Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ATX-Netzteil mit 60V DC betreiben


von Uwe F. (ufe)


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Hat schon mal jemand versucht, ein 350W-ATX-Netzteil mit DC statt AC zu 
betreiben? Wie weit nach unten kann man für einen stabilen Betrieb mit 
der Spannung gehen?

Da DC bzgl. Lichbogen nicht ganz ungefährlich ist, sollte die Spannung 
möglichst Niedrig sein.

Ziel:
mehrere Intel-CoreI3 und CoreI5-PC mit jeweils 2-3 Festplatten aus der 
vorhandenen Batterieanlage betreiben.  Last am Netzteil ca. 50W, Anlauf 
ca. 80W.

MicroPSU ist keine Alternative. Käufliche 60VDC und 24VDC-Netzteile sind 
sauteuer.

Frage also: Hat das schon mal jemand versucht? Mit welcher Spannung?
oder eher sinnlos...

: Verschoben durch Admin
von oszi40 (Gast)


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Wird wohl knapp werden und bei US-Netzteil wäre die kleine Frage wie 
groß der Knall ausfällt wenn einer zufällig 230V ansteckt. Besser wäre 
simple USV, die im Störfall jede Putzfrau tauschen kann.

von Uwe F. (ufe)


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wenn das mit DC gehen würde, dann würden auch die Kaltgerätebuchsen 
gegen Festanschlussterminals ausgetauscht.

USV habe ich gerade. Mich stört, dass ich dann 3x Wandeln muss.
1: Solarzelle ca. 60VDC --> 230VAC
2: USV 230VAC --> 24VDC --> 230VAC
3: ATX-Netzteil 230VAC --> 3,3V, 12V, 5V etc.

Auch mit Bypass und Hotstandby ist der Wirkungsgrad der APC-1500 
grottig.
Wandlung 1+2 könnte man sparen.

MicroPSU mit Widerange bis über 60VDC hatte ich noch nicht gesehen. Ist 
wenn überhaupt wohl eher Industriebedarf mit entsprechenden Preisen.

Ich würde das mit den 60V mal probieren, altes P3-MB und eine alte 
IDE-Platte als Last, Feurelöscher griffbereit und mal schauen ob mir das 
Netzteil vom Tisch hüpft...

Aber wenn das schon jemand unter der Rubrik "tote Pferde reiten" 
abgehakt hat, kann ich mir das sparen.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard W. (gerhard86)


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Das geht theoretisch mit einem Netzteil mit APFC-Stufe weil diese die 
Spannung ohnehin hochsetzt. Allerdings ist zu befürchten dass das 
Netzteil abschaltet weil es die 60VDC als Unterspannung ansieht, oder es 
erkennt sogar die fehlende Wechselspannung als Fehlerzustand. Wenn ein 
erkennbarer PFC Controller drinsitzt könnte man versuchen das zu 
modifizieren, dann gibt es allerdings immer noch das Problem dass die 
Ströme bei 60VDC höher sind als im vorgesehenen Wechselspannungsbereich. 
Ein Weitbereichsnetzteil mit APFC das ab 90VAC geht wäre also die 
einzige Chance, und man müsste es vermutlich modifizieren.

Wenn ein Netzteil ohne APFC zur Verfügung steht, wäre eventuell eine 
Lösung die Batteriespannung mit einem galvanisch nicht getrennten 
Hochsetzsteller auf etwa 300VDC zu bringen, das sollte dann auf jeden 
Fall gehen. Der Wirkungsgrad ist potentiell höher als bei dem 
Wechselrichter, auf jeden Fall höher als bei mehrfacher Wandlung, und 
die galvanische Trennung erledigt eh das Netzteil.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Mit älteren ATX Netzteilen habe ich mal rumprobiert, weil wir unsere 60V 
und 72V E-Autos mit einem etwas preiswerteren DC-DC Wandler ausrüsten 
wollten, weil

Uwe Felgentreu schrieb:
> Käufliche 60VDC und 24VDC-Netzteile sind
> sauteuer.

Leider springen die getesteten Netzteile bei unter 90V DC nicht mehr an 
(Netzteil steht auf 115 V), trotz Änderung der Startschaltung usw. Die 
PWM schafft es dann anscheinend nicht mehr, die geforderten 
Ausgangsspannungen zu erreichen, weil der SNT Trafo nicht mehr passt.

