把電腦電源供應器變成工作檯電源

十一月 10, 2017
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舊的電子產品有很多方式可以改造並重複使用。例如電腦電源供應器就可以做成工作檯電源,成為工作室的一部分。網路上已經有一堆教學,告訴你怎麼把電腦電源供應器改造成工作檯電源,但多數的設計所做的改造都是永久的。

以下提供的外接變壓器設計,讓你不用改造就能增加電源供應器的用途。任何ATX電源供應器都能插入這款變壓器,能供應3.3V、5V、12V和-12V的電源。

開始之前,我們先看一些電腦電源供應器的背景知識。

電腦電源供應器會把插座的AC電源轉換成電壓較低的DC電源,供應給電腦的各元件。它透過快速和負載電路連接和中斷連接(交換式電源供應器)來維持穩定電壓。多數現代的電腦電源供應器採用ATX規格:透過以顏色區分的+3.3V、+5V、+12V和-12V輸出電源。

電源供應器有幾項安全性設計,來保護使用者和電源供應器本身,以下這幾種你一定要先瞭解:

  • 開啟電源供應器 根據設計,只有在連接到電腦主機板的條件下才會啟動。這是由綠色的「啟動」線來控制,把它接地(任一條黑色線)就能讓電源供應器啟動。
  • 最低負載需求 很多電源供應器都要有最低負載電流才能維持開啟狀態。沒有負載的時候,輸出電壓可能會大幅偏離指定電壓,或者電源供應器會自動關閉。在電腦上,主機板使用的電流足以達到這個需求。如果你的電源供應器有最低輸出需求,可以透過在輸出端子兩端連接功率電阻器來滿足這個需求。下方的步驟會進一步說明。

時間:1至3小時 難度:中等
材料

  • ATX電腦電源供應器
  • 20PIN(或24PIN)ATX母接頭:可以上網購買,或從舊的主機板回收。
  • 塑膠外殼
  • 跳接線
  • 香蕉型母接頭 / 連接柱 (8)
  • JB Weld黏著劑
  • 熱縮套管
  • 壓接式Y型端子
  • 12V DC電源 (非必要)
  • USB延長線 (非必要)
工具

  • 電鑽與鑽頭組
  • 利刃
  • 烙鐵與焊錫
  • 彩色麥克筆
  • 鉛筆

步驟1:辨識20PIN(或24PIN)接頭的線

  • 20PIN(或24PIN)主接頭的線以顏色區分,所有ATX電源供應器都依據相同的規則:3.3V線是橘色;+5V線是紅色;-5V線(如果有)是白色;+12V線是黃色;-12V線是藍色;接地線是黑色。
  • 綠色線是「啟動」感應器,透過上拉電阻器和5V在內部連接。如果把這條線接地(任一條黑色線),電源供應器就會啟動。
  • 紫色線是+5「待機」電源。即使電源供應器其他部份沒有啟動,它也會輸出5V訊號,用來驅動控制開關訊號的電路。
  • 如果每條輸出線都以正確的電壓運作,灰色的「電源良好」指示器就會處於5V。
  • 為了讓接線更容易分辨,我用麥克筆在20PIN接頭上做了顏色的標記。

​步驟2:把線路焊接到ATX母接頭

接著要把線接到接頭的幾個腳位上,例如我接的是3.3V5V+12V-12V、接地和「啟動」這些線,把它們接到每個接頭上。在選擇的腳位之間留一些距離的話會比較好處理。我同樣用了彩色線來幫助辨識。

步驟3:在外殼切割ATX母接頭用的插槽

​為了讓接頭和外殼連接,我們要先切割出插槽。在兩塊外殼接合的邊緣處,最適合切割插槽。把接頭放在外殼側邊,並把輪廓標出來,接著用利刃沿這個輪廓切割。

步驟4:為香蕉插孔端子和電源開關鑽孔

  • 我有四對香蕉插做為輸出,所以我在外殼頂面標出八個平均分布的位置,接著鑽出剛好可以讓固定螺絲穿過的孔。在右側則鑽了一個給電源開關用的孔。
  • 孔都鑽完後,插入開關和電源端子,並鎖緊固定。

