Construisez votre propre smps réglable 5v, 1a en utilisant une alimentation ATX d'ordinateur mort

A S sorcière M ode P ower S upply (SMPS) est un élément indispensable de toute conception électronique. Il est utilisé pour convertir le courant alternatif haute tension du secteur en courant continu basse tension, et il le fait en convertissant d'abord le courant alternatif secteur en courant continu haute tension, puis en commutant le courant continu haute tension pour générer la tension souhaitée. Nous avons déjà réalisé quelques circuits SMPS plus tôt, comme ce circuit SMPS 5V 2A et circuit SMPS 12V 1A TNY268. Nous avons même construit notre propre transformateur SMPS qui pourrait être utilisé dans nos conceptions SMPS avec le circuit intégré du pilote.

Vous ne le remarquerez peut-être pas, mais la plupart des produits ménagers tels que le chargeur mobile, le chargeur d'ordinateur portable, les routeurs Wi-Fi nécessitent une alimentation à découpage pour fonctionner, et la plupart d'entre eux sont 5V. Donc, dans cet esprit, dans cet article, nous allons vous montrer comment créer un circuit SMPS 5V, 1A en récupérant des pièces d'une ancienne alimentation PC ATX jetable.

Avertissement: travailler avec le secteur nécessite des compétences et une supervision préalables. N'ouvrez pas un ancien SMPS et n'essayez pas d'en créer un nouveau sans expérience. Faites attention aux condensateurs chargés et aux fils sous tension. Vous avez été averti, agissez avec prudence et suivez les conseils d'experts en cas de besoin.

Considérations de conception pour l'alimentation 5V 1A

Avant de continuer, clarifions certaines des considérations de conception de base et des fonctionnalités de protection.

Pourquoi devriez-vous construire un circuit SMPS à partir d'une alimentation d'ordinateur?

Pour moi, c'est bon marché, alors encore une fois bon marché est un mot très cher, c'est littéralement gratuit. Vous pouvez demander comment cela? Parlez simplement à vos magasins de service PC locaux, ils vous le donneront gratuitement, du moins c'était le cas pour moi. Demandez également à vos amis s'ils en ont un qui traîne.

Construire / se procurer le transformateur pour le circuit est la partie la plus cruciale de toute conception SMPS, mais cette méthode évite complètement cette étape en récupérant le transformateur, elle s'accompagne également d'une très bonne expérience d'apprentissage si vous êtes un accro de l'électronique comme moi. Mon alimentation ATX après avoir récupéré les pièces requises est indiquée ci-dessous.

Avec cette conception, vous pouvez ajouter un potentiomètre et varier un peu la tension de sortie. cela peut être utile dans certains cas et la chose la plus intéressante à propos du circuit est qu'il est fait de pièces très génériques, donc si quelque chose explose, les trouver et les remplacer est une tâche très facile.

Les circuits SMPS fonctionnent différemment dans différentes conditions, si vous construisez ce circuit, sachant que la caractéristique d'entrée-sortie réelle peut vous aider à déboguer le circuit si vous rencontrez un problème avec celui-ci.

Tension d'entrée:

Étant donné que la tension d'entrée du bloc d'alimentation PC standard est de 220 V, notre circuit récupéré fonctionne également sur cette tension. Mais avec ma configuration de table actuelle, j'essaierai également de faire fonctionner le circuit avec une tension d'entrée de 85V.

Tension de sortie:

La tension de sortie du circuit est de 5V avec 1A de courant nominal, ce qui signifie que ce circuit peut gérer une puissance de 5W. Ce circuit fonctionne en mode tension constante, de sorte que la tension de sortie doit rester à peu près la même quel que soit le courant de charge.

Ondulation de sortie:

Le transformateur de ce circuit est fabriqué par un fabricant professionnel, nous pouvons donc nous attendre à une faible ondulation. Depuis sa construction en planche pointillée, on peut s'attendre à un peu plus d'ondulation que d'habitude.

Caractéristiques de protection:

En général, il existe de nombreuses conceptions de circuits de protection SMPS, mais notre circuit est fabriqué à partir d'un ancien bloc d'alimentation PC, nous pouvons donc ajouter ou soustraire des fonctionnalités de protection selon les exigences de notre application finale. Vous pouvez également consulter les circuits de protection suivants que nous avons construits précédemment.

Circuit de protection contre les surtensions
Circuit de protection contre l'inversion de polarité
Circuit de protection contre les courts-circuits
Protection contre les courants d'appel

Je vais utiliser ce circuit pour alimenter mes projets IoT. J'ai donc décidé d'opter pour une fonction de protection minimale qui est une résistance fusible à l'entrée et un circuit de protection contre les surtensions à la section de sortie.

