Схемы компьютерные блоки питания: Cхемы компьютерных блоков питания ATX

Содержание

Схемы блоков питания компьютеров с описанием

Дата: 26.04.2016 // 0 Комментариев

Не редко при ремонте или переделке блока питания ATX в автомобильное зарядное устройство необходима схема этого блока. С учетом того, что на данный момент, моделей блоков огромное количество, мы решили собрать небольшую подборку из сети, где будут размещены типовые схемы компьютерных блоков питания ATX. На данном этапе подборка далеко не полная и будет постоянно пополняться. Если у Вас есть схемы компьютерных блоков питания ATX, которые не вошли в данную статью и желание поделиться, мы всегда будем рады добавить новые и интересные материалы.

Cхемы компьютерных блоков питания ATX

Схема JNC LC-250ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема JNC SY-300ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема Enlight HPC-250 и HPC-350

Схема Linkworld 200W, 250W и 300W

Схема Green Tech MAV-300W-P4

Схема AcBel API3PCD2 ATX-450P-DNSS 450W

Схема AcBel API4PC01 400W

Схема Maxpower PX-300W

Схема PowerLink LPJ2-18 300W

Схема Shido LP-6100 ATX-250W

Схема Sunny ATX-230

Схема KME PM-230W

Схема Delta Electronics DPS-260-2A

Схема Delta Electronics DPS-200PB-59

Схема InWin IW-P300A2-0

Схема SevenTeam ST-200HRK

Схема SevenTeam ST-230WHF

Схема DTK PTP-2038

Схема PowerMaster LP-8

Схема PowerMaster FA-5-2

Схема Codegen 200XA1 250XA1 CG-07A CG-11

Схема Codegen 300X 300W

Схема PowerMan IP-P550DJ2-0

Схема Microlab 350w

Схема Sparkman SM-400W (STM-50CP)

Схема GEMBIRD 350W (ShenZhon 350W)

Схема блока питания FSP250-50PLA (FSP500PNR)

Схема блока ATX Colorsit 330U (Sven 330U-FNK) на SG6105

Дата: 26. 04.2016 // 0 Комментариев

Не редко при ремонте или переделке блока питания ATX в автомобильное зарядное устройство необходима схема этого блока. С учетом того, что на данный момент, моделей блоков огромное количество, мы решили собрать небольшую подборку из сети, где будут размещены типовые схемы компьютерных блоков питания ATX. На данном этапе подборка далеко не полная и будет постоянно пополняться. Если у Вас есть схемы компьютерных блоков питания ATX, которые не вошли в данную статью и желание поделиться, мы всегда будем рады добавить новые и интересные материалы.

Cхемы компьютерных блоков питания ATX

Схема JNC LC-250ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема JNC SY-300ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема Enlight HPC-250 и HPC-350

Схема Linkworld 200W, 250W и 300W

Схема Green Tech MAV-300W-P4

Схема AcBel API3PCD2 ATX-450P-DNSS 450W

Схема AcBel API4PC01 400W

Схема Maxpower PX-300W

Схема PowerLink LPJ2-18 300W

Схема Shido LP-6100 ATX-250W

Схема Sunny ATX-230

Схема KME PM-230W

Схема Delta Electronics DPS-260-2A

Схема Delta Electronics DPS-200PB-59

Схема InWin IW-P300A2-0

Схема SevenTeam ST-200HRK

Схема SevenTeam ST-230WHF

Схема DTK PTP-2038

Схема PowerMaster LP-8

Схема PowerMaster FA-5-2

Схема Codegen 200XA1 250XA1 CG-07A CG-11

Схема Codegen 300X 300W

Схема PowerMan IP-P550DJ2-0

Схема Microlab 350w

Схема Sparkman SM-400W (STM-50CP)

Схема GEMBIRD 350W (ShenZhon 350W)

Схема блока питания FSP250-50PLA (FSP500PNR)

Схема блока ATX Colorsit 330U (Sven 330U-FNK) на SG6105

Во всех современных компьютерах используются блоки питания стандарта ATX. Ранее использовались блоки питания стандарта AT, в них не было возможности удаленного запуска компьютера и некоторых схемотехнических решений. Введение нового стандарта было связано и с выпуском новых материнских плат. Компьютерная техника стремительно развивалась и развивается, поэтому возникла необходимость улучшения и расширения материнских плат. С 2001 года и был введен этот стандарт.

Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.

Расположение элементов на плате

Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.

Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.

А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.

На входе блока питания стоит фильтр электромагнитных помех из дросселя и ёмкости (1 блок). В дешевых блоках питания его может не быть. Фильтр нужен для подавления помех в электропитающей сети возникших в результате работы импульсного источника питания.

Все импульсные блоки питания могут ухудшать параметры электропитающей сети, в ней появляются нежелательные помехи и гармоники, которые мешают работе радиопередающих устройств и прочего. Поэтому наличие входного фильтра крайне желательно, но товарищи из Китая так не считают, поэтому экономят на всём. Ниже вы видите блок питания без входного дросселя.

Дальше сетевое напряжение поступает на выпрямительный диодный мост, через предохранитель и терморезистор (NTC), последний нужен для зарядки фильтрующих конденсаторов. После диодного моста установлен еще один фильтр, обычно это пара больших электролитических конденсаторов, будьте внимательны, на их выводах присутствует большое напряжение. Даже если блок питания выключен из сети следует предварительно их разрядить резистором или лампой накаливания, прежде чем трогать руками плату.

После сглаживающего фильтра напряжение поступает на схему импульсного блока питания она сложная на первый взгляд, но в ней нет ничего лишнего. В первую очередь запитывается источник дежурного напряжения (2 блок), он может быть выполнен по автогенераторной схеме, а может быть и на ШИМ-контроллере. Обычно – схема импульсного преобразователя на одном транзисторе (однотактный преобразователь), на выходе, после трансформатора, устанавливают линейный преобразователь напряжения (КРЕНку).

Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:

Вот увеличенная версия схемы каскада из приведенного примера. Транзистор стоит в автогенераторной схеме, частота работы которой зависит от трансформатора и конденсаторов в его обвязке, выходное напряжение от номинала стабилитрона (в нашем случае 9В) который играет роль обратной связи или порогового элемента который шунтирует базу транзистора при достижении определенного напряжения. Оно дополнительно стабилизируется до уровня 5В, линейным интегральным стабилизатором последовательного типа L7805.

Дежурное напряжение нужно не только для формирования сигнала включения (PS_ON), но и для питания ШИМ-контроллера (блок 3). Компьютерные блоки пиатния ATX чаще всего построены на TL494 микросхеме или её аналогах. Этот блок отвечает за управление силовыми транзисторами (4 блок), стабилизацию напряжения (с помощью обратной связи), защиту от КЗ. Вообще 494 – это культовая микросхема используется в импульсной технике очень часто, её можно встретить и в мощных блоках питания для светодиодных лент. Вот её распиновка.

На приведенном примере силовые транзисторы (2SC4242) из 4 блока включаются через «раскачку» выполненную на двух ключах (2SC945) и трансформаторе. Ключи могут быть любыми, как и остальные элементы обвязки – это зависит от конкретной схемы и производителя. Обе пары ключей нагружены на первичные обмотки соответствующих трансформаторов. Раскачка нужна, поскольку для управления биполярными транзисторами нужен приличный ток.

Последний каскад – выходные выпрямители и фильтры, там расположены отводы от обмоток трансформаторов, диодные сборки Шоттки, дроссель групповой фильтрации и сглаживающие конденсаторы. Компьютерный блок питания выдаёт целый ряд напряжений для функционирования узлов материнской платы, питания устройств ввода-вывода, питания HDD и оптических приводов: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В. От выходной цепи запитан и охлаждающий кулер.

Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.

Дополнительные функции

Продвинутые модели компьютерных блоков питания могут дополнительно оснащаться платой контроля оборотов кулера, которая подстраивает их под соответствующую температуру, когда вы нагружаете блок питания, кулер крутится быстрее. Такие модели более комфортны в использовании, поскольку создают меньше шума при малых нагрузках.

В дешевых источниках питания кулер подключен напрямую к линии 12В и работает на полную мощность постоянно, это усиливает его износ, в результате чего шум станет еще больше.

Если ваш блок питания имеет хороший запас по мощности, а материнская плата и комплектующие довольно скромные по потреблению – можно перепаять кулер на линию 5В или 7В припаяв его между проводами +12В и +5В. Плюс кулера к желтому проводу, а минус к красному. Это снизит уровень шума, но не стоит так делать, если блок питания нагружен полностью.

Еще более дорогие модели оснащены активным корректором коэффициента мощности, как уже было сказано, он нужен для уменьшения влияния источника питания на питающую сеть. Он формирует нужные напряжения на входных каскадах ИП, при этом сохраняя изначальную форму питающего напряжения. Достаточно сложное устройство и в пределах этой статьи подробнее рассказывать о нем не имеет смысла. Ряд эпюр отображает примерный смысл использования корректора.

Проверка работоспособности

К компьютеру ИП подключается через стандартизированный разъём, он универсален в большинстве блоков, за исключением специализированных источников питания, которые могут использовать ту же клеммную колодку, но с иной распиновкой, давайте рассмотрим стандартный разъём и назначение его выводов. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода.

Кроме основного 20-24 контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода. Все их распиновки вы видите на картинке ниже.

Конструкция всех разъёмов таков, чтобы вы случайно не вставили его «вверх ногами», это приведет к выходу из строя оборудования. Главное, что стоит запомнить: красный провод – это 5В, Жёлтый – 12В, Оранжевый – 3.3В, Зеленый – PS_ON – 3. 5В, Фиолетовый – 5В, это основные которые приходится проверять до и после ремонта.

