ATX 0-30V 0-5A

Přestavba DELL ATX na regulovatelný nastavitelný laboratorní zdroj 0-30V 0-5A

For english please scroll at the end of page.

Tovární zdroje jsou nákladné samy o sobě, lineární jsou náročné na parametry součástek, nejsou moc účinné, a stavba zdroje od základu se nevyplatí. Ale všude kolem se válí hromady vyřazených ATX zdrojů, kde návrh zdroje za nás vyřešili jiní, tak je možno toho využít. Stačí se podívat na internetové návody – „ATX lab supply, regulated PC supply, ATX conversion, atd.“.. Vše se točí kolem propustných push-pull zdrojů s obvody TL494 a podobnými. Tyto zdroje bohužel mají následující nevýhody:

  • Absence proudové ochrany na primáru – porucha regulace vede k okamžitému zničení zdroje.
  • náchylnost na rušení z napájeného zařízení
  • složitost zapojení
  • nedostatečná rezerva regulace napětí – nutnost sekundárních shottky můstků.

Proto jsem se rozhodl pro nový přístup, a to úpravu jednočinně propustného zdroje s proudovou zpětnou vazbou na primáru, řízeného obvodem řady UC384x. Tento zdroj má jednodušší ale robustnější konstrukci, proudovou ochranu (regulaci) snímáním proudu na odporu v S elektrodě spínacího tranzistoru a řízení přes 3 optočleny. Některé zdroje mají přepínač 110-220V, jiné ho nemají, ty pak dají větší výstupní napětí. Je vhodné se vyhnout aktivnímu PFC, jen to přidává složitost a překáží.

Jak na to – TURBO kuchařka:

Začneme odpájením kompletně všeho, co je na sekundární straně, ale hodnoty součástek kolem diod, optočlenů a trafa si napíšeme. Poté do DPS vrátíme usměrňovací diodu SB zdroje, případné odrušení, elektrolyt C, tlumivku, a druhý C. Poté připojíme přes odpor cca 100 ohm -1k a zenerku 9-11V optočlen zpětné vazby SB zdroje. Můžeme zdroj vyzkoušet, jestli po zapojení (přes žárovku) na síť dává 12V. Pokud ano, tak pohoda, pokud je to blbě zapojeno, tak se mohou zkratnout ochranné diody na primáru SB trafa, ty je pak potřeba vyměnit. Příznak je kvičící nebo tikající SB zdroj, co nedává napětí. Tím je SB zdroj hotov. Odpojíme to od sítě a necháme vybít prim. C.

Teď se pustíme do sekundáru hlavního zdroje. První vrátíme zpátky odrušovací členy u shottky diod, diody 12V (a 5V, pokud je v sérii s 12V – viz schéma), hlavní tlumivku, a pozor, elyty pro zkoušení dáme 25V, lépe 50V. Přerušíme zem dle schématu, vyvedeme dráty na čokoládu, tam zapojíme konstantanový bočník, v nouzi poslouží i 5x 5cm paralelně stočená spirála z fénu nebo vázací drát. Z jiného zdroje vezmeme LM324 nebo jiný obyčejný minimálně dvojitý operační zesilovač (ne komparátor!!!) a zapojíme podle schématu nejdřív napěťovou regulaci. Optočlen regulace je ten, co je napájen původně z 12V a vede na zpětnou vazbu UC384x, a optočlen zapnutí PS-ON je ten, co je napájen z SB zdroje a spíná napájení obvodu UC nebo něco blokuje stažením k zemi nebo rozpojením napětí. Dioda proudové reg. je odpojená, PS-ON optočlen si dáme na odpor a tlačítko. Zapojíme zdroj na síť a zkusíme krátce sepnout, měříme napětí. Pokud reguluje, pohoda, pokud ne, tak rychle vypneme PS-ON a zkontrolujeme regulaci. Odpojíme od sítě a počkáme na vybití prim C.

