Konversi catu daya komputer dengan pengontrol PWM seperti DR-B2002, DR-B2003, SG6105 menjadi catu daya laboratorium. Diagram blok ULN2003

Materi artikel ini dimuat di majalah Radioamator - 2013, No.11

Artikel ini menyajikan desain sederhana regulator PWM, yang dengannya Anda dapat dengan mudah mengubah catu daya komputer, yang dipasang pada pengontrol selain TL494 yang populer, khususnya DR-B2002, DR-B2003, SG6105 dan lainnya, menjadi laboratorium satu dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan membatasi arus pada beban. Di sini saya juga akan berbagi pengalaman saya dalam mendesain ulang catu daya komputer dan menjelaskan cara-cara yang telah terbukti untuk meningkatkan tegangan keluaran maksimumnya.

Dalam literatur radio amatir terdapat banyak skema untuk mengubah catu daya komputer (PSU) yang sudah ketinggalan zaman menjadi pengisi daya dan catu daya laboratorium (LP). Tetapi semuanya berhubungan dengan catu daya yang unit kontrolnya dibuat berdasarkan chip pengontrol PWM tipe TL494, atau analognya DBL494, KIA494, KA7500, KR114EU4. Kami telah mendesain ulang lebih dari selusin pasokan listrik tersebut. Pengisi daya yang dibuat sesuai dengan skema yang dijelaskan oleh M. Shumilov dalam artikel “Catu daya komputer - pengisi daya” (Radio - 2009, No. 1) dengan penambahan dial gauge untuk mengukur tegangan keluaran dan arus pengisian bekerja dengan baik. Berdasarkan sirkuit yang sama, catu daya laboratorium pertama diproduksi, hingga “Papan kendali universal untuk catu daya laboratorium” mulai terlihat (Buku Tahunan Radio - 2011, No. 5, hal. 53). Dengan menggunakan skema ini, dimungkinkan untuk menghasilkan pasokan listrik yang jauh lebih fungsional. Ampere-voltmeter digital dikembangkan khusus untuk rangkaian regulator ini, dijelaskan dalam artikel “Ampere-voltmeter bawaan sederhana pada PIC16F676”.

Tetapi semua hal baik harus berakhir, dan akhir-akhir ini kita semakin sering menemukan catu daya komputer yang dilengkapi pengontrol PWM lainnya, khususnya DR-B2002, DR-B2003, SG6105. Timbul pertanyaan: bagaimana BP ini dapat digunakan untuk pembuatan PI laboratorium? Pencarian diagram dan komunikasi dengan amatir radio tidak memungkinkan kami untuk bergerak maju ke arah ini, meskipun kami berhasil menemukan deskripsi singkat dan diagram koneksi untuk pengontrol PWM tersebut di artikel “Pengontrol PWM SG6105 dan DR-B2002 di IP komputer. ” Dari uraiannya menjadi jelas bahwa pengontrol ini jauh lebih kompleks daripada TL494 dan mencoba mengendalikannya secara eksternal untuk mengatur tegangan keluaran hampir tidak mungkin dilakukan. Oleh karena itu, diputuskan untuk meninggalkan ide ini. Namun, ketika mempelajari rangkaian catu daya "baru", tercatat bahwa konstruksi rangkaian kontrol konverter setengah jembatan dorong-tarik dilakukan serupa dengan catu daya "lama" - pada dua transistor dan sebuah transformator isolasi.

Upaya telah dilakukan untuk memasang TL494 dengan kabel standarnya alih-alih chip DR-B2002, menghubungkan kolektor transistor keluaran TL494 ke basis transistor dari rangkaian kontrol konverter catu daya. Sirkuit M. Shumilov yang disebutkan di atas yang diuji berulang kali dipilih sebagai rangkaian TL494 untuk memastikan pengaturan tegangan keluaran. Mengaktifkan pengontrol PWM dengan cara ini memungkinkan Anda untuk menonaktifkan semua sirkuit pemblokiran dan perlindungan di catu daya; terlebih lagi, sirkuit ini sangat sederhana.

Upaya untuk mengganti pengontrol PWM berhasil - catu daya mulai bekerja, penyesuaian tegangan keluaran dan pembatasan arus juga berfungsi seperti pada catu daya model "lama" yang dikonversi.

Deskripsi rangkaian perangkat

Konstruksi dan detailnya

Unit pengontrol PWM dirakit pada papan sirkuit tercetak yang terbuat dari laminasi fiberglass berlapis foil satu sisi berukuran 40x45 mm. Gambar papan sirkuit tercetak dan susunan elemen ditunjukkan pada gambar. Gambar ditampilkan dari sisi pemasangan komponen.

Papan ini dirancang untuk pemasangan komponen keluaran. Tidak ada persyaratan khusus untuk mereka. Transistor VT1 dapat diganti dengan transistor bipolar langsung lainnya dengan parameter serupa. Papan menyediakan pemasangan resistor pemangkas R5 dengan ukuran berbeda.

Instalasi dan commissioning

Papan dipasang di tempat yang nyaman dengan satu sekrup lebih dekat ke lokasi pemasangan pengontrol PWM. Penulis merasa nyaman untuk memasang papan ke salah satu heatsink catu daya. Output PWM1, PWM2 disolder langsung ke lubang yang sesuai dari pengontrol PWM yang dipasang sebelumnya - outputnya menuju ke basis transistor kontrol konverter (pin 7 dan 8 dari chip DR-B2002). Pin Vcc dihubungkan ke titik di mana terdapat tegangan keluaran rangkaian catu daya siaga, yang nilainya dapat berada pada kisaran 13...24V.

Tegangan keluaran IP diatur menggunakan potensiometer R5; tegangan keluaran minimum tergantung pada nilai resistor R7. Resistor R8 dapat digunakan untuk membatasi tegangan keluaran maksimum. Nilai arus keluaran maksimum diatur dengan memilih nilai resistor R3 - semakin rendah resistansinya, semakin besar arus keluaran maksimum dari catu daya.

