ATX 電源の用途は 101 通りではありません

Jul 04, 2023

PC の電源は、過去 20 年にわたってジャンクボックスの標準であり、おそらく今後もこのままであり続けるでしょう。 多くの場合、非常に高い基準に基づいて構築され、何年も忠実に使用できる製品ですが、その製品を構成する PC が古くなると、寿命はわずか数年になります。 数十年にわたり、オリジナルの PC および AT から ATX に進化し、増大する電力レベルで拡大し続ける電圧レールの範囲を供給してきました。 ATX 電源規格には長年にわたって複数の異なる改訂が行われてきましたが、それらはすべて同じ基本的なフォーム ファクターを共有しています。

そのため、ATX サプライ品の山がかなり多くの読者の生活に登場することになるでしょう。 それらのほとんどはおそらく、今日のマザーボードではほとんど使用されない古くて時代遅れのバージョンであるため、そのまま放置されています。 無視できるほど小さくはないが、捨てるにはもったいない。 これらを見て、どのような有用な部分が含まれているかを考え出し、それらを使用するいくつかのプロジェクトを見ていきます。 おそらく、あなたが目的を探し求めている読者の一人であれば、これは何らかのインスピレーションを与えるでしょう。

TL494 は、さまざまな構成で動作するように設計されたスイッチモード電源コントローラであり、複数の半導体会社によって製造されています。

スイッチモード電源の基本動作は非常に簡単で、ATX 電源は標準からの逸脱がほとんどありません。 主電源整流器とフィルタがあり、数十 kHz で得られる DC をフェライトコア付き変圧器にスイッチングする一対の高電圧パワー トランジスタで、その出力は低電圧 DC に整流されます。 TL494 は出力電圧をサンプリングし、駆動トランスを介してパワー トランジスタのベースまたはゲートに供給される PWM スイッチング信号を生成します。 また、別の小型変圧器を使用したスタンバイ 5V 電源と、PSU の準備ができていることをマザーボードに伝え、外部入力で電源をアクティブにする「パワーグッド」回路もあります。

伝説：

A: ブリッジ整流器

B: 入力フィルター コンデンサ、B と C の間 – HV トランジスタ用ヒートシンク

C: 変圧器、C と D の間 - 低電圧整流器用のヒートシンク

D: 出力フィルターコイル

E: 出力フィルタコンデンサ

アラン・リフティング[PD]、ウィキメディア・コモンズ経由。

これらの電源は、表面実装コンポーネントの時代では少し特殊で、ジャンク箱で見つかる電源のほとんどが依然としてスルーホール構造になっています。 これにより、部品を無傷のままより簡単に回収できるため、電子スカベンジャーの適切なターゲットとなります。 少し時間を取って、見つかったコンポーネントを確認し、それらの使用方法を提案してみる価値があります。

これらのボックスの 1 つを分解すると、金属ケース、IEC コネクタ、電源スイッチ、およびファンが最もよくわかります。 これらがどのように再利用されるかについては説明の必要はありません。多少の鋼材の穴あけが気にならず、プロジェクトのケースが明らかに PC 電源の場合であれば、これらのエンクロージャは非常に堅牢です。 同じことが、マザーボードとディスク電源コネクタの配線織機にも当てはまり、中型の接続ワイヤの便利な供給源となります。

PCB 上のコンポーネントを見ると、その多くは標準的なディスクリートです。 確かに、誰もが一度は 10K の抵抗を使ったことがあるでしょう。しかし、一般に、いくつかの高電圧コンデンサ以外では、それほど興奮するものではありません。 では、そのボード上で持ち上げる価値のあるものは何でしょうか?

ATX PSU ボードに多く使用されているものの 1 つは磁気です。 トロイダルチョークとフェライトボビンは、フィルターやさまざまなフェライトコアトランスに使用されます。 変圧器は特定の目的のために巻かれているため、巻き戻す忍耐力がない限りほとんど役に立たないかもしれませんが、チョークにはさらに用途があります。 これらは珍しい RF フェライトではなく、より実用的な鉄粉コアですが、チョークが必要な場合にはどこでも十分に使用できます。 私はそれらを同軸バランのコアとしても使用しましたが、その目的が単にフィーダーからの RF 漏れを止めることである場合、その貧弱な RF 性能は資産となります。 また、RF の観点から、これらのチョークは、他のインダクタ用の大量の太いエナメル銅線の便利な供給源でもあることも注目に値します。

ATX PSU の半導体にはいくつかの特殊なコンポーネントが含まれていますが、それらの代替アプリケーションもまだあります。 高電圧側には、厳選された高電圧ダイオードとスイッチング トランジスタがあり、これらはすべて、高電圧インバータを組み立てる場合に豊富な部品源となります。 TL494 またはその他のコントローラ チップを除いた低電圧側には、いくつかの高電流整流器と、運が良ければ複数の 3 端子 78XX シリーズ レギュレータが見つかります。また、多くの場合、TL431 調整可能な電圧リファレンスも見つかります。 さまざまなヒートシンクが他のプロジェクトでも役立つ場合もあります。

ご覧のとおり、ATX PSU はいくつかの有用なコンポーネントを提供します。 しかし、それらはほぼ無限に供給されているので、部品が必要な場合を除いて、壊れる価値はありません。では、無傷のもので何ができるでしょうか?

答えは非常に簡単です。ベンチ電源として使用してみてはどうでしょうか? これらの電源は、電気的には世界で最も静かなわけでも、最もよく調整されているわけでもありませんが、重要な電流レベルでいくつかの有用な電圧レールを提供するという利点があります。 この方法で使用するには小さな変更が必要です。ラインの 1 つはハイに保持されるイネーブル ラインです。 ピン 16 を Low (通常は緑色のワイヤ) に引くと、電源が起動します。 Hackaday.io には、他の人がこれをどのように行ったかを示す多数のプロジェクトがあり、OSH Park を簡単に検索すると、このようなさまざまなブレークアウト PCB が見つかります。

固定電圧が十分でない場合は、調整可能な出力を提供するために、12V ラインに LM317 可変レギュレーターを取り付けた写真のような ATX ベンチ PSU プロジェクトが数多くあります。 これがこれを実現する唯一の方法ではありませんが、TL494 は簡単な変更で簡単に可変レギュレータにすることができます。 そのルートに従う場合、主電源および高電圧機器での作業の危険に関しては、標準の警告と免責事項が適用されます。

もちろん、電源として電源を使用することは非常に便利ですが、多少のハードウェア ハッキングが必要になる場合があっても、画期的とは言えません。 他の使い方はどうですか？ たとえば、大電流を生成できる電源が適している分野の 1 つは溶接です。 ここで言う溶接とは、船や自動車を作るような溶接を意味しているわけではありません。溶接工を見つけることができるのはそれだけではありません (このスポット溶接機は ATX のケースを使用しています) Supply は素晴らしいプロジェクトですが、この文脈ではあまり重要ではありません)。 たとえば昨年、熱電対を溶接するためにグラファイト電極を使用した ATX 電源を取り上げ、市販の代替品と比べて大幅なコスト削減を実現しました。 そして、ATX 電源の金属加工の可能性はそれだけではありません。モデル作成コミュニティでは、抵抗はんだ付けに ATX 電源を使用している人がいます。

ということで、ベンチの下には古い PC が届いた金属レンガの山がまだ残っていますが、これを読んだ後の運が良ければ、それらを使って何かできるかもしれないちょっとしたインスピレーションが得られるでしょう。 あなたが作ったものは何でも、必ず Hackaday.io で私たちと共有し、リンクを送信することを忘れないでください。