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本帖最后由 yzt05 于 2011-11-4 00:20 编辑 书接上回 在这里面我弄不好，（二）的图片留在了（一）里面，您对付着看好了 第四、探访核心(一) 今天我们开始认识ATX电源的核心部件--TL494 德克萨斯仪器公司生产的PWM发生器TL494，为典型的固定频率脉宽调制集成电路，包含了控制开关电源所需的全部功能。 494内部与我们改装相关的简要的电路图如下。 （一）贴1716524321612.jpg 需要我们特别关注的引脚我用红圈标记，3、5、6、7、8、9、10、11、13各脚与我们的改装几乎无关，使用15、16脚的也不多。 特别需要我们了解的引脚 1、2和15、16 是两个比较器的输入端 4 是死区电压控制，常见用来做开关机控制。接低电平工作，接5V停止。 8、9、10、11 是两个输出三极管的集电极、发射极。 14 参考电压输出，TL494内部有基准电压电路，产生5V基准电压，供比较器作为参考电压。 其他的： 3、比较器1的补偿 5、6 振荡器外接电容、电阻，决定震荡频率 7 接地。 12 电源正 13 多数接14脚5V电压，双边推挽输出。接地则输出管并联 工作。 如果不使用其中一个比较器，那么1、16脚其中之一接地，同时对应的2、15脚之一接5V,就可屏蔽它。 我们看一看在实际电路中的样子。 图一： 简单说明，红圈标记的引脚很重要，我们不用考虑的各个引脚我使用蓝色方框标记。 绿色线条标记的是14脚5V基准电压，经过R38(4.3K)和R37(4.7K)分压，送到2脚作为参考电压。相关电阻使用绿色框标记。 粉红色线标记的是从输出端12V电压信号经过R34(82K)和R35(4.7K)分压，从输出端5V电压信号经过R33(6.2K)和R35(4.7K)分压，一起送到1脚，和2脚参考电压比较。相关电阻使用粉红色框标记。 红色线条标记494的供电途径。红叉标记是要断开的冗余供电 蓝色箭头标记的是脉冲输出 这个电路比较器2不工作，15脚接14脚5V,16脚接地。 多数电路13脚都接14脚5V，推挽工作。 如此看来，电路也不复杂。 （一）贴1717143523771.jpg 图2--6(以后的图顺延，基本按照顺序) [attach]这种符号的行就是一个图 [attach] [attach] [attach] [attach] 各位朋友注意，我一直没有说4脚的事，因为常见两类情况，有的与外围电路关联复杂，下集再表。 TL494的4脚功能用法 TL494的2脚参考电压，输出取样反馈分压 一、4脚电路分析。 TL494的4脚，是死区电压控制，当V4=0V,依13脚接法不同，输出脉冲占空比为48%或者96%，电路达到最大输出，当V4大于4V，输出脉冲占空比为0，输出关断，当V4=0--4V之间不同数值时候，与之对应不同的占空比，对应不同的输出电压。所以4脚用来完成的功能有两种设计思路。一是控制开关机，二是调整输出电压、过压、过流保护。 在图一电路中，4脚参与开关机功能。我们不用详细分析它的过程，只要记得当V4=0V,电路达到最大输出，当V4大于4V，输出关断就行了。 至于于4脚相关的保护功能，我们把它去掉算了。 二、参考电压，分压及调整 2脚电压是关键，要根据原来电路2脚电压数值，计算改动后输出电压范围。 如果2脚电压比较高甚至接近5V，那么改动起来工作量大一点，要参照V2=2.5V的电路，更改5V和12V输出到1脚的相关电阻值，为了简便，只保留一组输出反馈也没有问题。 为了方便朋友们对照，还是把图放上来。图一 [attach] 我们来看，辅助电源送电到TL494的12脚，芯片开始工作，14脚输出基准电压经过R38和R37分压，作为参考电压送到494内部比较器1的反相输入端2脚。两路输出电压经过R34、R35和R33、R35分压取样，送到494内部比较器1的同相输入端1脚，通过内部电路控制8、11脚输出脉冲的占空比，达到稳定输出的目的。从15脚接14脚5V，16脚接地可以判断，494内部比较器2没有参与工作。 所以，我们改变2脚参考电压，就可以改变输出电压。 从R38和R37的阻值可以算出，2脚的参考电压为：V14*R37/(R37+R38)=5*4.7/(4.7+4.3)=2.6V，这是输出端对应的电压是5V和12V。 