elektronika, chemie, pokusy, hammer, medvědi
Nadpis whitebear

White bear elektronika, chemie, pokusy, hammer, medvědi

Regulovatelný zdroj z ATX PC zdroje

10. Července 2009

Nastavitelný zdroj
Nastavitelný zdroj

Již nějakou dobu jsem chtěl mít nastavitelný zdroj napětí pro své pokusy. Nicméně ty profesionální jsou poměrně dost drahé, proto jsem se rozhodl postavit si vlastní ze starého ATX zdroje z PC, který se mi dostal do rukou.
Není to žádný zázrak, ale na jednoduché pokusy to bohatě stačí.

Zapojení

Protože můj ATX zdroj neměl úplně klasickou stavbu (viz foto). Bylo v něm poměrně dost nevyužitého místa. Proto jse se rozhodl vměstnat všechnu elektroniku do původní kovové krabice.
Vyzkoušet zdroj můžete například na starém HDD. Aby se ATX zdroj zapnul, je potřeba na velkém 20 - 24 pinovém konektoru propojit zelený drát s některým černým. Spojení zeleného drátu se zemí signalizuje zdroji zapnutí.
Před úpravou zapojení zdroje je dobré udělat si záložní fotku, aby člověk věděl, jak to vypadalo na začátku pro případ chyby.

Značení výstupních kabelů ATX zdroje

  • Černá zem pro včechna ostatní napětí
  • Červená +5V
  • Žlutá +12V
  • Oranžová +3,3V
  • Modrá -12V
  • Zelená zapnutí
  • Fialová +5V standby
  • Šedá signalizace ustálení výstupního napětí (ustálení obvykle trvá do jedné vteřiny)
  • Hnědá kontrola výstupního napětí +3,3V
  • Bílá -5V

Další informace o výkonu a maximálním proudu pro jednotlivá napětí, případně barevné značení dalších drátů, bývá uvedeno na nálepce na zdroji.

Úprava

Z desky zdroje jsem opatrně odpájel nepotřebné kabely. Nechal jsem pouze čtyři od 5V, čtyři od 12V, zelený a hnědý drát.
Zelený společně s jedním černým se později použije k zapínání zdroje. Hnědý drát slouží zdroji ke kontrole výstupního napětí 3,3V. Na 20 pinovém konektoru je spojený ve stejném pinu s oranžovým. Protože tento velký svazek kabelů odstraníme, je potřeba hnědý drát zachovat, zkrátit a propojit s oranžovým přímo na desce.

Pozor, aby zdroj ATX nastartoval správně, je nutné, aby měl už od zapnutí neustále nějaký odběr. Teprve potom se může výstupní napětí stabilizovat do správné hodnoty. Je to možné změřit voltmetrem, kdy zapnete zdroj bez zátěže, výstupní napětí je nestálé nebo má špatnou hodnotu. Po přidání malé záteže a restartu zdroje, se napětí ustálí na správné hodnotě.
Za tímto účelem je potřeba přidat mezi 12V a zem nebo 5V a zem (Různé zdroje to mají rozdílně), malou zátěž v podobě výkonového rezistoru. Jeho hodnota se pomocí ohmova zákona vypočítá tak, aby jím teklo přibližně 0,5A, což je zhruba odběr jednoho HDD. Je nutné zvolit takové pouzdro rezistoru, aby vydržel zahřívání v důsledku průtoku proudu (alespoň 10W) a popřípadě pokud je možnost, přišroubovat k plechu kvůli chlazení.

Můj upravený zdroj má celkem 3 výstupy:

  • Stálých 5V 22A přímo ze zdroje
  • Stálých 12V 6A přímo ze zdroje
  • Regulovatelných 1.25 – 12V 1,5A
  • 3.3V jsem vynechal

K regulaci napětí jsem zvolil jednoduchý obvod LM317, který je běžně dostupný v obchodech za nízkou cenu. Je použitý vpodstatě v katalogovém zapojení pouze s přidaným ručkovým voltmetrem na výstupu.
Nevýhoda tohoto regulátoru napětí je, že má vždy na výstupu minimálně 1,25V. Bez další elektroniky nelze začínat od 0V.
S LM317 je při vstupu 40V, výstupní napětí je nastavitelné v rozsahu 1,25V až 37V, přičemž rozdíl mezi vstupním napětím a výstupním napětím nesmí překročit 40V, ale současně nesmí být menší než 3V.
Zde je maxilální napětí přibližně 12V, takže vyhovuje podmínkám.

Zkraty a přetížení

LM317 má vnitřní ochranu proti zkratu a přehřátí, ale při zkratování generuje velké množství tepla, stejně tak se zahřívá při normální práci, proto je nutné ho umístit na co největší chladič. Bohužel kovové provedení pouzdra LM317 má na příchytné chladící ploše vyveden výstup regulovaného napětí. Proto nelze LM317 umístit na uzemněný chladič bez izolační podložky
ATX zdroje mají svou vlastní ochranu proti zkratování výstupů, proto oba výstupy, které používám přímo ze zdroje (12V a 5V), jsou také chráněné. Při jejich zkratování se zdroj automaticky vypne a rozběhne se znovu až po odpojení a znovu zapojení 230V.
Tyto ochrany si určitě nedobrovolně vyzkoušíte omylem :). Nicméně nedoporučoval bych je testovat příliš často, protože je to v každém případě špatné pro životnost elektroniky.

Použitý ručkový voltmetr má maximální napětí 15V a lze ho koupit v GM za přibližně 30kč. Bohužel jeho stupnice není nijak zvlášť přesná. Nicméně při opatrném zacházení by mělo být možné papírek se stupnicí vyměnit za lepší, přesný, který si vyrobíte sami.

Zdroj také nemá žádnou LEDku k signalizaci zapnutí. Nepovažoval jsem to za nutné, protože ventilátor je velmi dobře slyšet a voltmetr v zapnutém stavu neustále ukazuje minimálně 1.25V. K signalizaci zapnutí by se dal využít šedý drát, ke kterému by se připojila LED s odpovídajícím předřadným rezistorem podle změřeného napětí. Rozsvícení by potom znamenalo ne jenom zapnutí zdroje, ale i to, že výstupní napětí je ustálené na správných hodnotách.

Schéma zapojení
Schéma zapojení