Guia: Modificando fontes AT de PC para 12V

Olá pessoal, faz um bom tempo que não faço postagens por aqui e, esse tema de modificação de fontes de PC sempre volta quando algum amigo pergunta sobre esse assunto.
Em primeiro lugar, as fontes mais simples de se modificar são as AT chinesas, todo esse guia não vale para fontes AT de marcas boas como Astec, Dell e IBM, que tem, no geral circuitos melhores e bem diferentes desse.
As fontes AT chinesas, usam um conversor chaveado com o popular TL494, onde o conversor em si é em half bridge, com transistores bipolares (MJE13007, 2SC4242, entre outros) sendo os dois chaveados por meio de um único transformador de pulso (transformador pequeno).
O secundário do transformador de potência consiste de um único enrolamento, com tap central, onde é ligado o GND, e tap's de 5V e 12V, onde a retificação é por meio de dois diodos (em onda completa com tap).
A saída de 5V vem de um diodo duplo em encapsulamento TO220, usualmente um MBR1545CT ou algum similar chinês, a saída de 12V pode vir ou de um outro diodo duplo, ou então de dois diodos com corrente It da ordem de 3A soldados a um suporte no dissipador, repare na foto.

Esta fonte é, com certeza a pior fonte AT que já vi, para entender o porquê, veja o esquema de uma fonte típica:

   Começando pela entrada AC, observe que existem C1, C2, e T1, formando um filtro contra EMI conduzida pela rede elétrica, na fonte da foto nada disso existe, o T1 foi substituído por dois jumpers (acima, lado direito).
   Depois da ponte retificadora há um NTC, representado por TR1, ele tem atuação significativa apenas durante a energização, onde os eletrolíticos C5 e C6 estão descarregados, nesse transitório, a saída da ponte retificadora está em curto, com isso, dependendo da tensão instantânea da rede e, da ESR dos capacitores, os diodos da ponte podem até queimar caso não existisse o NTC, diminuindo assim a corrente nesse transistório.
   Na fonte da foto, o NTC não foi colocado, para fazer essa economia funcionar, os chineses utilizaram de forma muito perspicaz um artifício que gera ainda mais economia (porca).
   Quem é conhecedor dos projetos eletrônicos acaba de certa forma decorando certas tendências de valores, uma destas tendências explica o porquê dessa fonte ligar sem queimar.
    A tendência diz que capacitores eletrolíticos de uma mesma série e mesma tensão têm ESR inversamente proporcional à capacitância (confirme nos catálogos de fabricantes caso não acredite).
    Com isto em mente, os capacitores da entrada que, em fontes bem projetadas são de 680uF, mas tipicamente são encontrados de 470uF, nessa fonte aí foram colocados de 220uF, escolha feita para se atender ao critério da economia do NTC, e, ao mesmo tempo foi usado um capacitor muito mais barato!
    O problema disso é obvio, com uma tensão AC muito baixa, a fonte não funciona bem, podendo até, causar o desligamento repentino do PC.

    A modificação:

   As primeiras providências que devem ser tomadas é ver até qual a potência real a fonte pode ser usada, de forma geral, o que impede uma fonte de fornecer mais corrente que outra é o dissipador dos diodos do secundário, como para um dissipador pequeno a corrente não pode ser muito alta, já que há dissipação de calor por efeito Joule e esta é proporcional ao quadrado da corrente.
   A fonte que modifiquei é uma das poucas que, devido a sua baixa qualidade, tem um dissipador de calor muito pequeno, logo, para o dissipador original, não recomendo uma carga com correntes maiores que 6A em uso contínuo.
    O primeiro passo é alterar os componentes do lado primário para que a fonte fique um pouco melhor, a finalidade disso é, no caso dos capacitores de que se aumente o valor médio da tensão DC no lado primário, fazendo com que, desse modo o aquecimento dos transistores de chaveamento seja menor (perdas por condução).