Zapojíme proudovou regulaci, na zdroj dáme zátěž (halogenky, odporník, kus vázacího drátu nebo jen zkrat delším kablem) a po zapnutí pomalu zvyšujeme napětí a proud až do původního max proudu 12V větve a nebo max výkonu zdroje, podle toho, čeho dosáhneme dřív. Trimrem seřídíme vhodný max proud. Seřídíme tento max proud i do zkratu. Regulace je dost „tupá“, proud se s napětím mění, bude odstraněno v další verzi. Odpojíme zdroj, počkáme na vybití prim. C., zapojíme měřidla a výstupy. Nezapomeneme na větrák zapojený na 12V SB zdroj. Zakrytujeme, používáme.

 

 

 

Rebuilding DELL ATX to lab adjustable Power supply 0-30V 0-5A
Factory lab supplies are costly, linear are not very effective, and switching supply construction from the ground up is not worth it. But there are piles of discarded ATX PSUs, so it is possible to use them. Just look at the internet tutorials – „ATX lab supply, PC regulated supply, ATX conversion, etc.“ .. Everything revolves around forward push-pull circuit with TL494 and similar chips at secondary side. Unfortunately, these sources have the following drawbacks:

  • Absence of current protection on primary side – any fault leads to immediate destruction of everything important on the primary side.
  • Susceptibility to interference from the powered device
  • Wiring complexity
  • Insufficient reserve voltage regulation – the need for rebuild of the secondary to shottky bridge.

Therefore I decided for a new approach to rebuild a single-transistor forward ATX PSU with current feedback on the primary side, controlled by UC384x family chip. This topology has robust design, overcurrent protection (regulation) with current sensing resistor on the S electrode of the switching transistor and control through 3 optocouplers. Some sources have switch 110-220V, others do not, those give more output voltage. It is advisable to avoid active PFC, it just adds complexity without any benefit.

How to do it – TURBO Cookbook:

We start by desoldering completely everything that is on the secondary side, but please write down the component values around power shottky diodes, optocouplers and transformers. Then solder back rectifier diodes, electrolytic C, main choke inductor, and then connect the second C. Then get about 100 ohm to 1k resistor and zener 9-11V from standby (SB) supply to SB feedback optocoupler. We can test it (better through the mains-series bulb) if it gives about 12V. If so, fine, if it’s not, then check protection diodes on the primary of SB transformer and feedback. If you hearsquealing or ticking, feedback doesn’t work or those primary protection diodes failed. When finished with 12V SB supply disconnect it from the mains and let it drain primary C.

Now we get into the main secondary supply. First we solder back R-C snubbers at shottky diodes, diode for 12V (5V, if it is in series with the 12V – see schematic), the main choke, and Electrolytic for at least 25V,better 50V. Break the ground as displayed on the schematic, solder wires for screw connection bar, there you will connect constantan shunt or 5x 5 cm parallel heater wires from hair dryer, or iron wire. From another PSU rip out the LM324 or other ordinary dual or quad operational amplifier (not comparator !!!) and build the voltage regulation first. Optocoupler for feedback is one that is powered originally from 12V and leads to feedback of UC384x, and optocoupler for switching PS-ON is the one that is powered from the SB supply and switches power to the UC IC or pulls down something or blocks the UC’s power. Diode to current regulating opamp output Is disconnected, PS-ON optocoupler can be connected to push button. We try to briefly switch the main supply on, while measuring output voltage. If the V feedback regulates, fine and done, if not, then quickly turn off PS-ON and check feedback regulation. Disconnect PSU from the mains and wait for discharge of the primary C.

Now we will solder the current control, then load the PSU (halogen bulbs, a resistor, a long piece of wire forming short circuit) and after slowly increasing voltage and current to the original PSU’s 12V max current or max power, whichever limit occurs first. adjust the trimmer to suitable max current at short-circuit. The regulation is „dull“, the current varies with voltage, this will be removed in the next version. Disconnect the power, wait for discharge of  primary C., plug in A and V gauges and outputs. Do not forget to connect the fan to a 12V SB supply. Close the box, enjoy your regulated lab supply for free (as in free beer).

 

Měření na osciloskopu:

Měření 1: 40mA 2V – 50mV zvlnění 50Hz – někde mi to prolejzá z osciloskopu

Měření 2: 30V 3A – 100mV zvlnění na 50 kHz

Měření 3: 2V 5A – 100mV zvlnění na 50 kHz

Výsledky přijatelné, výkonovým věcem je to jedno a na citlivé záležitosti mám lineár.