Probando las fuentes de alimentación api3fs25 / 24R2639 12,2V 48A

Voy a probar un poquito la fuente…
Conecto dos resistencias de 1,1 Ohmios + 1,1 Ohmios en paralelo para que den 0,55 Ohmios y a su vez en paralelo de nuevo con otra igual. La resistencia total es de 0,275 Ohmios. A 12,2V circulará una corriente de unos 44A, cerca del límite de la fuente.
Uso treinta centímetros de cable de 6mm2 de sección para las conexiones de la carga.

Primera prueba, 12,09V medidos en la fuente y 43A (ó 42,9A incertidumbre de medida del amperímetro): 519,9 Watios!!!
42,9A midiendo en fuente

Segunda prueba, 11,97V medidos en la carga y 43A: 514,7 Watios en la carga. Tenemos 120mV de caida de tensión en los cables. A 43A son aproximadamente 5,2W de pérdidas que estarán usándose en calentar el cableado!!!
43A medido en carga

Ahora conecto las entradas SENSE- a GND y SENSE+ a +12V. Esto compensará los 120mV de caída y la tensión en la carga es ahora mas alta: 12,05V. Esto es importante para tener la tensión deseada justo en la carga, pero las pérdidas en el cableado continúan igual, ahora la fuente da 120mV mas que antes para compensarlas.
43A con SENSE

514 W son muchos watios, aunque las resistencias tienen circulación forzada de aire con un ventilador se calientan como una estufa: 209,9 Grados centígrados… y mas que mi termómetro no alcanza a medir:
Temperatura

También he observado que los cables estan a unos 35 grados y la temperatura ambiente es de 21 grados… ahí estan los 5,2W de pérdidas que medía.

Ahora conecto dos fuentes en paralelo y conecto el terminal CURRENT SHARE de una con el de la otra. 12,23V (se nota que trabajan mas descasadas) y 20A una de ellas, la mitad de la carga aproximadamente.
Dos fuentes A

La otra fuente entrega algo mas: 23,7A:
Dos fuentes B

Comprobado: las fuentes responden muy bien cerca del máximo de potencia. Una pena que no haya podido tenerlas unas horas probando, mi carga no soportaría disipar esa potencia durante tanto tiempo.

Usando una fuente de alimentación api3fs25 / 24R2639 12,2V 48A

Han caido en mis manos 4 fuentes de alimentación ACBEL modelo api3fs25 IBM P/N 24R2639 de 12,2V y 48A. Estas fuentes pueden proporcionar hasta 585W en una sola tensión de salida y son de calidad IBM (eran de dos servidores IBM Xseries x336). También pueden encontrarse en EBAY baratas http://www.ebay.es/sch/i.html?_from=R40&_trksid=m570.l1313&_nkw=api3fs25&_sacat=0
4 fuentes api3fs25

Para poder usarlas lo primero es analizarlas externamente… En una cara tienen un conector de aimentación para la entrada 220V con dos LED verdes AC y DC.
Parte trasera

En la otra un conector de flanco de tarjeta de doble cara con 20 contactos se señal y 6 contactos de potencia.
Parte delantera

Esta claro que será necesario buscar mas información para poder encenderlas al menos. Buscando api3fs25 y 24R2639 en google encuentro que son muy apreciadas como alimentadores para cargadores de baterías de RC:
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1005309&page=74

En www.rcgroups.com hay “algo” de información:
Fuente acbel

En principio la encienden conectando A8 con A10, pero otro autor usa A8 con B4: http://piercecollegefoundation.com/software/18539

¿Quien lo hace bien…? Porque yo he probado los dos métodos y funcionan!.

Vamos con un poco de ingenieria inversa, esta fuente es cambiable en caliente (HOT-SWAP) y ademas puede paralelizarse con otras (current sharing), o sea que será bastante complicadilla.
Lo primero es abrir la fuente para sacar un esquema parcial de las áreas que interesan:
Fuente abierta

El conector de flanco de tarjeta esta mayormente conectado a dos conectores J1 y J2 que unen la placa de potencia de la fuente con una pequeña placa montada perpendicularmente que contiene la elecrónica de control, regulación y protección.
Placa de regulacion

Esa placa contiene un PIC16F73, supongo que para controlar las funciones de diagnóstico. El controlador PWM es un UCC3895. También lleva un controlador para la conpartición de corriente (load share controller) uc3907.

