Modificering af TE SMPS PC PSU

Klik på billederne for stor størrelse

16. februar 2005 incl. enkelte rettelser 11. april: Ombygning af PC-strømforsyning til radioamatør formål.

Man kan med fordel ombygge en vilkårlig PC-strømforsyning til at give 13,8 volt fremfor de mange forskellige spændinger den er designet til at levere. Normalt kan en sådan strømforsyning afhentes på genbrugspladserne til "en øls penge".
Hvorfor jeg her omtaler en specifik strømforsyning er, at det sjældent er muligt at få flere ens strømforsyninger og så lave en samlet regelret ombygningsvejledning for disse.

Jeg skal ikke undlade at gøre opmærksom på, at det er forbundet med livsfare at åbne en sådan strømforsyning med netspænding tilkoblet, så afprøv kun kredsløbet med netspænding, når det er monteret i det lukkede chassis.

For at du kan få et indtryk af, hvad de enkelte del-kredsløb betyder for strømforsyningens virkemåde, anbefaler jeg, at du læser DL2YEO,s artikel oversat til dansk, du finder adressen forneden under litteraturhenvisningerne.

Herunder følger en ombygningsvejledning af en 300W PC-strømforsyning (Switch Mode Power Supply eller kortformen SMPS), se strømforsyningens label på pic0, som efter ombygning kan levere minimum 16A kontinuert og op til 25 A kortvarigt ved 13,8V, rigeligt til en 100W HF-transceiver.
Prisen for den aktuelle strømforsyning er p.t. 195,- kr. hos Herlev Data, som nu er lukket. Hertil kommer små-udgifter til en elektrolyt, nogle få modstande, klemterminaler, epoxylim, maling ect.

Leverandør garantien på strømforsyningen er naturligvis ikke gældende efter den er åbnet og modificeret, ligesom jeg heller ikke kan garantere for din ombygning af strømforsyningen, men følger du denne vejledning til punkt og prikke, vil du efter ombygningen have en fuldt funktionel strømforsyning med overspændingssikring og overstrømssikring.



Strømforsyningens 220 volts side ændres ikke lige bortset fra den i topdækslet monterede PFC-drossel, der fjernes pga. dens kraftige brummen ved stor belastning af strømforsyningen. Dens to stikben på printet kortsluttes derfor på printsiden. At den fjernes har ingen praktisk betydning for strømforsyningens virkemåde.
Efter ombygningen benyttes stort set kun 12V's delen af strømforsyningens lavspændingsside. Denne kan efter en mindre modifikation levere de 13,8V - "næsten alt andet" fjernes, dog røres 5VSB forsyningen ikke(den leverer styrespænding til opstart) - den kan evt. føres ud på forpladen, som en 5V/2A forsyning.
For at kunne overskue printkortet og modificere det, bør du fjerne nettilslutningsstikket og PFC-stikket fra printet og herefter udlodde de to ledninger til blæseren, fjerne alle eksterne forsyningsledninger undtagen de sorte (0V) og røde (5V), disse klippes ned til ca. 10cm over printet og benyttes senere til 13,8V forbindelsen til klemterminalerne.

Den beviklede toroide (L4) udloddes, og de 3 tykkeste viklinger fjernes forsigtigt (en af trådene kan stedvis være under den tynde, klip den forsigtigt fri). Den tynde vikling i bunden bibeholdes og er til -12V, som benyttes af blæseren.
Der lægges herefter 2 viklinger á 1 mm eller 4 á 0,75mm tråd (hver 140-150 cm lange), hver vikling har 27 vindinger "jævnt" fordelt på toroiden. Toroiden kan nu atter indloddes, husk at den tynde vikling (-12V) igen skal ned i de tyndeste huller i printpladen! Fordel antallet af tråde ligeligt mellem 5V og 12V siden for at få nogenlunde samme belastning af dioderne, da de er parallelkoblet på AC siden og efter L4 viklingerne.

Alle komponenter i forbindelse med 3,3V forsyningen fjernes, se pic3 kontra pic5.

Alle komponenter i forbindelse med -5V fjernes, se pic3 kontra pic4/pic5.

Lavspændingsdiode køleren med dioder udloddes forsigtigt, 12V dioden F16C20 fjernes, og 3,3V dioden S20C40 fjernes ligeledes, men denne monteres nu på 12V diodens plads. De to trebenede dioder på kølepladen er nu begge S20C40 (20A/40V), den sidste diode nærmest blæseren bibeholdes. Kølepladen med dioder indloddes forsigtigt igen.
Ved kølepladen er der monteret en 10k NTC-modstand (TR2), som skal følge kølepladens temperatur, klem den forsigtigt ind mod kølepladen og giv den en dråbe epoxylim.

På printsiden fræses forbindelserne op mellem trafoens 4 loddeøer med 5V viklinger og 5V dioden, se pic8 til venstre for den blå kortslutning, herefter parallelforbindes de to dioder (5V og 12V), blå og brun kortslutning. Endelig kortsluttes 5V og 12V umiddelbart efter L4, se pic8 th., og hvor 5V og 12V udgangsledningerne er og har været loddet på (det giver mulighed for at benytte flere røde ledninger, da de er i undertal ift. de sorte).

På printpladen fjernes P18, og en 8V6 zenerdiode monteres i stedet med katoden mod nærmeste printkant (positiv spænding for blæserkredsløb).

R49 fjernes og erstattes med en 15V zenerdiode med katoden mod nærmeste printkant (overspændingsbeskyttelse).

