируем горячим клеем светодиоды. Припаиваем по схеме.
Нагрузочные резисторы ставим на монтажную платы и привинчиваем винтами.
Закрываем крышку. Включаем и проверяем ваш новый лабораторный блок питания.
Не лишним будет замерить выходное напряжение на выходе каждой клеммы. Чтобы быть уверенным, что ваш старый блок питания вполне работоспособен и выходные напряжения не вышли за пределы допустимых.
Как вы могли заметить, я использовал два переключателя – один есть в схеме, и он запускает работу блока. А второй, который побольше, двухполюсный – коммутирует входное напряжение 220 В на вход блока. Его можно не ставить.
Так что друзья, собирайте свой блок и пользуйтесь на здоровье.
Смотрите видео изготовления лабораторного блока своими руками
Доработка блоков питания CODEGEN и других, JNC-подобных... Саша Черный / 27.04.2004 00:56
Данная статья (первый вариант) была написана для моего собственного проекта, который в настоящее время находится в умирающем положении и будет перепрофилирован. Так как я считаю, что статья будет полезна многим людям (я сужу по многочисленным письмам, в том числе и от читателей Вашего ресурса), предлагаю Вам разместить вторую редакцию данного творения.
Хорошая и стабильная работа компьютера зависит от многих факторов. Не в последнюю, а может и в первую очередь, это зависит от правильного и надежного блока питания. Обычный пользователь прежде всего озабочен выбором процессора, материнской платы, памяти и других комплектующих для своего компьютера. На блок питания внимание обращается мало (если вообще обращается). В результате основным критерием выбора БП является его стоимость и указанная на этикетке заявленная мощность. Действительно, когда на этикетке написано 300 вт – это конечно хорошо, и при этом цена корпуса с БП составляет 18 – 20$ - вообще замечательно... Но не все так просто.
И год и два и три назад цена на корпуса с БП не менялась и составляла те же 20$. А что же менялось? Правильно – заявленная мощность. Сначала 200вт потом 235 – 250 – 300 вт. В следующем году будет 350 – 400 вт... Произошла революция в БП-строении? Ничего подобного. Вам продают одни и те же БП только с разными этикетками. Причем, зачастую 5 летней давности БП с заявленной мощностью 200вт, выдаёт больше чем свежий 300 ваттник. Что поделаешь - удешевление и экономия. Если нам корпус с БП достается за 20$, то, сколько его реальная себестоимость с учетом транспортировки из Китая и 2-3 посредниками при продаже? Наверное, 5-10$. Вы представляете себе, какие туда детали засунул дядюшка Ляо за 5$? И вы ЭТИМ хотите нормально запитать компьютер стоимостью от 500$? Что же делать? Покупать дорогой блок питания за 60 – 80$ это, конечно, хороший выход, когда есть деньги. Но не самый лучший (деньги есть не у всех и не в достаточном количестве). Для тех, у кого нет лишних денег, а есть прямые руки, светлая голова и паяльник – предлагаю несложную доработку китайских БП с целью приведения их в чувство.
Если посмотреть на схемотехнику фирменных и китайских (no name) БП, то можно увидеть, что они очень похожи. Используется одна и та же стандартная схема включения на базе микросхемы ШИМ КА7500 или аналогов на TL494. А в чем же между блоками питания разница? Разница в применяемых деталях, их качестве и количестве. Рассмотрим типичный фирменный блок питания:
Рисунок 1
Видно, что он довольно плотно упакован, отсутствуют свободные места и все детали распаяны. Присутствуют все фильтры, дроссели и конденсаторы.
Теперь рассмотрим типичный БП JNC с заявленной мощностью 300 вт.
Рисунок 2
Бесподобный образец китайской инженерной мысли! Нет ни фильтров (вместо них стоят "специально обученные перемычки"), ни конденсаторов, ни дросселей. В принципе без них тоже все работает – но как! В выходном напряжении присутствует шум переключения транзисторов, резкие выбросы напряжения и значительная его просадка при различных режимах работы компьютера. Какая тут уж стабильная работа...
Вследствие примененных дешевых комплектующих работа такого блока очень ненадежна. Реально выдаваемая безопасная мощность такого БП – 100-120 вт. При большей мощности он просто сгорит и утянет за собой половину компьютера. Как же доработать китайский БП до нормального состояния и сколько реально нам мощности нужно?
Хочется отметить что, сложившееся мнение о высоком энергопотреблении современных компьютеров, немного неверно. Упакованный системный блок на базе Pentium 4 потребляет меньше 200 вт, а на базе AMD ATHLON XP меньше 150 вт. Таким образом, если мы хотя бы обеспечим БП реальные 200-250 вт., то одним слабым звеном в нашем компьютере будет меньше.
Наиболее критическими деталями в БП являются:
Высоковольтные конденсаторы
Высоковольтные транзисторы
Высоковольтные выпрямительные диоды
Высокочастотный силовой трансформатор
Низковольтные диодные выпрямительные сборки
Братья китайцы умудряются и здесь экономить... Вместо высоковольтных конденсаторов 470мкф х 200 вольт они ставят 200мкф х 200 вольт. Эти детали влияют на способность блока держать кратковременное пропадание сетевого напряжения и на мощность выдаваемого напряжения БП. Ставят маленькие силовые трансформаторы, которые сильно нагреваются при критических мощностях. А так же экономят на низковольтных выпрямительных сборках, заменяя их на два спаянных вместе дискретных диода. Про отсутствие фильтров и сглаживающих конденсаторов уже говорилось выше.
