Строительство и ремонт дома » Разное » Самодельный блок питания на готовых модулях. Поговорим про ремонт блока питания компьютера своими руками Генераторы тактовой частоты

Самодельный блок питания на готовых модулях. Поговорим про ремонт блока питания компьютера своими руками Генераторы тактовой частоты

В современном мире развитие и устаревание комплектующих персональных компьютеров происходит очень быстро. Вместе с тем один из основных компонентов ПК – форм-фактора ATX – практически не изменял свою конструкцию последние 15 лет .

Следовательно, блок питания и суперсовременного игрового компьютера, и старого офисного ПК работают по одному и тому же принципу, имеют общие методики диагностики неисправностей.

Материал, изложенный в этой статье, может применяться к любому блоку питания персональных компьютеров с минимумом нюансов.

Типовая схема блока питания ATX приведена на рисунке. Конструктивно он представляет собой классический импульсный блок на ШИМ-контроллере TL494, запускающемся по сигналу PS-ON (Power Switch On) с материнской платы. Все остальное время, пока вывод PS-ON не подтянут к массе, активен только источник дежурного питания (Standby Supply) с напряжением +5 В на выходе.

Рассмотрим структуру блока питания ATX подробнее. Первым ее элементом является
:

Его задача – это преобразование переменного тока из электросети в постоянный для питания ШИМ-контроллера и дежурного источника питания. Структурно он состоит из следующих элементов:

  • Предохранитель F1 защищает проводку и сам блок питания от перегрузки при отказе БП, приводящем к резкому увеличению потребляемого тока и как следствие – к критическому возрастанию температуры, способному привести к пожару.
  • В цепи «нейтрали» установлен защитный терморезистор, уменьшающий скачок тока при включении БП в сеть.
  • Далее установлен фильтр помех, состоящий из нескольких дросселей (L1, L2 ), конденсаторов (С1, С2, С3, С4 ) и дросселя со встречной намоткой Tr1 . Необходимость в наличии такого фильтра обусловлена значительным уровнем помех, которые передает в сеть питания импульсный блок – эти помехи не только улавливаются теле- и радиоприемниками, но и в ряде случаев способны приводить к неправильной работе чувствительной аппаратуры.
  • За фильтром установлен диодный мост, осуществляющий преобразование переменного тока в пульсирующий постоянный. Пульсации сглаживаются емкостно-индуктивным фильтром.

Источник дежурного питания – это маломощный самостоятельный импульсный преобразователь на основе транзистора T11, который генерирует импульсы, через разделительный трансформатор и однополупериодный выпрямитель на диоде D24 запитывающие маломощный интегральный стабилизатор напряжения на микросхеме 7805. Эта схема хотя и является, что называется, проверенной временем, но ее существенным недостатком является высокое падение напряжения на стабилизаторе 7805, при большой нагрузке приводящее к ее перегреву. По этой причине повреждение в цепях, запитанных от дежурного источника, способно привести к выходу его из строя и последующей невозможности включения компьютера.

Основой импульсного преобразователя является ШИМ-контроллер . Эта аббревиатура уже несколько раз упоминалась, но не расшифровывалась. ШИМ – это широтно-импульсная модуляция, то есть изменение длительности импульсов напряжения при их постоянной амплитуде и частоте. Задача блока ШИМ, основанного на специализированной микросхеме TL494 или ее функциональных аналогах – преобразование постоянного напряжения в импульсы соответствующей частоты, которые после разделительного трансформатора сглаживаются выходными фильтрами. Стабилизация напряжений на выходе импульсного преобразователя осуществляется подстройкой длительности импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером.

Важным достоинством такой схемы преобразования напряжения также является возможность работы с частотами, значительно большими, чем 50 Гц электросети. Чем выше частота тока, тем меньшие габариты сердечника трансформатора и число витков обмоток требуются. Именно поэтому импульсные блоки питания значительно компактнее и легче классических схем с входным понижающим трансформатором.

За включение блока питания ATX отвечает цепь на основе транзистора T9 и следующих за ним каскадов. В момент включения блока питания в сеть на базу транзистора через токоограничительный резистор R58 подается напряжение 5В с выхода источника дежурного питания, в момент замыкания провода PS-ON на массу схема запускает ШИМ-контроллер TL494. При этом отказ источника дежурного питания приведет к неопределенности работы схемы запуска БП и вероятному отказу включения, о чем уже упоминалось.

Многие уже знают, что я питаю слабость ко всяким блокам питания, здесь же обзор два в одном. В этот раз будет обзор радиоконструктора, позволяющего собрать основу для лабораторного блока питания и вариант его реальной реализации.
Предупреждаю, будет много фото и текста, так что запасайтесь кофе:)

Для начала я немного объясню что это такое и зачем.
Практически все радиолюбители используют в своей работе такую вещь как лабораторный блок питания. Будь то сложный с программным управлением или совсем простой на LM317, но он все равно выполняет почти одно и то же, питает разные нагрузки в процессе работы с ними.
Лабораторные блоки питания делятся на три основных типа.
С импульсной стабилизацией.
С линейной стабилизацией
Гибридные.

Первые имеют в своем составе импульсный управляемый блок питания, либо просто импульсный блок питания с понижающим ШИМ преобразователем. Я уже обозревал несколько вариантов этих блоков питания. , .
Преимущества - большая мощность при небольших габаритах, отличный КПД.
Недостатки - ВЧ пульсации, наличие емких конденсаторов на выходе

Вторые не имеют на борту никаких ШИМ преобразователей, вся регулировка осуществляется линейным способом, где излишек энергии рассеивается просто на регулирующем элементе.
Плюсы - Практически полное отсутствие пульсаций, нет необходимости в конденсаторах на выходе (почти).
Минусы - КПД, масса, габарит.

Третьи являются совмещением либо первого типа со вторым, тогда линейный стабилизатор питается от ведомого понижающего ШИМ преобразователя (напряжение на выходе ШИМ преобразователя всегда поддерживается на уровне чуть выше чем выходное, остальное регулируется транзистором работающим в линейном режиме.
Либо это линейный БП, но трансформатор имеет несколько обмоток, которые переключаются по мере необходимости, тем самым уменьшая потери на регулирующем элементе.
Минус у этой схемы только один, сложность, она выше чем у первых двух вариантов.

Сегодня мы поговорим о втором виде блоков питания, с регулирующим элементом, работающим в линейном режиме. Но рассмотрим этот блок питания на примере конструктора, мне кажется, что так должно быть даже интереснее. Ведь на мой взгляд это хорошее начало для начинающего радиолюбителя, собрать себе один из основных приборов.
Ну или как говорится, правильный блок питания должен быть тяжелым:)

Данный обзор больше ориентирован на начинающих, опытные товарищи врядли найдут в нем что нибудь полезное.

Заказал я для обзора конструктор, который позволяет собрать основную часть лабораторного блока питания.
Основные характеристики таковы (из заявленных магазином):
Входное напряжение - 24 Вольта переменного тока
Выходное напряжение регулируемое - 0-30 Вольт постоянного тока.
Выходной ток регулируемый - 2мА - 3А
Пульсации выходного напряжения - 0.01%
Размеры печатной плаы - 80х80мм.

Немного об упаковке.
Пришел конструктор в обычном полиэтиленовом пакете, замотанный в мягкий материал.
Внутри в антистатическом пакете с защелкой лежали все необходимые компоненты, включая печатную плату.

Внутри все было насыпом, но при этом ничего не пострадало, печатная плата частично защищала радиокомпоненты.

Я не буду перечислять все, что входит в комплект, проще это сделать потом по ходу обзора, скажу лишь что мне всего хватило, даже кое что осталось.

Немного о печатной плате.
Качество на отлично, схема в комплекте не идет, но все номиналы на плате обозначены.
Плата двухсторонняя, покрыта защитной маской.

Покрытие платы, лужение, да и само качество текстолита отличное.
У меня получилось только в одном месте оторвать пятачок с печати, и то, после того, когда я попытался впаять неродную деталь (почему, будет дальше).
На мой взгляд самое то для начинающего радиолюбителя, испортить будет тяжело.

Перед монтажом я начертил схему данного бока питания.

