Применение компьютерных блоков питания

Обращая внимание на дешевизну компьютерных блоков питания , их очень просто приспособить и для других радиолюбительских нужд. В типовой схеме (см. рис.1) сетевое напряжение сразу выпрямляется в постоянное 320 В, половина которого подается к первичной обмотке трансформатора Т1 через ключевые транзисторы Q1/Q2 (действуют попеременно). Вторичные обмотки Т1 имеют общую заземленную точку, а напряжения формируются двухполупериодными двухдиодными (D1D2 для +12 В и D3D4 для +5 В) выпрямителями с LC-сглаживающими фильтрами. Четыре оставшихся необозначенных на схеме диода используются для формирования напряжений отрицательной полярности. Управление ключевыми транзисторами осуществляется через второй трансформатор Т2, первичная обмотка которого подключена к выходу специализированной ИМС TL494. Это интегральный ШИМ-регулятор с несущей около 30 кГц (задается цепочкой C1R1 на выводах 5 и 6), длительность коммутирующих импульсов на выходе которого зависит от результата сравнения напряжений на выходах +5 В и +12 В с внутренним опорным напряжением. Если выходные напряжения блока питания меньше, чем надо, то длительность импульсов увеличивается и наоборот; таким образом обеспечивается эффективная стабилизация выходных напряжений.

Рис.1. Применение компьютерных блоков питания. Типовая схема

Типовая спецификация стандартного блока питания: +5 В/ 3...22А, +12 В/0,5...8 А, -12 В/0,5 А, -5 В/0,5 А. Рассмотренная схемотехника задает следующие требования к возможным модификациям: общая мощность всех нагрузок не должна превышать 200 Вт (это ограничения Q1, Q2, Т1); ток через любую из 12-вольтовых обмоток не должен превышать 4 А, а 5-вольтовых -10 А (ограничения катушек L1a/b и диодов D1-D4); каждая из половинок вторичной обмотки Т1 должна нагружаться симметрично, т.е. обязательно двухполупериодное выпрямление; соотношение напряжений пяти и 12-вольтовых выходов изменить невозможно ввиду фиксированного соотношения числа витков вторичных обмоток Т1 - абсолютные значения напряжений можно изменять на ±30%, или 3,5...6,5 В и 9...15 В, но их соотношение всегда будет равно 5:12.

Пример 1: 6 В/15 А. Напряжение 6 В укладывается в 30%-ный коридор для 5-вольтового выхода, а 16 А соответствует (2х)8 А от каждого плеча выпрямителя, т.е. требования выполнимы.

Рис.2. Применение компьютерных блоков питания. Схема на 6 В/15 А

Схема для такого варианта показана на рис.2; здесь выходы +12/-12/-5 В с обрамлением устранены за ненадобностью. Выходное напряжение определяется резисторами R4 и R5. TL494 регулирует выход так, чтобы напряжения на ее выводах 1 и 2 (опорное 5 В) были равными, т.е. напряжение на R5 равно 5 В. Очевидно, что при этом напряжение на R4 равно 6-5=1 В и его сопротивление R4=R5(6B-5B)/5B. Если R5=4,7 кОм, то подходящее R4=1 кОм.

Пример 2: 24 В/ 4 А. 24 В не укладывается в 30% коридор ни одного из стандартных напряжений, поэтому применим модификацию включения вторичных обмоток - рис.3. Здесь добавлены D5 и D6, формирующие напряжение -12 В. Перемаркируем -12 В в «общий», тогда +12 В станет +24 В (такой «фокус» возможен из-за гальванической развязки схемы от сети и нагрузки). Сопротивление R3=R5(12 В - 5 В)/5 В, т.е. если R5=3,3 кОм, то R3 = 4,7 кОм.

Рис.3. Применение компьютерных блоков питания. Схема на 24 В/ 4 А

D. Begebeger
Elektor Electronics