Transformer une alimentation ATX en alimentation stabilisée ajustable
Nina67 - Mis à jour: mercredi 19 avril 2023 15:37 Une bonne connaissance de l'électronique permet de modifier les anciennes alimentations ATX d'ordinateur en alimentations stabilisées pour laboratoire. La tension de sortie peut être rendue unique (à la place des sorties multiples) et ajustable en jouant sur la contre réaction ou sur une tension intermédiaire au niveau du circuit intégré de contrôle (TL494, SG3525 ou KA7500B).
Cet article présente des modifications réalisées sur des alimentations ATX pour les transformer en alimentations stabilisées 6 Volts 15 Ampères. La valeur de 15 A est indicative et correspond en réalité à la puissance disponible sur la sortie 5 Volts qui a été légèrement augmentée.
Alimentations ATX transformées en alimentations de labo 6 Volts et 15 Ampères (minimum)
Schéma électronique type d'une alimentation ATX à modifier
Les exemples d'alimentations modifiées sont basés sur des alimentations datant de la période 1995 à 2005 environ. On y trouve comme contrôleur le TL494, le SG3525 ou encore le KA7500B qui présentent le même schéma de fonctionnement. De nombreuses protections permettent de stopper le fonctionnement de l'alimentation, en particulier la mesure des tensions de sortie (vérifier qu'elles ne dépassent pas un certain seuil "overvoltage"), et le fil vert ("PS ON") qui sert à démarrer l'alimentation lorsqu'on le relie à la masse (un fil noir du connecteur à 20 ou 24 broches).
La démarche consiste donc à supprimer tous ces éléments (détection de surtension en sortie, démarrage de l'alimentation) et réajuster la tension de sortie d'alimentation ATX en jouant sur la contre réaction. De plus, les redressements et filtrages des autres sorties sont supprimés pour ne laisser que le minimum de composants sur la carte.
Le schéma sur lequel s'appuie l'exercice présenté ici n'est qu'à titre indicatif et il est plus intéressant de comprendre le fonctionnement autour du TL494 plutôt que de vouloir copier les modifications présentées ici.
Voici donc le schéma d'une alimentation ATX avec TL494 :
Alimentation ATX à modifier : le schéma
Voyons plus en détail le contrôleur TL494 et son fonctionnement.
Fonctionnement de l'alimentation ATX à modifier
L'alimentation ATX possède une petite alimentation 5 Volts qui fonctionne en permanence et qui sert à rendre possible le démarrage de l'alimentation principale. Cette petite alimentation fournit une tension de 5 Volts nommée ici "+5VSB" (VSB pour "Volt Standby").
Fonctionnement du TL494
Sans entrer dans les détails du fonctionnement du TL494, on peut décrire ce qui est utile ici pour les modifications à faire. Voici le morceau de schéma correspondant :
Schéma d'alimentation ATX à modifier : régulation avec le TL494
Contre réaction de l'alimentation
La contre réaction sert à réguler les tensions de sortie. Comme il n'y a qu'une seule contre réaction, c'est en fait une moyenne des tensions de sortie 5 V et 12 V qui est régulée. Si par exemple, on consomme beaucoup sur le 5 V mais pas sur le 12 V, la sortie 5 V va baisser un peu et la sortie 12 V va augmenter un peu. C'est ainsi que le TL494 assure la régulation des sorties multiples. Les tensions de sortie négatives ne sont pas régulées. La tension de sortie 3,3 V est régulée par un principe d'inductance à part (probablement régulation de tension par inductance saturable...).
Modification de l'alimentation ATX
C'est le point essentiel de la modification. Cela se passe autour des broches 1 et 2 du TL494. La broche 2 est fixée à une tension de consigne de 2,5 V. Cette tension est obtenue à partir du 5 Volts issu de la broche 14 du TL494. Cette tension est ensuite divisée par 2 par les deux résistances R24 et R19 (pont diviseur).