Donc, pour résumer, la tension secteur AC pour notre alimentation serait de 220V AC, la tension de sortie sera de 5V DC avec 1A de courant de sortie maximum. Nous allons essayer de rendre la tension d'ondulation de sortie aussi basse que possible et nous avons une résistance fusible d'entrée avec un circuit de protection contre les surtensions de sortie.

Composants requis pour le circuit SMPS 5V 1A

Sl.Non	les pièces	Type	Quantité	Partie dans le schéma
1	4.7R	Résistance	1	R1
2	39R	Résistance	1	R10
3	56R, 1 W	Résistance	1	R9
4	100R	Résistance	2	R7, R6
5	220R	Résistance	1	R5
6	100 000	Résistance	1	R2
sept	560 K, 1 W	Résistance	2	R3, R4
8	1N4007	Diode	4	D2, D3, D4, D5
9	UF4007	Diode	1	D6
dix	1N5819	Diode	1	D1
11	1N4148	Diode	1	D7
12	103,50V	Condensateur		C4
13	102, 1KV	Condensateur	2	C3
14	10uF, 400V	Condensateur	1	C1
15	100 uF, 16 V	Condensateur	1	C6
16	470uF	Condensateur	2	C7, C8
17	222pF, 50V	Condensateur	1	C5
18	3,3uH, 2,66A	Inducteur	1	L2
19	2SC945	Transistor	1	T1
20	C5353	Transistor	1	Q1
21	PC817	Optocoupleur	1	OK1
22	TL431CLP	Référence de tension	1	VR1
23	10K	Pot de garniture	1	R11
24	Borne à vis	5 mm	2	S1, S2
25	1N5908	Diode	1	D9
26	Transformateur	Depuis le PC PSU	1	TR1

Schéma de circuit SMPS 5V 1A

L'image ci-dessous montre les schémas de l' alimentation SMPS 5V 1A que nous allons construire dans ce tutoriel.

J'ai construit le circuit sur une maquette et ça ressemblait à ça une fois terminé.

Comprenons le circuit en le décomposant en plusieurs blocs fonctionnels et comprenons chaque bloc.

La résistance fusible:

Premièrement, nous avons R1 qui sert à deux fins. Premièrement, il agit comme une résistance fusible. Deuxièmement, il agit comme une résistance de limitation de courant.

Le pont redresseur et le filtre:

Ensuite, nous avons des diodes 1N4007, D2, D3, D4, D5, dont quatre forment le pont redresseur, ainsi qu'un condensateur de filtre de 10uF pour convertir le courant alternatif en courant continu.

Veuillez noter que j'ai retiré le filtre PI car je ne vais pas utiliser cette alimentation à part pour charger une batterie, si vous avez l'intention d'utiliser cette autre manière, un filtre EMI est indispensable, vous pouvez toujours le retirer du même source de courant. Si vous n'êtes pas sûr de ce qu'est le filtre PI ou de son fonctionnement, vous pouvez consulter l'article lié. Vous pouvez également consulter d'autres conceptions pour réduire les EMI dans le circuit SMPS dont nous avons discuté précédemment.

Les résistances de démarrage:

R3 et R4 forment les résistances de démarrage, lorsque l'alimentation est appliquée, les résistances de démarrage sont chargées d'alimenter la base du transistor de commutation primaire, je discuterai plus en détail de la résistance plus tard dans l'article .

Pince de limitation de tension du collecteur:

Pour limiter la tension de collecteur du transistor de commutation primaire Q1, C3, R2 et D6 forment un circuit de serrage, et c'est un très bon exemple d'utilisation d'un réseau d'amortisseur pour diminuer la tension de crête à la coupure et amortir la sonnerie. Dans la plupart des cas, une technique de conception très simple peut être utilisée pour déterminer les valeurs appropriées pour les composants de l'amortisseur (Rs et Cs). Dans les cas où une conception plus optimale est nécessaire, une procédure un peu plus complexe est utilisée.

Transistor de commutation primaire et auxiliaire:

Le transistor Q1, C5353 est le transistor de commutation principal et T1 est le transistor de commutation auxiliaire dans le circuit. C4 et R5 forment l'oscillateur primaire qui génère le signal de commutation principal.

Circuit de rétroaction et de contrôle:

L' optocoupleur PC817 OK1 avec la référence de tension VR1 et la diode 4148 forme le circuit de rétroaction et de commande que l' autre résistance présente dans cette partie agit uniquement comme un diviseur de tension, une résistance de limitation de courant et un condensateur de filtre. Autre que cela, j'ai ajouté le potentiomètre R11 pour couper la tension selon les besoins.

