Модульный блок питания своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 16.09.2024

Компьютерные блоки питания – это очень точные и функциональные устройства. Они имеют низкую погрешность в питании устройств, входящих в состав персонального компьютера (ПК) – не более 5%. И достаточную мощность – от 250 Вт и выше.

Часто компьютерные БП используют не по назначению:

Они могут питать сторонние устройства.
БП изрядно модифицируют (улучшают охлаждение, изменяют выходные напряжения и т.п.) для получения заданного уровня тока.
Разбирают на запчасти для сборки собственных БП.
И т.д.

Но самая безумная затея – сделать блок питания ПК своими руками!

Во-первых, компьютерный БП – это не просто источник нескольких уровней напряжений и тока. Это устройство с обратной связью. Имеется специальный контроллер, отвечающий за управление включением и отключением питания, при особом сигнале БП переходит в дежурный режим и т.д.
Во-вторых, в домашних условиях сложно достичь правильной компоновки элементов и уместить схему в заданные габариты. А значит, БП с большой вероятностью будет размещён вне системного блока.
В-третьих, даже имея на руках детальную схему БП, её будет сложно собрать своими руками – высокая плотность элементов повышает риск ошибки, не все детали имеются в доступе (скорее всего часть из них будет снята с тех же самых БП, например, с вышедших из строя).
В-четвёртых, ошибка в сборке может обойтись очень дорого – стоимость сгоревшей материнской платы, как и большинства подключаемых к БП устройств (процессор, жёсткий диск и т.д.), намного выше стоимости нового БП.

Даже простейший подсчёт затрат времени и денег на закупку компонентов говорит о том, что экономического эффекта от сборки БП для ПК своими руками – нет.

Проще всего приобрести новый БП, скомпоновать несколько (если необходимо увеличить мощность) или модифицировать имеющийся (например, залив его маслом и поместив в специальный корпус для снижения шумности, для понижения температуры в корпусе и т.п. – что актуально для оверлокеров).

Если всё вышеизложенное вас не останавливает, а цель – исследование своих возможностей или детальное изучение БП, то материал ниже – для вас.

Схемы компьютерных БП

Рис. 1. Принципиальная схема БП ПК

Итак, первое, что необходимо усвоить при проектировании собственного БП – на выходе должно быть несколько уровней напряжений:

Комбинация +12 и -12 В может питать цепи напряжением в 24 В.

К примеру, блок питания мощностью 350 Вт обеспечивает следующую силу тока на каналах питания:

+5 В – до 32 А (до 160 Вт);

+12 В – до 16А (до 192 Вт);

Если попытаться измерить показатели напряжения на реальном БП без нагрузки, они могут сильно отличаться от заявленных. Кроме того, некоторые блоки питания способны блокировать напряжение, если нагрузка отключена.

Наиболее простой в сборке можно назвать блоки ATX (старого образца с минимумом микроконтроллеров). Типовая схема выглядит следующим образом.

Рис. 2. Типовая схема блока ATX

Рис. 3. Типовая схема блока ATX

Ядром её служит таймер, выполняющий роль генератора частоты.

Чтобы был понятен принцип работы с напряжением, можно изучить следующую схему.

Рис. 4. Схема принципа работы БП

Она соответствует большинству импульсных источников питания. Переменное напряжение преобразовывается в постоянное, затем генератор импульсов преобразует ток в переменный с высокой частотой. Теперь на базе ВЧ сигнала легко сформировать нужное постоянное напряжение заданного уровня или даже нескольких уровней.

Такой подход позволяет избежать применения тяжёлых и габаритных трансформаторов, но имеет свои нюансы:

Возможны ВЧ-помехи (поэтому системный блок ПК включают в сеть через сетевой фильтр);
Для БП опасна работа без нагрузки.

Если упомянутую блок-схему наложить на принципиальную схему БП АТХ, то получится следующее.

Выше обозначены основные блоки (легко соотносятся с блок-схемой, обозначенной выше):

1. Выпрямитель сетевого напряжения

2. Генератор частоты

4. Трансформаторный блок

5. Блок выпрямления тока

Из-за того, что первичное выпрямление сетевого напряжения с диодным мостом и конденсатором в роли простейшего фильтра обеспечивало пульсирующий ток, этот подход был пересмотрен.