Попробуем это все исправить. Прежде всего, нужно открыть БП и оценить размер трансформатора. Если он имеет размеры 3х3х3 см и больше, то блок имеет смысл дорабатывать. Для начала надо заменить большие высоковольтные конденсаторы и поставить не меньше 470мкф х 200 вольт. Необходимо поставить все дроссели в низковольтную часть БП. Дроссели можно намотать самому на ферритовом кольце диаметром 1- 1,5 см медным проводом с лаковой изоляцией сечением 1-2 мм 10 витков. Можно так же взять дроссели с неисправного БП (убитый БП можно купить в любой компьютерной конторе за 1-2$). Далее нужно распаять сглаживающие конденсаторы в пустующие места низковольтной части. Достаточно поставить 3 конденсатора 2200мкф х 16 вольт (Low ESR) в цепи +3.3в, +5в, +12в.
Типичный вид низковольтных выпрямительных диодов в дешевых блоках такой:
Рисунок 3
или, что хуже, такой
Рисунок 4
Первая диодная сборка обеспечивает 10 ампер на 40 вольт, вторая – 5 ампер мах. При этом на крышке БП написаны следующие данные:
Рисунок 5
Заявлено 20-30 ампер, а реально выдается 10 или 5 ампер!!! Причем на плате БП предусмотрено место для нормальных сборок, которые там должны стоять:
Рисунок 6
По маркировке видно, что это 30 ампер на 40 вольт – а это уже совсем другое дело! Эти сборки должны стоять на канале +12в и +5в. Канал +3.3в может быть выполнен двумя способами: либо на такой же сборке, или на транзисторе. Если стоит сборка, то ее меняем на нормальную, если транзистор, то оставляем все как есть.
Итак, бежим в магазин или на рынок и покупаем там 2 или 3 (в зависимости от БП) диодные сборки MOSPEC S30D40 (на канал +12 вольт S40D60 – последняя цифра D – напряжение – чем больше, тем на душе спокойнее или F12C20C – 200 вольт) или аналогичные по характеристикам, 3 конденсатора 2200 мкф х 16вольт, 2 конденсатора 470 мкф х 200 вольт. Все эти детали стоят примерно 5-6$.
После того как мы все поменяли, БП будет выглядеть примерно так:
Рисунок 7
Рисунок 8
Дальнейшая доработка БП сводится к следующему... Как известно в БП каналы +5 вольт и +12 вольт стабилизируются и управляются одновременно. При установленном +5 вольт реальное напряжение на канале +12 составляет 12,5 вольт. Если в компьютере сильная нагрузка по каналу +5 (система на базе AMD), то происходит падение напряжения до 4,8 вольт, при этом напряжение по каналу +12 становится равным 13 вольтам. В случае с системой на базе Pentium 4 сильнее нагружается канал +12 вольт и там все происходит наоборот. В силу того, что канал +5 вольт в БП выполнен гораздо качественнее, то даже дешевый блок будет без особых проблем питать систему на основе AMD. Тогда как энергопотребление Pentium 4 гораздо больше (особенно по +12 вольтам) и дешевый БП нужно обязательно дорабатывать.
Завышенное напряжение по каналу 12 вольт очень вредно для жестких дисков. В основном нагрев HDD происходит по причине повышенного напряжения (больше чем 12,6 вольт). Для того чтобы уменьшить напряжение 13 вольт достаточно в разрыв желтого провода, питающего HDD, впаять мощный диод, например КД213. В результате напряжение уменьшится на 0.6 вольт и составит 11.6 вольт – 12,4 вольт, что вполне безопасно для жесткого диска.
В результате мы получили нормальный БП, способный отдавать в нагрузку не меньше 250 вт (нормальных, не китайских!!), который к тому же станет гораздо меньше греться.
Предупреждение!!! Все, что Вы будете делать со своим БП – Вы делаете на свой страх и риск! Если Вы не обладаете достаточной квалификацией и не можете отличить паяльник от вилки, то не читайте,что здесь написано и тем более не делайте!!!
Комплексное снижение шума у компьютеров
Как бороться с шумом? Для этого у нас должен быть правильный корпус с горизонтальным расположением блока питания (БП). Такой корпус имеет большие габариты, но гораздо лучше выводит излишнее тепло наружу, так как БП расположен над процессором. Имеет смысл поставить на процессор кулер с вентилятором размерами 80х80, например серии Titan. Как правило, большой вентилятор при одинаковой производительности с маленьким, работает на меньших оборотах и издает меньше шума. Следующим шагом станет понижение температуры процессора при простое или маленькой нагрузке.
Как известно, большую часть времени процессор компьютера простаивает в ожидании реакции пользователя или программ. В это время процессор просто зря гоняет пустые циклы и нагревается. Бороться с этим явлением призваны программы охладители или софт-кулеры. В последнее время эти программы даже стали встраивать в БИОС материнской платы (например, EPOX 8KRAI) и в операционную систему Windows XP. Одна из наиболее простых и эффективных программ – это VCOOL. Эта программа при работе процессора AMD выполняет процедуру Bus disconnect – отключение шины процессора при простое и снижение тепловыделения. Поскольку простой процессора занимает 90% времени, то охлаждение будет очень существенное.
Здесь мы подходим к пониманию того, что вращение вентилятора кулера на полной скорости для охлаждения процессора нам не нужно. Как понизить обороты? Можно взять кулер с регулировкой оборотов выносным регулятором. А можно воспользоваться программой управления скоростью вентилятора – SPEEDFAN. Эта программа замечательна тем, что в ней можно настроить обороты вентилятора в зависимости от нагрева процессора путем задания температурного порога. Таким образом, при старте компьютера, вентилятор имеет полные обороты, а при работе в Windows с документами и интернетом скорость вентилятора автоматически снижается до минимальных.
Комбинация программ VCOOL и SPEEDFAN позволяет при работе в Word и Интернет вообще останавливать кулер и при этом температура процессора не поднимается выше 55С! (Athlon XP 1600). Но у программы SPEEDFAN есть один недостаток – она работает не на всех материнских платах. В таком случае понизить скорость вентилятора можно, если перевести его на работу с 12 вольт на 7 или даже на 5 вольт. Обычно кулер присоединяется к материнской плате с помощью трехконтактного разъема. Черный провод это земля, красный +12, желтый - датчик оборотов. Для того, чтобы перевести кулер на питание 7 вольт, нужно черный провод вытащить из разъема и вставить в свободный разъем (красный провод +5вольт) идущий от БП, а красный провод от кулера вставить в разъем БП с желтым проводом (+12).
