宁可一次一次去撞南墙,也不能一个一个失去理想。

KA3511方案FSP230-60PNA全汉ATX电源改可调调试电源过程

手头一个闲置了10几年的全汉ATX电源,当时从联想品牌机上拆下的,这款电源分量很足,一级二级滤波电路非常完整,算是良心电源。但是这个电源有一个问题,因为负载电阻设计瓦数太小,另外散热不好,所以基本上都是2年报废,报废原因都是电阻太热把周围电容烤爆浆了。维修也很简单,把几个电容换了就可以了。

因为闲置太久,现在手头好几个ATX电源,所以想把这个改成可调电源用于调试。该电源主控采用KA3511芯片,找不到一摸一样的电路图,下面两张是近似电路图,核心部分没有区别,主要区别在于-12v和-5V电路,手头的电源应该是改进以后的电路,设计更合理了一些。

 

与网上常见的ATX电源方案不同,该电源使用的是KA3511芯片,是专门为ATX电源设计的一款IC,本身集成了+12V/+5V/+3.3V的过欠压保护,4脚使用1.25V采样用于调整输出电压,虽然对于电源来说这样设计电路就更方便的,但是对于我们改造来说却复杂了一些。改造整体思路如下:

  1. 使用伪造的+12V/+5V/+3.3V骗过IC采样,防止IC进入保护状态。
  2. 拆除+3.3V/±5V/-12V 相关电路,包括连接到IC4脚的采样电路,只保留12V电路用于改造后的输出,电路上相关电容换为合适的耐压值。
  3. 在原+12V输出和IC的4脚之间设计可调电阻电路,改变用于采样的电压值,从而实现调整输出电压。

在实际改造过程中,其他改造细节如下:

  1. +12V伪造采用+5VSB+升压模块,因为改造后输出电压是可调的,热风扇不能再接到原+12V输出上了,所以风扇也要接这个升压模块。
  2. +5VSB直接用于+5V伪造,然后用1117-3.3实现3.3V伪造。
  3. IC16脚额外的电压采样,本身设计用于监测T2和T3电压,以及+3.3V(记不太清了,反正和图纸中不同,图纸上是±5V)输出电压,改造+3.3V检测部分用于检测改造后的输出电压,防止电压超出电容耐压值造成安全问题。
  4. 原电路+12V是用+5V输出经过整流桥之后串联+7V实现的,所以原电路+5V整流桥电流巨大,因为要同时承受+5V和+12V的电流。改造后因为删除了+5V和+3.3V,所以改造T1变压器,+V12线圈输入端按组分成两股,按同名端原则分别接到+5V输出端,这样就只要使用原+12V一个整流桥就可以了。同时为了保证电流,用原3.3V的20A整流桥替换原12V的16A整流桥。
  5. L1大电感上除了原+12V线圈保留,其他线圈都拆掉。+12V线圈原来为按磁环绕半圈上去又原路绕半圈回来,改造为按照磁环绕一整圈。
  6. 把原+5V和+3.3V拆下的电感,接在原+12V输出后面,组成多级LC滤波电路,让输出纹波更低。但是注意,经过测试如果IC的4脚采样接在最终输出上,变压器噪音较大,所以按原电路直接接在L1大环形电感输出端。
  7. 经过测试该变压器最高输出电压为26V,所以上面第3条设计保护为25V,输出电容耐压选择30V。最低输出电压理论上不能低于IC采样电压1.25V,所以设计为最低2V。
  8. 输出负载电阻的作用有两个,一是为电路形成环路,这样IC才能对输出电压采样,二是在低负载时承担一部分电流,从而降低PWM的空载比,从而降低变压器噪音及输出纹波。因为电源改为2~25V可调,调整范围太大,负载电阻选用固定值就不合适。因为没有示波器,所以只能根据变压器噪音判断,测试得出以下电压及负载电阻关系:《KA3511方案FSP230-60PNA全汉ATX电源改可调调试电源过程》
  9. 根据上图,设计一个LM393电压比较器,LM393输出端驱动N-MOS。在10V以内,所有电阻导通,并联电阻约2.7欧;10V~15V,只有2个100R并联导通,并联电阻50欧;超过15V,只有一个100R电阻导通。
  10. 最后,4脚电路采用20K可调配1K固定电阻(大概是这样,具体设计记不清了,反正很简单不详述了)。

改造后装上电压电流表,香蕉插座,装好外壳,搞定。

 

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