Tata cara pengubahan catu daya komputer menjadi catu daya laboratorium

Pekerjaan perombakan catu daya melibatkan pengerjaan pada rangkaian tegangan tinggi, oleh karena itu sangat disarankan untuk menyambungkan catu daya ke jaringan melalui trafo isolasi dengan daya minimal 100 W. Selain itu, untuk menghindari kegagalan transistor kunci selama proses pengaturan IP, transistor tersebut harus dihubungkan ke jaringan melalui lampu pijar “pengaman” 220V 100W. Ini dapat disolder ke catu daya, bukan ke sekering listrik.

Sebelum Anda mulai memperbaiki catu daya komputer, disarankan untuk memastikan bahwa catu daya tersebut berfungsi dengan baik. Sebelum menyalakan, sebaiknya sambungkan bohlam mobil 12V dengan daya hingga 25 W ke rangkaian keluaran +5V dan +12V. Kemudian sambungkan catu daya ke jaringan dan sambungkan pin PS-ON (biasanya berwarna hijau) ke kabel biasa. Jika catu daya berfungsi dengan baik, lampu “pengaman” akan berkedip sebentar, catu daya akan mulai bekerja dan lampu pada beban +5V, +12V akan menyala. Jika, setelah dinyalakan, lampu "pengaman" menyala dengan intensitas penuh, kerusakan transistor daya, dioda jembatan penyearah, dll. dapat terjadi.

Selanjutnya, Anda harus menemukan titik pada papan catu daya di mana terdapat tegangan keluaran dari rangkaian catu daya siaga. Nilainya bisa dalam 13...24V. Dari titik ini nantinya kita akan mengambil daya untuk unit pengontrol PWM dan kipas pendingin.

Kemudian Anda harus melepas solder pengontrol PWM standar dan menghubungkan unit pengontrol PWM ke papan catu daya sesuai dengan diagram (Gbr. 1). Input P_IN dihubungkan ke output 12 volt dari catu daya. Sekarang Anda perlu memeriksa pengoperasian regulator. Untuk melakukan ini, Anda harus menghubungkan beban berupa bola lampu mobil ke output P_OUT, gerakkan penggeser resistor R5 sepenuhnya ke kiri (ke posisi resistansi minimum) dan sambungkan catu daya ke jaringan ( lagi melalui lampu “pengaman”). Jika lampu beban menyala, Anda harus memastikan bahwa rangkaian penyesuaian berfungsi dengan baik. Untuk melakukan ini, Anda perlu memutar penggeser resistor R5 dengan hati-hati ke kanan, sementara itu disarankan untuk mengontrol tegangan keluaran dengan voltmeter agar tidak membakar lampu beban. Jika tegangan keluaran diatur, maka unit pengatur PWM berfungsi dan Anda dapat terus mengupgrade catu daya.

Kami menyolder semua kabel beban catu daya, menyisakan satu kabel di sirkuit +12 V dan kabel umum untuk menghubungkan unit pengontrol PWM. Kami menyolder: dioda (rakitan dioda) di sirkuit +3,3 V, +5 V; dioda penyearah -5 V, -12 V; semua kapasitor filter. Kapasitor elektrolitik dari filter rangkaian +12 V harus diganti dengan kapasitor dengan kapasitas yang sama, tetapi dengan tegangan yang diizinkan sebesar 25 V atau lebih, tergantung pada tegangan keluaran maksimum yang diharapkan dari catu daya laboratorium yang diproduksi. Selanjutnya, Anda harus memasang resistor beban yang ditunjukkan pada diagram pada Gambar. 1 sebagai R2, diperlukan untuk memastikan pengoperasian catu daya yang stabil tanpa beban eksternal. Daya beban harus sekitar 1 W. Resistansi resistor R2 dapat dihitung berdasarkan tegangan keluaran maksimum catu daya. Dalam kasus paling sederhana, resistor 2 watt dengan resistansi 200-300 Ohm bisa digunakan.

Selanjutnya, Anda dapat melepas solder elemen kabel pengontrol PWM lama dan komponen radio lainnya dari sirkuit keluaran catu daya yang tidak digunakan. Agar tidak secara tidak sengaja melepas solder sesuatu yang "berguna", disarankan untuk melepas bagian-bagian tersebut tidak sepenuhnya, tetapi satu terminal pada satu waktu, dan hanya setelah memastikan bahwa IP berfungsi, lepaskan bagian tersebut sepenuhnya. Mengenai filter choke L1, penulis biasanya tidak melakukan apa pun dengannya dan menggunakan belitan standar rangkaian +12 V. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa, untuk alasan keamanan, arus keluaran maksimum catu daya laboratorium biasanya dibatasi hingga tingkat yang tidak melebihi nilai untuk rangkaian catu daya +12 V.

Setelah membersihkan instalasi, disarankan untuk meningkatkan kapasitansi kapasitor filter C1 dari catu daya siaga, menggantinya dengan kapasitor berkekuatan 50 V/100 µF. Selain itu, jika dioda VD1 yang dipasang di sirkuit berdaya rendah (dalam wadah kaca), disarankan untuk menggantinya dengan yang lebih kuat, disolder dari penyearah sirkuit -5 V atau -12 V. Anda juga harus pilih resistansi resistor R1 untuk kenyamanan pengoperasian kipas pendingin M1.

Pengalaman dalam mendesain ulang catu daya komputer menunjukkan bahwa dengan penggunaan berbagai rangkaian kontrol pengontrol PWM, tegangan keluaran maksimum catu daya akan berada dalam kisaran 21...22 V. Ini lebih dari cukup untuk pembuatan pengisi daya aki mobil , namun masih belum cukup untuk sumber listrik laboratorium. Untuk mendapatkan peningkatan tegangan keluaran, banyak amatir radio yang menyarankan penggunaan rangkaian jembatan untuk menyearahkan tegangan keluaran, namun hal ini disebabkan oleh pemasangan dioda tambahan yang biayanya cukup tinggi. Saya menganggap metode ini tidak rasional dan menggunakan metode lain untuk meningkatkan tegangan keluaran catu daya - meningkatkan transformator daya.

