ATX电源改造资料与过程

ATX电源改造资料与过程作者：oide025一直以来，我都对无线电和电子DIY有着极大的热情，虽然是个不折不扣的菜鸟，但经过不懈的努力，我也终于独立完成了我的第一件拿得出手的DIY作品，就是这个ATX改造电源再来几张夜景图带70W摩托大灯测试，实际可以到12V，但实在太亮，照片已经看不成了，特璀璨那个是玻璃烟灰缸用来装灯泡，隔热用的主要技术参数：尺寸：长23cm×宽15cm×高8cm电流0~10A、电压0~20V分别无极可调显示屏：1602，可显示电压、电流、功率、负载电阻这个电源的应用非常广泛，使我的DIY又多了一样利器！做试验时用来供电，给电瓶充个电什么的非常方便，还能用来给白光电烙铁供电，给电台供电，实在是居家旅行必备，哦啊哈哈哈哈~~~~有点失态了，不好意思，重新回来作为一个菜鸟，这个电源花费了我2个多月的业余时间，但付出的同时，也给我带来了难以言表的快乐，特别是完成时，那成功的喜悦溢于言表，有坛里的朋友让我开个价，我觉得对我来说，快乐无价！独乐乐不如众乐乐，既然有坛友能看得上，那我就班门弄个斧，把我的改造资料和过程发出来与大家共享，希望坛友，特别是菜鸟坛友们，不要再观望，不要再畏首畏尾，快点加入亲手DIY的队伍来吧！我的改造核心是一个长城ATX-300P4-PFC电源，参数如下：交流输入：180-260V3.3V输出电流：14A5V输出电流：21A5Vsb输出电流：2A12V输出电流：14A改造中利用原12V为输出，其他输出全部拆掉。建议各位在动手之前先看看相关资料，搞清楚电源改造原理和电源电路分析，对后续的改造工作有百利而无一害，这里要推荐几篇文章，首先是猪蹄煮不烂大大的改造贴，特别是第一季和第二季，其中详细讲解了调压调流改造原理，这里我也简单介绍一下吧，只讲改造重点，菜鸟水平，用词业余，大家凑合着看哈这里首先要给和我一样的菜鸟科普一下开关电源与占空比。我把电源理解为一个水桶，水桶有个入口（220V），出口是低压直流，水从入口进，出口出，桶里的水位就代表电压，只要保证桶里水用不完就能保证电源正常工作。现在的电压主要分为两类，线性和开关。线性电源就像是按出水大小调节进水大小，而且进水大小是恒定的，水位也是恒定的。开关电源就特别点，是靠占空比调节的，它的进水口没有大小之分，只有开和关，不能调节阀门大小，那么就只能通过间断的打开和关闭进水通道来控制进水量。如果需要大进水量的话，开启的时间相对较多，反之，关闭的时间较多。开启的时间占总时间的比例就叫占空比。所以，如果开关电源需要比较低电压的直流，可以通过调整占空比，使水桶进水口阀门关闭的时间稍多，开启的时间稍少一些，就能实现。不过开关电源也存在一个问题，水桶里的水位不会恒定，意味着会对输出电压带来影响，出现波动，就是常说的电源波纹，用在电台一类设备上会带来一些干扰，不过，通过优化滤波电路，能够解决大部分干扰问题。ATX电源高压侧、辅助电源什么跟我们的改造没什么关系，电源么，就是220V的交流变成直流呗，你只要知道其实ATX的电源在不需要改变压器的情况下是可以调整到25V左右的！就是说只要你愿意，你可以把它改造成0~25V电压可调（我只改了0~20），电源工作时通过调整占空比就可以输出我们电脑需要的3.3V，5V，12V等，所以我们只要能调整电源的占空比，就能得到我们需要的任何电压（0~25V之间）。问题是怎么调整占空比呢？这就要讲到电源的主控ICKA7500（TL494），见下图资料：看着挺复杂是不？我刚看到时眼前一黑，不过不用紧张，其实和改造有关的部分也不难。7500的1脚和2脚是一组比较器，15脚和16脚是一组比较器，当2脚电压大于1脚时，比较器不工作，占空比不改变；当1脚电压大于2脚时，调整占空比，最终结果是电压下降；同理，当15脚电压大于16脚时，比较器不工作，占空比不改变；当16脚电压大于15脚时，调整占空比，最终结果是电压下降。