Когда-то, очень давно, жили-были компьютеры. Они умели быстро и много считать и даже выводить на экран монитора двухмерную графику. И все на экране компьютера было плоско и уныло. Людям же хотелось трехмерности, ощущения пространства, кинематографической графики. Они скромно мечтали о чуде. И явилась миру чудо в лице компании 3Dfx Interactive.
Часть 1 - Теоретическая. А также экскурс в историю
Образованная в 1994 году четырьмя энтузиастами, компания 3Dfx Interactive впервые являет миру графический чип Voodoo Graphics. Скорее, даже не чип, а набор микросхем – PixelFX и TexelFX Engine с поддержкой до 4 Мбайт локальной памяти, что в то время было сродни чуду. И чудо случилось - 3D-графика стала массовым явлением для персонального компьютера.
В январе 1998 компания 3Dfx представила новое чудо в лице второго поколения графических чипов – Voodoo2 вместе с появлением технологии SLI, позволявшей нескольким чипам Voodoo2 параллельно работать. SLI (Scan Line Interactive) [не путать с NVIDIA SLI = Scalable Link Interface], позволила нескольким картам Voodoo2 работать параллельно, тем самым увеличивая fps в играх.
Играх! Справедливости ради следует сказать, что 3Dfx среди революционных разработок имела в своем распоряжении еще и уникальный API – Glide. Подавляющее большинство игр того времени разрабатывалась именно под этот API. До сих пор много людей с большой теплотой вспоминают ТЕ игры. А многие до сих пор играют в эти ставшие классикой игры.
Но и это не всё. Не менее значимым были и последующие разработки 3Dfx.
Например, поддержка мультичиповых решений с использованием технологии SLI, но на сей раз в рамках одной (!) платы под AGP-слот.
Речь идет о графическом чипе VSA-100, который содержал в себе интересные особенности - мультичиповая обработка изображения, полноэкранное сглаживание очень высокого качества и удачная компрессия текстур.
Впервые на одной “бытовой” видеокарте объединила два (Voodoo5 5500) и даже 4 (в легендарной Voodoo5 6000) графических чипа именно 3Dfx. Последняя, к величайшему сожалению, в серию попасть не успела. 3DFX с декабря 2000 года перестала существовать самостоятельно, т.к. была куплена NVIDIA.
Видеокарта 3Dfx Voodoo5 6000 известна ещё и тем, что стала предвестником появления технологии Quad SLI.
Четыре видеочипа на одной печатной плате. Поскольку она оснащалась интерфейсом AGP, а материнских плат с двумя портами AGP не существовало, можно считать, что Voodoo5 6000 стала первым графическим решением, объединившим четыре видеочипа в одной системе. Аналогичный продукт nVidia показала только !ШЕСТЬ! лет спустя, выпустив драйверы с поддержкой Quad SLI для объединения пары двухчиповых видеокарт GeForce 7950 GX2.
Если говорить о многочиповых решениях, то нельзя не упомянуть фирму Quantum3D. И ее технологии Heavy Metal на чипах 3Dfx.
Прежде чем начать описание технологии Heavy Metal, нужно сказать, что данная технология относится к классу HI-END (не следует забывать, что речь идет о 1998-2000 годах). Итак, Heavy Metal - это не просто графическая станция, это нечто большее.
Heavy Metal представляет собой высокопроизводительную графическую станцию для обеспечения всех потребностей, которые может предъявлять самое передовое программное обеспечение (того времени) для пользователей, которых не волнует цена изделия, они используют всё самое совершенное.
Этими пользователями являлись: военные базы по подготовке специалистов, NASA, некоторые крупные графические студии. Использовали такие штуки и для подготовки специалистов по управлению вертолётами и наведению ракет, когда необходимо с максимальной реалистичностью воссоздавать сцены военных действий в реальном времени. Использовали систему и гражданские - в Научно-исследовательских лабораториях Форда в Дирборне, Мичиган.
Компания Lockheed Martin выбрала выполненную в открытой архитектуре систему построения изображений AAlchemy фирмы Quantum3D для повышения реалистичности работы тренажера самолета С-130.
Именно на такие задачи были рассчитаны станции Heavy Metal. В частности, самое мощное решение на чипах VSA-100 3Dfx за всю историю - это модули AAlchemy.
Графические подсистемы AAlchemy имеют отдельный металлический корпус, систему охлаждения, состоящую из двух вентиляторов производительностью 150 CFM и других компонентов. Дека AAlchemy вставляется в корпус Heavy Metal. Причём количество таких дек может достигать четырёх.
ААlchemy содержит от 4 до 32 VSA-100 чипов, для получения пропускной способности памяти от 12.8 до 102 гигабайт в секунду. ААlchemy использует эту архитектуру для получения 4х4, или 8х8 sub-sample, single-pass, full-scene, sub-pixel anti-aliasing при FillRate от 200 Mpixels/sec. до 1 Gpixels/sec. AAlchemy4 продавалась только как часть Heavy Metal GX+.
