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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 14V und 3,3V mit ATX Netzteil


Autor: Wayne Interessierts (mustang)
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Hallo zusammen,

Ich bin gerade dabei ein Ladegerät zu bauen, das einerseits Micro/ 
Mignon Akkus laden können soll und auch 12V Autobatterien.
Ich habe mich jetzt mal eine ganze Zeit lang schlaugelesen wie man die 
Stromversorung des Ladegeräts realisieren könnte.
Was wohl das kostengünstigeste sein wird ist ein umgebautes ATX 
Netzteil.

Und da ist auch mein Problem. Ich benötige ja eine höhere Spannung als 
12V zum Laden der KFZ Batterien (ca 14V). Dies sollte ja durch einen 
Umbau mit einigen Widerständen, so wie man ihn hier öfters sieht 
realisieren lassen.

Jetzt aber zu den 3,3V. Die benötige ich noch weiterhin um damit über 
eine einstellbare Konstantstromquelle die Micro / Mignon Akkus zu laden.

Bei allen Umbauten eines ATX Netzteils die ich gefunden habe steht zum 
Schluss nur noch eine Spannung zur verfügung. Kann man das irgendwie 
umgehen, sodass 3,3V und ca 14V zur Verfügung stehen?

Und welcher Typ ATX Netzteil ist für solch einen Einsatz besonders 
empfehlenswert?

Zu den Strömen:
Laden der KFZ Batterie: ca 14V, 10A
Laden der Micro / Mignon: ca 3,3V, 10A (Laden von 4 Batterien 
gleichzeitig)

Danke schon mal für euere Hilfe.

Gruß

Dirk K.

Autor: Nils S. (kruemeltee) Benutzerseite
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>Laden der KFZ Batterie: ca 14V, 10A
>Laden der Micro / Mignon: ca 3,3V, 10A (Laden von 4 Batterien
>gleichzeitig)
Hast du das mal ausgerechnet? 140W für die 14V und 33W für die 3,3V, 
macht runde 175W. Hast du dir auch mal die Werte eines Netzteils 
angesehen? Ein "normales" PC Netzteil hat wirklich grosse Ströme nur auf 
der 5V Leitung, 12V ist teilweise unter 12A. Da muss ein grosser Teil 
vom Netzteil umgestrickt werden.

Ich würde mir da eher einen dicken Ringkerntrafo mit 12V~ holen, 
gleichgerichtet gibt das (12 * Wurzel2) 16,9V abzüglich der 1,4V vom 
Gleichrichter 15,4V, das sieht schonmal um einiges einfacher aus ;)
und 3,3V 10A sind wohl doch ein bisschen oversized für 4 Zellen...

Es gibt doch einen Haufen Ladegerätprojekte, schau da mal durch...

Autor: Albrecht H. (alieninside)
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Das geht schon, ist aber ein Job für einen Vollelektroniker, da ist 
Reverse-Engineering angesagt.

Im Internet gibt es etliche Seiten, die sich mit dem Umbau von 
Computernetzteilen befassen, leider geht es dabei immer um spezielle 
Netzteiltypen, die man i.d.R. gerade selbst nicht zuhause hat und die 
womöglich auch schon seit einiger Zeit nicht mehr verkauft werden, wobei 
man u.U. bei Pollin auch mal Glück haben könnte.

Lesenswert sind die Umbauseiten aber trotzdem, da sie zumindest die 
grundsätzliche Vorgehensweise aufzeigen. In vielen ATX-Netzteilen, (es 
mag selbstverständlich auch andere geben), wird der 12V-Ausgang in 
Abhängigkeit vom 5V-Ausgang geregelt, d.h. man muss durch die 
Umbaumaßnahme, die Spannung am 5V-Ausgang so verändern, dass hinterher 
am 12V-Ausgang z.B. 14V anliegen. Dazu baut man die Netzteilplatine aus 
dem Gehäuse aus, (Achtung! Geladene Kondensatoren!), und identifiziert 
den dort verbauten Schaltregler, für diesen lädt man sich dann das 
Datenblatt herunter. Mit Hilfe des Datenblatts und sehr viel Geduld 
erstellt man nun, rund um den Schaltregler und die 5V/12V-Ausgänge, 
einen mehr oder weniger genauen Schaltplan der Netzteilplatine, man muss 
verstehen wie der Schaltregler des Netzteils beschaltet ist und in 
Abhängigkeit von welchen Bauteilen, (z.b. Widerstände), die 5V geregelt 
werden. Den Wert des oder der neuen Bauteile berechnet man dann entweder 
mit Hilfe des Datenblatts und des Schaltplans, (dazu müsste man 
natürlich auch verstanden haben um wieviel Prozent sich die Spannung am 
12V-Ausgang verändert, wenn man z.B. die Spannung am 5V-Ausgang um 1V 
erhöht), oder man probiert aus, (im Falle eines Spannungsteilers z.B. 
mit einem Poti), dabei geht das Netzteil allerdings auch schnell mal 
wegen einer ungeplanten Spannungserhöhung z.B. in den Kondensatoren 
kaputt, (mit einem lauten Knall)!