Ada dua cara utama untuk memodernisasi transformator daya IP. Metode pertama nyaman karena implementasinya tidak memerlukan pembongkaran trafo. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa biasanya belitan sekunder dililitkan pada beberapa kabel dan dimungkinkan untuk “stratifikasi”. Gulungan sekunder transformator daya ditunjukkan secara skematis pada Gambar. A). Ini adalah skema yang paling umum. Biasanya, belitan 5 volt memiliki 3 lilitan pada 3-4 kabel (belitan “3,4” - “umum” dan “umum” - “5,6”), dan belitan 12 volt memiliki 4 lilitan tambahan. (belitan “1” - “3.4” dan “5.6” - “2”).

Untuk melakukan ini, trafo tidak disolder, keran belitan 5 volt dilepas dengan hati-hati, dan “jalinan” kabel biasa diurai. Tugasnya adalah memutuskan belitan 5 volt yang dihubungkan secara paralel dan menghubungkan seluruh atau sebagian belitan tersebut secara seri, seperti yang ditunjukkan pada diagram pada Gambar. B).

Memilih belitan tidaklah sulit, tetapi melakukan pentahapannya dengan benar cukup sulit. Penulis menggunakan generator gelombang sinus frekuensi rendah dan osiloskop atau milivoltmeter AC untuk tujuan ini. Dengan menghubungkan keluaran genset berfrekuensi 30...35 kHz ke belitan primer trafo, gunakan osiloskop atau milivoltmeter untuk memantau tegangan pada belitan sekunder. Dengan menggabungkan sambungan belitan 5 volt, mereka mencapai peningkatan tegangan keluaran dibandingkan dengan aslinya sebesar jumlah yang diperlukan. Dengan cara ini, Anda dapat meningkatkan tegangan keluaran catu daya menjadi 30...40 V.

Cara kedua untuk memodernisasi trafo daya adalah dengan memundurkannya. Ini adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan tegangan keluaran daya lebih besar dari 40V. Tugas tersulit di sini adalah melepaskan inti ferit. Penulis mengadopsi metode merebus trafo dalam air selama 30-40 menit. Tetapi sebelum merebus trafo, Anda harus mempertimbangkan dengan cermat metode pemutusan inti, dengan mempertimbangkan fakta bahwa setelah mendidih akan menjadi sangat panas, dan selain itu, ferit panas menjadi sangat rapuh. Untuk melakukan ini, diusulkan untuk memotong dua strip berbentuk baji dari timah, yang kemudian dapat dimasukkan ke dalam celah antara inti dan bingkai, dan dengan bantuannya, pisahkan bagian inti. Jika bagian inti ferit pecah atau terkelupas, Anda tidak perlu terlalu kecewa, karena inti tersebut dapat direkatkan dengan cyacrylane (yang disebut “lem super”).

Setelah kumparan transformator dilepaskan, belitan sekunder perlu digulung. Transformator pulsa memiliki satu ciri yang tidak menyenangkan - belitan primer dililitkan dalam dua lapisan. Pertama, bagian pertama belitan primer dililitkan pada rangka, lalu sekat, lalu semua belitan sekunder, lagi sekat dan bagian kedua belitan primer. Oleh karena itu, Anda perlu melilitkan bagian kedua belitan primer dengan hati-hati, sambil mengingat sambungan dan arah belitannya. Kemudian lepaskan layar yang dibuat dalam bentuk lapisan foil tembaga dengan kawat yang disolder menuju ke terminal trafo, yang harus disolder terlebih dahulu. Dan terakhir, putar gulungan sekunder ke layar berikutnya. Sekarang Anda pasti perlu mengeringkan kumparan secara menyeluruh dengan aliran udara panas untuk menguapkan air yang masuk ke dalam kumparan selama perebusan.

Jumlah belitan belitan sekunder akan bergantung pada tegangan keluaran maksimum yang diperlukan dari catu daya dengan laju sekitar 0,33 putaran/V (yaitu, 1 putaran - 3 V). Misalnya penulis melilitkan 2x18 lilitan kawat PEV-0,8 dan memperoleh tegangan keluaran maksimum catu daya sekitar 53 V. Penampang kawat akan tergantung pada kebutuhan arus keluaran maksimum catu daya, serta pada dimensi rangka trafo.

Gulungan sekunder dililitkan pada 2 kabel. Ujung satu kawat segera disolder ke terminal pertama rangka, dan ujung kedua dibiarkan dengan margin 5 cm untuk membentuk “kuncir” terminal nol. Setelah selesai berliku, solder ujung kabel kedua ke terminal kedua rangka dan bentuk “kuncir” sedemikian rupa sehingga jumlah lilitan kedua setengah belitan harus sama.

Sekarang Anda perlu mengembalikan layar, melilitkan bagian kedua belitan primer transformator yang sebelumnya dililitkan, mengamati sambungan asli dan arah belitan, dan merakit rangkaian magnet transformator. Jika kabel belitan sekunder disolder dengan benar (ke terminal belitan 12 volt), maka Anda dapat menyolder transformator ke papan catu daya dan memeriksa fungsinya.

Kepingan ULN2003 (ULN2003a) pada dasarnya adalah seperangkat sakelar komposit yang kuat untuk digunakan dalam rangkaian beban induktif. Dapat digunakan untuk mengontrol beban dengan daya yang signifikan, antara lain relay elektromagnetik, motor DC, katup solenoid, pada berbagai rangkaian kendali dan lain-lain.

Chip ULN2003 - deskripsi

Deskripsi singkat tentang ULN2003a. Sirkuit mikro ULN2003a adalah rakitan transistor Darlington dengan sakelar keluaran daya tinggi, yang memiliki dioda pelindung pada keluarannya, yang dirancang untuk melindungi rangkaian listrik kontrol dari lonjakan tegangan balik dari beban induktif.

