Z mrtvim napajalnikom atx računalnika ustvarite svoj 5v, 1a nastavljiv smps

S čarovnica M oda P ower S obava (SMPS) je nepogrešljiva vseh elektronskih modela. Uporablja se za pretvorbo omrežnega visokonapetostnega izmeničnega toka v nizkonapetostni enosmerni tok, in sicer tako, da najprej pretvori omrežni izmenični tok v visokonapetostni enosmerni tok, nato pa visokonapetostni enosmerni tok preklopi, da ustvari želeno napetost. Nekaj ​​SMPS vezij smo že izdelali prej, na primer to 5V 2A SMPS vezje in 12V 1A TNY268 SMPS vezje. Izdelali smo celo lasten transformator SMPS, ki bi ga lahko uporabili v naših SMPS modelih skupaj z gonilnikom IC.

Morda ga ne boste opazili, vendar večina gospodinjskih izdelkov, kot so mobilni polnilnik, polnilnik za prenosni računalnik, usmerjevalniki Wi-Fi, za delovanje potrebuje napajalnik v preklopnem načinu, večina pa je 5V. Torej, s tem v mislih vam bomo v tem članku pokazali, kako lahko sestavite 5V, 1A SMPS vezje z reševanjem delov iz starega napajalnega napajalnika PC ATX.

Opozorilo: Za delo z omrežjem izmeničnega toka je potrebno predhodno znanje in nadzor. Ne odpirajte starega SMPS ali poskusite zgraditi novega brez izkušenj. Bodite previdni pri polnjenju kondenzatorjev in žic pod napetostjo. Opozorili so vas, bodite previdni in po potrebi upoštevajte strokovna navodila.

Premisleki glede zasnove za napajanje 5V 1A

Preden nadaljujemo, razjasnimo nekaj osnovnih premislekov in zaščitnih lastnosti.

Zakaj bi morali vezje SMPS zgraditi iz računalniškega napajalnika?

Zame je poceni, potem je spet poceni zelo draga beseda, dobesedno brezplačna. Lahko vprašate, kako to? Preprosto se pogovorite z lokalnimi trgovinami za osebne računalnike, ki vam jih bodo dali vsaj brezplačno, vsaj tako je bilo zame. Vprašajte tudi svoje prijatelje, ali kdo od teh polomljenih leži.

Izdelava / nabava transformatorja za vezje je najpomembnejši del vsake zasnove SMPS, vendar se ta metoda popolnoma izogne ​​temu koraku, tako da transformira transformator, prav tako pa ima zelo dobro učno izkušnjo, če ste elektronski narkoman kot jaz. Spodaj je prikazano moje napajanje ATX po reševanju zahtevanih delov.

S to zasnovo lahko dodate potenciometer in nekoliko spremenite izhodno napetost. to lahko v nekaterih primerih pride prav in najbolj zanimivo pri vezju je, da je narejeno z zelo splošnimi deli, zato je iskanje in zamenjava zelo preprosta naloga, če kaj piha.

Vezja SMPS delujejo različno v različnih pogojih, če gradite to vezje, saj veste, da dejanska vhodno-izhodna značilnost lahko pomaga pri odpravljanju napak vezja, če z njim najdete kakršne koli težave.

Vhodna napetost:

Ker je vhodna napetost standardne napajalne enote PC 220 V, tudi naše rešeno vezje deluje na to napetost. Toda s trenutno nastavitvijo mize bom poskusil vezje upravljati tudi z vhodno napetostjo 85V.

Izhodna napetost:

Izhodna napetost vezja je 5V z 1A trenutne nazivne vrednosti, kar pomeni, da lahko to vezje prenese moč 5W. To vezje deluje v načinu konstantne napetosti, zato mora izhodna napetost ostati skoraj enaka ne glede na tok obremenitve.

Izhodna valovanje:

Transformator v tem vezju izdeluje profesionalni proizvajalec, zato lahko pričakujemo nizko valovanje. Od njegove konstrukcije v pikčasto ploščo lahko pričakujemo nekoliko bolj valovito kot običajno.

Zaščitne lastnosti:

Na splošno obstaja veliko izvedb SMPS zaščitnih vezij, vendar je naše vezje izdelano iz starega napajalnika za osebni računalnik, zato lahko dodajamo ali odštevamo zaščitne funkcije v skladu z zahtevo naše končne aplikacije. Ogledate si lahko tudi naslednja zaščitna vezja, ki smo jih zgradili prej.