Рисунок 9
Желтый провод от кулера можно оставить в разъеме и вставить в материнскую плату, что бы мониторились обороты вентилятора. Таким образом, мы получаем 7 вольт на кулере (разница между +5 и +12 вольт составляет 7 вольт). Что бы получить 5 вольт на кулере достаточно присоединить только красный провод кулера к красному проводу БП, а два оставшихся провода оставить в кулерном разъеме.
Таким образом, мы получили процессорный кулер со сниженными оборотами и низким шумом. При значительном снижении шума теплоотведение от процессора не снижается или снижается незначительно.
Следующий шаг – снижение тепловыделения жесткого диска. Поскольку главный нагрев диска происходит из-за повышенного напряжения по шине +12 вольт (реально здесь всегда 12.6 – 13,2 вольт), то здесь все делается очень просто. В разрыв желтого провода, который питает винчестер, впаиваем мощный диод типа КД213. На диоде происходит падение напряжения примерно 0,5 вольт, что благоприятно сказывается на температурном режиме винчестера.
А может пойти еще дальше? Перевести вентилятор БП на 5 вольт? Просто так перевести не получится – нужна доработка БП. А заключается она в следующем. Как известно, основной нагрев внутри БП испытывает радиатор низковольтной части (диодные сборки) – порядка 70-80 С. Причем наибольший нагрев испытывает сборка +5в и +3.3в. Высоковольтные транзисторы у правильного блока (эта часть БП практически у 95% БП правильна, даже у китайских) греются до 40-50 С и их мы трогать не будем.
Очевидно, что один общий радиатор для трех шин питания слишком мал. И если при работе вентилятора на больших оборотах радиатор еще нормально охлаждается, то при снижении оборотов происходит перегрев. Что делать? Разумно было бы увеличить размер радиатора или вообще разделить шины питания по разным радиаторам. Последним мы и займемся.
Для отделения от основного радиатора был выбран канал +3.3в., собранный на транзисторе. Почему не +5в? Сначала так было и сделано, но обнаружились пульсации напряжения (сказалось влияние проводов, которыми были удлинены выводы диодной сборки +5в). Так как канал +3.3в. питается от +5в., то пульсаций уже нет.
Для радиатора была выбрана алюминиевая пластина размером 10х10 см, к которой был прикручен транзистор канала +3.3в. Выводы транзистора были удлинены толстым проводом длиной 15 см. Сама пластина была прикручена через изолирующие втулки к верхней крышке БП. Важно, чтобы пластина радиатора не соприкасалась с крышкой БП и радиаторами силовых диодов и транзисторов.
Рисунок 10
Рисунок 11
Рисунок 12
Рисунок 13
Рисунок 14
После такой доработки можно смело ставить вентилятор БП на +5 вольт.
Видеокарта. Здесь нужен более точный подход. Если у вас видеокарта класса GeForce2 MX400, то в большинстве случаев ей кулер вообще не нужен (что, кстати, многие производители и делают – вообще не ставят кулер). То же самое относится к видеокартам GeForce 4 MX440, Ati Radeon 9600 – здесь достаточно пассивного радиатора. В случае других видеокарт, подход может быть аналогичным вышесказанному – перевод питания вентилятора на 7 вольт.
Подведем некоторый итог. Мы рассмотрели меры для снижения шума и тепловыделения системы на основе процессора AMD. Для примера приведу следующие данные. В настоящий момент эта статья пишется на весьма мощном компьютере AMD Athlon XP 3200+, с 512 мб ОЗУ, видеокартой GeForce 4 mx440, Hdd WD 120 gb 7200,CD-RW и имеет температуру процессора 38С, температуру внутри корпуса 36С, температуру внутри БП, измеренную цифровым термометром на радиаторах силовых диодов – 52С, жесткий диск просто холодный. Максимальная температура процессора при одновременном тесте 3DMark и запуске cpuburn составила 68С после 3 часов работы. При этом вентилятор БП подключен на 5 вольт, вентилятор процессора с кулером TITAN подключен на 5 вольт постоянно, видеокарта вентилятора не имеет. В таком режиме компьютер работает без каких либо сбоев в течение 6 месяцев, при температуре в комнате 24С. Таким образом, мощный компьютер имеет всего два вентилятора (работающих на низких оборотах), стоит под столом и его практически не слышно.
P.S. Возможно летом (в комнате будет +28) потребуется поставить дополнительный корпусной вентилятор (с питанием +5в, так сказать – для спокойствия...), а может быть и нет, поживем – увидим...
Предупреждение! Если Вы не обладаете достаточной квалификацией, а Ваш паяльник размерами похож на топор, то не читайте данную статью и тем более не следуйте советам ее автора.
| Добавь статью в закладки | Похожие материалы |
Когда-то, очень давно, жили-были компьютеры. Они умели быстро и много считать и даже выводить на экран монитора двухмерную графику. И все на экране компьютера было плоско и уныло. Людям же хотелось трехмерности, ощущения пространства, кинематографической графики. Они скромно мечтали о чуде. И явилась миру чудо в лице компании 3Dfx Interactive.
Часть 1 - Теоретическая. А также экскурс в историю
Образованная в 1994 году четырьмя энтузиастами, компания 3Dfx Interactive впервые являет миру графический чип Voodoo Graphics. Скорее, даже не чип, а набор микросхем - PixelFX и TexelFX Engine с поддержкой до 4 Мбайт локальной памяти, что в то время было сродни чуду. И чудо случилось - 3D-графика стала массовым явлением для персонального компьютера.
В январе 1998 компания 3Dfx представила новое чудо в лице второго поколения графических чипов - Voodoo2 вместе с появлением технологии SLI, позволявшей нескольким чипам Voodoo2 параллельно работать. SLI (S can L ine I nteractive) [не путать с NVIDIA SLI = S calable L ink I nterface], позволила нескольким картам Voodoo2 работать параллельно, тем самым увеличивая fps в играх.
