28V - 7A AVEC UNE ALIM DE PC AT
AVERTISSEMENT
La modification proposée ne présente pas de difficultés majeures, mais nécessite un minimum de connaissances du fonctionnement des alimentations à découpage.
Certaines parties de l'alimentation sont directement reliées au réseau 230V et présentent un réel danger d'électrocution. Ne jamais toucher le circuit sans l'avoir débranché du secteur.
CHOIX DE L'ALIMENTATION A MODIFIER
Choisir une alimentation de PC type AT ou ATX et s'assurer de son bon fonctionnement.
Ouvrir le boitier (après avoir tout débranché) et s'assurer que le circuit est de bonne qualité: si les filtres sont strappés, comme sur certaines alim de bas de gamme, renoncer et chercher une autre alim.
L'intérieur de l'alimentation doit ressembler à peu près à cette photo:
La partie droite est reliée au secteur, on n'y touche pas. La partie de gauche, bien reconnaissable avec le gros toron de fils, est celle que nous allons modifier.
PRINCIPE DE LA MODIFICATION
Une alimentation de PC sort plusieurs tensions: +12V, +5V, -5V, -12V et 3,3V pour les modèles ATX. La puissance est concentrée essentiellement sur les sorties positives 12V et 5V.
Pour simplifier nous allons considérer uniquement ces deux sorties, sachant que les autres sont dérivées de celle ci.
Le schéma de la partie puissance secondaire est le suivant:
Le transformateur de puissance possède deux secondaires à point milieu. Le redressement s'effectue par deux doubles diodes en montage va et vient. Le filtrage est assuré par une inductance à deux enroulements couplés sur le même tore et des condensateurs électrochimiques à faible résistance (low ESR). Un filtrage supplémentaire est parfois implanté.
Une alimentation auxiliaire d'environ 30V est dérivée de l'enroulement du 12V et sert à alimenter les circuits de régulation et de protection.
Le principe de la modification consiste à remplacer le redressement va et vient par un redressement en pont sur l'enroulement 12V, l'enroulement 5V n'étant plus utilisé.
Le point milieu du transformateur (gros fil qui sort sur le dessus) doit être isolé de la masse et servira à générer la tension auxiliaire. La double diode de redressement du 12V sera conservée, ou mieux remplacée par un modèle plus puissant (STPR2420 ou équivalent), et deux autres diodes rapides à faible chute de tension (BYW80 ou équivalent) seront ajoutées pour compléter le pont.
L'inductance devra être rebobinée avec au moins 1,5 fois plus de tours que l'enroulement initial du circuit 12V. En fait on remplit complètement le tore avec du fil émaillé de 12/10 mm.
Les condensateurs seront remplacés par des 1000µF - 35V à très faible résistance série.
Il faudra ensuite modifier le circuit de régulation et les protections. C'est la partie la plus délicate.
La grande majorité des alims de PC utilisent le circuit TL494 ou son équivalent KA7500 et les schémas sont toujours très voisins.
Le circuit comporte une référence 5V (pin #14) qui est envoyée via un pont diviseur sur l'entrée inverseuse de l'ampli op de régulation (pin #2). L'entré non inverseuse (pin #1) reçoit la tension de sortie à travers un pont diviseur. Il suffit de recalculer ce pont pour avoir sur la patte 1 la même tension que sur la patte 2.
D'origine la régulation s'effectue par pondération entre le +5V et le +12V.
Il y a deux autres modifications à effectuer sur le circuit:
Ici les circuits diffèrent selon les fabriquants, et il va falloir relever une partie du schéma.
Souvent il est fait usage de comparateurs genre LM339. Une partie sert à générer le "power good" et ne nous interesse pas, l'autre à surveiller les diverses tensions. Il faut modifier cette partie afin que l'alim disjoncte en cas de tension de sortie trop élevée.
La protection contre les surcharges se fait souvent par mesure du courant primaire à travers un petit transformateur et action sur l'entrée DTC (pin #4). Il faut relever le schéma et le modifier en conséquence. On pourra s'aider des divers schémas d'alim que l'on trouve sur le net, notamment ceux qui sont archivés ici.
MISE EN OEUVRE
Démonter le circuit imprimé et dessouder tous les fils.
Dessouder ensuite tous les condensateurs et les selfs de filtrage, ainsi que la double diode du 5V, le régulateur négatif et les diodes sauf celles qui partent de l'enroulement 12V.
A l'aide d'un cutter, isoler les points milieux des deux secondaires (les gros fils qui sortent sur le dessus du transfo) de la masse.
Repérer la tension auxiliaire (elle va à la patte 12 du circuit de régulation), son condensateur de filtrage et les deux diodes qui vont aux extrémités de l'enroulement 12V. Déssouder les deux diodes et en connecter une au point milieu comme indiqué sur le schéma.
Démonter le radiateur des diodes et y fixer les deux nouvelles diodes en boitier DO220 (isolées du radiateur). Remonter le radiateur et câbler correctement le pont.
En s'aidant des pistes du circuit imprimé, recâbler la self de filtrage et les condensateurs. Faire les modifications des circuits de régulation et de protection.
ESSAIS
Pour les premiers essais, il est inutile de remonter le circuit imprimé dans le boitier.
Connecter une résistance de charge de manière à faire débiter quelques centaines de mA, alimenter (ne pas oublier de connecter la terre à la masse) et tester la tension de sortie.
Ne faire aucune manipulation sous tension: tout débrancher avant d'intervenir sur le circuit.
Ajuster les valeurs de résistances pour obtenir la tension voulue (mettre un potentiomètre permettant un réglage entre 24 et 28V), et charger progressivement en surveillant la température des radiateurs.
MISE EN BOITE
On peut récupérer l'interrupteur d'origine et le fixer à la place du passe fil sur la face avant.
En profiter pour mettre un voyant néon sur l'arrivé secteur.
Sur la face arrière, fixer deux douilles banane de 4mm à la place de la sortie secteur qui alimentait l'écran. Mettre une led de controle sur la sortie.
Le ventilateur 12V est connecté sur la sortie 28V par l'intermédiaire d'une résistance chutrice.
On peut aussi mettre deux ventilateurs en les connectant en série, mais c'est thermiquement inutile.
MESURES
Le ventilateur sert de précharge, l'alim fonctionne donc aussi bien à vide qu'en charge.
Sur mon proto, le taux de régulation entre 0 et 7A est de 0,8%. La température du radiateur des diodes (le plus chaud) ne dépasse pas 45°C après une heure à pleine charge.
L'ondulation à 100Hz est d'environ 100mV et le bruit de commutation est du même ordre de grandeur.
BIBLIOGRAPHIE
http://www.presence-pc.com/tests/Fonctionnement-d-une-alimentation-1ere-partie-389/
Un tutorial en français qui décrit le fonctionnement des alims de pc. Disponible sur plusieurs sites. Très bien fait, à lire en premier.
http://www.qrp4u.de/index_en.html
Modification d'une alim de PC pour faire 13.8V-15A. Très bien expliqué, à voir impérativement. J'ai expérimenté, ça marche extrèmement bien.
http://www.webx.dk/oz2cpu/radios/psu-pc1.htm
Une autre modif pour 13.8-15A
http://xavier.fenard.free.fr/AlimPC.htm
Quelques schémas d'alim.
http://blacjack.free.fr/Alim_labo_200W.htm
Des infos intéressantes.
Dernière modification le 22 octobre 2008