Transformation d`une alimentation ATX en alimentation de

Modification d'une alimentation ATX en alimentation de puissance
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Transformation d'une alimentation ATX en alimentation de
puissance
Description globale :
Ayant besoin d'une alimentation de puissance pour tester certain de mes montages, j'ai eu l'idée de
modifier une alimentation ATX afin de satisfaire ce besoin à peux de frais. Comble de bonheur, mon
frère voulait jeter une vieille alimentation ATX. N'ayant jamais joué avec de telle alimentations,
cette modification de fera en 2/3 étapes, histoire de se familiariser avec le fonctionnement de ces
alimentations.
AVERTISSEMENT: Tensions mortelles à l'intérieur du boitier
Prendre soin de mettre hors tension l'alimentation et de décharger les 2 condos HT (330 µF /
200V) avant toute Manipulation sur le circuit imprimé
Je décline toute responsabilité en cas de mauvaises manipulations de votre part. Les
manipulations qui vont suivre sont risquées, à la fois pour l'alimentation et pour vous même.
Étape 1 : rendre l'alimentation utilisable en dehors d'un PC
Cette première étape est assez simple à réaliser: il suffit d'enlever les fils disponibles en 4
exemplaires et de mettre un interrupteur pour allumer l'alimentation. On en profitera pour rajouter un
led ou deux pour visualiser l'état de l'alimentation (ON/OFF, défaut/pas de défaut, ..) Afin de faire un
peu de place, j'ai commencé par déssouder tout les fils du connecteur ATX sauf (les couleurs sont
données à titre indicatif):
Standby (violet)
Power Good (gris)
z Power supply on (vert)
Ces 3 fils ont, quant à eux, étés coupés afin de pouvoir se servir des tensions qu'ils fournissent.
« Stanby » nous servira a savoir si l'alimentation est sous tension, « Power good » si tout est OK et
enfin « Power Supply on » a la démarrer. En effet, l'alimentation ne demarrera réellement que si
« Power supply on » est relié à la masse.
z
z
Afin de continuer le ménage, j'ai aussi déssoudé les molex inutiles afin de n'en garder qu'un seul. On
veillera quand même à garder une masse ou deux afin de servir de retours pour les future
LED/Voltmètre indiquant l'état de l'alimentation.
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Photo 1 - Vive le ménage
C'est un interrupteur qui se chargera de relier « Power supply on » à la masse. Pour visualiser l'état
des différente tension, j'ai utilisé une LED en série avec une résistance.
L'alimentation est maintenant prête a être utilisée en dehors d'un PC.
Attention :
avant de la démarrer assurez vous que votre alimentation est dotée de résistances de décharge en
sortie. Sinon Boum !!!
Photo 2 - les résistances de saignées du +3,3V, 5V et 12V
Les alimentations de PC ne peuvent pas fonctionner à vide. Normalement toute les alimentations en
sont dotées, mais on ne sait jamais que le fabricant de la votre est voulu économiser 2 cts d'euros.
Ces résistances sont assez facile a localiser: ce sont de grosses résistances placées à coté des
condensateurs de sortie. Il y en a aussi en entrée mais dans ce cas la elles sont là pour décharger les
condensateurs d'entrée lorsque l'alimentation est arretée. Elles évitent ainsi la présence d'une tension
léthale de 320V aux bornes des condensateurs des heures après l'arrêt de l'alimentation.
Étape 2 : rendre réglable les tensions de sorties
La seconde étape consiste a trouver le circuit de controle des tensions de sortie pour en modifier la
consigne de tension ou l'image de la tension de sortie.
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Étude du schéma de l'alimentation:
Sur une alimentation de PC, le 5V et le 12V sont asservis à UNE consigne de tension. Une variation
du +5 aura donc un effet sur le 12V et vice-versa. Si on arrive a faire varier cette consigne on fera
donc varier les tensions de sortie. En général dans une alimentation bas de gamme, il y a deux CI: un
comparateur (un DBL 339 dans mon cas) qui sert à assurer les fonctions ATX ainsi que certaine
protections, et une puce de gestion de PWM (un TL494 en général) pour réguler les tensions. Il suffit
donc de télécharger la datasheet de la puce qui gére le PWM pour localiser les pistes à étudier.
