Fuente de alimentación de PC, reformada para 13,8v a 20A

Transcripción

1 Fuente de alimentación de PC, reformada para 13,8v a 20A Instrucciones de seguridad precaución: El circuito siguiente funciona con una tensión de 220 VAC. Debido a la rectificación, la tensión de C.C. en algunos de los componentes es más de 322 V. por lo que el trabajo tiene que ser realizado solamente si el circuito se desconecta de la red de 220v y se desenergiza. Observe que los capacitores situados del lado primario se pueden cargar con alta tensión por varios segundos incluso después de desconectarse de la tensión de línea. Las desventajas principales de las fuentes de alimentación lineales generalmente son la disipación de alta energía, el tamaño y el peso. Al buscar una solución alternativa, decidí utilizar una fuente de alimentación tipo switch (SMPS). La eficiencia de tales fuentes de alimentación es alrededor del 70 % al 90 %. Entonces intenté la modificación de una fuente de alimentación de PC. Fig.1: Diagrama en bloques de una fuente de alimentación de conmutación Breve descripción de las características de las fuentes de PC (SMPS) Dependiendo del modelo de la PC, éstas se clasifican según su potencia de salida, generalmente entre 150 y 250 W. Hecho un análisis del circuito de ellas se puede concluir que una reforma bien concebida tendrá como resultado una fuente teóricamente correcta y con regulación de tensión a plena carga excelente. Es importante la elección de una fuente con transformador censor de intensidad (T3), ya que brinda mejor funcionalidad.

2 Fig.2: configuración de los transistores interruptores Regulación Después del encendido la fuente funciona como oscilador libre (free-running). Este comportamiento es causado por una bobina de regeneración en el transformador T2. Tan pronto como la tensión auxiliar (Uaux) esté presente el IC TL494CN del modulador de ancho de pulso, asume el control y sincroniza el "oscilador". El amplificador de error en el TL494 compara la tensión en la salida (valor real) con una tensión de referencia (valor fijo e interno en el 494), calcula la variable análoga del control según el algoritmo de (pi) y ajusta el modulador de la ancho del pulso (véase fig. 6). El modulador envía pulsos alternos a los transistores Q5 y Q6. La duración del pulso es inversamente proporcional al grado variable del control. El aumento de carga en los +5 V (o la que sea) de salida hace que se generen pulsos más amplios, una carga más ligera causa pulsos más estrechos. Pero hay una anchura mínima finita del pulso, una carga mínima de 0,1 A es necesaria. Sin esta carga la fuente de alimentación se destruye. La frecuencia de la conmutación está aproximadamente a 33 kilociclos como de costumbre para las fuentes de alimentación de PC, que es definida por un resistor y un capacitor situados en las patas 5 y 6 de IC1. El tl494

3 Fig. 3: La tensión primaria se filtra, rectifica y se aplica a los transistores de salida. Circuito De Supervisión Varios circuitos de protección se incluyen en la fuente de alimentación original. La corriente primaria excesiva debido a una corriente secundaria muy alta conduce a una alta tensión alterna en la salida T3. Si esta tensión está sobre un umbral fijo, el TL494 para inmediatamente el generar ciclos de pulsos y cambia al modo intermitente. El circuito y la carga se protegen además contra la sobretensión o cortocircuitos en las distintas tensiones de salida. El apagado se ejecuta vía señal alta a la entrada de la protección de IC1 (pata 4). Si usted ve un regulador KA7500 o IR3MO2 PWM en el impreso, este es compatible con el TL494CN. IC3 es un comparador dual del tipo LM339. Algunas fuentes de alimentación no traen este IC, sino un circuito de supervisión discreto de dos transistores, ofreciendo la misma funcionalidad. Modificaciones en la rectificación secundaria El intento está para toda la energía disponible en los 12 V secundarios del T1 de ser rectificada, regulada, protegida y filtrada para proporcionar una sola salida de la C.C. de 13,8 V en 250 W, o más si es posible. Primero desuelde y quite todos los componentes en el lado secundario del T1 que se encuentren para la rectificación y filtrado de las cuatro tensiones originales. En esa parte del impreso se dejan solamente los tres conjuntos: RC1, RC2 y RC3, y los componentes para proporcionar una tensión auxiliar ( Uaux ).

4 Fig.4: Rectificación secundaria según lo encontrado en la fuente de alimentación original de la PC Reconstrucción del lado secundario. Rompa (corte) las pistas del impreso entre los miembros RC1/RC2 y el secundario de T1. Modifique L4a, L4b y L4c. saque el toroide (cuenta vueltas de L4c-12v-). Rebobine el toroide L4 * con una sola bobina, con tantas espiras como tenía la vieja L4c pero con alambre de 1,5mm como mínimo. Con alambre de 1,5 mm, rehaga una de las bobinas de filtro (la mas grande) Instale dos electrolíticos de 2200 uf. x 16v, y el resistor de sangrado de 100 ohmios 2W como carga permanente. Utilice las viejas pistas del impreso de la sección de +5 V y las pistas de la tierra como terminales para L4 *, el resistor de 100 ohmios y los dos capacitores de 2200 uf. suelde L4 * en el mismo lugar sobre el lado de los componentes del impreso en donde la bobina de L4b estaba conectada antes. Tenga en cuenta que el disipador del rectificador D5 (diodo que rectificaba 5v -15sd40-) debe ser de aluminio y alteado. Sujete con un tornillo D5 (diodo que rectificaba 5v -15sd40-) al disipador de calor, Utilice grasa siliconada. D5 está identificado en algunos impresos con la abreviatura SKD. Conecte las patas de los ánodos de D5a y de D5b con un miembro RC1/RC2. Los cátodos de D5 (pata central) tienen que ser conectados con el punto nodal de RC1, de RC2 y de L4. Establezca dos acoplamientos entre los terminales de 12V del T1 y los miembros de RC con dos pedacitos de cable (de los conectores de 5v viejos que no se usarán). D5 será alimentado desde la bobina de 12 V.