Спецификация:
• Поддержка 4 или 8 чипов VSA-100 на одной плате.
• Поддержка 1, 2, 4 каналов в Heavy Metal GX+
• Поддержка точной синхронизации SwapLock и SyncLock.
• Поддержка 16 bit Integer и 24 bit Z-buffer with 8 bit Stencil
• Поддержка 32 bit и 22 bit rendering
• Single, Double, Triple Buffering
• Поддержка perspective correct bilinear, trilinear и selective anisotropic texture filtering с попиксельным LOD MIP mapping с Gouraud modulated, detailed and projected texture mapping
• Поддержка transparency и chroma-key
• Per-pixel and per-vertex атмосферные эффекты с одновременным OpenGL-совместимым alpha blending
• Поддержка 16, 24, 32-bit RGB/RGBA и 8-bit YIQ и color-indexed компрессированных текстур
• Поддержка компрессии текстур FXT1 и S3TC
• Поддержка текстур размером до 2048х2048
• 32 или 64 Mb Framebuffer
• Поддержка API 3dfx Glide, Microsoft Direct3D, OpenGL и Quantum SimGL
• Пропускная способность памяти 12.8 - 102.4 Gb/sec.
• Интерфейс 66 MHz PCI 2.1 с возможностью передачи на несколько чипов
• Встроенный геометрический конвейер производительностью 2 100 000 текстурированных полигонов в секунду.
• 135 MHz RAMDAC с поддержкой Stereo
• Поддержка технологии T-Buffer
Учитывая все вышеизложенное, становится ясно, за что компания 3Dfx приобрела огромную армию фанатов своей продукции. Со временем превратившихся в фанатов- коллекционеров. Да и просто геймеров, любящих и ценящих старые, классические игры.
Опять же если в 2000-е многие не осмеливались мечтать о графической системе Heavy Metal AAlchemy GX+, потому что она даже с одним модулем AAlchemy стоила 15 000 долларов, то сейчас все это оборудование можно купить за более приемлемые деньги. Можно и по частям.
Как вам такое - исполнить мечту своего детства-юности-молодости… у кого как? Украсить свою коллекцию такой красавицей? Автор статьи является одним из фанатов-коллекционеров продукции фирм 3Dfx и Quantum3D.
Когда мне подвернулся случай приобрести одиночный графический модуль из системы Heavy Metal AAlchemy GX+, я его, естественно, не упустил.
Но собирание компьютерного железа отличается от собирания, например, марок, тем, что железки еще и работают. Налюбовавшись вдоволь на рукотворное чудо, мне пришло в голову, что было бы очень круто побегать в Quake на видеокарте с ВОСЕМЬЮ графическими чипами на борту, ко всему изъятой из военного или аэрокосмического симулятора! Я приступил к делу.
Видеокарта имеет интерфейс PCI, что делает ее совместимой с любым современным компьютером.
Напомню ближайшее решение Voodoo5 6000:
имеет интерфейс AGP 2х, требует материнскую плату на чипсет не старше 333 –его, не совместима со многими материнскими платами(даже если они поддерживают AGP 2x)
и является такой редкостью, что появляются только на e-bay не чаще раза в год по цене от 1000 евро. И имеет производительность в два раза более низкую по сравнению с AAlchemy. Конечно, это несравнимые вещи, но все же.
Казалось бы что проще. Плата под разъем PCI. Такой есть практически во всех компьютерах… Но, как всегда есть “НО”. Для питания этого графического монстра необходим специализированный блок питания. С такими вот параметрами:
Впечатляет? 2,9 В и 75 А!!! Практически сварочный аппарат! Успокаивает только то, что 75 А требуется для двух видеокарт AAlchemy, объединенных в SLI. Для одной достаточно половины, а это 30-35 А.
3,3 В и 30 А еще реально. Есть на многих блоках питания от 400 Вт. Но вот где взять 2,9 В?
Купить фирменный(родной) блок питания? Можно конечно попробовать, но штука это крайне редкая. И стоит приличных денег. Даже на такой всемирной брахолке как E-Bay встречается нечасто.
Многие западные энтузиасты выкручиваются по-разному. Есть вариант с использованием преобразователей 12 В в 3,3 В DC/DC-Converter Artesyn SMT30E 12W3V3J
На первый взгляд простенько и доступено. Но цена такого девайса порядка 50-ти евро, а их надо три штуки. И достать их в России не просто. А покупать за границей… долго, хлопотно и дорого.
Есть вариант с использованием мощного лабораторного блока питания и мощных токовых реле
Я попытался выяснить, сколько может стоить такой блок питания. Нашел 20 А 5 В. Цена двадцать с небольшим тысяч рублей. Сколько же будет стоить семидесятиамперный!?