Setiap saluran (pasangan Darlington) di ULN2003 diberi nilai 500 mA dan dapat menangani arus maksimum hingga 600 mA. Input dan output terletak saling berhadapan di rumah sirkuit mikro, yang sangat memudahkan tata letak papan sirkuit tercetak.

ULN2003 termasuk dalam keluarga chip ULN200X. Versi berbeda dari chip ini dirancang untuk logika tertentu. Secara khusus, chip ULN2003 dirancang untuk bekerja dengan perangkat logika TTL (5V) dan logika CMOS. ULN2003 banyak digunakan pada rangkaian kontrol untuk berbagai macam beban, seperti driver relay, driver display, driver linier, dll. ULN2003 juga digunakan pada driver motor stepper.

Diagram blok ULN2003

Diagram skematik

Karakteristik

Arus kolektor terukur dari satu kunci adalah 0,5A;
Tegangan keluaran maksimum hingga 50 V;
Dioda pelindung pada output;
Masukannya disesuaikan dengan semua jenis logika;
Dapat digunakan untuk mengontrol relay.

Analog ULN2003

Di bawah ini adalah daftar yang dapat menggantikan ULN2003 (ULN2003a):

Analog asing ULN2003 adalah L203, MC1413, SG2003, TD62003.
Analog domestik ULN2003a adalah sirkuit mikro.

Chip ULN2003 - diagram koneksi

Seringkali chip ULN2003 digunakan untuk mengontrol motor stepper. Di bawah ini adalah diagram pengkabelan untuk ULN2003a dan motor stepper.

Bagikan ke:

Artikel ini menyajikan desain sederhana regulator PWM, yang dengannya Anda dapat dengan mudah mengubah catu daya komputer, yang dipasang pada pengontrol selain tl494 yang populer, khususnya dr-b2002, dr-b2003, sg6105 dan lainnya, menjadi laboratorium satu dengan tegangan keluaran yang dapat disesuaikan dan membatasi arus pada beban. Di sini saya juga akan berbagi pengalaman saya dalam mendesain ulang catu daya komputer dan menjelaskan cara-cara yang telah terbukti untuk meningkatkan tegangan keluaran maksimumnya.

Tetapi semua hal baik harus berakhir, dan akhir-akhir ini kita semakin sering menemukan catu daya komputer yang dilengkapi pengontrol PWM lainnya, khususnya dr-b2002, dr-b2003, sg6105. Timbul pertanyaan: bagaimana BP ini dapat digunakan untuk pembuatan PI laboratorium? Pencarian diagram dan komunikasi dengan amatir radio tidak memungkinkan kami untuk bergerak maju ke arah ini, meskipun kami berhasil menemukan deskripsi singkat dan diagram koneksi untuk pengontrol PWM tersebut di artikel “Pengontrol PWM sg6105 dan dr-b2002 di IP komputer. ” Dari uraiannya menjadi jelas bahwa pengontrol tl494 ini jauh lebih rumit dan hampir tidak mungkin mencoba mengendalikannya secara eksternal untuk mengatur tegangan keluaran. Oleh karena itu, diputuskan untuk meninggalkan ide ini. Namun, ketika mempelajari rangkaian catu daya "baru", tercatat bahwa konstruksi rangkaian kontrol konverter setengah jembatan dorong-tarik dilakukan serupa dengan catu daya "lama" - pada dua transistor dan sebuah transformator isolasi.

Upaya telah dilakukan untuk memasang tl494 dengan kabel standarnya alih-alih sirkuit mikro dr-b2002, dengan menghubungkan kolektor transistor keluaran tl494 ke basis transistor dari rangkaian kontrol konverter catu daya. Sirkuit M. Shumilov yang disebutkan di atas yang diuji berulang kali dipilih sebagai rangkaian tl494 untuk memastikan pengaturan tegangan keluaran. Mengaktifkan pengontrol PWM dengan cara ini memungkinkan Anda untuk menonaktifkan semua sirkuit pemblokiran dan perlindungan di catu daya; terlebih lagi, sirkuit ini sangat sederhana.

Upaya untuk mengganti pengontrol PWM berhasil - catu daya mulai bekerja, penyesuaian tegangan keluaran dan pembatasan arus juga berfungsi, seperti pada catu daya model "lama" yang dikonversi.

Deskripsi rangkaian perangkat

Konstruksi dan detailnya

Papan ini dirancang untuk pemasangan komponen keluaran. Tidak ada persyaratan khusus untuk mereka. Transistor vt1 dapat diganti dengan transistor bipolar langsung lainnya dengan parameter serupa. Papan menyediakan pemasangan resistor pemangkas r5 dengan ukuran berbeda.

Instalasi dan commissioning

Papan dipasang di tempat yang nyaman dengan satu sekrup lebih dekat ke lokasi pemasangan pengontrol PWM. Penulis merasa nyaman untuk memasang papan ke salah satu heatsink catu daya. Output pwm1, pwm2 disolder langsung ke lubang yang sesuai dari pengontrol PWM yang dipasang sebelumnya - outputnya menuju ke basis transistor kontrol konverter (pin 7 dan 8 dari sirkuit mikro dr-b2002). Pin vcc dihubungkan ke titik di mana terdapat tegangan keluaran rangkaian catu daya siaga, yang nilainya dapat berada pada kisaran 13...24V.

Tegangan keluaran IP diatur menggunakan potensiometer r5, tegangan keluaran minimum tergantung pada nilai resistor r7. Resistor r8 dapat digunakan untuk membatasi tegangan keluaran maksimum. Nilai arus keluaran maksimum diatur dengan memilih nilai resistor r3 - semakin rendah resistansinya, semakin besar arus keluaran maksimum dari catu daya.