Играх! Справедливости ради следует сказать, что 3Dfx среди революционных разработок имела в своем распоряжении еще и уникальный API - Glide. Подавляющее большинство игр того времени разрабатывалась именно под этот API. До сих пор много людей с большой теплотой вспоминают ТЕ игры. А многие до сих пор играют в эти ставшие классикой игры.
Но и это не всё. Не менее значимым были и последующие разработки 3Dfx.
Например, поддержка мультичиповых решений с использованием технологии SLI, но на сей раз в рамках одной (!) платы под AGP-слот.
Речь идет о графическом чипе VSA-100 , который содержал в себе интересные особенности - мультичиповая обработка изображения, полноэкранное сглаживание очень высокого качества и удачная компрессия текстур.
Впервые на одной “бытовой” видеокарте объединила два (Voodoo5 5500) и даже 4 (в легендарной Voodoo5 6000) графических чипа именно 3Dfx. Последняя, к величайшему сожалению, в серию попасть не успела. 3DFX с декабря 2000 года перестала существовать самостоятельно, т.к. была куплена NVIDIA.
Видеокарта 3Dfx Voodoo5 6000 известна ещё и тем, что стала предвестником появления технологии Quad SLI .
Четыре видеочипа на одной печатной плате. Поскольку она оснащалась интерфейсом AGP, а материнских плат с двумя портами AGP не существовало, можно считать, что Voodoo5 6000 стала первым графическим решением, объединившим четыре видеочипа в одной системе. Аналогичный продукт nVidia показала только!ШЕСТЬ! лет спустя, выпустив драйверы с поддержкой Quad SLI для объединения пары двухчиповых видеокарт GeForce 7950 GX2.
Если говорить о многочиповых решениях, то нельзя не упомянуть фирму Quantum3D . И ее технологии Heavy Metal на чипах 3Dfx.
Прежде чем начать описание технологии Heavy Metal, нужно сказать, что данная технология относится к классу HI-END (не следует забывать, что речь идет о 1998-2000 годах). Итак, Heavy Metal - это не просто графическая станция, это нечто большее.
Heavy Metal представляет собой высокопроизводительную графическую станцию для обеспечения всех потребностей, которые может предъявлять самое передовое программное обеспечение (того времени) для пользователей, которых не волнует цена изделия, они используют всё самое совершенное.
Этими пользователями являлись: военные базы по подготовке специалистов, NASA, некоторые крупные графические студии. Использовали такие штуки и для подготовки специалистов по управлению вертолётами и наведению ракет, когда необходимо с максимальной реалистичностью воссоздавать сцены военных действий в реальном времени. Использовали систему и гражданские - в Научно-исследовательских лабораториях Форда в Дирборне, Мичиган.
Компания Lockheed Martin выбрала выполненную в открытой архитектуре систему построения изображений AAlchemy фирмы Quantum3D для повышения реалистичности работы тренажера самолета С-130.
Именно на такие задачи были рассчитаны станции Heavy Metal. В частности, самое мощное решение на чипах VSA-100 3Dfx за всю историю - это модули AAlchemy.
Графические подсистемы AAlchemy имеют отдельный металлический корпус, систему охлаждения, состоящую из двух вентиляторов производительностью 150 CFM и других компонентов. Дека AAlchemy вставляется в корпус Heavy Metal. Причём количество таких дек может достигать четырёх.
ААlchemy содержит от 4 до 32 VSA-100 чипов, для получения пропускной способности памяти от 12.8 до 102 гигабайт в секунду. ААlchemy использует эту архитектуру для получения 4х4, или 8х8 sub-sample, single-pass, full-scene, sub-pixel anti-aliasing при FillRate от 200 Mpixels/sec. до 1 Gpixels/sec. AAlchemy4 продавалась только как часть Heavy Metal GX+.
Спецификация:
Поддержка 4 или 8 чипов VSA-100 на одной плате.
Поддержка 1, 2, 4 каналов в Heavy Metal GX+
Поддержка точной синхронизации SwapLock и SyncLock.
Поддержка 16 bit Integer и 24 bit Z-buffer with 8 bit Stencil
Поддержка 32 bit и 22 bit rendering
Single, Double, Triple Buffering
Поддержка perspective correct bilinear, trilinear и selective anisotropic texture filtering с попиксельным LOD MIP mapping с Gouraud modulated, detailed and projected texture mapping
Поддержка transparency и chroma-key
Per-pixel and per-vertex атмосферные эффекты с одновременным OpenGL-совместимым alpha blending
Поддержка 16, 24, 32-bit RGB/RGBA и 8-bit YIQ и color-indexed компрессированных текстур
Поддержка компрессии текстур FXT1 и S3TC
Поддержка текстур размером до 2048х2048
32 или 64 Mb Framebuffer
Поддержка API 3dfx Glide, Microsoft Direct3D, OpenGL и Quantum SimGL
Пропускная способность памяти 12.8 - 102.4 Gb/sec.
Интерфейс 66 MHz PCI 2.1 с возможностью передачи на несколько чипов
Встроенный геометрический конвейер производительностью 2 100 000 текстурированных полигонов в секунду.
135 MHz RAMDAC с поддержкой Stereo
Поддержка технологии T-Buffer
Учитывая все вышеизложенное, становится ясно, за что компания 3Dfx приобрела огромную армию фанатов своей продукции. Со временем превратившихся в фанатов- коллекционеров. Да и просто геймеров, любящих и ценящих старые, классические игры.
Опять же если в 2000-е многие не осмеливались мечтать о графической системе Heavy Metal AAlchemy GX+, потому что она даже с одним модулем AAlchemy стоила 15 000 долларов, то сейчас все это оборудование можно купить за более приемлемые деньги. Можно и по частям.
