Líbí se vám PicoPSU, ale zdá se vám přehnaně drahé nebo nedostupné? Jeden z našich čtenářů (Jan Drábek) si vytvořil jeho obdobu, která je podstatně levnější (okolo 500 korun) a při stavbě si každý technický nadšenec může užít své vlastní zručnosti a nápaditosti.
Chtěl bych se s vámi podělit o zkušenosti s návrhem a výrobou zdroje pro HTPC který jsem si stavěl. Prvotní záměr byl sehnat dostatečně výkonný a tichý počítač, co přehraje HD videa a práce na něm bude svižná a bude mít co nejmenší spotřebu. Napadl mě nějaký starší notebook, klidně s poškozeným LCD, ale při pohledu na Aukro jsem nenašel nic, co by mě vyhovovalo poměrem cena/výkon.
Takto může vypadat hotová sestava. Stačí připojit notebookový 12V zdroj, nebo jiný podobný externí spínaný zdroj.
Nehodlal jsem dát 10 000 korun za notebook, který bude jen někde ležet a běžet. Pak jsem na internetu narazil na ITX základní desky o což jsem se začal zajímat a našel jsem MB s chipsetem Nvidia ION který v sobě má integrovanou grafickou kartu Nvidia GeForce 9400M, která dokáže hardwarově přehrát i FullHD videa. Nakonec jsem vybral desku Pegatron IPX7A-ION která má Nvidia ION chipset a CPU v podobě Intel Atom 330, který tiká na 2 x 1,6GHz. K tomu jsem dokoupil 2GB DDR2 SODIMM paměť, 500GB HDD od WD z řady Green Power, slim SATA DVD-RAM mechaniku a case Eurocase MINI-ITX Wi-05.
Klasický ATX zdroj? Nebrat!
Už při výběru komponent jsem byl rozhodnut, že si vyrobím vlastní napájecí zdroj, protože klasický ATX zdroje (až na výjimky) jsou vcelku neúčinné a už jen tím, že běží, odebírají klidně 20 W, čemuž jsem se chtěl vyhnout. Nehledě na to, že tam je větrák co dělá randál.
Takže jsem začal vybírat vhodné stabilizátory napětí pro 12V, 5V a 3,3V (záporné napětí -5V a -12V nejsou v dnešním PC potřeba, takže jsem se jimi vůbec nezaobíral). Klasické lineární stabilizátory 78xx jsem hned zavrhl kvůli jejich neúčinnosti, takže jsem začal vybírat nějaké spínané stabilizátory, u kterých se účinnost pohybuje klidně kolem 90 %.
Po dlouhém výběru jsem zvolil LM2576T-ADJ což je step-down regulovatelný stabilizátor s trvalým výstupním proudem 3 A. Na internetu jsem narazil na informace, že se z něj dá odebírat bez problémů i 5 A, ale osobně to vyzkoušené nemám. Na Aukru jsem koupil spínaný zdroj 12 V/5,5 A který se podobá klasickému notebookovému. Takže 12V větev v PC jsem měl vyřešenou, zbývalo tedy vygenerovat 5Vsb, 5 V a 3,3 V což jsem udělal pomocí výše zmíněných spínaných stabilizátorů. Ještě před stavbou zdroje jsem si změřil odběry z každé napájecí větve a výsledky jsou takové:
________plocha_______load 100%
+12V_____0,5A_________0,9A
+5V______2,0A_________2,8A
+3,3V____1,2A_________ 2,3A
+5Vsb____0,15A________0,15A
________——–________——–
_________21W__________34W
DVD mechaniku jsem do měření nepočítal, protože její odběr je kolísavý, ale při roztáčení média si vezme kolem 1 A a potom proud kolísá kolem 0,5 A. Takže když se to vezme, tak je v měření zahrnuta spotřeba MB + HDD.
Jen minimální ztrátové teplo
První měření proběhlo, když byl PC najetý na plochu a nic víc nedělal a druhé měření je při maximálním zatížení CPU a GPU. Vybrané spínané stabilizátory mají účinnost v průměru kolem 75 % a při propočtech budu v teplo vyzařovat kolem 3,5 W v nezatíženém PC a 6 W v plném zatížení, což jsou vcelku dobré hodnoty, protože toto ztrátové teplo se dá vyzářit poměrně malými chladiči.
Schéma zapojení
Taky jsem řešil zapínání PC. Při vypnutém PC je MB napájena jen +5Vsb zdrojem který běží neustále a po zmáčknutí zapínacího tlačítka PC se na pinu ATX konektoru zapínajícím zdroj (zelený drát vedoucí do ATX konektoru) objeví 0 V (log. 0) a tím se zdroj zapne. Při vypnutém PC je na tomto výstupu +5V (log. 1). LM2576 má ON/OFF vstup a při uzemnění tohoto vstupu se stabilizátor zapne a při přivedení asi 0,5 V až do maxima vstupního napájecího napětí se zas vypne. Tahle vlastnost je naprosto perfektní, protože stačilo propojit zapínací pin ATX konektoru s patřičným vývodem stabilizátoru a zdroj se zapíná a vypíná přesně tak jak má. Jediný stabilizátor generující +5Vsb běží neustále, aby napájel MB, když je PC vypnutý.