Более качественный сигнал формируется с применением активного корректора мощности.

Новые поколения компьютерных БП собираются по следующим схемам.

Рис. 6. Схема БП ПК

Они получаются ещё компактнее и надёжнее предшественников – ATX.

Даже собрав БП своими руками, вы не сможете просто так запитать все необходимые узлы и устройства.

В качестве блока питания (БП) для наладочных работ, иначе говоря, лабораторного, можно применить готовый, приспособить имеющийся или изготовить самому. Но прежде необходимо определиться с его параметрами, которые зависят, в основном, от вида предполагаемых занятий. В статье рассмотрено несколько вариантов БП для разных видов использования.

Свойства БП и их переоборудование

Классифицируются БП по:

мощности;
диапазонам и типам напряжения;
видам защит;
методам преобразования.

Для ремонта и настройки портативных приборов достаточно маломощного БП с диапазоном напряжения от 1,5 до 12В и током 0,4 – 1А. В таких пределах мощности защита желательна, но необязательна.

Для ремонта смартфонов, планшетов, камер и акустических систем, также им подобных приборов, нужен БП средней мощности. Диапазон напряжения в них составляет от 3,3 до 24В, реже 36В. Максимальный ток от 2 до 5 ампер при напряжении до 5В и 3А при 24 и 36В. Такое питающее устройство должно быть оборудовано защитой по максимальному току, желательно регулируемой.

Если приходится иметь дело с контроллерами мотор-колес от электровелосипедов, самокатов или детского электротранспорта, то необходим мощный БП. Диапазон напряжений у него должен быть от 6 до 72В. Переключение напряжения в таких БП обычно ступенчатое, реже с плавной регулировкой. Предел тока срабатывания защиты фиксированный или регулируемый. Также любой из БП можно дополнить отдельным напряжением +5В с разъёмом usb, micro-usb, usb type-C и др.

Многофункциональный маломощный БП

Для налаживания и настройки маломощных гаджетов, можно использовать готовый БП, например, китайского производителя.

Маломощные БП (См.рис 2) имеет диапазоны напряжений:

Также в нём есть реверс полярности. Защита в этом устройстве отсутствует, о состоянии перегрузки или КЗ можно судить по свечению led-индикатора. Такой адаптер удобен для пользования приборами с различными стандартами разъёмов. Его можно изготовить своими руками, перемотав вторичную обмотку трансформатора. Число витков для каждого отвода можно рассчитать, зная сечение магнитопровода, по представленной ниже таблице 1.

Лабораторный БП из компьютерного

Компьютерные БП, мощностью от 120Вт до 300Вт или 450Вт можно взять из устаревших персональных компьютеров (ПК). Такого типа устройство б/у можно приобрести в объявлениях недорого. Из компьютерных БП можно сделать регулируемый лабораторный прибор средней или большой мощности.

Существует 2 вида переоборудования с увеличением и регулировкой напряжения:

Переделка схемы самого блока;
С помощью дополнительного преобразователя.

Первый способ рассматриваться не будет, потому что для каждой версии схемы компьютерного БП требуется индивидуальный способ доработки. Это связано с устройством защитного отключения, которое работает от фиксированного напряжения в обратной связи. К тому же схемы преобразования и защиты бывают различными.

Компьютерный БП можно дополнить повышающим DC-DC преобразователем, мощностью 150Вт (300Вт). Диапазон напряжений у представленных, в основном на китайском рынке, блоков, лежит в пределах 10 – 32В. Ток нагрузки можно также регулировать в диапазоне от 0,2 до 8А (16А). В зависимости от типа ремонтных или наладочных работ выбирают устройство с требуемым диапазоном выходного напряжения. При необходимости функции напряжения до 12В можно дополнить собираемое устройство понижающим блоком DC-DC. а при настройке техники с переменным напряжением подойдёт преобразователь DC-AC.

Для удобства подстроечные потенциометры можно выпаять и вместо их установить переменные резисторы с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота.