Помимо общей мощности блока питания большую роль играет мощность, а вернее ток каждой из линий, обычно они указываются на наклейке на корпусе блока. Эта информация станет очень кстати, если вы собрались запускать свой блок питания ATX без компьютера для питания других устройств.

При проверке блока желательно его отключить от материнской платы, это предотвратит превышение напряжений выше номинальных (если блок всё же не исправен). Но на холостом ходу запускать его не рекомендуют, это может привести к проблемам и поломке. Да и напряжения на холостом ходу могут быть в норме, но под нагрузкой значительно проседать.

В качественных блоках питания установлена защита, которая отключает схему при отклонении от нормальных напряжений, такие экземпляры вообще не включатся без нагрузки. Далее мы подробно рассмотрим, как включать блок питания без компьютера и какую можно повесить нагрузку.

Использование блока питания без компьютера

Если вы вставите вилку в розетку и включите тумблер на задней панели блока, напряжений на выводах не будет, но должно появиться напряжение на зеленом проводе (от 3 до 5В), и фиолетовом (5В). Это значит, что источник дежурного питания в норме, и можно пробовать запускать блок питания.

На самом деле всё достаточно просто, нужно замкнуть зеленый провод на землю (любой из черных проводов). Здесь всё зависит от того как вы будете использовать блок питания, если для проверки, то можно это сделать пинцетом или скрепкой. Если он будет включен постоянно или вы будете выключать его пол линии 220В, то скрепка, вставленная между зеленым и черным проводом рабочее решение.

Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.

Чтобы напряжения блока питания были в норме при его проверке нужно установить нагрузочный блок, можно его сделать из набора резисторов по такой схеме. Но обратите внимание на величину резисторов, по каждому из них будет протекать большой ток, по линии 3.3 вольта порядка 5 Ампер, по линии 5 вольт – 3 Ампера, по линии 12В – 0.8 Ампер, а это от 10 до 15Вт общей мощности по каждой линии.

Резисторы нужно подбирать соответствующие, но не всегда их можно найти в продаже, особенно в небольших городах, где малый выбор радиодеталей. В других вариантах схемы нагрузки, токи еще больше.

Один из вариантов исполнения подобной схемы:

Другой вариант использовать лампы накаливания или галогеновые лампы, на 12В подойдут от автомобиля их можно использовать и на линиях с 3. 3 и 5В, стоит только подобрать нужные мощности. Еще лучше найти автомобильные или мотоциклетные 6В лампы накаливания и подключить несколько штук параллельно. Сейчас продаются 12В светодиодные лампы большой мощности. Для 12В линии можно использовать светодиодные ленты.

Если вы планируете использовать компьютерный блок питания, например, для питания светодиодной ленты, будет лучше, если вы немного нагрузите линии 5В и 3.3В.

Заключение

Блоки питания ATX отлично подходят для питания радиолюбительских конструкций и как источник для домашней лаборатории. Они достаточно мощные (от 250, а современные от 350Вт), при этом можно найти на вторичном рынке за копейки, также подойдут и старые модели AT, для их запуска нужно лишь замкнуть два провода, которые раньше шли на кнопку системного блока, сигнала PS_On на них нет.

Если вы собрались ремонтировать или восстанавливать подобную технику, не забывайте о правилах безопасной работы с электричеством, о том, что на плате есть сетевое напряжение и конденсаторы могут оставаться заряженными долгое время.

Включайте неизвестные блоки питания через лампочку, чтобы не повредить проводку и дорожки печатной платы. При наличии базовых знаний электроники их можно переделать в мощное зарядное для автомобильных аккумуляторов или в лабораторный блок питания. Для этого изменяют цепи обратной связи, дорабатывают источник дежурного напряжения и цепи запуска блока.

Принципиальные электрические схемы компьютерного оборудования.

&nbsp &nbsp На этой страничке размещено несколько десятков электрических принципиальных схем, и полезные ссылки на ресурсы, связанные с темой ремонта оборудования. В основном, компьютерного. Помня о том, сколько сил и времени иногда приходилось затрачивать на поиск нужной информации, справочника или схемки, я собрал здесь почти все, чем пользовался при ремонте и что имелось в электронном виде. Надеюсь, кому-нибудь, что-нибудь пригодится.

Утилиты и справочники.

cables.zip - Разводка кабелей - Справочник в формате .chm. Автор данного файла - Кучерявенко Павел Андреевич. Большинство исходных документов были взяты с сайта pinouts.ru - краткие описания и распиновки более 1000 коннекторов, кабелей, адаптеров. Описания шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио, фото и видео аппаратуа, игровые приставки, интерфейсы автомобилей.

Конденсатор 1.0 - Программа предназначена для определения ёмкости конденсатора по цветовой маркировке (12 типов конденсаторов).

startcopy.ru - по моему мнению, это один из лучших сайтов рунета, посвященный ремонту принтеров, копировальной техники, многофункциональных устройств. Можно найти методики и рекомендации по устранению практически любой проблемы с любым принтером.

Блоки питания.

Разводка для разъемов блока питания стандарта ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой маркировкой проводов:

ATXPower. rar - Схемы блоков питания ATX 250 SG6105, IW-P300A2, и 2 схемы неизвестного происхождения.

colors_it_330u_sg6105.gif - Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U.

codegen_250.djvu - Схема БП Codegen 250w mod. 200XA1 mod. 250XA1.

codegen_300x.gif - Схема БП Codegen 300w mod. 300X.

deltadps200.gif - Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-200-59 H REV:00.

deltadps260.ARJ - Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-260-2A.

DTK_PTP_2038.gif - Схема БП DTK PTP-2038 200W.

FSP145-60SP.GIF - Схема БП FSP Group Inc. модель FSP145-60SP.

green_tech_300.gif - Схема БП Green Tech. модель MAV-300W-P4.

HIPER_HPU-4K580.rar - Схемы блока питания HIPER HPU-4K580

hpc-360-302.pdf - Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-360-302 DF REV:C0

hpc-420-302.pdf - Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-420-302 DF REV:C0

iwp300a2. gif - Схемы блока питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

IW-ISP300AX.gif - Схемы блока питания INWIN IW-P300A3-1 Powerman.

JNC_LC-B250ATX.gif - JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC_SY-300ATX.pdf - JNC Computer Co. LTD. Схема блока питания SY-300ATX

JNC_SY-300ATX.rar - предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по усовершенствованию.

KME_pm-230.GIF - Схемы блока питания Key Mouse Electronics Co Ltd модель PM-230W

Power_Master_LP-8_AP5E.gif - Схемы блока питания Power Master модель LP-8 ver 2.03 230W (AP-5-E v1.1).

Power_Master_FA_5_2_v3-2.gif - Схемы блока питания Power Master модель FA-5-2 ver 3.2 250W.

MaxpowerPX-300W.GIF - Схема БП Maxpower PX-300W

microlab350w.pdf - Схема БП Microlab 350W

microlab_400w.pdf - Схема БП Microlab 400W

linkworld_LPJ2-18. GIF - Схема БП Powerlink LPJ2-18 300W

SevenTeam_ST-200HRK.gif - Схема БП SevenTeam ST-200HRK

SHIDO_ATX-250.gif - Схемы блока питания SHIDO модель LP-6100 250W.

SUNNY_ATX-230.png - Схема БП SUNNY TECHNOLOGIES CO. LTD ATX-230

Другое оборудование.

splitter.arj - 2 принципиальные схемы ADSL - сплиттеров.

KS3A.djvu - Документация и схемы для 29" телевизоров на шасси KS3A.

GFL2.20E.pdf - Документация и схемы для телевизоров Philips на шасси GFL2.20E.

Если вы желаете помочь развитию проекта, можете воспользоваться кнопкой "Поделиться" для своей социальной сети

В начало страницы &nbsp&nbsp&nbsp | &nbsp&nbsp&nbsp На главную страницу сайта

Схема компьютерного блока питания lc b300atx. Схемы


Утилиты и справочники.

- Справочник в формате.chm. Автор данного файла - Кучерявенко Павел Андреевич. Большинство исходных документов были взяты с сайта pinouts.ru - краткие описания и распиновки более 1000 коннекторов, кабелей, адаптеров. Описания шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио, фото и видео аппаратура, игровые приставки и др. техника.

Программа предназначена для определения ёмкости конденсатора по цветовой маркировке (12 типов конденсаторов).

База данных по транзисторам в формате Access.

Блоки питания.

Разводка для разъемов блока питания стандарта ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой маркировкой проводов:

Таблица контактов 24-контактного разъема блока питания стандарта ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой маркировкой проводов

Основа современного бизнеса - получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, - просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно - различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат - импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.

Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках "Дефект" столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все - "труба", то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.

Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак - несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель - не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.

Часть 1. Так себе.

Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает - можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.

12 В - желтый

5 В - красный

3,3 В - оранжевый

5 В - белый

12 В - синий

0 - черный

По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.

Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть - блок включится и вентилятор - индикатор включения - начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это "черный" и "зеленый". Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.

Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.

Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.

Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.

Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.

Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.

Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.

Замеряем все напряжения по шинам

12 В: +2,5 ... +13,5

5 В: +1,1 ... +5,7

3,3 В: +0,8 ... 3,5

12 В: -2,1 ... -13

5 В: -0,3 ... -5,7

Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины - 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод - вполне.

Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром - вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.

Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке - типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.

Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.

Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.

Часть 2. Более-менее.

Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения - достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.

Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор - для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно - нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.

Измерение параметров дало следующие результаты:

Шина напряжения, В

Напряжение на холостом ходу, В

Напряжение на нагрузке 30 Вт, В

Ток через нагрузку 30 Вт, А

Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.

Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C - Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.

Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись:) , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.

После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.

Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 - измерял напряжение, а цифровым - ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.

По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.

Однако и такая переделка долго не прожила.