Варианты эти мне не понравились сразу. Вообще мне виделся такой путь решения: три блока питания - обычные, компьютерные. Провода Pc-ON объединить. Общие(черные) провода объединить. И как-то доработать один из блоков питания для получения с него искомых 2,9 В. Первые две позиции решились без проблем. У меня было два блока питания:
1. Linkworld LPQ6-400W. Это довольно дохленький блок. Но для питания моего ретрокомпа вполне пойдет.
2. FCP ATX-400PNF Более современный блок у него по линии 3,3 В заявлен ток 28А. Практически то, что надо.
А вот из чего добыть 2,9В? В принципе, у меня одинарная Quantum 3D AAlchemy 8164. Для нее будет достаточно половины от 75-ти. Блок питания рассчитан на SLI из двух Quantum 3D AAlchemy 8164. У меня же в наличии только одна. По опыту зарубежных пользователей 30-ти ампер хватает.
И тут я вспомнил про Powerman HPC-420-102DF. У меня есть принципиальная схема очень близкая к этому блоку. И я решил взять за базу именно его.
нажмите на картинку для увеличения
В блоках питания выполненных по примерно такой схеме 5 и 3,3 В берется с одной обмотки трансформатора. А значит, запас по мощности по линии 3,3 вольта у такого блока есть. Но есть две небольшие проблемки. Защита от превышения максимального тока нагрузки и защита от повышения и понижения напряжения питания. Есть и такая штука, которая называется – «перекос напряжений из-за неравномерной нагрузки по линиям». Как бороться с этими бедами я не рассматривал. Решил «решать проблемы по мере их поступления». Если в процессе работы блок начнет отключаться, тогда и буду заморачиваться.
Вскрыл блок и освежил память, скачав и прочитав даташит на SG6105. Именно на этой микросхеме сделан мой блок питания. На большом, двадцатиконтактном разъеме есть три оранжевых провода. Это линии 3,3 В. К одной из них подходит коричневый(обычно) провод Vsens. Иногда он бывает того же цвета, но тоньше остальных. По этому проводу осуществляется контроль изменения напряжения на выходе блока по линии 3,3 В.
Провод идет к плате блока питания.
И через резистор R29 подходит к ноге 12 микросхемы SG6105. Нога называется VREF2. Величина этого резистора определяет выходное напряжение блока питания по линии 3,3 В.
По схеме 18кОм. Я нашел этот резистор на плате блока :
Отпаял одну ногу этого резистора, таким образом, отключив его. На фотографии это видно. Замерил мультиметром реальное его сопротивление. Оно оказалось 4,75 кОм. Ого! Схемы и жизнь часто отличаются друг от друга!
Теперь беру переменный резистор с червячной передачей сопротивлением 10кОм. Такие резисторы очень популярны у оверклокеров, т.к. позволяют плавно изменять свое сопротивление. Крутя движок резистора отверткой, выставляю его на требуемые 4,75 кОм. Величину контролирую с помощью мультиметра и впаиваю вместо R29 со стороны печатных дорожек.
Делаю это для возможности регулировки. Потом в корпусе блока делаю отверстие для доступа к этому резистору.
Теперь надо сделать соединяющие провода блока с видеокартой. На AAlchemy есть специальная плата с разъемами. К ней с помощью лепестков и можно подключиться. Но конструкция моего самодельного корпуса такова, что видеокарта оказывается вверх ногами. Поэтому я буду прикручивать провода непосредственно к самой карте. Вот сюда:
Нахожу в жгуте оранжевые провода. Перерезаю из, зачищаю, тщательно облуживаю и припаиваю к ним два провода сечением не менее 2,5 мм квадратных. То же проделываю и с черными проводами
(общими, земля, минус источника питания). Беру так же три провода, что бы сечение отходящих проводов равнялось сечению входящих.
Собираю блок, изолирую места пайки проводов изолентой. И начинается процесс проверки-регулировки.
Для нагрузки использовал мебельный спот мощностью 20 Вт. Все предположения оказались верными и работало все правильно. 2,9 В выставилось без проблем. Если будите повторять этот момент, то заметьте – включал я блок питания без обдува вентилятором. Непродолжительное время это возможно. Но лучше запускать с обдувом.
С давних пор у меня стоит самодельный корпус с водяным охлаждением, герой статьи.
Сейчас в нем находится ретроконфигурация:
- CPU Athlon 1700
- MB EP-8KTA3L+
- Mem 3 по 256mB
- Видеокарты GeForce GTS
- QUANTUM3D AALCHEMY
На него я и устанавливаю все три блока питания.
Блоки соединяю по следующей схеме.
