图解十步开关电源模块改可调.doc

本帖最后由 kangdage 于 2014-6-21 15:26 编辑昨天文字说明了下如何改可调，今天有翻到两个电源模块，准备改了做可调电源用。拍的不是很仔细，大家将就着看。第一次发图文，又不懂的大家尽管提。今天翻出来的两个电源模块，现场拆回来的旧的，很脏但没坏。懒得画了，从网上找到的电路图。以上电路基本和手里的模块电路相同，大家可以参考下，对比手上的模块。可以看出这个电路比atx的简洁，没有需要大面积拆除的部分。有我们需要的恒流恒压控制环路，不需要刻画pcb。整体改造顺利的话半天就可搞定。首先先肢解模块，我拆的比较彻底实际只要能取出电路就可以了。因为是就模块，需要清洗和涂硅脂，所以就拆散了。第一个模块是带风扇的，风扇已经废了。开上盖。俯视内部，灰尘遍布。取出电路板后的躯壳。取出的电路板，大家拆到这里就好了。模块的特征已经很明显，两个功率管，两个高压电容，一个主变，还有一个驱动变压器，当然还有tl494。电路板反面。后面，注意保护绝缘垫。接线端子，最左侧的电位器是微调输出的。功率三极管，两个。主变，肖特基，滤波电感，输出电容。再拆另一个，先拆掉右边的那颗螺丝。端子排旁边还有一颗。向左一推，就能拿下来了。这个相对干净些，同样的两个高压电容，两个功率管，一个控制变压器，tl494芯片。拆下外壳外边剩余的螺丝。即可取出电路板。看到额外的散热片了没，比带风扇的那个强。同样端子排旁边有个微调电位器。右下角的就是tl494，除此之外没有别的芯片。固定功率管的螺丝，拆。背面还带绝缘膜，不错！去掉看看。再近点看看，大面积的铺铜是功率输出部分。拆除散热片。功率管近照。左边是高压电容，图中间是控制变压器，右边是tl494。高压电容和电压转换开关，不出国的话直接把开关拆掉就好。输入滤波部分。tl494特写。肖特基特写。暂时用不到的外壳和螺丝，堆一起。先去给电路板洗澡，回来再收拾战场。洗完澡的电路板，干净多了。第一步：去掉自启动电阻。为什么要去掉自启动电阻呢？因为这个电源上电时，高压部分会产生微弱的自激震荡，次级感应出一定能量。达到tl494启动门限时，tl494接管控制为它激可控，使输出受控。这个震荡对我们来说无用，且有害。在tl494未启动之前或是关闭后，电源处于非控自激状态，输出不受控制。图中红圈标记的就是。在电源里找到功率三极管的c极（一般为中间脚），会看到连接有一个二极管一个电阻。这个电阻一般就为启动电阻，它直接或间接连到三极管b极。有的地方是一个电阻，有的用两个电阻串联，以分摊功耗和压降。对应模块到里面。拆启动电阻前元件面，图中1/2w的电阻就是。背面pcb走线。拆出来的电阻和拆除后的电路板。另一个模块拆前元件面。背面pcb走线。拆出的电阻和拆除后的电路板。这个电阻一般为300k，如果有两个就是150k每个。拆除后加电，模块不能启动就对了第二步：拆除tl494原供电电路。启动电路拆除后原供电电路也就没用了，拆之。如果不拆也可以工作，只是tl494工作电压变化，可能会有参数变化。原供电电路为了保证启动顺利和可靠控制选取的工作电压一般较高，约20v左右且随负载变化。红圈内的二极管既是。黄圈内的电阻有的是在电容和二极管之间，需要拆除。有的是在图中位置，需要用导线短接。对应线路板二极管一般在主变附近，只连接辅助绕组和一个低压电容的小肖特基。元件面，输出电抗旁边的二极管就是。电路板背面连线，这一个辅助绕组没有走主变接线柱。拆除后。拆除的东西放到原位。拆除的电阻需短接。另一个模块元件面，隐藏在主变下面。