Ombygning af PC-strømforsyning til 13,6Volt, 20Ampere

 

 

Hvis man kan finde en aflagt PC, med en funktionsdygtig strømforsyning, er det muligt at bygge en strømforsyning til de eksperimenter, som man som radioamatør af og til kan finde på at give sig i kast med. At den så også kan bruges som en letvægtsstrømforsyning til en 100W HF station gør jo ikke indsatsen mindre attraktiv. Og det bedste af det hele er, at den ikke koster mere en et par modstande og lidt loddetin.

 

 

 

Baggrund:

Jeg er af og til QRV fra sommerhuset, og har tidligere medbragt min HF station samt strømforsyning, antennetuner og hele molevitten. Det var meget tungt at have med at gøre, og samtidig besværligt at skulle jeg hive alle kabler og ledninger ud af stationen i shacket for at få det ud i bilen og derefter stille det op i sommerhuset. Hele seancen gentog sig, når jeg efter weekenden skulle hjem igen. Derfor besluttede jeg mig for at skaffe en lille handy HF-station, når lejligheden bød sig.

En FT-707 uden strømforsyning blev skaffet til huse, og så manglede der blot noget power.

I første omgang byggede jeg en seriereguleret strømforsyning efter de forhånden værende søms princip. Transformatoren gav alt for megen spænding, og spændingsfaldet over serietransistorerne var 10V. Ved 20A giver det et tab på 200W – som kun kan bruges til opvarmning.

 

 

 

 

 

Sådan gjorde jeg:

Jeg dykkede derfor ned i kælderen, og fandt en gammel  PC med en 200W strømforsyning.

I princippet er en sådan ikke beregnet til at give al effekten ud på +12V ledningerne, men til gengæld er der jo ikke tale om kontinuerlig drift med maksimal strøm, så jeg prøvede uden at lave noget om, at se, hvor meget den ville levere.

Rsultatet var egentlig opmuntrende idet jeg med en ”modstand på 0,7 Ohm bestående af  ca. 60m 1,5 mm2  installationstråd kunne trække 15A med et fald i spændingen fra 11,7V til 10,5V. Det er ved denne afprøvning vigtigt at belaste 5V terminalen med nogle få ohm (jeg brugte 5 ohm), da det er denne terminal, som reguleringen sker på. Uden belastning er spændingerne for lave.

 

Spændingen skulle sættes lidt op, og derfor var det nødvendigt at finde ud af, hvordan reguleringen fungerer. Uden diagram og datablade lyder det jo umiddelbart ikke særligt let, men det er det: Man tager ganske enkelt en 10 kOhm modstand og forbinder den ene ende til stel. Herefter kan den anden ende af modstanden forsigtigt sættes til alle tilgængelige komponentben på printet – dog kun på den ufarlige side af den galvaniske skillelinie! -indtil der sker en ændring i udgangsspændingen. På et tidspunkt fik jeg under mine forsøg lidt sved på panden, da forsyningen lavede en foldback og ikke gav spænding ud, før den var slukket og tændt igen. Det var sikkert en del af noget overstrømsikring, som jeg ikke har studeret nærmere. Men jeg fandt ret hurtigt et punkt, hvor spændingen ændrede sig lidt, da modstanden ramte. Så blev kobberbanerne gransket, og jeg fandt ud af, at der fra såvel 5V som 12V terminalerne var et par modstande, som sammen med en tredje modstand til stel udgjorde en spændingsdeler, som sendte en 2,54V spænding til en eller anden form for styrechip med et underligt fabriksnummer. Se diagram 1

diagram 1

 

Jeg besluttede at prøve at ignorere 5V forsyningen og i stedet lade al regulering ske på 12V forsyningen. Ohms lov siger, at der skal  0,53mA igennem de 4,7 kOhm for at give et spændingsfald på 2,54V. Og det resulterede i, at jeg skulle bruge 21 kOhm  i stedet for 82kOhm mens de 6,8 kOhm skulle fjernes helt.

Disse tal gælder sandsynligvis kun for lige netop dette fabrikat, men man kan jo prøve sig frem. Det er dog rart at have lidt at gå ud fra. Jeg satte 22 kOhm i, og vupti var jeg tæt på den ønskede spænding. Med en ekstra modstand på 4,7 Mohm parallelt over de 22 kOhm var jeg tilfreds.

Herefter var reguleringen meget bedre og jeg har nu en strømforsyning, med følgende data:

 

13,68V @ 0A

13,55V @ 19A

ripple ved fuld belastning 9mV

 

Jeg har testet den med 19A i 5min, og ensretterens køleplade blev da varm, men slet ikke faretruende.

Et problem med mange PC-strømforsyninger er, at blæseren larmer frygteligt. Den bliver ofte forsynet med 12V. Når den i stedet sættes til 5V terminalen (som nu er godt og vel 6V) bliver den helt stille, men trækker stadig en smule luft hen over kølepladerne – nok til, at de ikke bliver for varme.

