Egy ideje már dolgozom a C64 PSU+ nyomdokain az Amiga PSU+ tápegységemen is, amit most, néhány hónapnyi kísérletezgetés után sikerült befejeznem. Ez egy alapvetően Mean Well RT65B alapokon nyugvó példány, így a központi kapcsolózüemű áramköri részt most nem én készítettem, az gyakorlatilag egy kész termék. Ellenben, hogy feljavítsam, készítettem hozzá egy több lépcsős ripple-noise-EMI zavarszűrő áramkört, amely amellett, hogy mindhárom feszültségágat külön-külön kezelve szűri és simítja, egy ún. crowbar-jellegű zéner diódás túláram és túlfeszültség védelmet is tartalmaz, szintúgy háromfelé szeparálva.
Zajszűrés
Először is, a zajszűrő áramkör: a Mean Well (és a többi gyártó) kapcsolóüzemű tápegységei bár ipari-orvosi besorolást kapnak, a működési elvükből fakadóan rendkívül magas a ripple-noise, azaz a jel-zaj értékük. Ez az olyan szenzitív, analóg felépítést követő áramköröknél, mint az Amiga 1200 interferenciát, zajt, hullámosságot és hasonló, akár szemmel látható problémákat (szemcsézettség, csíkozódás, kép- és hangproblémák) is okozhat a videó-audió és egyéb áramköri elemekben, sőt!
Alkalmanként instabilitást és fagyást is generálhat. Ez az érték az RT65-B datasheetje alapján 80-120 mVpp (millivolts peak-to-peak: azt a teljes feszültségtartományt jelenti, amelyet egy jel bejár a legnegatívabb csúcstól a legpozitívabb csúcsig, tehát a zaj interferenciát mutatja) körül alakul az adott feszültség-ágtól függően, ami elég magasnak számít. Ezt az értéket sikerült nagyjából 85-90%-ban lecsökkenteni egy hosszabb, több revíziót és verziót megélt tervezési nirvána után. A méréseket szkóppal végeztem előtte-utána és terhelés közben is, így konkrét képet kaptam arról, hogy a saját Amiga 1200-asom alatt hogyan teljesít ez az áramkör valójában. Négy változat készült, végül az 1.4-es nyerte el a végleges formáját.
Hogy működik ?
Na, de hogy is működik ez a gyakorlatban? Anélkül, hogy a jelfeldolgozás mélyébe mennénk, a lentiekben nagyvonalakban összefoglalom, mi is történik, miután a tápegységből a kimeneti feszültségeket (+5V, +12V, -12V az áramköri IN csatlakozójába vezetem). A lentiek mindhárom feszültségágra igazak.
- A befolyó áram egy biztosítékon halad át (ennek fontos szerepe lesz a későbbiekben a védelemnél), amely után egy adott teljesítményű ferritgyöngy és egy kerámiakondenzátoron folyik át. A ferritgyöngyök a nagyfrekvenciás zajokat csillapítják, a ferrit elé tett kerámiakondenzátor pedig a nagyon gyors tüskéket már a belépésnél levágja, hogy a ferrit hatékonyabban dolgozhasson.
- Az LC szűrő részben (az L1-L3 toroid induktorok, valamint párjaik, a Low ESR C1, C3 és C5 elektrolit kondenzátorok) a tekercsek kapcsolóüzemű zaj fő sávját (a tíz-száz kHz tartományzt) törik meg, az 1000nF-es LOW ESR elkók pedig a maradék alacsonyabb frekvenciájú hullámosságot nyelik el (kis soros ellenállás, alacsony ripple)
- A párhuzamosan kötött kerámia kondik a jel közép-magas frekvenciáját szűrik meg (ahol az elkó már induktívabb), így széles sávban lesz kicsi az impedancia
- A zéner diódák (clamp) és a mellettük levő soros ellenállások normál üzemmódban ugyan némák, de túlfesz-tüske esetén gyorsan lefogják a feszültségcsúcsot, a soros ellenállás pedig védi a zénerdiódát az nagy impulzus áramtól
- A kétoldali GND-layer és a stitching via-k rövid visszavezetési utat és alacsony parazita impedanciát biztosítanak, ami kevesebb zajt, hurkot és stabilabb szűrést eredményez
- A toroid tekercsek és az árnyékolt layer alatta nem szór a környezetre, a réz keepout-tal elkerüli a közeli örvényáramokat/kapacitív csatolást, ezáltal szintén hatékonyabban működik.
