Modificering af Seventeam ST-230WHF SMPS PC PSU

Klik på billederne for stor størrelse

Forord:

Herunder følger en minutiøs gennemgang af en specifik PC-strømforsynings ombygning, så den ombygget opfylder en radioamatørs basale krav til at strømforsyne en "standard" 100W transceiver.

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 den lukkede metalkasse.

Herudover kan jeg naturligvis ikke 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 overspændings- og overstrømssikring.

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.

Denne SMPS kan efter ombygning kan levere minimum 15A kontinuert og op til 24 A kortvarigt (under 20 sek.) ved 13,8V, rigeligt til forsyning af en 100W SSB-transceiver (50W FM/AM/RTTY/PSK).

Der kommer nogle små-udgifter til indkøb af et par elektrolytter, nogle få modstande, klemterminaler, epoxylim, maling osv.



Ombygningsvejledning:

Diagrammer over strømforsyningen:

ST-230WHF PSU - nogenlunde originalt diagram, OBS ca 800 kB

ST-230WHF PSU - modificeret og simplificeret diagram, OBS ca. 300 kB

Denne strømforsyning, billede 1, er meget velegnet og let at modificere (Zitech har bl.a. leveret denne type), du kan sikkert finde dem antikvarisk (på genbrugspladserne).
Fordelen ved at benytte en strømforsyning fra Seventeam er, at den er veldimensioneret, og man har ikke gået på kompromis ved udvælgelsen af kredsløbskomponenter.

Strømforsyningens 220 volts side ændres ikke, men lavspændingssiden ændres radikalt, og det kan være til stor hjælp, at udskrive denne tekst og krydse af efterhånden, som du får lavet de forskellige ændringer.

Tekstfil til udprint

Fjern topdækslet, billede 2, derefter ventilatoren m. regulator og kabler og rengør det.

Netstikket på printpladen trækkes fri af printet (mrk. AC IN).

Printkortets 4 fastgørelsesskruer fjernes, netspændingsomskifteren skrues ud (kan fjernes helt m. tilgangsledninger, hvis du ikke regner med at skulle benytte strømforsyningen på et 110V net).

Rengør printet, kølepladerne og komponenterne forsigtigt med en pensel.

Fjern den blå, den hvide, den orange og de gule udgangsledninger fra printet.

Klip de røde og sorte udgangskabler ned til ca. 12 cm's længde fra printet.

Fjern toroide filterspolen L4, filterkondensatorerne C16 og C17 (2200uF/10V).

Fjern ligeledes L8 og L7, R16, C18, C19, R18, J4, J5, D7, D8, D9, D10, R24, R25, R26, R28, R29, J7, R19, R20, R21, R22, R23, D14, ZD1, R39, R40, C21, Q7, C12, C13, R14 og R15.

Dobbeltdioden BD2 (12V) fjernes forsigtigt fra kølepladen og printet, se billede 3.



Montage af nye komponenter:

ZD1 = 13V zenerdiode BZX79C 13 (overspændingssikring).

R40 = 18K og R39 = 330k er begge bestemmende for udgangsspændingen, R39 kan evt. ændres så udgangsspændingen er korrekt, større ohm værdi giver større udg. spænding.

Over udgangsterminalerne monteres en 82 ohm/5W som fast belastning, monter den i R18 hullet +13V og stel i C15 (+).

C16 og C17 = 2200uF/16V(25V)105° [f.eks. Elfa nr. 67-234-15] med lav impedans, specielt beregnet til switch mode PSU, husk de skal have samme diameter, som de gamle.

Mellem hullerne ved C20/R23 og hullet ved R21 isættes 1 kohm for at "tøjre" lavspændingsenden af zenerdioden, se billede 4.

Du kan med fordel lodde 3 ekstra røde ledninger i printets 12 V udgang, så der er 10 sorte og 10 røde udgangsledninger.

Lod en kortslutning ind mellem 12 V og 5 V loddeøerne (hvor ledningerne er loddet på).