背面走线。换个方向看。拆除后，这个电路原电阻位就是短接线。拆除的原件放回原处。第三步：用单独的变压器给tl494供电。准备一个变压器，约12伏-19伏。如果表头是正负电源供电则需要双12v，否则单12伏即可。我这里正好两种都有大家借鉴一下。这是单5伏供电的，自带7660负压电路，设备上拆下的双路7107。另一个是温控器上拆下的，正负电源供电，之前改成电池供电了，也是7107。另一个是单片机控制的，带7805，九伏供电。先进行输出功率测试，因为以前吃过亏。这是双12v的，负载是每路一个100欧电阻。另一路电压。另一个变压器是双6v的，这里当单12v用，负载是两个100欧电阻。也基本合格。准备整流稳压电路。单路的全桥整流，双路的全波整流，滤波电容100uf就行，可降低7805功耗。tl494供电从整流后串一二极管接470uf，增强滤波效果，延缓掉电时间。先做双路的，用到7805和7905，7805驱动数码管电流大所以加了散热片。把件固定到板上。为防止7805和7905相碰，90度放置。背面针板，哈哈。焊接完成。再做一个单路的，同样7805需要加散热片，小片没有了大片顶上。正面布局，固定原件。背面针板。焊接完成。切割下来。反面再划一刀。掰下，再切。最后一刀。组装。测试两个都正常输出。下面连接到开关电源，接到原供电拆除二极管的位置。反面在变压器附近找到与tl494的7脚相连的地的空焊盘。藏在变压器下面。反面。连接到供电板。另一个模块相同大家对着改吧！连接负极的时候注意，一定要连到变压器上的地，这样可以保证线路板上地电流与原设计相同。防止出现地电位差，影响控制精度。第四步：改电流检测电阻。实测原模块的康铜丝单根5.5a压降是17毫伏，一共用了两根。实测电流反馈电阻560欧。电流给定电阻47k。也就是说输出检流电阻压降达到5/47k*560=59毫伏时才能限流保护。检流电阻为0.17/5.5=0.003，两根并联就是0.0015，要达到59毫伏电流是39a。模块是10a的，也就是要到四倍的电流才保护，这样能保证不至于烧毁。但我们要求的是恒流控制，取样电阻太小的话不易控制和显示。这里选用0.01欧的水泥线绕电阻，功率5w。巧了脚距正好相符。10a压降0.01*10=0.1v，用满量程200mv的电压表刚好显示。电阻功耗0.01*102=1w,五倍功率余量，保证温升较低，减少温飘。反馈环路不变的话，最大电流降到大约5.9a左右，如果不够用的话在最后一步改。康铜丝的位置在输出地与输出电抗之间，下面有散热孔的就是。没有散热孔的一般是跳线，哈哈！这里一般焊锡很多且铜箔面积大，烙铁小了不好拆。大家可以剪断再拆，就容易得多。我用的是936，大家有用t12的试试好拆吗？元件面，康铜丝藏在胶里了，清了一部分胶。拆了一半焊锡的pcb。好不容易拆下来了。换上电阻，焊接同样困难。这里建议大家不要剪腿，有利于散热。有要求精度的请从电阻跟处引线改造成四线的。另一个模块，这里没洗干净。也被胶挡住一半。焊接面。拆完了。再焊上电阻。完成。仔细看的话，两个模块取样位置不同。第一个在一侧，焊接电阻的时候靠近这一侧，有利于减少误差。第二个在两端，比较难处理了。我焊在了中间位，要求高的可能要劈叉了。第五步：改输出可调。改电压可调。 在输出接线端子旁边有一个电位器，一端连接一个电阻到地。测量电位器另一与tl494的1脚还是16脚相连。 如果与1脚相连则断开2脚连往14脚的电阻的14脚端，接到多圈电位器的动臂上，电位器一端接地，另一端接14脚。改电流可调。 