Часть 3. Удачная.

Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:

Проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;

Вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания - так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;

Удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок - напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7...+12,4 В, проверил на кз;

Удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна - ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;

Резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;

Заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;

Заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо - нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;

Измерил ток через лампу накаливания по входу - при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;

Перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.

В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо - блок итак выдает больше 10 А.

Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В - 8А и 5 В - 20 А.

На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим - пусть работает.

Внутренности более чем скромные - нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.

Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.

Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.

Проверяем работу схему - входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.

Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.

Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.

Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.

Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.

Если все устраивает - меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.

Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент - напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.

Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.

Конт Обозн Цвет Описание
1 3.3V Оранжевый +3.3 VDC
2 3.3V Оранжевый +3.3 VDC
3 COM Черный Земля
4 5V Красный +5 VDC
5 COM Черный Земля
6 5V Красный +5 VDC
7 COM Черный Земля
8 PWR_OK Серый Power Ok - Все напряжения в пределах нормы. Это сигнал формируется при включении БП и используется для сброса системной платы.
9 5VSB Фиолетовый +5 VDC Дежурное напряжение
10 12V Желтый +12 VDC
11 12V Желтый +12 VDC
12 3.3V Оранжевый +3.3 VDC
13 3.3V Оранжевый +3.3 VDC
14 -12V Синий -12 VDC
15 COM Черный Земля
16 /PS_ON Зеленый Power Supply On. Для включения блока питания нужно закоротить этот контакт на землю (с проводом черного цвета).
17 COM Черный Земля
18 COM Черный Земля
19 COM Черный Земля
20 -5V Белый -5 VDC (это напряжение используется очень редко, в основном, для питания старых плат расширения.)
21 +5V Красный +5 VDC
22 +5V Красный +5 VDC
23 +5V Красный +5 VDC
24 COM Черный Земля

Схема блока питания ATX-300P4-PFC (ATX-310T 2.03).

Схема блока питания ATX-P6.

Схема блока питания API4PC01-000 400w производства Acbel Politech Ink.

Схема блока питания Alim ATX 250Watt SMEV J.M. 2002.

Типовая схема блока питания на 300W с пометками о функциональном назначении отдельных частей схемы.

Типовая схема блока питания на 450W с реализацией active power factor correction (PFC) современных компьютеров.

Схема блока питания API3PCD2-Y01 450w производства ACBEL ELECTRONIC (DONGGUAN) CO. LTD.

Схемы блоков питания ATX 250 SG6105, IW-P300A2, и 2 схемы неизвестного происхождения.

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U (sg6105).

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U на микросхеме SG6105 .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350U SCH .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350T .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 400U .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 500T .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) ATX12V-13 600T (COLORS-IT - 600T - PSU, 720W, SILENT, ATX)

Схема БП CHIEFTEC TECHNOLOGY GPA500S 500W Model GPAxY-ZZ SERIES.

Схема БП Codegen 250w mod. 200XA1 mod. 250XA1.

Схема БП Codegen 300w mod. 300X.

Схема БП CWT Model PUh500W .

Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-200-59 H REV:00.

Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-260-2A.

Схема БП DTK Computer модель PTP-2007 (она же – MACRON Power Co. модель ATX 9912)

Схема БП DTK PTP-2038 200W.

Схема БП EC model 200X.

Схема БП FSP Group Inc. модель FSP145-60SP.

Схема источника дежурного питания БП FSP Group Inc. модель ATX-300GTF.

Схема источника дежурного питания БП FSP Group Inc. модель FSP Epsilon FX 600 GLN.

Схема БП Green Tech. модель MAV-300W-P4.

Схемы блока питания HIPER HPU-4K580 . В архиве - файл в формате SPL (для программы sPlan) и 3 файла в формате GIF - упрощенные принципиальные схемы: Power Factor Corrector, ШИМ и силовой цепи, автогенератора. Если у вас нечем просматривать файлы.spl , используйте схемы в виде рисунков в формате.gif - они одинаковые.

Схемы блока питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

Схемы блока питания INWIN IW-P300A3-1 Powerman.
Наиболее распространенная неисправность блоков питания Inwin, схемы которых приведены выше - выход из строя схемы формирования дежурного напряжения +5VSB (дежурки). Как правило, требуется замена электролитического конденсатора C34 10мкФ x 50В и защитного стабилитрона D14 (6-6.3 V). В худшем случае, к неисправным элементам добавляются R54, R9, R37, микросхема U3 (SG6105 или IW1688 (полный аналог SG6105)) Для эксперимента, пробовал ставить C34 емкостью 22-47 мкФ - возможно, это повысит надежность работы дежурки.

Схема блока питания Powerman IP-P550DJ2-0 (плата IP-DJ Rev:1.51). Имеющаяся в документе схема формирования дежурного напряжения используется во многих других моделях блоков питания Power Man (для многих блоков питания мощностью 350W и 550W отличия только в номиналах элементов).

JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC Computer Co. LTD. Схема блока питания SY-300ATX

Предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по усовершенствованию.

Схемы блока питания Key Mouse Electroniks Co Ltd модель PM-230W

Схемы блока питания L & C Technology Co. модель LC-A250ATX

Схемы блока питания LWT2005 на микросхеме KA7500B и LM339N

Схема БП M-tech KOB AP4450XA.

Схема БП MACRON Power Co. модель ATX 9912 (она же – DTK Computer модель PTP-2007)

Схема БП Maxpower PX-300W

Схема БП Maxpower PC ATX SMPS PX-230W ver.2.03

Схемы блока питания PowerLink модель LP-J2-18 300W.

Схемы блока питания Power Master модель LP-8 ver 2.03 230W (AP-5-E v1.1).

Схемы блока питания Power Master модель FA-5-2 ver 3.2 250W.

Схема БП Microlab 350W

Схема БП Microlab 400W

Схема БП Powerlink LPJ2-18 300W

Схема БП Power Efficiency Electronic Co LTD модель PE-050187

Схема БП Rolsen ATX-230

Схема БП SevenTeam ST-200HRK

Схема БП SevenTeam ST-230WHF 230Watt

Схема БП SevenTeam ATX2 V2

&nbsp &nbsp На этой страничке размещено несколько десятков электрических принципиальных схем, и полезные ссылки на ресурсы, связанные с темой ремонта оборудования. В основном, компьютерного. Помня о том, сколько сил и времени иногда приходилось затрачивать на поиск нужной информации, справочника или схемки, я собрал здесь почти все, чем пользовался при ремонте и что имелось в электронном виде. Надеюсь, кому-нибудь, что-нибудь пригодится.

Утилиты и справочники.

- Справочник в формате.chm. Автор данного файла - Кучерявенко Павел Андреевич. Большинство исходных документов были взяты с сайта pinouts.ru - краткие описания и распиновки более 1000 коннекторов, кабелей, адаптеров. Описания шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио, фото и видео аппаратуа, игровые приставки, интерфейсы автомобилей.

Программа предназначена для определения ёмкости конденсатора по цветовой маркировке (12 типов конденсаторов).

startcopy.ru - по моему мнению, это один из лучших сайтов рунета, посвященный ремонту принтеров, копировальной техники, многофункциональных устройств. Можно найти методики и рекомендации по устранению практически любой проблемы с любым принтером.

Блоки питания.

Разводка для разъемов блока питания стандарта ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой маркировкой проводов:

Схемы блоков питания ATX 250 SG6105, IW-P300A2, и 2 схемы неизвестного происхождения.

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U.

Схема БП Codegen 250w mod. 200XA1 mod. 250XA1.

Схема БП Codegen 300w mod. 300X.

Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-200-59 H REV:00.

Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-260-2A.

Схема БП DTK PTP-2038 200W.

Схема БП FSP Group Inc. модель FSP145-60SP.

Схема БП Green Tech. модель MAV-300W-P4.

Схемы блока питания HIPER HPU-4K580

Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-360-302 DF REV:C0

Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-420-302 DF REV:C0

Схемы блока питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

Схемы блока питания INWIN IW-P300A3-1 Powerman.

JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC Computer Co. LTD. Схема блока питания SY-300ATX

Предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по усовершенствованию.

Схемы блока питания Key Mouse Electronics Co Ltd модель PM-230W

Схемы блока питания Power Master модель LP-8 ver 2.03 230W (AP-5-E v1.1).

Схемы блока питания Power Master модель FA-5-2 ver 3.2 250W.

Схема БП Maxpower PX-300W

ВведениеИтак, перед Вами четвертая серия тестирования блоков питания стандарта ATX. На этот раз под мою горячую руку попались одиннадцать блоков разных производителей, продающихся как в составе корпусов, так и отдельно.

Тестирование блоков проводилось в соответствии с описанной мною методикой – на постоянной нагрузке, собранной на мощных полевых транзисторах и управляемой с компьютера. Измерения напряжений производились как блоком «Формоза» PowerCheck 2.0, так и отдельным цифровым мультиметром. Все осциллограммы снимались цифровым осциллографом-приставкой ETC M221 с разверткой 10мкс/дел и чувствительностью 50мВ/дел (использовался осциллографический щуп HP-9100 с делителем 1:1).

Так как оригинальная программа от «Формозы» довольно неудобна для обработки результатов (медленная работа, полное отсутствие настроек), то мной была написана отдельная программа, предназначенная только для просмотра и обработки результатов, полученных на установке:

Она позволяет читать файлы с данными, автоматически усредняя по заданному количеству точек, сохранять обработанные данные в файл, отображать на графике указанные пользователем токи и напряжения, автоматически масштабировать график по горизонтали (разбивая его на указанное пользователем количество страниц), вручную масштабировать отдельные участки графика и сохранять график или его отдельные участки в графический файл.