• Prenapetostno zaščitno vezje
• Vezje za zaščito pred povratno polarnostjo
• Zaščitni krog kratkega stika
• Zaščita pred sprožitvijo toka

To vezje bom uporabil za pogon svojih IoT projektov. Zato sem se odločil, da se odločim za minimalno zaščitno funkcijo, ki je topljivi upor na vhodu in zaščitno vezje za prenapetost na izhodnem delu.

Če torej povzamemo, izmenična omrežna napetost našega napajanja bi bila 220V AC, izhodna napetost pa 5V DC z 1A največjega izhodnega toka. Trudili se bomo, da bo izhodna napetost valovanja čim nižja in imamo vhodni taljivi upor z izhodnim prenapetostnim zaščitnim vezjem.

Komponente, potrebne za 5V 1A SMPS vezje

Sl.Št.	Deli	Tip	Količina	Del v shemi
1.	4.7R	Upor	1.	R1
2.	39R	Upor	1.	R10
3.	56R, 1W	Upor	1.	R9
4.	100R	Upor	2.	R7, R6
5.	220R	Upor	1.	R5
6.	100K	Upor	1.	R2
7.	560K, 1W	Upor	2.	R3, R4
8.	1N4007	Dioda	4.	D2, D3, D4, D5
9.	UF4007	Dioda	1.	D6
10.	1N5819	Dioda	1.	D1
11.	1N4148	Dioda	1.	D7
12.	103,50V	Kondenzator		C4
13.	102, 1KV	Kondenzator	2.	C3
14.	10uF, 400V	Kondenzator	1.	C1
15.	100uF, 16V	Kondenzator	1.	C6
16.	470uF	Kondenzator	2.	C7, C8
17.	222pF, 50V	Kondenzator	1.	C5
18.	3,3uH, 2,66A	Induktor	1.	L2
19.	2SC945	Tranzistor	1.	T1
20.	C5353	Tranzistor	1.	Q1
21.	PC817	Optični sklopnik	1.	OK1
22.	TL431CLP	Napetostna referenca	1.	VR1
23.	10K	Trim Pot	1.	R11
24.	Vijačni priključek	5 mm	2.	S1, S2
25.	1N5908	Dioda	1.	D9
26.	Transformator	Iz PC-ja	1.	TR1

5V 1A SMPS vezja

Spodnja slika prikazuje sheme napajalnika SMPS 5V 1A, ki ga bomo zgradili v tej vadnici.

Vezje sem zgradil na plošči in po zaključku je bilo videti tako.

Razumejmo vezje tako, da ga razčlenimo na številne funkcionalne bloke in razumemo vsak blok.

Taljeni upor:

Najprej imamo R1, ki ima dva namena. Najprej deluje kot taljivi upor. Drugič, deluje kot upor, ki omejuje tok.

Mostni usmernik in filter:

Nato imamo 1N4007 diode, D2, D3, D4, D5, od katerih štiri tvorijo mostični usmernik, skupaj s filtrskim kondenzatorjem 10uF za pretvorbo AC v enosmerni tok.

Prosimo, upoštevajte, da sem PI filter odstranil, ker tega napajalnika ne bom uporabljal drugače kot polnjenje baterije. Če nameravate uporabiti drugače, mora EMI filter vedno izvleči iz istega napajanje. Če niste prepričani, kaj je filter PI ali kako deluje, si oglejte povezani članek. Ogledate si lahko tudi druge zasnove za zmanjšanje EMI v vezju SMPS, o katerih smo že govorili.

Zagonski upori:

R3 in R4 tvorita zagonska upora, ko je moč uporabljena, so zagonski upori odgovorni za napajanje dna primarnega preklopnega tranzistorja, o uporu pa bom razpravljal kasneje v članku .

Objemka za omejevanje napetosti kolektorja:

Da bi omejili kolektorsko napetost primarnega preklopnega tranzistorja Q1, C3, R2 in D6 tvorijo vpenjalno vezje in to je zelo dober primer uporabe snuber omrežja za zmanjšanje največje napetosti ob izklopu in za vlaženje zvonjenja. V večini primerov lahko z zelo enostavno tehniko načrtovanja določimo ustrezne vrednosti za snubber komponente (Rs in Cs). V primerih, ko je potrebna bolj optimalna zasnova, se uporabi nekoliko bolj zapleten postopek.

Primarni in pomožni preklopni tranzistor:

Tranzistor Q1, C5353 je glavni preklopni tranzistor in T1 je pomožni preklopni tranzistor v vezju. C4 in R5 tvorita primarni oscilator, ki generira glavni preklopni signal.

Povratne informacije in krmilno vezje:

PC817 Optokupler OK1 skupaj s sklicem napetosti VR1 in diode 4148 obrazci za povratne informacije in nadzor Circuit drugi upor predstavlja v tem delu deluje le kot delilnika, sedanji omejuje upor, in filtrirni kondenzator. Razen tega sem dodal potenciometer R11 za obrezovanje napetosti na zahtevo.