那么，我们有两种思路使输出电压可调 1、小范围改变R38和R37的阻值，输出电压就能小范围调整，做成定压输出。比如使V2=3V,12V输出将成为13.8V，您自己仔细计算，不难的。 2、直接将V14经过一只电位器入地，从滑动点取出0---5V电压送到2脚，输出电压将从0--9.6和0--22V改变。如果上述范围不符合您的需要，可以稍稍改动R38和R37的阻值，比如将R38改成与R37相等的4.7K，再作如此改变，那么输出为0--10V和0--24V。 这种情况1脚的输出取样电路不要做任何改动。为了简便，只保留一路也可以。 图二和图一类似，2脚参考电压2.5V,不再详述。 图三有两处不同(AT电源，少了不少功能，没有辅助电源，不建议用来改装，这里仅用作分析电路，计算参数的载体) 1、4脚直接接地 2、TL494的2脚参考电压是V2=5V*270/(47+270)=4.26V，这个数值对应着输出的5V和12V。 如此，直接使用上面的方法，V2=0--5V 输出电压范围计算： 原来5V端：0--5.87V (4.26/5=5/x x=5*5/4.26=5.87V) 原来12V端：0--14.09V (4.26/5=12/x x=5*12/4.26=14.09V) 如果您觉得变化范围小，只有成组地改变取样、分压电阻数值了，借用图一、图二的数值，试验一下，是个不错的办法。 图四 TL494的2脚参考电压是V2=5V*270/(4.7+270)=4.914452V，这个数值对应着输出的5V和12V。所以如果不改动参考电压和输出端取样分压电阻，只能是0--5V和0--12V可调。 上述计算的前提是，4脚接地。说了这么多，您已经明白了。 至此，计算机ATX电源改装可调电源DIY原理部分结束。您可以自由地发挥您的才能，做好它。 后面的部分，打算先说一下制作要点，然后以图一电路为例，讲一下拆哪些，怎样改等等我的做法，共朋友们参考。 第五、改装方法及举例 我们假定准备了前面的基础知识，今天开始要动手改装了。 第一步：准备一只能够正常工作的ATX电源。 没有具体要求，什么品牌不限。 打开它的上盖，找TL494芯片。什么，您没有找到？仔细找也没有。那么，您要换一个电源，再找，直到找到为止。 把线路板从铁盒里面取出来，为了您方便，暂时取下风扇，并且断开220V插座到线路板的联系。 第二步：读图，复制原理图。 可以走一些捷径，到网上找一些ATX电源原理图，多找几种，打印下来，对着您的电源板分析，看哪一个电路图和您的板符合。 您若有彩票中奖100万的运气，图和板完全吻合，直接进入下一步。 如果您和我一样，就要回想前面我带着您分析的各个单元电路，看那一部分相同。我的板需要把三个原理图拼合才成。 大多数情况：主要回路基本都相同，激励回路差别也很小。 辅助电源有几种常见类型，分析起来不难的。有的在初级、次级之间有光电耦合器，组成辅助电源的闭环反馈回路。 开、关机电路和各种保护电路千差万别。不用太过担心，您可以把它们放在一边，照我的例子，把TL494的4脚接地就OK。 这一步，说起来简单，做的时候很需要耐心。我做这一步用了半个月的业余时间晚上，老婆对我的耐心和毅力佩服之极。 这也就是我在前面说的好几个“耐心足够”的意思。 第三步：确定在原理图上的手术方案 我使用参考图1举例说明。再次贴上此图 [attach] 这是手术方案详细图 [attach] 1、保留部分，使用橙色阴影标记，包括主回路、激励回路、TL494机器外围电路、辅助电源、5V和12V输出电路。 去除部分我使用粉红色方框围起来，分别介绍。 2、右上角是辅助电源，其中的5V稳压去掉，稳压集成块7805等元件可以留作他用。注意关注两个地方：a、220V整流后的310V电压经过在Q1集电极处接R72给辅助电源供电。b、辅助电源输出给激励部分供电，并且给TL494的12脚供电。我用绿色线条+箭头标记，一定要保持这两路畅通。 3、字母A红叉，激励变压器右边中心头开始，另一端通往开机及保护电路的D19和R53，这是要断开的，本图其他地方粉红色叉子标记的线条，打叉的地方都是要断开的。 4、字母B要断开的，是12V输出部分到TL494芯片12脚的冗余供电回路，取下D20就可以。我用粉红色方框标记，其余地方相同标记含义相同。 5、左边中间的粉红色框，是3.3V输出，都要去掉。 字母C标记，断开T1主变压器N2绕组到3.3V整流二极管Q12的两根线，取下L6和Q12。 字母D标记，断开3.3V输出到保护电路R32和DZ4的连接。 