Il est aussi possible de rendre cette tension variable pour faire varier la tension de sortie. En remplaçant R19 et R24 par un potentiomètre de 10 kOhms, on pourra faire varier cette tension entre 0 et 5 V.
La modification apportée ici consiste plutôt à modifier la résistance entre la broche 1 du TL494 et la sortie de l'alimentation (on souhaite 6 Volts ici).
Protections et démarrage de l'alimentation ATX
Les autres modifications du côté du TL494 consistent à supprimer les éléments qui bloquent le fonctionnement du TL494 (protection liée à tension excessive sur une des sorties). La broche 4 du TL494 contrôle le temps mort dans les cycles de découpage et est astucieusement utilisée dans les alimentations ATX pour arrêter le fonctionnement.
La broche 4 doit être à 0 Volt pour que le TL494 fonctionne. Une tension supérieure à 3 Volts l'inhibe (il n'y a plus de découpage, ce qui revient à un mode protection).
Suppression des protections de l'alimentation ATX
Le schéma peut être représenté avec tout ce qui peut être supprimé :
Composants à supprimer pour modifier une alimentation ATX en alimentation stabilisée
Tous les composants qui, d'une façon ou d'une autre, servent à faire monter le potentiel de la broche 4 sont supprimés. L'alimentation est ainsi toujours opérationnelle et ne possède plus de protection. Il faudra être vigilant en utilisant la sortie à ne pas faire de court-circuit.
TL494 d'une alimentation ATX transformée en alimentation 6 V
Suppression des autres sorties
Tous les composants concernant les autres sorties de l'alimentation ATX sont aussi supprimés : sortie 12 V, sortie 3,3 V, sortie -5 V et -12 V.
Composants supprimés sur une alimentation ATX : ça fait vide !
Remplacement des composants de sortie
L'alimentation ATX modifiée ne possède maintenant plus qu'une seule sortie 6 V. Seule est conservée la diode Schottky de puissance et l'inductance de filtrage. A vrai dire, on peut même ne conserver que le bobinage concernant cette sortie, les autres spires pouvant être retirées. Ce n'est bien sûr pas nécessaire, mais permet de clarifier la carte électronique jusqu'au bout de la démarche. Les condensateurs de sortie sont remplacés par des condensateurs 2200 uF 16 V, capables d'un courant d'ondulation ("ripple current") plus élevé. Ils ont été remplacés par précaution, étant donné qu'on trouve de nombreuses pannes d'alimentation ATX où les condensateurs de filtrage en sortie ont gonflés (car dimensionnés trop justes).
Filtrage d'entrée CEM
Le filtrage d'entrée a été supprimé sur la plupart des alimentations pour des raisons de montage (réduire l'encombrement global) :
Filtrage d'entrée d'alimentation ATX supprimé
Pour brancher le secteur, on devra retrouver les entrées "AC" du pont de diodes ou des 4 diodes de redressement. Il s'agit d'un exercice aisé pour qui sait utiliser un TL494...
Jusqu'à combien peut-on augmenter la tension de sortie ?
Avec ce montage, la régulation de la tension de sortie peut fonctionner jusqu'à une valeur maximum liée au rapport de transformation du transformateur. Il y a de la marge et sur la sortie 5 Volts, on peut atteindre 11 à 12 V typiquement.
Si on souhaite obtenir une tension de sortie plus élevée, il faudra utiliser la sortie 12 V du transformateur principal :
Sorties 5 V et 12 V d'une alimentation ATX
On pourra ainsi espérer atteindre 26 ou 28 Volts environ au maximum sur la sortie en adaptant la contre réaction.
Certains transformateurs sont bobinés ainsi :
Transformateur d'une alimentation ATX à sorties multiples
La diode de redressement ne pourra plus être la Schottky prévue pour le 5 V (ou 6 V ici) et devra être remplacée par une diode double ultrafast qui supporte au moins 100 V. On pourra la choisir à cathode commune pour la facilité du montage. Il faudra la monter sur le radiateur.
