為CD-ROM設計專屬電源文、圖/David Lin |
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我們來談些基本的電源電路打從多媒體電腦興起後，CD-ROM已經是個人電腦的標準配備了，大約短短三、四年的光景，便進化到40餘倍速。目前個人電腦的生命週期約為兩三年-倒不是品質有問題，而是大環境跑的快，三年前的486DX-100現在拿來玩Game都不行！新一代的文書處理器更跑不動，只有報廢一途或者捐給一些偏遠地區的小朋友，作為教學之用。 倘若閣下手上有退役的舊CD-ROM，且具有面版播放功能者，可以參考一下本文，自行DIY一台CD PLAYER！ 請先檢查一下；您的CD-ROM必須有下述功能：
如果沒有-特別是前兩項，您大可去買台最快最新的；然後讓目前在用的CD-ROM提前退休。 供應CD-ROM的電源是標準的12V/5V直流電，一般耗電量會印在外殼上與說明書中，但也有些廠牌欠奉，不過無妨，可以略為估算。 越快速的CD-ROM，其耗電量越大，特別是12V的部份，因為轉動馬達與驅動伺服線路多用12V的電源，鄙人的24X CD-ROM耗電12V/1.5A，5V/0.6A，各位如找不到自己CD-ROM的規格標示，可參考此一標準。5V電壓大部份是供給數位線路用的。我在本次僅提供最簡單的作法，有心的朋友可以發展閉迴路控制等高階線路。 首先請看CD-ROM的背面，找到其標準的電源接頭，由右到左分別是+12V(黃)、0V(黑)、0V(黑)、+5V(紅)。各位可用一般的電腦內部電源線來作改裝，接在未來的獨立電源上。 在找到類比訊號的輸出端-也就是一般接到音效卡上的四芯線，中間是兩芯地線，兩旁是左(L)右(R)聲道。在CD-ROM上應該都有十分清楚的標示，朋友們可自行參照。類比訊號的輸出十分簡單，只要原CD-ROM外接的音源線，剪去一頭(音效卡端)再焊上兩只RCA座便可。 接下來便是製作電源7805&781278XX算得上是最常見的穩壓元件，方便、簡單、價格廉宜是它們的優點，但在發燒友的眼中，有時卻嫌其效果不佳，特別是有燥音的問題，被評到一文不名。 不過在眾多電子儀器中，甚至是以安全控管嚴格的飛航器儀電中，都可見其蹤影；卻不見有任何問題。我個人對此的看法是：非戰之罪！ 若透過認證管道去取的相關零件-也就是要OEM的出廠文件與出示品質保證；比方說是Motorola，它對MC7812ACT的美國本土報價是$0.84美元(單顆、折台幣約27元)、$0.41美元(1000顆、折合台幣約13元)，以此價格購入，可以得到品質相當的零件。按價面看來，好像與台灣市價差距不大，如果是這樣，進口商、代理商、大盤、中盤、批發、零售賺什麼？ 在價格取向的市場裏-特別是台灣，”參考”OEM原廠線路與特性的78XX便大量的在台灣、馬來西亞、大陸等地區生產與傾銷了。有些時；某些代工廠也會將剩料與次級品以庫存料價批出，如此種種；成就了不少東南亞、台灣、大陸的廉價電子商品，也讓學生族有充裕、價廉而商家仍能獲利的電子零件。但是在品質上，只能碰碰運氣，約在堪用的標線上搖擺，若說要精良、十分接近原廠數據，非直接訂購不可。我曾為某專案購入大量的7824，便宜卻不知來自何方，其中有1~2%的輸出電壓是9V！ 所以；78XX本來便是一廉價與性能可以的產品，別太苛求它，再則在台灣市場裏，這種用量大、價錢低的商品，OEM/A級品是難求的，兩者加乘的結果；只讓消費者把78XX越評越賤。但如果能好好的運用在適當的地方，其穩壓的效果還是很好的。 以MC7812ATC來說；Vin的電壓最小要有14.8V，最高不可超過35V，最大輸出電流為1.5A。一般78XX的穩壓元件，會要求Vout與Vin的電位差在1.7V以上方會正常運作，我保守一點，各位最好提高到有3V的壓差。故如要7812工作良好，Vin最好有15V以上，7805則最少要供給8V。 順道提一下；台灣的變壓器也很菜！特別是零售給學生的X牌，所標的數據約只有實測的60%~70%，壓降的比率嚇人，各位如要採用12VDC/1.5A的穩定輸出，最好變壓器要有15VAC/2A的能力。
