" title="Написать письмо">Написать письмо
Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год.
Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 4893470220568296.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Ваш IP: 54.227.31.145
Вы подарите мне деньги на развитие этого сайта? Номер карты указан зеленым цветом.
 

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1091
Просмотры материалов : 3805485
 
Источник питания БП-24-30 v.1.1 FINAL (11.04.2016). Печать E-mail
2016 - Апрель
11.04.2016 21:00
Save & Share
Создание из БП ПК мощного источника питания, с тенденцией на лабораторный. БП ПК выбран по ряду причин: полноценная гальваническая развязка, стабилизация выходного напряжения, защита от КЗ и перегрузки, малые габариты.

Источник питания из БП ПК позволяет получать напряжения 12В, 5В, 3.3В, -5В, -12В, а также их комбинации (даже при коммутации положительных напряжений). Вольтамперметр позволяет контролировать параметры источника, диодный каскад позволяет уменьшить напряжение до нестандартной величины, форсаж вентиляторов уменьшает нагрев устройства. Цена модернизации до 790 рублей; стоимость БП в расчет не берется, т.к. подойдет абсолютно любой как по ТТХ, так и степени износа.

Интересная ситуация: требуется указать весь путь, связанный со сборкой из БП источника питания, и получения данной монтажной схемы. Поэтому предыдущий текст данной статьи отодвигается вниз и разделяется звездочками (как частично устаревший, но еще дополняющий); сюда же пишутся главные факты, позволяющие собрать такой БП просто и быстро.

Началось все с опытного образца, когда выходные разъемы выводились наружу и крепились на возвышенную фанеру как диэлектрик. Выглядело это некрасиво и топорно, собрано из мусора - но работало надежно. Однако следующие собранные образцы №2 и №3 (концепция "все разместить внутри корпуса") показали, что самый первый метод сборки является более безопасным, дешевым и быстрым - что уменьшает трудоемкость при сборке и поиске компонентов с инструментом. Перечислив все плюсы и минусы методов, опишу мелочи, связанные со сборкой источника.

Плюсы сборки всех деталей внутри корпуса БП:
- охлаждение элементов за счет металла корпуса. Критично для диодов на пике их возможностей;
- малые габариты конечного продукта, отсутствие выходящих проводов.

Минусы сборки всех деталей внутри корпуса БП:
- большая трудоемкость;
- стесненное пространство (особенно чувствуется на заключительном этапе надевания крышки на БП и контактов в крышку, приходится работать пинцетами). Клеммы касаются корпуса и контактируют с ним - необходимо отгибать;
- корпус не является диэлектриком, приходится искусственно изолировать каждый элемент, пронзающий корпус. Если забыть хоть один - начнутся проблемы;
- требуются дополнительные элементы для сборки корректно работающего образца;
- сверление дыр в металле сложнее, чем в дереве.

Плюсы сборки всех деталей снаружи корпуса БП:
- полная электрическая независимость от корпуса;
- огромное рабочее пространство при монтаже;
- дерево не может раскалиться (может сгореть сам диод - но сам БП и место его дислокации будут невредимы);
- не требуется установка двойного вентилятора в БП 80мм (греющиеся детали распределены по деревянной плате, охлаждаются путем конвекции). Вынос наружу вентилятора 80мм становится опциональным действием;
- вентилятор 120мм расположен сверху: между корпусом БП и деревянной платой - что позволяет обдувать их оба.

Минусы сборки всех деталей снаружи корпуса БП:
- дерево со временем усаживается. Поэтому крепления клемм к болтам нужно проводить при помощи гаек (в обход поверхности дерева) - что приводит к увеличению длины болтов;
- надо искать редкие винты M3x30 или длиннее (под замену стандартным винтам корпуса БП).