Схема довольно продуманная, хотя и не без недостатков, но о них расскажу в процессе.
В схеме просматриваются несколько основных узлов, я их отделил цветом.
Зеленый - узел регулировки и стабилизации напряжения
Красный - узел регулировки и стабилизации тока
Фиолетовый - узел индикации перехода в режим стабилизации тока
Синий - источник опорного напряжения.
Отдельно есть:
1. Входной диодный мост и фильтрующий конденсатор
2. Силовой регулирующий узел на транзисторах VT1 и VT2.
3. Защита на транзисторе VT3, отключающая выход, пока питание операционных усилителей не будет нормальным
4. Стабилизатор питания вентилятора, построен на микросхеме 7824.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, узел формирования отрицательного полюса питания операционных усилителей. Из-за наличия этого узла БП не будет работать просто от постоянного тока, необходим именно вход переменного тока с трансформатора.
6. С9 выходной конденсатор, VD9, выходной защитный диод.

Сначала распишу преимущества и недостатки схемного решения.
Плюсы -
Радует наличие стабилизатора для питания вентилятора, но вентилятор нужен на 24 Вольта.
Очень радует наличие источника питания отрицательной полярности, это сильно улучшает работу БП на токах и напряжениях близких к нулю.
В виду наличия источника отрицательной полярности в схему ввели защиту, пока нет этого напряжения, выход БП будет отключен.
БП содержит источник опорного напряжение 5.1 Вольта, это позволило не только корректно регулировать выходное напряжение и ток (при такой схеме напряжение и ток регулируются от нуля до максимума линейно, без «горбов» и «провалов» на крайних значениях), а и дает возможность управлять блоком питания извне, просто изменяю напряжение управления.
Выходной конденсатор очень маленькой емкости, что позволяет безопасно проверять светодиоды, не будет броска тока, пока выходной конденсатор не разрядится и БП не войдет в режим стабилизации тока.
Выходной диод необходим для защиты БП от подачи на его выход напряжения обратной полярности. Правда диод слишком слабый, лучше заменить на другой.

Минусы.
Токоизмерительный шунт имеет слишком высокое сопротивление, из-за этого при работе с током нагрузки 3 Ампера на нем выделяется около 4.5 Ватта тепла. Резистор рассчитан на 5 Ватт, но нагрев очень большой.
Входной диодный мост набран из 3 Ампера диодов. По хорошему должны стоять диоды минимум на 5 Ампер, так как ток через диоды в такой схеме равен 1.4 от выходного, соответственно в работе ток через них может быть 4.2 Ампера, а сами диоды рассчитаны на 3 Ампера. Облегчает ситуацию только то, что пары диодов в мосте работают попеременно, но все равно это не совсем правильно.
Большой минус в том, что китайские инженеры, при подборе операционных усилителей выбрали ОУ с максимальным напряжением в 36 Вольт, но не подумали, что в схеме есть источник отрицательного напряжения и входное напряжение в таком варианте ограничено на уровне 31 Вольт (36-5=31). При входных 24 Вольта переменного тока, постоянное будет около 32-33 Вольта.
Т.е. ОУ будут работать в запредельном режиме (36 это максимум, штатное 30).

Я еще расскажу о плюсах и минусах, а так же о модернизации позже, а сейчас перейду к собственно сборке.

Для начала раскладываем все то, что входит в комплект. Это облегчит сборку, да и просто будет нагляднее видно, что уже установили, а что еще осталось.

Я рекомендую начинать сборку с самых низких элементов, так как если сначала установить высокие, то низкие потом будет неудобно ставить.
Также лучше начать с установки тех компонентов, которых больше одинаковых.
Начну я с резисторов, и это будут резисторы номиналом 10 КОм.
Резисторы качественные и имеют точность 1%.
Несколько слов о резисторах. Резисторы имеют цветовую маркировку. Многим это может показаться неудобным. На самом деле это лучше чем цифробуквенная маркировка, так как маркировку видно в любом положении резистора.
Не стоит пугаться цветовой маркировки, на начальном этапе можно пользоваться , а со временем будет получаться определять ее уже и без него.
Для понимания и удобной работы с такими компонентами надо лишь запомнить две вещи, которые начинающему радиолюбителю пригодятся в жизни.
1. Десять основных цветов маркировки
2. Номиналы ряда , они не сильно пригодятся при работе с точными резисторами ряда Е48 и Е96, но такие резисторы встречаются куда реже.
Любой радиолюбитель с опытом перечислит их просто по памяти.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Все остальные номиналы являются умножением этих на 10, 100 и т.п. Например 22к, 360к, 39Ом.
Что дает эта информация?
А дает она то, что если резистор ряда Е24, то например комбинация цветов -
Синий + зеленый + желтый в нем невозможна.
Синий - 6
Зеленый - 5
Желтый - х10000
т.е. по расчетам выходит 650к, но такого номинала в ряду Е24 нет, есть либо 620 либо 680, значит либо цвет распознан неправильно, либо цвет изменен, либо резистор не ряда Е24, но последнее бывает редко.

Ладно, хватит теории, перейдем дальше.
Выводы резисторов перед монтажом я формую, обычно при помощи пинцета, но некоторые используют для этого небольшое самодельное приспособление.
Обрезки выводов не спешим выбрасывать, бывает что они могут пригодится для перемычек.

Установив основное количество я дошел до одиночных резисторов.
Здесь может быть тяжелее, разбираться с номиналами придется чаще.

Компоненты я сразу не паяю, а просто обкусываю и загибаю выводы, причем именно сначала обкусываю, а потом загибаю.
Делается это очень легко, плата держится в левой руке (если вы правша), одновременно прижимается устанавливаемый компонент.
В правой руке находятся бокорезы, обкусываем выводы (иногда даже сразу нескольких компонентов), и боковой гранью бокорезов сразу загибаем выводы.
Делается это все очень быстро, через некоторое время уже на автоматизме.

Вот и дошли до последнего мелкого резистора, номинал требуемого и того что остался совпадает, уже неплохо:)

Установив резисторы переходим к диодам и стабилитронам.
Мелких диодов здесь четыре, это популярные 4148, стабилитронов два на 5.1 Вольта каждый, так что запутаться очень трудно.
Им также формуем выводы.

На плате катод обозначен полосой, также как на диодах и стабилитронах.

Хоть плата и имеет защитную маску, но я все равно рекомендую загибать выводы так, чтобы они не попадали на рядом идущие дорожки, на фото вывод диода отогнут в сторону от дорожки.

Стабилитроны на плате отмечены также как маркировка на них - 5V1.

Керамических конденсаторов в схеме не очень много, но их маркировка может запутать начинающего радиолюбителя. Кстати она также подчиняется ряду Е24.
Первые две цифры - номинал в пикофарадах.
Третья цифра - количество нулей, которые надо добавить к номиналу
Т.е. для примера 331 = 330пФ
101 - 100пФ
104 - 100000пФ или 100нФ или 0.1мкФ
224 - 220000пФ или 220нФ или 0.22мкФ

Основное количество пассивных элементов установлено.

После этого переходим к установке операционных усилителей.
Наверное я бы порекомендовал купить к ним панельки, но я впаял как есть.
На плате, как и на самой микросхеме, отмечен первый вывод.
Остальные выводы считаются против часовой стрелки.
На фото видно место под операционный усилитель и то, как он должен ставиться.

У микросхем я загибаю не все выводы, а только пару, обычно это крайние выводы по диагонали.
Ну и лучше обкусить их так, чтобы они торчали примерно на 1мм над платой.

Все, вот теперь можно перейти к пайке.
Я использую самый обычный паяльник с контролем температуры, но вполне достаточно и обычного паяльника мощностью примерно 25-30 Ватт.
Припой диаметром 1мм с флюсом. Я специально не указываю марку припоя, так как на катушке неродной припой (родные катушки 1Кг весом), а название его мало кому будет знакомо.

Как я выше писал, плата качественная, паяется очень легко, никакие флюсы я не применял, хватает только того, что есть в припое, надо только не забывать иногда стряхивать лишний флюс с жала.



Здесь я сделал фото с примером хорошей пайки и не очень.
Хорошая пайка должна выглядеть как небольшая капелька обволакивающая вывод.
Но на фото есть пара мест, где припоя явно мало. Такое пройдет на двухсторонней плате с металлизацией (там припой затекает еще и внутрь отверстия), но так нельзя делать на односторонней плате, со временем такая пайка может «отвалиться».

Выводы транзисторов также надо предварительно отформовать, делать это надо так, чтобы вывод не деформировался около основания корпуса (аксакалы вспомнят легендарные КТ315, у которых любили отламываться выводы).
Мощные компоненты я формую немного по другому. Формовка производится так, чтобы компонент стоял над платой, в таком случае тепло меньше будет переходит на плату и не будет ее разрушать.

Так выглядят отформованные мощные резисторы на плате.
Все компоненты паялись только снизу, припой который вы видите на верхней части платы проник сквозь отверстие благодаря капиллярному эффекту. Желательно паять так, чтобы припой немного проникал на верхнюю часть, это увеличит надежность пайки, а в случае тяжелых компонентов их лучшую устойчивость.

