Microelectronica | Sursa de Alimentare pentru Microcalculator cu Z80

Sinopsis

Fiindca sursa de alimentare de la microcalculatorul cu Z80 construit in 2009 prezenta cateva probleme in practica, am decis sa o revizuiesc si cu ocazia asta sa o transform intr-un proiect separat. Astfel dintre problemele existente pot aminti:

  • utilizarea unui releu de comutare intarziata a tensiunii de alimentare a placii de baza de tip non-standard -- care s-a si defectat intre timp, avand peste 30 de ani vechime
  • trasee prea subtiri pentru barele de forta +5 V si +12 V
  • pad-uri prea subtiri pentru terminalele puntilor redresoare

Am corectat erorile respective si am adaugat in plus un LED pentru semnalizarea tensiunii de alimentare a placii de baza, comutata de releu. De asemenea am reconfigurat parte din trasee si le-am marit grosimea unde era necesar. Ca si pana acum, sursa este capabila de a furniza tensiunile urmatoare:

  • +12.0 V / 1.5 A (max) -- alimentare instantanee pentru discul dur
  • +5.0 V / 1.5 A (max) -- alimentare instantanee pentru discul dur
  • +5.0 V / 1.0 A (max) -- alimentare intarziata pentru placa de baza

Drept regulatoare pentru tensiunile necesare discului dur am folosit circuite integrate liniare astfel: MA7812 fabricat de Tesla pentru bara de +12 V si M323 fabricat de IPRS pentru bara de +5 V.

Pentru ca sursa de tensiune sa poata debita tensiunile si curentii sus-metionati, am nevoie de un transformator de retea cu urmatoarele specificatii.

  • Primar: 230 Vac
  • Secundar #1: 13 Vac / 3 A
  • Secundar #2: 7.5 Vac / 3 A

In ceea ce priveste modul de constructie al transformatorul de retea, am ales sa fie de tip toroidal. Se observa din specificatii ca este supradimensionat pentru aplicatia prezentata. Dar ceea ce urmaresc este o functionare cat mai rece a sursei de alimentare.

Voi folosi aceasta sursa pentru proiectul Microcalculator Zeta2 proiectat de Sergey Kiselev, asamblat si prezentat de mine in sectiunea Microelectronica Digitala, accesibil din pagina principala a site-ului.

The power supply of the Z80 microcomputer that I have built back in 2009 had some design and execution problems. Thus I have decided to revise it. With this occasion I have moved it to a separate project. Thus from the existing problems I can recall:

  • using of a non-standard delayed power relay -- which became defective, being over 30 years old
  • too thin tracks for +5 V and +12 V power rails
  • too thin pads for the leads of the rectifier bridges

I have corrected the respective errors and I have added an LED to signal the presence of the delayed main board power supply. I have also reconfigured the printed circuit tracks and increased their width where appropriate. As before, the power supply is capable of delivering the following voltages:

  • +12.0 V / 1.5 A (max) -- instantaneous power for the hard disk drive
  • +5.0 V / 1.5 A (max) -- instantaneous power for the hard disk drive
  • +5.0 V / 1.0 A (max) -- delayed power for the main board

As regulators for the voltages required by the hard disk drive, I have used linear integrated circuits as follows: MA7812 produced by Tesla for the +12 V rail and M323 produced by IPRS for the +5 V rail.

For the power supply to be able to deliver the voltages and amperages mentioned above, I need a power transformer with the following specifications.

  • Primary: 230 Vac
  • Secondary #1: 13 Vac / 3 A
  • Secondary #2: 7.5 Vac / 3 A

Regarding the construction of the power transformer, I have chosen a toroidal type. From the specifications above, one can observe that the transformer is overrated for this application. But what I am aiming is that the power supply will run as cold as it could.

I will use this power supply for the Zeta2 Microcomputer designed by Sergey Kiselev, built and presented by me in the Microelectronica Digitala section, accessible from the main page of this site.

Schema

In continuare schema electrica principala actualizata a sursei de alimentare (dati click pe schema pentru a mari imaginea).

Next up comes the revised electrical schematic of the Z80 microcomputer power supply (click on the schematic to enlarge the image).

Fig. 1: Schema electrica de principiu a sursei de alimentare pentru microcalculatoare cu Z80.
Electrical schematic of the Z80 microcomputer power supply

Fig. 2: Cablajului sursei de alimentare pentru microcalculatoare cu Z80 -- fata TOP.
Printed circuit tracks for the Z80 microcomputer power supply -- TOP layer.

Fig. 3: Cablajului sursei de alimentare pentru microcalculatoare cu Z80 -- fata BOTTOM.
Printed circuit tracks for the Z80 microcomputer power supply -- BOTTOM layer.

Fig. 4: Simularea cablajului sursei de alimentare pentru microcalculatoare cu Z80 -- fata TOP.
Simulation of the printed circuit board for the Z80 microcomputer power supply -- TOP layer.

Fig. 5: Simularea cablajului sursei de alimentare pentru microcalculatoare cu Z80 -- fata BOTTOM.
Simulation of the printed circuit board for the Z80 microcomputer power supply -- BOTTOM layer.

Cablaje (PDF)

In caz ca doriti sa construiti aceasta sursa de alimentare, pun la dispozitia dumneavoastra cablajul pe care l-am proiectat la scara 1:1, in format PDF. Toate fisierele contin cablajele in oglinda.

Click pe numele fisierului dorit pentru a-l descarca.

In case you want to build this power supply, here is the printed circuit scaled 1:1, in PDF format. All files contain mirror printed circuit tracks.

Click on the desired filename to download it.

Fotografii

In aceasta sectiune gasiti fotografii ale proiectului.

In this section you will find pictures of the project.

Cablajul sursei de alimentare -- fata TOP.
Printed circuit board for the power supply -- TOP layer.

Cablajul sursei de alimentare -- fata BOTTOM.
Printed circuit board for the power supply -- BOTTOM layer.

VER. 1.2 REV. B versus VER. 1.3 REV. E. -- fata plantata
VER. 1.2 REV. B versus VER. 1.3 REV. E. -- component layer

VER. 1.2 REV. B versus VER. 1.3 REV. E. -- fata cablata
VER. 1.2 REV. B versus VER. 1.3 REV. E. -- tracks layer

Sursa de alimentare finalizata.
Completed power supply.

Fata cu lipituri.
Tracks and soldering layer.

Detaliu condensatori de filtrare Vishay BC.
Detail of the Vishay filter capacitors.

Detaliu circuit de intarziere cu releu si conectori pentru regulatoarele de forta.
Detail of the relay delayed power and power voltage regulators connectors.

Sursa de alimentare finalizata si cu distantiere hexagonale prinse in suruburi.
The completed power supply has hexagonal spacers fixed in M3 screws.

Detaliu.
Detail.

Testare burn-in cu un hard disc IDE de 40 Mb.
Burn-in testing with a 40 Mb IDE hard disk.

Am montat definitiv si radiatorul cu regulatoarele de forta.
I have finally installed the heatsink with the power voltage regulators.

M323 (LM323) si MA7805 (LM7805K).
M323 (LM323) and MA7805 (LM7805K).

Vedere din alt unghi.
Seen from another angle.

Impreuna cu microcalculatorul Zeta2.
Together with the Zeta2 Z80 microcomputer.

Transformatorul de retea.
The power transformer.

Toate subansamblele microcalculatorului.
All sub-assemblies of the microcomputer.


Va multumesc pentru interesul acordat acestui site.
Thank you for your interest in this site.
 

Copyright © 2004- Alexandru Groza
Toate drepturile rezervate.
versiune 1.2 | revizie G