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200W航嘉LW-3201微机电源改±对称输出（帖子有点长，但文字组织下了不小功夫的）
理了一下印板输出部分布线分布，分以下几步着手。 （一）初步确定改造思路，尽可能考虑到改造中要注意的问题
1.主变压器不动，为获得较高电压输出，只能利用原+12V输出绕组，原绕组是叠加在+5绕组上的对称半桥整流输出的双绕组，改成全桥整流正好可以用于±电源输出用。
2.考虑主电源输出电流较大，只能利用原+12V、+5V、+3.3V通路。分析原理图+3.3V是在+5V绕组上单独设计了稳压电路，且不是半桥对称整流，改造不便，所以确定原+12V通路作为改造后的+电源输出通路，原+5V通路改造为－电源输出通路。按这个思路，只需换原+5V整流半桥为高压共阳半桥，然后把所有滤波电容都换成25V以上，再把负载电阻按原电压同等功耗加大，基本就可以了。剩下的原-5V、-12V通路都是在同值正电源反向半桥整流后获得，布线比较靠近对应正电源，可以拆除元件后为改造时对应输出借用通路。
3.L1为原+12V、+5V、-12V、-5V储能平衡组合电感，是比较关键的元件，大概数了一下原来各电压绕组圈数，+5V为2×12圈并联、+12V为30圈左右。原负电源的线径较细，用不上。想直接利用原绕组有点费劲，一定要用就只能把+5V的2组线圈并联改串联，然后用差不多粗的漆包线加绕6圈串联一起作为改造负电源用，原+12V的直接用原来的，这样调高电压后可能储能和平衡能力有所下降，如果准备使用的负载电路正负通道电流相对平衡，那问题也不大，其实一般功放正负电源电流基本都一样，失衡可能性很小，最多就是正电源会接一些指示电路啥的，一般电流都不大，所以有偏差也不会太大。我手头正好有一根粗的漆包线，采用的方案还是直接重绕，也不难，拆除原来所有绕组，找与原+12V绕组差不多线径的漆包线，长度3倍左右，对折后双线并绕，尽可能拉紧齐整，基本串满磁环，或线绕完即可，大概2×35圈，差不多原+12V的1.5倍，不要追求圈数多，容易磁饱和。接回印板时将其中一组线圈引脚对调，保证±电源反向通路（磁通路同向）。L1的重绕在设想思路时并没动手，到实际主电源改造时才做的，这里先说怎么绕是顺着原理分析方便文字组织。
4.风扇控制保留，需解决12V供电问题。两个思路：一是主电源正输出串个电阻降压或加个12V稳压电路，风扇电流110mA左右，这样解决没问题。二是从副电源想办法。这个电源的副电源输出有2组电压，即+5VSB待机电源及脉宽控制推动电路和保护电路的供电（实测20.5V左右，受+5VSB负载影响，+5VSB满载1A时上升至23.5V左右）。仔细测量了一下副电源开关变压器T10输出绕组，20.5V的输出绕组是叠加在+5V之上的，直接代风扇使用不太理想。想到电源改造后+5VSB不需要了，那可不可以把这部分改为+12V稳压输出？ 主电源的改造思路是否可行受副电源改造方案的影响，我就先验证副电源改12V方案。方法是原叠加绕组改为+12V用（原叠加绕组输出电压为20.5-5=15.5V，改为12V肯定没问题），原5V绕组串联叠加在这个+12V绕组上供脉宽调制推动和保护电路。想好了直接就把副电源变压器拆了下来，挑开叠加引脚的2根线，都不用测量，很好辨认，细一点的为叠加线圈，粗的是原+5VSB线圈。然后把原+5VSB线圈输出地端的一头调上一个脚，原叠加线圈共同端调到地端脚，原叠加线圈输出端调到原共同端，这样印板上T10原来的+5VSB和20.5V引出端对调了一下，所以对应的2个整流二极管D104、D105的阳极位置也要对调一下，正好D104原来是通过跨线转接到T10的，把跨线去掉，2个二极管只要稍微调整一下方向就可对调阳极位置。变压器调整好先别动后面的电路，通电试一下，+5VSB应仍能正常输出，而原来的20.5V就会较低了，我的实测为7.6V（居然KA7500也能进入待机，试了一下PS-ON接地启动主电源也行，只是有点微微的吱声，可能是推动不足）。这说明变压器调整没问题了。