A szűrőlánc
Ezek együttesen egy többlépcsős szélessávú szűrőláncot adnak: tüskevágással, csillapítással, ripple csökkentéssel, nem beszélve a biztonsági túlfesz-túláram védelemről. Utóbbihoz szükséges a zéner / clamp és a biztosíték páros – ugyanis ha túlfeszültség keletkezik a bemeneti irányból, a megfelelő teljesítményű zénerdiódák kinyitnak – ezáltal zárlat keletkezik az adott ágon, ami azonnal kivágja a hozzá tartozó biztosítékot és így gyakorlatilag megszakítja a kimeneti áramkört, ezzel védve az Amiga felé néző oldalt. Crude, but effective by it’s design – szokták mondani és tényleg az. Ha a biztosíték kiment, attól az áramkör nem megy tönkre, csupán a biztosítékot kell cserélni és feltétlen ellenőrizni a Mean Well oldalt, miért keletkezett ez a probléma. Megyjegyzés: magában a Mean Well-ben is van ugyan védőáramkör, így ez a védelem egy második vonal, ha az első kudarcot vallana.
… és a külső burkolat ?
Ahogy a C64 PSU+ projektemnél, az Amiga PSU+ esetén is terveztem egy teljesen egyedi burkolatot, amelyben mindennek helye van. Öt panelból áll főleg azért, mert a Mean Well RT65-B-n található metrikus csavarlyukakat, furatokat vettem alapul és ehhez találtam ki egy biztonságos rögzítést. A doboznak van egy szellőzőrácsokkal ellátott talpa – a kit tartalmaz egy tartókonzolt magához a tápegységhez: ezt először az MW RT65-B aljára kell rögzíteni a megfelelő csavarokkal, majd az így egybeépített keretet már hozzá lehet csavarozni szépen a magasításokkal kialakított, ehhez tökéletesen, mm pontosan passzoló doboztalphoz.
A harmadik panel magához a szűrőáramkör elhelyezéséhez és rögzítéséhez szükséges: először a keretet rögzítjük a tápegységhez az oldalsó csavarokkal, majd a keretre kerül fel szintén 4 db csavarral maga az összeépített panel. A keret elég vastag ahhoz, hogy a panel alsó forraszpontjai, az alkatrészek lábai és a tápegység felső burkolata között 3-4mm távolság legyen, de ezt segítendő 300 mikronos mylar fólia is rögzíthető az aljához (nem szükséges és egyébként is, lefogja a levegőáramlást). Az utolsó darab maga a felső burkolat és benne a felső, 2mm-rel eltolt grillrács (direktben nem látsz bele a tápba, de a levegőáramlást nem akadályozzuk): ez tartalmazza a foglalatot, a kapcsolót, a kábelkivezetést, valamint a C= logót megvilágító LED megoldást. A burkolata maga abszolút biztonságos: ipari PETG-ből készült, sav, hő- ütésellenálló, masszív darab.
Ami a jó az egészben: a magyarországi Amiga communityben már előszeretettel használják többen ezt a zavarszűrőt – többek közt BSzili, aki a szuper Amiga játékportokat készíti – neki külön köszönöm, hogy első tesztfelhasználóm volt, Mári Zsoltinak pedig a másodikat 🙂 – mert úgy terveztem, hogy akár az eredeti Amiga tápegység házburkolatba is beleférjen (mármint, ha az eredeti nagy Amiga kockatáp burkolatába építesz Mean Well tápegységet. Az RT65-B nem minden gyári tápba fér bele (csak a nagyobbakba), de az RT50-B minden gond nélkül, és a szűrőáramkör természetesen azzal is kompatibilis. Ettől függetlenül, a panel külön is használható gyakorlatilag bármihez (amely +5V, +12V, -12V vagy ezek közül valamelyiket használja), nem szükséges hozzá ez az új ház, sem a MeanWell RT-65B.