При обработке результатов я усреднял исходные данные по 10 точкам – так как период в 1мс, с которым сохраняет данные родная программа, избыточен, а усреднение позволяет устранить случайные шумы и тем самым улучшить вид графика, заодно и уменьшив общий объем данных.

Относительно же самих результатов хочу заметить, что блоки питания тестировались во всех допустимых режимах, включая минимальную нагрузку по шине +12В и максимальную по +5В. В реальном компьютере такие ситуации не встречаются, поэтому небольшой выход напряжения +12В за допустимые пределы (напомню, что допуск на все положительные напряжения – 5%) я не считаю критичным. Но – только небольшой и только для +12В. Если напряжение на шине +12В начинает зашкаливать за 13В, или хорошо (по идее) стабилизированное +5В выходит за пределы допуска – это повод задуматься о качестве блока питания. Для прочих же блоков основным результатом является относительное изменение напряжения во всем диапазоне нагрузок – в таблицах я привожу максимальное и минимальное наблюдавшееся напряжение и их разницу в процентах.

Отмечу, что все исследуемые блоки претендуют на возможность работы с Pentium 4, для чего требуется соответствие стандарту ATX12V. Соответственно, с точки зрения этого стандарта я и буду рассматривать их качество (по сравнению с ATX в чистом виде, он более требователен к нагрузочной способности шины +12В).

Приступим.

Delta Electronics DPS-300TB rev. 01

Этот блок питания сделан одним из крупнейших производителей БП – компанией Delta Electronics . Однако особый интерес он вызывает не только именитым производителем, но и ценой – стоят они в районе $20, что для блока такого класса очень немного.

Блок производит крайне приятное впечатление аккуратностью монтажа – детали высоковольтных цепей дополнительно изолированы термоусадочной трубкой, все транзисторы и диодные сборки посажены на термопасту и закреплены болтами М3 с гайками… На плате, трансформаторе и на дросселе PFC (да, этот блок питания – один из немногих в обзоре, снабженный пассивным PFC) стоит маркировка “Lite-On”, однако делала ли компания Lite-On Electronics Inc . только отдельные компоненты или же весь блок питания, и кто в последнем случае его разрабатывал – остается неизвестным.

Блок оборудован терморегулятором скорости вращения вентилятора, и можно смело сказать, что его работа заметна – сразу после включения вентилятор еле крутится и лишь при серьезной нагрузке разгоняется до полных оборотов. Здесь хочу отметить, что вентиляторы в блоках Delta сравнительно слабые, рассчитанные только на охлаждение самого БП – поэтому в корпусе компьютера обязательно должен стоять отдельный вытяжной вентилятор. С другой стороны, благодаря этому блоки Delta были самыми тихими из побывавших у меня.

Разумеется, все положенные фильтры аккуратно запаяны – наличествует полноценный сетевой фильтр, а также дроссели на всех мощных выходах (т.е. +5В, +12В и +3,3В). Емкость входных конденсаторов – 470мкФ, на выходе +12В стоит один конденсатор Chemi-Con серии “KZE” и емкостью 1200мкФ, на +5В – два Rubycon “ZL” по 2200мкФ, на выходе +3,3В – два Taicon “PW” по 2200мкФ.

После такого трудно было ожидать заметного уровня пульсаций на выходе – и блок питания мои ожидания не обманул. На шине +5В пульсации практически незаметны даже при максимальной нагрузке (“практически незаметны” на моем оборудовании означает, что их величина не превышала 5мВ), на шине +12В размах пульсаций при максимальной нагрузке составляет около 15мВ, что является превосходным результатом.

Диапазон изменения напряжений приведен в таблице, а на Вы можете увидеть весь график испытания.

+12V +5V +3,3V
min 11,81 4,94 3,31
max 12,92 5,15 3,39
min/max 8,6% 4,1% 2,4%

В заключение хотелось бы отметить одну особенность этого блока, из-за которой не все материнские платы с ним работают. Дело в том, что для запуска материнской плате необходимо наличие сигнала Power OK с блока питания, показывающего, что напряжения питания вошли в допустимые пределы. В рассматриваемом блоке сигнал Power OK формируется в микросхеме TSM111 от STMicroelectronics, в которой используется выход с открытым коллектором. Это означает, что для нормальной работы между выходом и +5В должен быть включен так называемый pull-up резистор; на плате блока питания место под резистор предусмотрено, но сам резистор не впаян. На приведенной ниже фотографии это R314 справа от микросхемы:


Выход прост – достаточно, даже не вскрывая самого блока, подключить между Power OK (серый провод) и +5В (красный провод) резистор сопротивлением 1...10кОм любой мощности. После такой доработки блок питания должен нормально работать с любыми материнскими платами. Дабы сразу не терять гарантию на блок, можно для проверки сначала воткнуть выводы резистора непосредственно в разъем питания материнской платы; потом резистор лучше все-таки припаять...

Delta Electronics DPS-300TB rev. 02

За названием, фактически неотличимым от предшественника, скрывается совершенно другой блок. И если внешний вид отличается слабо (хотя, взяв оба этих блока в руки, можно обнаружить, что у них разная конструкция корпуса), то внутреннее устройство – радикально:


Здесь уже нет надписей Lite-On – весь блок сделан Delta Electronics. Так же, как и предшественник, он оборудован пассивным PFC, наличествует сетевой фильтр и дроссели на выходе, все транзисторы и диодные сборки посажены на термопасту... В общем, по качеству исполнения блоки идентичны – ни к первому, ни ко второму претензий нет.

Больше всего обрадовал уровень пульсаций - точнее говоря, их отсутствие. Даже на полной нагрузке и даже на сравнительно “шумной” шине +12В пульсации были на уровне посторонних шумов, т.е. неразличимы.

Также хотелось бы отдельно отметить работу температурного контроля и вообще охлаждение блока. Даже на полной нагрузке (285Вт!) у блока питания лишь задняя стенка напротив радиаторов становится теплой, а выходящий из вентилятора воздух – по-прежнему холодный, причем вентилятор крутится с такой скоростью, что его практически не слышно. Впрочем, в этом кроется и недостаток, такой же, как и в предыдущем блоке – для нормального охлаждения системного блока требуется дополнительный вентилятор на его задней стенке, вытягивающий горячий воздух от процессора.

Единственная неприятность с этим блоком возникла с шиной +5В – блок питания ограничивал ток на уровне около 27А. Чтобы не вызывать срабатывания защиты, максимальная нагрузка на +5В была соответственно уменьшена. Однако общая мощность блока питания ничуть не ниже заявленной – пропорциональное увеличение нагрузки на шину +3,3В срабатывания защиты не вызывало.

+12V +5V +3,3V
min 11,80 4,98 3,31
max 12,86 5,21 3,36
min/max 8,2% 4,4% 1,5%

Графики напряжений Вы можете увидеть на .

FKI FV-300N20

Этот блок, установленный в корпусе FKI FK-603 , выпускается компанией Fong Kai Industrial Co.


Сетевой фильтр смонтирован полностью и размещен целиком на основной плате. Фильтрующие конденсаторы – Fuhjyyu серий “LP” и “TM”, на входе стоят два конденсатора емкостью по 470мкФ; на выходе на шине +12В – один 2200мкФ, +5В – 3300мкФ и 2200мкФ, +3,3В – два конденсатора по 2200мкФ. На шинах +5В и +3,3В стоят дополнительные сглаживающие дроссели. Скорость вращения вентилятора регулируется термодатчиком.

Блок оборудован четырьмя разъемами для питания жестких дисков и CD и двумя для питания дисководов. К сожалению, провода сечением 20AWG – при том, что стандартом рекомендуются более толстые провода 18AWG.

Осциллограммы напряжений на выходах радуют глаз – даже при максимальной нагрузке нет заметных пульсаций. Для примера приведу лишь одну осциллограмму, шина +12В при токе нагрузки 15А (максимально допустимом):


А вот со блок справляется чуть хуже, чем уже рассмотренные блоки Delta:
+12V +5V +3,3V
min 11,49 4,86 3,31
max 12,79 5,15 3,36
min/max 10,2% 5,6% 1,5%

В общем и целом блок можно, пожалуй, отнести к хорошему, добротному среднему классу.

Fortron/Source FSP300-60BTV

Блоки с маркировкой FSP несомненно известны читателям по корпусам InWin и AOpen – правда, в последнее время InWin отказался от услуг компании FSP Group и наладил собственное производство БП.

Выглядит блок весьма солидно:


К внутреннему устройству никаких нареканий не возникает – аккуратный монтаж, полностью собранный сетевой фильтр, большие радиаторы на транзисторах, терморегулятор скорости вращения вентилятора (он собран на отдельной плате, прикрученной прямо к радиатору – это хорошо видно на фото).

На входе стоят конденсаторы Teapo емкостью 680мкФ (что весьма неплохо для 300-ваттного блока), на выходе емкость конденсаторов (используются Fuhjyyu серии “TMR”) впечатляет еще больше – на шине +5В стоят два конденсатора по 4700мкФ, на +12В – один 2200мкФ, на +3,3В – один конденсатор 3300мкФ и еще один 4700мкФ, шины +5В и 3,3В включены через дроссели.

Однако, как ни странно, пульсации выходных напряжений достаточно заметны, хоть и лежат в пределах допусков, особенно на +12В:


На +5В пульсации также присутствуют, но по амплитуде заметно меньше:


Напряжение +5В и +12В блок держит очень хорошо, но вот с +3,3В не повезло – оно гуляет аж на 6%, опускаясь ниже минимально допустимого (3,14В). Графики зависимости напряжения от нагрузки, как всегда, можно посмотреть на отдельной
+12V +5V +3,3V
min 11,91 4,92 3,12
max 12,79 5,14 3,32
min/max 6,9% 4,3% 6,0%

Блок снабжен шестью разъемами для подключения винчестеров и двумя – для дисководов. Все провода имеют сечение 18AWG, так что с этой стороны никаких претензий предъявить невозможно.

