Postavte si vlastní pasivní zdroj pro HTPC

  • administrator
    Kategorie: Návody, HTPC
    Pro 16, 2009
    19× Komentováno

    Líbí se vám PicoPSU, ale zdá se vám přehnaně drahé nebo nedostupné? Jeden z našich čtenářů (Jan Drábek) si vytvořil jeho obdobu, která je podstatně levnější (okolo 500 korun) a při stavbě si každý technický nadšenec může užít své vlastní zručnosti a nápaditosti.

    Chtěl bych se s vámi podělit o zkušenosti s návrhem a výrobou zdroje pro HTPC který jsem si stavěl. Prvotní záměr byl sehnat dostatečně výkonný a tichý počítač, co přehraje HD videa a práce na něm bude svižná a bude mít co nejmenší spotřebu. Napadl mě nějaký starší notebook, klidně s poškozeným LCD, ale při pohledu na Aukro jsem nenašel nic, co by mě vyhovovalo poměrem cena/výkon.

    Takto může vypadat hotová sestava. Stačí připojit notebookový 12V zdroj, nebo jiný podobný externí spínaný zdroj.

    Nehodlal jsem dát 10 000 korun za notebook, který bude jen někde ležet a běžet. Pak jsem na internetu narazil na ITX základní desky o což jsem se začal zajímat a našel jsem MB s chipsetem Nvidia ION který v sobě má integrovanou grafickou kartu Nvidia GeForce 9400M, která dokáže hardwarově přehrát i FullHD videa. Nakonec jsem vybral desku Pegatron IPX7A-ION která má Nvidia ION chipset a CPU v podobě Intel Atom 330, který tiká na 2 x 1,6GHz. K tomu jsem dokoupil 2GB DDR2 SODIMM paměť, 500GB HDD od WD z řady Green Power, slim SATA DVD-RAM mechaniku a case Eurocase MINI-ITX Wi-05.

    Klasický ATX zdroj? Nebrat!

    Už při výběru komponent jsem byl rozhodnut, že si vyrobím vlastní napájecí zdroj, protože klasický ATX zdroje (až na výjimky) jsou vcelku neúčinné a už jen tím, že běží, odebírají klidně 20 W, čemuž jsem se chtěl vyhnout. Nehledě na to, že tam je větrák co dělá randál.

    Takže jsem začal vybírat vhodné stabilizátory napětí pro 12V, 5V a 3,3V (záporné napětí -5V a -12V nejsou v dnešním PC potřeba, takže jsem se jimi vůbec nezaobíral). Klasické lineární stabilizátory 78xx jsem hned zavrhl kvůli jejich neúčinnosti, takže jsem začal vybírat nějaké spínané stabilizátory, u kterých se účinnost pohybuje klidně kolem 90 %.

     

    Po dlouhém výběru jsem zvolil LM2576T-ADJ což je step-down regulovatelný stabilizátor s trvalým výstupním proudem 3 A. Na internetu jsem narazil na informace, že se z něj dá odebírat bez problémů i 5 A, ale osobně to vyzkoušené nemám. Na Aukru jsem koupil spínaný zdroj 12 V/5,5 A který se podobá klasickému notebookovému. Takže 12V větev v PC jsem měl vyřešenou, zbývalo tedy vygenerovat 5Vsb, 5 V a 3,3 V což jsem udělal pomocí výše zmíněných spínaných stabilizátorů. Ještě před stavbou zdroje jsem si změřil odběry z každé napájecí větve a výsledky jsou takové:

    ________plocha_______load 100%
    +12V_____0,5A_________0,9A
    +5V______2,0A_________2,8A
    +3,3V____1,2A_________ 2,3A
    +5Vsb____0,15A________0,15A
    ________--------________--------
    _________21W__________34W


    DVD mechaniku jsem do měření nepočítal, protože její odběr je kolísavý, ale při roztáčení média si vezme kolem 1 A a potom proud kolísá kolem 0,5 A. Takže když se to vezme, tak je v měření zahrnuta spotřeba MB + HDD.

    Jen minimální ztrátové teplo

    První měření proběhlo, když byl PC najetý na plochu a nic víc nedělal a druhé měření je při maximálním zatížení CPU a GPU. Vybrané spínané stabilizátory mají účinnost v průměru kolem 75 % a při propočtech budu v teplo vyzařovat kolem 3,5 W v nezatíženém PC a 6 W v plném zatížení, což jsou vcelku dobré hodnoty, protože toto ztrátové teplo se dá vyzářit poměrně malými chladiči.