Как вам такое - исполнить мечту своего детства-юности-молодости… у кого как? Украсить свою коллекцию такой красавицей? Автор статьи является одним из фанатов-коллекционеров продукции фирм 3Dfx и Quantum3D.
Когда мне подвернулся случай приобрести одиночный графический модуль из системы Heavy Metal AAlchemy GX+, я его, естественно, не упустил.
Но собирание компьютерного железа отличается от собирания, например, марок, тем, что железки еще и работают. Налюбовавшись вдоволь на рукотворное чудо, мне пришло в голову, что было бы очень круто побегать в Quake на видеокарте с ВОСЕМЬЮ графическими чипами на борту, ко всему изъятой из военного или аэрокосмического симулятора! Я приступил к делу.
Видеокарта имеет интерфейс PCI, что делает ее совместимой с любым современным компьютером.
Напомню ближайшее решение Voodoo5 6000:
имеет интерфейс AGP 2х, требует материнскую плату на чипсет не старше 333 -его, не совместима со многими материнскими платами(даже если они поддерживают AGP 2x)
и является такой редкостью, что появляются только на e-bay не чаще раза в год по цене от 1000 евро. И имеет производительность в два раза более низкую по сравнению с AAlchemy. Конечно, это несравнимые вещи, но все же.
Казалось бы что проще. Плата под разъем PCI. Такой есть практически во всех компьютерах… Но, как всегда есть “НО”. Для питания этого графического монстра необходим специализированный блок питания. С такими вот параметрами:
Впечатляет? 2,9 В и 75 А!!! Практически сварочный аппарат! Успокаивает только то, что 75 А требуется для двух видеокарт AAlchemy, объединенных в SLI. Для одной достаточно половины, а это 30-35 А.
3,3 В и 30 А еще реально. Есть на многих блоках питания от 400 Вт. Но вот где взять 2,9 В?
Купить фирменный(родной) блок питания? Можно конечно попробовать, но штука это крайне редкая. И стоит приличных денег. Даже на такой всемирной брахолке как E-Bay встречается нечасто.
Многие западные энтузиасты выкручиваются по-разному. Есть вариант с использованием преобразователей 12 В в 3,3 В DC/DC-Converter Artesyn SMT30E 12W3V3J
На первый взгляд простенько и доступено. Но цена такого девайса порядка 50-ти евро, а их надо три штуки. И достать их в России не просто. А покупать за границей… долго, хлопотно и дорого.
Есть вариант с использованием мощного лабораторного блока питания и мощных токовых реле
Я попытался выяснить, сколько может стоить такой блок питания. Нашел 20 А 5 В. Цена двадцать с небольшим тысяч рублей. Сколько же будет стоить семидесятиамперный!?
Варианты эти мне не понравились сразу. Вообще мне виделся такой путь решения: три блока питания - обычные, компьютерные. Провода Pc-ON объединить. Общие(черные) провода объединить. И как-то доработать один из блоков питания для получения с него искомых 2,9 В. Первые две позиции решились без проблем. У меня было два блока питания:
1. Linkworld LPQ6-400W . Это довольно дохленький блок. Но для питания моего ретрокомпа вполне пойдет.
2. FCP ATX-400PNF Более современный блок у него по линии 3,3 В заявлен ток 28А. Практически то, что надо.
А вот из чего добыть 2,9В? В принципе, у меня одинарная Quantum 3D AAlchemy 8164 . Для нее будет достаточно половины от 75-ти. Блок питания рассчитан на SLI из двух Quantum 3D AAlchemy 8164. У меня же в наличии только одна. По опыту зарубежных пользователей 30-ти ампер хватает.
И тут я вспомнил про Powerman HPC-420-102DF . У меня есть принципиальная схема очень близкая к этому блоку. И я решил взять за базу именно его.
нажмите на картинку для увеличения
В блоках питания выполненных по примерно такой схеме 5 и 3,3 В берется с одной обмотки трансформатора. А значит, запас по мощности по линии 3,3 вольта у такого блока есть. Но есть две небольшие проблемки. Защита от превышения максимального тока нагрузки и защита от повышения и понижения напряжения питания. Есть и такая штука, которая называется - «перекос напряжений из-за неравномерной нагрузки по линиям». Как бороться с этими бедами я не рассматривал. Решил «решать проблемы по мере их поступления». Если в процессе работы блок начнет отключаться, тогда и буду заморачиваться.
Вскрыл блок и освежил память, скачав и прочитав даташит на SG6105 . Именно на этой микросхеме сделан мой блок питания. На большом, двадцатиконтактном разъеме есть три оранжевых провода. Это линии 3,3 В. К одной из них подходит коричневый(обычно) провод Vsens. Иногда он бывает того же цвета, но тоньше остальных. По этому проводу осуществляется контроль изменения напряжения на выходе блока по линии 3,3 В.
Провод идет к плате блока питания.
И через резистор R29 подходит к ноге 12 микросхемы SG6105. Нога называется VREF2. Величина этого резистора определяет выходное напряжение блока питания по линии 3,3 В.
По схеме 18кОм. Я нашел этот резистор на плате блока:
Отпаял одну ногу этого резистора, таким образом, отключив его. На фотографии это видно. Замерил мультиметром реальное его сопротивление. Оно оказалось 4,75 кОм. Ого! Схемы и жизнь часто отличаются друг от друга!
Теперь беру переменный резистор с червячной передачей сопротивлением 10кОм. Такие резисторы очень популярны у оверклокеров, т.к. позволяют плавно изменять свое сопротивление. Крутя движок резистора отверткой, выставляю его на требуемые 4,75 кОм. Величину контролирую с помощью мультиметра и впаиваю вместо R29 со стороны печатных дорожек.
Делаю это для возможности регулировки. Потом в корпусе блока делаю отверстие для доступа к этому резистору.