Lo mejor es dessoldar la placa para poder hacer el esquema mas comodamente, aunque luego tenga que volverla a soldar en su lugar.
Placa dessodada

El borrador del esquema parcial de la zona digital de la placa es este (algun fallo en la polaridad de los transistores??? … es un borrador):
Zona digital

De este esquema se puede deducir que la fuente lleva varias entradas y salidas de diagnóstico y comunicaciones….
¿Era correcto conectar A8 a A10 ó B4 para encenderla? NO.
La conexión A8 es, efectivamente, la señal “Power ON”. Va conectada a una pata del PIC de uso general (Pin 28, RB7) y tiene un pullup (3K a +5V). En estas condiciones dejarla al aire introduce un 1 en el PIC y la fuente se mantiene apagada.
Introduciendo un 0 debería encenderse, comno así ocurre, pero ni A10 ni B4 son terminales de masa. B4 es SENSE- que es “casi” masa pero usarlo para encender la fuente introducirá un voltaje extraño en SENSE- y hará que varíe la regulación de tensión.
A10 es una entrada/salida de señalización, se pone a 0 cuando se enciende el LED verde DC de la trasera. Esta salida va conectada al colector de un transistor NPN y la base a la pata 17 del PIC (RB6) y un transistor NPN. Otro transistor enciende el LED verde. Para que el LED verde se encienda es necesario conectar un pullup externo, de forma que esta patilla acual como salida de señalicación y entrada para controlar el LED (si el PIC de la fuente lo permite).

La forma correcta de encender la fuente es unir A8 con B10.

B10 es GND, la misma GND que la del conector de potencia. El server identifica que la fuente esta conectada cuando ve esta conexión a masa.

B9 y B8 son salidas +5V VSB de 200mA. Estas salidas estan siempre presentes mientas este alimentada la fuente, aunque no este encendida.

A10 es la salida de la señal DC (igual que el LED trasero DC) y A9 es la salida de la señal AC (igual que el LED trasero AC)

A2 (pin 17 del PIC) y A3 (pin 16 del PIC) son ENTRADAS que indican a la fuente su posición en en server 00 la de la derecha y 01 la de la izquierda (visto desde la parte trasera del server). Sirven para seleccionar la dirección de la fuente en el bus I2C.

A4 (pin 22 del PIC) y A7 (pin 18 del PIC) son entradas /salidas de control (A4 podría ser /RESET) conectadas a la lógica del server.

A5 (pin 14 del PIC) y A6 (pin 15 del PIC) son SCL y SDA respectivamente. Posiblemente un SMBUS basado en I2C que se suele usar en el control de energía de los ordenadores. He probado a interrogarlo con el BusPirate y ha respondido a una direccion, que dependiendo del estado de A2 y A3, es: (en binario 001000A2A3) o sea e 0x20 a 0x23.
Esto solo si se mantiene A4 a 0, si se pone a 1 responde también a otra dirección: (en binario 010100A2A3) o sea e 0x50 a 0x53.
No he conseguido que esa dirección me responda a ningún comando, posiblemente el protocolo usa PEC, un chequeo de integridad de mensajes basado en CRC8 y yo no estoy enviando mensajes válidos…

B1, B2 y B3 van en paralelo en las dos fuentes que montanlos servers, son salidas de estado en colector abierto. La B1 se pone a 0 cuando la fuente arranca, y continua a 0 hasta que se quita tensión. Poniendo A4 a 0 se apaga (es A4 algún tipo de RESET?). No he investigado mas.