Советкие переменные резисторы имеют буквенное обозначение зависимости угла поворота от сопротивления : А — линейная; Б — логорифмическая; В — обратно-логарифмическая.
Заарубежные аналоги : A — обратно-логарифмическая; B — линейная; C — логорифмическая.

Из импульсного БП

В устаревших DVD-проигрывателях, видеомагнитофонах, кинескопных телевизорах и мониторах, которые не подлежат дальнейшей эксплуатации, также имеются импульсные БП, стоимостью не дороже драгметаллов.

Какая вещь считается наиболее незаменимой у радиолюбителей и не только? Несомненно, это блок питания. К сожалению, готовые блоки питания не всегда бывают доступными в финансовом плане, поэтому для домашнего пользования они делают их самостоятельно.

Краткое содержимое статьи:

Как сделать блок питания?

У начинающего радиолюбителя когда-нибудь возникнет вопрос: как сделать простой блок питания самостоятельно в домашних условиях.

Перво-наперво необходимо определить, какой именно блок питания нужен и для каких точно целей. Блоки питания могут использоваться в разных сферах многими домашними мастерами.

Для того, чтобы сделать самостоятельно блок питания, необходимо разобраться с тем, как он устроен и как работает. Это поможет в дальнейшем осуществлять небольшой ремонт устройства при необходимости.

Определяем, какой именно блок нужен – регулируемый либо нет. Заранее, перед выполнением работ, необходимо найти все инструкции и схемы блоков питания, которые помогут сделать нужный вам прибор.

Регулируемый – это прибор, у которого можно изменить выходное напряжение (допускается изменение в пределах от 3 до 12 вольт). Например, если мы хотим получить 7 или 10 вольт – нам нужно будет всего лишь повернуть ручку регулятора.

К нерегулируемым блокам питания относят зарядные устройства для мобильных телефонов, разнообразные адаптеры для роутера либо модема.

Самые интересные для радиолюбителей являются регулируемые блоки питания. Они позволяют запитать достаточно много устройств (самодельных либо промышленных), которым понадобится разное напряжение питания.

Фото самодельного блока питания можно найти в журналах для радиолюбителей либо в интернете.

Собираем устройство самостоятельно

Для того, чтобы в домашних условиях собрать регулируемый блок питания своими руками, нужно предварительно выбрать одну из простых схем для производства подобного устройства.

Помните о том, что новичкам лучше работать с легкими чертежами. Это позволит быстро и без ошибок собрать конструкцию. Все необходимые материалы и детали можно приобрести в специальных магазинах.

Виды устройств

Блоки питания можно разделить на стабилизированные и бесперебойные (могут работать без электричества).

Согласно классификации бывают:

Импульсные (имеют инверторную систему с преобразованием переменного тока в постоянное напряжение). Данный прибор преобразует на входе переменное напряжение в высокочастотное.

Для того, чтобы трансформировать токи с высокой частотой, понадобятся небольшие электромагнитные катушки. Все это легко разместить в маленьком компактном корпусе.

Трансформаторные (имеют специальный выпрямитель, понижающий трансформатор). Благодаря данному прибору можно уменьшить пульсацию и колебания во время работы.

Сборка устройства

Подготовьте заранее все необходимые детали: микросхемы, трансформаторы, диодный мост, дроссель, блок защиты, конденсаторный фильтр, стабилизатор напряжения.

Обычно обмотка трансформаторов выдерживает напряжение до 250 Вт. Если делать вторичную обмотку – проводит напряжение до 50 Вт. Обмотку можно приобрести в специальном магазине либо снять со старого электроприбора.

Для того, чтобы сделать огромное количество электрических дорожек понадобится микросхема с маркировкой PDIP-8.

Чтобы получит диодный мост, понадобится четыре диода 0,2х0,5 мм. Блок защиты можно сделать из предохранителей (понадобится два) марки FU2.

Как только сработают данные изделия, будет вырабатываться ток 0,16А. Чтобы сделать своими руками дроссели, возьмите магнитный феррит.