Зеленые провода разъема всех блоков питания соединяю. Теперь все блоки будут включаться одновременно. Любой черный провод каждого блока питания соединяю между собой.
Корпус этот очень просторен. В него без труда уберется такой гигант как Quantum 3D AAlchemy. Если на первый блок нагружено – материнка, процессор, винчестер, видеокарта GeForce GTS, то на остальные нагрузка только на линии 3,3 вольта. Перекоса напряжений при этом не возникнет, т.к. 3,3 В стабилизируется отдельно от 5 В и 12 В. Но и линии 5 В и 12 В совсем без нагрузки оставлять нельзя. Поэтому на них я навешиваю неонки и вентиляторы. Такая красота получается:
Моя Quantum 3D AAlchemy оказалась старой ревизии и требовала питания не 2,9 В 2,7 В. Я без проблем подстроил переменным резистором нужное напряжение.
Проверив все еще раз, я запустил систему. Монитор пока был подключен только к GeForce GTS. После загрузки операционной системы я проверил питающие напряжения на AAlchemy. Линия 3,3В оказались в норме. А вот 2,7 В упало до 2,65 В. Я снова подстроил до 2,7 В.
Операционка сразу увидела новый девайс и запросила драйвер. Драйвер я брал отсюда.
Установил драйвер, добавил патч для Windows XP. Далее перезагрузка и такая картина:
Вот она, легенда, работает. Подключаю второй монитор на выход AAlchemy. И запускаю тест.
AAlchemy работает в обычном компьютере как видеоускоритель. Изображение в 2D выводит обычная видеокарта, а приложения Glide выводит AAlchemy.
Часть 2 - F.A.Q.
После успешного эксперимента по модернизации обычного блока питания и запуска AAlchemy (далее сокращенно "АА5") на обычной материнской плате я попробовал собрать родную комплектацию графической станции Heavy Metal AAlchemy GX+:
- 2 процессора Pentium III – 1000 МГц/100/256
- 2-x процессорная мат.плата Intel L440GX+
- Встроенное видео CL-GD5480
- 1,5 Gb SDRAM ECC Sync. PC100R
На плате есть два типа разъемов PCI 66 MHz и 33 MHz.
Погонял АА5 на ней. В процессе выяснились некоторые тонкости эксплуатации. Сначала хотел написать продолжение статьи. Но понял, что все наработки будет полезнее изложить в виде F.A.Q. и поместить его в конце первой статьи. Плюсы – вся информация в одном месте и наглядно изложена.
Собственно данное F.A.Q представляется вашему вниманию:
1. Где взять мануал на АА5?
http://www.thedodgegarage.com/3dfx/q3d_aalchemy/gx_manual.zip
Рекомендуется к прочтению эта страничка.
2. Какую операционную систему использовать?
Графическая станция разрабатывалась для использования с Microsoft Windows NT4 и Windows 2000. Но прекрасно работает и с Windows XP.
3. Где взять драйвер для АА5?
Огромный выбор драйверов для 3DFX есть вот тут
Конкретно для АА5 - http://www.falconfly.de/quantum.htm
4. Где можно задать вопросы и обсудить АА5?
Есть специализированный форум. Форум на английском.
И конечно форум клуба Voodoo Masters Форум на русском.
5. Что можно ожидать от АА5?
Вы должны помнить, что AAlchemy системы были разработаны главным образом для использования в военных авиационных, морских и космических тренажеров, а не для обычных геймеров.
Поддержка только
- Glide3 driver
- SimGL Glide3
- Direct3D – НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ!
Зарубежные энтузиасты пытаются самостоятельно разработать драйвер для АА5, Но результатов пока нет.
НО! Вы становитесь обладателем самого мощного графического решения на базе VSA-100 3DFX. Производительность АА5 например в тесте Quake3 Demo1 в два раза выше легендарной Voodoo 5 6000! Очень удобно то, что видеоускоритель обладает интерфейсом PCI. А это значит, что АА5 можно поставить в любой современный компьютер!
Но, (опять «но») игры под Glide идут не все. От чего это зависит не совсем понятно, даже от материнской платы. Лучше всего идут: Quake3 и Serious Sam. Через мини-порт идут Quake 1 и 2. Но начинают просить «оригинальный CD». Unreal Gold хорошо шел на материнской плате Epox EP-8KTA3L+, а на двупроцессорной серверной, Intel L440GX+ Server Board не пошел. Причем эта плата стоит в оригинальной системе AAlchemy GX! То есть должна быть наилучшая совместимость оборудования.
6. Каковы особенности включения АА5 в обычный компьютер?
В системе АА5 работает как видеоускоритель. Для вывода 2D, нужна отдельная видеокарта. И монитор с двумя входами или два монитора или KVM. Я пользуюсь KVM.
7. Какой блок питания лучше всего подходит для переделки?