    Schéma zapojení

    Taky jsem řešil zapínání PC. Při vypnutém PC je MB napájena jen +5Vsb zdrojem který běží neustále a po zmáčknutí zapínacího tlačítka PC se na pinu ATX konektoru zapínajícím zdroj (zelený drát vedoucí do ATX konektoru) objeví 0 V (log. 0) a tím se zdroj zapne. Při vypnutém PC je na tomto výstupu +5V (log. 1). LM2576 má ON/OFF vstup a při uzemnění tohoto vstupu se stabilizátor zapne a při přivedení asi 0,5 V až do maxima vstupního napájecího napětí se zas vypne. Tahle vlastnost je naprosto perfektní, protože stačilo propojit zapínací pin ATX konektoru s patřičným vývodem stabilizátoru a zdroj se zapíná a vypíná přesně tak jak má. Jediný stabilizátor generující +5Vsb běží neustále, aby napájel MB, když je PC vypnutý.

    Potom jsem řešil napájení mechaniky a HDD. Byla tu možnost jí připojit na +5V větev napájející MB, ale při maximálním zatížení PC, kde je odběr skoro 3 A, se mi nechtělo riskovat s přetěžováním stabilizátoru. Takže HDD a mechaniku napájím z +5Vsb zdroje ze kterého je za běhu PC minimální odběr. Ale aby do HDD a mechaniky nešlo napětí i při vypnutém PC, tak jsem musel ještě přidat do cesty proudu relé, které je spínáno hlavní +5V větví pro MB. Tedy, když se zapne PC, tak se na PS_ON pinu ATX konektoru objeví 0 V (log. 0) a zapnou se stabilizátory pro +3,3 V a +5 V a ten sepne relé, přes které jde napájení mechaniky a HDD z +5Vsb zdroje.

    Chladiče jsou za běhu vlažné, nebo trošku teplejší, takže žádný větrák není potřeba. Napájecí konektor mezi PC a adaptérem jsem záměrně použil CINCH a to z důvodu kvalitního spoje s minimálním přechodovým odporem. Všechny součástky jsem nakoupil v GESu, kromě chladičů, které jsou ze zásob. DPS jsem si navrhl a vyrobil taky sám. Při návrhu DPS se musí klást důraz, aby byla indukčnost, schottkyho dioda a elektrolyty co nejblíže IO stabilizátoru! Všechny elektrolyty musí být LOW ESR!

    Na mojí verzi, která je zde vyfotografována, nenajdete na vstupu pojistku. Nejdřív jsem jí při návrhu DPS neumísťoval záměrně kvůli místu a nakonec jsem na ní zapomněl. V mém případě není ani nutná, protože kdyby došlo k poškození elektroniky zdroje, tak adaptér vypne díky jeho integrované proudové ochraně. Samotné stabilizátory ve zdroji mají proudovou a teplotní ochranu. Ve svém zdroji jsem použil stabilizátory s nastavitelným výstupním napětím a na DPS jsou vidět trimry, kterými jsem si nastavil přesně napětí.

    Prostor pro vylepšování

    Je to můj způsob řešení a mnohem lepší by bylo nahrazení trimrů klasickými rezistory nebo zakoupit stabilizátory s pevným výstupním napětím. Také je vidět na jedné z fotek další relé přidělané k chladiči jednoho ze stabilizátorů. Toto relé spíná 12V napětí pro MB a HDD. Při návrhu jsem si nějak neuvědomil, že bez tohoto relé jde stále do MB a HDD 12V. Této chybičky jsem si všiml asi až po týdnu požívání zdroje, takže jsem do cesty proudu dal výše zmíněné relé a jeho cívka je připojená paralelně k cívce prvního relé co spíná 5V napětí pro HDD a mechaniku. Spínání těchto napětí by šlo opět řešit elegantněji nějakými tranzistory nebo FETy.

    Návrh tištěného spoje.

    Přední a zadní strana hotového -=KURE=- ATX Power Supply

    Je věc každého jak si zdroj udělá a jaké použije součástky na jeho stavbu. Na závěr bych asi řekl, že jsem dosáhl toho, čeho jsem chtěl a s příkonem 24,5 W u nezatíženého a 40 W při 100% vytížení PC jsem spokojený. Zdroj mě v PC běží už déle jak 3 měsíce bez sebemenších problémů a doufám, že to tak zůstane i nadále. Do PC jsem umístil jediný 80mm ventilátor který se točí na 600 - 800ot\min a jen prohání vzduch v bedně a při těchto otáčkách není absolutně slyšet. Jediný hluk dělá točící se HDD, který je i v noci sotva slyšitelný. Doufám, že tato malá recenze s návodem někoho inspiruje a postaví si podobný zdroj a bude mu sloužit k jeho maximální spokojenosti...

    Zdroj zabudovaný ve skříni.

     

    Chyba se vloudila. Na obrázku je její řešení - další relé přidělané k chladiči jednoho ze stabilizátorů. Toto relé spíná 12V napětí pro MB a HDD. 