Тонкости сборки:
- чем дерево много лучше металла: легко сверлится, является диэлектриком - что избавляет от сверления отверстий в металле и металлической стружки, изготовления проходных шайб или втулок, изолирования каждого пронизывающего корпус элемента. Цена за такое удобство: увеличенные размеры вверх-вбок, дополнительные гайки да кусок фанеры - по сути, мелочи (а по конечной цене вообще профит). Дополнительным преимуществом является унификация всех выходных электрических контактов к одному диаметру M5 (размер большинства диодов 5А). Это для меня винты M3x30 редкие, на строительном рынке быстро закроют этот вопрос;
- винты, болты и гайки выполняют роль выходных клемм. Ввиду больших токов (10А и более) они должны быть из нержавейки, чтобы не образовать гальваническую пару. Гайка является основным проводником тока, прижимая клемму типа "о" (большой толщины, вида ТМЛс 6-5) к головке болта. Использование винтов с потайной головкой нецелесообразно;
- на последний образец сборки внутри корпуса потратил около 10 часов. Конечно, были применены новшества вида ВА и диодного каскада (не хватает только переменного резистора на вентилятор). Но именно с этими дополнительными элементами ощущалась вся стесненность работы внутри пространства корпуса БП. Крышку еле закрыл, а далее пришло роковое понимание: почему амперметр при лампе 12В/21Вт показывает 0.01А: не заизолированные выключатели на верхней крышке - ток течет по корпусу, параллельно ВА. Открывать крышку, откручивать все клеммы и выключатели, изолировать и собирать потом пинцетами все обратно - нет уж, пусть амперметр останется нерабочим. Поэтому больше вопрос монтажа внутри БП затрагивать не буду - использование монтажной схемы и фантазии помогут собирающему. А мне такая сборка помешала установить мощные диоды 2Д203Д: тупо не хватило места вглубь;
- ТТХ БП не соответствуют действительности - надписи на БП должны быть доказаны экспериментально путем кратковременного подключения резисторов 0.1-2Ом. Полагаю, напряжение нужно писать синим цветом, амперы красным, падение напряжения на диодном каскаде - черным;
- на разных БП провода лудятся от "отлично" до "отвратительно" - это вопрос везения. Поэтому пайка сводится к минимуму, если использовать клеммы ТМЛ или ТМЛс: ребром пассатижей 200мм они зажимаются в 3-4 местах намертво, можно даже с изоляцией;
- как правило, провода в БП представлены в избытке. То есть, если при заявленной ТТХ 12В/30А требуется всего 3 провода 18AWG - то таких в БП будет 6-8 (и это еще при условии, что ТТХ окажется ниже по силе тока). Излишки проводов и используются для изготовления жгутов, цветовая гамма это позволяет;
- изолирующие шайбы лучше изолирующих втулок, т.к. последние глубокие, и нет возможности фиксировать их на поверхности крепежом - только на клей или герметик, а это соединение уже заметно слабее;
- в начале диодного каскада ставится болт, а не диод: в целях экономии;
- нужно использовать выводные контакты (нержавейку) от 30мм в длину, указал в схеме. Практика показала, что обязательно где-нибудь что-нибудь пойдет не так - и длины 20мм не хватит (причем самым подлым образом: нагрузку не накрутишь). Нет M4x30 - используйте M5x30, чуть подороже встанет. Места дешевой нержавейки в Москве: магазины "1000 заказов" и "МПО Электромонтаж" - в каждом свои диаметры. Строительные рынки, оби, к-раута и прочие - слишком дорого (особенно рынки, где 1 болт пытаются впарить по 10-15 рублей за штуку);
- чистить БП - только не ртом: чтобы не было беды.

(добавлено 27.04.2016) Не хватает переменного резистора после каскада диодов, способного брать на себя излишек <0.3В, когда необходимое напряжение находится между двумя диодами. Рассеиваемая мощность составит при 10А не более 3Вт, поэтому резистора вида ППБ-15Е хватит с лихвой (15Вт).

