Une alimentation “de laboratoire” à partir d'une alimentation ATX de PC…

[RV-P]

— Rebonjour.
— Ces temps-ci, j'avais envie de me fabriquer une almentation de laboratoire, descendant donc jusqu'à OV, à partir d'une alimentation ATX d'ordinateur. On en trouve presque “sous roche” tellement il y en a qui “fleurissent” dans les décetteries ! Ça vous dirait ?
— Alors, on y va !
— Voici donc une alimentation ATX, telle qu'elle se présente avant modification :

— Dès que vous possédez une alimentation de ce genre, la bonne habitude à prendre est l'extraction du schéma ! En me servant de “mon” GIMP préféré et des calques, j'ai extrait le schéma à partir de la photo du circuit imprimé et du placement des composants derrière !
— En voici donc le schéma :

— Ce qu'il faut savoir, c'est que le circuit intégré qui “pilote” l'alimentation est soit un TL494 ou DBL494, soit un KA7500B. Rassurez-vous, c'est exactement le même ! C'est pourquoi vous voyez les deux nomenclatures sur le schéma ! Les pastilles de couleur (y compris la blanche) indiquent les tensions qui pilotent les différents circuits, ainsi que les tensions de sortie.
— Tout de suite, vous remarquez des composants en gris, d'autres en rouge et d'autres en vert.
* Pour ceux en rouge, ce sont les composants d'asservissement de tension. La majorité des cas, on essaie de les laisser tels quels.
* Pour ceux en vert, on les modifie.
* Pour ceux en gris, on les supprime ! Mais il faut procéder par étapes !
— Regardez ici la platine précédente modifiée. Je n'ai pas représenté tous les composants, mais seulement ceux modifiés et enlevés :

— Mais je procède par étapes. Pour essayer ensuite l'alimentation, munissez-vous d'une “boîte à ampoules”, à mettre en série avec l'almentation à tester, pour éviter de faire disjoncter l'installation électrique et EVITEZ DE BALLADER VOS MAINS VERS LE PRIMAIRE 230V !!! DÉBRANCHEZ TOUJOURS APRÈS CHAQUE ESSAI et attendez quelques instants avant de continuer : les gros condensateurs 330µ/200V du primaire peuvent faire très mal !
— Alors, ACTION :
* En haut de la zone rouge ( protection surtension/soustension), une diode et une résistance. Essais : OK,
* Ensuite, démontage de tous les composants dans la zone rouge (y compris une résistance sur le +5V entourée en rouge, à part). Essais : OK,
* Enlèvement des composants du +3,3V, du -5V et du -12V (zones orange, blanche et bleue). Essais : OK.
— AVANT de remplacer les deux résistances de 4k70 dans la zone verte par un potentiomètre de 10k, il y a une manip' très importante à faire : REMPLACER les condensateurs de sortie du +5V et du +12V par des modéles plus costauds en tension. Pour ceux du +5V, les remplacer par des modèles 16V et pour ceux du +12V, les remplacer par des modèles 35V. En effet, maintenant, le 5V va varier entre 0V et 10V, le 12V entre 0V et 24V !
— La double diode du +12V et les deux résistances et deux condensateurs, qui forment un circuit “snubber”, appellent un commentaire. En démontant l'alimentation 3,3V, j'en avais récupéré la double diode Schottky pour remplacer celle du +12V afin d'augmenter l'intensité disponible, au cas où. Mais lors d'un essai, en montant la tension au maximum à vide, la double diode “claque” sans crier gare : court-circuit total ! Heureusement, les ampoules de ma boîte à ampoules ont protégé et l'almentation en test et l'installation électrique et m'ont signalé le fait ! Mais ce que je n'ai pas fait attention, c'est à la nomenclature de la diode. J'avais remplacé une F10C20 par une S20C40, que je croyais plus forte en tension. Erreur ! La “F” (notez bien la lettre) a une tension inverse de 200V et la “S” une tension inverse de 40V ! Depuis, je l'avais remplacée par une diode de tension inverse de 60V avant d'y remettre par la suite une F12C20 (12A, 200V !) ! J'ai en même temps modifié le circuit snubber 15 ohms/10nF et l'ai doublé entre le +12V et chaque sortie du secondaire du transfo !
— Voici le schéma de l'alimentation modifiée :

— Il est noté ici une modification du circuit de limitation d'intensité qui agit en mettant en série avec le primaire quelques spires sur le transfo “de modulation” qui transmet les impulsions du TL494 vers les bases des tansistors du primaire ! Avec une alimentation de 400W, il vaut mieux la faire, cette limitation d'intensité !
— Et voici l'alimentation modifiée débitant sur 4 ampoules 28V 40W et sur 3 ampoules 12V 15W :

— Elle est munie de ces volt/ampèremètres chinois qui “fleurissent” ces temps-ci sur le Net ! Elle fonctionne “nickel” !
— Cordialement !

