3R33 3R35模块做的DC-ATX电源 qiantu兄套件的模块改装、板子安装、调试教程

天行健

本人在前不久，在电源板块发表了用AO4411和3R33、3R35L模块做DC-ATX电源的帖子，坛友们反响挺强烈的，我本人没时间弄套件，这里还要感谢qiantu，担负了发起做套件的任务，并投入了极大的精力，确定了开发套件后，qiantu对套件提出了非常详细的合理化建议，我根据qiantu的具体要求进行了改进，套件所有可以采用表贴器件的，都采用表贴器件，用双面板并进行了空间最小化重新调整，使板子体积最小，节省安装空间。目前qiantu套件配套工作基本完成，印刷板也已经打样完成，今天qiantu第一时间就把我调试和做教程的样品板和配件快递到手，为了不耽误大家收到套件后开工干活，我也只好快马加鞭做样品板、调试、并顺便记录整理教程。

为了能让大家更加清楚的看明白，特意做了个板子的实物三维效果图用于说明：

1、板子全貌：


表贴区域局部放大图1（板子右下角）


发光管指示灯区域（20脚ATX供电插座右下区域）


通过板子全貌和上面2个局部细节图，大家应该可以非常清楚的看明白器件对应的安装焊接位置，大家可以直接参考上面图进行焊接安装。（底下表贴部分后面再另行说明）

现在开始实际操作：
板子到了：

背面是这样的：


现在开始根据上面提供的元器件安装图，开始焊接。
焊接的基本原则是，顶面的器件最先焊接，最薄最低的器件最先焊接，对任何一个表贴元件，先在其中任意一个表贴焊盘上进行搪锡，高度尽量低，别搪都太高，然后用一把尖头镊子钳轻轻夹住要焊接的元件，另一手用电烙铁把这个元件焊接到刚才搪锡好的位置，冷却后，放开镊子钳焊接另外的元件脚直到整个元件都焊接完成，再回头把第一个焊接处修整一下，一个器件就算完成了，就这样直到把所有的表贴器件都焊接完成。
本次套件，共采用了4个0805表贴发光管来指示各挡电压，分为红色、黄色、橙色、蓝色，由于在同一电流下面，各颜色发光管正向电压有所区别，这里需要特定指出的是，发光管D2为红色，用于power_ok信号检测同时担任5V输出指示，其余的D3、D4、D5分别对应12VCPU供电、12V主板供电、3.3V供电的LED指示灯，它们配什么颜色可以由大家随意，由于发光管都是白色透明封装，靠眼睛直接看是没法分辨的，我们可以简单的用万用表10K挡或者数字万用表的二极管挡测量极性和颜色，极性对了的时候，各发光管都会发出微弱的各自颜色的光。

正面表贴都焊好了：


仔细检查一下，看起来还可以，没什么粘连搭焊现象。


注意LM393旁边这个电容，设计成了表贴直插两用的，本次套件采购到了固态电容，非常小，也是表贴的，因为和别的表贴元件比起来高度比较高，因此可以在经过初步测试后再焊接该电容。

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在板子贴片基本完成，尚未焊接直插元件包括改装的模块以前，我们先介绍一下新改进的3R35L模块改装方法：
原帖对模块改装部分，不少童鞋提出来散热器难弄，改装有难度，经过摸索改进，并吸收论坛网友意见，现推出另外一种简单改装方法，供大家参考。
本次套件，因为采用了贴片电阻，因此我特意要求qiantu兄给大家提供0603封装的110K 1%精度电阻一个，这个电阻可以在改装5V模块时候，直接焊接在原取样电阻位置，大大方便大家改装。

要改装3R35L模块，当然先得拆开来让它裸体喽，怎么你不会拆？回头去看我的直播贴，这里就不多说了。

和第一个直播贴改装3R35L模块方法不同的是，这次，根据下面这个图，在对应的地方打孔，直接钻掉原先该位置一个过孔，这里是一个过孔群，少一个完全没有影响，在这里打孔，不会钻到多层板其他走线。