Les condensateurs en sortie devront supporter au moins la tension de sortie. Il sera prudent de choisir des condensateurs 35 V. La valeur de 1000 uF est suffisante. En réalité, c'est surtout le courant d'ondulation qui est important et ici, 2 x 1000 uF 35V seront adaptés.
La résistance en série avec la LED indicatrice de la présence de tension devra être augmentée pour limiter le courant à quelques mA lorsque la tension de sortie est la plus élevée.
Mise en pratique et tests des alimentations ATX transformées
Lorsqu'on branche l'alimentation ATX modifiée (transformée ici en alimentation 6 V ou à tension variable pouvant aller jusqu'à 26 Volts environ en utilisant les sorties 12 V du transformateur), il est prudent d'insérer en série une ampoule halogène, comme détaillé dans le lien ci-dessous :
Tester un circuit sans faire sauter les plombs
Réalisations pratiques d'alimentations ATX transformées en alimentations 6 V 15 A
Voici les exemples d'alimentationx ATX basées sur un TL494, un KA7500B ou un SG3525 :
Composants supprimés sur une alimentation ATX modifiée
Sur l'alimentation ci-dessous, un comparateur (LM339) qui surveillait les sorties a été supprimé :
La sortie 6 V 15 A prenant davantage de place que la sortie d'origine, les pastilles désormais disponibles (des autres sorties) ont été reliées en parallèle pour fixer les condensateurs de sortie :
Alimentation ATX modifiée 6 V 15 A
Réalisation de 20 alimentations ATX modifiées
A quoi ces sources 6 Volts et 15 Ampères ont-elles servi ? Le but a été de réaliser deux "valises" contenant chacune 10 alimentations 6 Volts 15 Ampères, à défaut d'avoir une seule alimentation 6 Volts 150 Ampères ! En voici l'aperçu de cette réalisation longue et passionnée :
Alimentations ATX modifiées en alimentations stabilisées 6 Volts
Ensemble de 20 alimentations ATX transformées en alimentations 6 Volts
Il y a ici au total 1800 Watts disponibles sous 6 Volts... et cela a été la source de puissance pour une réalisation artistique basée sur un écran de 1000 ampoules 6 Volts :
https://www.astuces-pratiques.fr/electronique/ecran-d-ampoules-pilote-avec-des-led-photodiodes
Adaptation d'une alimentation ATX en bloc d'alimentation 6 V pour ampli Bouyer ST3
La même modification a été appliquée sur cette alimentation destinée à devenir un bloc d'alimentation 6 Volts pour alimenter un vieil ampli à lampes Bouyer ST3 (années 1960, alimentation 6 V sur batterie de voiture) :
Alimentation 6 Volts modifiée : de nombreux composants enlevés.
Le pont diviseur est fait de 3 kOhms et 4,32 kOhms pour fournir 6,1 V. La référence de tension est à 2,5 V.
La bobine couplée a été rebobinée avec uniquement 12 spires pour le 6 V :
Inductance simple pour la sortie modifiée à 6 Volts (2 fils en main, en parallèle)
Et dans son boitier :
Alimentation 6 Volts pour ampli à tubes Bouyer ST3 (3 Watts mais il en consomme environ 25)
Le but est ici de fournir du 6 Volts, ce qui correspond aux batteries de voitures des années 1960, époque glorieuse du Bouyer ST3 pour sonoriser les voitures !
Références sur les alimentations ATX de PC
Schéma d'alimentation ATX 200 W avec TL494 ou KA7500B :
http://www.pavouk.org/hw/en_atxps.html
Modification et transformation d'une alimentation ATX en alimentation stabilisée (alim de labo) :
https://perso.crans.org/allaert/Alim-ATX/
Schéma d'une alimentation ATX 250 W (à modifier) :