L4 toroiden renses for viklinger, slibes let med fint sandpapir, herefter parallelvikles 2x28 vindinger 1mm lakisoleret tråd på, eller 4x28 vindinger 0,7mm, trådlængde 1,4m/stk.

Transformatoren skal også modificeres, fordi den er opbygget med en separat 5V vikling og en separat 7V vikling, se originaldiagrammet, med hver sin egen dobbeltdiode ensretter CTB34M (BD1) til 5 volt og en CTB24L (BD2) til 7 Volt, disse to spændinger lægges så sammen og de 12 Volt opstår heraf.

Transformerbenene på sekundærsiden er delt ud på fire printøer, de to nærmest printkanten er 7V viklingens ender [1] og [2], de to andre med 2 ben i hver er enderne på 5V viklingen [3],[4] og [5],[6]. Du skal frilægge de to sidste printøer med 5V transformerbenene ved at file/skrabe/skære, se billede 5.

7 volts viklingens midtpunkt er koblet til +5V, det loddes fri (sort kabel fra transformeren til punktet CT2). Dette kabel består af 4 lakisolerede tråde, som splittes op ned til transformeren.

Mål hvilke 2 ledninger der ohmsk hører sammen, start med at ohme fra transformerens sekundær fra det ben der er nærmest ved printkanten [1] (venstre ben på BD2 CBL24L). Sno de to tråde sammen og gentag en tilsvarende måling mellem næste transformerben [2] (højre ben på BD2 CBL24L) og de to andre tråde, du skal måle en værdi nær 0 ohm i begge tilfælde.

Trådenderne klippes af 7 cm fra transformeren og de sidste 1,5 cm afisoleres og fortinnes, se billede 6.

Bor to huller op til 1mm i den lille printø ved trafoben [2]/[3] og hullet hvor trafoben 7 kunne være op til 1,8 mm bor op igennem trafospoleformen, se billede 5.

Før de to tråde som er i forbindelse med trafoben 1 ned gennem de to opborede huller i den lille printø og lod trådene til trafoben [3]/[4], billede 7 + 8.

Før de to tråde som er i forbindelse med trafoben 2 ned gennem det borede hul i trafoformen og gennem det opborede hul ved det manglende trafoben [7] lod trådene til trafoben [5]/[6], se billede 7 + 9.

Nu er 5V og 7V viklingerne lagt i serie og de skal så forbindes til den tidligere 5V dobbeltdiode ensretter BD1 (CTB34M). Forbind to stykker lakisoleret 1mm tråd mellem trafoben 1 og diodens ene side og tilsvarende tråd mellem trafoben 2 og diodens anden side, se billede 7. Diodens midterben er forsyningens +spænding, som så skal "filtreres" i L4 toroiden mm.

Der lægges ydermere en "lus" mellem denne diodes midterbens-printbane og printbanen som tidligere var forbundet til den anden ensretterdiodes midterben (tidl. 12V), for at strømforsyne regulerings- og sikkerhedselektronikken på lavspændingssiden (via D11), se nederste "lus" på billede 7.

Check printbanerne for evt. utilsigtede kortslutninger, for lange trådender o.lign.

Ventilator regulatoren kan også modificeres. Udskift 5V zenerdioden med en BZX79C 6V8 (den lodret monterede diode øverst til højre på billede 13), så blæser den en sagte brise gennem kassen i tomgang.

Monter en 6 eller 8mm2 lodde/klemterminal/kabelsko med 5mm hul på de røde og de sorte udgangsledninger.

Hun-netsikket fjernes fra strømforsyningskassen for at undgå udstråling af støj via et evt. tilsluttet kabel og for at få mulighed for at montere en netafbryder.

En passende metalplade fremstilles til at dække netstik-hullet og "bære" netafbryderen. Hullet bør dækkes for at ventilationsforholdene i kassen er optimale.

