ATX-PC-Netzteile für stabile 13,8 Volt umbauen · zwischen Masse und der abgetrennten Lötinsel für +5V. Die Parallelschaltung aus 2200 Ohmund 100 Ohm liegt zwischen +12V und der

ATX-PC-Netzteile für stabile 13,8 Volt umbauen

Geschrieben von: Volker Lange-JansonSamstag, den 07. April 2012 um 15:32 Uhr - Aktualisiert Freitag, den 02. Oktober 2015 um 06:55 Uhr

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// // ATX-PC-Netzteile für stabile 13,8 bis 14,2 Volt umbauen

Nachdem ich einige AT-Netzteile auf stabilisierte 13,8 Volt umgebaut hatte, habe ichnun ein ATX-Netzteil nach der gleichen Methode umgebaut. Mein Exemplar liefert wiegewünscht 14 Volt bei maximal 18 Ampere. Der Spannungsabfall zwischen Leerlauf undVolllast beträgt weniger als 100 mV. Dieses Netzteil wird erfolgreich für dieStromversorgung eines Amateurfunk-Kurzwellen-Transceivers betrieben, da keinRauschen festzustellen ist. Selbstverständlich können mit diesem Netzteil zum Beispielauch Autobatterien aufgeladen werden. Mein Exemplar ist zudem kurzschlussfest.Leider sind dies aber nicht alle Schaltnetzteile.

Abgrenzung zum Umbau von AT-Netzteilen: AT-Netzteile Sie sind älterer Bauart undbesitzen einen Netzschalter, der über Kabel zur PC-Front geführt werden kann. Außerdembesitzen sie kein grünes Kabel. Unter UmbauPC-Schaltnetzteile für stabile 13,8 Voltist deren Umbau beschrieben, welcher nach dem gleichem Prinzip erfolgt.

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http://elektronikbasteln.pl7.de/umbau-von-pc-schaltnetzteilen.html

http://elektronikbasteln.pl7.de/umbau-von-pc-schaltnetzteilen.html



Ein ATX-Netzteil vor dem Umbau. Laut seines Aufklebers kann der 12-Volt-Ausgang maximal18 Ampere liefern, bevor die Überstromschutzschaltung das Netzteil abschaltet. DieseExemplar gab es für unter 20 Euro und hatte nach drei Jahren Betrieb (etwa 17.000 Stunden)wegen defekt gewordener Elkos nicht mehr zuverlässig in einem PC gearbeitet. Sicherheits- und Warnhinweise: In PC- Schaltnetzteilen herrschen hohe Spannungen undStröme, die tödlich sein können oder einen Brand hervorrufen können. Der Umbau ist deshalbnur Fachleuten vorbehalten, welche die Gefahren erkennen können und wissen, was sie tun.Jede Haftung und Gewährleistung ist ausgeschlossen. Auch Stunden nach dem Abschalteneines PC-Schaltnetzteiles können die Sieb-Elkos des Primärkreises mit mehreren 100 Voltaufgeladen sein. Sie sollten mit einer 230-Volt-Glühlampe entladen werden. Ich bin nicht unerfahren und habe mir trotzdem bei diesem Umbau durch Fahrlässigkeit einenStromschlag geholt, wobei der Strom zum Glück nur durch die Finger der rechten Hand floss.Trotzdem hat er mir ordentliche Schmerzen bereitet. Die PC-Schaltnetzteile sind immer aneinem Schutzleiter zu betreiben. Die Elkos in Schaltnetzteilen, die lange nicht in Betrieb waren,können im seltenen Fällen beim ersten Wiedereinschalten explodieren.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil



Das umgebaute 350-Watt-ATX-Netzteil liefert 18 Ampere bei hochstabilen 14 Volt. Dank einerÜberstrromkontrolle schaltet sich dieses Fabrikat bei Strömen größer als 18 Ampere ab.

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Testen des gebrauchten ATX-Netzteils vor dem Umbau mit einer 12-Volt-Glühlampe, die am12-Volt-Ausgang angeschlossen wird. Die 5 Volt werden zur Kontrolle mit einer Standlichtlampebelastet. Damit das Netzteil läuft, muss das grüne Kabel mit einem schwarzen Kabel verbundenwerden, was hier durch den roten Draht geschehen ist. Ohne Last sollte man kein Schaltnetzteilbetreiben. Viele Schaltnetzteile funktionieren nicht ohne Last.