GIT G-300PT

Этот блок из корпуса Noblesse изготовлен компанией Herolchi (HEC).


Если судить по внешнему виду – типичный представитель среднего класса, без каких-либо выдающихся признаков. Фильтр распаян полностью, но первая его часть вынесена на отдельную платку (в дорогих блоках такое практически не встречается). Во входном выпрямителе используются конденсаторы CapXon серии “LP” емкостью 470мкФ, в выходных – конденсаторы Pce-tur и CapXon серии “GL”. Суммарная емкость конденсаторов на шине +5В – 3200мкФ, на шине +12В – 2200мкФ и на +3,3В – 2670мкФ; дроссель предусмотрен только на шине +3,3В. В блоке предусмотрен терморегулятор скорости вращения вентилятора. Для подключения нагрузки есть 5 разъемов для винчестеров и 2 для дисководов, все провода – сечением 18AWG.

А вот до тестов, к сожалению, дело не дошло. Дело в том, что на мощности около 270-280Вт срабатывала защита от перегрузки, а при подборе максимальной мощности в ручном режиме блок умер с громким хлопком минут через десять работы. Вскрытие показало, что в лучший мир отправился один из транзисторов, нагревшись при этом так, что на нем расплавилась полистироловая изолирующая шайба:

HEC 300ER

Еще один блок производства Herolchi, но на этот раз снят он был с корпуса Genius Venus 2.


По сравнению с предыдущим блоком, сетевой фильтр сократился вдвое – исчезла платка с первым дросселем, но распаянные на основной плате детали остались. Зато емкость конденсаторов в высоковольтном выпрямителе увеличилась до 680мкФ, а на шине +5В – до 5300мкФ (два CapXon по 1000мкФ и один Pce-tur на 3300мкФ). Правда, в качестве компенсации оная емкость на шине +3,3В уменьшилась до мизерных 470мкФ, к тому же вместо дросселя оказалась “фильтрующая перемычка”... а по прочим шинам с большими токами дросселей и в предыдущем блоке не было. Емкость по шине +12В сохранилась – 2200мкФ, только поменялся производитель – с CapXon на Pce-tur. Помимо конденсаторов и дросселей, производитель пожертвовал и температурным мониторингом – в этом блоке вентилятор подключен непорседственно к +12В. Зато прибавился еще один разъем для питания периферии – теперь их стало шесть... Вот такой вот закон сохранения.

Но самое веселое началось при попытке снять характеристики блока. Проблема заключалась в том, что после небольшого прогрева защита от перегрузки начинала срабатывать на мощности около 200Вт. И это при том, что блок заявлен как 300-ваттный! Фактически на полной мощности удалось снять только зависимость выходных напряжений от тока нагрузки, которую можно увидеть на , а минимальные и максимальные значения напряжений – в таблице:

+12V +5V +3,3V
min 11,62 4,91 3,26
max 13,27 5,15 3,31
min/max 12,4% 4,7% 1,5%

Если нагрузку по шинам +3,3В и +5В блок держит хорошо, то +12В могут лишь огорчить. Забегая вперед, скажу, что как по стабильности, так и по абсолютному значению этого напряжения HEC-300ER занял третье с конца место, обогнав лишь блоки IPower.

Точно такая же картина наблюдалась и с пульсациями – если по шине +5В они держались на невысоком уровне, то на +12В были более чем заметны:


Шина +5В


Шина +12В


Причем эта осциллограмма снята на суммарной мощности всего 185Вт, ибо после прогрева на большей мощности блок стабильно работать отказывался.

Спустя некоторое время после начала тестирования от блока начало попахивать паленой пластмассой. Вскрытие показало ту же проблему, что и у GIT G-300PT – начала плавиться шайба на одном из транзисторов:


Судьба такого блока предрешена – из-за расплавления шайбы транзистор перестает прижиматься к радиатору и начинает греться еще сильнее... шайба плавится тоже быстрее... замкнутый круг, приводящий к гибели транзистора от перегрева. Что и случилось минут через двадцать работы на мощности 185Вт (sic!) – сверкнула молния, грянул гром, испарился предохранитель, и раскололся пополам транзистор:


Впечатляет, не так ли?

Напрашивается вывод, что у двух сгоревших блоков HEC имеется серьезный конструктивный недостаток – я не вдавался в подробности схемотехники, но такие «эффекты» могут возникать, скажем, при слишком пологих фронтах импульсов, переключающих ключевые транзисторы; при этом в момент переключения возникает заметный сквозной ток, сильно подогревающий транзисторы.

IPower LC-B250ATX

Блок питания, поставляемый в составе корпуса E-Star model 8870 “Extra” . Бесподобный образец работы китайской инженерной мысли:


Внушает уважение труд людей, способных заставить блок питания работать даже при таком количестве отсутствующих деталей... Сетевого фильтра нет вообще – только перемычки на месте дросселей. Та же участь постигла и выходные дроссели – их просто нет. И не только их, а еще и половины фильтрующих конденсаторов на выходе блока – как правило, на каждую шину ставят по два конденсатора, до и после дросселя, здесь же один их них исчез вместе с дросселем. Итого, емкость конденсаторов высоковольтного выпрямителя – 330мкФ, выходные конденсаторы по всем шинам – по 1000мкФ на каждую шину, производитель конденсаторов - Luxon Electronics (маркировка “G-Luxon”). Но на этом экономия не заканчивается! В блоке отсутствует даже изолирующая пластиковая прокладка между корпусом и высоковольтной частью схемы... Качество монтажа не просто низкое, оно местами кошмарное – при взгляде на некоторые детали кажется, что их просто воткнули как получилось, а потом сверху шлепнули побольше припоя, чтобы не отвалилось...

Из прочего можно отметить всего четыре разъема питания винчестеров и один – дисковода, расположенные на коротких проводах сечения 20AWG. Терморегулятор отсутствует, да и трудно было после увиденного ожидать его найти.

Ясно, что чудес от этого блока ожидать было трудно. Он их и не показал, а показал вместо этого нестабильность напряжения +12В 15% (не говоря уж о максимальном абсолютном значении этого напряжения среди всех протестированных блоков) и +5В – 7%.

+12V +5V +3,3V
min 11,52 4,89 3,21
max 13,55 5,26 3,32
min/max 15,0% 7,0% 3,3%

График изменения напряжений можно посмотреть на Причем, если разглядывать отдельные части графика с увеличением (разумеется, не на приведенном скриншоте, а при обработке исходных данных), видно, что после резкого изменения нагрузки напряжения выходят на постоянный уровень лишь спустя примерно 500мс, что является очень медленной реакцией на изменение нагрузки.

Не радовали и осциллограммы. На +12В блок показал самый большой размах пульсаций среди всех протестированных:


Причем при уменьшении мощности нагрузки вдвое размах пульсаций уменьшался лишь на 10%. Впрочем, и на +5В блок явно выделялся среди прочих – размах пульсаций превышал 50мВ:


Как ни странно, испытания он пережил – но, судя по всему, на последнем дыхании. До радиаторов стало возможным дотронуться лишь через четверть часа после выключения блока, на дросселе групповой стабилизации расплавился и стек на окружающие конденсаторы герметик, которым он был залит, а в процессе тестирования дующий из блока воздух был даже не теплым, а горячим.

IPower LC-B300ATX

Еще один блок того же производителя, на этот раз из корпуса E-Star 8870 “Classica” .


Эволюционное развитие предыдущего блока. На радиаторах появилось сравнительно неплохое оребрение, в сетевом фильтре появился хоть и плохонький (намотанный монтажным проводом в хлорвиниловой изоляции), но все же дроссель, на выходе тоже добавилось как дросселей, так и конденсаторов. Емкости конденсаторов высоковольтного выпрямителя увеличились до 470мкФ, на выходе по шине +12В теперь стоит конденсатор CapXon на 2200мкФ, по +5В – два G-Luxon по 2200мкФ каждый, на шине +3,3В теперь стоят два G-Luxon по 1000мкФ. Более того, на +5В и +3,3В появились дроссели. Количество разъемов питания также увеличилось – теперь их пять для винчестеров и два для дисководов; правда, провода так и остались тонкими 20AWG.

А вот на изолирующей прокладке между платой и корпусом сэкономили и в этом блоке.

Разумеется, увеличение емкости конденсаторов на абсолютные значения напряжений и коэффициент стабилизации повлиять не могло, и эти параметры столь же плохи, как и у менее мощного блока:

+12V +5V +3,3V
min 11,64 4,99 3,30
max 13,30 5,27 3,37
min/max 12,5% 5,3% 2,1%

А вот с пульсациями стало немного получше. На шине +5В они теперь – благодаря появлению дросселя и увеличению в четыре раза (!) емкости фильтрующих конденсаторов –стали несущественны:


Впрочем, на +12В картина вида «биение гордого сердца, песня о буревестнике и девятый вал» (В. Ерофеев, «Путешествие Москва – Петушки») хоть и уменьшилась количественно, но качественно сохранилась прекрасно:


Причем такая картина наблюдается только на нагрузке, близкой к максимальной. На половинной же нагрузке все тихо и спокойно:


Графики изменения напряжений в зависимости от нагрузки можно посмотреть на .

Macropower MP-300AR-PFC

Четвертый (после двух Delta и одного FSP) в данном обзоре блок с PFC. Этот блок устанавливается в недавно появившиеся в продаже корпуса ASUS Ascot 6AR и на самом деле изготавливается уже знакомой нам компанией HEC. Впрочем, уже по очень солидному внешнему виду заметно, что продукция HEC ориентирована на разных потребителей, и этот блок имеет все шансы оказаться очень неплохим.