话说的很罗嗦，其实就一个意思：你把1脚与2脚，15脚与16脚的电压控制好，占空比就调整好了！那怎么调整呢？答案是用电阻！7500的14脚可以提供5V的标准电压，充分的利用这一点，借用猪蹄大大的图来说明输出端经24K，12K到地的一路决定了494（7500）的1脚有个采样电压，494的14脚（5V）经过可调电阻那路又给494的2脚一个电压（2.2K猜测是为了去干扰，有没有无所谓，我的就没有，有的改造案例称加了这个电阻无法从0V起调），这两个脚的电压比较后决定了占空比，也就调整了电压。再说调流，一样的道理，大家还记得15、16脚也是比较器对吧，没改的电源把这组比较器屏蔽了（16脚接地），没起作用，但如果我们要做调流就用的到了，如果把电源输出的负极前加个小阻值的大功率电阻，比如0.01欧姆的，那么假设电源输出10A的工况下，这个电阻上是不是有了0.1V的电压？那么把这个电压接到494的16脚上，再利用14脚的5V电压，配合几个电阻，就能给15脚一个电压，用来控制占空比了。见下图：接下来再说电源电路分析，还是围绕改造要用的这两组比较器，拆掉原来1、2、15、16脚的电路，按上文电路改造，还要去掉原来电源3.3V，5V，12V各路的欠压、过压、过流保护电路，建议先看看这篇文章，对电源有个比较深入的了解再下手看完这些，你应该对原理了解的比较清楚了，接下来就是怎么做了，大家都知道理论和实际之间的差距，在实际改造中还是有许多问题需要解决的，有时一个小失误就会让电源放了烟花，本人放过烟花，触过电，教训深刻，提醒各位改造的朋友一定要注意安全！即使断电状态下，电源高压侧的电会持续一段时间，没事别乱摸！对于实在太菜的菜鸟，我也有礼物相送（只对于长城ATX-300P4-PFC，虽然有很多电源都差不多，但请谨慎利用），如下：长城ATX-300P4-PFC大礼包电路图：红框内的元件拆掉什么？！还不会？不怕，还有神器！实物图！按图拆总会吧？！不过要注意，电路图好像与电源也不是完全一样，在+3.3V输出采样那部分的D37，R83我都没找到，也许是我粗心吧，我把能找到的都拆了，只要断开回路，留几个元件也没什么影响。我的改造热缩管里的电阻就是改过的494的2，3脚之间，3和15间加104电容，避免自激，2，3间加的在另一面，这里看不到调压电位器，10K精密，普通的电位器调节电压时不易调准，中点对地加104电容，使调整顺滑调流电位器，1K精密，同样104电容0.01欧姆的采样电阻，其实是0.0075欧姆的，差不多一样用，相应的电阻调整一下就行了，可以过10A，有些朋友用的康铜丝，一个意思，只要注意采用温漂小的材料，同时能承受大电流就行，我偷懒买的成品，但其实后来也没给我省事，后话再说到此，电源已能正常工作了，兴高采烈的采购机箱和表头，这东西完全看个人喜好，有人直接用的原电源外壳，也有人用模拟表头，我老早就看上了Ganf的表头，和这个机箱，立即下手搞定，采购地址也提供给需要的朋友机箱：=a1z09.5.0.0.UY4C0u&id=21394500332表头：=a1z10.5.w4002-2323427594.18.Z0FHZG&id=2851029770注意表头要测大电流的话需要另配分流器，买回来的时候我灵机一动，表头要用分流器，调流改造也要用分流器，能不能合二为一呢？想想可行，经试验确实可行！省了一个分流器虽然也就几块钱，但是你也看到分流器有多大多笨重了，对机箱空间是极大的浪费。虽然省了一个分流器，但我发现机箱空间还是很紧张，最后又做了个改造看出来了吗？那个弯弯曲曲的铁片，就是拆分流器得到的，直接焊到表头上，省了很多空间！什么？你说焊功差？开玩笑，不差还叫菜鸟吗？新手上路，这算不错了，大家凑和着看吧！黄色的电容是474，自己加的，应该能起到高频滤波的作用吧。