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Testkabel für AT- und ATX-Netzteile. Das Grundprinzip des Umbaus: Die meisten ATX- oder AT-Netzteile für PCs sind mehroder weniger ähnlich aufgebaut. Sie enthalten oft dieselben ICs. Die Einhaltung der Normen,das genormte Gehäuse und der hohe Kostendruck bei sehr hohen Stückzahlen haben bereitszu einer Schaltungsoptimierung geführt, welche den Entwicklern wenig zusätzlichen Spielraumermöglichen. Deshalb wird meine Umbauanleitung auch bei den meisten anderenATX-Netzteilen funktionieren. AT- und ATX-PC-Netzteile liefern neben vielen anderen Spannungen +12 Volt und +5 Volt,wobei im Prinzip nur die +5 Volt stabilisiert sind (streng genommen sind +12 Volt mitgeregelt).Um die +12 Volt auf 13,8 oder 14,2 Volt heraufzusetzen, können wir die +5 Volt abklemmen undverwenden nur den Eingang des Regelspannungsverstärkers, welcher die 5 Volt misst, um übereinen Spannungsteiler die 12 (bzw. 13,8 oder 14,2) Volt zu stabilisieren. Der Spannungsteilerteilt also die 13,8 Volt auf 5 Volt, welche dem Regelspannungsverstärkers zugeführt werden.Dadurch ist der +12 Volt-Ausgang stabilisiert. Weitere Tipps zu Schaltnetzteil-Umbauten sind unter http://www.mydarc.de/dl7iab/ vonDL7IAB beschrieben. Ihm habe ich es zu verdanken, mich auch mit diesem Thema zubeschäftigen.

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http://www.mydarc.de/dl7iab/



Einbau des Spannungsteilers und die notwendigen Kabelverbindungen ( große Ansichthier ). In meinemFall habe ich für R1 2200 Ohm und 100 Ohm parallel gewählt. R2 besteht aus 2 x 100 Ohmparallel. Je kleiner R1 im Vergleich zu R2, desto kleiner wird die Ausgangsspannung. Schutz vor Überspannung: Bei meinem ATX-Netzteil sorgt zudem eine Schutzschaltungdafür, dass der +12-Volt-Ausgang nicht mehr als 14,2 Volt liefern kann, was durch einen Defektdes Spannungsteilers passieren könnte. Ist der Spannungsteiler also für eine Spannung größerals +14,2 Volt bemessen, schaltet das Netzteil ab. Schutz vor Überstrom: Mein ATX-Netzteil kann an seinem +12-Volt-Ausgang nicht mehrStrom liefern als aufdruckt beschrieben steht. Bei meinem Exemplar zeigt der Aufdruck 18Ampere für +12 Volt. Bei einem Strom über 18 Ampere schaltet das Netzteil sofort ab und mussnach ein paar Sekunden wieder neu gestartet werden. Leider ist diese Sicherheit nicht bei allenATX-Schaltnetzteilen eingebaut. // // // Maximalen Ausgangsstrom erhöhen: Für die Überstromabschaltung sorgt in einigenSchaltnetzteilen ein Widerstand als Stromfühler, der wie eine Drahtbrücke aussieht. DieserWiderstand kann durch Parallelschaltung anderer Widerstände reduziert werden, um 10 bis20% mehr Stromstärke zu erzielen. Gemacht habe ich es noch nicht. Einen Erfahrungsberichtwerde ich nachreichen. Mit einer Überlastung ist nicht zu rechnen, da die Spannungen 3,3 Voltund 5 Volt nicht genutzt werden. Leider hat mein Exemplar, das ich umgebaut habe, nichtsolche leicht erkennbaren Widerstände. Ohne Schaltbild wird es dann schwierig denentsprechenden Widerstand zu finden und zu verändern. Wie erkenne ich ein ATX-Netzteil? Im Gegensatz zum AT-Netzteil besitzt ein ATX-Netzteil ein grünesKabel (PS_ON), welches mit Masse zu verbinden ist, damit es starten und funktionieren kann.

