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[KIS 3R33] 用AO4411+3R33+3R35L 做DC-ATX模块

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发表于 2012-2-14 14:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
新房落成,玩了一把HTPC,对HTPC的低功耗、低噪音深有体会。
目前为了追求漂亮的超薄的家电外形或者超小外形,HTPC电源好多都是采用DC-ATX电源模式。这个模式完全零噪音、布局灵活、效率出色,目前慢慢的为不少HTPC机器所采用,我这个HTPC的好多东西都是淘宝弄的,为了淘个合适的DC-ATX电源,可谓是费尽心血,经过几番折腾,我的机器算是配置好了,对机器的性能功耗噪音也非常满意,今天因为说的是DC-ATX电源,自己机器的情况就不多说了,总之,因为这个淘宝的经历,萌生了自己做DC-ATX电源的想法,就从年内开始了搜集资料购买东西开始动手的经历,很偶然的,我看见了这个论坛,才发现了白菜模块还有其他什么的电源模块,根据那些模块的性能价格比,我感觉,用合适的模块自己做DC-ATX电源,性价比上绝对超过淘宝目前那些能找到的成品,为了证实这个想法,从今天开始,就一步一步把这个过程贴出了,因为当初是从这个论坛得到那些模块信息和部分资料的,因此这个帖子是我今天特意在这里注册并首发的,也算是一个回报吧。

AO4411是市面上液晶最常用的P沟道MOS管,SO-8封装,32mΩ -8A -30V 因为常用,所以淘宝价格非常便宜,用来做电源板DC12V供电开关再合适不过,就是它了。

3R33模块,3A输出,最大95%效率,白菜模块,很明显,5VSB电源部分非她莫属了,嘿嘿

3R35L模块,5A输出,加强散热8A,看起来,用做中功率DC-ATX电源板主供电+5V和3.3V非常合适,价格和算公道,就是她了!

这几样东西确定,那么一个DC-ATX电源基本上就呼之欲出喽,为了吊大家的胃口,这里先不出整个系统的图纸,一步一步的从模块开始,发帖时候东西还没完成,绝对是个连载,我会自己抢几个楼层,这个希望大家见谅。

下面就开始第一步:改装3R33白菜模块。
 楼主| 发表于 2012-2-14 14:53 | 显示全部楼层

用于DC-ATX电源的3R33模块改造

本帖最后由 天行健 于 2012-2-14 15:11 编辑

3R33模块改造

3R33模块,淘宝上非常多,价格非常便宜,号称白菜模块,基本性能如下:

一款同步整流降压开关电源模块,正常使用时,外部需接合适的储能电容。

内部控制芯片为MP2307,4.75V-23V输入,自带降压BUCK输出开关N沟道MOS管及自举浮栅驱动线路和下臂同步续流N沟道MOS管,导通电阻均为100mΩ,最大输出电流为3A。

默认工作频率340KHz,SOIC8N超小型功率封装。

模块默认输出电压为3.3V。

5V输入下最大效率为95%,12V输入下最大效率为92%

模块板子尺寸:20mmX20mm(不包括引脚)

下图是模块板子实物照片和各部分简单说明:

3R33模块副本.jpg

ON/OF是模块工作控制脚,该脚接地模块停止工作,悬空工作。

Vin是4.75V-23V输入端。

Vout是稳压输出端,未改动模块固定输出3.3V

Vadj是电压调整端,在该脚加电阻到GND或者到Vout都可以调整输出电压。

下面是改装说明:

本例子我改装成固定输出的DC-ATX电源的+5VSB,因此,不需要改动ON/OF引脚,直接悬空就行。

这里R1由2个51K电阻并联,R2=10K,R3为Vadj串联限流电阻,限制电压调整范围并起一定保护作用,芯片内部基准为:0.925V。

输出电压公式

根据公式验算一下未改动模块的输出电压=0.925(25.5+10)/10=3.28375V

现在我需要改为固定5V输出电压模块,经过多次测算,最方便改动方法是通过Vadj到Vout端并联电阻并拆除原来R1其中一个并联的51K电阻,其他都不动或者短路R3,这样最终R1应该等于44.05K,计算后得外接并联电阻为323K。

实际上我们用330K电阻,误差已经很小了,验算一下:并联后电阻值R1=44.173K,实际输出电压:=0.925(44.173+10)/10=5.011V,误差为+0.2%大大低于电阻值1%精度了。

如果我们需要大范围改变输出电压,这里有几个地方需要注意:

L型红色框内部有一个反向二极管(其实是稳压管,主要作用防止输入灌电流)和陶瓷电容(那个小的)这里,稳压管电压好像是5.8V,电容耐压是6.3V,如果作5V固定输出,这2个不需要动,如果改为大范围调压模块,那么这2个东西必须拆除,以免电压高的时候击穿器件,并在那个地方重新焊接22uf/25V的陶瓷贴片电容。

红色长方框部分如果你有合适的贴片肖特基二极管,可以贴上,这是一个可选件(optional),官方的说法是在某些条件下,可以提高些许电源转换效率。

电压调整部分,短路R3,将并联的2个51K的R1都去掉,这样内部改动算完成了。

具体的外部接线见下图:

图形1.gif

由于模块工作频率很高,因此模块的输入输出纹波主要取决于输入输出电容的ESR了,因此,C1、C2最好使用低ESR的固态电容,容量大于100uf为好,如果使用高频电解电容,经过试验大于1000uf为好。

S1是电源软开关,可以用普通开关也可以用受控晶体管组成,开关导通时候模块进入关机状态,关机状态芯片等待电流为0.3uA。


正式改装工作现在开始,看见了没,这个就是Vadj端接的330K电阻,左右分别是输入输出固态电容:

DSC_2.jpg


并联的一个51K被拆除了,其他的都没动。
DC-ATX电源板考虑是用12V适配器供电,因此调试就也用12V啦:
这个是空载输入电压电流情况:
DSC_9.jpg
空载输出电压:
DSC_5.jpg
短路一下输出端:
DSC_10.jpg
嘿嘿,看起来一起都非常顺利。第一步3R33模块改造算是完成了.............
邪恶的分隔线=======================================================
未完待续......

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 楼主| 发表于 2012-2-14 14:53 | 显示全部楼层

现在开始改造3R35L模块

本帖最后由 天行健 于 2012-2-14 16:09 编辑

下面是模块的改造资料,当然还是由本人整理完成的

3R35L模块拆解和参数调整

模块参数:

额定输入:9-40V

额定输出3.3V、5A,加强散热可以连续输出8A电流。修改后,可以输出0.7v-31v。

控制IC:tps40057,输入电压范围8-40V,同步整流驱动输出,体积小,效率高,16脚PowerPAD封装,发热低。

下图为模块外形和尺寸

111.jpg

下图为底面管脚定义

222.jpg

Vin是电压输入,Vout是电压输出,GND为共用的负极,输入输出的负极均接在此处。

模块拆解挺容易的,外壳比较薄,很容易就拆下了,拆完外壳,用小的一字螺丝刀或者墙纸刀都可以插入顶部散热器和模块软性密封胶之间,轻轻把散热器撬下来,然后用指甲把模块和散热器之间的密封胶清除掉,细小的地方可以用牙签或者类似不太锐利工具把密封胶剔除就可以了。

下图是清除密封胶后的模块照片:

图中紫方框就是所谓前馈电阻Rkff,可以控制输入电压,经过和kim-3r35比对,不带L仅仅是Rkff阻值不同,图中Rkff=82k,设计开启电压为9v(kim-3r35L模块)。

蓝方框圈电阻Rt决定模块工作频率,公式为 333.jpg
Rt
单位KΩ Fsw单位KHz。

红方框与黄方框是稳压采样分压电路R1、R2,照片中R1为753和624并联作为一个电阻,输出电压 444.jpg V 计算得R1=66.9k,R2=18k。7脚电压=0.7V,模块输出电压为3.3V

3R35L.jpg

篮圈电阻即所谓的前馈电阻Rkff可以调整模块起始工作电压。注意,如果篮圈电阻过低,会导致输出不太稳定,篮圈内的电阻建议大于82k,开启电压为8v,比较稳定。

计算公式Rkff=(Vin-3.5)(58.14XRt+1340)Ω。注:这里RT就是紫圈电阻值,单位KΩ。

典型的几个模块数据:3R35L模块前馈电阻为823(8V),3R35模块前馈电阻为304(18V),055模块前馈电阻为224(16V)。

官方PDF上上端反馈电阻固定调整下端电阻,属于一个推荐用法,用50K电位器换下黄圈183电阻,输出电压是1.63V-31V,效率都在92%以上。改下端固定调上端也可以,将红圈内是两只并联电阻,全部拆掉,在该位置接上500K电位器。

只需要固定5V输出,那么上电阻换成110K±1%即可,实际输出为4.978V误差-0.4% 已经小于1%电阻精度。

注意:模块为开关电源必须使用电解电容完成充电与放电过程的,实际应用必须在输入到地之间、输出到地之间并联1000uf以上电解电容,低ESR的固态电容能提供更好的性能,其容量要求也随之降低,大电流输出时该电容最好直接焊接在模块输出输入引脚上而不是通过印刷板铜箔焊接,否则输出性能和效率都将受到影响。


------------=============邪恶的分隔线============------------------


顺便告诉大家一个小秘密,大家好像都看不清楚3R35L模块的2个输出mos管型号,我在拆解过程中,特意用USB显微镜进行分析,可以准确的告诉大家,这mos管的型号是:东芝的TPCA8016-H  N沟道U-MOS管,SOP Advance 封装,60V 25A 0.021Ω,很强劲的一个贴片MOS管哦。


3R35模块拆解和参数调整.pdf

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 楼主| 发表于 2012-2-14 14:53 | 显示全部楼层
第三层当然也还是自己的
 楼主| 发表于 2012-2-14 14:54 | 显示全部楼层
到这里不知道够不够用,先暂时这样了
发表于 2012-2-14 15:09 | 显示全部楼层
前排看直播 不知道mos要怎么用
发表于 2012-2-14 15:14 | 显示全部楼层
关注一下看之后完成是什么样子
发表于 2012-2-14 15:58 | 显示全部楼层
前排看直播
发表于 2012-2-14 16:26 | 显示全部楼层
前拍留名看直播
发表于 2012-2-14 16:32 | 显示全部楼层
前排看直播

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