Конкретно по маркам много сказать не могу. Лично сам я переделывал. Power Man IW-P430J2-0 - не очень понравился - слабоват.
Powerman HPC-420-102DF – не смотря на то, что он как бы на 10 Вт слабее предыдущего(по заявленным на корпусе цифрам). На самом деле как раз наоборот. На нем полученные 2,7 В под нагрузкой проседали меньше и
напряжение было более стабильно.
FCP ATX-400PNF - нормально. По ощущениям, лучше первого, но немного хуже второго.
Codegen Model 480Вт – понравился больше всех. Самые большие (а следовательно самые мощные) трансформатор и дросселя стабилизации.
Теперь общие рекомендации. По изложенной выше методике к переделке подходят блоки питания, выполненные на основе микросхемы SG6105. С заявленным током по линии 3,3 В не менее 28 А. Лучше 30 А. Перед переделкой осмотрите блок питания.
Размер трансформатора должен быть 4,5 см. Дросселей как на фотографии, но луче больше. Трансформатор на картинке выделен красным и цифрой 1, три дросселя 3,3 В – цифрой 2.
ВНИМАНИЕ!!! После переделки некоторые блоки питания могут не запускаться. Или выдавать напряжение по линии 3,3 В, ниже заявленного и быть крайне не стабильным. Это значит, что нужно немного нагрузить блок по линиям 12 В и 5 В. На 12 В проще всего посадить вентилятор охлаждения блока. Одна или две стодвадцатки обычно достаточно. На 5 В я подключаю лампочку из спота освещения мощностью 10-20 Вт, рассчитанную на напряжение 12 В. После этих мер работа блока нормализуется. Но с линией 5 В надо быть осторожным. В некоторых блоках 5 В и 3,3 В берутся с одной обмотки трансформатора. Нагрузка на линию 5 В, должна быть минимально достаточной.
Лампочка нагрузки выделена красным.
8. Моя АА5 после непродолжительной работы зависает. Картинка останавливается. Спасает только перезагрузка. Что делать?
Возможно несколько причин:
Первая. Проседает напряжение питания АА5 по линии 2,7 В или 2,9 В. Методика регулировки:
Сначала выставьте переменником напряжение 2,7 В или 2,9 В на блоке питания(в зависимости от модели вашей АА5). Потом запустите на компьютере демку Quake3 или Serious Sam. Эти демки сильно нагружают видеокарту. И в случае проседания, добавляете напряжение до 2,67 – 2,7 В или 2,8-2,9В. Тем же переменным резистором.
Второе. Так же зависание может происходить из-за недостаточного охлаждения АА5. Традиционно все изделия 3DFX сильно греются, и традиционно фирмы производители мало внимания уделяют этой проблеме. В графической станции организован специальный «тоннель» с продувом 120 мм мощным вентилятором. Поэтому желательно охлаждение платы с обоих сторон платы.
Третье. Провода от блока питания до АА5 должны иметь сечение(желательно) не менее 4 мм2. Если провода тоньше или большой длинны, то лучше(вообще лучше это сделать в любом случае) на места подключения к АА5 подсоединить дополнительнве сглаживающие конденсаторы. Они отфильтруют помехи наведенные в соединительных проводах и дадут дополнительный запас энергии в случае если ваш блок питания слабоват.
Конденсатор электролитический, емкость 2000-4000 мкФ на напряжение 6,3 В. Для более лучшей фильтрации высокочастотных помех электролит лучше зашунтировать керамическим конденсатором емкостью 0,1 – 2 мкФ.
9. Нужно ли ставить отдельный блок для питания 3,3В (память АА5)?
Не обязательно. Я поставил, т.к. для питания материнской платы использовал блок питания низкого качества(производитель написал 420 Вт, но это невозможно. Пустая плата блока , маленькие трасы и крошечные дроссели, одни перемычки вместо деталей) Я побоялся что при нагрузке 1,5 гигабайт оперативки и еще 64 Мб на каждый из 8-ми VSA-100 АА5, блок будет работать не стабильно. Но, если ваш блок, предназначенный для питания компьютера, качественный и выдает заявленные 30 А по линии 3,3 В, то отдельного блока не надо. Но тогда нужно взять 3,3 В с основного блока питания и подать на клеммы АА5.
10. Можно ли, для удобства, вынести регулировочный резистор на корпус блока питания?
Да. Можно. Позднее я так и сделал. Соединительные провода заметного влияния на работу блока не оказывают.
Удобно выпаять все лишние провода и оставить только нужное. Для постоянного мониторинга напряжения питания АА5 удобно пользоваться стрелочным вольтметром с пределами измерения 3-5 В
11. Хватит ли доработанного изложенным выше способом блока для питания двух АА5 соединенных в SLI?
Нет, не хватит. Для SLI нужно 75 А.
