Регулируемый БП на UC3843 из ATX

Всем здрасьте!
Хочу поведать о своем опыте переделки компьютерного БП ATX в лабораторный БП с регулировкой напряжения и тока.

Подобных переделок в сети полно, но обычно все переделывают схемы на базе ШИМ TL494 и её клонов (KA7500, AZ7500BP и т.д.), я же хочу поведать о переделке блока на базе ШИМ GM3843 (UC3843).
В первую очередь хочу сказать спасибо Андрею 2350 за его замечательную статью про переделку блока. Я то же пытался сделать блок на TL494, но так и не смог полностью победить возбуд на некоторых крайних режимах. В какой-то момент я просто утомился и решил пойти своим путем. Так же хочу сказать спасибо Старичку за схему БП, в которой я увидел простое и логичное решения для схемы регулирования. К сожалению я не сразу узнал кто ее автор, а надо было бы.
Некоторое время назад я делал себе зарядное устройство для гаража из блока на GM3843, но там минимальные переделки по самому блоку для увеличения выходного напряжения до 14.4В, и линейный стабилизатор тока на операционнике и мощном мосфете. Мне очень понравился конструктив блока, схема уверенно питала мощный компрессор от блокировки дифференциала током 25А при напряжении 14.4В (это 360Вт если что) при номинальной мощности блока в 350Вт, при этом надо учитывать что пусковой ток компрессора еще больше! Все остальные блоки, в том числе и на 600Вт, стабильно при этом уходили в защиту.
В принципе, таким образом можно переделать фактически любой БП, где в обратной связи силовой части стоит оптопара.
Под переделку мне попала плата от блока POWERMAN мощностью 250Вт, от 350Вт отличается только размером трансформатора, конструктивом снаббера, емкостью электролитов по входу и максимальным током силового мосфета. В блоке 250Вт стоит W9NK90Z (8 А), а в 350 Вт W12NK90Z (11 А).
Вот подправленная схема такого БП:

Схема имеет прямоходовую топологию. Избавляемся от 5-ти вольтовой цепи, убираем супервизор W7510, отключаем схему питания вентилятора, меняем выходные емкости на более высоковольтные, а в обратной связи PC2 собираем такую схемку:

После включения питания должна заработать только дежурка. Проверяем на ней 5 В, затем замыкаем вывод 2 PC1 на землю, должна запуститься силовая часть. Теперь испытываем блок на его возможности. Мой выдал на холостую максимум 40В, не забудьте про конденсаторы на выходе, их предельное напряжение должно быть с запасом.
В качестве нагрузки я использовал резистор 1 Ом мощностью 50 Вт на радиаторе, но на 400 Вт он почему-то взорвался :), так что пришлось использовать автомобильные лампочки от фар.
После испытаний беремся за переделку дежурки.
Вот примерная схема того что должно остаться:

Красным отмечены те элементы, номиналы которых необходимо изменить, либо добавить такой элемент если его нет.
Схема регулирования вполне может работать и от 5 В (UPD^ 27.09.2017 как выяснилось от 5 В не работает нормально, так что 12 В необходимо), но для вентилятора этого мало, так что пришлось переделывать дежурку на 12 В. К сожалению просто переделать обвязку U5 (TL431) не получилось, так как в таком случае выросло напряжение на обмотке питающей U4 и U1. Сначала я увеличил сопротивление резистора R43 до 46 Ом, но силовая часть отказывалась запускаться одновременно с дежуркой, видимо GM3843 довольно прожорлива и просаживает питание не дав толком запуститься дежурке. Если сначала запустить дежурку, а потом силовую часть замыканием 2 ноги PC1 на землю, то все работает нормально. Я решил не вносить изменений в работу этой цепи и пошел по сложному пути, просто перемотал транс T2, его выходная обмотка содержала 9 витков, а теперь содержит 22 витка. Здесь сложность оказалась в том что транс намотан вперемешку слоями и нужная вторичка оказалась в глубине. После перемотки транса схема все равно отказалась запускаться, пришлось сделать отдельный выключатель для запуска силовой части. В последствии смог победить этот баг просто повесив параллельно PC1 электролит на 50 мкФ, тем самым отсрочив открытие транзистора оптопары (UPD^ 27.09.2017 Есть более простой способ. На алиэкспрессе заказываем копеечную платку повышающего преобразователя с 5 В на 12 В, тогда дежурку вообще трогать не надо).
Схема управления представляет собой всего два компаратора, собрана на одной плате с переменными резисторами. В качестве токового датчика использовал шунт на 50 А сопротивлением 0.0015 Ом. Минус всей платы управления берем прям со входа шунта, чтобы исключить влияние проводов. Схема довольно примитивна и не должна вызвать сложностей в понимании. Отдельно хочу сказать про мое больное место — цепи коррекции. По напряжению все гладко, R5 и C1 взятые от фонаря подошли идеально, а вот с током пришлось повозиться и даже сжечь один комплект силовой части (как правило горит Q2, U1, R17 и предохранитель). В результате появился C5 и R11. Можно обойтись без R11 увеличив емкость C5 до 1 мкФ.