Теперь надо сделать соединяющие провода блока с видеокартой. На AAlchemy есть специальная плата с разъемами. К ней с помощью лепестков и можно подключиться. Но конструкция моего самодельного корпуса такова, что видеокарта оказывается вверх ногами. Поэтому я буду прикручивать провода непосредственно к самой карте. Вот сюда:
Нахожу в жгуте оранжевые провода. Перерезаю из, зачищаю, тщательно облуживаю и припаиваю к ним два провода сечением не менее 2,5 мм квадратных. То же проделываю и с черными проводами
(общими, земля, минус источника питания). Беру так же три провода, что бы сечение отходящих проводов равнялось сечению входящих.
Собираю блок, изолирую места пайки проводов изолентой. И начинается процесс проверки-регулировки.
Для нагрузки использовал мебельный спот мощностью 20 Вт. Все предположения оказались верными и работало все правильно. 2,9 В выставилось без проблем. Если будите повторять этот момент, то заметьте - включал я блок питания без обдува вентилятором. Непродолжительное время это возможно. Но лучше запускать с обдувом.
С давних пор у меня стоит самодельный корпус с водяным охлаждением, герой статьи.
Сейчас в нем находится ретроконфигурация:
- CPU Athlon 1700
- MB EP-8KTA3L+
- Mem 3 по 256mB
- Видеокарты GeForce GTS
- QUANTUM3D AALCHEMY
На него я и устанавливаю все три блока питания.
Блоки соединяю по следующей схеме.
Зеленые провода разъема всех блоков питания соединяю. Теперь все блоки будут включаться одновременно. Любой черный провод каждого блока питания соединяю между собой.
Корпус этот очень просторен. В него без труда уберется такой гигант как Quantum 3D AAlchemy . Если на первый блок нагружено - материнка, процессор, винчестер, видеокарта GeForce GTS, то на остальные нагрузка только на линии 3,3 вольта. Перекоса напряжений при этом не возникнет, т.к. 3,3 В стабилизируется отдельно от 5 В и 12 В. Но и линии 5 В и 12 В совсем без нагрузки оставлять нельзя. Поэтому на них я навешиваю неонки и вентиляторы. Такая красота получается:
Моя Quantum 3D AAlchemy оказалась старой ревизии и требовала питания не 2,9 В 2,7 В. Я без проблем подстроил переменным резистором нужное напряжение.
Проверив все еще раз, я запустил систему. Монитор пока был подключен только к GeForce GTS. После загрузки операционной системы я проверил питающие напряжения на AAlchemy. Линия 3,3В оказались в норме. А вот 2,7 В упало до 2,65 В. Я снова подстроил до 2,7 В.
Операционка сразу увидела новый девайс и запросила драйвер. Драйвер я брал отсюда.
Вот она, легенда, работает. Подключаю второй монитор на выход AAlchemy. И запускаю тест.
AAlchemy работает в обычном компьютере как видеоускоритель. Изображение в 2D выводит обычная видеокарта, а приложения Glide выводит AAlchemy.
Часть 2 - F.A.Q.
После успешного эксперимента по модернизации обычного блока питания и запуска AAlchemy (далее сокращенно "АА5" ) на обычной материнской плате я попробовал собрать родную комплектацию графической станции Heavy Metal AAlchemy GX+ :
- 2 процессора Pentium III - 1000 МГц/100/256
- 2-x процессорная мат.плата Intel L440GX+
- Встроенное видео CL-GD5480
- 1,5 Gb SDRAM ECC Sync. PC100R
На плате есть два типа разъемов PCI 66 MHz и 33 MHz.
Погонял АА5 на ней. В процессе выяснились некоторые тонкости эксплуатации. Сначала хотел написать продолжение статьи. Но понял, что все наработки будет полезнее изложить в виде F.A.Q . и поместить его в конце первой статьи. Плюсы - вся информация в одном месте и наглядно изложена.
Собственно данное F.A.Q представляется вашему вниманию:
1. Где взять мануал на АА5?
2. Какую операционную систему использовать?
Графическая станция разрабатывалась для использования с Microsoft Windows NT4 и Windows 2000. Но прекрасно работает и с Windows XP.
3. Где взять драйвер для АА5?
Огромный выбор драйверов для 3DFX есть вот
4. Где можно задать вопросы и обсудить АА5?
Часть 3 - Экстремальная. Практические испытания
Третья часть, самая экстремальная. В первых двух частях выяснилось, что одиночную видеокарту АА5 не так уж трудно запустить на обычном домашнем компьютере. Цена вопроса - легкая модернизация отдельного блока питания. Но.. Опять “но”. Появилась возможность приобрести сразу модуль, состоящий из двух QUANTUM 3D AALCHEMY 8164 и nVSensor post-processor. 16 графических процессоров! Но тогда для питания двух видеокарт потребуется уже 75 Ампер! При нестандартных 2,7-2,9 В.
Для таких токов вышеуказанная переделка неприменима. Во первых часть мощностей уходит на другие линии 5 В, 12 В, -5В, -12В. Линию 5В приходилось нагружать лампочкой, иначе все же возникал перекос напряжений и блок переставал правильно работать. А это дополнительные потери мощности.
Так же срабатывала защита от перегрузки. Короче говоря, требовалось получить от блока питания честные 75 А при регулируемом и стабилизированном напряжении 2,7-2,9 В. Вдвое больше, чем блок может дать. Но если по всем линиям блок питания способен выдать 400-480Вт, то почему нельзя заставить выдать всю эту мощь в одну линию? Можно.
Первоначальный план был таков. Отключаю все защиты и мониторинг всех напряжений. Выпаиваю все лишние детали. И заставляю блок работать только на одну линию. И честно выдавать все, на что он способен в ОДНУ эту линию с регулируемым напряжением 2,7-2,9 В. Такой разброс обусловлен тем, что есть две версии АА5. Есть с питанием 2,7 В, а есть и с 2,9 В.
Изучаю более подробно даташит на SQ6105. И разрабатываю пути отключения всех защит. Принцип прост. Надо обмануть SQ6105. В блоке есть так называемая «дежурка». Это независимый источник напряжением 5 В. От него питание идет на SQ6105, до включения всего блока питания.