12. АА5 поддерживает слоты PCI-33 и PCI-66, есть ли разница в производительности?
Я пробовал сравнивать. Разницы не было. Больше на производительность влияет процессор.
13. Есть ли статьи про систему на русском?
Да. http://www.hwp.ru/Technologies/Heavymetal/index.html
Часть 3 - Экстремальная. Практические испытания
Третья часть, самая экстремальная. В первых двух частях выяснилось, что одиночную видеокарту АА5 не так уж трудно запустить на обычном домашнем компьютере. Цена вопроса – легкая модернизация отдельного блока питания. Но.. Опять “но”. Появилась возможность приобрести сразу модуль, состоящий из двух QUANTUM 3D AALCHEMY 8164 и nVSensor post-processor. 16 графических процессоров! Но тогда для питания двух видеокарт потребуется уже 75 Ампер! При нестандартных 2,7-2,9 В.
Для таких токов вышеуказанная переделка неприменима. Во первых часть мощностей уходит на другие линии 5 В, 12 В, -5В, -12В. Линию 5В приходилось нагружать лампочкой, иначе все же возникал перекос напряжений и блок переставал правильно работать. А это дополнительные потери мощности.
Так же срабатывала защита от перегрузки. Короче говоря, требовалось получить от блока питания честные 75 А при регулируемом и стабилизированном напряжении 2,7-2,9 В. Вдвое больше, чем блок может дать. Но если по всем линиям блок питания способен выдать 400-480Вт, то почему нельзя заставить выдать всю эту мощь в одну линию? Можно.
Первоначальный план был таков. Отключаю все защиты и мониторинг всех напряжений. Выпаиваю все лишние детали. И заставляю блок работать только на одну линию. И честно выдавать все, на что он способен в ОДНУ эту линию с регулируемым напряжением 2,7-2,9 В. Такой разброс обусловлен тем, что есть две версии АА5. Есть с питанием 2,7 В , а есть и с 2,9 В.
Изучаю более подробно даташит на SQ6105. И разрабатываю пути отключения всех защит. Принцип прост. Надо обмануть SQ6105. В блоке есть так называемая «дежурка». Это независимый источник напряжением 5 В. От него питание идет на SQ6105, до включения всего блока питания.
Например, как отключить мониторинг 5 В? Подать на вывод SQ6105, отвечающий за этот мониторинг напряжение 5 В. А возьму я его с этой самой «дежурки». Мониторинг +3,3 В? Возьму с «дежурки» 5 В и с помощью резисторного делителя подам на SQ6105 требуемые 3,3 В! Единственно возникает проблемка с 12-ю вольтами. Но и ее я решил. Все равно, для питания компьютера с установленной АА5 я использую три блока питания. Возьму +12 В с любого из них.
То, что я делал, излагаю строго по пунктам. Переделывал я блок питания кодеген 480 Вт. Его я уже как только не модернизировал. Прост, без лишних наворотов. И надежен. Единственное слабое место – диодные сборки. Но их я давно поменял. После предыдущих переделок он имел такой вид.
Имеет схему очень близкую к этой:
Схема №1
Приступим.
1.Подключаю на выход блока питания нагрузку – лампочку 12 В. Провод PS-ON на землю это значит - зеленый и черный провода 20-ти пинового разъема закорачиваю скрепкой. Лампочка горит. Блок работает.
2. Отключаю БП от сети 220 В. (Нужно выдернуть провод питания из блока!) Это важно. Иначе удар током и, возможно, смертельный исход. С электричеством шутки плохи. Отключаю анализ SQ6105 плюс 5 В - перерезаю дорожку, идущую от вывода 3, SQ6105 (V5Вход напряжения +5V, схема 1), а сам вывод 3 соединяю пайкой с выводом 20 SQ6105 перемычкой или резистором 50-200 Ом (RR5 на схеме 1 ). Тем самым я отсоединяю SQ6105 от схемы блока питания и подменяю мониторинг выходных 5-ти вольт, пятью вольтами «дежурки». Теперь, даже если блок питания не выдает 5 В в нагрузку, SQ6105 считает что все нормально и защита не срабатывает. Готово.
Включаю БП в сеть для проверки, лампочка должна гореть.
3. Отключаю БП от сети 220 В. Отключаю определение SQ6105 плюс 3,3 В - перерезаю дорожку около вывода 2 и подпаиваю два резистора, 3,3 кОм от вывода 2 на корпус (RR7 на схеме 1 ), 1,5кОм от вывода 2 на вывод 20 (RR6 на схеме). Включаю БП в сеть, если не включается, надо подобрать резисторы более точно, что бы получить на выводе 2 +3,3 В. Можно использовать подстроечный резистор сопротивлением 10 кОм. После каждой переделки лучше проверять блок на работоспособность. Тогда в случае неудачи круг поиска ошибки сузится.