​步驟5:將ATC母接頭黏著到外殼

圖片

我用JB Weld AB膠來固定主接頭。這種黏著劑有兩種成分,分別等量擠出後充分調合,接著把混合物塗滿接頭,靜置隔夜讓它固化。

步驟6:把綠線接到電源開關

要把綠色線接地(任一條黑色線)才能啟動電源供應器。我在這個接點採用小型按鈕開關。把20PIN接頭的綠色線焊接到開關的一側,然後把第二條綠色線焊接到開關另一側。我用熱縮套管來為接點做絕緣處理。

步驟7:把香蕉插孔端子接上外殼

  • 我在外殼上部把香蕉插孔端子排成兩列來連接。紅色端子連接的是正極3.3V;5V和12V;黑色端子是接地。
  • 把每個端子的連接柱插入孔中,並用它們的螺絲鎖緊固定。

步驟8:在每條線末端接上Y型端子

輸出端子要和多條線連接。最有條理的做法是用壓接式Y型接頭來連接,在每條線的末端都接一個。

步驟9:把線路連接到正確的端子

  • 把黑色線接到第一個黑色端子,接著把另一黑色端子透過短跳接線和第一個端子連接。我也把電源開關的線接到最近的黑色端子。
  • 剩下的線我依照電壓由低往高的順序連接,從最左邊,3.3V線(橘色)開始,接著是5V線(紅色)、+12V線(黃色)和-12V線(藍色)。

步驟10:必要時加裝10W電阻器以滿足最低負載需求

  • 很多電源供應器如果沒有達到最低電源需求,就不會維持啟動。有方法可以測試手上的電源供應器有沒有這個需求:按下電源按鈕,等待幾分鐘,如果它自動關閉,就代表這台電源供應器有最低輸出需求。
  • 為了處理這個情形,可以在5V端子和接地之間加裝功率電阻器。多數情況下可以用10W 10Ω的電阻器。在少數的例子裡,12V腳位和3.3V腳位也會有最低輸出需求,這時就要再加裝功率電阻器。
  • 功率電阻器會產生很多熱,所以如果有裝,就要確保外殼通風充足。部份情況下甚至需要裝電腦風扇來加強散熱。

步驟11:加裝12V DC電源插座(非必要)

除了香蕉型插孔接頭,還可以加裝其他接頭,像我裝了一個12V DC插座。首先在外殼側面鑽孔,大小要足夠容納DC插座的筒形插孔。接著把12V DC插座的中央端子接到電源供應器的+12V端子(黃色線),並把12V DC插座的外側端子接到電源供應器的接地端子之一(黑色線)。

步驟12:加裝USB電源插座(非必要)

  • 另一個加裝接頭的選項是USB插座,用來驅動任何用USB埠供應電源的裝置。我建議用USB延長線來安裝這種接頭。先把線剪成兩半,我們要用的是有母接頭的那部份。接著在末端把內部兩股電線分開,把紅色和黑色線的絕緣剝除,並分別裝上Y型接頭。把USB電線的紅線和電源供應器的紅線連接,USB的黑線和電源供應器的黑線連接。
  • 接線完成後,把它裝在外殼側面。在外殼側面描出USB接頭的輪廓,再用利刃或旋轉工具來切割。可以把USB接頭黏到外殼側面,我建議用JB Weld黏著劑,和前面的20PIN電源供應器接頭做法一樣。

​步驟13:為每對端子貼上標籤

  • 為了方便分辨不同電壓的插座,我在每對端子上都貼標籤。你可以印出簡單的標籤,然後貼到上部外殼的正負端子之間。
(譯:屠建明)​
[原文]
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