Если до этого выводы компонентов я формовал при помощи пинцета, то для диодов уже понадобятся небольшие плоскогубцы с узкими губками.
Формуются выводы примерно также как у резисторов.

Но вот при установке есть отличия.
Если у компонентов с тонкими выводами сначала происходит установка, потом обкусывание, то у диодов все наоборот. Вы просто не загнете после обкусывания такой вывод, потому сначала загибаем вывод, потом обкусываем лишнее.

Силовой узел собран с применением двух транзисторов включенных по схеме Дарлингтона.
Один из транзисторов устанавливается на небольшой радиатор, лучше через термопасту.
В комплекте было четыре винтика М3, один идет сюда.

Пара фото почти спаянной платы. Установку клеммников и остальных компонентов я расписывать не буду, это интуитивно понятно, да и видно по фотографии.
Кстати насчет клеммников, на плате установлены клеммники для подключения входа, выхода, питания вентилятора.



Плату я пока не промывал, хотя часто делаю это на этом этапе.
Обусловлено это тем, что будет еще небольшая часть по доработке.

После основного этапа сборки у нас остались следующие компоненты.
Мощный транзистор
Два переменных резистора
Два разъема для установки на плату
Два разъема с проводами, кстати провода очень мягкие, но небольшого сечения.
Три винтика.

Изначально производитель задумывал разместить переменные резисторы на самой плате, но так они ставятся настолько неудобно, что я даже не стал их паять и показал просто для примера.
Они стоят очень близко и регулировать будет крайне неудобно, хотя и реально.

Но спасибо что не забыли дать в комплекте провода с разъемами, так гораздо удобнее.
В таком виде резисторы можно вынести на переднюю панель прибора, а плату установить в удобном месте.
Попутно запаял мощный транзистор. Это обычный биполярный транзистор, но имеющий максимальную рассеиваемую мощность до 100 Ватт (естественно при установке на радиатор).
Осталось три винтика, я не понял куда их даже применить, если по углам платы, то надо четыре, если крепить мощный транзистор, то они короткие, в общем загадка.

Питать плату можно от любого трансформатора с выходным напряжением до 22 Вольт (в характеристиках заявлено 24, но я выше пояснил почему такое напряжение применять нельзя).
Я решил использовать давно лежащий у меня трансформатор для усилителя Романтика. Почему для, а не от, да потому, что он еще нигде не стоял:)
Этот трансформатор имеет две выходные силовые обмотки по 21 Вольту, две вспомогательные по 16 Вольт и экранирующую обмотку.
Напряжение указано для входного 220, но так как у нас сейчас уже стандарт 230, то и выходные напряжения будут немного выше.
Расчетная мощность трансформатора около 100 Ватт.
Выходные силовые обмотки я запараллелил, чтобы получить больше ток. Можно было конечно использовать схему выпрямления с двумя диодами, но лучше с ней не будет, потому оставил так как есть.

Для тех, кто не знает как определить мощность трансформатора, я снял небольшое видео.

Первое пробное включение. На транзистор я установил небольшой радиатор, но даже в таком виде был довольно большой нагрев, так как БП линейный.
Регулировка тока и напряжения происходит без проблем, все заработало сразу, потому я уже вполне могу рекомендовать этот конструктор.
Первое фото - стабилизация напряжения, второе - тока.

Для начала я проверил, что выдает трансформатор после выпрямления, так как это определяет максимальное выходное напряжение.
У меня получилось около 25 Вольт, не густо. Емкость фильтрующего конденсатора 3300мкФ, я бы советовал его увеличить, но даже в таком виде устройство вполне работоспособно.

Так как для дальнейшей проверки надо было уже применять нормальный радиатор, то я перешел к сборке всею будущей конструкции, так как установка радиатора зависела от задуманного конструктива.
Я решил применить лежащий у меня радиатор Igloo7200. По заявлению производителя такой радиатор способен рассеивать до 90 Ватт тепла.

В устройстве будет применен корпус Z2A по идее польского производства, цена около 3 долларов.

Изначально я хотел отойти от приевшегося моим читателям корпуса, в котором я собираю всякие электронные штучки.
Для этого я выбрал немного меньший корпус и купил к нему вентилятор с сеточкой, но всунуть в него всю начинку не получалось и был приобретен второй корпус и соответственно второй вентилятор.
В обоих случаях я покупал вентиляторы Sunon, мне очень нравится продукция этой фирмы, также в обоих случаях покупались вентиляторы на 24 Вольта.

Вот так по задумке у меня должен был устанавливаться радиатор, плата и трансформатор. Остается даже немного места на расширение начинки.
Всунуть вентилятор внутрь не получалось никак, потому было принято решение разместить его снаружи.

Размечаем крепежные отверстия, нарезаем резьбу, привинчиваем для примерки.

Так как выбранный корпус имеет внутреннюю высоту 80мм, а плата также имеет такой размер, то я закрепил радиатор так, чтобы плата получалась симметрично по отношению к радиатору.

Выводы мощного транзистора также надо немного отформовать чтобы они не деформировались при прижатии транзистора к радиатору.

Небольшое отступление.
Производитель почему то задумал место для установки довольно небольшого радиатора, из-за этого при установке нормального получается так, что стабилизатор питания вентилятора и разъем для его подключения мешают.
Мне пришлось их выпаять, а место где они были, заклеить скотчем, чтобы не было соединения с радиатором, так как на нем присутствует напряжение.

Лишний скотч с обратной стороны я обрезал, иначе получалось как то совсем неаккуратно, будем делать по Феншую:)

Так выглядит печатная плата с окончательно установленным радиатором, транзистор устанавливается через термопасту, и лучше применить хорошую термопасту, так как транзистор рассеивает мощностью сопоставимую с мощным процессором, т.е. около 90 Ватт.
Заодно я сразу сделал отверстие для установки платы регулятора оборотов вентилятора, которое в итоге все равно пришлось пересверливать:)

Для установки нуля и выкрутил оба регулятора в крайнее левое положение, отключил нагрузку и выставил на выходе ноль. Теперь выходное напряжение будет регулироваться от нуля.

Дальше несколько тестов.
Я проверял точность поддержания выходного напряжения.
Холостой ход, напряжение 10.00 Вольт
1. Ток нагрузки 1 Ампер, напряжение 10,00 Вольт
2. Ток нагрузки 2 Ампера, напряжение 9.99 Вольта
3. Ток нагрузки 3 Ампера, напряжение 9.98 Вольта.
4. Ток нагрузки 3,97 Ампера, напряжение 9.97 Вольта.
Характеристики весьма неплохие, при желании их можно еще немного улучшить, изменив точку подключения резисторов обратной связи по напряжению, но как по мне, достаточно и так.

Также я проверил уровень пульсаций, проверка проходила при токе 3 Ампера и выходном напряжении 10 Вольт

Уровень пульсаций составил около 15мВ, что очень хорошо, правда подумал, что на самом деле пульсации, показанные на скриншоте, скорее пролазили от электронной нагрузки, чем от самого БП.

После этого я приступил к сборке самого устройства в целом.
Начал с установки радиатора с платой блока питания.
Для этого разметил место установки вентилятора и разъема для подключения питания.
Отверстие размечалось не совсем круглым, с небольшими «срезами» вверху и внизу, они нужны для увеличения прочности задней панели после вырезания отверстия.
Самую большую сложность обычно представляют отверстия сложной формы, например под разъем питания.

Большое отверстие вырезается из большой кучи маленьких:)
Дрелька + сверло диаметром 1мм иногда творят чудеса.
Сверлим отверстия, много отверстий. Может показаться что это долго и нудно. Нет, наоборот, это очень быстро, полная сверловка панели занимает около 3 минут.

После этого я обычно ставлю сверло чуть больше, например 1.2-1.3мм и прохожу им как фрезой, получается такой вот прорез:

После этого берем в руки небольшой нож и зачищаем получившиеся отверстия, заодно немного подрезаем пластмассу, если отверстие получилось чуть меньше. Пластмасса довольно мягкая, потому работать удобно.

Последним этапом подготовки сверлим крепежные отверстия, можно сказать что основная работа над задней панелью окончена.

Устанавливаем радиатор с платой и вентилятор, примеряем получившийся результат, при необходимости «дорабатываем при помощи напильника».