如果电压调节用的是1脚则电流调节就是16脚，找到16脚连往14脚的电阻的14脚端，同电压接法一样。这是之前的帖子里介绍的方法比较麻烦。今天发现一个简单的方法，看电路图。从14脚找到两个相连的电阻，一个去15脚一个去2脚，挑开接电位器就行。至于哪个是调压哪个是调流装壳前试一下就行了，反正电位器连法是一样的。这里电位器选择在5k-10k左右的就行。阻值太低了tl494发热大，误差大。阻值太大了调节非线性，高压或大电流没法微调。元件面，因原件密集且相近不易辨认这里用红圈标出。焊接面。挑起电阻接14脚的一端。元件面。焊接面。另一个模块元件面。焊接面。拆除后。焊接面。挑起的一端接到电位器动臂。电位器调到底的那一端接控制地，tl494的7脚，在电路板上找一个和7相连的空焊盘。电位器调到顶的那一端接参考源，tl494的14脚，连到挑起的空孔位。接完后用胶封住以防松脱。万一松脱电源会没有输出，不会输出高压，请放心使用。第六步：增加电流电压表。这里用这个双路7107显示做例，另外那两个显示模块有点小众。给显示送入5v电压。上电，显示正常。连接信号线。假设左侧为电压显示，则左侧的正输入连接到开关电源的输出正，输入地连接到开关电源输出地。可以在电路板上找到输出电容的空位焊接。右侧为电流显示，比较特殊，因为检流电阻是低端检测，所以电流表头输入是反接的。电流表输入地连接开关电源的输出地端，直接连到检流电阻位置，减少误差。用另外的电源接入开关电源输入端，校准电压显示，输入30v。任选一点检查一下校准效果。电流表需改量程到200mv，短接基准调节电位器低端的电阻。外电源接入检流电阻两端，校准量程。电源设定不太清楚，实际设定为5a显示4.88a。这里电流显示始终是负的，看着别扭。可以把7107的符号输出位切断。我懒直接胶布贴住。这里看到零输出状态下有0.02v和0.04a的显示，这个是由地电位差引入的。要解决需改差分输入，有需要的自己弄一下。本来没想让它太精确所以大致校准下，就这样收货。第七步：增加开关机输出保护。因为tl494改为独立供电，而高压电容所带电量巨大。当轻载输出时，tl494以低压关断了，高压电容上仍有大量电荷。因为失去tl494控制所以电源又会工作到自激状态，输出失控。那么就需要一个器件来在tl494失电时接管控制。因为这个器件必须为无源的，所以就用继电器的常闭触点来担任。当tl494有电时，让继电器也得电，继电器吸合，控制权移交。当tl494失电时，让继电器也失电或更早失电，继电器释放，常闭触点抢夺控制权。找到驱动三极管的c极，用导线从焊接面连到元件面。焊接到继电器上常闭触点位置。给继电器供电，直流继电器在整流后取电，交流继电器在整流前取电。推荐使用ac12v继电器，可以更在断开。我这里是拆的直流12v的连到整流后7805输入端。这里我把继电器塞到了控制继电器旁边，后来测试发现放在这里受控制变压器影响。继电器无法完全吸合，交流声较大。虽不影响控制效果但嗡嗡的心烦，远离一点就好了。继电器要注意绝缘，这里省略此步，大家自由发挥。第八步：增加输出控制开关。待续第九步：改输出范围。因为改大了电流采样电阻，所以电流输出范围比原来小。先将两个电位器都调到最小，加电（可以在交流线上串上一个220v的白炽灯）。试调一下，分辨哪一个是电压调节，另外一个就是电流调节。电压调节应能到原始电压，先调到1v输出，然后用导线短接输出。这是一般会有一定电流显示，这是由于tl494的运放失调的关系，需要使用负压调零，这一个模块没负压所以略过。慢慢调大电流电位器至最大，记录下这个电流，我这里是5.32a。