    Seznam součástek

    C1 = 470µF/16V
    C2 = 470µF/16V
    C3 = 470µF/16V
    C4 = 1500µF/6,3V
    C5 = 1500µF/6,3V
    C6 = 1500µF/10V
    C7 = 1500µF/10V
    C8 = 1500µF/10V
    D1 = MBR1060
    D2 = MBR1060
    D3 = MBR1060
    D4 = 1N4007
    F1 = 4A
    IO1 = LM2576T-ADJ
    IO2 = LM2576T-ADJ
    IO3 = LM2576T-ADJ
    L1 = 80µH
    L2 = 80µH
    L3 = 80µH
    P1 = 10k
    P2 = 10k
    P3 = 10k
    R1 = 1k
    R2 = 1k
    R3 = 1k
    Rel1 = 5V

     

    Autor: Jan Drábek

    PŘIDAT KOMENTÁŘ

    19 Komentáře

    1. Tak si říkám, že by nemuselo být nutné kupovat všechny součástky, ale mohl bych vykuchat starý ATX zdroj, co tu mám. Na druhou stranu tomu vůbec nerozumím, takže radši nic :)

    2. Pokud máte obyč nežravé htpc co za běhu žere 60-70W tak v klidu odpojte větrák ve vašem 400W zdoji a je klid a ticho k nezaplacení. Mám to tak už rok a půl doma a vše ok, živím tím amd BE2400, int grafiku, DVD mechaniku, 2x HDD - nejdřív jsem měnil větráky ve skříni (antec fusion v2) až mi tam žádný nezbyl (hluboký hukot zmizel), pak jsem vyměnil disk 7200 za 5400 ot (zmizelo pištění), na procesor sem dal jen pasivní chladič bez větráku (zbytečně velkej ninja mini :-), opět ubylo pár pískání, a pak jsem vyřadil i větrák ve zdroji a konečně se to dá ignorovat aniž bych musel přidávat hlasitost na televizi.

      Pro remcaly: běžné teploty 35-40C na procesoru a desce opravdu nikomu neublíží, uvědomte si že v normálních PC zdrojích jsou chladiče větší než v notebokovém adaptéru co dává 80W a pokud to zvládá tento není důvod aby to nezvládl klasický zdroj - zapojení a principy obou zdrojů jsou obdobné.

    3. ach ano... elegantně si vyřešil hlučnost. Nicméně napájet předimenzovaným 400W monstrem takovouhle sestavu je neekonomické a neefektivní. Pokud tobě to tak vyhovuje tak je to zcela v pořádku... nicméně autor má u mne +

    4. 400W zdroj neznamená, že odebírá trvale 400W !!! Vezme si kolik potřebuje pro zátěž, naprázdno třeba i jen pár watů. Navíc ho ve většině případů není potřeba chladit ventilátorem.

    5. Já už jsem pár klasických ATX zdrojů, ze kterých se staly "pasivní zdroje" kvůli zadřenému ventilátoru, rozebraných měl. Je pravda, že si nepamatuju žádný, který by sám odešel, protože jim vždy včas zabraly ochrany proti přehřátí, ale všechny do jednoho měly poškozené elektrolytické kondenzátory - nafouknuté a/nebo vyteklé - hlavně ty umístěné blízko chladičů.

      Naprostá většina počítačů byly běžné kancelářské počítače, u kterých maximální spotřeba asi nikdy nepřesáhla 100W. Zdroje nebyly žádné zázraky, ale ani úplné šmejdy - většinou běžné značkové 350W zdroje v kategorii kolem 1000 Kč s DPH.

      Když odpojíte ventilátor a nemáte žravou sestavu, tak to aktivní součástky většinou vydrží, protože třeba spínací tranzistory jsou konstruované na vnitřní teplotu okolo 150°C, takže když mají uvnitř třeba 120°C a na povrchu 105°C, tak je to pro ně normální provozní stav. Schválně se ale podívejte do nějakého katalogu součástek na životnost elektrolytických kondenzátorů - přesněji na závislost životnosti na pracovní teplotě. Kondenzátory konstruované na 105°C mají standardně udávanou životnost při teplotě 105°C. Tato životnost stoupá na dvojnásobek s každým snížením teploty o 10°C. Kondenzátory se většinou dělí do 3 kvalitativních kategorií, kde životnost při 105°C mají ty největší šmejdy 1000 hodin, střední kategorie 2000 hodin a ty nejlepší 5000 hodin. Přihořívá? A schválně která kategorie se asi dává do běžných zdrojů, že.

      Samozřejmě netvrdím, že když má chladič spínacího tranzistoru na povrchu 105°C, tak má 105°C i těsně vedle stojící kondenzátor. Ale rozhodně bude mít výrazně vyšší teplotu a tedy nižší životnost než při provozu s ventilátorem - byť jen pomaloběžným, který nechladí náporem, ale pouze odvádí horký vzduch ze zdroje ven.