Теперь о деталях. Операционники в схеме регулирования LM358, в качестве выходного диода у меня стоят 2 сборки MBR20100CT параллельно (на плате было место под вторую сборку), вроде работают нормально, но лучше поставить на 150 В или даже на 200 В, например VS-60CTQ150, поскольку обратные выбросы достигают 150 В. Электролитические конденсаторы лучше с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые low ESR. К сожалению их выбор на 35 В не велик, можно поставить несколько в параллель EEUFR1V182L (1800 мкФ, 35 В). Дроссель намотан на кольце групповой фильтрации от какого-то мощного БП ATX, содержит 30 витков сложенного вдвое провода ПЭТВ-2 1.5мм. Переменные резисторы СП5-35А весьма хитрой конструкции, благодаря им нет необходимости ставить дополнительный резистор для точной установки тока и напряжения. На выходе блока параллельно клеммам стоит керамический конденсатор на 50 мкФ, он состоит из 5 СМД конденсаторов по 10 мкФ запаянных в параллель на небольшой платке прямо под гайками клемм.
Индикация выполнена на сдвоенном модуле, заказанном на алиэкспрессе. Поскольку модуль был расчитан максимум на 10 А, пришлось добавить делитель и замазать точку. Как перенести точку на соседний индикатор я не знаю, там динамическая индикация и нужно менять прошивку. При указанных номиналах резисторов R4, R3, R6, R7 максимальное напряжение составит 30 В, а ток 30 А. Ограничение по мощности блока можно выставить резистором R2. При наладке рекомендую поставить туда 0.2 — 0.3 Ом.
Собственно все. На данный момент блок нормально вытягивает до 300 Вт, переход с режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока происходит без срыва генерации, возбудов в любых режимах нет, и самое главное, в режиме КЗ полная тишина и на осцилографе красивая картинка, просто мячта! На TL494 такого добиться мне не удавалось.
На холостом ходу нагрузкой для блока является линейный стабилизатор LM317 включенный по схеме источника тока. От резистора пришлось отказаться т.к. при большом выходном напряжении он будет греться как паровоз, а LM317 я поставил на радиатор вместо одного из диодов шоттки, выпаянных из схемы. При большом напряжении ЛМ-ка начинала возбуждаться, поэтому я зашунтировал ее керамикой.

Но есть и свои минусы. Топология схемы такова, что есть обратный выброс, когда закрывается силовой транзистор. Этот пичок гасит снаббер, но не полностью. На выходе он присутствует ощутимо, судя по осцилографу его амплитуда примерно 0.08 В, а при нагрузке в 15 А амплитуда пичка поднимается до 0.2 В, что вообще никуда не годится. Буду на досуге изучать теорию импульсных БП и думать как с этим бороться.