Почти в самом начале я упомянул о доработке.
Дорабатывать я буду немного.
Для начала я решил заменить родные диоды во входном диодном мосте на диоды Шоттки, я купил для этого четыре штуки 31DQ06. и тут я повторил ошибку разработчиков платы, купив по инерции диоды на тот же ток, а надо было на больший. Но все равно нагрев диодов будет меньше, так как падение на диодах Шоттки меньше, чем на обычных.
Во вторую очередь я решил заменить шунт. Меня не устраивало не только то, что он греется как утюг, а и то, что на нем падает около 1.5 Вольта, которые можно пустить в дело (в смысле в нагрузку). Для этого я взял два отечественных резистора 0.27Ома 1% (это еще и улучшит стабильность). Почему так не сделали разработчики, непонятно, цена решения абсолютно та же самая что и в варианте с родным резистором на 0.47 Ома.
Ну и уже скорее как дополнение я решил заменить родной конденсатор фильтра 3300мкФ более качественный и емкий Capxon 10000 мкФ…

Так выглядит получившаяся конструкция с замененными компонентами и установленной платой термоконтроля вентилятора.
Получилось немного колхозно, и к тому же я случайно сорвал один пятачок на плате при установке мощных резисторов. Вообще можно было спокойно применить менее мощные резисторы, например один резистор на 2 Ватта, просто у меня такого не было в наличии.

Снизу также добавилось немного компонентов.
Резистор на 3.9к, параллельно крайним контактам разъема для подключения резистора регулировки тока. Он нужен для уменьшения напряжения регулировки так как напряжение на шунте у нас теперь другое.
Пара конденсаторов на 0.22мкФ, один параллельно выходу с резистора регулировки тока, для уменьшения наводок, второй просто по выходу блока питания, он не особо нужен, просто я случайно достал сразу пару и решил применить оба.

Вся силовая часть соединена, на трансформатор попутно установлена плата с диодным мостом и конденсатором для питания индикатора напряжения.
По большому счету эта плата необязательна в текущем варианте, но питать индикатор от предельных для него 30 Вольт у меня рука не поднялась и я решил использовать дополнительную обмотку на 16 Вольт.

Для организации передней панели были использованы следующие компоненты:
Клеммы для подключения нагрузки
Пара металлических ручек
Выключатель питания
Красный светофильтр, заявлен как светофильтр для корпусов КМ35
Для индикации тока и напряжения я решил использовать плату оставшуюся у меня после написания одного из обзоров. Но меня не устраивали маленькие индикаторы и потому были куплены более крупные с высотой цифры 14мм, а к ним была изготовлена печатная плата.

Вообще данное решение временное, но хотелось даже временно сделать аккуратно.

Несколько этапов подготовки передней панели.
1. Чертим макет передней панели в натуральную величину (я использую обычный Спринт Лайаут). Преимущество применения одинаковых корпусов в том, что подготовить новую панель очень просто, так как уже известны необходимые размеры.
Прикладываем распечатку к передней панели и в углах квадратных/прямоугольных отверстий сверлим разметочные отверстия диаметром 1мм. Тем же сверлом насверливаем центры остальных отверстий.
2. По получившимся отверстиям размечаем места реза. Меняем инструмент на тонкую дисковую фрезу.
3. Прорезаем прямые линии, спереди четко по размерам, сзади немного больше, чтобы прорез был максимально полным.
4. Выламываем вырезанные куски пластмассы. Я обычно их не выбрасываю, так как они еще могут пригодится.

Аналогично подготовке задней панели обрабатываем получившиеся отверстия при помощи ножа.
Отверстия большого диаметра я рекомендую сверлить , оно не «закусывает» пластмассу.

Примеряем то, что у нас получилось, при необходимости дорабатываем при помощи надфиля.
Мне пришлось немного расширять отверстие под выключатель.

Как я выше писал, для индикации я решил использовать плату, оставшуюся от одного из прошлых обзоров. Вообще это очень плохое решение, но для временного варианта более чем подходящее, я позже объясню почему.
Выпаиваем с платы индикаторы и разъемы, прозваниваем старые индикаторы и новые.
Я расписал себе цоколевку обоих индикаторов, чтобы не запутаться.
В родном варианте были применены четырехразрядные индикаторы, я применил трехразрядные. так как больше у меня не влазило в окно. Но так как четвертый разряд нужен лишь для отображения буквы A или U, то их потеря не критична.
Светодиод индикации режима ограничения тока я расположил между индикаторами.

Подготавливаю все необходимое, со старой платы выпаиваю резистор на 50мОм, который будет использоваться как и раньше, в качестве токоизмерительного шунта.
Вот с этим шунтом и связана проблема. Дело в том, что в таком варианте у меня будет падение напряжения на выходе на 50мВ на каждый 1 Ампер тока нагрузки.
Избавиться от этой проблемы можно двумя способами, применить два отдельных измерителя, на ток и напряжение, при этом запитав вольтметр от отдельного источника питания.
Второй способ - установить шунт в плюсовом полюсе БП. Оба варианта мне не подходили под временное решение, потому я решил наступить на горло своему перфекционизму и сделать упрощенный вариант, но далеко не самый лучший.

Для конструкции я использовал монтажные стойки, оставшиеся от платы DC-DC преобразователя.
С ними у меня получилась очень удобная конструкция, плата индикатора крепится к плате ампервольтметра, которая в свою очередь крепится к плате силовых клемм.
Получилось даже лучше чем я ожидал:)
Также на плате силовых клемм я расположил токоизмерительный шунт.

Получившаяся в итоге конструкция передней панели.

А потом я вспомнил, что забыл установить более мощный защитный диод. пришлось допаивать его потом. Я использовал диод, оставшийся после замены диодов во входном мосте платы.
Конечно по хорошему надо бы еще добавить предохранитель, но это уже не в этой версии.

А вот резисторы регулировки тока и напряжения я решил поставить получше, чем те, которые предложил производитель.
Родные вполне качественные, и имеют плавный ход, но это обычные резисторы и как по мне лабораторный блок питания должен иметь возможность более точной подстройки выходного напряжения и тока.
Еще когда я думал заказать плату БП, то я увидел в магазине и заказал на обзор и их, тем более что они имели тот же номинал.

Вообще я обычно применяю для таких целей другие резисторы, они совмещают внутри себя сразу два резистора, для грубой и плавной регулировки, но в последнее время не могу найти их в продаже.
Может кто нибудь знает их импортные аналоги?

Резисторы вполне качественные, угол поворота 3600 градусов, или по простому - 10 полных оборотов, что обеспечивает перестройку 3 Вольта или 0.3 Ампера на 1 оборот.
С такими резисторами точность регулировки получается примерно в 11 раз точнее чем с обычными.

Новые резисторы в сравнении с родными, габарит конечно впечатляет.
Попутно я немного укоротил провода к резисторам, это должно улучшить помехоустойчивость.

Упаковал все в корпус, в принципе даже осталось немного места, есть куда расти:)

Экранирующую обмотку я соединил с заземляющим проводником разъема, плата дополнительного питания расположена прямо на клеммах трансформатора, это конечно не очень аккуратно, но другого варианта я пока не придумал.

Проверка после сборки. Все завелось почти с первого раза, я случайно перепутал два разряда на индикаторе и долго не мог понять что не так ст регулировкой, после переключения все стало как надо.

Последний этап - вклеивание светофильтра, установка ручек и сборка корпуса.
Светофильтр имеет по периметру утончение, основная часть утапливается в окно корпуса, а более тонкая часть приклеивается двухсторонним скотчем.
Ручки изначально были рассчитаны под диаметр вала 6.3мм (если не путаю), у новых резисторов вал тоньше, пришлось одеть на вал пару слоев термоусадки.
Переднюю панель я решил пока никак не оформлять и тому есть две причины:
1. Управление настолько интуитивно понятно, что нет пока особого смысла в надписях.
2. Я планирую дорабатывать данный блок питания, потому возможны изменения в дизайне передней панели.

Пара фото получившейся конструкции.
Вид спереди:

Вид сзади.
Внимательные читатели наверняка заметили, что вентилятор стоит так, что выдувает горячий воздух из корпуса, а не нагнетает холодный между ребер радиатора.
Я решил так сделать потому, что радиатор по высоте чуть меньше корпуса, и чтобы горячий воздух не попадал внутрь, я поставил вентилятор наоборот. Это конечно заметно снижает эффективность отвода тепла, но позволяет немного вентилировать и пространство внутри БП.
Дополнительно я рекомендовал бы сделать несколько отверстий снизу нижней половины корпуса, но это уже скорее дополнение.

После всех переделок у меня получился ток чуть меньше, чем в изначальном варианте, и составил около 3.35 Ампера.