Vorteil dieser Methode: Noch vergleichsweise einfach, es müssen i.d.R. 
nur sehr wenige Bauteile getauscht werden und die Erhöhung der 
Ausgangsspannung um max. 1 bis 2 Volt scheint noch vertretbar zu sein.

Nachteil: Es muss nach wie vor der 5V-Ausgang mit einer Grundlast, (z.B. 
einem gekühlten, niederohmigen Hochlastkeramikwiderstand), versehen 
werden um am 12V-Ausgang überhaupt auf mehr wie 1A oder 2A zu kommen. 
Zudem liefert der neue "14V"-Ausgang auch keinesfalls mehr Strom wie 
vorher schon der 12V-Ausgang.

Spezialisten bevorzugen deshalb auch gerne mal radikalere 
Umbaumaßnahmen: Sie machen den ursprünglichen 5V-Ausgang zum neuen 12V- 
bzw. 14V-Ausgang und deaktivieren, falls nötig auch den originalen 
12V-Zweig, (durch gezieltes Leiterbahn unterbrechen oder auslöten). Die 
Spannungserhöhung von 5V auf 12V lässt sich noch relativ einfach 
bewerkstelligen. Danach wirds aber problematisch: An einigen Stellen der 
Netzteilplatine bekommen jetzt nämlich verschiedene Bauteile mehr 
Spannung als sie vertragen! Diese müssen durch Schaltplananalyse 
ausfindig gemacht und durch spannungsverträglichere Typen ausgetauscht 
werden. I.d.R. handelt es sich dabei um Kondensatoren allerdings auch um 
Speicherspulen und kleine Übertrager, diese sind neu zu berechnen und 
gegebenenfalls neu zu wickeln bzw. umzuwickeln und da hört ja 
bekannterweise der Spaß für viele Hobbyelektroniker auf.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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so ein unsinn... ich hab hier ein thermaltake 1200W ATX netzteil, 
schlappe 99A auf den 12V.

es gibt im internet anleitungen zum umbau von ATX netzteilen. allerdings 
sind diese netzteile nicht geeignet um batterien zu laden, sie haben 
keine feste strombegrenzung wie du eine brauchst.

im prinzip kannst du teile aus einem ATX-netzteil zum bau eines solchen 
ladegeräts verwenden, du mußt allerdings die regelschaltung komplett 
neugestalten. ohne erfahrung im umgang mit schaltnetzteilen würde ich 
dir davon abraten. vermutlich bist du mit einem dicken 50Hz trafo besser 
bedient. die 3,3V kannst du dir mit einem einfacher beherrschbaren 
schaltregler erzeugen, für 10A brauchts aber da auch schon etwas 
aufmerksamkeit beim aufbau.

Autor: Wayne Interessierts (mustang)
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Zu dem Thema Schaltregler für die 3,3V: Das war auch mein Grundgedanke, 
habe das ganze schon ausprobiert mit 4 LM2576. Jeder von denen kann in 
meiner dimensionierung ca. 2,5A. Hinterher habe ich für jeden zu 
ladenden Akku eine PWM Konstantsromquelle mit OP geschalten. Das ganze 
läuft soweit ganz gut, jedoch habe ich je größer der benötigte Strom 
wird eine größere Welligkeit auf der Spannung. Und das ist nicht 
unbedingt das was ich mir wünsche zum laden eines Akkus mit einem 
Konstantstrom. Vorallem sind die OPs da sehr empfindlich und fangen so 
herrlich zu schwingenan. ;-) Und zudem sind 4 dieser Stufen auch ein 
sehr großer Bauteilaufwand und aufbauaufwand.
Deshalb hab ich mich nach einer alternative umgeschaut und da bin ich 
auf die ATX Netzteile gestoßen.