Печатка платы регулирования в спринте yadi.sk/d/oJpMs8An3HLZas
Схема в 7 сплане yadi.sk/d/DAM5Z3Gu3HLZdU

UPD^ 10.09.2020 В некоторых блоках, напимер IP-S450T7-0, обвязка ШИМ выполнена так, что минимальное значение коэффициента заполнения не достигает околонулевых значений, соответственно не получается получить на выходе блока нулевое напряжение при малом токе. Убедиться в этом можно так: запитываем ШИМ от альтернативного источника на 12-15В, подключаем осциллограф на выход ШИМ и закорачиваем транзистор управляющей оптопары PC2. При закороченой оптопаре ШИМ должен практически заглохнуть. Если импульсы остаются, то нужно уменьшить емкость конденсатора между 4 и 3 ножкой ШИМ, как правило в таких блоках стоит UC3845 и топология схемы представляет собой косой полумост. Кстати, в даташите на микросхему этого конденсатора вообще нет, так что его можно убрать, без него блок сохраняет работоспособность.

Лабораторный БП из копьютерного БП формата АТХ.

Привет всем. Решил описать вкратце переделку БП от компьютера формата АТХ. Может кому-то будет интересно.

За основу был взят БП CODEGEN – 300X (типа 300Вт, ну Вы поняли китайских 300). Мозгом БП служит ШИМ-контроллер КА7500 (TL494. ). Только такие мне приходилось переделывать. Управлять ШИМкой будет PIC16F876A, он же и для контроля и установки выходного напряжения и тока, отображение информации на LCD WH1602(. ), регулировка осуществляется кнопками.
Программу помог сделать один хороший человек (IURY, сайт “Кот”, который радио), за что ему большое спасибо. В архиве схема, плата, программа для контроллера.

Берем рабочий БП (если не рабочий, то надо восстановить до рабочего состояния).
Ориентировочно определяемся, где у нас что будет располагаться. Выбираем место под LCD, кнопки, клеммы (гнезда), индикатор включения.
Определились. Делаем разметку для “окна” ЛСД. Вырезаем (я резал маленькой болгаркой 115мм), может кто-то дремелем, кто-то рассверливанием отверстий, а потом подгонка напильником. В общем кому как удобнее и доступнее. Должно получиться что-то похоже на это.

Продумываем как будем крепить дисплей. Можно сделать несколькими способами:
а) соединить с платой управления разъёмами;
б) сделать через фальшпанель;
в) или.
Или. припаять непосредственно 4 (3) винтика М2,5 к корпусу. Почему М2,5, а н М3,0? В ЛСД отверстия 2,5мм в диаметре для крепления.
Я припаял 3 винтика, потому что при пайке четвертого, отпаивается перемычка (на фото видно). Потом припаиваешь перемычку – отпадает винтик. Просто сильно близкое расстояние. Не стал заморачиваться – оставил 3 шт.

Пайка выполнена ортофосфорной кислотой. После пайки всё необходимо хорошо промыть водой с мылом.
Примеряем дисплей.

Изучаем схему, а именно все относительно TL494 (KA7500). Все что касается ног 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16. Всю обвязку возле этих выводов удаляем (на основной плате БП), и устанавливаем детали, согласно схемы.

Удаляем на основной плате БП всё лишнее. Все детали касательно +5, -5, -12, PG, PS – ON.
Оставляем только всё, что касается +12 V и дежурного питания +5V SB .
Желательно найти схему по своему БП, чтобы не удалить чего лишнего. В цепи питания +12 вольт – удаляем родные электролиты и ставим вместо них, аналогичный по ёмкости, но на рабочее напряжение 35-50 вольт.
Должно получиться что-то похоже на это.

Посмотрев на характеристики имеющегося блока питания (наклейка на корпусе) – по 12В выходной ток должен быть 13А. Ого неплохо вроде. Смотрим на плату, что у нас образовывает 12В, 13А. Ха два диода FR302 (по даташиту 3А!). Ну пусть максимальный ток 6А. Нет, такое нас не устраивает, надо заменить на что-нибудь по мощнее, да еще и с запасом, поэтому ставим 40CPQ100 – 40А, Uобр=100В.

