Popis modifikácií
Možností ako modifikovať napájací menič typu AT je niekoľko. Každý z uvedených spôsobov je možné aplikovať na ktorýkoľvek zdroj typu AT prípadne ATX.
Zaradenie sériovo zapojeného potenciometra do obvodu spätnej väzby
obr.2.1.1 spätná väzba
Spätná väzba obrázok 2.1.1 sa u zdrojov tohto typu zavádza z jednej z výstupných napäťových hladín [1]. Jej úlohou je prinášať obvodu riadenia korektnú informáciu o výstupnom napätí. V prípade jeho nárastu či poklesu riadiaci obvod odchýlku v okamihu vyreguluje na vopred nastavenú hodnotu. U PC zdrojov je to 12V a 5V. Vďaka spätnej väzbe napätie na výstupe výrazne neklesá ani pri zaťažení. Takto je u PC zdrojov zaistená trvalá napäťová regulácia. Zaradením potenciometra do obvodu spätnej väzby je možné riadiacemu obvodu posielať nekorektnú informáciu o výstupnom napätí a tak umožniť reguláciu napätia na výstupe. Výstupné napätie sa dá regulovať od hodnoty postačujúcej pre chod riadiaceho obvodu až po hodnotu napätia, na ktorú sú dimenzované výstupné kondenzátory. V prípade potreby vyššieho napätia je nutné vymeniť výstupné kondenzátory. Ak je potrebné napätie nižšie, je nutné zabezpečiť napájanie riadenia i pri poklese výstupného napätia pod hodnotu napájania riadiaceho obvodu. Riadiaci obvod je u zdrojov tohto typu napájaný s výstupu zdroja +12V.
AT na ATX
Touto úpravou získame možnosť regulácie výstupného napätia v rozmedzí od 0V. Zabezpečí ju prítomnosť pomocného zdroja, ktorý napája riadiaci obvod a obvod spínania hlavných tranzistorov. Vďaka trvalému napájaniu týchto časí môžeme modifikovanému meniču umožniť nové funkcie, ktoré výrazne rozšíria jeho aplikačnú oblasť.
Výmena riadenia
Meniče tohto typu sú riadené PWM obvodmi. Analógové PWM obvody obrázok 2.3.1 umožňujú rýchlu napäťovú reguláciu, ochranu proti nárastu prúdu na výstupe a znefunkčnenie zdroja pri absencií výstupného napätia po zapnutí [1] . Popisované ochranné obvody majú za úlohu chrániť zdroj a napájané zariadenie v prípade poruchy. Výmenou analógového obvodu za digitálny sa dosiahnu rovnaké vlastnosti a na viac sa umožnia zdroju rôzne nové. Takými napríklad sú prúdová stabilizácia, ochrana proti skratu, softwearový štart a rôzne iné .
Prevíjanie transformátora
V prípade potreby väčšej prúdovej zaťažiteľnosti jednej s napäťových hladín je nutné previnúť transformátor. Feritový transformátor používaný v zdrojoch tohto typu nie je ľahké bez poškodenia rozobrať. Je pevne zlepený a naimpregnovaný živicami . Ich úlohou je držať jadro feritového transformátora pohromade. Jediným opakovateľným spôsobom ako oddeliť jadro transformátora od kostričky je vystaviť ho vysokej teplote, ktorá rozpustí živice a nepoškodí kostričku, vinutia a neovplyvní materiálové vlastnosti jadra. Najbezpečnejší spôsob, ktorý zaručene nepoškodí jadierko ani kostričku transformátora je obariť ferit v mieste, kde ho držia živice, vriacou vodou.
Ak sa celé jadro prehreje na teplotu blízku bodu varu, živice zavädnú. Plnia svoju funkciu i naďalej , no stratia pevnosť. Takto oslabený transformátor sa dá rozobrať veľmi ľahko. Závitov na transformátore nie je mnoho. Je to vďaka vysokej frekvencií, ktorú zdroj používa pre premenu elektrickej energie. Ak sa zachová orientáciu vinutí i počet závitov môžeme posilniť výstupnú vetvu tak, že novo navinuté závity budú pripojené ku pôvodným paralelne. Tak sa dosiahne väčšia prúdovú zaťažiteľnosť zdroja.
Vlastnosti modifikovaného meniča
Všetky z uvedených modifikácií je možné aplikovať na ktorýkoľvek zdroj typu AT. Pre potrebu overenia činnosti boli na konkrétnom zdroji použité okrem previnutého transformátora všetky. Výstupné napätie modifikovaného zdroja sa drží v okolí výstupnej hodnoty naprázdno. U takto nastavených konštánt PI regulátora používaného pre reguláciu výstupného napätia sa pohybuje v rozmedzí 1,2V pre celý napäťový rozsah tabuľka 2.5.1. Obrázok 2.5.1 vypovedá o chovaní sa meniča pri náhlej zmene záťaže. Modrý je priebeh prúdu. Prúd sa náhle zmení , prudko narastá. Napätie počas tejto zmeny mierne klesá. To je spôsobené nastavením konštánt regulátora. Pri inom nastavení týchto konštánt by bolo možné uregulovať napätie tak, aby sa vrátilo na hodnotu napätia naprázdno.
Záver
Pri modifikácií napájacieho meniča boli najlepšie výsledky dosiahnuté pri kombinácii jednotlivých modifikácií. Narušením spätnej väzby sa dá plynule regulovať napätie. Zmenou riadiaceho obvodu možno zdroj programovať a tak mu umožniť nové funkcie, ktoré pôvodné riadenie neumožňovalo. U zhotoveného prototypu bolo maximálne rozmedzie výstupného napätia dané hodnotou výstupných kondenzátorov, teda 25V. Od tejto hranice sa napätie dalo regulovať plynule až k nule. Bola zavedená napäťová regulácia a čiastočné prerobenie zdroja AT na ATX. Vlastnosti prototypu najlepšie charakterizujú namerané výsledky. Modifikáciou vznikne úplne nový zdroj , ktorý je jednoduchý, má malé rozmery a nie je nákladný keďže sa na jeho výrobu používajú výhradne súčiastky pôvodného zdroja. Modifikáciou sa výrazne rozšíria aplikačné možnosti zdroja. Zdroje typu AT sa dnes v počítačoch používajú len výnimočne, častejšie ich možno nájsť v zberniach separovaného elektronického odpadu. Modifikáciou sa výrazne rozšíria aplikačné možnosti inak vyradeného zdroja.
Poďakovanie
Tento príspevok vznikol za podpory Žilinskej univerzity v Žiline a spoločnosti Freescale Semiconductor, Inc.
Zoznam literatúry
- http://www.belza.cz/swmodeps/compow1.htm Spínané zdroje ve výpočetní technice