Tata cara pengubahan catu daya komputer menjadi catu daya laboratorium

Sebelum Anda mulai memperbaiki catu daya komputer, disarankan untuk memastikan bahwa catu daya tersebut berfungsi dengan baik. Sebelum menyalakan, sebaiknya sambungkan bohlam mobil 12V dengan daya hingga 25 W ke rangkaian keluaran +5V dan +12V. Kemudian sambungkan catu daya ke jaringan dan sambungkan pin ps-on (biasanya berwarna hijau) ke kabel biasa. Jika catu daya berfungsi dengan baik, lampu “pengaman” akan berkedip sebentar, catu daya akan mulai bekerja dan lampu pada beban +5V, +12V akan menyala. Jika, setelah dinyalakan, lampu "pengaman" menyala dengan intensitas penuh, kerusakan transistor daya, dioda jembatan penyearah, dll. dapat terjadi.

Kemudian Anda harus melepas solder pengontrol PWM standar dan menghubungkan unit pengontrol PWM ke papan catu daya sesuai dengan diagram (Gbr. 1). Input p_in dihubungkan ke output 12 volt dari catu daya. Sekarang Anda perlu memeriksa pengoperasian regulator. Untuk melakukan ini, sambungkan beban berupa bola lampu mobil ke output p_out, putar penggeser resistor r5 sepenuhnya ke kiri (ke posisi resistansi minimum) dan sambungkan catu daya ke jaringan ( lagi melalui lampu “pengaman”). Jika lampu beban menyala, Anda harus memastikan bahwa rangkaian penyesuaian berfungsi dengan baik. Untuk melakukan ini, Anda perlu memutar penggeser resistor r5 dengan hati-hati ke kanan, sementara itu disarankan untuk mengontrol tegangan keluaran dengan voltmeter agar tidak membakar lampu beban. Jika tegangan keluaran diatur, maka unit pengatur PWM berfungsi dan Anda dapat terus mengupgrade catu daya.

Kami menyolder semua kabel beban catu daya, menyisakan satu kabel di sirkuit +12 V dan kabel umum untuk menghubungkan unit pengontrol PWM. Kami menyolder: dioda (rakitan dioda) di sirkuit +3,3 V, +5 V; dioda penyearah -5 V, -12 V; semua kapasitor filter. Kapasitor elektrolitik dari filter rangkaian +12 V harus diganti dengan kapasitor dengan kapasitas yang sama, tetapi dengan tegangan yang diizinkan sebesar 25 V atau lebih, tergantung pada tegangan keluaran maksimum yang diharapkan dari catu daya laboratorium yang diproduksi. Selanjutnya, Anda harus memasang resistor beban yang ditunjukkan pada diagram pada Gambar. 1 sebagai r2, diperlukan untuk memastikan pengoperasian catu daya yang stabil tanpa beban eksternal. Daya beban harus sekitar 1 W. Resistansi resistor r2 dapat dihitung berdasarkan tegangan keluaran maksimum catu daya. Dalam kasus paling sederhana, resistor 2 watt dengan resistansi 200-300 Ohm bisa digunakan.

Selanjutnya, Anda dapat melepas solder elemen kabel pengontrol PWM lama dan komponen radio lainnya dari sirkuit keluaran catu daya yang tidak digunakan. Agar tidak secara tidak sengaja melepas solder sesuatu yang "berguna", disarankan untuk melepas bagian-bagian tersebut tidak sepenuhnya, tetapi satu terminal pada satu waktu, dan hanya setelah memastikan bahwa IP berfungsi, lepaskan bagian tersebut sepenuhnya. Mengenai filter choke l1, penulis biasanya tidak melakukan apa pun dengannya dan menggunakan belitan standar rangkaian +12 V. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa, untuk alasan keamanan, arus keluaran maksimum catu daya laboratorium biasanya dibatasi pada tingkat yang tidak melebihi nilai untuk rangkaian catu daya +12 V.

Setelah membersihkan instalasi, disarankan untuk meningkatkan kapasitansi kapasitor filter C1 dari catu daya siaga, menggantinya dengan kapasitor berkekuatan 50 V/100 µF. Selain itu, jika dioda vd1 yang dipasang di rangkaian berdaya rendah (dalam wadah kaca), disarankan untuk menggantinya dengan yang lebih bertenaga, disolder dari penyearah rangkaian -5 V atau -12 V. Anda juga harus pilih resistansi resistor r1 untuk kenyamanan pengoperasian kipas pendingin M1.

ARSIP: Unduh

Bagian: [Pasokan listrik (switching)]
Simpan artikel ke:

Perkenalan

Keuntungan besar dari catu daya komputer adalah ia bekerja secara stabil ketika tegangan listrik bervariasi dari 180 hingga 250 V, dan beberapa unit juga bekerja dengan variasi tegangan yang lebih besar. Dari unit 200 W dimungkinkan untuk memperoleh arus beban yang berguna sebesar 15-17 A, dan dalam mode berdenyut (mode beban tinggi jangka pendek) - hingga 22 A. Catu daya komputer dengan kisaran standar yang sesuai dengan ATX12 standar dan dimaksudkan untuk digunakan pada PC berbasis prosesor Intel Pentium IV ke bawah, paling sering dibuat pada sirkuit mikro 2003, AT2005Z, SG6105, KA3511, LPG-899, DR-B2002, IW1688. Perangkat semacam itu mengandung lebih sedikit elemen diskrit di papannya dan memiliki biaya lebih rendah daripada perangkat yang dibuat berdasarkan chip PWM TL494 yang populer. Dalam materi ini kita akan melihat beberapa pendekatan untuk memperbaiki catu daya yang disebutkan di atas dan memberikan beberapa saran praktis.