Для подключения всех запчастей, пользуйтесь специальной схемой и инструкцией, на которой все предельно доступно описывается.

Зачастую после сухих схем может быть фото самодельных устройств, где наглядно показана конструкция. Дополнительно можно найти и схемы, как отремонтировать блок питания, в случае если он сломался.

Фото универсальных блоков питания своими руками

Доброе время суток обитателю хабрахабра!
Довело меня увлечение электроникой до момента, когда дешевого китайского паяльника стало мало. Было принято волевое решение собрать паяльную станцию своими руками. Но вот беда, оказалось что в городе достать трансформатор на 24 вольта просто невозможно. Благодаря этому прискорбному факту и родилась статья.

В закромах нашлись несколько старых блоков питания ATX, и начался долгий и тернистый путь к получению заветных 24 вольт.

Второй попыткой было решено сделать удвоитель напряжения. Но удвоителю на вход нужен переменный ток, который можно взять от трансформатора. Но, как оказалось, и этот путь не привел к успеху…
Продолжение истории под катом (осторожно: много картинок)

Из вооружения был только дешевый мультиметр, который показал, что на трансформаторе около 10 вольт переменного тока. Ну чтож, можно идти в бой! На макетке был собран удвоитель. К сожалению, его фотография сохранилась только одна, так сказать, в боевом режиме

Какого же было удивление, когда мультиметр показал на выходе все 50 вольт! Опровержением постулатов физики заниматься не захотелось, поэтому была приобретена тяжелая артиллерия в виде осциллографа. Картинка на выводах трансформатора получилась следующая

Это с пред делителем 1:10 на щупе и цена деления в 1 вольт. Оказывается трансформатор и выдает заветные 24 вольта, только очень страшной формы (не удивительно, что китайский мультиметр не справился с задачей).

Новая задача — переделать удвоитель в выпрямитель. Заодно было решено перенести всю силовую часть будущей паяльной станции в блок питания. Схема получилась вот такая

Пояснение по схеме:
Диоды D2, D4 (Шоттки 30А 60В) образуют обычный диодный мост, на вход которого приходит 24 вольта ужасной формы, а на выходе — те же 24, но постоянного (стоит заметить, что на выходе ток практически ровный!)
Стабилизатор U1 (7805) понижает напряжение до 5 вольт
Конденсаторы С1 (1000uF, 60V) и С2 (220uF, 16V) — электролиты, выполняющие роль фильтра. В теории перед выходом еще надо поставить керамику, которая бы ловила высокочастотные помехи, но она будет стоять в паяльной станции.

На этом электронная часть закончена, осталось собрать все в корпусе.

Первым делом обрезаем все провода, они должны комфортно поместиться в корпус. Провода собраны в пары, чтобы выдерживать большую нагрузку, концы смотаны и залужены.

После этого, добавляем кнопку запуска блока питания. Для запуска ATX нужно замкнуть PS_ON (зеленый провод) на землю (любой из черных).На выключатель у меня ушло 3 провода — PS_ON, GND и один из +5 (красный провод). Последний нужен для питания светодиода внутри кнопки.

Ах, да, выключатель пришлось немного модифицировать, ибо внутри стояла галогенка, рассчитанная на 220 вольт. Пришлось вытащить потроха и заменить на светодиод (5в) и резистор (511R).

К корпусу одного БП была применена грубая сила и он стал плоским (это будет дно конструкции).

На текущем этапе была собрана и запущена бета-версия вот такого вида

Срезаем все лишнее на корпусе с кулером. Так все выглядит в разобранном состоянии:

На корпусе размещаем 9 гнезд RCA и один молекс (выход для паяльной станции)

Внутри все выглядит ужасающе:

Внешне не многим лучше, но уже не так пугает:

24 вольта (цена деления 1 вольт + пред делитель на щупе 1:10)

Как видно, справляется хорошо! Небольшой стресс тест в виде двухчасового кручения моторчика так же пройден успешно. наконец то можно приступать к созданию паяльной станции…

Уф, кажется все. Спасибо всем, кто осилил до конца. Буду рад критике конструкции (версии 2.0 однозначно быть) и текста.

Читайте также: