Klub SP2PUT

Akademicki Klub Krótkofalowców UTP w Bydgoszczy

15-Wrz-2014

Najlepszy sposób modyfikacji zasilacza od XboxaThe best way to mod an Xbox PSU for ham radio

Zasilacz od Xboxa jest bardzo popularny wśród krótkofalowców, z uwagi na duży prąd wyjściowy, brak zakłóceń i bardzo atrakcyjną cenę. Fabryczne napięcie wyjściowe do 12V, a większość transceiverów oddaje znamionową moc przy 13,8V (tak jest najczęściej zaznaczone w instrukcji). Pokażę najlepszy, najprostszy i bezpieczny sposób na modyfikację napięcia wyjściowego popularnego zasilacza od Xboxa do zasilania transceivera. SP2AGX_xbox_psu_mod

Xbox power supply brick is a popular PSU for amateur radio transceivers due to its high output current, little to no RFI and very low price. The PSU delivers 12V out of the box. Most amateur transmitters deliver full „nameplate” power only at 13,8V (it is described in the manuals that way). I will show the „best”, easiest and safe output voltage modification of the Xbox power supply brick. SP2AGX_xbox_psu_mod

Uważam, że podany sposób będzie najlepszy, gdyż:

  • jest bardzo prosty, ciężko cokolwiek zepsuć
  • wymaga minimalnej ingerencji w sam zasilacz
  • nie trzeba rozbierać radiatorów i innych elementów zasilacza (jest bardzo upakowany)
  • potrzebne części każdy ma już w szufladzie 🙂
  • jest bezpieczny i dla zasilacza, i dla radia
  • daje u mnie napięcie wyjściowe 13,62V – bardzo blisko pożądanego 13,8V

Potrzebne części do modyfikacji:

  1. Zasilacz od Xboxa, sztuk jedna 😉
  2. Kondensator elektrolityczny 220uF (np. na 35V)
  3. Dioda 1N4002 (lub 4001, 4004…. jakakolwiek) – sztuk dwie

Współczesne zasilacze impulsowe „cegły” do konsol i laptopów poza przewodem dodatnim i masą mają coraz częściej cienki przewód pomiarowy. Służy on do kompensacji spadku napięcia na kablu DC i stykach. Wszystkie kable prowadzące do laptopa wchodzą do wnętrza obudowy, elektronika wewnątrz laptopa odpowiednio steruje linią pomiarową tak, żeby np. otrzymać z zasilacza idealne 12V DC wewnątrz urządzenia niezależnie od kabla, brudnych, wytartych styków itp. Zasilacz w tym samym czasie może dawać napięcie wyjściowe np. 12,5V (mierzone w samym zasilaczu). Jest to po prostu wyprowadzenie linii sprzężenia zwrotnego przetwornicy do aż do samego zasilanego urządzenia. Można ten mechanizm prosto „oszukać”, żeby uzyskać inne napięcia z zasilacza.

Zasilacz od Xboxa ma po stronie niskonapięciowej styki „12V”, główną masę GND i masę pomiarową (sense ground). Po otwarciu obudowy trzeba wylutować wszystkie przewody z oryginalnego kabla. Modyfikacja polega na wlutowaniu dwóch najzwyklejszych diod krzemowych od masy pomiarowej (sense ground) do masy głównej (GND). Dodatkowo trzeba wlutować równolegle z nimi kondensator 220uF (plusem do masy pomiarowej). To wszystko!
SP2AGX_xbox_psu_mod

Jak to działa i dlaczego właśnie tak? Na obrazku pokazałem jak to wgląda „od spodu”, docelowo zamontowałem elementy po drugiej stronie, żeby dało się zamknąć obudowę, ale elektrycznie jest to samo. Zasilacz po włączeniu z linią „sense ground” wiszącą w powietrzu również działa i daje ok. 12,2V, więc musi mieć jeszcze jakieś wewnętrzne pullupy (albo dzielniki). Dobra wiadomość: nie jest niestabilny i daje bezpieczne napięcie. Im większa różnica napięć między linią pomiarową a masą – tym większe finalne napięcie wejściowe. Dwie diody krzemowe dają teoretyczny spadek 1,4V, co powinno podbić napięcie o tyle samo – dając 13,6V.