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images/volker/PC-Netzteil-ATX-Umbau/big-pc-power-supply-modification.gif

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http://en.wikipedia.org/wiki/AT_%28form_factor%29

http://de.wikipedia.org/wiki/ATX-Format#Stromversorgung

http://de.wikipedia.org/wiki/ATX-Format#Stromversorgung



Steckerbelegung bei einem ATX-Netzteil. Manche haben noch ein braunes Kabel (Quelle: Wikipedia). Wie teste ich ein ATX-Netzteil? Das grüne Kabel ist mit Masse zu verbinden. Falls einbraunes Kabel vorhanden ist, ist dies mit einem orangenem zu verbinden. 5 Volt (rotes Kabel)und 12 Volt (gelbes Kabel) brauchen eine Last, damit das Netzteil laufen kann. Dazu können12-Volt-Bremslicht-Glühbirnen dienen. Gegebenenfalls sind die 3,3 Volt (orange) mit einerGlühbirne zu betreiben.

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http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:ATX-Stecker.png&filetimestamp=20120202200927

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:ATX-Stecker.png&filetimestamp=20120202200927



Aufgewölbte Deckel der Kondensatoren und eine braune Masse auf den Deckeln sind einuntrügerisches Zeichen für defekte Elkos, welche gegen entsprechende Low- ESR -Typenausgetauscht werden müssen. Die gelbe Masse an den Seiten ist Kleber und stammt nicht vonden Elkos. Die Ursache dieses massenhaften Elko-Sterbens ist unter Wikipedia - Capacitor Plague (Kondensatorpest)beschrieben. Der Umbau und der Einbau des Spannungsteilers: Alle Kabel des dicken Kabelbaumssind bis auf ein paar Stummel für die Farbmarkierung abzuknipsen. Die Lötinsel für +5 Volt istso von der übrigen Schaltung durch Durchtrennen von Leiterbahnen zu isolieren, so dass sienur noch vom Regelspannungseingang für die 5-Volt-Spannungsstabilisieurng verbunden ist.Es handelt sich dabei um eine lange, dünne Leiterbahn. das grüne Kabel ist mit Masse(schwarz) zu verbinden. Falls vorhanden, ist das braune mit dem orangenen Kabel (3,3 Volt) zuverbinden.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Equivalent_Series_Resistance#Normung_und_Ersatzschaltbild

http://de.wikipedia.org/wiki/Capacitor_Plague



Der Kabelbaum ist zu entfernen.

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Nach dem Abknipsen des Kabelsbaums werden die Stummel entlötet. Einige Stummelbleiben zur Farbmarkierung stehen.

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Durchtrennen der Leiterbahnen an einer Ständerbohrmaschine mit einem Spiralbohrer, derals Fräser zweckentfremdet wird.

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Das rote Kabel verbindet die abgetrennte 5-Volt-Lötinsel mit dem Eingang desRegelspannungsverstärkers. Das braune Kabel verbindet das braune mit dem orangenenKabel. Das grüne Kabel konnte durch eine Lötbrücke mit Masse verbunden werden. Funktion des braunen Kabels: Manche ATX-Netzteile besitzen ein dünnes, braunes Kabel(3,3 Volt DC/Sense), das zum Mainboard führt. Es prüft die 3,3 Volt auf diesem. Deshalb istdieses braune Kabel mit +3,3 Volt (orange) zu verbinden

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Der eingelötete Spannungsteiler. Zwei parallel geschaltete 100-Ohm-Widerstände liegenzwischen Masse und der abgetrennten Lötinsel für +5V. Die Parallelschaltung aus 2200 Ohmund 100 Ohm liegt zwischen +12V und der +5V-Insel. Zum Einsatz kommen2-Watt-Widerstände. Der 2200-Ohm-Widerstand könnte durch die Serienschaltung einesTrimmpotis von etwa 5000 Ohm und einem 1000-Ohm-Widerstand ersetzt werden, um diegewünschte Spannung exakt einzustellen.

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Der eingelötete Spannungsteiler, die Lötinseln für Masse, +5V und +12V, links davon dieKabel für die Ausgangsspannung. Sie sollten einen großen Querschnitt besitzen, um denSpannungsabfall gering zu halten.

