Регулируемый БП до 1 кВт в корпусе БП ATX

skiminoc · 28.02.2022, 22:18

Представляю конструкцию блока питания с регулировкой выходного напряжения от 0 до 20 вольт и регулируемым ограничением тока от 1 до 50 ампер.
Блок позволяет при минимальных изменениях получить выходное напряжение до 40 и даже до 80 вольт (не превышая общей мощности в 1000 ватт) с соответствующей корректировкой диапазона регулировки тока.
Блок собран в корпусе компьютерного блока питания, так же пригодится и плата, вентилятор, выключатель сети и разъём для сетевого шнура.
Важно: крайне рекомендуется применить ёмкости С1 и С2 не менее 1500,0х200в. Автор применил то, что наскреб по сусекам....
Схема блока:

skiminoc · 28.02.2022, 22:20

Схемотехника: это полумост на IRF360, затем готовый трансформатор от этажерки (сварочный аппарат такой, правильно его зовут ZX7), сердечник ER42, вторички (их две, каждая работает на свою диодную сборку) с заземлённой средней точкой, выпрямительные диоды (сборки 2х15 ампер) SBL3045. Дроссель взят готовый, когда то он был сетевым фильтром сварочного аппарата, не помню какого. Его индуктивность 30 мкГн. Присутствует плавный заряд емкостей сетевого фильтра с термистором и реле, плавный пуск ШИМ TL494. Частота импульсов на затворах 60 кГц. Ток измеряется настоящим шунтом (не самопальным) амперметр показывает правильно. Писк и самовозбуждение отсутствуют при любых нагрузках и регулировках. Корпус соединён с минусом выходной цепи. Третий контакт сетевого разъёма висит в воздухе, Y-конденсаторы отсутствуют.
Дежурный источник питания взят готовый с платы компьютерного БП. Но он давал только напряжение 5 В, поэтому пришлось применить китайский (очень маленький) DC/DC 5-›12V. От него питается управление, пусковое реле и вентилятор.

skiminoc · 28.02.2022, 22:34

В качестве донора лучше взять блок исходной мощностью 450-500 ватт, потяжелее и посолидней.
На плате пригодятся (можно не выпаивать): предохранитель, сетевой фильтр, термистор, диодный мост, конденсаторы силовые, если их ёмкость не меньше 680 мкф (соблюдайте правило - 1 мкф-1 ватт выходной мощности. Для схемы полумост ёмкость надо удвоить), уравнивающие резисторы, всё, что относится к дежурному источнику. Всё остальное удалить. Радиаторы, если солидные и "ветвистые" можно отложить в сторону.
Далее, буду описывать тот вариант, который делал сам. О возможных модификациях скажу позже.

На "низкой" стороне удалить все элементы (кроме дежурного источника), резисторы и керамические конденсаторы не стоит выбрасывать, надо их рассортировать, возможно, некоторые подойдут в наш блок. Так же обратите внимание на мощные диодные сборки Шоттки, если на них есть обозначение 3045, возможно, это наш вариант.

Основа нашего блока, его сердце - силовой трансформатор. Мне повезло получить его готовым, я нашёл его на Алиэкспресс, вот ссылка: https://aliexpress.com/item/1938866738.html

skiminoc · 28.02.2022, 22:54

Особенностью данного трансформатора являются две одинаковые вторичные обмотки с отводом от середины, комбинируя их возможно получить различные напряжения и ток во вторичной цепи.
Я делал низковольтный и сильноточный вариант. Возможно Вам нужно иное соотношение тока и напряжения, это легко получить.

Печатная плате не разрабатывалась, все элементы управления, включая транзисторы раскачки и ТГР смонтированы на макетной плате размером 6х4.

skiminoc · 28.02.2022, 23:31

Следующий по важности элемент - дроссель, я тоже нашёл его готовым, на жёлто-синем кольце размером (примерно) 45х28х12 было две обмотки проводом 1,0 по 10 витков. На самом деле это был синфазный сетевой фильтр от сварочного аппарата. Я включил обе обмотки параллельно и замерил индуктивность - 30 микрогенри. Я решил, подойдёт) и в самом деле, концы обмоток подошли в штатные отверстия 12 вольтового канала БП АТХ, тогда родилось решение следовать исходной компоновке блока. Штатный радиатор выпрямительных диодов SBL3045 встал на своё место, элементы драйверов MOSFETов (резисторы и диоды Шоттки) разместились на проводниках бывшего драйвера биполярных транзисторов, диодам HER308 было тесно на штатных местах, поднял их на гибких проводах.
Новый трансформатор никак не лез в отверстия от родного, поэтому, ничтоже сумняше, прилепил его на двусторонний скотч примерно на то же место ногами вверх (в воздух), для верности притянул нейлоновой стяжкой.
Удивительно, но за габариты исходной платы ничего не выступает!)

skiminoc · 28.02.2022, 23:43

Я сразу решил минимизировать тепловое сопротивление (избавиться от прокладок) и стало ясно, что на одном радиаторе два транзистора не уживутся. Пришлось второй отселить (на проводах) на радиатор, взятый с северного моста старой материнской платы. Место нашлось недалеко (транзистор вынес на 4 сантиметра) новый радиатор закрепил на плате с помощью холодной сварки.
Чтобы вентилятор дул внутрь блока, пришлось его вынести наружу, т.к. ушки для его крепления были только с одной стороны, но зато на его место отлично встал шунт, который пришёл вместе с вольтамперметром 0-100В и 0-50А.
Переменные резисторы разместил на передней стороне блока, с платой управления их соединяет косичка из тонких гибких проводков. От ТГР платы управления к MOSFETам идут две витые пары, во избежание наводок.
Дежурка на плате донора давала только 5 вольт. Проблему найти 12 вольт для платы управления и вентилятора решил с помощью китайского DC/DC преобразователя размером с рублёвую монету.
Реле для схемы плавного пуска взял от раскуроченного дохлого бесперебойника, их там целая куча....

mike-y-k · 28.02.2022, 23:56

skiminoc, решение избавится от прокладок не совсем рационально.
Даже паста в этом случае улучшит теплопередачу - минимум не будет теплоизоляции воздухом в неровностях и микропорах.
Есть и решения с изоляторами при теплопроводности выше чем у радиатора.
Тут вопрос надо ставить сразу - для удешевления конструкции вполне достаточно.

skiminoc · 01.03.2022, 00:06

mike-y-k
- те, что были исходно в блоке явно хуже металла проводили тепло.... да и общая площадь радиаторов увеличилась. Паста в наличии есть и в блоке присутствует))

mike-y-k · 01.03.2022, 00:16

Таки лучше было прямо с описания конкретной реализации начать, потом схему и варианты модификации, трансформаторы с параметрами и расчетом, дроссели,…

kreking · 01.03.2022, 06:43

Сварог, производитель сварочных аппаратов, предлагает этот трансформатор по рекомендованной цене 731 рублей за штуку. Где купить, каждый сам выбирает, нажав на соответствующую кнопку на сайте "сварог".
Но тут дело не в готовом трансформаторе, а в процессе расчётов и изготовления, как уже говорилось

Сообщение от mike-y-k

Таки лучше было прямо с описания конкретной реализации начать, потом схему и варианты модификации, трансформаторы с параметрами и расчётом, дроссели,…

.
Возможно, у читающих эту тему, есть свои "хотелки", вот тут и нужны расчёты.
Мне, например, нужен источник питания на 72 В 5,2 кВт, но глядя на Вашу доработку готового блока питания, он мне не подходит, я имею в виду схемотехнику.