И так, попробую расписать плюсы и минусы данной платы.
Плюсы
Отличное качество изготовления.
Почти правильная схемотехника устройства.
Полный комплект деталей для сборки платы стабилизатора блока питания
Хорошо подходит начинающим радиолюбителям.
В минимальном виде дополнительно требует только трансформатор и радиатор, в более расширенном еще и ампервольтметр.
Полностью работоспособно после сборки, хотя и с некоторыми нюансами.
Отсутствие емких конденсаторов на выходе БП, безопасен при проверке светодиодов и т.п.

Минусы
Неправильно выбран тип операционных усилителей, из-за этого диапазон входного напряжения должен быть ограничен на уровне 22 Вольта.
Не очень подходящий номинал резистора измерения тока. Он работает в нормальном для него тепловом режиме, но лучше его заменить, так как нагрев очень большой и может навредить окружающим компонентам.
Входной диодный мост работает на максимуме, лучше заменить диоды на более мощные

Мое мнение. В процессе сборки у меня создалось впечатление, что схему разрабатывали два разных человека, один применил правильный принцип регулировки, источник опорного напряжения, источник напряжения отрицательной полярности, защиту. Второй неправильно подобрал под это дело шунт, операционные усилители и диодный мост.
Схемотехника устройства очень понравилась, а разделе доработки я сначала хотел заменить операционные усилители, даже купил микросхемы с максимальным рабочим напряжением в 40 Вольт, но потом передумал дорабатывать. но в остальном решение довольно правильное, регулировка плавная и линейная. Нагрев конечно есть, без него никуда. Вообще как по мне, то для начинающего радиолюбителя это очень неплохой и полезный конструктор.
Наверняка найдутся люди, которые напишут что проще купить готовый, но я думаю что самому собрать и интереснее (наверное это самое главное) и полезнее. Кроме того у многих вполне спокойно дома найдется и трансформатор и радиатор от старого процессора, и какая нибудь коробочка.

Уже в процессе написания обзора у меня еще больше усилилось чувство, что этот обзор будет началом в серии обзоров посвященных линейному блоку питания, есть мысли по доработке -
1. Перевод схемы индикации и управления в цифровой вариант, возможно с подключением к компьютеру
2. Замена операционных усилителей на высоковольтные (пока не знаю на какие)
3. После замены ОУ хочу сделать две автоматически переключаемые ступени и расширить диапазон выходного напряжения.
4. Изменить принцип измерения тока в устройстве индикации так, чтобы не было просадки напряжения под нагрузкой.
5. Добавить возможность отключения выходного напряжения кнопкой.

На этом наверное и все. Возможно я еще что то вспомню и дополню, но больше я жду комментариев с вопросами.
Также в планах посвятить еще несколько обзоров конструкторам для начинающих радиолюбителей, возможно у кого нибудь будут предложения по поводу определенных конструкторов.

Не для слабонервных

Сначала не хотел показывать, но потом решил все таки сделать фото.
Слева блок питания, которым я пользовался много лет до этого.
Это простенький линейный БП с выходом 1-1.2 Ампера при напряжении до 25 Вольт.
Вот его я и захотел заменить на что то более мощное и правильное.


Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +244 Добавить в избранное Обзор понравился +160 +378

Разъёмы питания на материнской плате: форм-факторы AT/LPX и ATX

Каждый блок питания для ПК имеет разъёмы, которые подключаются к материнской плате, обеспечивая питание для работы материнской платы, процессора, памяти, чипсета, встроенных компонентов (таких как видео, сетевые адаптеры, контроллеры USB и FireWire), а также карт расширения. Данные коннекторы БП имеют первостепенное значение, не только потому, что они являются основным источником питания компьютера, но и потому, что неправильное их подключение может оказать разрушительное воздействие на систему, привести к выходу из строя как материнской платы, так и блока питания. Точно так же, как и физическая форма БП, данные разъёмы обычно устроены таким образом, чтобы соответствовать одной из нескольких отраслевых спецификаций, которые определяют тип разъёмов, их физическую форму, а также предназначение и уровень напряжения на отдельных выходах, расположенных на коннекторе. К сожалению, как и в случае с форм-факторами блоков питания, некоторые производители ПК используют блоки питания с оригинальным типом разъемов или, что ещё хуже, используют стандартные разъёмы с определёнными модификациями отдельных выходов (уровень сигнала, напряжения, отличные от спецификации). Подключение стандартного разъёма от блока питания к такому модифицированному гнезду на материнской плате может привести к выходу из строя материнской платы и блока питания.

Поскольку мы рекомендуем использовать блоки питания стандартных форм-факторов, отсюда вытекает и рекомендация использовать и материнские платы, имеющие разъёмы, полностью соответствующие спецификации блока питания. Лишь используя стандартные комплектующие, вы можете гарантировать себе в дальнейшем низкую стоимость ремонта или обновления ПК.

За долгие годы существовало два основных набора разъёмов питания: AT/LPX и ATX. Каждый из них имел незначительные модификации. Например, стандарт ATX совершенствовался, обзавёлся новыми типами разъемов и модификации к существующим вариантам. В данной части нашей статьи мы поговорим о разъёмах БП, предназначенных для подключения к материнской плате, которые соответствуют отраслевым стандартам, но остановимся и на некоторых решениях, которые стандартам не соответствуют.

Разъёмы для материнской платы блоков питания AT/LPX

Материнские плат стандартов PC, XT, AT, Baby-AT и LPX используют одинаковый набор разъёмов для питания. Блоки питания AT/LPX оснащены двумя разъёмами (P8 и P9) для подключения к материнской плате, каждый из которых имеет по шесть контактов. Эти контакты могут поддерживать ток до 5 А напряжением до 250 В, хотя в ПК используется максимальное напряжение до +12 В. Данные разъёмы изображены на следующих схемах:

Основные разъёмы P8/P9 (также называются P1/P2) для материнской платы на блоках питания AT/LPX. Вид сбоку, расположение контактов

Все блоки питания AT/LPX, в которых применяются разъёмы P8 и P9, требуют их подключения "нога к ноге", то есть чёрные провода, которые обеспечивают заземление, на обоих разъёмах после установки в гнезда на плате должны быть обращены друг к другу. Обратите внимание, что маркировка P8 и P9 полностью не стандартизована, хотя большинство применяла именно такие наименования, так как они использовались в оригинальных блоках питания компании IBM. Некоторые блоки питания вместо P8/P9 используют маркировку P1/P2. Поскольку данные разъёмы, как правило, имеют зажим-фиксатор, который препятствует их установке в противоположные гнезда, наибольшее внимание необходимо уделить правильной ориентации разъёмов и обеспечить точное соответствие контактов на разъёме с гнёздами на плате, чтобы на разъёме с блока питания не осталось свободных контактов. Следуйте принципу "чёрный провод к чёрному" и убедитесь, что разъём зафиксирован точно по центру гнезда. Вам необходимо удостовериться, что на плате не осталось ни одного свободного контакта после установки обоих коннекторов. Правильно установленная вилка разъёма чётко фиксируется на плате и полностью закрывает гнездо. Если после подключения вы видите на гнезде материнской платы свободные контакты или между двумя разъёмами P8 и P9 есть свободное пространство, это говорит о том, что разъёмы были подключены неправильно и может привести к выходу из строя как самой платы, так и всех комплектующих, которые к ней подключены, сразу после включения питания. На следующей схеме показаны разъёмы P8 и P9 (либо маркированные как P1/P2) в правильной ориентации при подключении к материнской плате:

Разъёмы P8 и P9 (P1/P2) блока питания AT/LPX, имеющие правильную ориентацию при подключении к материнской плате

В следующей таблице приводится назначение отдельных контактов разъёмов P8 (P1) и P9 (P2) блока питания AT/LPX:

Контакты разъёмов для материнской платы блока питания AT/LPX
Разъём Контакт Сигнал Цвет
P8 (или P1) 1 Power_Good (+5V) Оранжевый
P8 (или P1) 2 +5V* Красный
P8 (или P1) 3 +12V Жёлтый
P8 (или P1) 4 -12V Синий
P8 (или P1) 5 Ground Чёрный
P8 (или P1) 6 Ground Чёрный
P9 (или P2) 1 Ground Чёрный
P9 (или P2) 2 Ground Чёрный
P9 (или P2) 3 -5 V Белый
P9 (или P2) 4 +5 V Красный
P9 (или P2) 5 +5 V Красный
P9 (или P2) 6 +5 V Красный

* Материнские платы PC/XT первого поколения и блоки питания не требуют данного напряжения, поэтому контакт может отсутствовать на материнской плате, а разъём блока питания может быть лишён как самого контакта (P8 pin 2), так и соответствующего провода на кабеле.

Некоторые производители не использовали стандартные цветовые маркеры, но конфигурация контактов даже в этом случае должна совпадать с приведённой выше.