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Skizze einer ATX-Netzteil-Leiterplatte von oben. Die Anordnung ist meistens ähnlich.Eingetragen sind der Einbau des Spannungsteilers, die Durchtrennungen der Leiterbahnen unddie zusätzlichen Drahtverbindungen. Der Elko C1 kann entfernt werden, wenn Platz für denSpannungsteiler benötigt wird. Spannungsteiler einbauen: Nun muss noch der Spannungsteiler eingebaut werden.Zwischen +12 Volt (gelb) und der abgetrennten 5-Volt-Insel kommt ein 36-Ohm-Widerstand(genannt R1). Zwischen der 5-Volt-Insel und der Masse kommt 18-Ohm-Widerstand (genanntR2), wie es in der Zeichnung eingetragen ist. Alternativ kann für R1 100 Ohm gewählt werdenund für R2 50 Ohm. So habe ich es in meinem Fall gemacht. Da die Ausgangsspannung etwaszu hoch war, wurde R1 (100 Ohm) ein 2200-Ohm-Widerstand parallel geschaltet. Je niedrigernämlich R1 im Verhältnis zu R2 ist, desto niedriger ist die Ausgangsspannung. R2 wurde durchzwei parallel geschaltetet 50-Ohm-Widerstände realisiert. Für mehr mehr als 14,2 Volt darf derSpannungsteiler nicht ausgelegt sein, da sonst der Überspannungsschutz anspricht und dasNetzteil abschaltet.

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Probeaufbau zum Testen des Spannungsteilers. An die Front des Gehäuses kommt noch ein zweipoliger Netzschalter, eine Kontroll-Lampe(oder LED mit Vorwiderstand von 10 kOhm) und die beiden Bananenbuchsen für dieAusgangsspannung. Alles weitere kann den Fotos entnommen werden.

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Probelauf an einem Lastwiderstand, der in einem Einmachglas mit Wasser gekühlt wird. Aufkleber entfernen: Wer sie aus optischen Gründen entfernen will, verwendet dafür ambesten Petroleum, Grillanzünderflüssigkeit, Lampenöl oder Kriechöl, um den Leimaufzuweichen, der mit einem Stück Holz abgeschabt wird. Holz nimmt manm weil es den Lacknicht zerkratzt. Anschließend wird mit Glasreiniger gereinigt. Beschriftungen mit Filzstift könnenmit Spiritus entfernt werden. Spiritus kann allerdings den Lack angreifen. Video: Das umgebaute Netzteil am Kurzwellentransceiver FT-747GX im Test. Netzdrossel (PFC-Drossel) anschließen: Vor dem Einschalten ist unbedingt darauf zuachten, dass auch die dicke Netzdrossel ( PFC -Drossel), welche bei meinem Exemplar seitlich am Deckel geschraubt ist, angeschlossen ist. Dieshatte ich vergessen. Die Schmelzsicherung brannte deshalb beim Einschalten mit einen Blitzdurch. Danach hatte das Netzteil eingangsseitig einen Kurzschluss. Dafür war eine der vierGleichrichter-Dioden des Brückengleichrichters verantwortlich, welche in beiden Richtungeneinen Kurzschluss hatte. Als Ersatz eignet sich eine 1N5008.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Power_Factor_Correction



Das fertig verdrahtete und umgebaute Netzteil. Vor dem Einschalten die dicke PFC-Drossel(links im Bild) nicht vergessen anzuschließen.

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Die verkabelte Frontplatte. Die Kabel dürfen die Kühlkörper nicht berühren. Schutzleiter und Entstörung: Das Netzteil muss an einem Schutzleiter betrieben werden.Die Masse der Leiterplatte ist leitend mit dem Gehäuse zu verschrauben. Eventueller Lack istan den entsprechenden Stellen zu entfernen. Ohne Masseverbindungen und dem Schutzleiterstört das Netzteil den Rundfunkempfang durch einen Rauschteppich. Zusätzlich kann zurEntstörung eingangsseitig ein Netzfilter eingebaut werden. Dies war in meinem Fall nichtnotwendig, um das Netzteil an einem Kurzwellen-Transceiver betreiben zu können.