De to nederste printbaner på pic9 stelles (tidligere fejlsignaler fra 3,3V).

D22 og R48 fjernes.

Ved C40 ændres R33 til 22k (grov justering) og R34 til 47k i serie med 330k (finjustering af de 13,8V), se pic3 tv.

Punktet ON/OFF på printet skal lægges til stel for at få startet strømforsyningen ved "power on", det er den korte grønne ledning på pic4 (det sker normalt via computerens tænd-og-sluk-knap).

Det vil være en lettelse at montere et hun/hanstik ved forbindelsen mellem print/blæser (J2), da printkortet helt sikkert skal ud og ind flere gange.

100ohm/5W forbindes mellem +13,8V og stel for at have en konstant minimums belastning af strømforsyningen, se pic5 midtfor (grøn lodret monteret modstand).

Elektrolytkondensatorerne i udgangen skal være mindst 2200µF/16V med lav seriemodstand (beregnet for switch mode PSU), her må du købe/skaffe en.

De røde og sorte udgangsledninger tilpasses i længde og afsluttes med en 8 kvadrat klem/loddeterminal, som kan monteres på den valgte output-chassis-terminal. Du bør montere ekstra røde ledninger for at holde den ohmske modstand nede mellem printkort og chassis terminal, der er plads til ca. 10 af hver farve i printkortet, og endelig supplere med en lysdiode + formodstand 2k4 for at få en markering af on/off.

Afprøv nu strømforsyningen på bordet uden nettilslutning ved at tilslutte ca. 13V til udgangsklemmerne og et oscilloscop eller universalmeter på ben 8 på kredsen KA7500B, ben 4 på kredsen lægges kun under denne måling til stel for at kunne simulere "normal drift". Er spændingen mindre end 13,8V er pulsbredden maximal, er spændingen større ses ingen pulser, repetitionsraten ca. 30µS. Punktet hvor inputspændingen ændrer pulsbredden (få mV's ændring) svarer til den forventede udgangsspænding. Med universalmeteret skal du måle 1,1V når spændingen på udgangsklemmerne er under 13,8V, og 1,5V når spændingen er større, her gælder det også, at lige på det punkt, hvor spændingen springer fra 1,1 til 1,5V eller tilbage, svarer inputspændingen til den forventede udgangsspænding.
Får du nogenlunde samme resultat, som jeg har beskrevet, kan du montere printet i kassen, montere topdækslet og teste strømforsyningen "live".
Jeg benytter gerne under den første test en 25W pære i serie med strømforsyningens netforbindelse, og den lyser kort op, når der tilsluttes 230V. Udgangsspændingen er godt nok blød med pæren indskudt, men giver et fingerpeg om strømforsyningen virker OK (11-13V ud).

Strømforsyningskassen har jeg ændret lidt. Nethunstikket har jeg fjernet, og det "løse" netfilter har jeg monteret på nethanstikket ved at vride loddeterminalerne 90° på stikket, så kan filteret loddes direkte på stikket.
Det gabende hul hvor hunstikket var monteret, er på bagsiden dækket med en fortinnet jernplade limet på med epoxylim, det samme gælder kabelhullet i modsatte side. Lidt ekstra epoxy er brugt som spartelmasse, hvorefter det er slebet ned i plan med kassens overflade, og hele kassen har så til slut fået to gange hammerlak.

OBS: Hvis hullerne ikke dækkes, er ventilationsforholdene i kassen ikke optimale, og strømforsyningen kan tage skade!

Hvis strømforsyningen kobler ud pga. overstrøm/kortslutning skal strømforsyningen slukkes i 5-10 sek., hvorefter den er klar igen.


TILLÆG af 11. april 2005: Blæserens drivertransistor Q7 bliver meget varm, og derfor har jeg udskiftet den med en tilfældig NPN-type, i dette tilfælde BD 135 og forsynet den med den køleplade, som tidligere var spændt på den negative regulator 7905.

TILLÆG af 13. maj 2005: Det har vist sig at der udstråles svage harmoniske af switchfrekvensen, derfor har jeg afkoblet udgangsklemmerne med 2 stk 470nF + 2 10nF med korte tilledninger til stel, se sidste billede. Dette filter med de viste kondensatorer fjerner effektivt de uønskede signaler.

TILLÆG af 12. januar 2006 og senere: HF-udstråling fra strømforsyningen.

Måling af Common Mode strømme på strømforsyningens 13,8V udgang og netkablet foretages med en strømprobe bestående af en delbar ferrit, som er "klappet" rundt om kablet. Gennem ferritten ligger også en målesløjfe med 1 coax-vinding koblet til spectrum analyzerens indgang.

Sniffer


Målinger viser at CE kravene til højfrekvent emission [CISPR 22 Class B] til fulde overholdes, grænseværdien er -61 dBm mellem 500 kHz og 30 MHz, og mine målinger er under -90 dBm.


Et godt råd: Udskriv denne side før du starter ombygningen og kryds af efterhånden, som du fuldfører de enkelte ændringer! Tekstfil til udprint

Jeg kan bistå med gode råd om nødvendigt. mail link

God fornøjelse.

OZ1DB, Karsten





Litteraturhenvisninger:

DL2YEO's forklaring om virkemåde og ombygning af PC-strømforsyning

OZ2CPU's hjemmeside med PSU mods, flere artikler

En tjekkisk hjemmeside med masser af SMPS-diagrammer

SMPS stikforbindelser

Revideret 15. september 2011