又做了一款12V转ATX适配的电脑电源板

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从事PC板卡制造行业测试开发工程,曾经开发了几款基于ATX协议的PC电源产品,有部分设计涉及专利没有共享出来.
这次分享的是使用PC电源供电的ATX适配小板,不要看小板小,适配功率可做到540W(限制于进线XT90插座),小板设计余量为3.3V*5.5A+5V*5.5A+12V*60A(4个XT60端子输出).
本ATX适配小板设计初衷是公司现有几百台1300W的PC电源频繁启停使用一段时间后出现工作不稳定现象,不稳定主要体现在ATX适配以及输出线材端子,主电源12V输出90A很稳定没有波动,倒是3.3V和5V偏移和波动明显.这个适配小板取原1300W的PC电源的5VSB和12V输出,依然使用原电源开机信号,5VSB用于主板待机和二次稳压4.4V给适配板MCU供电不会有问题,12V用于整个平台供电.这个方案只要原PC电源12V+5VSB没有问题就能稳定工作,实测带动RTX4xxx系列显卡平台没有压力.
适配小板使用MCU:STC8G1K8A做ATX信号适配,先检测MCU供电4.4V正常后待机等待开机信号,检测开机信号同时启动PC电源开机通过10平方电缆连接XT90I(2+2)端子供12V给ATX适配板同时进入主板12V上电.
MCU读取12V电压满足需求后开启12V转3.3V和5V供电给主板,读取3.3V和5V电压正常后延时50ms开启Pgood信号给主板,此时主板上电完成.
上电完毕MCU一直检测12V&3.3V和5V以及4.4V电压,发现异常立即拉低Pgood信号,主板检测Pgood信号丢失会立即启动紧急关机模式,MCU延时10ms后主动关毕PC电源.
正常主板关机MCU检测到开机信号释放后先拉低Pgood信号,再关闭3.3V和5V供电,


原理图,使用NDP2355输出5.5A给3.3V和5V,现在都是SSD实际使用中俩电流都在2A以内,部分显卡3.3V设计电流大整体电流也没有超3A.显卡12V输出使用4个XT60端子转5557转接线,实际使用效果是普通5557对接不能比的,SATA供电是5557-6PIN转SATA接线.本转接小板最大供电电流取决于XT90的进线端子.



PCB设计顶层,走线开窗没有显示,网络电流太大必须补锡增加电流延缓发热.



PCB设计底层,放所有贴片物料,外围尺寸限制底层单独一个DIP电解电容.



实际PCBA,外观不雅是所有器件都进行了3次拆焊接.初始设计使用散件做ATX时序调试不理想升级设计使用MCU控制,然后新PCB的DFN-8用原厂封装竟然尺寸不对,没办法再次更正,所以所有器件焊接了3次,包括边上的XT90I(2+2)和下面的5557-24PIN,XT90I(2+2)端子很贵舍不得丢弃.

====下面是监测超11小时的静态电压ADC转换数据. 所有数据没有准确值参照,我办公室只有一个FLUKE17B+非校准表,不敢谈准确值.


MCU供电4.4V均值4.44V,波动正误差0.068%,波动负误差-0.293%.这是通过转换内部1.19V换算ME6209-4.4 LDO电压.



3.3V降压输出,均值3.352V,波动正误差0.268%,波动负误差-0.626%.NDP2355输出误差抖动+MCU的ADC转换误差.



5V降压输出,均值5.063V,正误差0.166%,负误差-0.17%.NDP2355输出误差抖动+MCU的ADC转换误差.



12V电源输入,均值12.1V,正误差0.14%,负误差-0.074%.这是直流电源拉线供电,更多体现在ADC的转换误差.



综上硬件设计不谈了说说ADC数据感受,使用MCU:STC8G1K8A 的10位ADC能做到这个波动数字我还是很惊喜的,本次输出的ADC转换没有数字滤波都是一次转换输出,证明STC的10位ADC依然可以在控制和数据应用中硬抗住.原本准备上RISC-V的32位芯片,但板上可用空间实在太小,有空间都尽量给到电流走线扩展了.

xiaobing66

真详细，谢谢

天堂岛

这是自创检测模块么

jude365

80586 发表于 2024-9-13 20:17
你可以用华为的电源模块自己转个5V出来，反正3V3用量是不的，像现在的大功率电源12V都是没问题的，你取一 ...

这方法不错，留个记号

QQ335959356

看起来很厉害的样子

80586

603599910 发表于 2024-9-20 16:06
朋友能帮共享下PS113A的应用电路吗?这款IC的线上资料很少.

我就是用的官方应用电路

603599910

80586 发表于 2024-9-13 14:44
你是说3R33之类的吧，我也用它搞过ITX电源。
PS113A及相关的芯片主要是兼容性好点，要不有的主板你能点亮 ...

朋友能帮共享下PS113A的应用电路吗?这款IC的线上资料很少.

xjbiao

不是一般的厉害

603599910

南宁谢工 发表于 2024-9-14 11:06
这个成品不错，这成品多少钱了？有想搞一个玩玩的想法

这是公司内部使用,定制型的.暂时没有定外卖的方案.

603599910

weln2016 发表于 2024-9-14 10:57
12v EVO 以后 这些3.3v 5v 转换电路直接集成在主板上了 一个12v电源就搞定了

那是更好的方案,把3.3V和5V做在电源端用长线缆连接就是个棒槌想法...

南宁谢工

这个成品不错，这成品多少钱了？有想搞一个玩玩的想法

weln2016

12v EVO 以后 这些3.3v 5v 转换电路直接集成在主板上了 一个12v电源就搞定了

网络孤客

这个厉害，不错。
慢慢学习。

xpdren

专业的玩意

lingyer1

楼上几位好专业

603599910

m3132427 发表于 2024-9-13 20:25
这么多接口，感觉有点多

这个正好是够基本使用哈.一个6PIN转SATA,一个5557的24PIN,4个XT60转5557的8PIN供显卡.RTX4090的12VHPWR PCIE5.0供电线是使用4根5557 8PIN电源线转接的,当然也可以定制一个XT60接俩5557 8PIN端子,这样线材管控要麻烦,线材制作也不方便.

16Pin显卡电源线4X8P转90度弯头12VHPWR PCIE5.0供电线RTX4090-淘宝网
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lmn2005

技术很一流的

m3132427

这么多接口，感觉有点多

603599910

exabslion 发表于 2024-9-13 15:44
问题是现在外面卖的电源方案，3.3和5v这两个都拉的很低，12v这个变成他们宣传重点，这样造成我们这样使用 ...

这个看需求,如果有需要那出一个案子在立创做SMT也是可行的.

80586

exabslion 发表于 2024-9-13 15:44
问题是现在外面卖的电源方案，3.3和5v这两个都拉的很低，12v这个变成他们宣传重点，这样造成我们这样使用 ...

你可以用华为的电源模块自己转个5V出来，反正3V3用量是不的，像现在的大功率电源12V都是没问题的，你取一路显卡的8P 12V再转5V/3V3给硬盘用就可以了。加个肖特基二极管，后面加多点电容，这样主电源先没电，SATA会传关机磁头归位的信号来。这样更安全