计算机ATX电源改装DIY(十)(最后一集)

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序 号:220172 (电子世界)
标 题:计算机ATX电源改装DIY(十)(最后一集) (3673字)
发信人:列兵
时 间:2018/1/30 15:05:58
阅读次数:511
详细信息:
第十集----电压表自动量程转换,电流表改制,简易过流保护的设计思路。
  
    经过前面四个步骤的努力,改装:
    
    第一步:准备一只能够正常工作的ATX电源。
    
    第二步:读图,复制原理图。

    第三步:确定在原理图上的手术方案

    第四步:对线路板进行拆、改。

        我们得到了一块预期功能的线路板。
    
    第五步:安装电压表、电流表,过流保护电路


    一、有关模拟电压表、电流表的科普:

    我们常用的模拟式仪表是电磁式,表头内阻和满度电流是必须知道的参数。
    我们不讨论它的形状大小,常见表头内阻几十欧姆到数千欧姆,满度电流几微安到几毫安,一般地,内阻大,满度电流小,灵敏度高,反之内阻小,满度电流大。

    以我使用的表头为例,内阻142欧姆,满度电流500微安。
    
    计算电流表,可以直接计算,例如并联上1.42欧姆的电阻,就是量程为50毫安的电流表。

    但是经常把表头串联一个适当的电阻,例如本例串接8欧姆、158欧姆、358欧姆,那么,表头的综合内组成为150欧姆、300欧姆、500欧姆。好处是计算和改装方便。

    您看,当500微安的电流通过上述“表头”,压降分别是75毫伏、150毫伏、250毫伏,这个压降数值就是您改装后电流表的电压降数值,与表的量程无关。
    常见的成品仪器设备,使用75毫伏压降标准设计电流表分流器的最多。

二、我的两个表

    基本思路:一个表头,使用开关转换测量电压或者电流。
 
    我给表头串联了一个160欧姆电阻,按照150毫伏标准。(以下说的“表头”均指串联160欧姆以后的综合表头)

    
    1、需要量程为125mA、2.5A的电流表 

           125毫安量程,R=0.15V/0.125A=1.2欧姆
           2.5A量程,   R=0.15V/2.5A=0.06欧姆

    当表头并联0.06欧姆电阻,电流表量程2.5A,并联1.2欧姆(实际还加上了0.06欧姆的)电阻,电流表量程125毫安。
    
    电流表量程转换方法:0.06欧姆电阻1.2欧姆电阻串联在一起,在1.2欧姆电阻上面并联一个开关,当开关闭合,表头只是并联0.06欧姆电阻,量程2.5A,开关断开,表头并联两个电阻,量程125mA(有百分之六的误差,后来实际上小很多)。
 
    2、需要量程25V、12.5V的电压表,根据欧姆定律,  
         
       R=U/I=25/0.0005=50000欧姆
       这个阻值包含了表头综合内阻300欧姆。所以,表头串联一个49700欧姆的电阻,就是25V量程的电压表。

       实际上,有两个原因,直接串一个50K电阻就可以。
       a 300欧姆和50000欧姆相比,只占0.006,也就是0.6%,精密电阻误差1%,够小了吧,但是大于上述值。
       b 表头的误差,往往大于1.5%,所以0.6%的电阻误差可以忽略。

       同理串联一个25K欧姆的电阻,就是量程12.5V的电压表。

      量程转换方法:表头串接25K电阻,12.5V,串接50K电阻,25V,二者是用一只电磁继电器切换。

上图说话:电压表和电流表的连接图



一些实际问题:
    a 没有电桥,怎样得到1.2欧姆和0.06欧姆电阻。
    
    使用500W电炉丝,R=U平方/P。总阻值=220*220/500=97欧姆。取1/20左右,先不要拉直,用表量一下大致数值,5欧姆差不多的。搭一个下图的电路,就使用我们刚作好的电源,慢慢调节输出适当电压,若被测表电流数值小于万用表指示,就缩短接入电阻,大于就增加接入电阻,直到二者数值接近,慢慢升高电压看到万用表的数值125mA,被测表满度,就OK了。
    这个测试,接线要足够粗,使用质量好的鳄鱼夹移动接入电阻丝长度。
     


    得到了1.2欧姆,如法炮制,得到0.06欧姆阻值,上图已经有表示。注意,要接入短路开关,短路开关的接入电阻的影响早已不容忽视。
    在我的实例中,开始根据1.2欧姆炉丝的长度,估计出一段的大致阻值,取差不多长度的几段,并在一起,装机后,发现两边端子螺丝拧紧程度,对阻值都有不容忽视的影响,拧到最紧,电流表最大量程为6A,结果就是它了。然后重新绘制表盘。

    另外,电流表的最大量程最好比过流保护数值稍小为佳。

    b 如何设计电压表的自动量程切换

    是电压表量程自动切换,不是10V、24V输出选择自动切换,那个还是要手动的,主要这些开关及接线要粗。

    找一个直流继电器,12V的继电器吸合电压一般小于12V,我们要测一下。就使用我们的电源,接上电流表,给绕组通电,慢慢调高电压,听到“嗒”的一声停止。看电流表数值,很重要。不动电路,测端口电压。这就是继电器的关键参数。
    拆开电路连接,直接用万用表测量继电器线圈阻值,复查核算,与电压及电流值符合欧姆定律,否则要找到原因,避免误判。

    我用的继电器,阻值375欧姆,起始吸合电流15mA,计算电压为5.625V,与测量值符合。串联300欧姆电阻后,300+375=675欧姆,675*0.015=10.125V,符合我的要求。

    三、过流保护是必需的。

    本来我没有设计这部分,正沉浸在成功的喜悦中。忽然某天,“啪”的一声,爆了。更换了NTC保护电阻、220V整流二极管,二只开关三极管、TL494,才恢复正常。

    痛定思痛,还是加上保护为妙

    我一向崇尚简单思路。
    使用干簧管(学名:干式舌簧管)加上一个粗空心线圈,就是一个过流保护开关,调整线圈的长短、疏密,甚至干簧管的位置,就可以改变动作电流。
    TL494还空着一组比较器,按说可以利用,但是,捣鼓低值电阻很麻烦,而且电流表分流电阻已经利用了输出端到电路板的地点的位置。这个检流器没有位置要求,放在正极输出端附近比较方便安排。

    电路的逻辑关系要动一点心思,
    a 要利用继电器的常开触点作为继电器线圈的自保电路,否则继电器吸合以后,整个电路失电,干簧管开关触电断开,继电器释放,周而复始。
    
    b 继电器要单独供电,原因同上,开始还想简单一点,使用电阻降压,二极管整流,电容滤波,接过体积不小,发热量大。改为一只小变压器,二极管整流,电容滤波。

    一些相关图片
 






    完整的内部重要接线图



    有坛友建议开发TL494的定流输出、过流保护功能,我没研究,现举两例,权作抛砖引玉。





    这一系列剧得到了christian、山寨表、boris5741、“浪子阿三”等坛友的大力帮助,特此表示衷心感谢。

    没有朋友们的支持和鼓励,我无法完成如此浩大编辑帖子工程。我深表感谢。

    计算机ATX电源改装DIY系列剧到此结束。

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上帝关上一扇门,会为我们打开一扇窗。

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