Внутри блок очень напоминает своего неудачного собрата – GIT G-300PT; впрочем, забегая вперед, скажу, что проблемы с перегревом транзисторов на MP-300AR я не заметил. Блок оборудован полноценным сетевым фильтром, емкость конденсаторов высоковольтного выпрямителя составляет 680мкФ (используются конденсаторы CapXon серии “LP”). На выходе по шине +5В стоит дроссель, два конденсатора Pce-tur по 1000мкФ каждый и один CapXon “GL” на 3300мкФ; на шине +12В – один Pce-tur на 2200мкФ; на шине +3,3В – дроссель, один конденсатор Pce-tur на 1000мкФ и один CapXon “GL” 2200мкФ. Вентилятор включен через терморегулятор.

Отдельно хочу отметить, что блок оборудован аж восемью разъемами для питания винчестеров; все прочее стандартно – 2 разъема для дисководов, ATX, ATX12V и AUX разъемы. Разумеется, используются полноценные провода сечением 18AWG – класс блока питания обязывает.

Пульсации заметны, но их размах на шине +5В около 15мВ. На шине +12В – несколько больше, около 40мВ при полной нагрузке:


Шина +5В


Шина +12В


При уменьшении нагрузки размах пульсаций снижается, но незначительно. А вот по уровню стабильности блок может конкурировать и с куда более именитым соперинком – с Delta Electronics... Равзе что шина +12В немного подвела, зато +5В на высоте:
+12V +5V +3,3V
min 11,68 5,02 3,36
max 12,92 5,21 3,38
min/max 9,6% 3,6% 0,6%

В заключение хотелось бы отметить не очень удачное расположение дросселя пассивного PFC – он крепится к верхней крышке блока питания непосредственно за вентилятором, перекрывая часть потока воздуха.

Samsung SPS300W (мод. PSCD331605D)

Этот блок производства Samsung был извлечен из корпуса Space K-1 . Внешне он примечателен в первую очередь расположением вентилятора – он стоит на нижней стенке блока, т.е. внутри компьютера, но дует при этом из системного блока наружу.


Во внутреннем устройстве блока обращают на себя внимание необычные радиаторы – без оребрения, но с загнутым под 90 градусов и перфорированными верхними частями. Впрочем, это понятно – в этом блоке поток воздуха направляется на них сверху, а не вдоль платы. Сетевой фильтр выполнен почти целиком. “Почти” – потому что первый дроссель представляет собой ферритовое кольцо, на которое намотаны несколько витков сетевого провода. Печатная плата прооизводит не особо приятное впечатление – какие-то разводы на верхней поверхности, остатки флюса на нижней...

В высоковольтном выпрямителе используются конденсаторы CapXon “LP” емкостью 330мкФ – немного для 300-ваттного блока... На выходах +5В и +3,3В – по дросселю и по два конденсатора CapXon “GL” по 1000мкФ; на выходе +12В – конденсатор CapXon “KM” на 2200мкФ. На последнем хотелось бы остановиться отдельно – дело в том, что серия “KM” – это конденсаторы широкого применения, а “GL” – так называемые LowESR, т.е. с низким эквивалентным последовательным сопротивлением. В импульсных источниках питания конденсаторы широкого применения не используются, т.к. из-за высокого сопротивления они могут заметно нагреваться, что в итоге приводит к их “вспуханию” и выходу блока питания из строя. Что будет с этим конденсатором через год-два – сказать трудно...

Вторая неприятная деталь – разъем ATX12V. Этот разъем был введен в дополнение к стандарту ATX 2.03 для систем, в которых процессоры питаются от шины +12В (это все системы на Pentium 4, двухпроцессорные системы на Athlon MP и так далее). Во-первых, небольшой разъем позволяет подвести питание непосредственно к стабилизатору питания процессора; во-вторых, в разъеме ATX всего один контакт +12В, и при большом токе он может разогреваться вплоть до расплавления корпуса разъема – в ATX12V разъеме таких контактов уже два. В блоке Samsung SPS300W разъем ATX12V изначально не предусмотрен, но для владельцев систем на Pentium 4 прилагается переходник. Проблема же в том, что переходник этот сделан с разъема питания ATX, т.е. проблема с перегревом и обгоранием контакта остается. Владельцам этого блока в случае таких неприятностей я бы советовал приобрести или сделать переходник на ATX12V с разъема питания винчестера; впрочем, и это не идеальный выход, ибо в рассматриваемом блоке таких разъемов всего четыре штуки.

И третье. Тестирование этого блока проводилось с максимальной нагрузкой на шину +3,3В, равной 14А (это максимально допустимый ток, несмотря на требования спецификации ATX поддерживать ток до 28А) и максимальной суммарной мощностью по шинам +5В и +3,3В, равной 160Вт.

Пульсации выходного напряжения были заметны, но существенной роли не играли – их размах составлял около 20мВ на шине +5В и около 40мВ на шине +12В, т.е. на среднем уровне:


Шина +5В


Шина +12В


А вот с напряжениями получилось хуже – во-первых, блок довольно-таки плохо держит напряжение на шине +5В, хуже даже, чем блоки IPower:
+12V +5V +3,3V
min 11,50 4,86 3,22
max 12,52 5,25 3,34
min/max 8,1% 7,4% 3,6%

Во-вторых, при нулевой нагрузке блок выдает напряжения, сильно выходящие за допустимые рамки – это хорошо видно на зависимости напряжения от тока, т.к. тесты начинались и заканчивались нулевой нагрузкой. Напомню, что, согласно требованиям спецификации, блок питания должен нормально реагировать на попытки запустить его на холостом ходу, либо, если уж он выдает напряжения – держать их в рамках дозволенного.

Ну и последняя ложка дегтя... Полную нагрузку блок выдержать не смог – он умер через четыре минуты после начала теста. Диагноз – не выдержал диодный мост в цепи +5В.

Simplex MPT-301

Этот блок, извлеченный из корпуса DTK WT-PT074W , произведен компанией Macron Power Co., Ltd.


Сетевой фильтр присутствует в полном объеме, половина собрана на отдельной плате, напаянной прямо на контакты сетевого разъема. Во входных цепях стоят конденсаторы Fuh-jyyu “LP” емкостью 470мкФ; на выходе в цепи +5В – два конденсатора Fuhjyuu “TM” емкостью по 2200мкФ каждый, в цепи +12В – один 3300мкФ G-Luxon, в цепи +3,3В – дроссель и два конденсатора Fuhjyyu “TM” по 2200мкФ.

По непонятным причинам производитель блока применяет нестандартную расцветку проводов в ATX-разъеме: фиолетовый +3,3В, оранжевый Power OK и синий -12В. Сами провода полагающегося сечения 18AWG и несут на себе четыре разъема питания винчестеров и два – дисководов. Не считая, разумеется, стандартных ATX, ATX12V и AUX.

Размах пульсаций по +12В вполне приемлем – около 40мВ, но вот на шине +5В с более жесткими требованиями он мог бы быть и поменьше. На обеих шинах наблюдается аккуратный «треугольник» достаточно заметной амплитуды:


Шина +5В


Шина +12В


Выходные напряжения блок держит сравнительно неплохо, вот только +12В немного подкачало:
+12V +5V +3,3V
min 11,80 5,02 3,31
max 13,18 5,26 3,33
min/max 10,5% 4,6% 0,6%

Кроме того, на можно заметить проблему, уже имевшую место для блоков IPower – замедленную реакцию на скачкообразное изменение нагрузки, когда выходные напряжения выходят на постоянный уровень лишь спустя несколько сотен миллисекунд после изменения нагрузки.

Заключение

Итак, еще одиннадцать блоков питания прошли через мои руки. Достойными среди них оказались пять – два блока питания от Delta Electronics, а также блоки от Fong Kai, FSP Group и Macropower; лидерство по качеству принадлежит блокам от Delta Electronics, однако и изделия других производителей не разочаруют своих владельцев. Не дотягивает до их уровня недорогой Simplex от Macron Power, из-за проблем с перегревом ключевых транзисторов выбыли HEC 300ER (который перед смертью успел продемонстрировать весьма странные параметры) и GIT G-300PT. На блоке питания от Samsung непонятно как оказалась этикетка с надписью “300W”, хотя на самом деле этот блок рассчитан максимум на 250Вт, что понятно даже при визуальном осмотре. Впрочем, бывает и хуже - блок питания IPower LC-B250 вообще способен играть роль разве что габаритного макета, но никак не устройства, могущего нормально питать современный компьютер; и лишь его старший брат LC-B300 имеет шансы занять место среди самых дешевых low-end блоков, рекомендовать которые к покупке у меня не поднимется рука.

Продолжение ознакомления с блоками питания произошло на модельных рядах Hiper (производство тайваньской High Performance Group) и L&C (производство тайваньской же L&C Technology group). Для обзора мне были предложены

  • HPU-4K480
  • HPU-4R480
  • HPU-4S480-EU
  • HPU-3S350
  • HPU-4S525
  • HPU-4S425

от первой компании и

от второй.

Забегая вперед, стоит отметить, что, несмотря на кажущееся сходство моделей, напрашивающееся, исходя из названий блоков Hiper, на самом деле блоки питания абсолютно разные - и это касается не только «внешнего» оформления, но и результатов работы. Начнем с того, что блоки HPU-4K480, HPU-4R480 и HPU-4S480-EU представляют собой «экспортный вариант», выделяющийся из остального перечисленного ряда значительным количеством предлагаемых опций.

Внешний вид, комплект поставки

Корпус модели с индексом R - красного цвета, поверхность матовая; корпус модели с индексом K выполнен из металла черного цвета, поверхность практически зеркальная; следуя предложенной логике, производитель выполнил модель с индексом S в корпусе серебристого цвета. Все эти блоки питания оснащены 120-мм вентилятором, причем, у блока HPU-4R480 вентилятор с подсветкой - красного же цвета. Поскольку внешний вид блоков идентичен (за исключением сделанных оговорок), приведем фото только наклеек с указанием мощностей каждого блока и «общий вид» одного из них.

