Stromversorgung mit ATX Netzteilen

Wir haben eine Menge ATX-Netzteile aus ausgeschlachteten Rechnern rumliegen. Diese eignen sich hervorragend für kompakte, zuverlässige, billige Stromversorgung, da sie 3,3V und 5V mit Spannungsreglung vom Netzteil sowie 12V liefern bei recht hoher Leistung. Diese Netzteile muss man allerdings richtig betreiben, damit sie sich einschalten. Dafür kann man später sogar das Netzteil vom Mikrocontroller aus nach Bedarf aktivieren.

Ziel ist eine Platine mit den notwendigen Bestandteilen zum Ein- und Ausschalten des Netzteils sowie Buchsen zum Anschließen von Kabeln für Experimente.

Übersicht

Status und Aufgaben

  1. ERLEDIGT Technische Hintergründe klären, Konzeptideen sammeln
  2. ERLEDIGT Grundaufbau-Plan erstellen
  3. ERLEDIGT grobe Bauteile-Liste erstellen
  4. ERLEDIGT Bauteile bei Reichelt raussuchen und Beschaffbarkeit prüfen
  5. Schaltpläne erstellen
    1. ERLEDIGT Basis-Modul
    2. ERLEDIGT Pläne überarbeiten: -5V auf ATX-Modul erzeugen mit 7905; 3 Leitungen zu den Reglermodulen (+12V,GND,-5V); Jumper um zwischen -5V und -12V vom ATX-Netzteil zu wechseln d.h. den 7905-Teil deaktivieren können
    3. ERLEDIGT Basis-Modul überarbeiten: Bessere Klemmblöcke, Platzverbrauch reduzieren
    4. ERLEDIGT Regelmodul nach Designer Notes Abbildung 36
    5. ERLEDIGT -5V Spannungsregler entfernen
    6. ERLEDIGT Strombegrenzung verstanden: Der OpAmp regelt seinen Ausgang so, dass über den Transistor der selbe Strom fließt wie über das Poti entsprechend des Spannungsabfalls über den Shunt-Widerstand. Dieser Strom führt an dem Widerstand zwischen Pin 5 und 2 zu einem Spannungsabfall, der mit steigendem Strom ebenfalls steigt, bis die 0,45V überschritten sind, wo der L200 den Strom begrenzt.
    7. :!: Wie ergibt sich die Dimensionierung des Darlington, vor allem der Rückkoppel-Widerstand?
  6. Fehlende Footprints von Bauteilen erstellen
    1. ERLEDIGT Sicherungen (aus dem Internet)
    2. ERLEDIGT Lastwiderstand (erstellt)
    3. ERLEDIGT Wippenschalter C&K Kippschalter Schiebeschalter Dank Produktkatalog von C&K
    4. ERLEDIGT Buchsen
    5. ERLEDIGT L200 (aus dem Internet)
    6. ERLEDIGT Elko 100uF
    7. ERLEDIGT Trimmer
  7. Platinenlayout erstellen
    1. ERLEDIGT Bauteile Basismodul platzieren ⇒ geht in 70×60
    2. ERLEDIGT Bauteile Regelmodul platzieren ⇒ sollte in 70×60 passen
    3. ERLEDIGT Leiterbahnen Basismodul routen
    4. ERLEDIGT Regelmodul Feinplatzierung der Bauteile entsprechend Platinenrand und Leiterbahnen routen
    5. ERLEDIGT Regelmodul optimieren: liegender L200 und BDX, Bauelemente besser verteilen um die vorhandene Fläche auch zu nutzen
    6. ERLEDIGT Basismodul optimieren: Pads auf 2mm Durchmesser mit 0,7mm Bohrung umstellen wo sinnvoll (Widerständchen, LEDs)
    7. ERLEDIGT eine 1N4001 im Regelmodul zwischen L200 und Darlington einbauen, um Begrenzung kleiner Ströme zu ermöglichen, kann später immernoch mit Drahtbrücke überbrückt werden. Siehe L200 Designer's Guide.
  8. ERLEDIGT Schaltung und Layout überprüfen lassen (Review)
    • ERLEDIGT Kondensator auf den Reglermodulen um -5V zu glätten am OpAmp?
  9. Bauteile beschaffen
    1. ERLEDIGT Bauteiltabelle aktualisieren
    2. ERLEDIGT Bestellliste als Tabelle
    3. ERLEDIGT Reichelt-Bestellung abschicken
  10. das Regelmodul auf Steckbrett nachbauen und austesten
    1. Schaltplan in LTSpice nachgebaut und etwas ausgetestet: Spannungsreglung 2.8–10.3V wobei das 5k Poti nur bis 2.4k ausgenutzt wird, den Widerstand in Reihe weglassen sonst nur 3–10V aber das ist auch ok. ⇒ R1 lieber mit 1,7k um mehr vom Poti auszunutzen und Vorwiderstand am Poti entfernen.
    2. ERLEDIGT Strombegrenzung austesten im Modell ⇒ Simulation nicht stabil, weil falsches zeitliches Verhalten
    3. Steckbrett aufgebaut: L200, Q1 Darlington, Spannungsregler, Shunt-Widerstand. Es fehlt noch: OpAmp, Q2
    4. :!: Schaltpläne aktualisieren und Board vereinfachen: R4 kann weg, negative Spannung am OpAmp nicht notwendig, weil Vol=10mV ist deutlich kleiner als die 0,7V die der Transistor Q2 zum Aktivieren braucht. negative 2,77V an R1 wäre cool um bis auf 0V regeln zu können. R2 kann größer werden, damit weniger Strom über den L100 fließt. OpAmp sollte rail to rail sein, damit die Strombegrenzung bei hohen Spannungen überhaupt noch funktioniert.
  11. Platinen herstellen
    1. als Gerber exportieren
    2. in CopperCAM importieren
    3. alle GND-Netze, -Pads und -Flächen deaktivieren
    4. Durchmesser aller Bohrlöcher überprüfen
    5. fräsen, schneiden, entgraten
  12. Löten, zusammenbauen
  13. Testen und Strom und Spannung einstellen