Доказана идеальность использования напряжения +3.3В и -12В для полного заряда кислотных АКБ через лампу накаливания 12В/21Вт. Последовательно включенная лампа должна быть обязательным компонентом данного БП.

**********

Ранее такой опыт уже проводился - и успешно на практике из дешевого БП 2003 года выпуска удавалось выжимать стабильные во времени 24В/6.3А, 5В/17А, 12В/10А. При этом защита от КЗ и перегрузки срабатывала незамедлительно. На БП было написано: "сделано в России!" - а внутри величественно стоял китайский диод SR540.

Теперь же поставлена задача создать удобную и эффективную монтажную схему, четкий алгоритм действий с БП.

У разных БП разные возможности: одни по линии +5В могут выдавать только 20А, другие аналогичные по мощности - 30А; по линии +12В - могут 20А, а могут и 36А; по линии -12В вообще дикий разброс: отсутствует, 0.8А, 13А. В современных БП нет -5В, а -12В ограничена током 0.3-1А - поэтому предпочтение отдается старым БП. Также на старый БП можно установить 2 вентилятора, что увеличит воздушный поток на 70% и более.

Стояла задача получить БП с возможностями 12В/30А, поэтому была выбрана модель FSP MP-300W P4 с вентилятором 80мм и двумя линиями питания по 16А.