Mérések, teszt
A tápot oszcilloszkópos és multiméteres méréssel, több órás teszt session-ok alapján teszteltem: a feszültségek meg se billentek, a fenti kialakítás kitartóan, hűsen és csendesen végezte a dolgát, bőséges tartalékkal a háttérben. Ez a tápegység 5A-re képes +5V-on, 2.8A-t biztosít +12V-on, és 0.5A-t -12V-on. Egy teljesen alap, ún. “bare” Amiga 1200-as számítógépnek elégséges az 1.4A 5V-on és a 0.1A a +12V/-12V ágakon. Ha fizikai HDD-vel és egyéb kiegészítőkkel rendelkezünk, ez az igény felmehet 1.8A-ig az 5V railen, sőt: akár 2.5A-ig is, amennyiben pl. egy 030/040-es turbókártyát is telepítünk a konfigurációnkba.
A legerősebb kártyák (a 68060-as Blizzardok, TerribleFire és társaik), illetve az extra hardverek/interfész adapterek esetén sem kúszik az áramerősség igény 3A fölé, így bőséges az RT65-B által nyújtott 5A az 5V-os logikai szekcióban. A +12V és -12V alapvetően a külső perifériák, valamint az audio áramkörhöz szükséges – nem számottevő a kapacitásigényük még boostolt setup esetén sem, előbbi az 1A-t, utóbbi pedig a 0.2A-t sem közelíti meg, itt szintén nincs ok aggodalomra. A fotókon a 11.51V ne adjon aggodalomra okot, 11.4V alatt sem lesz probléma és terhelés mellett ez az érték feljebb is kúszik.
Zárszó
Összességében tehát a fenti áramkörrel sikerült alaposan feljavítani és az Amiga 500-600-1200-asokkal szinte tökéletesen kompatíbilissé tenni ezt a tápegységet: a robosztus, letisztult kialakítás pedig tetszetős külsőt kölcsönöz. Ezt a kialakítást úgy terveztem, hogy DIY kit-ben bárki által megépíthető legyen. A szűrőáramkör összeépítése direkt THT alapú, hogy könnyű legyen felpopulálni akár egy kezdő forrasztási készséggel bíró egyén számára is. Az összeépítése nagyjából 25-30 perc, a tápegységé pedig további 1 óra, amelyhez semmi más eszközre nincs szükség, csak egy Philips fejű csavarhúzóra. Az egyetlen nehézség az 5pin Square DIN tápcsatlakozó megforrasztása – ehhez szükséges azért gyakorlat, hogy ne csak jó, de szép is legyen – megfelelő kézügyességgel 10 perc alatt elkészíthető, de ezt szívesen elkészítem én is, vagy segítek benne, pár hasznos tippel tényleg gyerekjáték ezeket a prémium anyagból készült csatlakozókat legyártani (a kínai vackokkal ellentében, mert az egy borzalom).
A burkolatot most is Sebesi Sanyi, alias Dester barátom nyomtatta/nyomtatja az általam készített modellek alapján – többféle színben is elérhető, kérhető. A komponenseket / DIY kitben tudom küldeni: minden komponens jól szitázott helyre kerül, a panel egyszerű összeépítést biztosít. A tápegység belsejében minden komponens minőségi alkatrészekből készül (Bourns, Yageo, Kemet, Indel, Taepo), a csatlakozók roppantós csúszósaruval, a kábelvégek pedig érvéghüvellyel ellátottak, ahogy azt ilyenkor szokás.
Ha bármi kérdésetek, kérésetek van, jöhet ide a kommenszekcióba, vagy az info@retroid.hu email címre. Köszi a figyelmet!