Что касается разъемов, то в данном случае отличия минимальные, и затрагивают только основной:

В комплект поставки HPU-4R480 входят два шнура для подключения блока к сети (причем, один из них - трехштырьковый) и руководство пользователя. Небольшое богатство опций, по-видимому, компенсируется внешним видом решения. HPU-4K480 уже отличается большим разнообразием: помимо перечисленных компонентов к нему прилагается 80-мм дополнительный вентилятор (для установки в системный блок), а также переходник основного разъема питания, 20-24 pin. HPU-4S480-EU предлагается всего с одним шнуром питания (евровилка), дополнительным 80-мм вентилятором, руководством и двумя стильными «круглыми» IDE-шлейфами. Упаковывается все это в каждом случае вот в такой «ящик» (разумеется, цветовое оформление наклейки, и текст на ней соответствуют каждой конкретной модели блока):

HPU-4K480

Пульсации по шине +12 В составляют около 12,8 мВ, по +5 В - не более 16 мВ.

Стабильность выходных напряжений проверялась следующим образом: каждая из шин нагружалась от минимума, приведенного в таблице, до максимума с шагом изменения тока 1А/µс, нагрузка всех шин происходила одновременно, то есть, была сымитирована ситуация с минимальной, типичной и полной нагрузкой (в терминах PSDG). Нагрузка гонялась в цикле в течение двух часов, замеры проводились 5 раз, приведенные ниже данные - усредненный результат по пяти замерам. Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,78 В, а максимальное - +12,25 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,76, максимальное - 5,21 В, по шине +3,3 В - +3,11 и 3,48 В соответственно. Напомним, что, согласно PSDG, отклонения выходного напряжения +12/+5/+3,3 В могут составлять ±5% (+11,40~+12,60 В, +4,75~+5,25 В и +3,14~3,47 В), но с двумя оговорками: во-первых, при пиковой нагрузке шины +12 В отклонения могут составлять до 10%, во-вторых, в спецификации ATX ужесточено требование по допустимым пределам отклонения напряжения по 3,3 В: ±4% вместо ±5, упомянутых в Power Supply Design Guide). По шине +3,3 В блок явно «провалился», однако учитывая не столь большую важность этого напряжения, а также погрешности измерений, серьезно к выходу за пределы на столь незначительные величины относиться не стоит.

HPU-4R480

Пульсации по шине +12 В составляют около 25,6 мВ, по +5 В - не более 16,8 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,40, а максимальное - +12,42 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,89, максимальное - +5,40 В, по шине +3,3 В - +3,22 и +3,40 В соответственно. Блок уложился в пределы допустимых колебаний напряжений, хотя минимальное значение по шине +12 В и равно пороговому.

HPU-4S480-EU

Пульсации по шине +12 В составляют около 12,0 мВ, по +5 В - не более 21,6 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,77 В, а максимальное - +12,29 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,75, максимальное - +5,29 В, по шине +3,3 В - +3,14 и +3,41 В соответственно. Стоит обратить внимание, что у блока явно «прихрамывает» шина +5 В - предельное минимальное и выходящее за пределы максимальное значение.

Оставшиеся три модели - «retail»-поставка, не имеющая дорогой упаковки и предлагаемая потребителям в запаянных в полипропилен картонных коробках (стоит отметить, стильных). В отличие от трех предыдущих моделей, эти решения не могут похвастаться ни завораживающим внешним видом, ни обилием опций - выполнены они из стандартного металла. За исключением HPU-3S350, в этой тройке блоков все имеют по два 80-мм вентилятора (один - на нижней крышке, второй - на задней панели), у упомянутой модели в наличии всего один 80-мм вентилятор - на задней панели.


HPU-4S525


HPU-4S425


HPU-3S350

От трех «экспортных» блоков эта тройка отличается бо льшим «разнобоем» в количестве контактов:


1 - формула 20+4 означает, что 4 контакта у разъема «отстегиваются»

HPU-3S350

Пульсации по шине +12 В составляют около 10,4 мВ, по +5 В - не более 16,8 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,77 В, максимальное - +12,42 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,83, максимальное - +5,29 В, по шине +3,3 В - +3,11 и +3,31 В соответственно. Блок вышел за пределы по шинам +5 и +3,3 В, впрочем, отклонения крайне незначительные.

HPU-4S525

Пульсации по шине +12 В составляют около 31,2 мВ, по +5 В - не более 35,2 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,78, а максимальное - +12,42 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,93, максимальное - +5,24 В, по шине +3,3 В - +3,15 и +3,57 В соответственно. Единственное напряжение, которое можно покритиковать в данном случае - +3,3В - выход за верхний предел составил ровным счетом 0,1 В.

HPU-4S425

Пульсации по шине +12 В составляют около 24,0 мВ, по +5 В - не более 22,4 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,57, а максимальное - 12,63 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,77, максимальное - 5,17 В, по шине +3,3 В - +3,15 и +3,45 В соответственно. Чуть вышедшее за верхний предел напряжение по +12 В вряд ли может считаться серьезной претензией к блоку.

Внешний вид блоков питания LC вполне зауряден и обычен для недорогих решений: стандартный серый металл. Все три блока не имеют в комплекте поставки никаких дополнительных опций, их корпуса выполнены из обычной жести. Кроме как у LC-B350ATX, отверстия вытяжных вентиляторов блоков не прикрыты прикручивающимися декоративными решетками, а просто вырублены в металле (в первом случае все как раз наоборот). Из этих трех блоков только LC-B350ATX имеет два вентилятора (80 мм), у двух других в наличии только вытяжные вентиляторы.

Являясь по внешнему виду решениями middle-end сектора, эти блоки питания оснащены «старыми» комплектами разъемов:

LC-B300-ATX

Пульсации по шине +12 В составляют около 24,0 мВ, по +5 В - не более 17,6 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,27, а максимальное - 12,28 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,68, максимальное - +5,16 В, по шине +3,3 В - +3,01 и +3,35 В соответственно. Увы, блок показал откровенно слабые результаты - сильно просаживается шины +12 В и +3,3 В, что заставляет сомневаться в возможности использования блока в «критичных» системах

LC-B350-ATX

Пульсации по шине +12 В составляют около 28,0 мВ, по +5 В - не более 4,8 мВ.

Результаты проверки стабильности напряжений: минимальное значение по шине +12 В, зафиксированное в ходе замеров, составило +11,42, а максимальное - 11,89 В, по шине +5 В минимальное значение - +4,64, максимальное - +5,04 В, по шине +3,3 В - +3,09 и +3,35 В соответственно. Наблюдается слабина всех трех шин - по +12 В блок не выдал номинала даже в свои лучшие времена, +5 В сильно уползают вниз, как и шина +3,3 В. Огульных выводов о том, что все блоки L&C оставляют желать лучшего делать пока рановато - все же три блока - не показатель, но настороженно относиться к этим моделям, наверное, все-таки, стоит.

Выводы

Учитывая погрешности измерений, можно предположить, что блоки серии HPU - во всех их вариантах - и retail, и экспортных - выглядят вполне прилично и вполне могут использоваться в системах различного уровня (с учетом мощности). Что касается блоков L&C, то, на мой взгляд, вопрос требует дополнительного изучения, потому как рассмотренные три блока не вселили оптимизма и заставили задуматься о целесообразности их использования без тщательного изучения и оценки условий безоговорочной эксплуатации.

Продолжение следует...

ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ATX

   С чего начинается Родина... То есть я хотел сказать с чего начинается любое радиоэлектронное устройство, будь то сигнализация или ламповый усилитель - конечно с источника питания. И чем значительнее ток потребления девайса, тем мощнее требуется трансформатор в его БП. Но если приборы изготавливаем часто, то никаких запасов трансформаторов нам не хватит. А если ходить покупать на радиобазаре то учтите, что в последнее время стоимость такого трансформатора превысила все разумные пределы - за средний стоваттник требуют около 10уе! 


   Но выход всё-же есть. Это обычный, стандартный блок питания ATX от любого, даже самого простого и древнего компьютера. Несмотря на дешевизну таких БП (бэушный можно найти по фирмам и за 5уе), они обеспечивают очень приличный ток и универсальные напряжения. По линии +12В - 10А, по линии -12В - 1А, по линии 5В - 12А и по линии 3,3В - 15А. Конечно указанные значения не точные, и могут несколько отличаться в зависимости от конкретной модели БП ATX.


   Вот как раз недавно я и делал одну интересную вещь - музыкальный центр из цифровой автомагнитолы и корпуса от небольшой колонки. Всё бы хорошо, да вот учитывая приличную мощность усилителя НЧ, ток потребления центра в пиках басов достигал 8А. И даже попытка установить на питание 100 ваттный трансформатор с 4-х амперными вторичками нормального результата не дал: мало того, что на басах напряжение проваливалось на 3-4 вольта (что было хорошо заметно по затуханию ламп подсветки передней панели магнитолы), так ещё и от фона 50Гц никак не удавалось избавиться. Хоть 20000 микрофарад ставь, хоть экранируй всё, что можно.


   А тут как раз на счастье, сгорел старый системник на работе. Но блок питания ATX ещё рабочий. Вот и приткнём его для магнитолы. Хотя по паспорту автомагнитолы и ихние усилители питаются напряжением 12В, но мы то знаем, что гораздо мощнее она будет звучать если подать на неё 15-17В. По крайней мере за всю мою историю ещё ни один ресивер не сгорел от лишних 5-ти вольт.