Алгоритм переделки БП был модернизирован и дополнен (но ознакомиться с алгоритмом в предыдущей статье стоит, т.к. они дополняют друг друга, если не противоречат):
- первым делом любой БП очищается от пыли. Лучше делать это пылесосом, иначе может быть беда;
- убирается выключатель 230В/115В: в России он всегда в положении OFF, а толстые провода занимают место внутри БП (которого и так мало, провода легко выпаиваются паяльником 40Вт). Дополнительные паечные работы: выпаивание ненужных проводов типа PWR_OK, перепаивание провода -12В на более толстый: при ТТХ данного БП 0.8А смог получить стабильные 3.4А;
- вырезается решетка радиатора вентилятора, получив дыру примерно 80x80мм;
- вентилятор переносится изнутри наружу для удобства замены. Вместо стандартных винтов используются болты M4x35 (M4x60, если 2 вентилятора), по 2 гайки на болт: шляпкой внутрь, снаружи дополнительно зафиксировать гайкой, а между гайками закрепить сам вентилятор. В освободившиеся дыры от винтов выключателя 230В/115В устанавливаются 2 болта M2x15 из любого металла: таким же образом навсегда фиксируются внутренние провода питания вентилятора с возможностью менять внешние;
- так как из-за вентиляторов 120мм верхняя крышка непригодна для монтажа разъемов, в БП 120мм все разъемы выводятся на бока корпуса. В моем случае я так и сделал, а на верхнюю крышку перекинул всего пару выключателей. Как удобнее - так и не понял, но на всех лабораторных источниках питания разъемы выходят либо сбоку, либо спереди;
- удобное последовательное включение БП: выключатель 220В снаружи (уже имеется сзади), выключатель цепей питания внутри; опционально: выключатель выходной пары разъемов (если решено наружу выводить только их). Поэтому сверлится минимум 1 отверстие M6 под тумблеры вида П1Т-1-11В: предназначены на 250В, держат до 4А, малые габариты. Если питание вентилятора идет через плату контроля оборотов - сверлится отверстие для переключателя ON-ON, который будет включать вентилятор в обход платы (форсаж оборотов). Можно сделать дополнительный форсаж ON-ON через включение по шинам +12В и (0В или -5В): вентилятор не сгорал при 15.3В - не сгорел и при таком вольтаже (для кратковременного охлаждения более чем сгодится). Никто не мешает регулировать напряжение переменным резистором с 5В до 17В, сделав плавную регулировку. Мощность вентилятора всего 4Вт, при 5В на вентиляторе - 12В будет падать на резисторе - ППБ-15Е за 33 рубля хватит с для рассеивания энергии (ведь он будет передавать тепло корпусу);
- удобное подключение к нагрузке: здесь развилка на правой боковой крышке. Либо сверлятся только 2 отверстия для выходных разъемов нагрузки (подачу каждого номинала контролировать выключателем и полевым транзистором, отводя от него тепло), либо вывести все номиналы - и пусть пользователь сам подбирает нужное напряжение, а контролировать транзистором только разъем 0В. Так как собирающий данный источник обычно имеет навыки электротехники, и защита от КЗ и перегрузки БП не вызывает сомнений - вывести все номиналы наружу и проще, и практичнее, и дешевле, и вообще ничего не надо контролировать;
- в качестве выводных разъемов использовать болты M4x30 и гайки (или комбинацию "винт + шайба + гайка", если зажимаемый объект капризничает) из нержавейки - для больших токов (более 5А). Именно гайка обеспечивает электрическое соединение большого сечения с винтом/болтом. Для малых токов сойдут и оцинкованные/хромированные/никелированные. Нержавейка дорогая, но она того стоит (предложите альтернативу, если кто знает). Если грязные - протереть спиртом. Диаметра M4 вполне хватит на длительный ток 80А и выше (сечение 12.56мм2) - с лихим избытком, M3 - 50А. Гм, даже саморезы из нержавейки есть (правда, стоят по 100 рублей за штуку). На рынке покупать нержавейку крайне невыгодно: 1 болт стоит от 15 рублей за штуку, гайки от 8, шайбы от 6. Интернет-магазины легко решают вопрос ее приобретения. Компьютерные болтики - не из нержавейки в большинстве случаев, лучше перестраховаться и в расчет их никогда не брать;
- монтаж проводов осуществляется их укорачиванием и объединением в один провод определенного номинала напряжения. Для соединения используются медные клеммы вида ТМЛс 10-6, ТМЛ 6-6-4. Использование же гильз (как в первом опытном образце) при внутреннем монтаже уменьшит эластичность шины проводов. Плюс 2 контакта по-любому хуже, чем один; несмотря на то, что гильзы не греются при токе больше десятка ампер;
- отверстия для выводных разъемов изолируются втулками изолирующими (проходными). Если проходных втулок нет - можно изготовить самостоятельно, выбрав шайбу изолирующую внешним диаметром по отверстию в металле и заклеив ее с двух сторон шайбами большего внешнего диаметра. Вот такая получается связка: диаметр контактного болта, диаметры меньшей шайбы-изолятора между им и корпусом, диаметр отверстия в БП под эту шайбу, внешний диаметр большей шайбы-изолятора. Шайбы-изоляторы лучше покупать на алиэкспрессе: 50 копеек/штука и указаны все диаметры, и даже толщина. В конце концов, внутренний диаметр можно взять поменьше, а затем высверлить нужный: пластик/резина же, не металл. Внешние "шайбы" вообще из текстолита квадратными нарезать;
- вариант 2: взять обычную изолированную шайбу и кембрик по диаметру винта, таким образом получается мягкая "проходная" шайба. Кембрик может быть длиной и несколько миллиметров: гайка просто сдавит излишки при сильном закручивании. Использование "клемм на приборный блок" более эстетично, но не избавляет от проблем с изолированием + дороже;
- вариант 3, был бы идеальный: саму клемму ТМЛ продеть в отверстие через кембрик и зажать с обратной стороны. Но есть проблема в способе фиксации клеммы в самом отверстии;
- толщина конечных выводов должна рассчитываться согласно таблицам сечения проводов. Момент интересен тем, что БП содержит излишки толщины по основным номиналам напряжения. Например, не нужно все провода +5В пытаться скрутить и зажать в одной клемме. В ТТХ моего БП указано: +5В/20А - так зачем мне 8 проводов +5В, если каждый из них имеет толщину минимум 22AWG, что соответствует 7А - 4 провода зажать, а остальные выпаять;
- укорачивание проводов нужно проводить на плате, привинченной к корпусу: вероятность ошибки длины снижается;
- каждый БП уникален по своему электронному составу и расположению элементов. Невозможно нарисовать монтажную схему, чтобы по ней без смекалки можно было все собрать. Поэтому в схеме указаны ключевые моменты и список компонентов для работы - а дальше уже включаются мозги самого монтажника. Потому что уже дилемма между эргономикой (сверление дыр в корпусе БП) и удобством вывода проводов (их укорачивание и расположение внутри корпуса). Потом вторая: внутренний ли вообще монтаж выводов или наружный. И третья: покупать все новое или собирать из хлама, потому что я уже 3-й БП собираю из хлама, но четко по списку: именно клеммы (хотя и ТМЛ 25-8-8) через шайбы M5 из нержавейки, именно проходные изолирующие втулки (хотя внешним диаметром аж 10мм и т.д.);
- дырки под выключатели и выводные контакты сверлятся в последнюю очередь (хоть и размечаются в первую), чтобы не промахнуться из-за ограниченной гибкости проводов и радиаторов;
- после завершения монтажных работ наступает момент истины. Второй образец также показал, что номиналы на этикетке не имеют ничего общего с реальностью, и реальную максимальную силу тока нужно написать для каждого напряжения. На первом образце некоторые номиналы были -10% от нормы, однако второй отличился... неисправностью, и именно по нужному мне номиналу. Вместо полученных 12В/32А (или даже 12В/17А, если верить этикетке) удалось получить всего 12В/1А - и это по связке в 6 проводов. А я думаю, что этот БП лежит в углу, и никто им не пользуется... Поэтому "БП-24-36" переименовывается в "БП-24-17" (исправный ток по линии +5В).