(圖一 這是原始又簡單的運用電路，又恰好可用在許多CD-ROM的供電上，7812/7805 in、out腳位上的0.1uF電容器是為了減少燥音與可能感染的高頻雜訊，Film(薄膜電容)、Multi-Layer(層積電容)等大部份高頻響應良好的都可以運用，Vout並上的電解電容器是為了降低輸出阻抗。在7812/7805上一定要加上散熱片，特別是7812的散熱片要大些。 以我手上的24X CD-ROM來說，標示的電流是12V/1.5A、5V/0.6A，而實測的結果12V的耗電量並沒有那麼兇，CD在正常運轉時約耗電0.4~0.6A，只有在CD-ROM的馬達啟動加速旋轉時，瞬間測得接近1.2A的用電量。 依照推測，速度較低的CD-ROM；如20~4倍速，它們的12V電流需求量可能較少。但凡事都沒有絕對，若真有對電流需求更大者，可用下例線路。
(圖二) MJE2955是TO-220包裝的PNP功率晶體，使用上比TO-3鐵殼的方便些，而最高Ic可達7 A，用在驅動小型馬達是十分輕鬆的。圖中的接法會讓MJE2955形同大電流通路-一個7812的Current Booster，5 ohms電阻便是作為啟動MJE2955之用。 當7812的輸出電流是在120mA以下時，所有輸出電流都是通過7812本身的，但如超過120mA，則會在5 ohms電組兩端產生0.6V的電位差，正好是PNP的Vbe啟動電壓，故更高的電流輸出便會透過MJE2955輸出，如此這般；便可造就輸出超過1.5A的穩定電壓源。不過在實作時，7812是不會乖乖地過120mA便啟動MJE2955，且兩者的分電流量在小電流輸出時會不太穩定，如要較精確地控制7812與MJE2955的電流分量，那就必需加上兩只電阻；如圖(三)所示，R1與R2的比值，決定了7812與MJE2955的輸出電流比： R1/R2 = 7812(Iout)/MJE2955(Iout) R3的作用與數值是為了…..讀者們的家庭作業，請諸位告訴我。
(圖三) Current Booster還有一種常見的接法，採用MJE3055，當然；閣下要用2N3055也可以，我只是貪圖TO-220電晶體的接腳方便。圖(二)5V部份中7805只管供應穩定的電壓與小額的電流(Ib)給MJE3055的基極，輸出電流則有 Ie = Ib(1+hFE)，如此假設MJE2955的直流電流放大率hFE為20，負載電流為3A；則7805的供電量約為：3/(20+1) = 0.142(A)，作為MJE3055的Ib，剩下的事由3055一肩挑起。 7805的第二腳接一只二極體，是將零電位提高0.6V，用來補償3055通導時Vbe的損失。 圖(二)12V與(圖二)5V線路是同宗兄弟，操作表現上略有不同，諸位朋友不妨自行實驗思索其異同優缺。 LM317TO-220包裝的LM317T也是極普遍的零件，在音響界也常被使用，或許可以說；它比78 XX吃得開些，哈哈。Lm317T的Vout與Vin的電壓差最小需要有3V，最大可達40V，而輸出電流最高可達1.5A，Pmax(真不知要翻譯為何；@#損耗)為20W， 使用時要注意： (Vout-Vin)×Iout≦20W 而輸出電壓的值(Vout)約為： 1.25×(1+R2/R1) LM317的電壓可調特性，令其有很廣範的運用空間，在CD-ROM的供電上，電路設計如下圖
(圖五)
(圖六) R2採用可變電組，讓諸位有些電壓變化的空間。如果有更大的電流需求，則一樣可採電流加強的接法：
(圖七)
(圖八) 別忘了加散熱片！我要在此小小的一角野人獻曝：凡IC套裝的穩壓、恆流元件，如要減少燥音雜訊與不穩定性，別讓它們發燙！因為如果它們腦袋發燒，必會讓閣下聰敏的耳朵難過。 基本電源電路介紹完畢，裝上簡單的開關與RCA訊號輸出座後，一台價廉值精的DIY CD PLAYER便完成了！但聲音的品質可是一點也不開玩笑，足以輕鬆掃倒不少萬元以下的CD機，如再加上一級優良的放大器調音(CD-ROM的訊號輸出很小，約在20mV~50mV的水準)必然潛力無窮，或可挑戰高價轉盤！！ CD-ROM的改裝空間還有許多，加個DAC、十倍放大器，或將電源線路昇級、加裝控制介面等等，諸位快把要報廢的老東西請回來吧！ 其中還有許多樂趣等待您們開發，說不定有令人震驚的結果。 後記:
(圖九) 這是我最後交給廠家生產的電路板線路，與上述的大同小益。板子的大小刻意作成市售小型洞洞板一般大小，這樣可方便喜歡改機或自創新招的朋友；另請有意嘗識改良線路的朋友在電源輸出的地方盡量採用2.54mm的標準插座，這樣可方便拆換。 對了，曾有朋友反應，某些高速(40X)CD-ROM會在運轉時莫名地引發高頻振盪，請各位注意此點。 CD-ROM Conversion零件表
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