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Wassergekühltes Netzteil

Die ersten Wochen lief der Rechner dann prime stabil ohne Probleme, arbeiten machte dann wieder Spaß... Nur Nachts, da war doch noch so ein deutliches Surren zu vernehmen. Der Netzteillüfter war auf einmal deutlich wahrnehmbar, obwohl der vorher in dem ganzen Raudau untergegangen war. Die Lämquelle mußte weg...

So, bevor ich hier jetzt weiterschreibe, einen warnenden Satz an diejenigen, die anhand der Bilder und der Texte dann meinen, es wäre was total Leichtes und das könnte jedes Clocker-Kiddy. Falsch, Arbeiten an primär getakteten Schaltnetzteilen sind LEBENSGEFÄHRLICH. Im Primärkreis eines Schaltnetzteiles herrschen Spannungen, gegen die von der physiologischen Wirkung die 230V Netzsspannung ein Klacks sind.
Ich hatte für die Arbeiten die nötigen Meß und Werkzeuge und verfüge als Elektrotechniker auch über den nötigen theoretischen Background für diesen Umbau. Und ich mache diese Umbauten nicht als Auftragsarbeit, auch wenn dieses Netzteil nach dem Umbau den Sicherheitsvorschriften entspricht, Wasser auf einem Motherboard führt bei 5V Spannung höchstens zum Defekt der Elektronik, Wasser im 320V Primärzwischenkreis des Netzteils führt dann zu nachhaltigen negativen Gesundheitsveränderungen. Dies ist auch KEINE Bastelanweisung für Hobbyelektriker oder solche, die sich dafür halten, sondern ausschließlich ein dokumentierter Erfahrungsbericht meines Umbaus.

Also, FINGER WEG von Selbstbasteleien !


Dann ging es also los. Mein Netzteil war ein Enermax 465EG, welches sich dem Umbau unterziehen mußte. Als erstes mal wurde das Netzteil geöffnet und die Platinen aus dem Gehäuse entfernt. Der Hauptgedanke bei der Planung war auf die Langlebigkeit ausgelegt. Zweifelhafte Billiglösungen aus der Bucht, welche ;aus einer angelöteten Kupferfahne an Wasserrohr bestehen,mögen zwar die Leistungshalbleiter kühlen, für die Lebensdauer ist aber wesentlich die Temperatur der Glättungskondensatoren Auch in der schon teureren 105 Grad C Version geben die Hersteller bei 105 Grad eine MTF von 1000 Stunden an. Keine angestebte Lebensdauer für ein Netzteil. Also mußten penible alle Hitzequellen eliminiert werden.

Zerlegen des alten Netzteiles


Auslöten der Leistungshalbleiter

Das ganze geht in dem Gehäuse ziemlich eng zu. Vernünftige Lötstation mit einstellbarer Temperatur und auswechselbaren Spitzen ist neben einer funktionierenden und sauber arbeitenden Entlötpumpe Pflicht


Hier ist die Platine schon mit dem Lötkolben behandelt worden. Oben liegen die beiden Kühlkörper, links sind die Leistungsbauteile des Primärreglers und des Sekundärkreises der Standbyversorgung, auf dem linken Kühlkörper befinden sich die Leistungs-Shottkydioden des Haupt-Sekundärkreises. Das kleine Platinchen links mußte ausgelötet werden, ansonsten ließen sich die Kühlkörper nicht entnehmen. Diese beinhaltet die potentialgetrennte Rückführung des Regelkreises sowie Schutzmechanismen.

Die Kühlkörperleiste fertig zur Montage in der Platine

Fertig hergesteller Kühlkörper Kühlkörper bestückt mit den Halbleitern

Als nächstes wurden die Kühlkörper vermessen und am Computer am CAD simuliert, wie ein neuer Kühlkörper denn in die Platine passt. weil viel Platz ist nicht. Aus einem solchen Kupferblock entstand dann in 2 Mittagspausen in der Lehrwerkstatt an der Fräse dieser Kupferkühler. Die Verbindungen hinten wurden weichgelötet. Um auf Nummer Sicher zu gehen, hab ich den Block anschließend auf unserem Hydraulikprüfstand mit Öldruck gequält. Bis 9 bar war der Block über 24 Stunden absolut dicht. Da selbst die Laing Pumpe nur 0.3 bar aufbaut, ist dies genügent Sicherheit für ein gutes Gewissen

In der Werkstatt zu Hause wurde dann der neugefertigte Kühler mit den Bauteilen bestückt. Besondere Sorgfalt ist dabei darauf zu richten, das die Bauelelemte gegenüber dem Kupfer absolut zuverlassig isoliert sind. Ansonsten: siehe rot geschriebener Text auf Seite 1. Realisiert wurde das mit spezieller Silikon Wärmeleitfolie. Die Anschlüsse wurden mit Loctite Hydralikdichtung eingesetzt.