[Petrus]

Intéressant, est-ce que la tension est stable à vide ou à faible charge ?

[izentrop]

Bravo et merci pour le partage.

[RV-P]

Intéressant, est-ce que la tension est stable à vide ou à faible charge ?

— L'asservissement de tension est tel qu'elle ne varie presque pas à vide ou en charge ! Avant de la modifier, tu peux toujours l'essayer sur des ampoules de phare de voiture en 12V, pour t'en convaincre !
— Au fait, l'alimentation dont j'ai présenté le circuit est une alimentation de marque XLESS (USA) Model : 400XA ATX 2.03 (P4) (Je présenterai plus tard une autre alimentation de marque différente et vous verrez qu'on ne peut pas prendre “inca” pour des généralités !).
— Mais je continue la description car il y a d'autres modif's en vue !
* Vous avez remarqué que, dans un des schémas précédents, le circuit PS-ON coupe carrément l'alimentation broche 12 du TL494/KA7500B, non !?… Alors on va s'en servir pour piloter le ventilateur qui, d'origine, était branché sur le +12V. Mais maintenant que cette tension varie de 0V à 24V, soit il ne tourne plus, soit il grille ! Il faut donc l'alimenter autre part…
— Pour cela, nous allons l'alimenter à partir de la tension qui arrive broche 12 de ce circuit (avant le circuit PS-ON), non sans y avoir branché une alimentation stabilisée, qu'on peut couper ou mette en tension à partie de la broche 12 et sans perturber le fonctionnement ! C'est l'objet du schéma suivant :

— Il suffit de 3 transistors (dont un MOS-FET de faible puissance), d'une diode Zéner entre 10V et 12V, d'une poignée de résistances, d'une thermistance et d'un condensateur pour piloter de façon fiable le ventilateur. Comme la tension qui alimente le TL494 est un peu trop forte (entre 16 et 17V), nous la réduisons avec l'alimentation stabilisée. Puis, avec le 2N7000 ou BS170, nous établissons ou coupons cette alimentation pour arrêter le ventilateur quand nous coupons l'alimentation par le PS-ON ! Le troisième transistor avec la thermistance CTN est là pour faire varier le ventilateur en fonction de la température ! Il suffit de coller la CTN sur le transfo de puissance (le plus gros) !
— Voici d'ailleurs une photo de la modif' :

— Vous remarquerez, de gauche à droite et de haut en bas :
* Le circuit de régulation du ventilateur,
* la CTN collée sur le transfo de puissance,
* L'arrière des deux volt/ampèremètres chinois,
* Le branchement des deux potentiomètres de tension et de limitation d'intensité !
— À droite, le ventilateur de 12cm, ne consommant que 0,12A sous 12V !
— Ça vous dit ? Je crois que comme recyclage, on fait beaucoup mieux que de les jeter en déchetterie pour que les “Indiens d'Inde” récupèrent les composants à notre place, non !?…
— Cordialement !

[izentrop]

Bonjour,
Pas la peine de s'embêter à fabriquer une alim. Un convertisseur DC-DC Buck Step-down chinois ne coûte presque rien.

Il y a même une entrée de commande pin 5 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf

[RV-P]

— Peut-être ! Mais là où j'habite :

Livraison :
Aucune livraison vers Réunion

— Bernique ! Et puis… quelle intensité débitée ? L'adaptation d'une alimentation ATX peut facilement monter jusqu'à 10A, avec un rendement époustouflant (plus de 80%) ! Ça peut donc servir, des fois !
— Je termine une autre alimentation que je destine cette fois pour en faire une alimentation SYMÉTRIQUE ±0/24V ! Dès que ça fonctionne, j'en publierai les plans, surtout qu'il y a une adaptation pour les volt/ampèremètres chinois car ils ne mesurent le courant que dans la partie négative !
— Et puis… As-tu pensé au recyclage ?
— “Si vous êtes sages”, vous aurez tous les détails !
— Cordialement !