然后把原+5VSB的调压电阻由原来的2.65K换成9.5K的，当然没有这个规格只能从10K的电阻中挑了个偏小的大概9.8K，再把2个滤波电容C107、C108换成16V耐压的（容易小于原来的也没问题），负载电阻R112由150Ω/1W换成750Ω/1W、三端稳压器KA431的限流电阻R109由510Ω换成2㏀、光耦的限流电阻R108由47Ω换成470Ω。至此，副电阻改造完成，检查一下没有失误就可先通电测试，原+5VSB输出已变为12.3V，稳定性也很好；原20.5V输出端变为17.5V左右，供脉宽控制推动和保护电路也没问题（KA7500可以在8V以上稳定工作的）。 副电源的成功改造就可以确定风扇供电的转移方案了，也直接动手先完成了。为保留原2脚插线座，直接将插座到原+12V的覆铜切断，打个孔飞线到原+5VSB也就是现在的+12.3V副电源输出端；然后把控制电路供电电阻R89（1㏀）换个引脚长点的也转接到+12.3V副电源输出端。插电试一下，这时主电源待机时风扇也会转，但因为有转速温控电路，转得慢，也没啥声音，我觉得不影响后面使用。
所以实际改造在研究思路时就开始了，也就是先完成了副电源和散热风扇的改造。这样有利于帮助后面主电源改造方案的确定，如果副电源改造就有问题，后面的方案也就得相应调整。副电源的改造中2个注意点： （1）+12V因绕组线径较细，带载能力相对弱，200mA以内还是没问题的，风扇和辅助供电足够。我测试了一下500mA也可输出，但考虑原来+5VSB带载能力只有1A，保守点使用改为+12V后200mA可长时间工作。 （2）主电源调制和推动电路供电电压由原来的+20.5V降到+17.5V左右，差别不大，所以未调整推动级的电阻。如果出现推动不足，可将限流电阻R60收1.5㏀减小为1㏀。
（二）修改原理图 为方便后面复核，在原图上以修订模式描画。当初画原理图时输出通路引线我用不同颜色标记的，所以修改很方便。 1.副电源和风扇控制：这部分前面已完成改造，直接先画上。 2.清除多余通路：把不再使用的原-12V、-5V通道准备拆除的元件（就是从整流二极管开始往后走的所有元件）“×”掉，即使个别元件后面可能借用到也不要紧，可再改标记。 3.主电源+输出通路：完整使用原+12V通路，标记2个滤波电容换25V以上耐压1000μ的即可。 4.主电源－输出通路：完整使用原+5V通路，先标记切断变压器到整流半桥的引线，半桥输入跨接到+输出通路一起，组成全桥整流电流；标记整流半桥换成共阳极半桥；标记2个滤波电容换25V以上耐压1000μ的，并极性反向（改造电源有负输出的最容易把滤波电解电容极性接性，所以一定要重视）；“×”掉与-5V间的负载电阻R85（240Ω/1W），标记对地负载电阻R84（47Ω/3W）换470Ω/3W的（这个电阻在后面更换时发现紧贴电解电容，因此调整到印板边缘处，功率电阻热量较大，应尽可能远离电解电容）。 5.调压控制电路：原电路主控稳压控制就是+12V、+5V共同分压接到KA7500的①脚，与②脚2.5V的基准电压比较来控制脉宽实现稳压，分压接地处有一个1㏀微调电位器VR1。改造只能控制正电源，负电源跟随变化。也就是“×”掉原+5V取样电阻R40，标记+12V取样电阻R41由10㏀改为15㏀即可。这样调整VR1时电压可在16.5V～23.5V变化。 6.保护电路：保护电路主要是两路输出失衡和过压保护。