4. Отключаю БП от сети 220 В. Отключаю определение SQ6105 минус -5 В и - 12 В - выпаиваю R44 (около вывода 6), а сам вывод 6 соединяю с корпусом через резистор 33 кОм, точнее 32,1кОм (RR8 на схеме 1). Включаю БП в сеть, если не включается, надо подобрать резистор более точно.
5. Отключаю БП от сети. Отключаю определение 12 В. Для этого ищу вывод 7 SQ6105. Это вход 12 В. Если 12 В отсутствует – микросхема отключает блок питания. Смотрю по плате, от ноги 7 дорожка идет к резистору, обычно номиналом около 100 Ом. Выпаиваю ногу этого резистора – дальнюю от микросхемы. К выпаянной ноге припаиваю провод, к которому буду подавать 12 В с другого блока питания. В этом блоке 12 В взять негде, да и этот провод будет выполнять функцию дополнительной защиты и гарантии одновременной работы нескольких блоков. Для проекта нужно одновременное включение нескольких блоков питания.
6. Выпаиваю все диодные сборки. Это удобнее всего делать паяльником с отсосом. Выпаиваются сборки все вместе с радиатором, на котором они установлены. Откручиваю все сборки от радиатора и изучаю их. Мне надо набрать минимум 80А, причем обязательно одинаковыми сборками. Из выпаянного ничего не подошло. Но в запасах оказалось две сборки по 40А на 100 В. Устанавливаю на радиатор их обе и соединяю параллельно. Потом проводами соединяю их с контактными площадками линии 5 вольт блока питания. Провода должны быть как можно большего сечения. От 4-х мм2 подходящие к сборкам и 8 отходящие. Также все задействованные дорожки на плате начиная от трансформатора нужно умощнить. Либо напаять сверху провода, либо залить их припоем. А лучше и то и другое.
7. Теперь надо переключить выход усилителя сигнала ошибки и отрицательный вход компаратора SQ6105. Для этого ищем 16 (COMP) и 17 (IN) ноги этой микросхемы. (Это, собственно, сама стабилизация выходного напряжения).
И начиная от них иду по печатным дорожкам и сравниваю реальную схему блока с той, что имею. Дохожу до резистора, который соединяет 16 и 17 ноги с 12 В и выпаиваю его(R41 на схеме 2).
Схема №2
Нахожу резистор, который соединяет микросхему с 5-ю вольтами (R40 на схеме №2). Выпаиваю его. Затем измеряю его величину и впаиваю на его место переменный резистор немного большей величины. Естественно, предварительно выставив его на то же сопротивление. Впаиваю, конечно, не сам резистор, а провода, идущие к резистору. Сам же резистор вывожу на корпус блока питания в удобное место. С его помощью я буду регулировать выходное напряжение.
Отпаиваю все лишние детали (электролиты по всем линиям, кроме 5 В, дроссели магнитного усилителя 3,3В, если мешают детали линий -5В и -12 В) и провода идущие от платы вместо них впаиваю два провода сечением 4 мм2 на выход 5 В и общий. (На фото это толстые акустические провода). Лучше выходные провода продублировать. Сечение 4 мм маловато. Провод может греться.
8. Нагрузку (лампочку 12 В 20 Вт) подключаю к выходу БП. Включаю БП в сеть. PS ON на землю. Блок должен работать. Значит, ничего лишнего я не выпаял.
Измеряю тестером напряжение на лампочке и регулирую переменником напряжение до требуемого значения 2,7 В или 2,9 В. Все получилось. Осталось совсем немного работы.
9. Теперь надо переделать дроссель групповой стабилизации на более высокий ток. Сечения сердечника дросселя вполне достаточно. Недостаточно сечения проводов. Все-таки расчетный ток обмотки 40 А а будет до 75 А!
Выпаиваю дроссель и нахожу на нем обмотку 5 В. Это два или три провода диаметром 1,5 мм. В моем случае это два провода.
Сечение этих двух проводов 3,54 мм2. Расчетный ток 40 А. Для величины 80 А нужно удвоить сечение. У меня в наличии оказался провод диаметром 1,77 мм. Для того, что бы набрать требуемые 7,08 мм2 потребуется три провода (не путайте сечение с диаметром!)
Сматываю с дросселя групповой стабилизации все обмотки. Количество витков 5-ти вольтовой обмотки считаю. 10 витков. Наматываю новую обмотку на тор магнитопровода тремя проводами одновременно. Для этого удобно отмерить сразу требуемую длину проводов, аккуратно сложить их полосой и с помощью двух пассатижей скрутить концы. Тогда мотать будет намного проще. Витки всех трех обмоток должны быть строго одинаковы.
