Entendiendo la fuente de alimentación de Apple 1

impar (para nosotros, natch) se debe al uso de piezas estándar y reguladores lineales.

Suponiendo que los transformadores STANCOR P-8667 (28V, 1A) y P-8380 (10V, 3A) fueron estándar (léase: baratos y fácilmente disponibles), ya que Steve y Steve estaban construyendo esto, desde cero, en su garaje, habiendo vendido su automóvil para obtener financiamiento, y esperando venderlo como un juego parcial. El cliente tendría que proporcionar los transformadores.

Luego descubrimos la mejor disposición para maximizar la eficiencia y minimizar el calor. Solo tenían reguladores lineales en ese momento, no muy eficientes, alto voltaje de desconexión, físicamente grandes. No como los diminutos reguladores de conmutación de alta eficiencia de hoy en día con deserción de milivoltios. El LM323 para el riel de + 5V es un regulador de 3 amperios. Suponiendo que se necesitaran los 3 amperios, eso significa 30 vatios a través de ese transformador solitario, la mitad de los cuales se desperdicia en el regulador. 15 vatios de calor allí mismo. Lo mismo para el registro de 12 V, a 1 amperio, eso es 28 vatios a través del regulador, 16 vatios desperdiciados.

Si hubieran conectado el regulador de 5V a través del regulador de 12V, necesitarían 1, un regulador de 12V mucho más robusto, así como un transformador mucho más robusto. Combinados, tendrían que llevar al menos 28V * 4A = 112 vatios, para el sorteo combinado de + 12V (1 Amp) y + 5V (3 Amp). 64 vatios de los cuales se desperdiciarían en el regulador de + 12V como calor, y otros 21 vatios se desperdiciarían en el regulador de 5V.

Al comparar los dos números, obtenemos un desperdicio de 31 vatios en el diseño elegido y 85 vatios en el transformador único, diseño de regulador de la serie. No se tuvieron en cuenta las pérdidas del Rectificador o transformadores, menores en comparación.

Tenga en cuenta el costo de la electricidad, la gestión del calor y la necesidad planeada de que los clientes adquieran sus propios transformadores, dos de los cuales serían más fáciles de encontrar que uno más robusto. El diseño es la opción más inteligente. / strong>

Si leíste algo sobre la construcción del Apple I, ten en cuenta que giraba en torno a dos tipos con poco dinero que trabajaban en un garaje. El costo siempre fue una preocupación. La cosa ni siquiera usaba ram para la pantalla, usaban registros de desplazamiento porque era más barato.

¿Por qué no tomar los + 5V de + 12V? ... Para empezar, mira los diodos. MR500 está calificado para mucho más que N4001 en términos de la corriente [3A vs 1A, si recuerdo correctamente]. También tenga en cuenta la tapa más grande de 5300uF en el riel de 5V. Ambos indican que se necesita una corriente más alta de este carril. También tenga en cuenta que a pesar de nombres similares, LM323 y LM320 tienen diferentes clasificaciones actuales. 3A para el primero pero solo 1.5A para el segundo. Además, como señala Passerby, el Stancor P-8667 está clasificado para una salida de 1A mientras que P-8380 tiene una calificación de 3A.

El riel -5V probablemente necesita menos corriente como dice Peter Bennett debido a la construcción interna de la computadora Apple-1, que no se muestra aquí. Después de revisar un poco las páginas de Wikipedia, la CPU Apple-1 (una 6502) no estaba realmente basada en TTL (como se podría deducir de la respuesta de Peter), sino que se creó en la primera generación depletion-load NMOS , que de hecho solo necesitaba una fuente de alimentación, por lo tanto, el énfasis en el riel de 5V. Puede ver en este esquema de baja calidad que la CPU Apple-1 de hecho solo usaba el riel 5V. El 6820 PIA utilizó ese + 5V y los rieles +/- 12V también de acuerdo con lo que puedo ver allí. El carril -5V fue utilizado por la memoria RAM. Aparentemente, se trataba de RAM dinámica Mostek 4K , que necesitaba + 12V (VDD) y +/- 5 V (VCC / VBB) suministros.

Las tapas de 2400uF son el filtro para el puente rectificador. Las tapas de entrada para el LM320 se omiten por completo debido a la proximidad de las tapas del rectificador. Las tapas de los filtros son de tamaño normal para psu lineales de este tipo (corriente de salida alta). Puede consultar Rectificador de puente de onda completa con Filtro de condensador y voltaje de ondulación para detalles de cálculo. Para ser más precisos, el suministro +/- 12 es rectificador de puente de riel dual / dividido , como se suele ver en las aplicaciones de audio. El + 5V es un puente rectificador clásico.

Y finalmente con respecto a los límites de salida (después de los reguladores): la hoja de datos muestra valores mínimos para garantizar el funcionamiento. Las tapas más grandes generalmente no dañan la [estabilidad] con estos reguladores antiguos (de alto abandono), pero aseguran una mejor respuesta transitoria con variaciones rápidas en la carga, lo que no es infrecuente para los circuitos digitales. Un suministro ATX mucho más reciente (que he visto usar LM7912 y LM7905 para los rieles negativos de baja potencia) también tiene tapas de salida bastante altas; Una o doscientas uF se ven fácilmente en estos días después de un registro lineal (debido a los avances en electrolíticos que los hacen bastante baratos) y si nos fijamos en la recomendación de la hoja de datos ... no se acerca en absoluto.

La corriente proporcionada por el suministro de + 5V será mucho mayor que la proporcionada por los otros suministros. (piense en los chips TTL bipolares aquí)

Se requerirá muy poca corriente del suministro de -5v, por lo que puede derivarse fácilmente del suministro de -12V.

Los condensadores entre los rectificadores y los reguladores son para almacenamiento a granel. Los condensadores de 1 uF y 0,1 uF que normalmente vemos recomendados en las entradas y salidas del regulador suponen que está comenzando con un voltaje no regulado bastante estable; se supone que los capacitores de almacenamiento masivo están a cierta distancia de los reguladores.