Хотя старые блоки питания PC/XT не оснащены контактом P8 pin 2, всё равно вы можете использовать их с материнскими платами стандарта AT (или, наоборот, использовать блок питания, имеющий контакт P8 pin 2, с материнской платой без такового). Наличие или отсутствие тока +5 В по данному контакту не существенно или вообще не требуется для системы, так как остающийся контакт +5 В поддерживает необходимую нагрузку). Отметим, что все блоки питания AT/LPX используют одну и ту же конфигурацию контактов на разъёме и нам не известны исключения из данного правила.

Разъёмы для материнской платы блоков питания ATX и ATX12V

Блоки питания, соответствующие первоначальным версиям форм-фактора ATX и ATX12V 1.x, а также варианты, реализованные на базе данных стандартов, имеют следующие три разъёма для обеспечения питания материнской платы:

  • 20-контактный основной разъём питания.
  • 6-контактный дополнительный разъём питания.
  • 4-х контактный разъём питания +12 В.

Основной разъём питания требуется всегда, но два других являются опциональными и могут отсутствовать. Таким образом, блок питания ATX или ATX12V может иметь четыре комбинации набора разъёмов:

  • Только основной разъём питания.
  • Основной и дополнительный разъёмы.
  • Основной разъём и коннектор +12 В.
  • Основной, дополнительный и разъём +12 В.

Наиболее распространёнными являются варианты, включающие только основной разъём питания, а также основной разъём и коннектор +12 В. В большинстве материнских плат имеется гнездо для разъёма +12 В, но отсутствует возможность использовать дополнительный 6-контактный коннектор, или наоборот.

Основной 20-контактный разъём питания.

Основной 20-контактный разъём питания, стандартный для всех БП, соответствующих спецификациям ATX и ATX12V 1.x, оснащён розеткой Molex Mini-Fit Jr., имеющей контакты, которые фиксируются в штырьках на соответствующем гнезде материнской платы. Розетка соответствует спецификации Molex 39-01-2200, а контакты - спецификации 5556. Таким образом, разъём представляет собой розетку с набором контактов, представленных на приведённой ниже фотографии. Цветовая маркировка проводов соответствует рекомендациям к стандарту ATX, однако, производитель может использовать иную маркировку, так как она не является обязательным условием, прописанным в спецификации данного стандарта. На схеме мы изобразили розетку вместе с проводами, что позволяет получить представление, каким образом располагаются провода на другой стороне розетки. Таким образом, мы можете видеть, как именно расположены провода при подключении разъёма к материнской плате:

Основной 20-контактный разъём блока питания стандарта ATX



Схема расположения контактов на разъёме ATX 20-pin
Цвет Сигнал Контакт Контакт Сигнал Цвет
Оранжевый +3.3 V 11* 1 +3.3 V Оранжевый
Синий -12 V 12 2 +3.3 V Оранжевый
Чёрный GND 13 3 GND Чёрный
Зелёный PS_On 14 4 +5 V Красный
Чёрный GND 15 5 GND Чёрный
Чёрный GND 16 6 +5 V Красный
Чёрный GND 17 7 GND Чёрный
Белый -5 V 18** 8 Power_Good Серый
Красный +5 V 19 9 +5 VSB (Standby) Фиолетовый
Красный +5 V 20 10 +12 V Жёлтый

* Контакт Pin 11 может иметь дополнительный оранжевый или коричневый провод, использующийся для возврата тока +3,3 В. БП использует данный провод для контроля тока +3,3 В.

** Контакт Pin 18 не используется, так как напряжение -5 V было удалено из спецификации ATX12V 1.3 и более поздних версий. БП без питания на контакте pin 18 не рекомендуется использовать со старыми материнскими плата, в которых присутствует шина ISA.

Блок питания ATX обеспечивает несколько типов сигнала и напряжений, не предусмотренных на старых блоках питания AT/LPX, а именно: +3.3 V, PS_On и +5V_Standby. Поэтому невозможно каким-то образом доработать БП форм-фактора LPX, чтобы заставить его должным образом работать с материнской платой ATX, несмотря на то, что физически форма и габариты блоков питания ATX и более старых стандартов идентичны.

Вместе с тем, поскольку ATX дополняет с точки зрения набора сигналов и выходных напряжений старые блоки питания LPX, возможно с помощью переходника заставить работать блок питания ATX с материнской платой, предполагающей питание от старых разъёмов AT/LPX.

Одна из наиболее важных проблем, касающихся разъёмов блока питания заключается в том, чтобы обеспечить требуемую мощность без нагревания контактов. Вряд ли вы сможете полноценно пользоваться блоком питания мощностью 500 Вт, если кабели и вилки рассчитаны на нагрузку не более 250 Вт, при превышении которой начнут плавиться. Когда речь заходит о кабелях и разъёмах подключения, их расчётная мощность обычно приводится в амперах и отражает величину проходящего тока, при которой контакт разогревается на 30 градусов Цельсия, если температура окружающей среды составляет 22 градуса. Иными словами, если нормальная температура составляет 22°C, при максимальной нагрузке температура проводников, из которых изготовлен провод и разъём питания, не должна превышать 52°C. Поскольку нормальная температура внутри работающего ПК может достигать 40°C или более высоких значений, максимальный ток через разъём питания может разогреть разъёмы до экстремально высокой температуры.

Максимальный уровень тока, на который рассчитаны провода и контакты на розетке, зависит не только от диаметра и материала проводов/контактов, но и от их количества в связке. Например, контакт питания может выдержать ток 8 А, если используется в четырёхжильном кабеле, но при использовании в 20-жильном кабеле питания максимальный ток снижается до 6 А.

Все современные блоки питания ATX имеют стандартизованные контакты Molex Mini-Fit Jr для основного разъёма питания, а также дополнительного разъёма +12 В. Количество контактов и проводов в связке, таким образом, может варьироваться от четырёх до 24. Molex выпускает три типа контактов для данных разъёмов: стандартная версия, версия HCS и версия Plus HCS. Текущие характеристики данных контактов представлены в следующей таблице:

Расчетная сила тока для контактов Molex Mini-Fit Jr.
Контакты Mini-Fit Jr. версия/номер по спецификации Molex 2-3 контакта 4-6 контакта 7-10 контактов 12-24 контактов
Стандартный/5556 9 А 8 А 7 А 6 А
HCS/44476 12 А 11 А 10 А 9 А
Plus HCS/45750 12 А 12 А 12 А 11 А

Все значения указаны для связки 12-24 контактов Mini-Fit Jr. при использовании проводов 18-го калибра (американская система классификации, соответсвует диаметру 1 мм) и стандартной температуре.

Таким образом, основной 20/24-контактный разъём от блока питания стандарта ATX может выдержать ток до 6 А на контакт в случае использования стандартных контактов Molex. Если применяются более качественные контакты версии HCS, то это значение возрастает до 9 А, а при использовании версии Plus HCS - до 11 А на контакт.

До марта 2005 во всех спецификациях к форм-фактору ATX указывались контакты Molex стандартного типа, но в марте 2005 были представлены новые версии спецификаций, в которых среди требований к конфигурации розетки питания разъёмов появились контакты HCS. Если разъём блока питания перегревается во время работы, достаточно заменить стандартные контакты в вилках на версию HCS или Plus HCS, что позволит увеличить на 50% или более мощность тока, передаваемого через данный разъём.

Учитывая количество контактов для каждого уровня напряжения, можно определить способность разъёма нести необходимый уровень нагрузки, как показано в следующей таблице:

Максимальная мощность на контакты разъёма ATX 20-pin
Напряжение Контакт При использовании стандартных контактов Molex При использовании контактов Molex HCS При использовании контактов Plus HCS
+3.3 В 3 59.4 Вт 89.1 Вт 108.9 Вт
+5 В 4 120 Вт 180 Вт 220 Вт
+12 В 1 72 Вт 108 Вт 132 Вт
Общая мощность - 251.4 Вт 377.1 Вт 460.9 Вт

Стандартные контакты Molex рассчитаны на ток 6 А.

Я думаю что некоторые читатели еще помнят мой обзор конструктора для сборки линейного лабораторного блока питания. Плата, несмотря на свои некоторые недоработки, получилась довольно интересной.
Когда мне товарищ дал ссылку обозреваемый конструктор, то первая мысль была - да это та же плата, но в реальности все оказалось немного по другому.
В общем кому интересна подобная тема и кто хочет узнать как собрать небольшой лабораторный блок питания, прошу под кат.