: Bearbeitet durch User
von Uwe F. (ufe)


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Die Gedanken gehen in die Richtige Richtung. 300VDC geht mit fast jedem 
ATX-Netzteil. Allerdings sind 300VDC ein erhebliches Gefahrenpotential 
insbesondere in Installationen. Nichts von den AC-Installationsmaterial 
ist sicherheitstechnisch für DC ausgelegt. Leitungsschutzschalter 
trennen im Fall der Fälle nicht. Schutzabstände sind zu klein. Nicht mal 
ein Stecker kann man unter Last ziehen. Deswegen auch die 
Schraubterminals schon für 60VDC.

Also fallen die technisch einfach machbaren 300VDC aus, obwohl ich genug 
Batteriezellen hätte.

Die Sache mit den Weitberechsnetzteilen und APFC schaue ich mir mal 
näher an.
Die alten ATX haben in der Regel im Eingang eine Graetzbrücke, welche 
aus 230VAC ca. 300VDC macht. Mit einen Schalter 115V/230V werden bei 
115V 2 Dioden gebrückt und die restlichen beiden Dioden arbeiten jeweils 
als Einweggleichrichter in Reihe, also Spannungsverdopplung der 115VAC 
auf 300VDC.

Also ist die Normeingangsspannung immer 300VDC nach dem Gleichrichter. 
Meine Hoffnung ist, dass bei einem Viertel der Nennleistung die 60VDC 
für den Schaltwandler reichen. Sowohl für Anlauf als auch den stabilen 
Betrieb.

o.k. - Anlaufschaltung muss ich evtl. etwas modifizieren, damit der 
Anlauf mit 60V noch klappt.

mal sehen...

von Uwe F. (ufe)


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Matthias Sch. schrieb:
> Mit älteren ATX Netzteilen habe ich mal rumprobiert, weil wir unsere 60V
> und 72V E-Autos mit einem etwas preiswerteren DC-DC Wandler ausrüsten
> wollten, weil
>
> Uwe Felgentreu schrieb:
>> Käufliche 60VDC und 24VDC-Netzteile sind
>> sauteuer.
>
> Leider springen die getesteten Netzteile bei unter 90V DC nicht mehr an
> (Netzteil steht auf 115 V), trotz Änderung der Startschaltung usw. Die
> PWM schafft es dann anscheinend nicht mehr, die geforderten
> Ausgangsspannungen zu erreichen, weil der SNT Trafo nicht mehr passt.

genau das ist meine Befürchtung. Einzige Hoffnung wäre die geringe Last 
von 50W. Aber wenn das bei euch schon im Leerlauf nicht ging, dann kann 
ich zwar noch ein paar Netzteile durchtesten, aber im Prinzip war es das 
dann ...

von Gerhard W. (gerhard86)


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Uwe Felgentreu schrieb:
> Also fallen die technisch einfach machbaren 300VDC aus, obwohl ich genug
> Batteriezellen hätte.

Nun, man könnte die 300V lokal vor dem Netzteileingang erzeugen. Ein 
300W Hochsetzsteller ist nicht so sperrig. Geringere Eingangsspannung 
und weniger Leistung geht (bei den klassischen Strukturen) nur bei einem 
Sperrwandler richtig. Ein Durchflusswandler, wie ich ihn bei einem 350W 
Netzteil erwarten würde, ist an das Übersetzungsverhältnis seines Trafos 
gebunden. Geht die Eingangsspannung zu sehr in die Knie, also unter den 
Auslegungsbereich, tun das auch die Ausgangsspannungen. Das ist auch der 
Grund warum die Netzteile Unterspannungsabschaltung haben.

von Max D. (max_d)


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Wenn man ganz mutig ist (und auf CE und VDE usw. pfeift), dann könnte 
man auch den DC/DC-Wandler in das ATX-Nt einbauen (man wirft hald die 
PFC raus und pakt an deren Stelle den Wandler), bei den gefordeten <100W 
sind die Wandler sehr klein (man braucht sich nur mal die 100W 
Wechselrichter für Auto ansehen).

von Harald W. (wilhelms)


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Uwe Felgentreu schrieb:

> Da DC bzgl. Lichbogen nicht ganz ungefährlich ist, sollte die Spannung
> möglichst Niedrig sein.

Wenn Du Lichtbögen vermeiden willst, musst Du unter 30V bleiben.
Wenn Du meinst, das ist zu niedrig, solltest Du auf ca. 100V
statt 60V gehen. Dann sollten die meisten Weitbereichsnetzgeräte
funktionieren.
Gruss
Harald

von Magic S. (magic_smoke)


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Bei 115V arbeitet die Eingangsstufe (ohne aktive PFC) bei diesen 
Netzteilen als Spannungsverdoppler. Im Zwischenkreis liegen dann 320Vdc 
für den DC/DC-Wandler an. Das ist auch der Grund warum sie an 230V ihre 
Eingeweide rauskotzen wenn sie auf 115V gestellt sind. 640V im 
Zwischenkreis sind dann doch etwas viel.