先分析一下原电路失衡保护原理，原保护电路中R39、R38、R46、D38、C51组成了+5V与-5V、-12V之间正失衡保护取样，当2组负电源不足，分压点电位升高，C51（也即LM339比较器A的同相输入）电压上升，超过比较器反相输入基准电压（实测约1.25V）时比较器高电位输出，通过R50拉升KA7500④脚电位，停止脉冲输出；同时比较器A的高电位输出通过D52强制C51维持高电位。只有切开主电源启动端或断电后重新启动主电源才会退出保护模式，如果失衡仍超过设定值，又会重新保护。当然由于二极管的隔离作用，只有正向失衡才会触发保护，如果是+5V失压或者负电源过大引起的负向失衡是不会触发保护，电路设计也不需要考虑负向失衡，因为+5V电压是主要供电电压，有调压电路很好的控制，失控也还有过压保护。 这样原失衡保护就可直接用于改造后的±电源正向失衡保护，只是把取样电阻改一下就可。标记R39由1.2㏀换成10㏀作为负输出取样电阻；原-12V的取样电阻R46也换成10㏀作为正输出取样电阻，并由-12V通路改接到+12V输出端，再把R38短接掉。这样两取样电阻一起通过D39向C51提供正向失衡电压值，后面的放大和保护就可以直接用了。电路中R67为推动电路电压分压信号输入电阻，分析估计主电源过载时可能会触发保护，保留就行了。
考虑改造后的电路只会有正电压调压控制，负电压只是由变压器同组线圈反向整流并通过L1组合储能平衡确定，居然有了正向失衡保护电路了，那负向失衡保护也接一下吧。方法就是把±电源失衡取样电阻再加一个二极管反向输出到1个电容上以获取负失衡电压值，再把这个电压值去拉低保护放大电路LM339比较器A的反相输入端基准电压，就是接到R49与D53的连接处，当然得串一个二极管隔离正常工作时的基准电压。思路有了改造也不复杂，这时可以利用原-5V输出通路，把原-5V滤波电容C30换成与正失衡取样电容C51同值的1μ/50V，保留D37作为取样负失衡隔离二极管（与D39一样的作用，只是方向相反）将负失衡信号引到电容上，再在L4位置反向接上1个二极管，阳极飞线到R49、D53连接处就成了。 至于过压保护可有可无。分析了一下原保护电路中ZD1、ZD3、ZD4分别为+3.3V、+12V、+5V过压保护用，可以直接去掉，还想保留过压保护功能就得换24V左右的，3.3V的ZD1就不要，+5V的ZD4换24V的并反向接到负失衡取样端（即R38、R39、D37、D39的连接处），当然也可把原来3.3V的过压保护稳压管ZD1换成24V的反向转接到负电压输出端，看印板位置灵活处置就行。
提前说一下，失衡保护改造方案经后面实际改造测试基本是可行的，失衡电压接近2V就会关闭主电源了。 7.原+3.3V输出通路：+3.3V采用共享5V绕组，单独使用一组半桥，设计了独立的稳压电路，但这个稳压电路原理我分析不来，类似并联型的开关稳压电源，续流二极管应该就是半桥中的一边，但并没有大功率的开关管，却能提供10A以上的大电流，有明白原理的可以分享一下。但不管是什么原理，调压控制部分通过一个三端可调稳压块IC3（KA431），采样电阻为R71（845Ω）、R72（2.5㏀）。由于整个3.3V输出通路对其他电路没有影响，可以不去管它，改好其他电路后仍会有+3.3V输出，也可以拆除该通路全部元件，可以让印板有更多空间安排改造元件位置。