另外要说明的是，5V模块是去掉方块2个电阻，焊接上套件提供的110k 0603贴片，另外一个3.3V模块，只需要钻孔引出SS/SD线，其他地方都不需要动。



110K贴片已经焊上，用引线（好像这次qiantu兄的套件专门给大家配了短短的2段不同颜色的聚四氟乙烯单芯线，这个用来焊接这里再好不过了）
SS/SD引线已经钻过我们打的孔，焊接好了。


转个角度看看


2个内部改装过的模块合影：

请大家注意：这里2个模块引线颜色是不一样的，目的就是为了区分那个模块是3.3V，那个模块是取样部分改造过的5V模块，这个具体哪一个用哪种颜色无所谓，你自己能记住和区分就可以了，因为这次改装，采样部分用0603贴片焊接到模块内部，等用胶水封起来后，从外面看起来是完全一样的。

注意：封装以前，2个突起的陶瓷电容上面都已经贴了胶带，防止和散热器碰擦短路。

原配取下的散热器这回要用起来啦：

大家先看下面图纸，下面图纸是散热器平整面放样尺寸，大家根据这个尺寸，在对应位置钻一个2X4椭圆孔，或者干脆就4mm的圆孔也可以，孔别太深了，最多1.5mm就可以了。

按照上面的尺寸，这个是我用2mm钻头用直流小电钻手工整出来的，如果你有小台钻什么的工具，相信可以做的比这个好多了。


封装以前，改装过的模块必须经过测试，方法很简单，对应输出输入，配合470/6.3  220/16V 固态电容，接入12V稳压电源看静态电流和输出电压，应该分别小于20mm 电压在±2%以内。通过对地短接SS/SD引线，模块应该能够关闭输出。

经过测试模块一切正常，好了，现在开始进行封装，为了方便大家，qiantu特意用塑料袋封装了可以用来封装的硅酮胶，现在，其中一个打了硅酮胶，另外一个还没有打，4个mos管都已经涂抹了导热硅脂。


压紧原配散热器，用细绳子或者电线2头扎紧，散热器和模块板子左右前后尽量对准，然后再用硅酮胶把比较少的地方都补充一下，好了，现在2个模块都已经完成喽。


胶水经过24小时，很快就固化干燥了，现在可以拆除捆扎的电线，进行清理造型拉。



用墙纸刀顺着散热器和下面铜箔板外围轮廓，割掉多余的硅酮胶，再清理操作时候弄脏的别的地方的胶水。现在样子就好多了。可以用喽.....


到这里，3R35L模块改装工作完成，清理后，最好我们再测试一下模块，反正很简单，焊接上输入输出电容就可以工作。这样可以保证上线路板的模块是完好的。

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上面说了模块改装的新方法，现在继续线路板焊接调试过程：

现在，我们先不要焊接这2块3R35L模块，我们来到背面，先焊接背面的几个表贴元件，背面的表贴元件就4个电阻和2个SO-8封装P沟道MOS管，比较简单，就不特意出效果图了，拍个照片给大家示意一下吧：


这里，套件定的是2个AO4411 p沟道mos管，这个是出于120W匹配考量，选用的型号，如果你有别的管子，比如
东芝TPCA8102 40A 0.006
     TPCA8103 40A 0.0042
     TPCA8106 40A 0.0037   可以直接用上去，当然这种管子拆机的价格还行，新的就有点小贵了。


现在我们把图中表示的4个贴片电阻焊上去，把2个贴片SO-8管子按照图示方向，焊接到板子背面，板子背面表贴器件焊接就算完成了。

翻过板子，按照本帖第一张示意图中，各个电容的极性和位置，分别焊接到板子上，其中，套件配发的470/6.3 的固态电容本身就算直插的，直接焊接就可以了，220/16V的固态电容是表贴的，这里就需要大家把原先的管脚掰直喽，注意，贴片固态电容的脚比较薄，不能来回掰的，否则就会断掉，大家掰到基本上可以插入就可以了。

接着把3R33模块的脚掰直，然后直接焊接到板子上面（这里说明一下，市场上买的3R33模块本身可以表贴安装，但是这样一来两边得空出不少给大家手工焊接的地方，板子又不紧凑了，所以采用了直插焊接的方法，模块脚还算粗，不来回掰，弄直完全没问题）
现在，我们先不要焊接另外2个3R35L模块和插座，开始进行第一步调试。
现在板子是这样的：