На радиаторе были какие-то изолирующие прокладки, прорезиненная ткань (что-то похожее). Отодрал, отмыл. Поставил нашу отечественную слюду.
Винты, поставил подлиннее. Под один сзади зажал еще слюду. Блок решил дополнить индикатором перегрева теплоотвода на МП42. Германиевый транзистор здесь используется в качестве датчика температуры

Схема индикатора перегрева теплоотвода собрана на четырёх транзисторах. В качестве транзистора стабилизатора применён КТ815, КТ817, а в качестве индикатора – двухцветный светодиод.

Печатную плату не рисовал. Думаю, что особой сложности при сборке этого узла возникнуть не должно. Как узел собран, видно на фото ниже.

Делаем плату управления. ВНИМАНИЕ! Перед подключением своего LCD изучите даташит на него!! Особенно выводы 1 и 2!

Соединяем все согласно схеме. Устанавливаем плату в БП. Также надо изолировать основную плату от корпуса. Сделал я всё это через пластиковые шайбочки.

Наладка схемы.

1.Все наладки блока питания проводить только через лампу накаливания 60 – 150 Вт, включенную в разрыв сетевого кабеля, а ещё лучше и через разделительный трансформатор.
2.Корпус БП изолировать от GND, а цепь, которая образовывалась через корпус, соединить проводками.
3.Iizm (U15) – выставляется выходной ток (правильность показаний индикатора) по образцовому А – метру.
Uizm (U14) – выставляется выходное напряжение (правильность показаний индикатора), по образцовому В – метру.
Uset_max (U16) – выставляется МАХ выходное напряжение

Максимальный выходной ток данного блока питания составляет 5 ампер (вернее 4,96А), ограничен прошивкой.
Максимальное выходное напряжение для данного блока питания, не желательно выставлять более 20-22 вольт, так как в этом случае увеличивается вероятность пробоя силовых транзисторов из-за нехватки предела ШИМ-регулирования микросхемой TL494 .
Для увеличения выходного напряжения более 22 вольт, необходима перемотка вторичной обмотки трансформатора.

Пробный запуск прошёл успешно. Слева двухцветный индикатор перегрева теплоотвода (холодный радиатор – цвет LED зеленый, теплый – оранжевый, горячий – красный). Справа – индикатор включения БП.

Установил выключатель. Основа – стеклотекстолит, обклеен самоклейкой “оракл”.

Финал. То, что получилось в домашних условиях.

А теперь пробуем работу всех узлов собранного блока, так сказать в условиях приближенных к реальным, то есть нагружаем и испытываем собранный блок питания.
БП под нагрузкой, в качестве нагрузки используются лампы “галогенки” на 12В, 35 и 50Вт.

Скачать архив с прошивкой, схемой, платами.

Если возникнут какие то вопросы по статье, задавайте их здесь, обсудим.

–>Категория : Блоки питания | –>Просмотров : 1068388 | –>Добавил : Tyzik

Понравилась статья – нажми на кнопку!

Блок питания ATX на SG6105 – переделка в лабораторный

Блоки на основе ШИМ SG6105 и им подобные, очень плохо поддаются переделкам. Вездесущие защиты, встроенные в эту микросхему, напрочь отбивают охоту радиолюбителей иметь дело с такими блоками. Сегодня у нас простое решение такой проблемы! Блок питания ATX COLORSit 330U-FNM на ШИМ SG6105 – переделка в лабораторный с помощью переходника на TL494.

Блок питания ATX на ШИМ SG6105 – переделка в лабораторный

Недавно мы публиковали материалы по переходнику с SG6105 на TL494, с его помощью очень легко можно было заменить одну микросхему другой и избавиться от назойливых защит. Этот отдельный модуль устанавливался на штатное место SG6105 и позволял проводить минимальную корректировку основной платы блока.

При переделке блока на ШИМ SG6105 в лабораторный, изменений в основной плате будет немного больше, но обо всем по порядку.

Изменение в основной плате блока

Ниже приведена схема COLORSit 330U-FNM на ШИМ SG6105, плата этого блока точно совпадает со схемой.