    -Adicione o NTC, caso não esteja colocado (10 ohms, retire de outra fonte sucateada)
    -Troque os capacitores eletrolíticos da entrada por 470uF 200V ou 250V
    -Se possível coloque os filtros da entrada
 

Diodos do secundário e dissipador menor que a média

    No secundário faça as seguintes alterações:

   -Retire todos os fios que saem da fonte
   -Retire o dissipador com os dois diodos afixados nele, faça uma limpeza
   -Retire o diodo retificador do +5V desse dissipador
   -Troque o diodo original do +12V por um MBR2060CT ou algum similar encontrado no +5V de outra fonte
   -Antes de fixar o diodo, verifique se o dissipador está conectado no terminal central do diodo de +12V ou então está flutuante, caso esteja em qualquer dessas situações (normalmente está), coloque o diodo sem mica, isolador e, com pasta térmica.
   -Retire todos os capacitores da linha de +5V e +12V, normalmente são 2 para o +5V (1000uF 10V) e 1 para o +12V.
   -Coloque um capacitor de 2200uF 25V no lugar do que você retirou acima (normalmente 1000uF 16V)
   -Coloque um capacitor de 10uF 50V no lugar do de saída +5V (mais próximo aos fios vermelhos)
   -Localize os resistores de carga mínima (em paralelo com as saídas de +12V e +5V)
   -Retire o resistor de carga mínima ligado no +5V, normalmente é de carbono, 1W, valores entre 100r e 39r são possíveis
   -Em seu lugar troque por um resistor de 220r 1W
   -Deixe no lugar do resistor de carga mínima de +12V um de 47r 5W ou alguma combinação de resistores com essa especificação.
   -Nos furos de saída +12V e +5V ligue dois diodos zener de 8,2V, 1W em paralelo e um poucodistantes da placa para melhorar a troca de calor com o ar (veja a figura, os diodos são polarizados!).

   -Nestes mesmos furos de +12V e +5V ligue, em paralelo com os dois zeners um capacitor de poliéster 100V 470nF
   -Troque a direção do ar saindo do ventilador para dentro da fonte
   -Ligue um porta fusível com fusível de 10A ou 6A (dependendo do seu dissipador)  no +12V e o cabo de saída.

  Repare nas duas figuras acima que eu troquei o dissipador, vamos aos testes agora:

  

  Com um resistor de carga improvisado, cheguei nas seguintes medidas:

   A corrente de 14A foi usada por cerca de dois minutos e, esta é o valor máximo para a montagem desta forma, com o dissipador alterado, para esse modelo de fonte recomendo o uso de até 10A mesmo com o dissipador maior. 

  Afim de que os transistores do primário não aqueçam demais, lembre-se que o tamanho desse dissipador é menor que a média das fontes AT e, com certeza, essa fonte não consegue alimentar mais que 150W em tempos muito longos (veja o relatório feito pelo inmetro sobre ensaio de fontes ATX, mostrado no fantástico no mês passado).

   Esta modificação é a mais fácil possível de ser feita, justamente por isso, não é possível setar a saída em exatos 12V, para isso a estratégia dos zeners deve ser abandonada e, a modificação exige o reprojeto do amplificador de erro do TL494.

    O mesmo vale para a modificação de fontes ATX com os ci's 2003 e 2005, é possível a modificação, mas exige o bypass das proteções de todas as tensões positivas, além da alteração do amplificador de erro.

     Já modifiquei três fontes com o 2003 para 32V 8A, por meio de dobramento de tensão, mas o trabalho é bem maior e, considerando que fontes AT são lixo, a economia de tempo é muito válida usando o mod acima.

   Bom pessoal, esta postagem é apenas um guia, já que existem vários modelos de fontes chaveadas AT circulando por aí, no mais, adapte a postagem para sua fonte, localizando os componentes, por meio do entendimento do esquema, se possível desenhando o esquema do secundário caso tenha dificuldade em achar quem faz o quê.

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