1、用一个稳压电源，输出能力无所谓10mA以上就能驱动板子静态工作了调整到输出电压为12V，接入板子右上角，标记为+12Vin 和GND。
2、测量5VSB（第一张效果图标记为紫色的点）对地电压，应该在5V±2%以内，如果没输出，请测试你的3R33模块是否损坏，如果电压不对，请检查板子背面R5=10K电阻阻值是否符合，或者干脆就是你把别的不是10K阻值的电阻焊上去了.正常后，稳压电源输入电流是非常小的在20mA以内。如果电压符合，但稳压电源输出电流偏大，请检查模块旁边的C4 6.3V470uF固态电容。

3、拆除稳压电源供电，板子换成由DC12V适配器直接供电，稳压电源调整到4V，接入板子+5V点，位置参考第一张效果图标记为红色的点，万用表黑笔接GND（后面没特殊说明，黑笔都是接GND），红笔测量Power_ok信号端，位置为第一张效果图灰色的点，正常情况，这时候，D2应该发光，而测试点电压基本上等于0V或者很小一点点残余电压，然后慢慢调整稳压电源输出电压，正常情况，在输入4.3V-4.7V时候，该测试点电压发生跳变，变为接近5V左右的值，到这里我们就可以确认Power_ok信号处理部分完全正常。正常情况在输入5V电压时候，LM393 的1、2、3脚电压分别为接近0V、0.8V左右、0.61V左右。

4、现在我们可以用镊子钳短接PS_ON和GND之间，正常情况，应该已经可看见发光管D3、D4点亮，测量12V CPU和 主板12V（效果图4脚插座黄色端子和20脚插座的黄色端子），应该输出等于DC输入适配器输入的电压。好了，到这里第一步检查调试就完成了。

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现在，估计模块已经干透，并且你已经修正完成了吧？
那么，现在在对对面大电流需要搪锡加厚的地方进行适当的处理后（需要搪锡的地方，我都做了非阻焊处理，大家可以清楚看出来的）我们可以把3R35L模块焊接到板子上了，提醒一下，上面的那个是3.3V的 下面那个是5V的，这可不能搞错。
接着把2个插座也都按照效果图所示方向焊到板子上，到这里，我们的DC-ATX电源板焊接工作就完成了。

来个照片看看，现在是这个摸样滴：

换个角度瞧瞧：


迫不及待的，给板子用稳压电源12V供上电。用镊子钳短路PS_ON和GND，哈哈，4个发光管都亮起来喽。

保持开机状态，复核一下各路输出电压，+5VSB、+3.3V、+5V、+12V、+12VCPU、Power_ok。完全正常，这个时候，稳压电源输入电流约为70mA，拿掉镊子钳，关机，板子进入等待，稳压电源输入电流在10mA左右。

好，一个DC-ATX电源就算完工了，你可以上机试运行喽。祝你一切顺利。……

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这里特别要提醒大家一下，DC-ATX电源，输出功率不但取决于本板子能力，同时也取决于你用于供电的DC12V适配器功率，一般来说，DC—ATX电源用于功率比较小但是对静音要求特别高的类似HTPC或者家用下载机什么的供电系统。
本板子本人测试过配合我淘宝弄的号称150W IBM 12VDC适配器，点亮并稳定工作的台式机是P31主板带扣肉cpu、独立显卡，最大到110W输入能正常稳定工作，但是并不能保证能适应大多数最大功耗远超过110W什么的台式计算机，尤其是那些功耗比较大的老式台式电脑，这个我相信你弄DC-ATX电源的目的也不是为了这个。

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最后，和大家汇报下，样品DC-ATX板子，上机烧烤结果：


被测试台式机配置：


技嘉GA-P31 ES3G主板。
2G DDR2-800 内存
intel E5300 1.8G CPU
NviDIA GeForce 9600GT 512M显卡
WDC WD3200AAJS  300G硬盘