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Die Frontplatte aus Aluminium und die Durchbrüche im Gehäuse. Die Frontplatte darf dieKühlschlitze nicht verdecken.

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Vor dem Bohren wird die Frontplatte mit zwei Schrauben befestigt. Die Löcher sind mit 3 mmvorgebohrt. Der Deckel ist zu befestigen. Der Lüfter ist zu entfernen. Andernsfalls kann seinLager durch die Vibrationen des Bohrens beschädigt werden. Das Lämpchen ist eine24-Volt-LKW-Standlichtbirne. Sie hält bei 14 Volt praktisch ewig und kann deshalb mitAlleskleber eingeklebt werden. Anstatt der Glühbirne geht natürlich auch eine Leuchtdiode miteinem Vorwiderstand von 1 kOhm. Die Frontplatte: Ich habe sie in diesem Fall aus einem Stück Alublech angefertigt. Inanderen Fällen habe ich Leiterplatten-Basismaterial aus Epoxid verwendet. Tipps zum Bohren der Frontplatte: Alle Löcher mit 3 mm vorbohren, das Alublech auf dieFront schrauben, Deckel befestigen. Mit einem Bohrer bohren, der 0,5 mm kleiner als dasEndmaß ist, dann mit dem Bohrer für den gewünschten Durchmesser mit viel Schmieröl bohrenund geringen Vorschub verwenden. So werden die Löcher schön rund. Die viereckigeAussparung mit der Reißnadel anzeichnen, körnen, Loch bohren und nach dem Entfernen desAlublechs den Durchbruch mit etwas Übermaß ausfeilen.

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Die Frontplatte aus Aluminium wurde vor und nach dem Bohren mit rostfreier Stahlwolle undWaschmittel als Schmiermittel poliert. Die Schnittkanten können auf diese Weise auch geglättetwerden. Die Ecken habe ich vorher rund gefeilt. Es ist mit der Stahlwolle immer inLängsrichtung zu polieren, um eine ansprechende Oberfläche zu erhalten.

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Das Netzteil im Betrieb als Stromversorgung für meinen Kurzwellentransceiver. Es fehlen nurnoch vier kleine Gummi- oder Kunststofffüße zum Aufkleben, damit der Tisch nicht zerkratztwird. Der Lüfter: Der Lüfter ist vor dem Bohren und Feilen des Gehäuses auszubauen, da dasLüfterlager durch die Vibrationen der Metallverarbeitung beschädigt werden kann, was mirpassiert ist. Das Lüfterlager öle ich mit ein paar Tropfen Motoröl vor dem Einbau. Dazu ist der Aufkleberzu entfernen. Nähmaschinenöl wäre bei den hohen Drehazahlen zu dünnflüssig. Verharzungensind auch nach 10 Jahren noch nie aufgetreten. Dickflüssiges Silikonöl wäre selbstverständlichnoch besser. Falls die Drehzahl zu hoch ist, kann ein Widerstand von etwa 50 Ohmvorgeschaltet werden. Es eignet sich für eine Drehzahlreduzierung auch der -5-Volt-Anschluss,falls dieser noch funktionert. Dann muss auf die richtige Polung geachtet werden, damit derLüfter immer die Luft herausbläst. Dadurch strömt die kühlende Luft von der Vorderseite ein undkühlt gleichmäßiger.

Die Rückseite des Netzteils mit seinem Lüfter bleibt unangetastet. Der Netzschalter hat keineFunktion mehr und könnte ausgebaut werden, um Platz für Bananenbuchsen zu schaffen. Mein Exemplar hat eine temperaturabhängige Drehzahlreduzierung, wodurch im normalenBetrieb an einem Transceiver der Lüfter nur ganz leise vor sich hinrauscht. Erfahrungsbericht mit einem ATX-Netzteil eines anderen Herstellers: Nun hatte ich einweiteres ATX-Schaltnetzteil umgebaut. Es stammt aus dem Jahre 2002 und schafft lautAufdruck 300 Watt. Mechanisch ist es sehr solide verarbeitet und war auch mal Testsieger ineiner PC-Zeitschrift. Die Elkos sahen übrigens äußerlich noch intakt aus (keine aufgewölbtenDeckel). Für die +12 Volt waren maximal 15 A angegeben. Nach dem Umbau sank die Spannung imVergleich zur Leerlaufspannung um 200 mV bei einer Last von 13 A. Das schnöde Billignetzteil,welches ich zuerst umgebaut hatte, war da mit 50 mV um einiges besser. Bei einem erstenBelastungstest hatte ich den Ausgangsstrom für eine Minute auf 19 A hochgedreht. DasSchaltnetzteil hätte aber schon bei 15 A abschalten sollen. Da bekommt man schon ein flauesGefühl in der Magengrube. Mit 266 Watt liegt die Belastung dicht an den 300 Watt. So einSchaltnetzteil ist aber nicht für 300 Watt Dauerlast ausgelegt. Der PC, in dem das Schaltnetzteilmal eingebaut war, hatte im Schnitt 60 bis 70 Watt verbraucht.