Tilsvarende dækkes det dobbelt U-formede hul, hvor afbryderledning og lavspændingskabler passerede kassens væg, af en plade, og der bores to 9mm huller til apparatbøsningerne i dækpladen. For at sikre elektrisk forbindelse til et elektrisk stelpunkt på bagsiden bores et 3,2mm hul i kassens væg og i dækpladen, se billede 11 og 12.
Vil du have en lysdiode, så skal du lige bore et hul til den.

Tre af ventilationshullerne har jeg forlænget for at få forbedret kølingen af de to køleplader på printet, se billede 11.

Dækpladerne har jeg limet og spartlet på kassen med Araldit, husk at affedte limfladerne.

Endelig kan kassen males, når de sidste komponenter er demonteret fra kassen.

En stelterminal fastskrues på skruen under apparatbøsningerne, og der monteres 470nF og 10nF fra stel til hver udgangsterminal (HF-støjdæmpning).

De to toroider på netkablet ved han-netstikket monteres nu, så begge de to netledninger stikkes 4 gange gennem begge toroider, se billede 14, og netstikket og afbryder monteres i kassen.



Test og justering:

Man kan funktionsteste lavspændingskredsløbet på arbejdsbordet uden at benytte 230V.
En variabel spænding 10-15V tilsluttes udgangsledningerne og katodesiden af D11 (for at forsyne regulatordelen), start med 10-12V, tilslut et multimeter til ben 8 på IC1, spændingen skal være ca. 1,35V.
Forøg ganske langsomt den variable spænding, samtidig med du iagttager multimetret, pludselig vil spændingen springe til ca. 2,0V, og her vil den variable spænding ca. svare til den endelige strømforsynings udgangsspænding, det vil ske ved omtrent 13,8V.

Du kan finindstille ved at justere R39 (her var spændingen 13,8V).
Kommer spændingen over ca. 15V, udløses overspændingssikringen, du må så sænke og fjerne spændingen kortvarigt fra kredsløbet for at få "nulstillet" sikringskredsløbet, Q5 og Q6 (one shot).

Har du et oscilloscop, kan du forbinde det til ben 8 på IC1, - er der pulser, er den variable spænding for lav og forsvinder de, er den for høj. I virkelighedens verden er pulserne relativt korte i "tomgang".

Funktionerer regulatoren, kan du montere den og blæser mm. i kassen, og når du har lukket kassen til af SIKKERHEDSHENSYN, er du klar til afprøvning. Tilslut 230V med en almindelig 25 W pære i serie og tænd for netafbryderen, pæren skal lyse kortvarigt op, og samtidig skal udgangsspændingen krybe op mellem 13 og 14 V, gør den det, kan du prøve at belaste strømforsyningen med 1-2A. Fungerer det, kan du fjerne pæren, og strømforsyningen kan nu testes for alvor. Jeg har testet den mange timer ved 15A og overstrømsgrænsen er på de 3 stk jeg har modificeret af samme fabrikat og type været 24,5A. Spændingsvariationen mellem printterminalerne er mindre end 10mV fra 0-last til 24A.

Overspændingssikringen er indstillet til 15,5 V vha. 13V zenerdioden.

Er strøm- eller overspændingssikringen aktiveret, dvs. ingen udgangsspænding, skal du slukke netspændingen til SMPS'en i 5-10 sek. før den kan starte op igen.

Jeg vil anbefale at bruge en stikkontakt med "jord" til strømforsyningen og et treleder netkabel og -stik, da kassen vekselspændingsmæssigt ligger på ca. 115V pga. det indbyggede netfilter. Hvis du kun benytter et toleder kabel, bør du "jorde" kassen.



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.



Hvis du mod forventning får problemer med ombygningen, kan jeg bistå med gode råd om nødvendigt.
Send en mail til:   mail link

God fornøjelse.

OZ1DB, Karsten



Litteraturhenvisninger:

Seventeam AT 230W ombygningsvejledning, engelsk

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

OZ2CPU's hjemmeside med PSU mods

OZ2CPU's hjemmeside med mange interessante ting

En tjekkisk hjemmeside med masser af SMPS-diagrammer

Revideret 15. september 2011