电脑电源如何改30V可调电源?

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第一部分:核心原理与准备

工作原理

电脑ATX电源的启动和电压调节,主要依赖于两个关键信号:

电脑电源改30v可调电源
(图片来源网络,侵删)
  • PS_ON (电源开启信号):这是一个低电平有效的信号,通常为绿色线,将其与任意一根黑色线(地线)短接,电源就会启动。
  • PWR_OK (电源正常信号):这是一个高电平有效的信号,表示电源已稳定输出,通常为灰色线,在电源启动后会变为高电平。
  • 电压调节:ATX电源的+5VSB(+5V待机电压)和+3.3V/+5V/+12V等主输出电压,内部由一个精密的反馈网络(通常使用TL431等可调精密稳压源)进行控制。我们的核心思路就是利用这个反馈网络,通过外部改变反馈电压,来提升主输出电压(如+12V)到我们需要的30V。

所需材料与工具

材料:

  1. ATX电源:最好是老式的、重量较重的(使用工频变压器),功率越大越好,也可以是半桥或全桥拓扑的新电源,但反馈电路可能略有不同,需要稍作研究。
  2. 电压调节模块:这是实现“可调”的关键,推荐使用 LM317LM2596 等模块,LM317是线性稳压,输出纯净但效率低,发热大;LM2596是开关稳压,效率高,发热小,但有纹波,对于DIY,LM2596模块更常用。
  3. 电位器:用于手动调节电压,通常10kΩ的线性电位器即可。
  4. 接线端子:用于连接外部负载,如香蕉插座或接线柱。
  5. 开关、指示灯:用于开关电源和指示工作状态。
  6. 散热片:如果使用LM317或在大电流下使用LM2596,需要为其加装散热片。
  7. 导线、万用表、烙铁、焊锡、热缩管、螺丝刀等

工具:

  • 数字万用表(必备!)
  • 电烙铁和焊锡
  • 螺丝刀
  • 剪线钳/剥线钳
  • (可选)热熔胶枪,用于固定元件。

第二部分:详细改造步骤

拆解与初步处理

  1. 断电!断电!断电! 拔掉电源线。
  2. 打开电源外壳,通常有几颗十字螺丝,注意观察内部结构。
  3. 安全放电:拔掉主板接口(24pin、4pin/8pin CPU等)上所有连接线,用一根导线,分别短接大电容(通常是两个圆柱形的,上面会标有+和-)的正负极几秒钟,释放掉残留的电荷。这一步非常重要,否则会损坏万用表或被电到!
  4. 识别关键引脚:在24pin的主板接口上,找到以下颜色的线:
    • 绿色线 (PS_ON):Pin 16
    • 任意一根黑色线 (GND/地):Pin 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
    • 灰色线 (PWR_OK):Pin 8
    • 黄色线 (+12V):Pin 10, 11
    • 红色线 (+5V):Pin 4, 6, 18, 20
    • 蓝色线 (-12V):Pin 12
    • 橙色线 (+3.3V):Pin 1, 2, 13

强制启动电源(测试)

为了测试电源是否正常,我们先做一个最简单的启动电路。

  1. 准备一根导线,一端焊接到绿色线上。
  2. 导线的另一端焊接到任意一根黑色线上。
  3. 插上电源线,如果电源正常,风扇会转动,电源就启动了。
  4. 用万用表测量各路输出电压是否正常(+12V, +5V, +3.3V等)。
  5. 测试完毕后,立即拔掉电源线,并断开绿色线和黑色线的连接。

修改反馈电路,提升基准电压

这是实现升压最关键的一步,我们要找到控制+12V输出的反馈电路。

电脑电源改30v可调电源
(图片来源网络,侵删)
  1. 寻找反馈光耦:在主PCB板上,靠近+12V输出滤波电感(一个很大的线圈)和输出电容附近,找到一个有4个引脚的芯片,通常是 PC817TLP250 等型号,这就是反馈光耦。

  2. 找到TL431:光耦的输入端通常会连接到一个三端可调稳压芯片 TL431,它有三个引脚:Ref(参考)、Anode(阳极)、Cathode(阴极),它的作用是提供一个稳定的2.5V基准电压。

  3. 修改原理:原电路中,+12V电压通过电阻分压,反馈到TL431的Ref引脚,当+12V电压稳定时,Ref引脚电压正好是2.5V,我们要让它在输出30V时,Ref引脚电压仍然是2.5V,我们需要改变分压电阻的比值。

  4. 具体操作(方法一:直接修改电阻 - 不推荐新手)

    • 找到连接到TL431 Ref引脚的那个分压电阻(通常叫R1)。
    • 将它换成一个阻值更大的电阻,计算公式:R_new = R_old * (30V / 12V) = R_old * 2.5
    • 这种方法需要对原电路有深入了解,且可能影响其他电压,不推荐
  5. 具体操作(方法二:引入外部调节器 - 强烈推荐)