我呢是随手把采样上接电阻R71换了个3.9㏀并联10㏀（印板位置预留了并联电阻位置），并联阻值2.8㏀左右，输出电压5.3V，这样上调比例和主电源原12V拉高到18左右差不多，算是比较合理的，如果后级应用电路有需要5V就可以直接使用，如果需6V供电也可再改成6V输出，按比例更换采样上拉电阻R71就行，再有就是把负载电阻R43（27Ω）按同等功耗改高阻值，原通路滤波电容已经是10V的，所以其他元件不用动。但不建议改到9V以上，因为滤波电容临界耐压使用不安全，而且上调比例已大大超过主电源上调比例，电压稳定度很差，我试过6V时该路输出电压就会随±主电源负载变化产生较大变动，因不会分析这种稳压电路原理，不知如何提高稳定度。我改的5.3V输出基本稳定，但也会有小幅变化，显示、预处理等辅助电路用用不打紧。 以上7步完成，整个改造的具体方案就全部定了。
改好的原理图：
（三）印板图描改 为方便后面的实作，可以把印板改造图画出来，对电路很清晰的人这一步也可不做，直接就动手。 因为我之前做的印板元件贴图已经把输出的各个通路覆铜标了不同颜色，描改一下也很快。所以之前花的功夫不会白做的。具体的过程没啥好讲的了，就是要注意两点：一是更换元件的尺寸是否影响安装，特别是电解电容、功率电阻、线圈，一般更高耐压的电解电容体积会更大，尤其是直径变大肯定会影响安装，所以尽可能找同直径的电容，高点没事。我手头的几个电容都比原电路大点，没办法，调整了L6等电感的位置才勉强排下几个电容。二是散热板、负载电阻等发热元件尽可能离电解电容远点。比如原印板+5V的负载电阻R84就紧贴滤波电容的，我换到了边缘。调整安装位置可能就需要借用到原-5V、-12V等通路，适当使用跨线，借用其它通路时要注意走线覆铜宽度是否能承载借用后的电流值。
改好的印板图：
（四）改造操刀 接下来就是方案的实施了。前面副电源和风扇的改造已完成，L1的重绕也讲过了，剩下的就是±输出通道和控制、保护电路改造。步骤如下： 1.找齐待更换元件。基本是拆机堆里翻翻，尺寸差不多就再用万用表复核一下是否正常，几个取样电阻留心一下误差要小点（或者为凑非标值利用误差找更接近所需阻值的）。 2.拆除印板上所有不用的元件（图中标红“×”的）。同时拆除原输出电缆用不着的部分，保留一组+12V、+5V、+3.3V和地线（讲究线缆颜色的可以对调一下+12V和+5V，使红色为主电源正输出、黄色为主电源负输出），这样正负输出和地线各一组都是4根电线（其实这个电源功率不大，有2根也够了）；保留PS-ON线（将来主电源无需待机开关的话改完后可以在印板上直接将PS-ON端与地短接后拆掉输出线即可，印板上本就紧挨着地线，直接用焊锡连接就行。现在改装中暂时留着通电试验用。），副电源改好的+12.3V也想用的话原+5VSB线缆也保留。
3.更换输出通道元件，完成主变压器输出原5V铜箔的切断和半桥跨接到12V绕组端（注意切断的位置要靠近变压器，保证原来的RC吸收回路一起跨接到12V端，如果3.3V留用可改造5V等，2个RC回路也可留在这个绕组，反正12V绕组处还有一路并在正负绕组两端的RC吸收回路）。更换时遵循“拆一装一”原则，不要全部拆完再装，会很累人。其他元件装好了就可以装L1了，一组线圈仍装原+12V处，另一线圈对调端口装原+5V线圈处，原来有2组线圈并联，现在选用一组焊点就行了。 换好主输出通道元件后可以先通电启动一下主电源，正常会有±12V输出了，同时测一下整机空载功耗应在10W左右。如无输出或电压失常就得重新检查主通道元件更换是否有错，如果空耗过大则可能存在负载电阻错接、电路自激（本方案改造自激可能极低）、滤波电容漏电流大或接反等情况，先排除失误和故障才能再往下改装。 4.控制电路改装。也就是R41换为15㏀即可。然后先断开ZD1、ZD3的一端，解除原+12V、+3.3V过压保护。 换好后再接启动主电源看一下，正常就应该有±16.5V左右稳定输出了，且正负电源值偏差不会超过0.2V的。这时测一下原+3.3V基本还是稳定输出的，可能略高一点，理论上主输出重负载后还会有所升高。