Habe noch kein Netzteil gesehen, was mit 60Vdc läuft. Allerdings habe 
ich eines selbst gebaut, was mit 10-15V läuft.

Mir ist nur nicht ganz klar, was der TE genau will. 60V? 24V?? 230Vac?! 
alles gleichzeitig?!? Wieso nur??? :D

Angenommen Deine Solarakkus haben 24V, dann würd ich die 60V aus den 
Solarzellen mit einem MPP-Regler auf 24V runtertransformieren und 
Netzteile bauen, die aus 24V einen PC versorgen können. Bei unter 100W 
ist das mit heutigen Halbleitern absolut problemlos, kann man wie ein 
PC-Netzteil bauen oder alle drei Spannungen mit getrennten 
Step-Down-Wandlern erzeugen.

Die -5V werden so gut wie gar nicht mehr gebraucht, es gibt Netzteile wo 
diese Schiene bereits fehlt.

von Uwe F. (ufe)


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magic smoke schrieb:
>
> Mir ist nur nicht ganz klar, was der TE genau will. 60V? 24V?? 230Vac?!
> alles gleichzeitig?!? Wieso nur??? :D
Habe ich eigentlich genau beschrieben:
Ich habe 12V-Akkus (fast beliebige Stückzahl) und 60V Speisespannung 
(Solar und ander Quellen)
Ich möchte kleinere PCs versorgen.

> Angenommen Deine Solarakkus haben 24V, dann würd ich die 60V aus den
> Solarzellen mit einem MPP-Regler auf 24V runtertransformieren und
> Netzteile bauen, die aus 24V einen PC versorgen können. Bei unter 100W
> ist das mit heutigen Halbleitern absolut problemlos, kann man wie ein
> PC-Netzteil bauen oder alle drei Spannungen mit getrennten
> Step-Down-Wandlern erzeugen.
>
> Die -5V werden so gut wie gar nicht mehr gebraucht, es gibt Netzteile wo
> diese Schiene bereits fehlt.
Das wäre auch mein Plan B. Bevor ich aber ans Werkeln gehe, ist doch die 
Frage der Verwendbarkeit von normalen ATX-Netzteilen für diesen Zweck 
angebracht.

Die Diskussion zeigt doch aber auch, dass es wahrscheinlich aus o.g. 
nicht gehen wird.
Da sich die Solarzellen mit atwas Aufwand auf 24V gruppieren lassen, ist 
mir der o.g. Vorschlag auch schon durch den Kopf gegangen.
Also +3.3V, +5V, +12V und -12V aus 60V oder 24V erzeugen.

mit etwas Geschick passt die Bastelei sogar in ein ATX-Netzteilgehäuse.
Damit wäre dann auch das mechanische geklärt...

: Bearbeitet durch User
von Irgendwer (Gast)


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müssen es unbedingt 60V sein? In Serverbereich sind 48VDC durchaus eine 
gängige Größe seind.

Z.B.:
http://www.zippy.com.tw/P_product_detail.asp?lv_rfnbr=2&pp_rfnbr=1000&pcp_rfnbr=1&pp_name=&pcp_name=1U%20Single&pcpw_rfnbr=1&pp_code=D1U-6150F

http://www.zippy.com.tw/P_product_detail.asp?lv_rfnbr=2&pp_rfnbr=1645&pcp_rfnbr=31&pp_name=&pcp_name=Mini%201U%20Single&pcpw_rfnbr=3&pp_code=DP1P-5300V

Wobei davon das eine oder andere sogar bis um die 60V noch zugelassen 
wäre und mit etwas Glück und geduld bekommt man sowas auch mal günstig 
in der Bucht oder beim Gebrauchtserverdealer.

von Magic S. (magic_smoke)


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Hmm, 48V Servernetzteile sind schon eher selten. So einfach und billig 
wird man die nicht kriegen.