[izentrop]

Ton ventilo ne consomme que 0.1 A.
Sinon un 7812 ou un 7805 qu'on trouve souvent sur les circuits imprimé, associé à une zéner et un potard http://www.electroschematics.com/7015/v ... regulator/

[RV-P]

— Ah ! Tu ne parlais que de l'alimentation du ventilateur !?… Désolé de m'être mépris !
— Mais quid de la régulation thermique ?
— EDIT : pas besoin d'une Zéner ! Le potentiomètre seul suffit à régler la tension, le curseur branché sur la patte “régulation”, une des extrémités à la masse et l'autre en sortie. De plus, si le curseur atteint le + de sortie, la Zéner chauffe énormément ! Il vaut mieux une résistance-talon de valeur 1/10ème de celle du potentiomètre !
— Cordialement !

[RV-P]

— Rebonjour !
— Comme promis, j'“embraye” sur une autre alimentation 450W max que je vais modifier en alimentation symétrique ±0/24V, ce qui fera 48V au total.
— Je ne l'ai pas totalement terminée car il me reste des volt/ampèremètres chinois à recevoir commandés sur ebay et je les attends !
— La marque de cette alimentation, c'est une TOPELITE 450 MAX by CWT Model ISO230. Vous allez vous apercevoir que le schéma en est totalement différent ! C'est ce que je vous ai parlé quand il ne fallait pas prendre “inca” (disaient les Aztèques !) pour des généralités !
— Il se trouve, “comme par hasard” que j'ai trouvé un site Internet anglophone traitant du sujet et l'auteur de cet article a exactement la même alimentation dont je vais vous présenter les modifications ! Ça pourra en aider quelques-uns qui pourraient croire que je “blague” !
— Alors, trêve de plaisanteries, “au boulot” !
— Voici tout d'abord le circuit imprimé de cette alimentation :

Les zones de couleur repèrent les différentes fonctions et tensions.

— Tout de suite, vous voyez plusieurs plages de couleur. C'est que je veux rendre la lecture de cette photo la plus claire possible pour qu'on ne se trompe pas ! Voici donc les fonctions :
* En rouge, le circuit de protection, ainsi que la fonction PS-ON,
* En vert clair, les résistances de calibration du circuit d'asservissement en tension et de limitation d'intensité,
* En vert foncé, les résistances de réinjection des tensions à surveiller,
* Dans la zone orange, le +3,3V et le -5V,
* En rouge, le +5V,
* En jaune, le +12V,
* En bleu, le -12V.
— Voici le schéma tel qu'il a été extrait de la précédente photo :

C'est bien “touffu”, n'est-ce pas !?…

— Alors, commençons, toujours essais sur “boîte à ampoules”, ne JAMAIS approcher les mains du primaire, débrancher après un essai et toujours attendre un peu après pour continuer ! Voici le circuit imprimé modifié :

Il y a nettement moins de composants !

— Ceci précisé, “en avant” !
* Démontage de tous les composants de la zone rouge, SAUF une résistance de 680 ohms et un strap qui sont non-colorés,
* Vous remarquerez, cerclé en rouge, un court-circuit à faire en orientant la patte du strap voisin pour qu'elle vienne toucher le bord du trou où il y avait une résistance de 100 ohms et où est branché l'œillet du fil PS-ON ! C'est ce qui permet au PS-ON de fonctionner comme avant, sans le circuit PS113 ! Essais : OK,
* Démontage de tous les composants de la zone orange (+3,3V et -5V – sauf la bobine qui est la même que celle du +12V), de la zone cerclée de rouge (+5V) et de la zone cerclée de bleu (-12V), y compris les diodes +5V et +3,3V sur le radiateur (des S45C20),
* On poursuit dans la zone vert foncé en enlevant les résistances qui asservissent le +3,3V et le +5V, maintenant absents (on laisse celle du +12V !) et on remplace les trois résistances “basses” (connectées à la masse) par une seule résistance de 6k2. Essais : OK !
*** Et maintenat, on va rendre cette alimentation variable ! Pour cela, on remplace les deux résistances dans la zone vert clair près de la zone vert foncé par un potentiomètre de valeur comprise entre 4k7 et 10k. C'est ce qui va servir à faire varier les tensions. En même temps, on remplace les condensateurs du +12V par des condensateurs plus “costauds” en tension (35V) ! Essais : OK,
* Ensuite, on s'“attaque” au -12V ! Pour cela, après avoir démonté une bobine qui fait chuter la tension alternative 5V, on coupe l'autre partie du circuit imprimé pour isoler cette partie du 5V~ (voir trait rouge), on y monte une double diode négative (le “–” en commun !) faite à partir de deux diodes FR302 qui sont montées sur le +12V d'autres alimentations auxquelles on y adjoint deux autres diodes FR302 en parallèle :

La quadruple diode -0/24V !

