2021年1月4日 星期一

自製DC 電源供應器(二) 組裝前測試ATX電源供應器

穩定電源供電是設計電子產品重要的一環,將所有零件組合成一台DC電源供應器不是困難的工作,但是如果組好後出現不供電或電壓有問題將如何處理? 建議最好分別測試各功能了解原理後再組裝,以下是我做的測試和處理方式如下.

首先測試回收的GPS-200AB電源供應器是否正常供電,先上網找出ATX 電源供應器的接頭(connector)資料,ATX是標準規格可以在IntelWIKI或其他硬體分享找到各接腳信號說明

如下圖

另外在MANUALZZ也找到GPS-200AB電源供應器的資料(運氣不錯.)

測試供電設備最好用示波器測量和電子負載機做負載測試.

讀者可以和學校借看看或利用MCU+相關電路做測試設備,相關文章可以參考power meter
Arduino 電子負載(有時間可以考慮做看看.)

我一開始沒有看GPS-200AB電源供應器資料,直接拿起聞看看有沒有燒焦味道接著用電表量輸出/入有沒有短路,然後找了一條有保險絲開關的延長線接上AC電源,因不確定會出現什麼狀況(怕爆炸,..)測試時拿了厚紙箱蓋住電源供應器才打開AC電源測試.(大家測試時請注意安全)

在打開AC電源沒有異狀後開始測試各組輸出,由標籤上可以發現200W電源供應器最多只能用到190W,另外在用電上也要注意各組配電使用方式.

說明如下:
3.3V和5V一起合起使用最大用量65W,如果您在5V用了40W雖然3.3V標示最大11A但因為已用掉了40W所以3.3V最多可用25W約7.5A左右.

12V和5V,3.3V一起使用時合起來最大用量是190W這點要注意.(這台不適用在單電源輸入主機板)

測試時我照ATX 的接頭(connector)規格將綠色線PS_ON#和地(GND)接在一起,電源供應器開始輸出+12V, -12V, 5V, 3.3V電壓,接法如下圖將綠線和黑線剪下後改接到ON/OFF開關.

一開始測試3.3V在負載拉不到0.3A時電源供應器就斷電不工作了,測了2次是相同結果難道是運壞拿到故障機嗎???
這時我想起這種電源供應器好像要在各主要電源消耗一點能量才能穩定供電,上網找規格書看了一下....不會吧都幾十年了這用法從以前就覺得有些不方便,要在12V, 5V和3.3V都用掉一些才能穩定使用.(下圖是GPS-200AB 各組輸出最小負載需求)

另外環溫溫度會影響電源供應器最大輸出,如規格中200W最大供電在環溫+25度而溫度每增加1度則會少了2W供電,所以環溫在+50度時最大供電是150W這點要注意.
(GPS-200AB電源供應器溫度規格是環溫+10度~+50度)

我規劃使用power的80%約在120W是考慮到塑膠盒散熱等問題, 另外也考慮了開關,電線,端子接點的耐電流規格所以先設定一組 3.3V/3A ,5V/3A ,12V/6A供電, 日後如有需要時再增加其他電壓端子供電.(剪下沒用到的電線必須用熱縮套管封好以免短路)

依照規格在各組輸出接上最小負載,在3.3V接上1個10 ohm /20W電阻 , 5V接上1個15 ohm /20W電阻, 12V接上1個18ohm /20W電阻和0.3A的風扇,記得加散熱片和小心5V/12V電阻很熱一定要用風扇.
這種電源供應器主要設計給ATX主機板使用,因為板上會設計各組電源用量滿足最小負載需求(理論上 XD), 所以在ATX主機板上因該看不到上圖的接法, 我們設計的電源供應器可能在測試時只用3.3V或5V等單組電源輸出,所以接上最小負載滿足GPS-200AB電源供電求.

接下來用電子負載機在各輸出做負載測試, 讀者可以用下圖方式使用多個水泥電阻並聯串上電流表測試負載.(記得加散熱片和風扇)
先各別測試3.3V,5V和12V加負載測試,測試時間最少4小時和用示波器設定觸發監視電壓是否穩定, 然後是測試3.3V和12V一起加負載測試,最後是5V和12V一起加負載測試.
負載測試主要是模擬電源供應器可能使用的輸出狀況, 這台規劃使用3.3V和5V最大3A所以測試負載加大4A檢查是否穩定, 電源供應的12V輸出在內部是接到2塊DCDC模組,考慮轉換功耗等測試12V負載6A檢查是否穩定.

下圖是3.3V/4A測試

下圖是5V和12V測試(9V和15V由12V接DCDC轉換)





以上各測試時間最少4小時再加上示波器監視電壓如果都正常才能保證電源供應器供電OK.

向讀者抱歉在一些測試當時忘了拍下照片,這篇文字部分多比較不好懂,如果有拿到相同或其他電源供應器再來補上測試方式照片.

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