Схема блока питания форм-фактора ATX, при использовании автомобильной АКБ
В данной статье рассмотрена схема самодельного блока питания, способного поддерживать работоспособность современных материнских плат формата ATX и компьютерной периферии при использовании в качестве источника энергии автомобильной аккумуляторной батареи +12В.
В основу конструкции легла схема, опубликованная на сайте carmp3.nm.ru. Но указанный блок питания мог нормально работать лишь со старыми M/B формата AT, поскольку вырабатывал лишь напряжения ±12В, +5В и сигнал Power_Good. -5В требуется для некоторых плат на основе чипсетов nVidia (старую ISA-спецификацию не рассматриваю в силу неактуальности), +3.3В для нормальной работы процессора P4. Также был реализован механизм расширенного управления питанием (теперь включать и выключать Б/П можно удаленно, по сигналу с M/B).
Рис.1 Принципиальная схема Б/П
Основу Б/П представляет ШИМ (TL494 или аналоги). Два полевых MOSFET-транзистора коммутируют постоянное напряжение 12В с аккумулятора на импульсный трансформатор TR1. Выходные напряжения снимаются с вторичных обмоток, после выпрямления на полупериодных выпрямителях D3-D12, после чего попадают на общий дроссель DR1 и на индивидуальные L-фильтры DR2-DR6.
Стабилизируется лишь напряжение +5В, остальные – косвенно. Обратная связь стабилизатора получена от программируемого источника опорного напряжения TL431, выходная часть схемы отвязана от входной оптопарой PC817.
Включение Б/П в бортовую сеть, а также обработку сигнала PS_ON удаленного управления осуществляет схема управления на транзисторах Q1-Q2 и реле RL1. Для уверенного срабатывания реле возможно потребуется подобрать номиналы резисторов R1-R2.
Дежурное напряжение +5В_SB генерирует интегральный стабилизатор КР142ЕН5 (или импортный аналог 7805). Это напряжение есть всегда, пока клемма подключена к аккумулятору, поэтому микросхема обязательно устанавливается на теплоотвод.
Рис.2 Топология печатной платы
Конструктивно Б/П выполнен на односторонней печатной плате размером 85×95мм, вид со стороны деталей приведен на рис.2.
Рис.3 Фотография готовой конструкции
Трансформатор мотается медным одножильным проводом в лаковой изоляции диаметром 1 мм. в 2 нитки, т.е. суммарное сечение составило около 1.5 мм2. Феррит марки М2000НМ1-36 типоразмером 45?27?12. В качестве изоляции обмоток применялась черная тряпичная изолента (лакоткани под рукой, как назло, не оказалось). Порядок намотки следующий: на заизолированный феррит плотно наматывается первичная обмотка двойным проводом в 2 косы по 6 витков в каждой. Конец первой соединяется с началом второй, это соединится с +12В АКБ (точка #3 на рис.2). Свободные концы этой обмотки подсоединятся к транзисторам Q1 и Q2 (точки #1 и #2 на рис.2). Далее наматывается слой изоляции, и укладываются вторичные обмотки. Вторичная обмотка также симметричная, состоит из 2-х половин. Каждая из половин в свою очередь состоит из 2-х отрезков в 8 и 6 витков. Обе половины соединены свободными концами 2-х 6-ти витковых обмоток (земля или точна #4 на рис.2). От стыков 8-ми и 6-ти витковых обмоток снимаются ±5В, сделаны отводы (точки #7 и #8 на рис.2). Со свободных концов снимаем ±12В (точки #5 и #6 на рис.2). Обмотка для +3.3В мотается поверх, после слоя изоляции. Она состоит из 2?7 витков (две половины, 7 витков в каждой), средней частью соединена с землей (точна #4 на рис.2). Свободные концы – к точкам #9 и #10 на рис.2. Все обмотки, естественно, мотаются в одну сторону. Т.к. пропаять такой пучок толстых проводов весьма сложно, выходы обмоток вместе с гибким монтажным проводом обжимались медными гильзами.
Общий дроссель DR1 берется от компьютерного Б/П, DR2-DR6 – оттуда же. Диоды D3 D8, D11 D12, и D5 D6 – в корпусе TO220 также выпаяны из компьютерного блока питания. Остальные диоды выпрямителя – диоды Шотки на ток 5-7 А. Оптопара также извлечена из того же Б/П, можно заменить на любую аналогичную.
Реле – любое на 12В и коммутируемый ток 20-40 А. Я взял реле из автомобильной сигнализации. Диоды D1 и D2 также любые, лишь бы подходили по току.
Диоды, полевые транзисторы и интегральный стабилизатор устанавливаются на радиатор через изолирующие прокладки. Величина тока срабатывания защитного предохранителя подбирается экспериментально, исходя из мощности имеющейся нагрузки. После отладки желательно залить всю схему в компаунд или эпоксидную смолу с целью предотвращения коррозии и механических повреждений Б/П.
Обсуждение данной схемы на форуме
Алексей Казаков (Alex K), 2007
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1
Линейный регуляторLM78051
КР142ЕН5U2
ШИМ контроллерTL4941
U3
ОптопараPC8171
ИС источника опорного напряженияTL4311
Q1
Биполярный транзисторКТ817А1
Q2
Биполярный транзисторКТ315А1
Q3, Q4
MOSFET-транзисторIRFZ44N2
D1, D2, D13
ДиодСиловой3
На подходящий токD3-D12
ДиодШоттки10
5-7 АмперR1
Резистор3 кОм1
R2
Резистор2.4 кОм1
R3, R4
Резистор200 Ом2
R5, R6
Резистор16 кОм2
R7
Резистор1.2 кОм1
R8
Резистор390 Ом1
1 ВаттR9
Резистор1 кОм1
R10, R11
Резистор3.9 кОм2
R12, R13
Резистор390 Ом2
C1
Электролитический конденсатор500 мкФ1
C2, C3
Электролитический конденсатор22 мкФ2
C4, C8-C10
Электролитический конденсатор2200 мкФ 16В4
C5
Конденсатор1 нФ1
C6
Электролитический конденсатор2200 мкФ 25В1
C7
Электролитический конденсатор470 мкФ 25В1
C11
Электролитический конденсатор47 мкФ 16В1
C12
Конденсатор22 нФ1
RL1
Реле20-40А 12В1
TR1
Трансформатор1
DR1
Катушка индуктивности1
От компьютерного БПDR2-DR6
Катушка индуктивности4
От компьютерного БПДобавить все