Beim Selbstbau ist egal ob für 24V oder 60V. Bei 60V kann man nur den 
"herkömmlichen" Aufbau wählen, Gegentaktwandler und alle Spannungen aus 
einem Trafo, Hilfsspannnung für die Steuerelektronik braucht man bei 24V 
auch schon. Bei 24V Eingangsspannung könnte man Step-Down-Wandler-ICs 
mit integriertem Leistungsstransistor verwenden und drei getrennte 
Wandler bauen, plus einen Mini-Inverter für die -12V. Das wird auf jeden 
Fall schön klein wenn man nur 100W braucht.

von Helge A. (besupreme)


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24V habe ich häufig in der Industrie. Die Dinger sind kaum teurer als 
eine gewöhnliche Stromversorgung für 230V. Viele Robotersteuerungen 
haben sowas drin. Gibts auch beim Chinesen: 
http://www.alibaba.com/products/24v_atx_power_supply/--70901.html

von batman (Gast)


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Uwe Felgentreu schrieb:
> Also ist die Normeingangsspannung immer 300VDC nach dem Gleichrichter.
> Meine Hoffnung ist, dass bei einem Viertel der Nennleistung die 60VDC
> für den Schaltwandler reichen. Sowohl für Anlauf als auch den stabilen
> Betrieb.
>
Kann man nicht was vom Wandlertrafo primärseitig abwickeln, so daß man 
da statt 300VDC die 60VDC einspeisen kann?

von Magic S. (magic_smoke)


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Das könnte man machen. Allerdings ist die Wicklung meistens geteilt, und 
die Hälfte liegt im Trafo unter den Sekundärwicklung. Das Zerlegen eines 
solchen Trafos ist auch eine Wissenschaft für sich, hab ich mehrfach mit 
verschiedenen Methoden probiert (Acetonbad für zwei Wochen, 
Heißluftgebläse...). Entweder ists eine riesen Sauerei oder manchmal 
bricht einfach nur der Kern, ist immer ein Risiko. Wenn man dann (wenn 
vorhanden) noch den Serienkondensator beim Halbbrückenwandler vergrößert 
um mehr Strom durch den Trafo zu kriegen, dann könnte das funktionieren. 
Kann aber auch sein, daß der Trafo verreckt, weil ein Fünftel der 
Spannung bedeutet auch den fünffachen Strom. Das Netzteil erreicht also 
mit Sicherheit nicht seine volle Leistung, für 100W könnte es meiner 
Meinung nach aber reichen.

Das Standby-Netzteil bei ATX müßte mit den 60Vdc laufen. Ich hab hier 
eines, das läuft schon mit 20Vdc. Wahrscheinlich kann man aber ebenfalls 
nicht die volle Leistung verlangen.

von batman (Gast)


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Hmmm dann noch wilder, was passiert, wenn man noch 1-2 baugleiche Trafos 
primärseitig parallel und die Sekundärwicklungen in Reihe schaltet?

von Magic S. (magic_smoke)


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Geht nicht, die Trafos sind sekundärseitig symmetrisch aufgebaut.

         |
320V ---#|#--- 12V
        #|#
        #|#--- 5V
        #|#
        #|#--- 0V/GND
        #|#
        #|#--- 5V
        #|#
  0V ---#|#--- 12V
         |

von batman (Gast)


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Stimmt, aber die 5V und 12V werden doch separate Wicklungen haben:

         |
320V ---#|#--- 12V
        #|#
        #|# #--- 5V
        #|# #
        #|#-#--- 0V/GND
        #|# #
        #|# #--- 5V
        #|#
  0V ---#|#--- 12V
         |

Und mit Glück kann man sie dann am 0-Punkt trennen:

         |
         |#--- 12V
         |#
         |# #--- 5V
         |# #
         |# #--- 0V
         |#--- 0V
     ===================
         |#--- 0V
         |# #--- 0V
         |# #
         |# #--- 5V
         |#
         |#--- 12V
         |


Und einen 2. Trafo einschleifen:


         |
         |#--- 12V     (*2 = 24V)
         |#
         |# #--- 5V    (*2 = 10V)
         |# #
         |# #--- 0V ---+
         |#--- 0V --+  |
                    |  |
                    |  |
         |#--- 12V -+  |
         |#            |
         |# #--- 5V ---+
         |# #
         |#-#--- 0V/GND
         |# #
         |# #--- 5V ---+
         |#            |
         |#--- 12V -+  |
                    |  |
                    |  |
         |#--- 0V --+  |
         |# #--- 0V ---+
         |# #
         |# #--- 5V    (*2 = 10V)
         |#
         |#--- 12V     (*2 = 24V)
         |

???

von Sven (Gast)


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Ich hab schon mal nen 48 V PC Netzteil "Gebaut".
Gebaut ist vielleicht übertrieben. Fertige Module geeignet anklemmen.