Что произошло с БП, почему он так выглядит на картинке: не рассчитал сопротивляемость проводов с гильзами ГСИ 6.0 (опять собирал из подручного хлама - список запчастей стал другим, и получил снижение гибкости шин напряжений). Так скрепленные провода и стоят торчком за крышкой блока. А USB с резистором - это специально для Apple. Разъем выпаял техническим феном из материнской платы. Упорядочить напряжения по номиналу так же помешала негибкость проводов в месте крепления клемм к болтам на корпусе.

FSP не экономит на проводах, а у PowerMan проводов гораздо меньше. Но интересно то, что у PowerMan провода наиболее оптимально подобраны под указанные силы тока, и назвать это экономией не удается; скорее, оптимизацией.

В роли проходных изолирующих шайб отлично подходит втулка шильдика крышки багажника/двери 2108-2112. Стоит 1 рубль, подходит под M4 (если рассверлить - под M6), отрезать по толщине металлического листа - и готово (а можно и не отрезать, выбрав более длинный болт). А еще из этих втулок получаются отличные ручки для переменных резисторов! Отверстия с двух концов разного диаметра - налезает на любую ножку. Второй вариант ручки для потенциометра - колпачок от ниппеля, но подходит только для толстых ручек.

Итак, источник питания 12В/30А не вышел. Однако на БП распространяются те же правила, что и на адаптеры питания: параллельное соединение для увеличения силы тока и последовательное для увеличения напряжения. В моем случае нужно 2 одинаковых БП соединить параллельно через 2 диода Шоттки КД2998В (дорогие - но массивные, отдают тепло на корпус).

Или же купить более дорогой БП - но практика показала, что номинал тока конкретного напряжения растет не пропорционально цене - и БП нужно выбирать максимально вдумчиво. К примеру: 2 БП Accord ACC-P300W дадут в сумме 12В/28А, а 1 БП Accord ACC-450W-12 - только 12В/24А; казалось бы, номиналы схожи. Но имеем 5В/36А против 5В/17А, 3.3В/28А против 3.3В/20А. Также цена БП и его фирма не влияет на номиналы: Accord ACC-P300W по номиналу 12В лучше, чем дорогой Gigabyte GZ-EBN35N-C3. А Linkworld LW6-500W за 2000 рублей имеет вообще жалкие 12В/21А.