Potom jsem řešil napájení mechaniky a HDD. Byla tu možnost jí připojit na +5V větev napájející MB, ale při maximálním zatížení PC, kde je odběr skoro 3 A, se mi nechtělo riskovat s přetěžováním stabilizátoru. Takže HDD a mechaniku napájím z +5Vsb zdroje ze kterého je za běhu PC minimální odběr. Ale aby do HDD a mechaniky nešlo napětí i při vypnutém PC, tak jsem musel ještě přidat do cesty proudu relé, které je spínáno hlavní +5V větví pro MB. Tedy, když se zapne PC, tak se na PS_ON pinu ATX konektoru objeví 0 V (log. 0) a zapnou se stabilizátory pro +3,3 V a +5 V a ten sepne relé, přes které jde napájení mechaniky a HDD z +5Vsb zdroje.
Chladiče jsou za běhu vlažné, nebo trošku teplejší, takže žádný větrák není potřeba. Napájecí konektor mezi PC a adaptérem jsem záměrně použil CINCH a to z důvodu kvalitního spoje s minimálním přechodovým odporem. Všechny součástky jsem nakoupil v GESu, kromě chladičů, které jsou ze zásob. DPS jsem si navrhl a vyrobil taky sám. Při návrhu DPS se musí klást důraz, aby byla indukčnost, schottkyho dioda a elektrolyty co nejblíže IO stabilizátoru! Všechny elektrolyty musí být LOW ESR!
Na mojí verzi, která je zde vyfotografována, nenajdete na vstupu pojistku. Nejdřív jsem jí při návrhu DPS neumísťoval záměrně kvůli místu a nakonec jsem na ní zapomněl. V mém případě není ani nutná, protože kdyby došlo k poškození elektroniky zdroje, tak adaptér vypne díky jeho integrované proudové ochraně. Samotné stabilizátory ve zdroji mají proudovou a teplotní ochranu. Ve svém zdroji jsem použil stabilizátory s nastavitelným výstupním napětím a na DPS jsou vidět trimry, kterými jsem si nastavil přesně napětí.
Prostor pro vylepšování
Je to můj způsob řešení a mnohem lepší by bylo nahrazení trimrů klasickými rezistory nebo zakoupit stabilizátory s pevným výstupním napětím. Také je vidět na jedné z fotek další relé přidělané k chladiči jednoho ze stabilizátorů. Toto relé spíná 12V napětí pro MB a HDD. Při návrhu jsem si nějak neuvědomil, že bez tohoto relé jde stále do MB a HDD 12V. Této chybičky jsem si všiml asi až po týdnu požívání zdroje, takže jsem do cesty proudu dal výše zmíněné relé a jeho cívka je připojená paralelně k cívce prvního relé co spíná 5V napětí pro HDD a mechaniku. Spínání těchto napětí by šlo opět řešit elegantněji nějakými tranzistory nebo FETy.
Návrh tištěného spoje.
Přední a zadní strana hotového -=KURE=- ATX Power Supply
Je věc každého jak si zdroj udělá a jaké použije součástky na jeho stavbu. Na závěr bych asi řekl, že jsem dosáhl toho, čeho jsem chtěl a s příkonem 24,5 W u nezatíženého a 40 W při 100% vytížení PC jsem spokojený. Zdroj mě v PC běží už déle jak 3 měsíce bez sebemenších problémů a doufám, že to tak zůstane i nadále. Do PC jsem umístil jediný 80mm ventilátor který se točí na 600 – 800ot\min a jen prohání vzduch v bedně a při těchto otáčkách není absolutně slyšet. Jediný hluk dělá točící se HDD, který je i v noci sotva slyšitelný. Doufám, že tato malá recenze s návodem někoho inspiruje a postaví si podobný zdroj a bude mu sloužit k jeho maximální spokojenosti…
Zdroj zabudovaný ve skříni.
Chyba se vloudila. Na obrázku je její řešení – další relé přidělané k chladiči jednoho ze stabilizátorů. Toto relé spíná 12V napětí pro MB a HDD.
Seznam součástek
C1 = 470µF/16V
C2 = 470µF/16V
C3 = 470µF/16V
C4 = 1500µF/6,3V
C5 = 1500µF/6,3V
C6 = 1500µF/10V
C7 = 1500µF/10V
C8 = 1500µF/10V
D1 = MBR1060
D2 = MBR1060
D3 = MBR1060
D4 = 1N4007
F1 = 4A
IO1 = LM2576T-ADJ
IO2 = LM2576T-ADJ
IO3 = LM2576T-ADJ
L1 = 80µH
L2 = 80µH
L3 = 80µH
P1 = 10k
P2 = 10k
P3 = 10k
R1 = 1k
R2 = 1k
R3 = 1k
Rel1 = 5V
Autor: Jan Drábek