Первым делом необходимо удалить часть компонентов, которые нам будут уже не нужны. В основном это касается силовых шин +5; +3,3; -12 В, элементов обвязки защит и служебных выводов SG6105.

Дополнительные изменения в плате касаются новых элементов, выделенных красными рамками с нумерацией изменений.

1. Устанавливаем новые номиналы для резисторов обратной связи с шины +12 В. Это для R28 – 48 кОм, R23 – 12 кОм.
2. Переключаем питание ШИМ на другую обмотку дежурки с напряжением 15-17 В, т.к. для питания TL494 нужно минимум 7 В. (т.е. R22 подключаем к диоду D12)
3. Питание вентилятора также нужно брать с этой же обмотки дежурки, используя дополнительный стабилизатор LM7812.
4. Устанавливаем токоизмерительный шунт, в качестве которого используем три резистора номиналом 0,1 Ом, мощностью 10 Вт. Минусовая клемма выхода блока будет теперь уже после шунта.
5. Следует поставить новый выходной электролитический конденсатор с рабочим напряжением минимум 25 В, номиналом в 1000-2200 мкФ.
6. Нагрузочный резистор R27 лучше заменить резистором с чуть большим сопротивлением в 1 кОм.
7. Если в блоке используется маломощная диодная сборка по шине +12 В, параллельно ей желательно установить еще одну или заменить на более мощную.

Переходник с SG6105 на TL494 для регулировки тока

Схема переходника с SG6105 на TL494 для регулировки тока включает в себя: TL494 с необходимой обвязкой и две TL431. По сути, можно обойтись лишь одной TL431, которая используется для дежурки. Поскольку схемы блоков на SG6105 бывают разные нельзя заранее сказать, какая из TL431 используется дежуркой, а какая для шины 3,3 В, для универсальности решено было оставить обе.

16-я ножка TL494 подключается на минусовый выход после шунтов (обозначенная синей рамкой), место подключения вывода к 16 ножке тоже обозначено и указанно на схеме. R4 используется для регулировки напряжения, а R10 для регулировки тока. Расчет обвязки выполнен для выходного напряжения 0-17 В; 0-15 А. Печатку для переходника с регулировкой тока можно будет скачать в конце статьи.

Если токи в 15А не нужны, достаточно убрать один из токоизмерительных резисторов 0,1 Ом (использовать два вместо трех), при двух – максимальный рабочий ток будет около 10 А.

Вот таким получился наш переходник.

Сборка блока

Для установки переходника на место SG6105 нужно использовать панельку. После финишной сборки переходник желательной прочно зафиксировать в разъеме используя термо силикон или что-то другое.

Из-за больших размеров трех резисторов по 10 Вт их очень удобно крепить на радиатор, на радиатор также следует установить LM7812 т.к. при работе вентилятора она будет сильно греться.

Вот так выглядит блок после удаления лишних компонентов и готовый к установке переходника.

Подключаем наш переходник в панельку микросхемы SG6105.

Такой переходник должен подходить практически ко всем блокам питания на SG6105, но необходимо быть внимательным при удалении ненужных компонентов и внимательно вникнуть в отличия схем и нумерации деталей.

Тесты

Поскольку вольтамперметр с диапазоном на 20А еще не приехал, используем мультиметр в качестве амперметра и простенький цифровой вольтметр, который питается от линии, на которой меряет напряжение (из-за этого его показания и пропадают при напряжении ниже 3 В).

Немного слов о стабильности напряжения. Пульсации 0,1 В с периодом 10 миллисекунд на максимальном токе 15 А и выходном напряжении 17 В.

Печатку платы переходника в формате lay можно скачать по ссылке ниже:

При подготовке материала использовались источники:
https://www.drive2.ru/b/460076897821305213/
http://vprl.ru/publ/istochniki_pitanija/bloki_pitanija/laboratornyj_bp_iz_kopjuternogo_bp_formata_atkh/11-1-0-32
https://diodnik.com/en/blok-pitaniya-atx-na-sg6105-peredelka-v-laboratornyj/