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基于KISS-3R33做DC-ATX電源

[復(fù)制鏈接]
ID:104287 發(fā)表于 2016-1-29 19:53 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
日常用一套modt的平臺,主板是micro-ATX的,電源接口為24+4ATX電源口。所用的大水牛機箱帶了一個長條型的小電源,標(biāo)稱額定輸出功率50W。雖然用著沒有問題,但是原配電源的缺點有:一、風(fēng)扇直徑小風(fēng)聲大,不能靜音。二、電源自身開啟后即便沒有負載,也要消耗9W的電力(功率表測),也就是給機箱內(nèi)徒增9W的發(fā)熱。
      使用原配的電源,我這個主機啟動后空閑狀態(tài)下功率約32W。因為modt功耗不大,我考慮用DC-ATX方案取代原有電源,而淘寶上賣的模塊價格都貴,我也不需要那么多輸出功率。于是DIY吧。





      ATX
電源接口如上圖所示,有12V, 5V, 3.3V, -12V, 5V-standby 一共5組電源輸入。-12V不是必須的,如果確信用不上可以省略。因此至少需要有4路輸出共給,3種不同電壓。如果輸入直流電源是12V的話,最少需要制作12V-3.3V, 12V-5V兩個DC-DC轉(zhuǎn)換器。

      首先備料:購買改裝用的線材

      這是20針轉(zhuǎn)24ATX電源轉(zhuǎn)接線,和大4Pin轉(zhuǎn)P4電源插頭線,插頭的那端利用上。



      這些才是電源的主角:3R33S電源模塊——去年從礦壇上得知的白菜價同步整流模塊。
      3R33S模塊有6個引腳,除了地和輸入輸出外,還有一個使能端(開關(guān)控制)和輸出調(diào)整端。默認輸出電壓是3.3V, 輸入最高可到22V, 用在這里完全沒有問題。
       我的想法是用兩只3R33S分別輸出3.3V5V, 再加一只輸出5V-SB(待機電源)12V直接從電源來,只加一個MOS管開關(guān)就夠了。-12V嘛以后再弄。首先要做的是把3.3V輸出的模塊改成5V輸出。看看3R33S模塊的內(nèi)部:

       3R33S的核心是MP2307芯片


  3R33S的核心是MP2307芯片,根據(jù)手冊,用于比較輸出的參考電壓是0.925V。也就是說,輸出電壓經(jīng)過電阻分壓以后接到反饋端時,應(yīng)該等于0.925V。模塊內(nèi)部的連線可以看清楚了:反饋端與輸出端之間是兩個51k并聯(lián),反饋端與地之間是10k。因此,默認的輸出電壓是: 0.925*((51/2+10)/10)=3.28V。需要改輸出,就在這幾個電阻上作文章。我的辦法是在10k對地的電阻上并聯(lián)一個13.3k得到5.7k, 輸出變?yōu)?0.925*((51/2+5.7)/5.7)=5.06V。13.3k哪里來?板子上已經(jīng)有一只3.3k了,所以焊上一只10k 0805貼片電阻完事。還有就是模塊上面輸出有一只穩(wěn)壓管,不知為何設(shè)計。輸出電壓改高以后把穩(wěn)壓管一并拆除,利用其焊盤位焊個1uF貼片電容。改后是這個樣子:
20110217_e85a410587b3b14eeae5hd8TTmZ997tM.jpg
      12V電源的開啟關(guān)閉用一只PMOS管FDS4435A控制,將G極接地則VGS=-12V, 溝道電阻RDS<20毫歐。ATX電源的POWER_ON是邏輯電平輸出,直接接到MOS管的G極顯得不合適(不確定主板上是否是開漏輸出)。因此需要附加電路。而3R33S的開啟端是高電壓有效,不能直接用ATX控制。這樣我設(shè)計了如下電路:
20110217_829223b0cf0da1edc4adoSSTiK0nyS7v.jpg
       當(dāng)ATX電源開啟允許時,PNP管導(dǎo)通,兩個受控的3R33S模塊就開啟。后面的NPN管也導(dǎo)通,MOS管開啟。這樣3.3V, 5V, 12V三個輸出都開啟。還要留意的是:3R33S控制端接有上拉電阻,因此懸空的時候電源是開啟的。在這個設(shè)計中為了受控,除了待機電源外的兩個模塊,需要將上拉電阻拆除,如圖:
20110217_bb305a706b3c4c6cf7ffgQGLSS8g82lk.jpg
       按照ATX電源的要求,所有輸出都達到預(yù)定電壓后,輸出一個POWER_OK指示,這樣主機才工作。這兒就簡單加一個“延時通知”了,如下的電路。沒有儀器測試延時了多少 loveliness.gif
20110217_5ded9ef0ccc151c35656pl9nnl0D69ZC.jpg