Die Kühlkörperleiste fertig zur Montage in der Platine


Hier ist der Kühlerblock dann fertig zur Montage. Zusätzlich ist an dem Block noch eine 2.5mm2 Erdung angebracht, so das bei einem Defekt die Sicherung auslöst, aber nicht der Kühlkörper und damit der Wasserkreislauf unter lebensgefährlichen Spannungen steht.

Der Kühler wurde dann in viel Fummellei (Schließlich mußten alle Pins der Bauteile sauber in die dafür vorgesehenen Löcher in der Platine. Hier sieht man auch schon den nächsten Schritt, eine Kupferplatte, mit 2 Komponenten Wärmeleitkleber auf den Kühlern befestigt und präzise aufliegend auf dem Hauptübertrager. Auch dieses Teil wird unter Last extrem heiß und kann jetzt die Wärme in den Wasserkreislauf abgeben.

Eine kleine Bösartigkeit gabs da aber noch. Dieses kleine, längliche, weiße Bauteil auf dem vorherigen Bild, ein Hochlastwiderstand... Und wie der Name auch schon verrät, das Dingen wird heiß, sehr heiß. Da der Widerstand aus einem Keramikkörper besteht, ist es nicht sonderlich sinnvoll, diesen direkt mit dem Kühlkörper zu verbinden. Lange überlegt, diverse Bücher gewälzt, zumal der Widerstand auch noch den krummen Wert von 9,09 KOhm hat. Bei einem Lieferanten meiner Firma wurde ich dann fündig, Halbleiter Hochlastwiderstände in einem TO220 Gehäuse. perfekt. Leider gabs die nur in der bekannten E12er reihe, so das hier eine Parallelschaltung zum Einsatz kam. Aus Schienenkupfer konstruierte ich dann einen Kühlkörper für den Austauschwiderstand

Der weisse originale Hochlastwiderstand und sein Austauschteil Elektrische Kontrolle der Kennwerte. Alles perfekt


Hier sieht man den originalen Hochlastwiderstand, daneben die neue Konstruktion aus den beiden TO220 Halbleiterwiederständen. Das graue auf dem Kupfer stammt vom 2 Komponenten Wärmeleitkleber
Hier nochmal die Kontrolle, der "Neue" entspricht exakt dem Originalwert.
Der Einbau des Neuen gestaltete sich dann als ein bischen fummelig, um den kleinen Kupferkühler sauber an dem Hauptkühler zu befestigen, mußte der Primär Zwischenkreis Elko weichen.

Einbau des neuen Lastwiderstandes Einbau des neuen Lastwiderstandes

Wieder mit meinem beliebten 2 Komponenten Wärmeleitkleber wurde der Kühler an dem Hauptkühler befestigt
Hier sieht man den sauberen Einbau und wie sich der kleine Kühlkörper des Hochlastwiderstandes in den nicht gerade üppigen Platz auf der Platine einfügt.
Die Endmontage steht an.



Elektrisch ist jetzt alles fertig (Zusätzlich hat das Netzteil aber auch noch den berühmten 5V Mod bekommen, ein zusätzlicher Spindeltrimmer, mit dem sich von außen die Spannung auf der 5V Schiene nachjustieren läßt. Der häßliche graue Stecker links ist noch die Alpha Version, hierdrüber lief in den ersten Tagen die 230V Versorgung der Eheim Pumpe. Aus Platzgründen wurde der Stecker aber recht schnell wegrationalisiert.
Das war dann das endgültige Stück nach dem Zusammenbau. Ein Trockentestlauf ohne PC mit Lastwiderständen an der 12V, 5V und 3.3V Schiene war problemlos. Der in den Deckel eingelassene 12cm Ventilator ist eine Notkühlung. Steigt die Temperatur im Bereich des Sekundärkreises bei den Elkos über 65 Grad C, so läuft dieser Ventilator leise auf 5V. Im täglichen Einsatz hab ich es nur in dem heißen Sommer 2003 bei fast 40 Grad im Schatten bei 100% Last während stundenlagem Encodens erlebt, das der Zusatzventilator anlief
Der entgültige Umbau stammte aus dem Jahre 2003.
Seit dieser Zeit lief das Netzteil absolut störungsfrei in allen meinen PCs und betreibt heute im Jahre 2008 immer noch meinen aktuellen Arbeitsplatzrechner, diesmal ist es allerdings ein Dual-Core auf einem Abit IP35 pro.
Der Umbau war wohl wirklich sehr sauber geplant und durchgeführt worden, die Sorgen um die Langzeitstabilität und Lebensdauer waren unbegründet.
Seit dem ist mein (bzw sind meine Rechner) absolut leise, nur auf dem Radiator laufen fast unhörbar die 12cm Lüfter an 5V.
Aber wie gesagt, für ClockerKiddies, FINGER WEG von dem Innenleben von Schaltnetzteilen.

Blackmike, 2002-2008