Transformateur, redresseur de sortie et filtre:

Le transformateur T1 est constitué d'un matériau ferromagnétique, qui non seulement convertit le courant alternatif haute tension en courant alternatif basse tension, mais fournit également une isolation galvanique. Il y a 4 enroulements dans le transformateur T1 Les broches 1, 2 et 3 sont l'enroulement secondaire, les broches 4 et 5 sont l'enroulement auxiliaire, les broches 6 et 7 sont l'enroulement primaire.

Les diodes D1 et D9 sont les diodes de redressement du circuit. Le condensateur C8 est responsable du filtrage du 12V, et le condensateur C6 & C7 avec L2 forme le filtre PI pour la section de sortie.

Circuit de protection contre les surtensions:

Un circuit de protection supplémentaire contre les surtensions peut être ajouté pour protéger votre appareil d'application contre les dommages, c'est un circuit très simple composé d'un fusible et de la diode Zener comme vous pouvez le voir ci-dessus Si une condition de surtension se produit, la diode Zener va exploser, donc faire sauter le fusible Fast Blow avec.

Fonctionnement du circuit SMPS 5V-1A

Maintenant, c'est clarifié, comprenons comment le circuit fonctionne.Lorsque l'alimentation est appliquée au circuit, le secteur CA est redressé et filtré par les diodes de redressement et le condensateur. Après cela, les deux résistances de démarrage R3, R4 limitent le courant à la base du transistor, c'est pourquoi le transistor primaire s'allume légèrement, maintenant un peu de courant traverse l'enroulement primaire du transformateur qui est les broches 6 et 7 du transistor.

Cette petite quantité de courant alimente l'enroulement auxiliaire, cet enroulement auxiliaire commence à charger le condensateur 103pF C4 à travers la résistance de 220 Ohms R5. Là encore, la tension côté auxiliaire est connectée au collecteur de l'optocoupleur avec une diode de redressement 1N4148, cette tension sort de l'émetteur de l'optocoupleur et est divisée par un diviseur de tension. Maintenant, le C5, le condensateur 222PF commence à se charger Lorsque ce condensateur est chargé à un certain niveau, le transistor auxiliaire T1 s'allume et le transistor primaire est désactivé, et le condensateur C5 se décharge

Et le cycle recommence à se répéter, ainsi un signal de commutation est généré. Une fois que le processus de commutation commence, la tension est induite au secondaire du transformateur à partir du secondaire, un circuit de rétroaction est créé à l'aide de VR1 la référence de tension Tl431, en ajustant la tension de référence, nous pouvons régler le temps d'activation et de désactivation du transistor auxiliaire, nous pouvons ainsi contrôler la tension de sortie.

Construire le circuit SMPS

Pour cette démonstration, le circuit est construit dans un tableau en pointillé à l'aide du schéma; Veuillez noter que je teste le circuit sur mon banc pour une démonstration, je n'ai donc pas inclus de nombreuses fonctionnalités de protection telles que la protection contre les surtensions et la protection contre les courts-circuits. Si vous l'utilisez pour alimenter autre chose, il est recommandé d'activer ces circuits de protection et de filtrage.

La configuration de test ci-dessus a été utilisée pour tester le circuit, la tension de sortie de l'alimentation a été ajustée à 5,1 V à l'aide du potentiomètre et c'est une alimentation de 1 A afin qu'elle puisse tirer un courant de 1 A en condition de pointe.

Comme vous pouvez le voir dans l'image ci-dessus, pour tester avec la charge, j'ai utilisé des résistances comme charge qui consommaient environ 1,157A de notre circuit SMPS à 5V. La vidéo de test complète se trouve au bas de cet article.

Améliorations de la conception des circuits SMPS 5V-1A

Il y a pas mal de choses qui peuvent être améliorées dans ce circuit, comme un filtre EMI peut être ajouté à l'entrée pour améliorer la réponse EMI de ce circuit. Ensuite, une protection contre les surintensités et les courts-circuits de sortie peut être ajoutée pour améliorer les performances globales du circuit. De plus, une protection contre les surtensions et les surtensions d'entrée peut être ajoutée pour la protéger des surtensions d'entrée. Et enfin, si le circuit est construit dans une carte PCB, la réponse EMI peut être considérablement améliorée.

J'espère que vous avez compris le tutoriel et appris à construire vos circuits SMPS. Si vous avez des questions, laissez-les dans la section commentaires ci-dessous ou utilisez nos forums pour plus de questions.