※お断り

• 完全にに無保証です。自己責任にてお試しください。
• 私は電子回路に関しては素人です...。インターネット上の回路を参考にいろいろ試行錯誤しながら作っています。
  ひ、酷過ぎる？！って思われた方、どうか指摘してやってください。よろしくお願いいたします。(^^;;

目次

• 完全ファンレスEPS12V電源の自作

完全ファンレスEPS12V電源の自作

最近のパソコンは、ようやく省エネ志向になりつつありますが、それでもCPUやグラフィックスチップは相変わらず膨大な電力を消費します。
電源ユニットの方もそれに追従して進歩し、同期整流方式を採用した高効率タイプもよく見かけるようになりました。
しかし、幾ら高効率化しても、あの小さな電源ユニットのサイズではファンレス化は難しいようで、
まともに使えるファンレンス電源は一向に出てきません。(^^;;

これでは、幾らSSDを搭載し、巨大CPU＆GPUヒートシンクを搭載し、
ファンの回転数を最小に保ちつつ筐体内のエアフローをファンコントローラで制御したところで、無音PCにすることは出来ません。

PCの静穏化をすすめると、システム開発がはかどるのはもとより、コンポと光接続しPCを高級オーディオ機器にすることも可能になり、
さらには、かすかな効果音もかき消されることの無い臨場感溢れるゲーム環境をも手に入れることが出来るわけで、
なんとしても電源をファンレス化し、静穏化したいわけです。

そこで、以前よりATX電源は自作していましたが、制御回路が非常にまずかった(^^;;
ため、新たに作り直し、さらにEPSに対応できるよう+12Vを２系統搭載したEPS12V電源を作成してみましたので、ご紹介いたします。

特徴

• 総容量645W 完全ファンレス電源
• 産業用単電源（コーセルスイッチング電源）採用。PC用としては最高の電源品質を得ることが可能
• 単電源のため、負荷変動に非常に強い
• 各種安全機構（コールドスタート時の瞬間電源ONフィルタ回路、電源立ち上がり検出回路）搭載
• ちょっぴりかっこいいアルミケース入り（但し、250mm x 400mm 少々巨大）

外形

電源ユニットをPCに接続し、動作チェックをしている様子です。 フルタワーPCの横に並べると、いかに電源ユニットが巨大かがよく分かります(^^;;	天板を外した様子です。メイン電源４つに、スタンバイ・-12V電源がそれぞれ１つずつ納められています。 また、電源の横には制御回路と接続用端子台が収められています。
制御回路だけをクローズアップしたものです。この回路にはPS_ON/PWR_OK信号処理回路のほかに、 -12Vのスイッチ回路も同じ基板に実装されています。	電源ユニットを後ろから見た様子です。断面積2mm^2の単線が16本、それにスタンバイ電源や-12V、 制御信号用の電線が伸びている様子が分かります。写真で見ると分かりませんが、導体は銅でもかなりの硬さです(^^;;

使用パーツ一覧

電源ユニット周り

品名	型番	数量	備考
コーセル 単電源	PBA15F-12	1	PBAシリーズ単電源ユニット 12V1.3A
コーセル 単電源	PBA30F-5	1	コーセル PBAシリーズ単電源ユニット 5V6A
コーセル 単電源	PBA150F-5-R	1	コーセル PBAシリーズ単電源ユニット 5V30A リモコン付き
コーセル 単電源	PBA150F-3R3-R	1	コーセル PBAシリーズ単電源ユニット 3.3V 30A リモコン付き
コーセル 単電源	PBA150F-12-R	2	コーセル PBAシリーズ単電源ユニット 12V 13A リモコン付き
端子台	T20C-6	4	春日電気端子台 3.5mm 30A 6極
端子台	PT30	20	東洋技研 3.5mm 30A DINレール端子台（春日電気端子台 T20C-8 x2 + T10C-4 x1でもOK）
DINレール	FDR-100	3	タカチ電気 DINレール100mm（東洋技研 DINレール端子台を固定する際に使用。）
ショートバー	SB10-10	4	東洋技研 TP30用ショートバー（春日電気端子台使用時は適切なショートバーを用意すること）
アルミケース	SL177-26-43BB	1	タカチ電気 アルミフレーム H177xW260xD430 ブラック
アルミシャーシ	AC26-43	1	タカチ電気 SL177-26-43BB適合アルミシャーシ
アルミシャーシ	AC16-23	1	タカチ電気 PC内配線取り付け用
電線	-	15m	2.0mm 単線（2.0mm Fケーブルをばらして使用、なければ5.5mmより線でも可）
電線	-	少々	1.25mm より線（ACライン用）
電線	-	少々	0.8mm より線（信号線用）
ACスイッチ	-	1	ACライン ハードスイッチ用
ピンコネクタ	2極	4	コーセルリモコン接続用（コーセル純正品がベスト）
圧着端子	-	少々	私はニチフの100個パックを買ってきましたが、2.0mm単線に合う物であれば何でもＯＫ
激安PC用電源	-	1	400W〜500Wクラスで3680円くらいの超安物でＯＫ。 （ばらして電線とコネクタだけ引き抜いて使います。） 私はサイズのLiFE Powerをばらして使用しました（笑 勿論、自分で各種ハウジングやピンコンタクトを購入して圧着して作ってもＯＫ