Mit den 14V und 10A das waren mal grobe Werte, auf ein oder 2A mehr oder 
weniger kommt es da nicht drauf an. Und dass ich danach noch eine 
separate Schaltung für das Laden der KFZ Batterien schalten muss ist mir 
auch bewusst. Ich wollte die 14V und 3,3V lediglich als 
Spannungsversorgung für die ganzen "Laderegler" nutzen.

Aber wie ich das hier rauslese, würdet ihr eher auf 2 getrennte 
Netzteile gehen. Das war eigentlich nicht mein Ziel, wenngleich ich auch 
nicht anfangen möchte Übertrager neu zu wickeln.

Was für mich noch eine Alternative wäre:
Soweit ich das gelesen habe soll der Umbau von AT Netzteilen etwas 
leichter sein. Ich könnte die 3,3V auch noch gegen 5V ersetzen, was den 
einsatz eines AT Netzteils ermöglicht. Auf die paar Watt Verlustleistung 
kommts dann auch nicht mehr an ;-)
Jedoch ist es bei allen Umbauanleitugen der AT Netzteile das selbe. Es 
wird hauptsächlich die sehr gut geregelte 5V Seite durch einen 
Spannungsteiler auf 14V geregelt. Somit stehen diese 5V nicht mehr zu 
Verfügung.
Hat jemand noch eine Alternative für mich?

Gruß

Dirk K.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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> mit 4 LM2576. Jeder von denen kann in meiner dimensionierung ca. 2,5A
**würg**! das ist nur gut um vier getrennte zellen getrennt zu laden. 
das ganze zusammenschalten kannst du ohne load balancing vergessen!

> Mit den 14V und 10A das waren mal grobe Werte, auf ein oder 2A mehr oder
> weniger kommt es da nicht drauf an.
ob nun acht oder zwölf ampere ist im grunde der gleiche aufwand.

> Das war eigentlich nicht mein Ziel, wenngleich ich auch nicht anfangen
> möchte Übertrager neu zu wickeln.
der trafo aus einem AT(X) netzteil ist gut für 14,4V ausgangsspannung. 
die gesamte schaltung ist gut dafür. mit ausnahme der steuerung halt, 
die muß bei dir auf 14,4V ausgelegt werden und den strom auf 10A 
einregeln können.

die 3,3V würde ich aus den 12-14,4V generieren, nicht aus dem gleichen 
trafo saugen der die 14,4V erzeugt.

> Ich könnte die 3,3V auch noch gegen 5V ersetzen, was den
> einsatz eines AT Netzteils ermöglicht.
aha, und was soll an einem AT-netzteil im vergleich zu einem ATX anders 
sein? okay, du mußt die nicht vorhandene 3,3V schiene nicht ausbauen, 
aber die reglung des hauptnetzteils ist wie sein aufbau nahezu 
identisch. und genauso geeignet für einen umbau auf 14,4V und genauso 
ungeeignet um von hause aus 10A strom einzuregeln.

> Auf die paar Watt Verlustleistung kommts dann auch nicht mehr an ;-)
wieso muß es dann ein schaltnetzteil sein wovon du keine ahnung hast?!

> Hat jemand noch eine Alternative für mich?
gibts im baumarkt und nennt sich dort "kfz-ladegerät".

Autor: Wayne Interessierts (mustang)
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@ Ben __
Haste schon mal sowas aus m Baumarkt wo sich "KFZ - Ladegerät" nennt an 
n Oszi gehängt und dir da mal den Ladestrom angesehen?
Da kommt dir das Kotzen. Da könnte man ja gleich mit Wechselstrom laden 
;-)
Wo ich dir recht geben muss, ich habe von Schaltreglern nicht VIEL 
Ahnung, auser grundlegendes was man halt mal während der Ausbildung 
gehört hat.
Jedoch ist das ganze hier ein Schulprojekt und es muss ein gewisser 
Ansrpuch da sein, und wenn es "nur" das Umstricken eines Netzteils ist.
Das Laden der Akkus erledigt sich dann natürlich von selbst ;-)
Ich wollte mir hier mal ein paar Meinungen dazu anhören, ob sowas 
generell möglich ist was ich vorhabe, und wie ich da am besten rangehe.