开机正常，开机瞬间输入功率80W左右。


开机完成后什么都不干70W左右，30分钟后测试MK2 散热器温度26℃，MK3散热器温度31℃，Q1表面温度26℃，Q2表面温度22℃。


运行3D游戏软件近20分钟，期间功率在87-95W变动，无任何异常，温升也不明显，因此该段时间温升数据没记录。


接着用烧烤软件FurMark_1.9.2进行全负荷变态烧烤，测得输入功率基本上稳定在125W，烧烤15分钟后，MK2散热器温度：42℃，MK3散热器表面温度46℃，Q1表面温度52℃，Q2表面温度47℃，虽然温度都有上升，但是看起来没什么特殊异常高温的器件，接着继续烧烤测试，但机器突然重启，根据板子情况，应该不会导致重启，分析是DC适配器输出保护导致板子重启。重启硬盘检测扫描完成后，一切恢复正常。

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有童鞋希望知道本板子输出纹波，特上传各路纹波信号波形：
测试条件：RIGOL DS1052 、 探枪1:1、AC输入、各路空载。
5VSB：


+5V


+3.3V


特别说明：
采用同步整流模式工作DC转换电路和传统的二极管整流模式DC变换电路有个最大的区别，在同步整流模式下，电感工况无所谓电流断续还是电流连续模式，只是根据负载大小不同工作于1-3象限或者只工作在第一象限而已（部分驱动芯片会特别设计轻微负载转换同步整流管状态，3R33 和3R35内部驱动都不是这样芯片）
输出纹波取决于外围元件参数而和负载基本无关（负载很大的时候因为电感直流分量导致的电感值减少引起的纹波增大，属非线性现象，这里只是认为电感量为基本稳定值），空载纹波基本上就是带载纹波，负载电流增大一般只会增加了直流分量和一些大电流尖峰干扰。

浩祺心

3d图太帅了，不着调啥软件做的。不会是3dmax吧 。。。。。。。

lyz8

抢了二套,不知道什么时候发货

72hour

！占楼围观

akgkaylin

想請問..cpu 12v 小4p 如短路..mos是否會燒毀...
很多壞主板..是壞在cpu 12v短路..
如一般電腦用電源是會進保護..
看大大的電路好像是會跟這一起燒毀..所以才問問看

天行健

想請問..cpu 12v 小4p 如短路..mos是否會燒毀...
很多壞主板..是壞在cpu 12v短路..
如一般電腦用電源是會 ...
akgkaylin 发表于 2012-3-24 02:07 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

正常情况，不会，因为前面供电的DC适配器都有正常保护作用，一旦短路，DC适配器会降低输出甚至无输出，从而保护了MOS管，也正是如此，本DC-ATX电源为了线路简介，就不设置复杂的保护系统以提高板子的效率。
但配合某些DC适配器，如果该适配器保护不够完善，这个时候mos管是会发热的，时间久了会不会烧毁就不知道了，因此发现异常情况必须及时处理，以免损坏器件。

天行健

3d图太帅了，不着调啥软件做的。不会是3dmax吧 。。。。。。。
浩祺心 发表于 2012-3-24 01:34 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

就是用3DMAX5做的，不过其实要出这种效果，因为造型简单，几乎任何可以造型的3D软件都可以用，比如犀牛，当然也包括传统的3DMAX。至于渲染，这个为了看的清楚而不是以假乱真，因此采用了最简单的光线和渲染工具。如果用光能渲染插件什么的，渲染效果能非常乱真，但是看起来反没这个效果清楚了。

akgkaylin

回复 6# 天行健


    那請問可否加個led上去...短路時..閃爍
這樣可以馬上就知道了...

天行健

回复  天行健


    那請問可否加個led上去...短路時..閃爍
這樣可以馬上就知道了...
akgkaylin 发表于 2012-3-24 12:53 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

你看帖子不仔细啊，上面的资料已经可以很明白的告诉你，3.3V、5V、12V、12VCPU 每路都有一个LED发光管指示的，正常情况，开机信号给出后，各路LED均会正常发光，如果某LED不发光或者闪烁，肯定不正常。

quickpost

3d效果图，真是帅得掉渣。