这一部分取下的元件，IC4--WL431是一个好东西，标准的2.5V基准电压，高灵敏电压比较器，用来取代稳压电源的稳压二极管、或者做个基准，很好的。 6、左下角，-12V和-5V输出，字母标记E、F的意思您一看就明白。不再赘述。 7、右下角是开关机和过压过流保护电路。都去掉。 字母G标记，包括三个叉子，取下R90，断开TL494的15脚4脚与这部分电路的联系，但是要保留4脚---R40---地的通路。 字母H标记，从各路输出到这部分的左下角的四根线都要断开。 8、TL494芯片下面，是LM393及外围电路。都去掉。 字母J标记，TL494的14脚提供5V基准电压，为LM393的8脚供电，断开它。保留分压后供2脚作为参考电压。绿色线条标记。 字母K标记，断开R65和5V输出的联系。 字母L标记, 包括3个要断开的地方： a 上边红叉：Q21发射极与R104、R102连接点以及Q21发射极与D51的连接。 b 左边的两个红叉：R104和R105左端与R38和14脚5V的连接。 9、风扇，如果地方可以安排，留着用，去掉也行。 10、还有一个问题 有的电源板原来TL494芯片的2脚电压高，需要重新计算输出反馈电阻，其实不必，就按照我的例子的数值：1脚接4.7K到地，12V反馈用82K；5V反馈用6.2K，一起接到TL494芯片的1脚，就可以。 按照上述手术方案，切割后的原理图如下 [attach] 然后再说改动，很简单啦，使用一个电位器，一端接TL494的14脚5V基准电压，另一端接地，从中心抽头，取得0--5V参考电压，送到TL494的2脚，要取下R37，断开2脚与地之间联系，接到R38与中心抽头之间就可以。 注意：原来的5V、12V输出滤波电容C15和C16必须更换，否则改动后电压升高，它们会爆的。 R81和R82不要拆下来，保证开关电源有一定的负载。 如下图 [attach] 第四步：对线路板进行拆、改。 目标是：得到一块预期功能的线路板。说起来容易，做起来需要耐心和细心。 我不能替您计划具体的操作过程，请您看一看我改造过程中记录的文件，希望您能举一反三。 1、和我的实物最接近的原理图 [attach] 保留范围使用红线标记 [attach] 补充图 [attach] 我绘制的主要元件位置图---元件面 [attach] 相关部分的印刷线路走线图 [attach] 输出部分铜箔割接，滤波电容方案 [attach] 其他的一些记录文件，也许有对您有用的信息 [attach] [attach] [attach] 第五、电压表自动量程转换，电流表改制，简易过流保护的设计思路。 经过前面四个步骤的努力，改装： 第一步：准备一只能够正常工作的ATX电源。 第二步：读图，复制原理图。 第三步：确定在原理图上的手术方案 第四步：对线路板进行拆、改。 我们得到了一块预期功能的线路板。 第五步：安装电压表、电流表，过流保护电路 一、有关模拟电压表、电流表的科普： 我们常用的模拟式仪表是电磁式，表头内阻和满度电流是必须知道的参数。 我们不讨论它的形状大小，常见表头内阻几十欧姆到数千欧姆，满度电流几微安到几毫安，一般地，内阻大，满度电流小，灵敏度高，反之内阻小，满度电流大。 以我使用的表头为例，内阻142欧姆，满度电流500微安。 计算电流表，可以直接计算，例如并联上1.42欧姆的电阻，就是量程为50毫安的电流表。 但是经常把表头串联一个适当的电阻，例如本例串接8欧姆、158欧姆、358欧姆，那么，表头的综合内组成为150欧姆、300欧姆、500欧姆。好处是计算和改装方便。 您看，当500微安的电流通过上述“表头”，压降分别是75毫伏、150毫伏、250毫伏，这个压降数值就是您改装后电流表的电压降数值，与表的量程无关。 常见的成品仪器设备，使用75毫伏压降标准设计电流表分流器的最多。 二、我的两个表 基本思路：一个表头，使用开关转换测量电压或者电流。 我给表头串联了一个160欧姆电阻，按照150毫伏标准。(以下说的“表头”均指串联160欧姆以后的综合表头) 1、需要量程为125mA、2.5A的电流表 125毫安量程，R=0.15V/0.125A=1.2欧姆 2.5A量程， R=0.15V/2.5A=0.06欧姆 当表头并联0.06欧姆电阻，电流表量程2.5A,并联1.2欧姆(实际还加上了0.06欧姆的)电阻，电流表量程125毫安。 