Blok dan diagram

Catu daya komputer dapat digunakan tidak hanya untuk tujuan yang dimaksudkan, tetapi juga sebagai sumber untuk berbagai desain elektronik untuk rumah yang memerlukan tegangan konstan 5 dan 12 V untuk pengoperasiannya. Dengan sedikit modifikasi yang dijelaskan di bawah, ini sama sekali tidak sulit untuk dilakukan. Dan Anda dapat membeli catu daya PC secara terpisah baik di toko atau bekas di pasar radio mana pun (jika Anda tidak memiliki cukup “tempat sampah”) dengan harga simbolis.

Hal ini membuat catu daya komputer menonjol dari semua pilihan industri lainnya ketika digunakan di laboratorium rumah teknisi radio. Misalnya, kami akan mengambil blok JNC model LC-B250ATX dan LC-B350ATX, serta InWin IP-P300AQ2, IP-P350AQ2, IP-P400AQ2, IP-P350GJ20, yang menggunakan chip IFF LFS 0237E 2003 dalam desainnya. . Di beberapa lainnya ada BAZ7822041H atau 2003 BAY05370332H. Semua sirkuit mikro ini secara struktural berbeda satu sama lain dalam tujuan pin dan “pengisiannya”, tetapi prinsip operasinya sama. Jadi chip IFF LFS 0237E 2003 (selanjutnya kita sebut 2003) adalah PWM (modulator lebar pulsa sinyal) dalam paket DIP-16. Hingga saat ini, sebagian besar catu daya komputer murah yang diproduksi oleh perusahaan China didasarkan pada chip pengontrol TL494 PWM dari Texas Instruments (http://www.ti.com) atau analognya dari produsen lain, seperti Motorola, Fairchild, Samsung, dan lainnya. . Sirkuit mikro yang sama memiliki analog domestik KR1114EU4 dan KR1114EU3 (pinout dalam versi domestik berbeda). Pertama mari kita pelajari metode untuk mendiagnosis dan menguji masalah.

Cara mengubah tegangan masukan

Sinyal, yang levelnya sebanding dengan daya beban konverter, dikeluarkan dari titik tengah belitan primer transformator isolasi T3, kemudian melalui dioda D11 dan resistor R35 disuplai ke rangkaian koreksi R42R43R65C33, setelah itu yang disuplai ke pin PR dari sirkuit mikro. Oleh karena itu, dalam rangkaian ini sulit untuk menetapkan prioritas proteksi untuk satu tegangan. Di sini kita harus mengubah skema secara signifikan, yang tidak menguntungkan dari segi waktu.

Di rangkaian catu daya komputer lain, misalnya, di LPK-2-4 (300 W), tegangan dari katoda dioda Schottky ganda tipe S30D40C, penyearah tegangan keluaran +5 V, disuplai ke masukan UVac chip U2 dan digunakan untuk mengontrol tegangan suplai AC input BP. Tegangan keluaran yang dapat disesuaikan berguna untuk laboratorium rumah. Misalnya untuk menyalakan perangkat elektronik mobil penumpang dari unit catu daya komputer, dimana tegangan pada jaringan terpasang (saat mesin menyala) adalah 12,5-14 V. Semakin tinggi level tegangan, semakin besar daya yang berguna. dari perangkat elektronik tersebut. Hal ini sangat penting bagi stasiun radio. Misalnya, mari kita lihat mengadaptasi stasiun radio populer (transceiver) ke catu daya LC-B250ATX - meningkatkan tegangan pada bus 12 V menjadi 13,5-13,8 V.

Kami menyolder resistor penyetelan, misalnya, SP5-28V (lebih disukai dengan indeks "B" dalam penunjukannya - tanda linearitas karakteristik) dengan resistansi 18-22 kOhm antara pin 6 dari sirkuit mikro U2 dan + Bus 12 V. Pada output +12 V kami memasang 5-12 W sebagai setara beban (Anda juga dapat menghubungkan resistor konstan 5-10 Ohm dengan daya disipasi 5 W dan lebih tinggi). Setelah modifikasi kecil pada unit catu daya, kipas tidak perlu disambungkan dan papan itu sendiri tidak perlu dimasukkan ke dalam casing. Kami memulai catu daya, menghubungkan voltmeter ke bus +12 V dan memonitor tegangan. Dengan memutar penggeser resistor variabel, kami mengatur tegangan output ke 13,8 V.

Matikan daya dan ukur resistansi yang dihasilkan dari resistor pemangkas dengan ohmmeter. Sekarang, antara bus +12 V dan pin 6 dari chip U2, kami menyolder resistor konstan dengan resistansi yang sesuai. Dengan cara yang sama, Anda dapat mengatur tegangan pada output +5 V. Resistor pembatas itu sendiri terhubung ke pin 4 dari sirkuit mikro IFF LFS 0237E 2003.

Cara kerja rangkaian 2003

Suplai tegangan Vcc (pin 1) ke chip U2 berasal dari sumber tegangan standby +5V_SB. Input negatif penguat kesalahan IN dari rangkaian mikro (pin 4) menerima jumlah tegangan output IP +3,3 V, +5 V dan +12 V. Penambah dibuat masing-masing pada resistor R57, R60, R62. Dioda zener yang dikontrol dari rangkaian mikro U2 digunakan pada rangkaian umpan balik optocoupler pada sumber tegangan siaga +5V_SB, dioda zener kedua digunakan pada rangkaian stabilisasi tegangan keluaran +3,3V. Rangkaian kendali BP konverter setengah jembatan keluaran dibuat menurut rangkaian dorong-tarik dengan menggunakan transistor Q1, Q2 (sebutan pada papan sirkuit tercetak) tipe E13009 dan trafo T3 tipe EL33-ASH sesuai dengan rangkaian standar yang digunakan pada komputer. unit.