*** Cette diode est montée isolée car le radiateur est connecté sur le +0/24V et est au potentiel de cette tension ! ***
* On n'oublie pas de monter des condensateurs identiques à ceux du +12V, le + à la masse, et on remplace la grosse self torique en mode commun par une double car les bobinages du +5V ne seront pas satisfaisants pour bien filtrer le -0/24V ! Voici la self modifiée :

La self en mode commun modifiée, bobinée en fil de Ø1mm ! Dur-dur pour les doigts !

* Vous remarquerez en bas à droite un condensateur rouge bordeaux : c'est le condensateur 0,15µ/100V qui remplace un strap pour isoler la masse secondaire du boîtier afin d'éviter des courts-circuits de masse pour le bon fonctionnement des volt/ampèremètres chinois qu'on y branchera par la suite ! Essais : OK !
— Voici le schéma de l'alimentation modifiée :

Comparez avec le schéma précédent !

— La suite au prochain post ! Corcialement !

[RV-P]

— Continuons donc la description des modifications, car il y a encore du “taf” !
— Dans l'article précédent, vous avez remarqué, sur la photo de la self en mode commun, deux LEDs verte et jaune. Ce sont les LEDs qui signalent si l'almentation est en “stand-by” (jaune) ou en marche (verte) ! Ces LEDs ont été tirées d'un vieux modem 56k, avec leur support plastique que j'ai conservé. Consultez le deuxième schéma pour voir comment elles sont connectées !
— Et maintenant, les volt/ampèremètres chinois ! Ils ont un défaut : ils ne prennent l'intensité que dans la partie négative ! Il faut donc “ruser” pour en brancher un sur la partie positive de l'alimentation !
— Alors, j'ai cherché à ne brancher le volt/ampèremètre positif que sur la ligne positive, car j'avais vu ce schéma :

Ampèremètres.jpg (32.5 Kio) Consulté 30337 fois

, où on pouvait le brancher sur la ligne de masse. Mais ça pose un problème !
* Si vous branchez deux charges dont le point de masse est la sortie de l'ampèremètre positif (en bleu), l'intensité absorbée est la même que l'intensité restituée et l'ampèremètre positif indiquera 0A, même si vous lui tirez 10A !!! L'ampèremètre négatif n'est pas concerné car il mesure bien l'intensité sur le négatif ! Soit on installe un miroir de courant pour faire mesurer l'intensité sur le pôle positif, soit on branche le shunt intensité (fil bleu/fil noir) sur le pôle positif et on installe un “miroir de tension” pour faire en sorte que la tension négative entre la ligne positive et la masse soit transformée en tension positive de même valeur !
— C'est la deuxième solution que j'ai retenu, sachant que je ne modifie pas le volt/ampèremètre et c'est d'une simplicité désarmante !!!
*** J'avais entre temps installé sur mon ordi le logiciel “LTSpice” qui permet de faire des simulations ! Au début, j'avais pensé à utiliser un ampli op :

— Mais vous remarquerez qu'il y a une non-linéarité très gênante quand on s'approche de 0V ! De plus, en essayant avec un vrai circuit, ça ne marche pas ! Il a fallu que j'emploie un TL062 (quadraFET) pour que ça marche. Mais avec cette non-linéarité vers 0V Grrr !
— Puis j'ai essayé avec un FET genre 2N3819. Là encore, j'obtenais un bon fonctionnement, mais toujours cette non-linéarité dans les basses tensions :

— Puis, tout-à-coup, j'ai pensé à utiliser un OPTOCOUPLEUR ! Dans la simulation LTSpice, j'avais quelques modèles courants. Je fais la simulation et…………

………… se dessine une très belle linéarité, qui ne bouge pas d'un “centipoil”, même très près de 0V ! Puis je construis ce montage, avec des optocoupleurs différents tels que le CQY80NG dont j'en ai trois exemplaires ! Voici le montage :

— Entretemps, je m'étais rebobiné “vite fait sur le gaz” un petit transfo pour en faire une alimentation galvaniquement isolée et prévue pour alimenter autant le volt/ampèremètre positif que le négatif ! Il possède trois secondaires : deux de 7V~ et un de 23V~ ! Car il faut alimenter le voltmètre positif avec une tension SUPÉRIEURE à la tension +0/24V, mais pas de beaucoup : 26/28V suffisent ! Comme ça ne consomme pas “des masses”, un petit transfo tiré d'une alimentation de chargeur de téléphone ancien modèle conviendra !
— Donc, j'attends la livraison de mes volt/ampèremètres et je m'y “colle dare-dare” ! D'autres photos, une fois terminé !
— Cordialement !