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Bei diesem ATX-Netzteil aus dem Jahr 2002 sind bestimmte Schutzschaltungen nichtvorhanden. Die Umbauarbeiten gestalteten sich wegen des gedrängten Aufbaus besondersschwierig. Wenigstens ist das Schaltnetzteil kurzschlusssicher. Eine Feinsicherung 3 Ampere, träge,zwischen den beiden Polen angebracht, hat die Abschaltung überlebt. Allerdings fehlt die Überspannungsschutzschaltung. Entfernt man den R1 (100 Ohm) desSpannungsteilers, steigt die Spannung bis auf 24,2 Volt an. Das habe ich natürlich nurkurzzeitig gemacht, weil die Elkos nur für 16 Volt ausgelegt sind. Das Wohl und Wehe einesangeschlossenen Transceivers hängt also von diesem R1 ab, den man sehr sorgfältig einlötensollte und mit ausreichender Verlustleistung dimensioniert sein muss. Wenn sich der eingelöteteDraht für die Spannungsregelung löst, steigt die Spannung natürlich auch auf die 24,2 Volt an.Seinen Lötkünsten sollte man also vertrauen. Mit einem Thyristor lässt sich übrigens eineÜberspannungsschutzschaltung aufbauen.

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Ein weiteres, umgeautes ATX-Schaltnetzteil: 300 Watt, 14 Volt, über 19 A (kurzzeitig), mehr . Die fehlende Überspannungsschutzschaltung liefert aber Raum für einen Schaltnetzteil miteinstellbarer Spannung. Wie weit man nach unten mit der Spannung gehen kann, habe ichnoch nicht getestet. Die Frage der Betriebsicherheit ist dabei noch völlig offen. Den Deckel habe ich neu lackiert, weil die Aufkleber kaum schonend zu lösen waren. MitStahlwolle musste ich die Oberfläche malträtieren. Am Kleber wurde jedenfalls nicht gespart.Auf jeden Fall ist das schnöde Billignetzteil (Ladenpreis früher unter 20 Euro) mit seinemdünnen Blechgehäuse, das ich vorher umgebaut hatte, schaltungstechnisch sicherer als dasgelobte Luxusmodell ( mehr Infos zu diesem Umbau hier ). Weiterführende Links: - Schaltbilder von ATX-Netzteilen - Schaltbilder und Layouts von vielen alten und neuen AT- und ATX-Netzteilen - Berechnung von Schaltnetzteilen - Erklärung und Prinzip des Schaltnetzteils - Grundlagen Schaltregler - ATX-Format (Wikipedia) - Umbau von AT- und ATX-Schaltnetzteilen nach DL7IAB - // // //

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http://elektronikbasteln.pl7.de/umbau-eines-atx-netzteils-zu-300-watt-14-v-138-v-19-a.html

http://elektronikbasteln.pl7.de/umbau-eines-atx-netzteils-zu-300-watt-14-v-138-v-19-a.html

http://electronic-circuit.net/atx-power-supply-schematic/

http://www.pitts-electronics-home.de/electron/schplsnnt.htm

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

http://www.schulen.tu-darmstadt.de/hems/Hems2002/Service/Projekte/netzteil/schaltnetzteil.html

http://www.sprut.de/electronic/switch/schalt.html

http://de.wikipedia.org/wiki/ATX-Format

http://www.mydarc.de/dl7iab/

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