Transistor yang dapat dipertukarkan - MJE13005, MJE13007, Motorola MJE13009 diproduksi oleh banyak pabrikan asing, jadi alih-alih singkatan MJE, penandaan transistor mungkin berisi simbol ST, PHE, KSE, HA, MJF dan lain-lain. Untuk memberi daya pada rangkaian, digunakan belitan terpisah dari transformator mode siaga T2 tipe EE-19N. Semakin besar daya trafo T3 (semakin tebal kawat yang digunakan pada belitannya), maka semakin besar pula arus keluaran dari catu daya itu sendiri. Di beberapa papan sirkuit tercetak yang harus saya perbaiki, transistor “berayun” diberi nama 2SC945 dan H945P, 2SC3447, 2SC3451, 2SC3457, 2SC3460(61), 2SC3866, 2SC4706, 2SC4744, BUT11A, BUT12A, BUT18A, BUV46, M JE13005 , dan penunjukannya adalah papan yang diindikasikan sebagai Q5 dan Q6. Dan pada saat yang sama hanya ada 3 transistor di papan! Chip IFF LFS 0237E 2003 itu sendiri diberi nama U2, dan tidak ada satu pun sebutan U1 atau U3 di papan tersebut. Namun, mari kita serahkan keanehan dalam penunjukan elemen pada papan sirkuit tercetak ini pada hati nurani pabrikan China. Sebutan itu sendiri tidaklah penting. Perbedaan utama antara catu daya tipe LC-B250ATX yang dipertimbangkan adalah adanya satu chip IFF LFS 0237E tipe 2003 pada papan dan tampilan papan.

Sirkuit mikro menggunakan dioda zener yang dikontrol (pin 10, 11), mirip dengan TL431. Digunakan untuk menstabilkan rangkaian daya 3,3 V. Saya perhatikan bahwa dalam praktik saya memperbaiki catu daya, rangkaian di atas adalah titik terlemah dalam catu daya komputer. Namun sebelum mengganti chip tahun 2003, saya sarankan Anda memeriksa terlebih dahulu rangkaiannya sendiri.

Diagnostik catu daya ATX pada chip tahun 2003

Jika catu daya tidak menyala, Anda harus melepas penutup rumah terlebih dahulu dan memeriksa kapasitor oksida dan elemen lain pada papan sirkuit tercetak dengan inspeksi eksternal. Kapasitor oksida (elektrolitik) jelas perlu diganti jika casingnya bengkak dan resistansinya kurang dari 100 kOhm. Hal ini ditentukan oleh “kontinuitas” dengan ohmmeter, misalnya model M830 dalam mode pengukuran yang sesuai. Salah satu malfungsi paling umum pada catu daya berdasarkan chip 2003 adalah kurangnya startup yang stabil. Peluncuran dilakukan dengan tombol Daya di panel depan unit sistem, sedangkan kontak tombol ditutup, dan pin 9 dari sirkuit mikro U2 (2003 dan serupa) dihubungkan ke "casing" melalui kabel biasa.

Dalam "kepang" biasanya kabel berwarna hijau dan hitam. Untuk memulihkan fungsionalitas perangkat dengan cepat, cukup dengan melepaskan pin 9 chip U2 dari papan sirkuit tercetak. Sekarang catu daya akan menyala secara stabil dengan menekan tombol di panel belakang unit sistem. Metode ini bagus karena memungkinkan Anda untuk terus menggunakan catu daya komputer yang sudah usang tanpa perbaikan, yang tidak selalu menguntungkan secara finansial, atau ketika unit tersebut digunakan untuk tujuan lain, misalnya, untuk memberi daya pada struktur elektronik di laboratorium radio amatir rumah. .

Jika Anda menahan tombol "reset" sebelum menyalakan daya dan melepaskannya setelah beberapa detik, sistem akan mensimulasikan peningkatan penundaan sinyal Power Good. Dengan cara ini Anda dapat memeriksa penyebab tidak berfungsinya hilangnya data di CMOS (bagaimanapun juga, baterai tidak selalu “disalahkan”). Jika data, misalnya waktu, hilang secara berkala, maka penundaan pematian harus diperiksa. Untuk melakukan ini, "reset" ditekan sebelum mematikan daya dan ditahan selama beberapa detik lagi, mensimulasikan percepatan sinyal Power Good. Jika data disimpan selama pematian seperti itu, masalahnya adalah penundaan yang besar selama pematian.

Peningkatan kekuatan

Dua kapasitor elektrolitik tegangan tinggi dengan kapasitas 220 μF dipasang pada papan sirkuit tercetak. Untuk meningkatkan penyaringan, mengurangi kebisingan impuls, dan pada akhirnya memastikan stabilitas catu daya komputer terhadap beban maksimum, kapasitor ini diganti dengan analog dengan kapasitas lebih tinggi, misalnya 680 μF untuk tegangan operasi 350 V. Kerusakan, kehilangan kapasitansi, atau kerusakan kapasitor oksida di sirkuit catu daya mengurangi atau meniadakan penyaringan tegangan suplai. Tegangan pada pelat kapasitor oksida pada perangkat catu daya adalah sekitar 200 V, dan kapasitansi berada pada kisaran 200-400 μF. Pabrikan Cina (VITO, Feron, dan lainnya) biasanya memasang kapasitor film termurah, tanpa terlalu memperhatikan suhu atau keandalan perangkat. Kapasitor oksida dalam hal ini digunakan pada perangkat catu daya sebagai filter catu daya tegangan tinggi, dan oleh karena itu harus bersuhu tinggi. Meskipun tegangan operasi yang ditunjukkan pada kapasitor tersebut adalah 250-400 V (dengan margin, seperti yang diharapkan), kapasitor tersebut masih “gagal” karena kualitasnya yang rendah.