5.保护电路完善。按修改的原理图，先改失衡取样，短接R38，更换R39、R46，R46跨接到正12V输出端，把原-12V输出端与+12V输出端取就近焊点短接就行（我是图省事直接在R46换10㏀时把原接-12V端转到拆掉的R89的+12V焊点上，比较近，找的电阻脚稍长点就够，就没借用原-12V通路，当然跨其他元件安装时最好在引脚上套绝缘套，以防碰线）。再通电启动主电源试一下，正常输出即可，保护试验不用做，一定要试等全部改完带载试验时顺便做一下就行了。再加装负失衡保护，借用原-5V通路，C30换1μ/50V，极性不变，前面拆下来的D62装L4位置，负极向C30端，正极飞线到R49、D53连接处。再通电试一下主电源输出正常即可。 过压保护仍想要的话就把ZD1、ZD3换成23V～24Ｖ（加上隔离二极管的压降、基准底压值等过压触发点基本在25Ｖ～26Ｖ）的稳压管，ZD1反向装、另一头转接到正电源输出端。如找的稳压管值略高，可以跳过隔离二极管直接分别接到正负失衡采样电容Ｃ30、Ｃ51。
6.如需利用+3.3V通路改为5V或6V输出，那就再按修改的原理图换负载电阻R43、采样电阻R71，取值计算我就不说了，敢动手的应该都会。通电启动主电源测量一下，可能会与计算时的数值有点偏差，但不会太大，辅助电源，不求精准，稳压要求很高的话建议另设线性稳压电路，几mA的话也可直接使用副电源或控制部分基准电压（注意KA7500的⑭脚5V基准电压最大负荷只有10mA，保护电路已基本用足，最好不要再引用其他地方）。 最后把风扇反个向，变排风为吹风，以提高散热效率。现在全部改造完工，空载也正常输出了，可以进行带载试验了。
（五）带载试验，收工 我没电子负载，土办法，找了个电炉，大概测一下所需阻值对应电热丝长度，找3根粗点的电线分别接到正负输出端和地端，注意电热丝中间点连地线，正电源端串了个电流表监看一下电流，需要改变负载就调整电热丝长度。测试时电流从小到大，试了1A、2A、4A、4.5A，4.5A只试了±18V输出的情况，没试更大负载了，电热丝很红了，怕烧线。电压稳定性不错，下降不超过0.2V，负载平衡的情况下正负输出电压也很平衡，正负电源失衡不超过0.1V。然后试了一下断开一端负载的情况，2A以上时断开正电源负载会保护，保护瞬间看了电压变化应该是正向失衡超过1.5V以上了，触发失衡保护；但断开负电源负载时却不会保护，也没出现大幅失衡，也就是说只接正电源负载时正负输出仍然基本处于平衡状态，可能是稳压取样在正电源端的缘故。具体原因也不去详究了，因为准备用于功放的话，出现大电流失衡的可能性基本是没有，除非功放电路一侧烧毁。±18V 负载4.5A时整个电源输入功率已达200W，总效率已超过80%，去除副电源等功耗，主电源满载效率在85%左右。满载20分钟出风口有点小热量了，测了一下2个散热片最热处大概80℃，问题不大。
输出纹波情况不说了，因为现在入户供电并不干净，家里高频电器也多，干扰严重，电源一启动，示波器输入接地测量有时也会有杂波，只能大概看看。这个电源空载时纹波应该不超过100mV。搞完看看时间还不到21：30，还是忍不住找个功放板试了一下，大晚上了，也不敢太扰邻，随便放了几段音乐，大小音量开了开，还算不错，没杂音，推动有力，觉得能比工频电源整流供电强，本人对音质听感研究不来，没有过多感受，听着顺耳舒服就行。
试机拍了个小视频，好像放不上来的，截了2张图意思一下哈：
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雷达卡
发表于 2023-9-13 11:23:57
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发表于 2023-9-13 11:35:24