Este es el PINOUT del conecor de flanco de tarjeta, y del conector ICSP para programar el PIC:
Pinout API3FS25

La parte analógica es bastante compleja y solo he obtenido el esquema de la parte que me interesaba para la regulación de tensión.
Regulación de tensión

En los foros de RC he leído acerca de métodos para variar la tensión de salida (que funcionan) pero ¿son adecuados?.
Variar la tensión en www.rcgroups.com
Variando la tensión

Para aumentar la tensión de salida recomiendan conectar una resistencia de 33K entre dos puntos determinadados (color verde en la imagen).
Según mi esquema eléctrico estos puntos corresponden a los extremos de la resistencia de 6K (que puede verse en el esquema rotulada como 76b). La resistencia de 33K quedararía en paralelo con esta de 6K resultando una resistencia equivalente de 5,07K. Con el potenciómetro el mínimo (máxima tensión) la salida sería de 14,5V.
Esto es correcto, es la forma adecuada de aumentar el máximo de la tensión de salida. No se verá afectada la calidad de la regulación, aunque hay que tener en cuenta que los condensadores de la fuente son de 16V y estaríamos bastante cerca del límite de trabajo y se acortará su vida útil.
Para disminuírla recomiendan conectar una resistencia de 10K entre la pata 10 del UC3907 y un extremo del potenciómetro de regulación de tensión. Aunque funciona esto no es correcto porque la pata 10 del UC3907 es la alimentación del mismo, que viene de otra sección de la fuente de alimentación. Estamos introduciendo en el circuito de regulación de una fuente una tensión proveniente de otra fuente por lo que van a interferirse. Variará la tensión de salida al variar la tensión de la fuente interna, cuando deberían ser independientes entre si.
La forma correcta de disminuír la tensión mínima de la fuente es sustituir el potenciómetro de 500 ohmios por otro de otro valor. Por ejemplo con uno de 10K se puede conseguir que la tensión mínima baje hasta 6,5V. Por desgracia las otras tensiones internas de la fuente también bajan y la fuente se vuelve inestable en estas condiciones, llegando a no arrancar. Pero 7,2V si es una tensión bastante baja a la que la fuente funciona bien.

Regulacion
Eliminando la resistencia SMD de 6K y conectando un potenciómetro de 10K con una pareja de resistencias en serie de 2K2 y 3K3 en los puntos que se ve en la foto se consigue una variación de tensión de 6,13V a 13,57V.

A1 sirve para que las fuentes se coordinen en la corriente que entregan cuando se ponen en paralelo “current share”. Si se van a conectar varias fuentes en paralelo hay que conectar entre sí todas las trata de unir todas las conexiones A1 de todas las fuentes. De esta forma se coordinan y si una tiene algunos milivoltios mas de regulación de tensión no entrega mas corriente, sino que la demanda de corriente se balancea autmáticamente entre todas las fuentes. Este trabajo lo controla el integrado UC3907.

A4 y A7 son SENSE- y SENSE+. Si no se usan no pasa nada, estan conctadas iternamente a GND y +12V mediante series de resistencias de 10 ohmios. Pero si queremos tener un control preciso de la tensión en el punto de conumo debemos unir SENSE- con GND y SENSE+ con +12V justo en el punto de consumo (carga). Estas señales son las que realimentan al circuito de regulación de tensión y la fuente intentará mantener la tensión programada justo en el punto donde se conecten SENSE- y SENSE+ independientemente de la tensión de salida. De esta forma se compensa la caida de tensión en los cables.

He construido unos conectores de flanco de tarjeta macho con unos trozos de circuito impreso de doble cara y una fresadora de PCBs.
Conectores

Listo para probar:
Conectores listos

El esquema de prueba es este:
Esquema de prueba

Para probar la fuente “con chicha” dispongo de dos resistencias bobinadas de 2,2 Ohmios de unos cientos de watios. Conectándolas en paralelo tengo una resistencia de 1,1 Ohmios que a 12,2V son 11,09A, pero tienen que disipar 135W !!!. Con un ventilador de PC ayudaré a disipar el calor para poder probar durante unos minutos…

Listo para jugar:
Probando...