Например, как отключить мониторинг 5 В? Подать на вывод SQ6105, отвечающий за этот мониторинг напряжение 5 В. А возьму я его с этой самой «дежурки». Мониторинг +3,3 В? Возьму с «дежурки» 5 В и с помощью резисторного делителя подам на SQ6105 требуемые 3,3 В! Единственно возникает проблемка с 12-ю вольтами. Но и ее я решил. Все равно, для питания компьютера с установленной АА5 я использую три блока питания. Возьму +12 В с любого из них.
То, что я делал, излагаю строго по пунктам. Переделывал я блок питания кодеген 480 Вт. Его я уже как только не модернизировал. Прост, без лишних наворотов. И надежен. Единственное слабое место - диодные сборки. Но их я давно поменял. После предыдущих переделок он имел такой вид.
Имеет схему очень близкую к этой:
Схема №1
Приступим.
1.Подключаю на выход блока питания нагрузку - лампочку 12 В. Провод PS-ON на землю это значит - зеленый и черный провода 20-ти пинового разъема закорачиваю скрепкой. Лампочка горит. Блок работает.
2. Отключаю БП от сети 220 В. (Нужно выдернуть провод питания из блока!) Это важно. Иначе удар током и, возможно, смертельный исход. С электричеством шутки плохи. Отключаю анализ SQ6105 плюс 5 В - перерезаю дорожку, идущую от вывода 3, SQ6105 (V5Вход напряжения +5V, схема 1), а сам вывод 3 соединяю пайкой с выводом 20 SQ6105 перемычкой или резистором 50-200 Ом (RR5 на схеме 1). Тем самым я отсоединяю SQ6105 от схемы блока питания и подменяю мониторинг выходных 5-ти вольт, пятью вольтами «дежурки». Теперь, даже если блок питания не выдает 5 В в нагрузку, SQ6105 считает что все нормально и защита не срабатывает. Готово.
Включаю БП в сеть для проверки, лампочка должна гореть.
3. Отключаю БП от сети 220 В. Отключаю определение SQ6105 плюс 3,3 В - перерезаю дорожку около вывода 2 и подпаиваю два резистора, 3,3 кОм от вывода 2 на корпус (RR7 на схеме 1), 1,5кОм от вывода 2 на вывод 20 (RR6 на схеме). Включаю БП в сеть, если не включается, надо подобрать резисторы более точно, что бы получить на выводе 2 +3,3 В. Можно использовать подстроечный резистор сопротивлением 10 кОм. После каждой переделки лучше проверять блок на работоспособность. Тогда в случае неудачи круг поиска ошибки сузится.
4. Отключаю БП от сети 220 В. Отключаю определение SQ6105 минус -5 В и - 12 В - выпаиваю R44 (около вывода 6), а сам вывод 6 соединяю с корпусом через резистор 33 кОм, точнее 32,1кОм (RR8 на схеме 1). Включаю БП в сеть, если не включается, надо подобрать резистор более точно.
5. Отключаю БП от сети. Отключаю определение 12 В. Для этого ищу вывод 7 SQ6105. Это вход 12 В. Если 12 В отсутствует - микросхема отключает блок питания. Смотрю по плате, от ноги 7 дорожка идет к резистору, обычно номиналом около 100 Ом. Выпаиваю ногу этого резистора - дальнюю от микросхемы. К выпаянной ноге припаиваю провод, к которому буду подавать 12 В с другого блока питания. В этом блоке 12 В взять негде, да и этот провод будет выполнять функцию дополнительной защиты и гарантии одновременной работы нескольких блоков. Для проекта нужно одновременное включение нескольких блоков питания.
6. Выпаиваю все диодные сборки. Это удобнее всего делать паяльником с отсосом. Выпаиваются сборки все вместе с радиатором, на котором они установлены. Откручиваю все сборки от радиатора и изучаю их. Мне надо набрать минимум 80А, причем обязательно одинаковыми сборками. Из выпаянного ничего не подошло. Но в запасах оказалось две сборки по 40А на 100 В. Устанавливаю на радиатор их обе и соединяю параллельно. Потом проводами соединяю их с контактными площадками линии 5 вольт блока питания. Провода должны быть как можно большего сечения. От 4-х мм 2 подходящие к сборкам и 8 отходящие. Также все задействованные дорожки на плате начиная от трансформатора нужно умощнить. Либо напаять сверху провода, либо залить их припоем. А лучше и то и другое.
7. Теперь надо переключить выход усилителя сигнала ошибки и отрицательный вход компаратора SQ6105. Для этого ищем 16 (COMP) и 17 (IN) ноги этой микросхемы. (Это, собственно, сама стабилизация выходного напряжения).
И начиная от них иду по печатным дорожкам и сравниваю реальную схему блока с той, что имею. Дохожу до резистора, который соединяет 16 и 17 ноги с 12 В и выпаиваю его(R41 на схеме 2).
Схема №2
Нахожу резистор, который соединяет микросхему с 5-ю вольтами (R40 на схеме №2). Выпаиваю его. Затем измеряю его величину и впаиваю на его место переменный резистор немного большей величины. Естественно, предварительно выставив его на то же сопротивление. Впаиваю, конечно, не сам резистор, а провода, идущие к резистору. Сам же резистор вывожу на корпус блока питания в удобное место. С его помощью я буду регулировать выходное напряжение.
Отпаиваю все лишние детали (электролиты по всем линиям, кроме 5 В, дроссели магнитного усилителя 3,3В, если мешают детали линий -5В и -12 В) и провода идущие от платы вместо них впаиваю два провода сечением 4 мм 2 на выход 5 В и общий. (На фото это толстые акустические провода). Лучше выходные провода продублировать. Сечение 4 мм маловато. Провод может греться.