То есть, если имеются 2 халявных одинаковых БП - не желать соединить их параллельно просто невозможно.

(добавлено 31.03.2016) По номиналу 12В есть хорошее решение. Трансформатор ИБП: в модели APC BK 500EI на 500ВА стоит трансформатор мощностью 430Вт - вот и ЗУ из ИБП получается. Обеспечить активным охлаждением лишь надо.

(добавлено 02.05.2016) На алиэкспрессе продается модуль плавной регулировки напряжения XL4005E1 за 180 рублей. Не выдает положенные 5А, рассчитан на реальные 2.5-3А. Вместо диодного каскада можно поставить его на входное напряжение 24В. Максимальный ток (в зависимости от исключенного диодного каскада) упадет в 2-4 раза - однако получится крайне плавная регулировка напряжения. XL4005E1 можно допиливать для удобства и реализации максимальных 5А. А можно такую штуку самому собрать, используя схему автора Ksiman.

Также возможно решать частные задачи миниатюрными регуляторами и преобразователями напряжения. Например, преобразователь напряжения на микросхеме AMS1117 гораздо проще в сборке, хоть и выдает лишь фиксированное напряжение 1.2В/0.8А: AMS1117-1.5V.

(добавлено 07.07.2016) Все совсем элементарно оказалось. На напряжение 24В цепляется понижающий регулятор напряжения, обвешивается электронными компонентами - и дело в шляпе. Если паять самому - цена копеечная за такую доработку. Да, есть ограничение по току - но его можно обойти большим числом регуляторов.

(добавлено 09.07.2016) Спалил провод -12В. В статье указал, что его нужно перепаивать на более толстый; но идея пришла только после окончательной сборки домашнего образца. Штатный провод продержался на 6А около 10 минут - а теперь неспособен выдержать и 0.2А (срабатывает защита). Сам блок остался работоспособен по всем другим веткам напряжений.

(добавлено 17.10.2016) Конструкция крышки БП с вентилятором 120мм и более (установленным сверху) позволяет монтировать выводы в одну из стенок корпуса, и при этом крышка снимается без необходимости откручивать эти выводы (компактный внутренний монтаж без проблем вскрытия в случае ремонта).

(добавлено 18.10.2017) Был собран на практике лабораторный источник питания из БП с вентилятором 120мм:
- действительно, крышка стала отдельно снимаемая, и доступ к плате во время потенциального ремонта стал простым;
- обнаружился новый финт: можно не покупать силовые клеммы, а просто припаять провода к граням головки нержавеющего болта (с использованием флюса ЛТИ-120);
- можно использовать только половину проводов, выпаяв лишние, - ширина связки проводов резко падает, повышается ее гибкость и проходимость между элементами платы;
- если ранее делал 2 вывода под общий провод, то теперь - только 1;
- предпочтительный диаметр нержавеющего болта - M5-M6;
- использование одновременно понижающего и повышающего регуляторов напряжения позволяют к данному высокоамперному источнику питания добавить опцию низкоамперного (3А) с точной регулировкой ~1.3...35В DC;
- конечно же, установка разъема USB на данный источник питания была сделана, с обманкой для Apple в виде резистора на информационные порты.

(добавлено 16.12.2017) Если конденсаторы на плате БП расположены близко к стенке и мешают монтажу винтов из нержавейки - изначально плату можно развернуть в другую сторону. Похоже, это самое выгодное решение перед началом каких-либо работ с БП: большинство элементов уходят на противоположную стенку, и места получается завались.

Если используется вентилятор от другого БП - есть вероятность совпадения разъемов, но различия полярности. В этом случае на плате пассатижами нежно вынимается направляющая для контактов вентилятора, переворачивается и вставляется обратно.
Обновлено ( 16.12.2017 17:33 )
 
 

Последние новости

©2008-2018. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).