 

I mit tilfælde har jeg brugt kassen som den var. Der er boret to huller til et par bananbøsninger, ellers er der ikke lavet noget om. Alle tarmene, som stak ud af strømforsyningen er loddet eller klippet af på printpladen. Det eneste, som skal bruges er 3 til 4 ledninger fra 0V (stel)-terminalen (sorte) og 3 til 4 ledninger fra +12V terminalen (gule) som forbindes til bananbøsningerne. Man kan også vælge at føre en ledning med stik der passer til det apparat, der skal strømforsynes direkte fra terminalerne og ud af kassen. – husk trækaflastning.

 

Fig. 1 viser den færdige strømforsyning uden låg

 

Fig. 1             Strømforsyningen under langtidstest
Lidt om opbygningen af en switchmode strømforsyning.

 

 

Blokdiagram

 

En typisk switch mode strømforsyning til en PC er opbygget som vist på blokdiagrammet.

Netspændingen tilføres gennem et filter, som skal forhindre, at støj fra strømforsyningen kan komme ud på nettet. Netspændingen ensrettes og oplader ladelytterne til  nettets spidsspænding – ca. Ö2 *230V = 325V. Denne spænding ”klippes i stykker”  i switchen, og tilføres switchtransformatorens primærside. Switchtransformatoren behøver ikke at være mekanisk stor, da frekvensen ligger meget højere end netfrekvensen ( typisk 50kHz-200kHz). På sekundærsiden udglattes spændingen i et spoleindgangsfilter. Den filtrerede spænding føres til spændingsdeleren og den resulterende spænding sammenlignes med en reference i styringskredsløbet, som lukker mere eller mindre op for switchen alt efter om spændingen er for lav eller for høj. Bemærk at der altid er en galvanisk adskillelse af netspændingen og lavspændingen. Denne adskillelse ses normalt let på bagsiden af printet, idet der ikke er ledere på tværs af skillelinien. Det er altid en god idé at checke, hvor de farlige spændinger befinder sig inden man roder ved printet.

Fig.2 giver en ide om hvordan de forskellige enheder fra blokdiagrammet ser ud i virkeligheden. Der vil selvfølgeligt være forskelle fra type til type.

Fig. 2.

 

 

 


Step by step ombygning:

 

1.      Find en ubrugelig PC

 

2.      Operer strømforsyningen ud.

 

3.      Test, at strømforsyningen virker:
5V mellem en sort og en rød ledning med en belastning på ca. 5 Ohm/20W
12V mellem en sort og en gul ledning stadig med de 5 Ohm mellem en rød og en sort ledning.

 

4.      Hiv 230V tilslutningen ud af stikkontakten og læg den langt væk.

 

5.      Skru dækslet af strømforsyningen og afmonter, hvad der er nødvendigt for at komme til. Rens indmaden for støv og nullermænd.

 

6.      Afmonter alle ledningerne til forsyning af PC-en på nær 3-4 stk. af de sorte og gule og en enkelt rød. Disse klippes over i en passende længde.

 

7.      Hvis du er heldig er der mulighed for at regulere spændingen med et potentiometer. Ellers må du  lokalisere en spændingsdeler fra 12V og/eller 5V terminalerne til stel(se afsnittet “sådan gjorde jeg”) . Ved at koble en modstand parallelt over den modstand, som har forbindelse til stel kan man regulere spændingen (start med en modstand der er 10 gange større)

 

8.      Sæt 230V til igen – pas på! der kan være livsfarlig spænding på køleplader og andre let tilgængelig dele (ikke mindst på undersiden, og reguler spændingen mellem sort og gul til den ønskede værdi. 13,5-14V er passende til de fleste stationer. (husk at belaste 5V terminalen med 3-5 Ohm 20W)

 

9.      Sæt 0,7 Ohm mellem de sorte og gule ledninger og se, hvor meget spændingen falder.
(0,7 Ohm er ca. 60m 1,5mm2 installationstråd) – hvis det er acceptabelt at den dykker lidt I spændingen så gå til punkt 11

 

10.  Hvis reguleringen ønskes bedre, kan man fjerne modstanden fra spændingsdeleren til 5V terminalen og i stedet regulere på 12V terminalen (se teksten). Herved spares desuden  20W modstanden.

 

11.  Nu kan der monteres bananbøsninger på et ledigt sted på kassen, eller der kan sættes et ønsket stik direkte på de gule og sorte ledninger, som så føres ud af kassen. Man kan selvfølgeligt også skifte ledningerne ud til et andet ønsket kabel med tilstrækkelig tværsnit Husk trækaflastning.

 

12.  Hvis blæseren larmer for meget kan man forsøge at forbinde den til 5V udgangen, som nu er ca 6V (duer kun med 12V blæsere).

 

13.  Saml dyret og klister gummiben i bunden.

 

14.  Færdig.