8. Нагрузку (лампочку 12 В 20 Вт) подключаю к выходу БП. Включаю БП в сеть. PS ON на землю. Блок должен работать. Значит, ничего лишнего я не выпаял.
Измеряю тестером напряжение на лампочке и регулирую переменником напряжение до требуемого значения 2,7 В или 2,9 В. Все получилось. Осталось совсем немного работы.
9. Теперь надо переделать дроссель групповой стабилизации на более высокий ток. Сечения сердечника дросселя вполне достаточно. Недостаточно сечения проводов. Все-таки расчетный ток обмотки 40 А а будет до 75 А!
Выпаиваю дроссель и нахожу на нем обмотку 5 В. Это два или три провода диаметром 1,5 мм. В моем случае это два провода.
Сечение этих двух проводов 3,54 мм 2 . Расчетный ток 40 А. Для величины 80 А нужно удвоить сечение. У меня в наличии оказался провод диаметром 1,77 мм. Для того, что бы набрать требуемые 7,08 мм 2 потребуется три провода (не путайте сечение с диаметром!)
Сматываю с дросселя групповой стабилизации все обмотки. Количество витков 5-ти вольтовой обмотки считаю. 10 витков. Наматываю новую обмотку на тор магнитопровода тремя проводами одновременно. Для этого удобно отмерить сразу требуемую длину проводов, аккуратно сложить их полосой и с помощью двух пассатижей скрутить концы. Тогда мотать будет намного проще. Витки всех трех обмоток должны быть строго одинаковы.
В процессе намотки я решил для лучшего сглаживания пульсаций использовать два таких дросселя. Для второго я выпаял дроссель с убитого блока питания и тоже перемотал его. В принципе, это не обязательно. В первоначальной схеме используется два дросселя. Второй - просто несколько витков провода, намотанные на столбик. Сердечник слишком мал для 3-х проводов. Вот я и решил поставить два одинаковых.
Первый дроссель я впаял на место дросселя групповой стабилизации в контактные площадки +5 В. После него поставил электролитический конденсатор 4700 мкФ на 25 В, далее второй дроссель (он встал на место освободившееся от выпайки конденсаторов (по линии 5 В я их тоже выпаял, мне показалось, что они недостаточной емкости). Припаял я его к площадкам следующего дросселя. Стоял там маленький, невзрачный. Его убрал, отверстия рассверлил и впаял новый. А на выход этого повесил два электролита по 10 000 мкФ 25 В. Ток увеличился вдвое, поэтому и емкость электролитов следует увеличить. Тут чем больше, тем лучше. Также их неплохо зашунтировать керамическими конденсаторами емкостью 1-10 мкФ. Это для более качественной фильтрации по высокой частоте.
Электролиты такой величины на плате не убрались, и я их прикрепил к корпусу блока питания и проводами соединил с печатной платой. Провода должны быть приличного сечения. Не менее одного миллиметра квадратного.
Для улучшения охлаждения сделал новую крышку на блок питания из перфорированной стали и на нее прикрепил вентилятор 120 мм. Его присоединил к проводам, подающим 12 В от второго блока питания.
Для контроля выходного напряжения захотелось сделать встроенный вольтметр. Проще всего для меня поставить стрелочную головку. Головки номиналом 4 В я не нашел. Нашел какой-то странный прибор. Что он мерил - не знаю. Но все стрелочные головки - это микроамперметры. А из них легко сделать вольтметр, поставив гасящее сопротивление. Так я и сделал. Последовательно головке включил переменник на 33 кОм. Собрал: получилось довольно прилично.
Соединил два блока (со второго беру 12 В для работы первого, иначе блок не заведется см. п 5). На второй в качестве нагрузки присоединил лампочку. Блоки без нагрузки включать не рекомендуется. Разложил все на любимой табуретке и понял, что нечем нагрузить новый суперблок. Вспоминаю физику.
Согласно закону Ома I=U/R, отсюда R=U/I
U - Напряжения, В
R - Сопротивление, Ом
При токе 75А и напряжении 2,7 В сопротивление нагрузки должно быть равным 0,036 Ом. Обычные мультиметры такие сопротивления измерить не могут. Не рассчитаны. Что ж, опять вспомним физику.
R - Сопротивление, Ом
ρ - Удельное сопротивление для меди равно 0,0175
L - Длинна проводника в метрах
q - Сечение, мм квадратные
Из проводов у меня есть витая пара. 24AWG . Такой калибр соответствует сечению 0,205мм 2 . Там восемь таких проводов. Четыре провода - 0,82 мм 2 . Восемь - 1,64 мм 2 .
Сразу на 70 А включать я не решился. Начнем с 35 А.
Рассчитываем:
сечение беру 4-х проводов, длина получилась 3,6 метра.
Итак, половина жил 3,6 метра, сопротивление 0,0771 Ом, ток 35А.
Все восемь жил, 3,6 метра, сопротивление 0,038 Ом, ток 71 А. Вообще должно быть 70А. Но при расчетах я округлял. Сразу выходит две нагрузки.
Подсоединяю сначала половинную нагрузку. Включаю. Блок заработал. Напряжение немного просело. Но я его подрегулировал переменником. Пока возился, провод нагрелся: 95 Вт тепла!
Теперь соединяю все восемь: ток достиг значания 70 А! Включаю - все работает!!!
Только опять немного просело напряжение. Но это не проблема - у нас есть регулировка.
Только нагрузка сильно греется - не могу провести длительное тестирование. Через секунд 15-20 изоляция делается мягкой и начинает «плыть».
P.S. В моем случае почему-то не срабатывала защита от максимального тока в нагрузке (защита от короткого замыкания). Причину не знаю. Но если такое случиться, то эту защиту можно подкорректировать. Нужно уменьшить сопротивление R8. Чем меньше сопротивление, тем на больший ток защита будет срабатывать.
Блок питания готов. И можно было бы подключать АА5 и наслаждаться. Но... Как всегда. Покупка с E-Bay еще не приехала:(
Обсуждение данного материала ведется в специальной ветке нашего .