断电，顺着电流电位器动臂，找到与之相连的电阻。拆下测量，我这里是47k。计算替换电阻的阻值，实测电阻*实测电流/期望电流。期望电流就是你需要的输出电流，可以在原模块的基础上小幅增加，以不超过20%为宜。一般质量好的电源过载25%是没有问题的，如果打算扩大输出电流请增加一只肖特基管，以降低肖特基发热。注意补全跨接导线。我按原设计电流计算，电阻=47k*5.32/10=25.004k。手上最近的就是30k，反算输出大概是8.33a，够用了。换上重测短路最大电流。8.28a，与计算基本相符。下面来改电压，24v我做实验不太够用，吃掉原设计的电压冗余，上调到30v。找到原模块的微调电位器，在接线端子旁边。这里还有一个指示灯，没用了拆掉。剩下的这个电阻就是，如果这里没有就顺着电位器连线往前找。焊下测量为3.9k。减去原微调电阻的阻值，从原来最高输出电压开始上调。这个看不清，一般都是2k。3.9k-2k=1.9k，手上有2k和1.5k，直接上1.5k，反正还能往下调。换上后调到最高刚好29.9v。实际还能往上调，到38v没问题，不过要换电容了，电容耐压是35v。第十步：增加预设显示。待续uc3842的也好改，就是单独供电比较麻烦。uc3842工作在高压端，反馈工作在低压端。一个是16v，一个只要3v，还要互相隔离。只能定做变压器，或是用两个变压器，比较啰嗦。我改造用的变压器，双9v变压器拆成两组独立。一路倍压这是简单测试时改的电路板，电压可调0-60，电流0-2a实际控制很好，动态响应也可以调的很好，波纹在30mv以内，就是射频干扰厉害。还有一种是三极管自激的，这个真心没法改。手上有一个，直接炸管的，懒得修了。这种电源一般50w以内。200w以内uc3842和tl494各半。工业用的100w以上基本都是tl494的了，最大见过800w。大家估计手头上uc3842居多，多是淘汰下来的充电器。这个电路很经典，就是辅助供电难弄。整流给uc3842供电，另一路全桥整流给调节反馈供电。看到高低压之间有两个光耦，可以断定是uc3842一类。tl494是不需要光偶的。低压有一个独立小板，猜想是恒流恒压控制。uc3842比较难改，改动较大。如果不是需要高压的朋友可能没有什么改的必要。不过uc3842一般是反激工作，电压适应能力很好，可以很容易的改成低压供电隔离电源。反激还有一个好处就是当输出电压低的时候可以增大输出电流，而不会对前级有影响。正激电源低输出时占空比小，电流变比不变。可能大家手上的电源都无法从零起调，这需要改动高压反馈电路。因为原始设计是不会有零输出可能。稍后我会改一个uc3842的充电器，大家留意一下。如下图我这个跟你的是否一样？第九步改输出范围里写了，范围是可以调的。原电源是350w 24v 14.5a我改成30v 8a因为大家手里电源参数不同所以没有写明。最高可改成35v 15a1v一下可用，电压基本稳定，6a以上有轻微啸叫。去除啸叫要改反馈补偿，嫌麻烦没改。今年年初也改了明纬同款电源040V可调，带大点的负载有啸叫，还烧了几个开关管，后来放弃了，不知楼主改的 .0-40v不知道你的电源原输出是多少。还有不知道你啸叫时的电流大约是多少。我这个电源原输出是24v10a的。在短路8a以上有轻微啸叫，开关管并没有明显发热也没有烧损过。最大测过30v5a，没有啸叫，开关管温热，没有长时间测试，电阻做的负载。啸叫的话可以加大3脚连到2和15的电容，但加大后影响负载调整响应。不知道你是电流大啸叫，还是电压大啸叫。