Ich habe einen 48V->12V DCDC Wandler genommen.

Im Rechner selber dann noch eine PicoPSU (Die 12V Version, wo die 12 V 
1:1 durchgereicht werden und nur noch 5V und 3,3V erzeugt werden)

Fertig war die Laube.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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batman schrieb:
> Stimmt, aber die 5V und 12V werden doch separate Wicklungen haben:

Haben sie leider nicht. magic smoke hat den Trafo schon korrekt 
gezeichnet. Ausserdem ist der Masseanschluss mit verzwirbelten Drähten 
ausgeführt, die man nur extrem schwer auseinander bekommt. Den Trafo 
umzubauen ist nahezu unmöglich.

Sven schrieb:
> Ich habe einen 48V->12V DCDC Wandler genommen.

So machen wirs in den E-Autos auch, aber die Dinger sind halt locker 3-4 
mal so teuer wie ein ATX Netzteil hoher Qualität.

: Bearbeitet durch User
von Magic S. (magic_smoke)


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Die Trafos sind extreme Sparschweine um das mal so auszudrücken.

Die Sekundärwicklung besteht bei hochwertigen Netzteilen immerhin im 
5V-Kreis aus 2x3 Windungen Kupferfolie, an den Enden sind dann noch 
jeweils 4 zusätzliche Windungen mit ein paar parallelen dünneren 
Kupferdrähten für die 12V dran.

Die Primärwicklung variiert leicht, zwischen 2x20 und 2x23 Windungen aus 
einem einzigen Kupferdraht. Ein Teil liegt ganz unten auf dem 
Spulenkörper, der andere Teil ganz oben, so daß die Sekundärwicklung 
zwischen beiden liegt und beide Teile sind in Reihe geschaltet. Damit 
erreicht man offenbar eine bessere Kopplung. Insgesamt ist in so einem 
Trafo aber deutlich mehr Folie und Papier als Kupfer drin.

Den Rest macht die Siebdrossel, die Wicklungen für 5V, 12V, -5V und -12V 
auf einem gemeinsamen Kern hat. Nur die 3,3V haben eine eigene 
Siebdrossel, weil diese ein Teil der Spannungsregelung ist.

Das einzige was ohne größeren Aufwand gehen würde: Man könnte die beiden 
Teile der Primärwicklung von Reihen- auf Parallelschaltung umbauen. An 
den "Mittelpunkt" kommt man bei viele Trafos problemlos dran, muß man 
nur sehen, daß man die beiden Drähte dort ausreichend gut voneinander 
getrennt bekommt. Wenn nicht reicht vielleicht die halbe Wicklung aus 
wenn man das andere Ende unbenutzt läßt. Das könnte dann gerade so mit 
den 60Vdc reichen wenn die Regelung so viel duty cycle zuläßt.

von MiWi (Gast)


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Uwe Felgentreu schrieb:

> Ziel:
> mehrere Intel-CoreI3 und CoreI5-PC mit jeweils 2-3 Festplatten aus der
> vorhandenen Batterieanlage betreiben.  Last am Netzteil ca. 50W, Anlauf
> ca. 80W.
>
> MicroPSU ist keine Alternative. Käufliche 60VDC und 24VDC-Netzteile sind
> sauteuer.
>
> Frage also: Hat das schon mal jemand versucht? Mit welcher Spannung?
> oder eher sinnlos...

Geht schon mit den richtigen Netzteilen, wenn sie zum Starten 90V+ 
bekommen. Also einen Stepup, der die notwendigen 100V kurzfristig mit 
entsprechender Leistung erzeugen kann und parallel dazu eine ausreichend 
dimensionierte Diode, die dann die 60V durchläßt wenn der Stepup 
abgeschaltet hat. BTDT.

Voraussetzung: das Netzteil läuft auch mit den 60V stabil nachdem es 
angelaufen ist. Das ist halt eine Sucherei und du willst einen Händler 
in der Nähe, der Dir vor und nach der Netzteilsuche immer noch 
freundlich gesinnt ist....

Und - Du brauchst für jeden PC so einen Wandler mit Diode parallel dazu.

Über die notwendigen Schutzmaßnahmen bei 60V Gleochspannung und dem, was 
Pb-Akkus in kürzester Zeit an Unheil anrichten können werde ich mich 
nicht weiter auslassen, das ist ein anderes Kapitel und es gibt genug 
Bedenkenträger, die Dir das ausführlich genug um die Ohren hauen werden 
wollen.


Grüße

MiWi

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