Aber was schlägst du anstelle von relativ exakt geregelten 
Schaltnetzeilen vor? Ich hab einige Bauteile dahintergeschalten wo ich 
eine recht konstante Eingangsspannung benötige um einen Regelprozess 
aufrecht zu erhalten. Wenn ich standard Trafos verwende und hinterher 
einen Gleichrichter und nen dicken Elko wird meine Spannung wohl doch 
sehr Lastabhänig schwanken, und das kann ich da so gar nicht brauchen.

Gruß
Dirk K.

Autor: A. K. (prx)
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Dirk K. schrieb:

> Haste schon mal sowas aus m Baumarkt wo sich "KFZ - Ladegerät" nennt an
> n Oszi gehängt und dir da mal den Ladestrom angesehen?
> Da kommt dir das Kotzen.

Nur hat der Akku keinen Oszi drin und weiss nicht, dass er kotzen 
sollte.

Klar doch, zumindest früher war das nicht mehr als Trafo und 
Selengleichrichter, letzterer des schön grossen Innenwiderstands wegen. 
Wie die Billiggeräte heute aussehen weiss ich nicht, Selengleichrichter 
sind ja Raritäten.

Generationen haben damit ihre Bleiakkus geladen. Ich weiss nicht ob das 
optimal ist, aber ganz so schlimm kann's daher kaum sein.

Autor: mhh (Gast)
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A. K. schrieb:
> Ich weiss nicht ob das
> optimal ist, aber ganz so schlimm kann's daher kaum sein.

Ist für die Autoakkus sogar besser als reiner Gleichstrom.

Autor: Wayne Interessierts (mustang)
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Geb ich dir ja recht, das es nicht so schlecht gewesen sein kann. Jedoch 
hat sich seit dieser Zeit einiges verändert. Damals, als diese Geräte 
noch genutzt wurden, da hatte der "Computer" auch noch nicht einzug ins 
KFZ erhalten.
Und es kommt nun mal vor, dass ich meine Batterie im Winter einfach mal 
über Nacht zum Laden anhänge (Kurzsteckenfahrzeug) und das in 
eingebautem Zustand. Und da in modernen KFZ doch einige Komponenten auch 
bei ausgeschaltener Zündung aktiv sind, möchte ich die nicht mit einer 
so extremen pulsierenden Gleichspannung laden.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Dirk K. schrieb:
> Und da in modernen KFZ doch einige Komponenten auch
> bei ausgeschaltener Zündung aktiv sind, möchte ich die nicht mit einer
> so extremen pulsierenden Gleichspannung laden.

Jede Lichtmaschine macht es genauso, kann also nicht schlecht sein.
Da wird einfach Drehstrom gleichgerichtet und fertig. Keine Filterung, 
gar nichts.

Autor: A. K. (prx)
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KFZ-Elektronik ist Kummer gewöhnt, oder glaubst du, dass aus der 
Lichtmaschine stabilisierte Gleichspannung rauskommt?

Und während Drehstromlichtmaschinen bei Vollwellengleichrichtung schon 
von Haus aus ziemlich wenig wellig sind, hat man früher auch einfachere 
Lichtmaschinen verwendet. Die Löcher stopft der Akku selber.

Autor: Ben ___ (burning_silicon)
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aus einer intakten lichtmaschine kommt in der tat eine auf 14V geregelte 
spannung raus. die welligkeit läßt sich nicht vermeiden, ist halt 
meistens ein dreiphasiger generator mit vollwellengleichrichtung.

und als schulaufgabe so ein pfusch wie die modifikation eines ATX 
netzteils? naja, da gäbe es besseres als wir wärmen uns die finger mit 
230V~. wenn schon dann sollte so eine aufgabe der entwurf eines solchen 
(lade)netzteils sein. der leistungsteil sieht nicht anders aus als die 
12V schiene eines ATX netzteils, aber du mußt halt die PWM-regelung neu 
auslegen. das ding braucht quasi zwei regler, einen spannungsregler und 
einen stromregler wobei der stromregler den spannungsregler übersprechen 
können muß. schau dir einfach mal das datenblatt vom TL494 an. der 
gehört zwar eigentlich fast schon ins museum, ist aber trotzdem ein 
erstklassiges beispiel und wird selbst heute noch in vielen PC 
netzteilen verbaut.

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