Вторая жизнь ATX. Блок питания мощного светодиода. Часть 1

Прикупил я как-то по случаю в местном магазине светодиод. Мощность 20Вт, марку не знаю, цену не помню, давно это было.

Из интернета выяснилось, что питание у него 30-36В, а максимальный ток — 700 мА.

Но, подключив его через мощный переменный резистор к блоку питания от телевизора на 80В и померяв ток, я понял, что мне будет достаточно 500 мА.

Разница в яркости невелика, а вот в нагреве — значительна.

За время моего радиогубительства у меня скопилось изрядное количество полурабочих и нерабочих блоков питания от компьютеров. С одним из них я экспериментировал и, несколько раз понаблюдав фейерверк, отложил его как не подлежащий восстановлению. И вот недавно, перебирая хлам, достал его из кучи и подумал: а ведь сгорела только мощная часть, дежурка-то цела! Надо его использовать.

Хотелось бы, чтобы эта статейка помогла начинающим не только пошагово переделать блок питания ATX, но и понять, что происходит в блоке питания и как он работатет.

Поэтому попытаюсь изобразить все это в виде комиксов 🙂

Да, кстати! СХЕМА ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ СЕТИ! ПРЕЖДЕ ЧЕМ ДЕЛАТЬ ЧТО-ЛИБО, ПОДУМАЙ, ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ! ВСЕГДА ОТКЛЮЧАЙ ШНУР ПИТАНИЯ И РАЗРЯЖАЙ СЕТЕВОЙ КОНДЕНСАТОР ПЕРЕД ВНЕСЕНИЕМ ИЗМЕНЕНИЙ В СХЕМУ! ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ! ВЫ САМИ НЕСЕТЕ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ВАШИ ДЕЙСТВИЯ!

Еще, кстати, можно защитный трансформатор 220:220 использовать, а если его нет, взять в два одинаковых и включить первый на понижение, а второй на повышение. Я так делал, чтобы в сетевой источник осциллографом влезть.

Хорошо бы иметь схему на блок питания ATX, который будем препарировать, это слегка облегчает задачу. У меня схема есть. Удаляем все, что касается силовой части, оставляем только дежурку:

Что осталось:

Вообще-то это уже сам по себе неплохой блок питания достаточно большой мощности на два выходных напряжения. Можно, например, какую-нибудь AVR запитать от 5В, а от 22-28 еще что-то, реле например.
Но у нас цель — светодиод, причем светодиоду нужно стабилизировать не напряжение, а ток.

Недолго думая, достаем из коробочки мощный резистор, на котором при необходимом нам токе (0.5А) будет падать 5В, а это по закону Ома 5В/0.5А = 10 Ом, и втыкаем его датчиком тока! Profit!!!

Цепи +5VSB за ненадобностью выкинул, конденсаторы можно было не трогать, но я поменял на один. У него напряжение должно быть полное (400В или больше).

Ну что, немного порадовались, но тут же обожгли пальцы об резистор. Еще бы, на нем 2,5 Вт рассеивается. Еще трансформатор греется сильно, и транзистор слегка…
Что-то менять надо, так наш блок долго не протянет, как минимум 20% в воздух…
К слову, напряжение на светодиоде — 30В, блок выдает 35В, при 0,5А это 17.5Вт в нагрузке, не считая потерь, которых тоже немало — не удивительно, что греется.

Усовершенствуем наш блок.
Чтобы снизить потери на резисторе — датчике тока, нужно уменьшить его сопротивление, но при этом уменьшится падение напряжения на нем и его не хватит для зажигания диода оптопары. Самый простой выход — усилить это напряжение с помощью операционного усилителя. Здесь подойдет всеми любимый LM358 из-за его способности работать по входу от нижнего напряжения питания (в нашем случае от нуля). Я не стал усложнять себе жизнь, загнал схему в MicroCap и подобрал значения резисторов обратной связи близко к стандартным номиналам.

Быстро напаиваем операционник, три (можно даже два) резистора и конденсатор на макетную платку с дырочками, соединяем подходящими кусочками провода — Profit!!!

Теперь все греется гораздо меньше, радиатор транзистору не нужен вовсе, трансформатор за 15 минут достиг 60 градусов примерно, больше всего греется светодиод, ну да я его давно уже на радиатор от какой-то старой видеокарты прикрутил, так что все ок.

Напряжение на светодиоде от 30.8В по мере нагрева падает до 28.8, а вот при измерении тока произошла первая потеря в этом эксперименте.
Все дело в том, что если светодиод окажется отсоединен от БП, то обратная связь размыкается и блок начинает наращивать выходное напряжение. Вот тут-то и случился пробой и из LM358 вышел весь волшебный дым, на котором она работала 🙂

Что ж, попробуем найти простое решение.
Нужно ограничить напряжение на выходе еще одной цепочкой обратной связи.
А что если кинуть с выхода БП стабилитрон на вход обратной связи. Тогда, пока нагрузка подключена, стабилизируется ток, а если отключена, напряжение повышается до открывания стабилитрона и так и держится. А для исключения взаимовлияния этих ветвей ОС натыкаем туда диодов:

Порывшись в коробке, нашел несколько стабилитронов на 30В и решил один из них поставить на пробу. LM358, правда, в коробке больше не оказалось, пришлось для проверки вытащить из лабораторного БП.

Включаем, измеряем…
На светодиоде 30В, ток 0.48А. Отключаем светодиод. Так, ничего не взорвалось. Напряжение на выходе 35В, LMка выдержала. Profit!!!

На этом первую часть заканчиваю, микросхему возвращаем на законное место, ждем посылку из Китая, будем дальше схему улучшать. А что же еще улучшать? Об этом в следующей части.
Источник

Оставить комментарий

Вы можете использовать следующие теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>