但是空间还是很紧张，我又打起了PFC的主意。上文的电源电路讲解中有关于PFC的讲解，作者原文如下：（作者：南门二饼）见图1，这部分比较简单，主要是EMI(ElectricMagneticInterference)、PFC和整流桥。L3是PFC(PowerFactorCorrection功率因数校正)线圈，当然属于被动式PFC，其功能是提高电源对电网电能的利用效率。我以前一直以为不装这个会浪费电，会多交电费的。其实，是浪费电，但浪费的不是你家交费的电，这部分电被电源“反弹”回电网，其中一小部分消耗在电网的电线上了。ZL1是整流桥，220的交流电过了它变为300V脉动直流电。300V电压兵分三路，一路通向主电源开关管，另二路通向副电源开关变压器及启动电阻看这电路图，要是不讲究的话，直接把PFC的两脚短接就好了么？深入研究了一下，看了一篇PFC的专题讨论帖，作者超级版主数电menmenchaig=viewthread&tid=3950引用一段：“P是有功功率，单位是W（瓦），F=COSθ被称为功率因数，而θ是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Q=Ssinθ=UIsinθ。上式中，Q为无功功率，单位是var（乏）。”F=COSθ被称为功率因数，那么我的理解就是开关电源这类感性负载接入电网后，造成了原本电网电压（如果用正弦波曲线表示）与实际的电压曲线的相位差，产生了无功功率，而PFC是为了纠正这个相位差而设计的，使实际的曲线尽可能接近原本电网的曲线，那么我觉得PFC就是一个类似蓄能器的东西，不知道这么理解对不对，反正我心一横就把它拆了，安装脚直接短接，试验结果，可行！为了让机箱内的空气流通顺利，也为了让电源降低高度，对电源的散热片进行了改造，先锯掉一块，形成流通渠道，又锯了部分散热片，并压弯，使电源整体高度变小，终于放进了机箱。改造以后的电源输出电压最高在25V左右，原来输出部分的电容耐压值就不够用了，需要更换电压更高的电容，我用了50V2200×2，专门用线引出，换了放置位置此外，输出部位还加了泄放电阻，关机的时候可以尽快把电容的电用掉，3W的1K×2并联由于采用了液晶屏表头，接下来要解决表头5v供电的问题，当然不能从电源的输出端接了，因为电源可能工作在5V以下，表头不能正常显示，有的改造案例是利用电源里辅助电源的5v，不管用什么，切记不能用共地的5V，一定要做好隔离，否则会烧掉表头，其实我也没搞清楚共地是怎么回事，索性拿了个8.4V的小电源，经7805和电容滤波后给表头供电，还用8.4V直接给12V风扇供电，这样不至于太吵，风量用于散热也足够了。小电源做工不错，该有的都有，电压还能微调，实际工作中8V供电的话风扇还是太吵，加了个二极管，降了0.7V，风扇安静多了。因为空间的原因，小电源只能竖着布置了，竖着布置怎么固定在机箱里呢？我想了个办法，找一小块电路板，一面加工个槽，卡到小电源的电路板上，然后用热熔胶固定，然后在电路板上钻孔，装铜柱固定在机箱里。保险起见，在小电源背面加了层塑料壳，防止接触短路然后是表头红色热缩管里是我把焊点焊脱了，自己搭的桥表头套件，套件做工很好，我的焊功咱就不提了......手工开孔是个简单活，只是需要耐心和细心，我没怎么拍照，只有一张开风扇孔的照片最后说个改造的测试办法，非常有用，我们的改造难免出错，有可能会很严重，那么怎么样才能避免严重错误造成的损失呢？介绍个灯泡大法！在电源的220V输入端串入一个40W以上的灯泡，起到限流的作用，当你的电路有严重错误的时候，可以避免炸掉开关管，对新手来说简直是福音啊，要不是我接了灯泡，别说烧电源了，放焰火的心理压力就让我放弃改造了！但是如果你的调压改造成功以后，发现电压调整没有问题，接入负载试验的时候电压却升不上去的话，很有可能是灯泡作怪的，这个时候就要拆掉灯泡再做