      Všechno samozřejmě taky zásadně ovlivňuje konstrukce konkrétního modelu zdroje a odběr konkrétní sestavy z jednotlivých větví. To, že takový provoz jakž takž zvládá jeden model zdroje ještě neznamená, že to bude zvládat každý model.

      Ono se taky může stát, že se přehřeje nějaký "řídící šváb", pak hluk na chvilku výrazně stoupne, a nakonec bude ticho na věky.

      Pokud by chtěl mít člověk jistotu, tak by si musel všechny součástky zdroje změřit při delším provozu počítače v plné zátěži bezdotykovým infra teploměrem - samozřejmě ale nějak šikovně, aby měření zásadně nezkreslil měřením úplně otevřeného zdroje.

      Tož tak. Jen blbněte, požárníci!

    6. Tak to bych byl docela rád pokud byste sem mohl uvést nějaký ATX zdroj, který bere naprázdno jen několik watů? Už jenom vstupní filtr (ten je připojený i při vypnutém vypínači) hravě tento řád překonává.

    7. Pěkná konstrukce. Nicméně pro sestavu jakou má autor, teda jenom deska, HDD a NB mechanika lze koupit skříň i s pasivním zdrojem:
      http://www.alfacomp.cz/php/product.php?eid=10514008922P1RDNXT
      ModeCom je dělá i v jiném vzhledu:
      http://www.modecom.pl/product.php?category=3&id=495&lang=ce
      "Notebookový" napáječ je v ceně, takže už není potřeba nic dalšího dokupovat. Mám jednu doma a myslím že dodávaný zdroj má výbornou účinnost. Celý počítač žere 15 W (je tam ale pravda stará ITX deska s VIA procesorem). Jediný problém s touto skříní je, že do ní opravdu nic jiného než ITX deska, HDD, NB mechanika nevejde.

    8. Ano, jsou skříně, ke kterým podobné řešení je dodáno z výroby. Jenže třeba ten ModeCom je soustavně nedostupný a jiné nejsou zrovna levné :( Článek je určen elektro-kutilům, kdokoli jiný si asi koupí hotové zařízení, byť násobně dražší. Jinak k NAS úložišti eTrayz mi nedávno dorazil i externí adaptér, který umí nejen 12V ale i 5V. Něco podobného lze pořídit celkem levně (adaptér k DELL Optiplex) http://cgi.ebay.com/New-Dell-OptiPlex-SX260-SX270-3R160-AC-Adapter-DA-1_.... S tím by se dalo taky pěkně kouzlit. Navíc to má dokonce 150 W!
    9. Konstrukce je to opravdu pěkná. Navíc tak jednoduchá, že se dá plošňák nakreslit klidně ručně lihovým fixem. S tou dostupností ModeComu to zas nebude tak hrozné. Jsou i jiné firmy než Alfa, já ji taky z Alfy nemám. Jen jsem chtěl upozornit že se dá za 15 stovek koupit celá skříň i s zdrojem, což je opravdu skvělá cena. Je škoda že nejde ten zdroj koupit samostatně.

    10. Jen dotaz, nemají ATX zdroje ještě náhodou jeden pin tzv Power Good co dává informaci desce že zdroj je OK ? Docela se divím že to ta deska pobere, protože tam chybí tak půlka věcí co má ATX zdroj mít.

      http://en.wikipedia.org/wiki/ATX

      Většinou stačí aby zdroj dával powergood o něco pozdějš nebo dřív než je norma, a počítač ani náhodou nenajede.

      Takže je to asi fakt nenáročná deska (na vyžadování standardů), a velký štěstí že to funguje.

      Ale jinak to vypadá hezky.

      Uplně ideální je ovšem deska co má přímo napájení jen 12V (těch ovšem moc není)

    11. nasel jsem tento clanek ktery mi hodne pomuze z patove situace kterou prave resim.ovsem nez zacnu do teto veci plne investovat penizky rad bych si vymenil par vet s autorem tohoto zdroje panem Janem Drábkem.prosim muzete mi nekdo poslat jeho email??? predem dekuji.pisu toto hlavne pro adminy

    12. To schéma by šlo ještě poladit. Za prvé je zbytečné, aby tam byly na vstupu všechny 3 kondíky C1 až C3, stačí jediný s 3x větší kapacitou - a ani ten by tam nejspíš být nemusel, páč v tom notebook zdroji 12V už na výstupu jistě nějaký je...

    13. Vzdy je lepsim resenim nekolik kondenzatoru paralelne misto jednoho. Snizi se tim vysledny seriovy odpor. V retezci spinanych zdroju a menicu to plati dvojnasob.

  • Doporučujeme podobný obsah z našeho webu