Sebagai penggantinya, saya merekomendasikan kapasitor oksida dari KX, CapXon yaitu HCY CD11GH dan ASH-ELB043 - ini adalah kapasitor oksida tegangan tinggi yang dirancang khusus untuk digunakan pada perangkat daya elektronik. Sekalipun pemeriksaan eksternal tidak memungkinkan kami menemukan kapasitor yang rusak, langkah selanjutnya adalah melepas solder kapasitor pada bus +12 V dan sebagai gantinya memasang analog dengan kapasitas lebih tinggi: 4700 µF untuk tegangan operasi 25 V. Bagian dari papan sirkuit catu daya PC itu sendiri dengan kapasitor oksida untuk catu daya, yang akan diganti ditunjukkan pada Gambar 4. Kami melepas kipas dengan hati-hati dan memasangnya secara terbalik - sehingga berhembus ke dalam dan bukan ke luar. Modernisasi ini meningkatkan pendinginan elemen radio dan pada akhirnya meningkatkan keandalan perangkat selama pengoperasian jangka panjang. Setetes oli mesin atau rumah tangga pada bagian mekanis kipas (antara impeler dan poros motor listrik) tidak akan merugikan. Berdasarkan pengalaman saya, kebisingan supercharger selama pengoperasian dapat dikatakan berkurang secara signifikan.

Mengganti rakitan dioda dengan yang lebih bertenaga

Pada papan sirkuit tercetak catu daya, rakitan dioda dipasang pada radiator. Di bagian tengah terdapat rakitan UF1002G (catu daya 12 V), di sisi kanan radiator ini terdapat rakitan dioda D92-02 yang menyediakan catu daya -5 V. Jika tegangan seperti itu tidak diperlukan di laboratorium rumah , rakitan jenis ini dapat disolder secara permanen. Secara umum, D92-02 dirancang untuk arus hingga 20 A dan tegangan 200 V (dalam mode pulsa jangka pendek berkali-kali lebih tinggi), sehingga sangat cocok untuk pemasangan daripada UF1002G (arus hingga 10 A).

Rakitan dioda Fuji D92-02 bisa diganti misalnya dengan S16C40C, S15D40C atau S30D40C. Semuanya, dalam hal ini, cocok untuk diganti. Dioda dengan penghalang Schottky memiliki penurunan tegangan yang lebih rendah dan, karenanya, pemanasan.

Keunikan dari penggantian ini adalah bahwa rakitan dioda keluaran "standar" (bus 12 V) UF1002G memiliki rumah komposit plastik sepenuhnya, oleh karena itu dipasang ke radiator umum atau pelat penghantar arus menggunakan pasta termal. Dan rakitan dioda Fuji D92-02 (dan yang serupa) memiliki pelat logam di dalam wadahnya, yang memerlukan perawatan khusus saat memasangnya pada radiator, yaitu melalui paking isolasi wajib dan mesin cuci dielektrik di bawah sekrup. Penyebab kegagalan rakitan dioda UF1002G adalah lonjakan tegangan pada dioda dengan amplitudo yang meningkat ketika catu daya beroperasi di bawah beban. Pada kelebihan sekecil apa pun dari tegangan balik yang diizinkan, dioda Schottky mengalami kerusakan permanen, sehingga penggantian yang disarankan dengan rakitan dioda yang lebih kuat jika catu daya dengan beban kuat digunakan di masa mendatang sepenuhnya dapat dibenarkan. Terakhir, ada satu tip yang memungkinkan Anda memeriksa fungsi mekanisme pelindung. Mari kita hubungan arus pendek bus +12 V ke badan (kabel biasa) dengan kabel tipis, misalnya MGTF-0.8. Dengan cara ini ketegangan akan hilang sepenuhnya. Untuk memulihkannya, matikan catu daya selama beberapa menit untuk melepaskan kapasitor tegangan tinggi, lepaskan shunt (jumper), lepaskan beban setara dan hidupkan kembali catu daya; itu akan bekerja secara normal. Catu daya komputer yang diubah dengan cara ini bekerja selama bertahun-tahun dengan 24 jam pada beban penuh.

Pin listrik

Misalkan Anda perlu menggunakan catu daya untuk keperluan rumah tangga dan Anda perlu melepas dua terminal dari blok. Saya melakukan ini menggunakan dua (dengan panjang yang sama) potongan kabel catu daya yang tidak perlu dari unit catu daya komputer dan menghubungkan ketiga kabel yang sudah disolder sebelumnya di setiap konduktor ke blok terminal. Untuk mengurangi kehilangan daya pada konduktor yang berasal dari catu daya ke beban, kabel listrik lain dengan kabel multi-inti tembaga (lebih sedikit kerugian) juga cocok - misalnya, PVSN 2x2.5, di mana 2,5 adalah penampang dari satu konduktor. Anda juga tidak dapat mengarahkan kabel ke blok terminal, tetapi sambungkan output 12 V di rumah catu daya PC ke konektor kabel jaringan monitor PC yang tidak digunakan.
Penugasan pin dari sirkuit mikro 2003
PSon 2 - masukan sinyal PS_ON yang mengontrol pengoperasian catu daya: PSon=0, catu daya dihidupkan, semua tegangan keluaran ada; PSon=1, catu daya dimatikan, hanya tegangan siaga +5V_SB yang ada
V33-3 - Masukan tegangan +3,3 V
V5-4 - Masukan tegangan +5 V
V12-6 - Masukan tegangan +12 V
OP1/OP2-8/7 - Output kontrol dari PSU konverter setengah jembatan dorong-tarik
PG-9 - Pengujian. Sinyal PG keluaran kolektor terbuka (Daya Baik): PG=0, satu atau lebih tegangan keluaran tidak normal; PG=1, tegangan keluaran catu daya berada dalam batas yang ditentukan
Vref1-11 - Elektroda kontrol dioda zener yang dikontrol
Fb1-10 - Katoda dioda zener yang dikendalikan
GND-12 - Kabel biasa
COMP-13 - Output penguat kesalahan dan input negatif komparator PWM
IN-14 - Penguat kesalahan input negatif
SS-15 - Input positif dari penguat kesalahan, terhubung ke sumber internal Uref = 2,5 V. Outputnya digunakan untuk mengatur "soft start" konverter
Ri-16 - Input untuk menghubungkan resistor eksternal 75 kOhm
Vcc-1 - Tegangan suplai, terhubung ke sumber siaga +5V_SB
PR-5 - Masukan untuk mengatur perlindungan catu daya