5 Esta estructura simple y clara debe quedar después de la "reconstrucción". Fig. 5: Secundario para una tensión de 13.8 V Modificación al circuito de regulación y de protección La pieza del circuito responsable de de regulación y de la supervisión tiene que ser modificada en tres lugares. Arregle la situación sacando los componentes que no se necesitan del lado de los componentes del impreso. R24 * se calcula para la tensión de la salida de 13,8 V. La tensión de la entrada del amplificador del error (pata1) debe ser igual a 2,5 V después de la estabilización del lazo de control, es decir mitad de 5 V de la tensión fija de referencia que se aplica a la pata 2, cuando la salida está en 13,8 V. R24 * = 21,3 kohm Ponga un diodo universal 1N4148 y un diodo Zener de 8.2 V en serie a D16. Suma de U = 8.2 V + 2 x 0.7 V = 9.6 V Simplifique el divisor de tensión (R36, R42, R45 y D14) en el circuito de la protección de cortocircuitos. Para esto quite R36 y D14. Conecte el final libre de R42 con el campo común (tierra) y substituya R45 por uno de un valor más alto para asegurar que no se pare la operación normal. La tensión a través de R42 debe ser menos de 1.7 V (tomé 1.2 V). R45 * =15 kohm Las áreas marcadas con los marcos punteados, demuestran los componentes modificados o adicionales que son necesarios para la tensión de la salida de 13,8 V.

6 Fig. 6: Circuitos de regulación y de protección: todas las modificaciones Otras Modificaciones Es muy importante que la fuente posea un filtro de línea a la entrada de 220v, para evitar la salida de los 33Khtz, por eso se dispuso un filtro a la salida de 13,8v, el que es muy necesario, y no hubo ruido en ninguna banda de aficionados. Es importante que la fuente posea un filtro de línea (230V) El filtro de 20 A a la salida de la C.C., también es importante y no debe obviarse. El gabinete de la fuente de alimentación debe ser de metal, hierro, para aislar los campos magnéticos. Las placas de aluminio protegen solamente contra campos eléctricos. Opcional en el primario: Substituya los capacitores de 220 uf C1 y C2 por dos capacitores de 470 uf por 200v. Esto reduce la ondulación primaria, que ayuda la a regulación en carga completa. Prueba de la fuente de alimentación

7 Fase 1: Estas pruebas tienen que ser realizadas con una fuente de tensión de laboratorio para evitar la destrucción de componentes en caso de que se hallan deslizado errores. La salida de 13,8 V se carga con un bulbo de 12V/50W de faro de automóvil. La fuente está conectada a masa y a Uaux, El IC TL494 consigue su voltaje de funcionamiento y genera pulsos del control con la duración máxima del pulso. Compruebe las señales en Q5 y Q6. Fase 2: Durante la segunda fase de prueba la tensión es provista por la fuente de laboratorio también, pero con 13 v. Para este propósito haga un acoplamiento entre Uaux y U+. El regulador de PWM intenta ofrecer 13,8 V en la salida en la duración máxima del pulso. Más no puede ser acertado debido al punto bajo de tensión de entrada. Con un osciloscopio, mida las señales en los puntos: TP1 (emisor Q1 contra el emisor Q2) y TP2 (cátodo D5 contra masa) debe parecer según lo demostrado en el cuadro 7. Fig. 7: Forma de la señal en TP1 y TP2 Fase 3: Desconecte la fuente del laboratorio, lámpara de automóvil y todo aquello que halla utilizado. Ahora se puede alimentar a la fuente con unos 110v y si es posible a través de una lámpara de 220v en serie, por las dudas. La fuente generará los 13,8v pero si la cargamos con la lámpara puede bajar debido a la alimentación de 110 en lugar de 220v, Si hasta aquí todo resultó bien está a punto de lograrlo Ahora, puede proceder con la prueba en 220 VAC. Si después de aplicar la tensión de 220, la lámpara se enciende brillantemente, la tensión de la salida asciende a 13,8 V y no hay ruidos u olores raros. Ha hecho todo bien. La prueba siguiente es la plena carga con algunos resistores de alta disipación para hacer erogar a la fuente unos 20 amperes, también puede hacerse con el tranceptor, directamente. Cuidado al chequear la temperatura de los disipadores ya que hay tensión peligrosa en los transistores de salida

8 A continuación se muestran 2 circuitos de otras fuentes comunes en pc luego de la reforma del circuito, con sus valores. No se incluye la rectificación de los 13,8v ya que es la misma descripta mas arriba.

9