电流表量程转换方法：0.06欧姆电阻1.2欧姆电阻串联在一起，在1.2欧姆电阻上面并联一个开关，当开关闭合，表头只是并联0.06欧姆电阻，量程2.5A，开关断开，表头并联两个电阻，量程125mA（有百分之六的误差，后来实际上小很多）。 2、需要量程25V、12.5V的电压表，根据欧姆定律， R=U/I=25/0.0005=50000欧姆 这个阻值包含了表头综合内阻300欧姆。所以，表头串联一个49700欧姆的电阻，就是25V量程的电压表。 实际上，有两个原因，直接串一个50K电阻就可以。 a 300欧姆和50000欧姆相比，只占0.006，也就是0.6%，精密电阻误差1%，够小了吧，但是大于上述值。 b 表头的误差，往往大于1.5%，所以0.6%的电阻误差可以忽略。 同理串联一个25K欧姆的电阻，就是量程12.5V的电压表。 量程转换方法：表头串接25K电阻，12.5V,串接50K电阻，25V，二者是用一只电磁继电器切换。 上图说话：电压表和电流表的连接图 一些实际问题： a 没有电桥，怎样得到1.2欧姆和0.06欧姆电阻。 使用500W电炉丝，R=U平方/P。总阻值=220*220/500=97欧姆。取1/20左右，先不要拉直，用表量一下大致数值，5欧姆差不多的。搭一个下图的电路，就使用我们刚作好的电源，慢慢调节输出适当电压，若被测表电流数值小于万用表指示，就缩短接入电阻，大于就增加接入电阻，直到二者数值接近，慢慢升高电压看到万用表的数值125mA，被测表满度，就OK了。 这个测试，接线要足够粗，使用质量好的鳄鱼夹移动接入电阻丝长度。 得到了1.2欧姆，如法炮制，得到0.06欧姆阻值，上图已经有表示。注意，要接入短路开关，短路开关的接入电阻的影响早已不容忽视。 在我的实例中，开始根据1.2欧姆炉丝的长度，估计出一段的大致阻值，取差不多长度的几段，并在一起，装机后，发现两边端子螺丝拧紧程度，对阻值都有不容忽视的影响，拧到最紧，电流表最大量程为6A，结果就是它了。然后重新绘制表盘。 另外，电流表的最大量程最好比过流保护数值稍小为佳。 b 如何设计电压表的自动量程切换 是电压表量程自动切换，不是10V、24V输出选择自动切换，那个还是要手动的，主要这些开关及接线要粗。 找一个直流继电器，12V的继电器吸合电压一般小于12V，我们要测一下。就使用我们的电源，接上电流表，给绕组通电，慢慢调高电压，听到“嗒”的一声停止。看电流表数值，很重要。不动电路，测端口电压。这就是继电器的关键参数。 拆开电路连接，直接用万用表测量继电器线圈阻值，复查核算，与电压及电流值符合欧姆定律，否则要找到原因，避免误判。 我用的继电器，阻值375欧姆，起始吸合电流15mA，计算电压为5.625V，与测量值符合。串联300欧姆电阻后，300+375=675欧姆，675*0.015=10.125V,符合我的要求。 三、过流保护是必需的。 本来我没有设计这部分，正沉浸在成功的喜悦中。忽然某天，“啪”的一声，爆了。更换了NTC保护电阻、220V整流二极管,二只开关三极管、TL494，才恢复正常。 痛定思痛，还是加上保护为妙 我一向崇尚简单思路。 使用干簧管（学名：干式舌簧管）加上一个粗空心线圈，就是一个过流保护开关，调整线圈的长短、疏密，甚至干簧管的位置，就可以改变动作电流。 TL494还空着一组比较器，按说可以利用，但是,捣鼓低值电阻很麻烦，而且电流表分流电阻已经利用了输出端到电路板的地点的位置。这个检流器没有位置要求，放在正极输出端附近比较方便安排。 电路的逻辑关系要动一点心思， a 要利用继电器的常开触点作为继电器线圈的自保电路，否则继电器吸合以后，整个电路失电，干簧管开关触电断开，继电器释放，周而复始。 b 继电器要单独供电，原因同上，开始还想简单一点，使用电阻降压，二极管整流，电容滤波，接过体积不小，发热量大。改为一只小变压器，二极管整流，电容滤波。 一些相关图片 完整的内部重要接线图 有坛友建议开发TL494的定流输出、过流保护功能，我没研究，现举两例，权作抛砖引玉 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ 太累啦！太累啦！虽然是重新剪切、粘贴，还是太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！太累啦！ |
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