Ik ben voor een ander project wat aan het prutsen met een oude computervoeding. Nu ik toch aan het prutsen ben, eens kijken of er een simpele stroombegrenzing te klussen valt. Het hoeft geen nette stroomregeling te zijn, als het maar kortsluitvast is.
Een LED op een uitgang van een computervoeding zal normaal gesproken onmiddellijk stuk gaan, zo’n voeding kan lomp veel stroom leveren. Het exemplaar op de foto is een oudje, de 12V lijn is oranje ipv geel (Normaal is de 3V3 oranje, maar die is hier bruin), en kan zo’n 7A leveren. De 5V (rood) zelfs 22A. De LED mag maar 20mA krijgen, dus 7/0,02=350 keer minder dan de 12V kan leveren.
Op deze foto gaat de LED niet stuk, want ik heb een stukje stroombegrenzing toegevoegd. Boven de connector is al een stukje van het circuit te zien. Maar hoe werkt het?
Waarschuwing: Niet thuis uitproberen, of waar dan ook elders, als je niet al weet hoe veilig om te gaan met de (potentieel dodelijke) gelijkgerichte netspanning in zo’n computervoeding. Als je het uitprobeert, dan doe je dat op eigen risico. Condensators kunnen nog lading bevatten ook als de voeding niet meer met het lichtnet verbonden is. De Engelse versie van deze blogpost heeft een uitgebreider disclaimer, voor de Nederlanders hoop ik op wat common sense. (Wat Engelstaligen ook moeten hebben gezien het een Engels woord is. Maar ik dwaal af)
De spanningsregulatie van een atx computervoeding gaat via optocouplers. Het regelIC, UC3842 (of variant) is immers vrijwel direct met het lichtnet verbonden.
Aan de secundaire kant van de voeding wordt een TL431 gebruikt om indien een de uitgangsspanning te hoog wordt, de LED van een opto te laten oplichten. De andere kant van de opto zit aan de uc3842, zodanig dat deze de pulsbreedte naar beneden regelt en de uitgangsspanning dus weer lager wordt. De TL431 wordt eigenlijk als een soort comparator gebruikt, al is het een instelbare zener / voltage reference / shunt regulator.
Op danyk.cz zijn wat schema’s van voedingen te vinden, zie aldaar voor het spanningsregelcircuit. (En alle overvoltage/overcurrent beveiligingen die ik er bij mijn voeding uitgesloopt heb)
Een lompe vorm van stroombegrenzing blijkt veel simpeler te maken dan gedacht.
Door een 2e optocoupler met z’n transistorkant parallel te zetten aan de eerste, valt de uitgangsspanning naar beneden te regelen als er stroom door de LED van de 2e opto loopt. Vanuit de UC3842 gezien gebeurt er namelijk precies hetzelfde als wanneer de eerste opto gaan geleiden in geval van een te hoge uitgangsspanning. Nu nog een circuitje dat stroom door die optocoupler LED stuurt bij teveel uitgangsstroom, en ik heb een lompe vorm van stroombegrenzing.
Dat circuitje is niet zo moeilijk. Over elke weerstand valt spanning als er stroom door loopt, dus de uitgangsstroom laat zich makkelijk meten door een weerstand in serie te zetten. Een senseweerstand. Verder een transistor die als de spanning over de senseweerstand boven de 0,7V komt gaat geleiden. En vervolgens die transistor de LED van de 2e opto aan laten sturen.
Voor deze test is de senseweerstand 68R. Dit zou een stroombegrenzing opleveren op 0,7V/68R= ongeveer 10mA. Om de spanningsval over de senseweerstand vervelend kan zien, is het leuk de feedback van de spanningsregeling ná de senseweerstand af te tappen. Dat heb ik voor deze test niet gedaan.
In de praktijk ga ik de stroom van een voeding die zo veel stroom zou kunnen leveren als deze natuurlijk niet op 10mA begrenzen, maar eerder op rond de 10A, en de senseweerstand zou dan 0,068R worden. Maar als test is het leuk eens te proberen een LED te laten branden op een ATX voeding.
De stroombegrenzing gaat oscilleren, wat leid tot een knipperende LED. Zie het volgende filmpje.
Als ik in plaats van een LED mijn stroommeter aansluit, schommelt de waarde tussen de 10 en de 20mA, maar waarschijnlijk zijn de pieken groter en kan de multimeter het allemaal niet bijhouden.
Maar als kortsluitbeveiliging werkt dit prima. Nadeel is wel dat de ventilator van de voeding op dezelfde 12V rail zit, en dus ook naar beneden wordt geregeld/uit gaat als de stroom begrensd wordt.
Laat het me weten als je een soortgelijk project ergens tegenkomt, wat ik tot nog toe tegenkwam was alleen spanningsregeling, daarom post ik dit.
Leave a Reply