С обзорами различной бытовой электроники я как то отошел от свой привычной темы блоков питания. Я делал уже много обзоров как на регулируемый, так и на обычные блоки питания.
Но пройти мимо этого конструктора я не смог, думаю вы меня поймете.
В обзоре будет не только плата для сборки блока питания, а и некоторые дополнительные товары, которые я также осмотрю, покажу и выскажу свое мнение. Часть мне дали в магазине Банггуд для этого обзора, часть куплена у нас в оффлайне.

Так как многие конструкторы уже раньше были в виде разработок энтузиастов, а потом были скопированы китайскими производителями, то я провел небольшое расследование, чтобы узнать «откуда ноги растут» у данного конструктора и кое что нарыл:)

Но давайте будем последовательны, зачем нарушать привычный ход обзора.

Как всегда сначала пару слов об упаковке.
Так как товары шли с разных складов, то прислали несколько посылок, лишь только в одной было два товара сразу.
Возможно мне показалось, но вроде магазин стал более тщательно упаковывать товары.

Если вытрусить все из белой упаковки, то получим некоторое количество пакетиков.
Я не стал скромничать и заказал разные товары, но преследующие общую цель, собрать небольшой блок питания.

Для начала конечно плата блока питания. Плата упакована в индивидуальную картонную коробочку, внутри антистатический пакет.

Внутри пакета все просто лежит само по себе и если высыпать на стол содержимое, то будет вот такая кучка.

Вспомнив известную картинку с игрушками в песочнице, привел все в порядок, разложив более аккуратно:)
Вот на этой фотографии и становятся заметны первые отличия от предыдущего варианта блока питания. Здесь цифровое управление и соответственно присутствует ЖК дисплей.
Кроме того производитель разбил конструкцию на две платы. Одна плата силовая, вторая - управления.

Рассмотрим платы немного внимательнее.
Качество изготовления обеих плат отличное, присутствует маска и шелкография с обозначением номиналов установленных элементов, потому схема даже и не нужна, впрочем ее и не дают в комплекте. Материал платы - текстолит, а не дешевый гетинакс, что тоже является большим плюсом хоть для новичка, хоть для опытного радиолюбителя.

Силовая плата.
Размеры 84х67мм.
Эта плата изначально мне очень напомнила плату из предыдущего обзора. Сначала я даже подумал, что это она и есть, только к ней прикрутили цифровое управление, но на самом деле блоки питания кардинально разные.



Плата управления.
Размеры платы немного меньше, 80х56мм.
На плате сразу видны места под два энкодера, а также большое количество резисторов.



Так как схемы в комплекте не было, то я начертил свою. Возможно где то мог допустить ошибку, но старался быть максимально точным. Если заметили ошибку, пишите, исправлю.

Изначально планировал разбить схему на составные узлы, но сначала приведу полный вариант.
Что удивило:
Выходной конденсатор имеет емкость всего 100нФ.
Кроме входного, на плате отсутствуют электролитические конденсаторы.
Экономные китайские инженеры поставили параллельно контактам термореле конденсатор.

Как я писал в самом начале, схема не является чем то новым, потому был найден и оригинал.
Схема обозреваемой платы несколько доработана и изменена, но все равно можно увидеть что принципиально они почти одинаковые.
Схема была найдена и , причем даже с исходниками. Кроме того в оригинале устройство даже поддерживает работу с компьютером, но эта функция не проверялась.

Схемное решение устройства очень простое. «Сердцем» является микроконтроллер, к которому подключен ЦАП (цифро аналоговый преобразователь) в виде R2R матрицы.
Меняя код на выходе микроконтроллера мы можем получать изменяемое постоянное напряжение на выходе. Такие ЦАПы просты, но требуют большого количества выходов микроконтроллера, так как каждый разряд требует отдельного выхода, а чем больше разрядов, тем больше точность установки выходного напряжения.
В данном устройстве реализован 10 бит ЦАП, т.е. можно получить 1024 уровня напряжения.
Применительно к данному БП можно получить дискретность установки напряжения 0,027 Вольта и тока 0,002 Ампера.
На самом деле регулировка позволяет выставлять напряжение с дискретностью 0.1 Вольта, а ток 0.01 Ампера. В большинстве ситуаций этого хватает.

А вот ключевое отличие содержится не в том, как формируется напряжение для регулировки, а как происходит обратная связь.
Дело в том, что чаще всего микроконтроллер выдает опорное напряжение, которое потом сравнивается с реальным при помощи операционного усилителя и в итоге мы получаем стабилизированное напряжение или ток.
Опорное напряжение при этом формируется чаще всего при помощи ШИМ с интегрированием (усреднением) на конденсаторе.
Но в таком варианте надо 2 ЦАП, один для тока, второй для напряжения. А так как разработчик решил применить другой принцип формирования, то два ЦАП с R2R матрицей просто не вышло бы. Собственно потому сравнением также занимается микроконтроллер.

Такой способ регулирования обычно медленнее, чем более привычный с применением операционного усилителя. Но разработчик применил свое программное решение, где есть два цикла работы, быстрый и медленный.
Как я понимаю, быстрый цикл работает работает более грубо, чтобы обеспечить скорость, а медленный потом устанавливает напряжение более точно.
Так как я не программист, то пишу как понял. возможно знающие люди смогут понять больше из приведенной программы и описания - .

Напряжение после ЦАПа, поступает на силовой узел.
В реальности силовой узел обозреваемой платы решен чуть по другому, в усилителе тока применили силовой транзистор другой проводимости и немного изменили схему, но принцип действия остался абсолютно тем же.
Выходное напряжение с ЦАПа поступает на усилитель напряжения, нам ведь мало диапазона 0-2.5 Вольта, потому сначала оно усиливается до уровня около 0-30 Вольт (левая часть схемы).
Но так как усилитель напряжения не может обеспечить требуемый ток, то дальше стоит усилитель тока, он почти не меняет напряжение и потому на выходе обеспечивает заданные 0-28 Вольт, но уже с током нагрузки до 2 Ампер.
В описании схемы на страничке разработчика приведено два варианта решения, 22 Вольт 2.5 Ампера и 28 Вольт 2 Ампера.
2 Ампера ток не очень большой для лабораторного БП, но думаю что при желании можно доработать прошивку и получить больший ток.

При всей своей кажущейся громоздкости схема устройства предельно проста.
Для примера я разбил схему на составные узлы:
Красный цвет - усилитель тока
Синий цвет - ЦАП и усилитель напряжения
Зеленый цвет - обратная связь по напряжению
Розовый цвет - обратная связь по току.

С теорией вроде немного разобрались, хотя и будем возвращаться к ней эпизодически, но пора приступать к сборке.
Первым делом находим все резисторы, которые идут в комплекте, заодно я попробую показать, как можно собрать такую плату не прибегая к тестеру для измерения сопротивлений «полосатых» резисторов.
Все компоненты, до определенного этапа, я только вставляю в плату (набиваю) и только потом запаиваю. Я знаю что некоторые делают иначе, но я так привык, ничего не могу поделать:)

Монтаж печатной платы

Для начала находим ленты с самым большим количеством компонентов, это позволит сразу забить большее количество компонентов и следующие будет легче находить.
В данном случае это два номинала, 10 и 20 кОм, каждого по 11 штук, но разобраться где какой очень просто, у номинала 20 кОм первая (или последняя, смотря как взять в руки) полоска красная.

Выводы можно формовать при помощи небольшой оправки, это одно из полезных приспособлений, которое я распечатал на 3D принтере. В принципе ее можно изготовить из листа металла, согнув его в виде буквы V и сделав надфилем прорези в необходимых местах.
Такое приспособление очень облегчает и улучшает вид готового изделия.

Следующими идут резисторы номиналом 470 Ом, 4.7 кОм и 47 кОм.
Здесь также все просто, первые две полоски имеют общий для всех этих резисторов цвет, это видно на фото, но количество резисторов разное, потому определить где какой предельно просто, для этого надо просто посчитать сколько каких надо по маркировке на плате:)

Ну и пара последних номиналов, здесь также как и в прошлый раз, два одного номинала и один другого, перепутать тяжело (если производитель не «поможет»).

Конденсаторы, 2шт 22нФ и 6шт 100нФ, маркировка на плате присутствует.

Два диода 4007, стабилитрон и три транзистора. Стабилитрон помечен на плате как 5V1, не перепутайте полярность, катод помечен на плате и компоненте жирной полоской.

Транзисторов три, у большего на плате жирной полосой отмечена сторона, где находится металлическая пластина.