Sur un TL494 , on a une référence de tension (patte 16) et deux AOP (pattes 1,2 et 15,16). L'un des
AOP est utilisé pour asservir les tensions et l'autre pour les diverses protections. Pour savoir quel
AOP fait quoi, il suffit de regarder laquelle des pattes 1 ou 16 est à la fois réliée au +5V et au +12V
par l'intermédiare d'un jeux de résistances/condensateurs.Sur mon alimentation, l'asservissement en
tension se fait sur l'AOP 1 (pattes 1,2). Le schéma de principe de l'asservissement en tensions de
mon alimentation est presenté figure 1.
Figure 1 - Schéma de principe de l'asservissement en tensions
La lecture de se schéma nous permet de faire plusieurs observations:
z Les deux tensions sont bien asservie à une seule consigne
z Vu les valeurs de R52 et R49, l'image des tensions est asservie à 4,26V
z Le pont diviseur pour le +5V vaut 0,747
z Le pont diviseur pour le +12V vaut 0,34
Ces obervations nous permettent de tirer quelques conclusions:
z Il est quasi impossible d'augmenter la consigne, on ne va donc pas pouvoir augmenter les tensions
de sorties en ne modifiant qu'elle.
z Il est possible d'augmenter les tensions de sorties en modifiant les valeurs des ponts diviseurs
grâce à un potentiometre mais la tension minimale ateignable resterait la valeur de la consigne
(4,26V)
Modifications de l'asservissement en tension:
Au vu des conclusions du paragraphe précédent, il va falloir:
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Rendre réglable la référence de tension
Diminuer les valeurs des ponts diviseurs de tension
Le but étant de doubler les tensions de sorties, il faut diviser les coefficients des ponts diviseurs par
2. Cela nous aménerait a remplacer R46,R86 et R88 par une résistance de l'ordre de 5.5k pour le pont
du +12V, ou de l'ordre de 3k pour le pont +5V. Ces deux valeurs étant très éloignée l'une de l'autre,
soit on choisit de n'asservir qu'une tension à la fois grâce à un selecteur, soit on retient la valeur la
plus faible et on continue a asservir deux tensions avec une seule consigne. La premiére des deux
solutions est la plus propre, mais elle impose de rajouter un selecteur et changer toute les résistances
des ponts. La seconde est moin performante d'un point de vue asservissement mais minimise les
modifications à effectuer. J'ai retenu la seconde solution. La variation de la consigne se fera grâce à
un potentiometre de 22k qui remplacera R49 et R52. Ces modifications sont résumées sur la figure 2.
Si dans votre alimentation Vcons est, par défaut, de l'ordre de Vref/2, il est inutile de modifier vos
ponts diviseurs.
z
z
Figure 2 - Schéma de principe de l'asservissement en tensions modifié
Remarques:
La valeur du potentiomètre n'est pas critique: n'importe quel potentiometre de plus de 5k devrait
fonctionner
z Il est possible que votre alimentation soit dotée de protections contre les surtensions. Si c'est le
cas, elle rentrera en protections si vous augmentez trop les tensions de sorties
z Vos condensateurs de sorties sont limités en tension. Faites attention à cette limite si vous ne
voulez pas les voir exploser
z
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Photo 3 - Les deux nouvelles résistances et les 3 fils du potentiomètre
Étape 3 : Augmenter les tensions maximum disponible
Les condensateurs de sortie
Sur mon alimentation, les condensateurs de l'étage +5V sont limités à 10 V et ceux de l'étage +12V à
16V. Comme il est possible d'atteindre respectivement +11v et +25.5v sur les anciens bus de tension
+5 et +12V. La premiere chose a faire est donc de changer les condensateurs de sorties. Pour ma
part, j'ai remplacé le 1000µF/16V du rail +12V par un 2200µF/35V. La place étant limités sur ces
cartes, il faut privilégier les condensateurs haut aux condensateurs large. Mon revendeur n'ayant pas
en stock de 2200µF/35V en 16mm/32mm, j'ai du me rabattre sur un 26mm/28mm qui prend trop de
place sur la plaquette (voir photo 4).