      一切準(zhǔn)備就緒,下面要做板子了。畫PCB太麻煩了,刀刻!先裁一塊板子,寬度就是兩個模塊的寬度。
20110217_dd8ca7fc2b3247cb8909GHufU6OMMHiw.jpg
      然后就開始刻吧,布線在草稿紙上和頭腦里。因為模塊要焊在銅箔面,就所有元件都在一面好了,盡量使用貼片的縮小面積。這樣刻起來要小心了。。。
20110217_658f3d76403e3c27b31eEGkGzg66x6kg.jpg
      刻的時候就用模塊作位置參照比劃了,邊刻邊規(guī)劃,刻完了是這個樣子:
20110217_1dad3cbb494ec0b31210fJm2OK6do46m.jpg
       焊接比起刀刻來,就輕松多了,不費力。用了一個直插的8550 sweat.gif ,是不得以,因為沒有的合適的貼片管了。
20110217_bce550d25ed26fb5ce6693i7ql7ZRKp5.jpg
20110217_1db390436642106c6b6apeeWcbeW6z4E.jpg
       還有一件手工活:改線:
20110217_daf08b77b334d5964e9ed3gNrynsEyUw.jpg
       一把線太多了。因為功率小,不用擔(dān)心線太細走不了大電流的問題?梢越氐粢徊糠止δ苤貜(fù)的線,在主板上同樣顏色的線焊點是連在一起的。先把地、5V、3.3V這幾根重要的供電線整理合并出來。而12V主要是給CPU供電,有單獨的插頭,先不管。5V待機也稍后再連。
20110217_e3d1b78e6dad03d762966rEbG61tdE0B.jpg
      把5V和3.3V接好。地分成兩根線連接,是因為線數(shù)比較多。
20110217_4896394868dce161696aIQV3pHbkYkJH.jpg

      最后焊接上POWER_OK, POWER_ON, 5VStandBy, 12V——臨時接的,測試以后重新整理吧。再把4pin插頭的12V和地也焊好。這樣電源的基本功能就有了。
20110217_9e33e202229134a03e3d16u6L96D9B1l.jpg

       上機測試!忘了焊SATA電源線了,臨時處理……窘
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        12V接通!OK, 確認待機電路工作。因為網(wǎng)卡工作了,看到指示燈亮起來。待機時輸入功率1瓦多。
20110217_70e530e04e8213f403c2JVUMcSkBCsod.jpg

       開機運行,一切正常。太靜音了,以致于一按電源開關(guān)以后沒有動靜,我還以為出問題了,直到聽到嘟的一聲。系統(tǒng)啟動完成以后沒有運行計算任務(wù)時,電流穩(wěn)定在1.42A左右。DC-ATX低功耗改造成功!

目前運行了十多個小時了表現(xiàn)正常。 用功率表測得市電輸入DC12V適配器的功率在20W~22W之間。主機滿負載運行時輸入功率也不到30W。
與原來的大水牛ATX電源相比,整體節(jié)能30%以上
剩下的工作是利用板子上剩余面積,搭一塊MC34063的-12V電路;完了再想辦法把電源裝到機箱內(nèi)固定。

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