Пара подстроечных резисторов и панелька.
Один подстроечный резистор неправильно вставить не получится, а второй не имеет значения как ставить.
Панелька имеет ключ на одной из коротких сторон. Конечно панелька не сгорит, если ее неправильно установить, но так как микроконтроллер потом в нее устанавливается также согласно вырезу, то лучше ставить правильно:)

Как я писал выше, качество плат великолепное. Платы паялись без флюса, использовался только припой с флюсом внутри, паяется все отлично.



Переходим к разъемам. Здесь надо быть внимательными, так как некоторые разъемы имеют ключ, обозначенный на плате. Если установить неправильно, то в худшем случае плата управления выйдет из строя.

При припаивании разъема к дисплею я всегда советую сначала «прихватить» два крайних вывода, выровнять ровно разъем, а потом запаять все остальные выводы.
Я припаял к дисплею гнездовую часть разъема, хотя на самом деле непринципиально, можно и штыревую, тогда гнездовая будет на основной плате.

Так выглядит комплект после первоначальной сборки.
Плата управления лежит так неспроста, один из разъемов припаян не сверху платы, а снизу.

Интуитивно, при сборке скорее всего захочется припаять разъем сверху, это вполне логично, но так вы столкнетесь с двумя проблемами, вы не сможете к нему ничего подключить, дисплей будет мешать. А если все таки сможете подключить шлейф, то выводить спереди его крайне неудобно, так как плата обычно крепится к передней панели.
На фото показано как ставить разъем при условии, что на силовой плате разъем установлен согласно ключу.

Пара энкодеров.
Довольно важное отличие от предыдущего БП. В тот раз для плавной регулировки я применял многооборотные резисторы, они также стоят дополнительных денег, здесь это не нужно.
Кроме того разработчик применил алгоритм регулировки, когда быстрое вращение регулирует единицы вольт, а медленное - десятые доли. Правда чувствительность перехода довольно большая, потому если вращать чуть быстрее, программа переключается на «вторую» скорость.

Вставить их неправильно тяжело, но не очень понравилось то, что крепежные «ушки» ставятся совсем плотно, такое чувство, что расстояние между отверстиями сделали чуть меньше необходимого. Впрочем немного подгибаем, вставляем и запаиваем.

Окончательный этап сборки платы управления.
Берем саму плату, дисплей, микроконтроллер, пару стоек, четыре винта и пару гаек для энкодеров. Последняя позиция нужна скорее для того, чтобы не потерять, мне гайки не понадобились.

Не забываем о правильной установке микроконтроллера, так как родной прошивки в открытом доступе нет и цена неправильной установки равна цене нового набора.

Все, узел управления готов.

Теперь заканчиваем сборку силовой платы.
Выводы мощных диодов и резистора я формую так, чтобы компонент был приподнят над платой.
По большому счету в данном конструкторе это необязательно, так как мощность, выделяемая на компонентах, заметно ниже чем у предыдущего варианта.
Например в предыдущем БП на шунте выделялось около 4.5 Ватта, а здесь всего 2 Ватта.
На диодах разница меньше, всего в 1.5 раза, но все равно существенно.
Кроме того здесь можно оставить родные диоды, так как они применены с запасом, а если и менять, то на Шоттки, тогда будет немного больше запас по входному напряжению. В общем замена на свое усмотрение.

На плате размещаются два стабилизатора напряжения:
7824 - 24 Вольт для питания вентилятора и понижения напряжения для 5 Вольт стабилизатора.
Так как в изначальном варианте схемы вентилятор отсутствует, то там просто поставили супрессор последовательно со входом, чтобы немного уменьшить рассеиваемую на стабилизаторе мощность и не превысить его входное напряжение. Дело в том, что стабилизатор 7824 выдерживает до 40 Вольт входного напряжения, а остальные только до 35, потому в нашем варианте можно подавать на вход до 40 Вольт (постоянного).
7805 - 5 Вольт для питания платы управления.

Кстати, в обозреваемом БП можно вполне спокойно применить не 50Гц трансформатор, а любой блок питания с напряжением более 30 Вольт. В прошлый раз необходимо было переменное напряжение на входе для формирования отрицательного 5 Вольт для питания операционных усилителей.

Стабилизаторы устанавливаются на небольшие радиаторы. Здесь все просто, намазали, привинтили, но крепежный винт просто «наживляем», затягивать не надо.
Вставляем радиаторы с установленными стабилизаторами на плату, запаиваем, затягиваем крепежные винты. Родных радиаторов достаточно, греются, но в пределах допустимого.

Входной конденсатор имеет емкость 3300мкФ, реальная немного меньше, но не думаю что это критично.

Устанавливаем конденсатор на место, не забываем, длинный вывод - плюс, короткий - минус. Кстати, у отечественных конденсаторов на корпусе отмечался плюс, а длинным был минусовой, возможно пригодится.
На плате плюсовой контакт отметили аж двумя значками, да еще и минусовой раскрасили штриховкой. Все правильно, если конденсатор впаять неправильно, то его внутренности почти равномерно распределятся по всей комнате.

Основная часть сборки плат окончена, в конце этого этапа у нас должно остаться три вещи, мощный транзистор, термовыключатель и шлейф.
Если у вас осталось что то еще, то два варианта, либо положили лишнее, либо где то забыли впаять, первый вариант предпочтительнее:)

Вообще сначала надо было собрать все, установить транзистор на радиатор и только потом пробовать. Но я не удержался и попробовал сразу после сборки, просто вставил мощный транзистор в отверстия. Но лучше так не делать:)
Справедливости ради стоит сказать, что при первом включении я получил просто равномерно подсвеченный дисплей. Если все собрано правильно, то просто надо отрегулировать контрастность при помощи подстроечного резистора на плате управления до получения нормальной видимости.

Устройство работает, ну по крайней мере пока старательно делает вид, что работает, а я перейду к описанию того, что заказал еще.

Я решил что емкости на входе много не бывает, потому параллельно установленному 3300мкФ будет еще одни, с заявленной емкостью аж 22000мкФ.
Название со страницы магазина - 63V 22000UF Electrolytic Capacitor 35X50MM, цена $ 3.33,

Как и все товары, конденсатор идет в индивидуальной упаковке, в лоте одна штука.
Маркировка от Nippon Chemi-con.



Размеры конденсатора примерно 47х35мм.

Ну а теперь можно попробовать подвести итоги этого длинного обзора. Не буду расписывать плюсы и минусы дополнительных товаров, их я показал в самом обзоре, выскажусь только по плате блока питания.
Плюсы
Очень хорошее качество изготовления печатных плат
Неплохое качество комплектующих
При правильной сборке нормально работает
Настройка минимальна и предельно проста
Возможность установки тока без подключения нагрузки
Точная регулировка выходного напряжения и тока
Нет необходимости покупать вольтметр и амперметр
Термореле для автоматического включения вентилятора

Минусы
Выходной ток всего 2 Ампера
Чувствительный переход между точной и грубой настройкой выходного напряжения и тока
Отсутствие схемы в комплекте, инструкция по сборке есть в электронном виде.

Мое мнение. Конструктор однозначно интересный. По сути здесь есть все, что необходимо для сборки блока питания, дополнительно надо только трансформатор, радиатор и корпус. В прошлый раз часто спрашивали как применить вместо трансформатора импульсный БП, здесь такой проблемы нет, БП может быть любым. Также были вопросы по добавлению индикации тока и напряжения, здесь уже «все включено», ну и приятный бонус в виде энкодеров, не нужны многооборотные резисторы. Для меня большим плюсом является то, что можно сначала выставить необходимый ток, а только потом подключить нагрузку, в прошлом БП это было невозможно, особенно при наличии многооборотных резисторов.
Ну и как не отметить то, что к этому конструктору есть исходный вариант программы (правда без энкодеров), который можно при желании доработать под себя. В теории, после доработки, можно подключить и к компьютеру, но мне кажется что в данном случае это уже лишнее.
Из минусов пожалуй отмечу только то, что цифровая обратная связь все таки медленнее аналоговой, здесь никуда не деться, по крайней мере дешевыми способами.

Конечно будут комментарии вида - да за хх баксов можно купить готовый БП. Конечно, так и есть, спорить не буду, можно купить, но ведь не все покупается за деньги. А как же удовольствие от процесса сборки, от полученного результата, да и просто от приятно проведенного времени, сколько это стоит?

На кого ориентирован данный конструктор. Мне кажется что в первую очередь на начинающих радиолюбителей. Как вариант, можно подарить подростку, интересующемуся радиоэлектроникой, стыдно за такой подарок точно не будет. Также такой конструктор может подойти и более опытным, просто в качестве полезной вещи и приятно проведенного времени.

На этом наверное все, жду как всегда комментариев и вопросов, надеюсь что обзор был полезен и интересен.

Похожие статьи