Transformator, izhodni usmernik in filter:

Transformator T1 je izdelan iz feromagnetnega materiala, ki ne samo pretvori visokonapetostni izmenični tok v nizkonapetostni, temveč tudi galvansko izolira. V transformatorju T1 Pin 1, 2 in 3 so 4 navitja, sekundarno navitje je št. 4, 5 je pomožno navitje, št. 6 in 7 je primarno navitje.

Dioda D1 in D9 sta usmerniški diodi za vezje. Kondenzator C8 je odgovoren za filtriranje 12V, kondenzator C6 in C7 skupaj z L2 tvori PI filter za izhodni del.

Prenapetostno zaščitno vezje:

Dodate lahko dodatno vezje za zaščito pred prenapetostjo, da zaščitite svojo aplikacijsko napravo pred poškodbami. Gre za zelo preprosto vezje, sestavljeno iz varovalke in Zener diode, kot jo vidite zgoraj. Če pride do stanja prenapetosti, bo Zener dioda izgorela, zato razstrelil varovalko za hitro pihanje.

5V-1A SMPS vezje deluje

Zdaj je to razčiščeno. Razumejmo, kako vezje deluje. Ko se moč vezja napaja, se omrežje izmeničnega toka popravi in ​​filtrira z usmerjevalnimi diodami in kondenzatorjem. Po tem dva zagonska upora R3, R4 omejujeta tok na dno tranzistorja, zato se primarni tranzistor rahlo vklopi, zdaj skozi primarni navit transformatorja, ki je zatič 6 in 7 tranzistorja, teče malo toka.

Ta majhna količina toka napaja pomožno navitje, to pomožno navitje začne polniti 103pF kondenzator C4 prek 220 ohmskega upora R5. Ponovno je napetost na pomožni strani povezana z zbiralnikom optičnega sklopnika z usmerjevalno diodo 1N4148, ta napetost izstopi iz oddajnika optičnega sklopnika in se deli z delilnikom napetosti. Zdaj se začne kondenzator C5 222PF polniti. Ko se ta kondenzator napolni do določene ravni, se vklopi pomožni tranzistor T1 in izklopi primarni tranzistor, kondenzator C5 pa se izprazni

In cikel se začne še enkrat ponavljati, zato se ustvari preklopni signal. Ko se postopek preklopa začne, se na sekundarni strani transformatorja iz sekundarne napetosti inducira povratno vezje s pomočjo VR1, referenčne napetosti Tl431, s prilagoditvijo referenčne napetosti lahko nastavimo čas vklopa in izklopa pomožnega tranzistorja, tako lahko nadzorujemo izhodno napetost.

Izdelava vezja SMPS

Za to predstavitev je vezje s pomočjo sheme zgrajeno v pikčasti plošči; upoštevajte, da preizkušam vezje na svoji klopi za predstavitev, zato nisem vključil veliko zaščitnih funkcij, kot sta zaščita pred prenapetostjo in zaščita pred kratkim stikom. Če to uporabljate za napajanje nečesa drugega, je priporočljivo zaščitnim in filtrirnim vezjem.

Zgornja nastavitev preskusa je bila uporabljena za testiranje vezja, izhodna napetost napajalnika je bila s potenciometrom nastavljena na 5,1 V in je napajalnik 1A, tako da lahko v največjem stanju potegne tok 1A.

Kot lahko vidite na zgornji sliki, sem za testiranje z obremenitvijo uporabil nekaj uporov kot obremenitev, ki je porabila približno 1,157A iz našega vezja SMPS pri 5V. Celoten preskusni video lahko najdete na dnu tega članka.

Izboljšave zasnove vezij 5V-1A SMPS

V tem vezju je mogoče kar nekaj izboljšati, kot je na vhodu mogoče dodati EMI filter za izboljšanje EMI odziva tega vezja. Nato se lahko doda izhodna zaščita pred prekomernim tokom in kratkim stikom, da se izboljša splošna zmogljivost vezja. Prav tako je mogoče dodati vhodno zaščito pred prenapetostjo in prenapetostjo, da jo zaščitite pred vhodnimi prenapetostmi. In končno, če je vezje izdelano na plošči PCB, se lahko odziv EMI drastično izboljša.

Upam, da ste razumeli vadnico in se naučili, kako zgraditi SMPS vezja. Če imate kakršna koli vprašanja, jih pustite v spodnjem oddelku za komentarje ali uporabite dodatna vprašanja na naših forumih.