Po wlutowaniu samych diod zasilacz od razu po włączeniu zapalał LEDa na czerwono i się wyłączał. Najwyraźniej interpretował spadek 1,4V na „wirtualnym” kablu zasilającym jako uszkodzenie i się prewencyjnie odcinał. Jeżeli uruchomiłem go bez diod, a potem dołączyłem, to działał bez problemów, więc potrzebny byłby mechanizm, który przy włączeniu zasilania udawałby, że tych diod nie ma. Można by to zrobić na przekaźnikach, mikrokontrolerze itp. ale najprościej zrobić to po prostu dużym kondensatorem. Przy uruchomieniu rozładowany kondensator zwiera diody i szczęśliwy zasilacz daje napięcie 12,2V, kondensator się ładuje, diody zaczynają przewodzić, więc napięcie rośnie do 13,6V. Drobnym skutkiem ubocznym jest to, że napięcie wyjściowe rośnie przez ok. 10s po uruchomieniu, a potem utrzymuje się na stałym poziomie – nie stanowi to żadnego praktycznego problemu.

Zwieńczeniem modyfikacji jest oczywiście wlutowanie przewodów zasilających transceiver, zacisków śrubowych lub innego ulubionego złącza zasilającego. Ja polecam nasz klubowy standard OK-4 PUT-2000.

Artur SP2AGX

I think it is the best way to do it because:

  • this mod is very easy, it can hardly go wrong, even for a beginner
  • requires minimum intervention inside the power supply
  • does not require much disassembly of the brick
  • everyone has the required parts in the junk box 🙂
  • is is very safe both for the power supply and the radio
  • I measured the final output voltage: it is about 13,62V – very close to the „perfect” 13,8V

Required parts:

  1. Xbox power supply brick, one piece 😉
  2. Electrolytic cap 220uF (eg. 35V rating) – one
  3. Ordinary 1N4002 diodes (or 4001, 4004…. or almost any other) – two

Modern laptop and game console power supply bricks have an extra wire beside the thick positive and ground wires. That extra wire enables the powered device to compensate cable and connectors voltage drop by requesting a little higher voltage from the power supply, so that the exact voltage is inside the powered device and not just at the power supply terminals. This mechanism can be (ab)used to squeeze a little higher voltage for the transceiver.

Xbox power supply has an extra sense ground beside regular power supply wires. The first step after opening the case is the removal of stock DC wires. The modification requires basically soldering two ordinary diodes from the sense ground to power ground. Additionally a big capacitor (I used 220uF) is needed parallel with the diodes. That’s all!
SP2AGX_xbox_psu_mod

How it works? Why it works? I made this photo with everything sticking out of the case, but in the end I soldered everything on the other side to close the case. The power supply works also with the sense ground floating (I measured about 12,2V) – good news. It is stable and will not ruin the transceiver. The higher sense ground voltage above power ground – the higher output voltage.
Two silicon diodes will have a voltage drop of about 1,4V, so the output voltage should be increased by the same amount (13,6V).

Placing only two diodes inside the power supply made it panic right after start. It interpreted the extra 1,4V virtual „drop” as a damaged cable, lit a red LED and shut down. If I started the supply without the diodes and then connected them afterwards – everything worked fine, so there should be a mechanism to „disconnect” the diodes for a while after switching the supply on. It could be accomplished by a relay, a microcontroller, but I chose the easiest way – a big enough capacitor. A discharged capacitor at startup is a short, so the diodes seem invisible, when the capacitor gets charged they start to conduct and output voltage increases. A little side effect is that the increased voltage is available about after 10 seconds, but that is not a real problem.

The final step is to solder new DC wiring and a plug of your choice. Our members all use the club standard OK-4 PUT-2000 plug.

Artur SP2AGX

Opublikowano w dziale: Konstrukcje i sprzęt, SP2AGX DIY

Komentuj

Musisz być zalogowany aby komentować.