Photo 4 - Il faut faire attention à la taille des condensateurs de remplacement
L'ancien 1000µF/16V du rail +12V a été ressouder en lieu et place du 1000µF/10V du rail +5V. Si il
y a de la place sur votre plaquette, vous pouvez, bien sur, utiliser un condensateur de plus forte
valeur.
Le rail +3.3V ayant été dessoudé lors d'un craquage, il ne posera donc aucun problème. Le
condensateur du rail -12V étant limité à 16V, et n'ayant aucune utilisée du -12V (il est limité a 1A),
le rail -12V subira le même sors que son amis +3.3V.
Les résistances de saignées
Un doublement des tensions de sorties amene une multiplication par quatre des pertes joules dans les
résistances de saignées. Ainsi la puissance dissipée par la résistance de 100 Ohm de l'ancien rail
+12V passe de 1,44W à 6,5W, ce qui fait beaucoup trop pour une résistance 4W. De plus, les
puissances dissipées commencent a avoir un impact non-négligeable sur sur le rendement de
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l'alimentation. La résistance du +5V sera donc remplacée par une 220 Ohm/1W et celle du 12V par
une 1000 Ohm/1W. La puissance dissipée par les résistances de saignées passe ainsi de 9W à 1,2W.
Attention, multiplier par 4 la valeur des résistances de saignées, multipliera aussi par 4 le temps de
décharge des condensateurs de sorties. Il en est de même pour les condensateurs de sorties. Dans
mon cas, le temps de décharge du condensateur de sortie du +12V a donc été multiplié par 20.
La protection contre les surtensions
Afin de pouvoir augmenter les tensions de sorties, il faut enlever les protections contre les
surtensions. Pour les localiser, il suffit de trouver les pistes fine qui partent des pistes de puissance et
qui se rejoignent sur une diode après être passée par une résistance ou deux.
Figure 3 - Schéma de principe de la protection contre les surtensions
Le schéma relevé sur mon alimentation est présenté figure 3. Afin d'enlever la protection contre les
surtensions, j'ai enlevé R44,R53,R54,D28 et D30. Si vous voulez garder la proetction contre les
surtensions, il faudra recalculer les résistance en fonction de vos nouvelles tensions maximales
disponible en sortie.
Étape 4 : rendre réglable la limitation de courant
Work in progress
Modifications involontaires:
Ma pince coupante ayant eue la bonne idée de glisser d'un empilement de fils vers le pont de diodes
d'entrée, elle a court-circuitée l'une d'entre elle créant ainsi une jolie marque sur elle même mais
aussi la mort du pont de diode. N'ayant pas de 2A05 sous la main je les aient remplacées par des
MR854, un peu plus grosses.
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Photo 5 - Les nouvelles diodes font plus viril
Craquage
Le +5V standby
N'arrivant pas a passer mon alimentation au dessus des 15V malgré la mise hors service de toute les
protections en tensions, je me suis vengé en dessoudant le plus 5V standby. Cela fait un peu de
place.
Photo 6 - Bye Bye, le stand
Sur mon alimentation le +5V standy avait l'air (j'ai pas eu le temps de vérifier ;-) ) d'être fonctionnel
tout le temps. La régulation de ce +5V étant faite par un 7805, il doit être possible de se servir de
cette tension comme +5V régulé si on prend soin de rajouter un condensateur de 100nF en sortie
histoire de d'enlever les parasites HF.
Le rail +3.3V
La résistance de décharge du rail +3.3V était enduite d'une sorte de colle afin qu'elle ne bouge pas.
Pas de bol, un doublement de tension induisant une multiplication par 4 de la puissance dissipée, la
colle avait une légére tendance à fondre. N'ayant pas l'attention d'utiliser l'ex rail +3,3V, je l'ai donc
entièrement dessoudé.
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Photo 7 - Disparition du 3,3V: cela fait un peu de place
Liens :
Blackjack.free.fr: Étude poussée du fonctionnement d'une alimentation ATX puis modification de
celle-ci pour en faire une alimenation de laboratoire.
z RobRoller: Réalisation d'une alimentation ATX pour alimenter la CM d'un robot
z
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