    • 这是最稳定、最灵活的方法,我们将使用一个LM317可调稳压器来创建一个新的、可调的基准电压,并取代原来的反馈网络。
    • LM317电路:LM317能输出一个从1.25V到某个最大值的稳定电压,其输出电压公式为 Vout = 1.25V * (1 + R2/R1),其中R1是接在Adj和地之间的固定电阻,R2是接在Adj和Vout之间的可调电阻(电位器)。
    • 连接方式: a. 从电源的+12V输出(黄色线)引出一根线,连接到LM317的输入端。 b. 从电源的GND(黑色线)引出一根线,连接到LM317的接地端和电位器的固定端。 c. LM317的输出端和Adj端之间接一个固定电阻R1(例如240Ω)。 d. 在Adj端和地之间接一个电位器R2(例如5kΩ)。 e. 关键步骤:将LM317的输出端,连接回原来光耦的发光二极管负极(通常是TL431的Cathode或光耦的2脚),将光耦的发光二极管正极(通常是TL431的Anode或光耦的1脚)连接到+5V(红色线)上。
    • 这样,LM317就取代了TL431,通过调节电位器R2,就可以改变反馈给光耦的电压,从而精确调节+12V主输出的电压,当你把电位器调到使LM317输出约3.75V时(这个值需要根据原电路微调,但通常在3V-5V之间),+12V输出就会升高到约30V。具体数值需要用万用表一边调节一边测量来确定。

组装与接线

  1. 安装电压调节模块:如果你不使用LM317方案,而是想用LM2596模块做一个独立的可调电源,可以跳过步骤三,将LM2596模块的输入端接在电源的+12V(黄)和GND(黑)上,输出端接你的负载,这样虽然也能实现可调,但功率会受限,且失去了原电源的大电流优势。强烈推荐使用方法二。
  2. 安装开关和指示灯
    • 在电源外壳上开孔,安装一个船型开关。
    • 将开关串联在220V交流输入的火线上。
    • 在+5VSB(紫色线)或+5V(红色线)上引出一根线,串联一个限流电阻(如1kΩ/0.5W)和一颗LED(红色),再接到GND上,作为电源指示灯。
  3. 安装输出端子:在电源外壳上安装香蕉插座或接线柱,将你想要输出的电压线(例如我们改造后的+12V输出线,现在已是30V)和GND线连接到端子上。
  4. 固定所有元件:用热熔胶或螺丝将LM317/电位器、开关、LED、端子等固定在合适的位置。

最终测试与校准

  1. 仔细检查:对照电路图,检查所有接线是否正确,特别是正负极和反馈回路,确保没有短路。
  2. 连接假负载:为了安全,先不要接真实负载,在输出端接一个功率大一些的电阻(比如汽车灯泡或水泥电阻)作为假负载,吸收一些电流。
  3. 通电测试
    • 合上开关,电源风扇应转动,LED指示灯亮起。
    • 用万用表测量输出电压,缓慢旋转电位器,观察电压是否在1.25V到30V(甚至更高)之间平滑变化。
    • 在你需要的电压点(如30V)上固定好电位器。
  4. 测量纹波:将万用表打到交流电压档,测量输出端的交流电压,这代表纹波大小,一个好的电源,纹波应该很小(通常小于100mV),如果纹波过大,可能需要在输出端并上一个更大的电容(如4700uF/50V)。
  5. 测试过流保护:逐步减小假负载的阻值(即增大电流),观察电压是否会下降,电源是否会自动保护关机,ATX电源本身具备过流、过压、短路保护,这是它的一大优点。

第三部分:电路图参考(简化版)

这是一个使用LM317进行反馈修改的简化示意图:

         +-------------------------------------+
         |           ATX Power Supply         |
         |                                     |
AC Input -----> [ Fuse ] -----> [ Bridge Rect ] -----> [ PFC & Primary ] -----> [ +12V Output ]
                 |                |                  |        |
                 |                |                  |        |
                 +----------------+------------------+        |
                                  |                           |
                                  | (Feedback Loop)           |
                                  |                           |
+12V Out (Yellow) ------------------+                           |
                                  |                           |
                                  +-----> [ LM317 ] <----+
                                  |        In   Out      |
                                  |           |   |      |
                                  |          [R1] [R2]    |
                                  |           |   |      |
                                  |          GND Adj     |
                                  |             |        |
                                  |            [Pot]     |
                                  |             |        |
GND (Black) ----------------------+-------------+--------+
                                  |
                                  +-----> [ LED + Resistor ] -----> +5V (Red)

将电脑电源改为30V可调电源,核心在于修改反馈回路,使用LM317来创建一个新的可调基准电压,注入到原电源的反馈光耦中,是最稳定可靠的方法,整个过程需要细心、耐心,并始终将安全放在第一位,祝你改造成功!

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