В процессе намотки я решил для лучшего сглаживания пульсаций использовать два таких дросселя. Для второго я выпаял дроссель с убитого блока питания и тоже перемотал его. В принципе, это не обязательно. В первоначальной схеме используется два дросселя. Второй – просто несколько витков провода, намотанные на столбик. Сердечник слишком мал для 3-х проводов. Вот я и решил поставить два одинаковых.
Первый дроссель я впаял на место дросселя групповой стабилизации в контактные площадки +5 В. После него поставил электролитический конденсатор 4700 мкФ на 25 В, далее второй дроссель (он встал на место освободившееся от выпайки конденсаторов (по линии 5 В я их тоже выпаял, мне показалось, что они недостаточной емкости). Припаял я его к площадкам следующего дросселя. Стоял там маленький, невзрачный. Его убрал, отверстия рассверлил и впаял новый. А на выход этого повесил два электролита по 10 000 мкФ 25 В. Ток увеличился вдвое, поэтому и емкость электролитов следует увеличить. Тут чем больше, тем лучше. Также их неплохо зашунтировать керамическими конденсаторами емкостью 1-10 мкФ. Это для более качественной фильтрации по высокой частоте.
Электролиты такой величины на плате не убрались, и я их прикрепил к корпусу блока питания и проводами соединил с печатной платой. Провода должны быть приличного сечения. Не менее одного миллиметра квадратного.
Для улучшения охлаждения сделал новую крышку на блок питания из перфорированной стали и на нее прикрепил вентилятор 120 мм. Его присоединил к проводам, подающим 12 В от второго блока питания.
Для контроля выходного напряжения захотелось сделать встроенный вольтметр. Проще всего для меня поставить стрелочную головку. Головки номиналом 4 В я не нашел. Нашел какой-то странный прибор. Что он мерил - не знаю. Но все стрелочные головки - это микроамперметры. А из них легко сделать вольтметр, поставив гасящее сопротивление. Так я и сделал. Последовательно головке включил переменник на 33 кОм. Собрал: получилось довольно прилично.
Соединил два блока (со второго беру 12 В для работы первого, иначе блок не заведется см. п 5). На второй в качестве нагрузки присоединил лампочку. Блоки без нагрузки включать не рекомендуется. Разложил все на любимой табуретке и понял, что нечем нагрузить новый суперблок. Вспоминаю физику.
Согласно закону Ома I=U/R, отсюда R=U/I
I – ток, А
U – Напряжения, В
R – Сопротивление, Ом
При токе 75А и напряжении 2,7 В сопротивление нагрузки должно быть равным 0,036 Ом. Обычные мультиметры такие сопротивления измерить не могут. Не рассчитаны. Что ж, опять вспомним физику.
R=ρ* L/q
R – Сопротивление, Ом
ρ – Удельное сопротивление для меди равно 0,0175
L – Длинна проводника в метрах
q – Сечение, мм квадратные
Из проводов у меня есть витая пара. 24AWG . Такой калибр соответствует сечению 0,205мм2. Там восемь таких проводов. Четыре провода – 0,82 мм2. Восемь – 1,64 мм2.
Сразу на 70 А включать я не решился. Начнем с 35 А.
Рассчитываем:
сечение беру 4-х проводов, длина получилась 3,6 метра.
Итак, половина жил 3,6 метра, сопротивление 0,0771 Ом, ток 35А.
Все восемь жил, 3,6 метра, сопротивление 0,038 Ом, ток 71 А. Вообще должно быть 70А. Но при расчетах я округлял. Сразу выходит две нагрузки.
Подсоединяю сначала половинную нагрузку. Включаю. Блок заработал. Напряжение немного просело. Но я его подрегулировал переменником. Пока возился, провод нагрелся: 95 Вт тепла!
Теперь соединяю все восемь: ток достиг значания 70 А! Включаю – все работает!!!
Только опять немного просело напряжение. Но это не проблема – у нас есть регулировка.
Только нагрузка сильно греется - не могу провести длительное тестирование. Через секунд 15-20 изоляция делается мягкой и начинает «плыть».
P.S. В моем случае почему-то не срабатывала защита от максимального тока в нагрузке (защита от короткого замыкания). Причину не знаю. Но если такое случиться, то эту защиту можно подкорректировать. Нужно уменьшить сопротивление R8. Чем меньше сопротивление, тем на больший ток защита будет срабатывать.
Блок питания готов. И можно было бы подключать АА5 и наслаждаться. Но... Как всегда. Покупка с E-Bay еще не приехала:(
Подробно об этом - http://www.hwp.ru/Technologies/Heavymetal/index.html
Подробно о VSA-100 - http://www.hwp.ru/Technologies/Voodoo.4/index.html
Что такое API - http://ru.wikipedia.org/wiki/API
Glide - http://ru.wikipedia.org/wiki/Glide
Обсуждение данного материала ведется в специальной ветке нашего форума.