• 端子台やアルミフレームは好みて選んでください(^^;;
• 電源はPBAシリーズよりもRシリーズの方が静かです(PBAシリーズはなぜか高周波音がします。
  （負荷をかけるとある程度収まりますが...）
• Rシリーズを使う場合、さらに奥行き100mm、幅100mmほど大きなケースを使用する必要があります。
• Rシリーズにはリモコン付きが無いかもしれません...
• 電源はコスモテック様から購入できます。

制御回路周り

品名	型番	数量	備考
カーボン抵抗	750Ω	5	LEDインジケータ不必要な場合は省略可
カーボン抵抗	470Ω	1
カーボン抵抗	4.7kΩ	3
カーボン抵抗	100kΩ	1
カーボン抵抗	10kΩ	1
カーボン抵抗	1.5kΩ	1
半固定抵抗	20kΩ	2
ダイオード	1N4148	3	1S2076Aでも可
電解コンデンサ	10μF	2
積層セラミックコンデンサ	0.1μF	2
MOS-FET	2SK2231	1
ヒートシンク	-	2	2SK2231、秋月SSR用ヒートシンク、小さい物でＯＫ （そもそも殆ど発熱しないが念のため）
CMOS-IC	74HC14	1	74LSシリーズ不可
TTL-IC	74LS00	1	74HCシリーズ可
LED	緑	6個	LEDインジケータ不必要な場合は省略可
フォトトランジスタカプラ	TLP521-1	1
SSR	秋月20A SSRキット	1	連動コンセント不必要な場合は省略可
基板	ICB-88G	1	好みの基板でＯＫ。エッジングで作るのもＯＫ
ICソケット	14 丸ピン	2	板バネでもＯＫ。省略可。
ICソケット	4 丸ピン	1	板バネでもＯＫ。省略可。
ジュラコンスペーサ	10mm	6	制御回路用４つ、秋月SSR用２つ
ネジ	-	少々	アルミシャーシ取り付け用

配線/回路図

電源ユニットと制御回路、EPS電源コネクタとの配線

制御回路の回路図

コールドスタート時に問題となる瞬間的にPS_ONが0になる問題は、コールドスタート時、
CRタイマで一定時間PS_ON信号を無視することで対処しています。 また、5V立ち上がり検出機能では、電圧を検出しても完全に立ち上がるまでPWR_OKを1にしないよう、CRタイマでPWR_OKの立ち上がりを遅らせています。
どちらも約0.3秒（ちょっとワンテンポ遅れる感じ）になるよう半固定抵抗を調整します。大体16kΩ〜18kΩ近辺がちょうど良いかと思います。
秋月SSRはこの回路には書いてありませんが、RC+とRC-を秋月SSRのDC入力にそのまま入れてください。
なお、-12Vスイッチ用の2SK2231、秋月SSRのトライアックは一応ヒートシンクを取り付け、放熱してください。
ちなみに、+5V検出回路の半固定抵抗の前にある4.7kΩ抵抗は省略不可です。
省略すると、電源をきってもいつまでもPWR_OKが1のままになってしまいます。

各種電源コネクタのピンアサイン

12V1はCPU+マザーボード、12V2はPCIExpress+Peripheral+S-ATAへ接続します。
決して12V1と12V2をショートさせ並列運転させようとしてはいけません。電源ユニットが壊れます。
なお、CPU電源が不足する場合、もう１つ12V3を用意し、これをEPS12Vへ接続するのも良いでしょう。

※注意！ATX12V規格では12Vは最低18A必要ですが、コーセル150W電源は13Aしか出せません。
よって過負荷には十分注意してください。
もしくは200W級電源に切り替えてください（コーセルの200W級電源がファン付きですので注意！）

調整

この制御回路は、VR1で、コールドスタート時PS_ON信号受付開始までの時間、
VR2で、+5V検出からPWR_OKを出力するまでの時間を調整することが出来ます。
目安としては、まずSB5V電源投入後、LED1が点等後、0.2秒〜0.3秒程度でLED2が点等するようにします。
その後、PS_ONをGNDへ落とし、LED3、LED6が点等することを確認後、+5Vを入力し、LED4が点等後、0.2〜0.3秒程度でLED5が点等するようにします。
これでOKです。なお、テストする際は安いACアダプタ等を使うことをお勧めします。
あまり何度もON/OFFを短時間で繰り返すのは電源ユニットに悪影響を及ぼします。

最後に

以上で、EPS電源は完成です。完全ファンレスの静寂製に慣れると、もうファン付きPCには戻れません(^^;;
HDDは騒音元になりますのでSSDを利用し、回転部は筐体内とCPUの12cmファンのみにしておき、
筐体にファンを４つ、CPUに１つファンを付け、全てを500rpm程度の超低速で回転させれば、本当の無音PCになります。
電源ユニットの制約で、強力なCPUやデュアルCPUといった構成にすることは出来ませんが、
この電源ユニットでも十分強力なワークステーションを駆動可能です。
私は Tyan Thunder n3600Bを超低消費電力版QuadCore Opteron1.9GHz (2347HE)、ファンレスGeForceFX8800GT、3ware 9650SE (2port)構成で使用中ですが、非常に良好です。

参考

やす坊さんのホームページ「やす坊のHOMEPAGE」
私が自作ATX電源に初めて出会ったページです。４年前、このページで初めて自作ATX電源を目にした時、とても感動でした。