   Так как в имеющемся БП ATX напряжение 12-ти вольтовой шины было всего чуть больше 10В (может потому и не работал системник? Поздно.), будем поднимать его изменением управляющего напряжения на 2-м выводе TL494. Принципиальную схему компьютерного блока питания смотрите тут.

   Проще говоря поменяем резистор или вообще впаяем его на дорожки другого номинала. Ставлю два килоома и вот 10,5В превращаются в 17. Надо меньше? - Увеличиваем сопротивление. Стартуется компьютерный блок питания замыканием зелёного провода на любой чёрный.


   Так как места в корпусе будущего музыкального центра не много - вытаскиваем плату импульсного блока питания ATX из родного корпуса (коробочка пригодится для моего будущего проекта), и тем самым уменьшаем габариты БП в два раза. И не забываем перепаять конденсатор фильтра в БП на более высокое напряжение, а то мало ли что...



   А кулер? - Спросит внимательный и сообразительный радиолюбитель. Он нам не нужен. Эксперименты показали, что при токе 5А 17В в течении часа работы магнитолы на максимальной громкости (за соседей не беспокойтесь - два резистора 4 Ома 25 ватт), радиатор диодов был немного тёплый, а транзисторов - почти холодный. Так что нагрузку до 100 ватт такой БП ATX будет держать без проблем.

   Форум по блокам питания

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ATX

3.4. Принципиальная схема. Импульсные блоки питания для IBM PC

3.4. Принципиальная схема

Импульсные источники питания данного класса имеют несколько различных модификаций схемотехнической реализации отдельных вспомогательных узлов. Принципиальных различий в их рабочих характеристиках нет, а разнообразие объясняется множеством производителей блоков питания. Поэтому при описании узлов и каскадов источников питания и особенностей их функционирования будут также приведены и графические иллюстрации вариантов их исполнения. Для подробного обсуждения принципа построения и функционирования блока питания компьютеров типа AT/XT в качестве базовой выбрана модель, принципиальная схема которой показана на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Принципиальная схема импульсного блока питания

На принципиальной схеме не показан сетевой выключатель, так как он относится к системному модулю компьютера. В самом блоке питания по входу первичной электрической сети установлен предохранитель – необходимый элемент системы защиты. Предохранитель предназначен для отключения импульсного источника питания от питающей сети при возникновении в нем неисправностей и не используется для сохранения работоспособности активных элементов источника питания, так как обладает высокой тепловой инерционностью. Процессы пробоя развиваются лавинообразно, остановить их может только электронная защита. Предохранитель способен лишь предотвратить лавинообразное нарастание процесса, который разрушает конструктивные элементы блока питания и повреждает проводники печатной платы.

Терморезистор TR1, также подключенный по входу первичной цепи, имеет отрицательный коэффициент сопротивления. Этот элемент имеет максимальное значения сопротивления в холодном состоянии, то есть в момент включения источника. Основным назначением терморезистора TR1 является ограничение пускового тока, протекающего по входной цепи блока питания. При включении источника питания возникает скачок тока, так как конденсаторы сглаживающего фильтра C10 и C11 в начальный момент времени не заряжены и их сопротивление крайне мало. По мере их заряда уровень тока, протекающего по входным цепям блока питания, постепенно снижается. Под действием тока терморезистор TR1 медленно разогревается, а его сопротивление снижается. После выхода на рабочий режим сопротивление TR1 имеет значение десятых долей Ома и практически не влияет на общие энергетические показатели блока питания.

После терморезистора и предохранителя в первичную цепь источника питания включен сетевой фильтр. В конструкции фильтра использованы элементы, которые должны обеспечивать значительный уровень затухания помех, проникающих в источник питания и исходящих из него. В отсутствие сетевого фильтра блок питания можно применять только в идеальных условиях, при полном отсутствии приборов, способствующих возникновению помех. Но даже в этом случае целесообразность его установки вполне оправдана, так как фильтр значительно ограничивает уровень паразитных колебаний, проникающих в сеть от самого источника с импульсным преобразователем. Конструкцию входного фильтра рассчитывают из условий, обеспечивающих работу блока питания при кратковременных бросках и провалах сетевого напряжения. Стандарт отечественной сети переменного тока допускает изменение напряжения в диапазоне 220 В ±15 %. Но стандарт не может предусмотреть уровней кратковременных импульсных помех, источником которых являются приборы и устройства на основе электродвигателей, электромагнитных пускателей. Импульсные помехи от таких приборов могут проникать во вторичные цепи источника питания и оказывать негативное влияние на функционирование нагрузочных элементов. Наличие входного фильтра способствует устранению или значительному ослаблению влияния внешних помех на работоспособность блока питания и элементов нагрузки, подключенных к его вторичным цепям.

Помехоподавляющий фильтр представляет собой звено П-типа, состоящее из конденсаторов C1 – C4 и дросселя T, две обмотки которого намотаны в одном направлении на общий сердечник из материала с высоким значением магнитной проницаемости. Обмотки имеют одинаковое количество витков. Конденсаторы C3 и C4 включены последовательно, точка их соединения подключается к корпусной клемме блока питания. В отечественной сети выполняется заземление нулевого провода и поэтому точка соединения обязательно должна подключаться через корпус к «нулю». Таким образом, один из конденсаторов C3, C4 оказывается зашунтированным, а второй подключается параллельно конденсатору C2. Если корпус источника питания с таким фильтром оставить без подключения к защитному «нулю», то в средней точке емкостного делителя образуется напряжение, равное половине входного питающего напряжения.

Емкостное сопротивление конденсаторов C1 и C2 фильтра на частоте питающей сети достаточно большое и составляет примерно 145 кОм. Такое сопротивление не оказывает заметного влияния на помехи с частотой, близкой к частоте промышленной сети. Импульсные же помехи, имеющие спектр от десятков килогерц до нескольких мегагерц, замыкаются через малое сопротивление этих конденсаторов, и поэтому происходит значительное снижение их уровня. Полностью нейтрализовать помеху, проникающую из сети, одними конденсаторами не удается, и для более глубокой фильтрации применяется индуктивный элемент – дроссель Т1. По конструкции и техническому смыслу дроссель T1 больше похож на трансформатор, поэтому в специальной литературе иногда его называют нейтрализующим трансформатором. Каждая из обмоток дросселя включена в цепь потенциального проводника. По одной из обмоток протекает ток прямого направления, по второй – возвратный ток. Направление токов противоположно, но их величины абсолютно одинаковы. Токи, протекающие по каждой из обмоток, будут создавать магнитные потоки, равные по величине, но противоположные по направлениям. Взаимно противоположные потоки будут компенсировать друг друга. Ни один из потоков не будет преобладающим, а значит, не будет происходить намагничивание сердечника и индуктивность обмоток дросселя будет иметь максимально возможное значение. Это положение справедливо независимо от уровня тока потребления блока питания. Магнитные потоки, создаваемые колебаниями помехи, также взаимно компенсируются. Индуктивное сопротивление обмоток дросселя прямо пропорционально частоте протекающего тока. На частоте сети его величина относительно небольшая, но для высокочастотных колебаний помех она значительна. Затухание помех растет по мере увеличения их частоты. Установка отдельных дросселей на каждом отдельном проводнике будет производить значительно меньший эффект. В выпрямителе сетевого напряжения устанавливаются НЧ диоды. Ток, протекающий через сетевой выпрямитель, имеет пульсирующий характер, определяемый частотой переключения силовых транзисторов импульсного преобразователя. В моменты изменения полярности напряжения на диодах D1 – D4 выпрямителя происходит перезарядка их внутренней емкости. Этот процесс занимает определенный временной интервал. Диоды, изменяющие свое проводящее состояние на закрытое, не могут переключиться мгновенно, и некоторое время остаются открытыми. В это время одна пара диодов еще не закрыта, а вторая – постепенно открывается и начинает пропускать ток. Возникают сквозные токи, которые возбуждают кратковременные помеховые колебания. Подавление помех такого типа выполняют конденсаторы C2 – C4, подключенные к защитному заземлению или «нулю». Все конденсаторы сетевого фильтра рассчитаны на максимальное рабочее напряжение 1 кВ.

С помощью селектора уровня входного напряжения S1 выполняется переключение входной цепи блока питания для работы от сетевого напряжения с номинальными уровнями 220 или 115 В. Переключатель имеет только два состояния: замкнутое и разомкнутое. Разомкнутое состояние переключателя устанавливается, когда напряжение сети равно 220 В. Контакты переключателя замыкаются для подключения блока питания к сети с пониженным напряжением. Естественно, что при сохранении энергетического баланса, ток потребления и соответственно нагрузка на входные цепи источника питания при пониженном входном напряжении увеличивается в два раза по сравнению с режимом работы от 220 В. Действие переключателя достаточно подробно рассмотрено в главе 2 при описании аналогичного узла источника питания для компьютеров ATX форм-фактора. Следует еще раз отметить, что коммутация переключателя S1 при его замыкании переводит схему выпрямителя на работу в режиме удвоителя напряжения. Основная же цель установки переключателя заключается в сохранении уровня постоянного напряжения питания на силовом каскаде. Когда происходит коммутация транзисторов полумостового усилителя, на силовой трансформатор подается импульсное напряжение, полный размах которого равен напряжению питания силового каскада. Сохранение этого напряжения на неизменном уровне позволяет использовать все элементы силового каскада без каких-либо модификаций. В этом случае отпадает необходимость применения транзисторов для силового каскада с повышенным напряжением коллектор-эмиттер, а также не происходит коммутации обмоток трансформатора для изменения коэффициентов трансформации.

Диодный мост выпрямителя нагружен на два электролитических конденсатора C10 и C11, включенных последовательно, а таже на силовой каскад импульсного преобразователя. Конденсаторы входят в состав фильтра, сглаживающего выпрямленное пульсирующее напряжение. Параллельно каждому из конденсаторов С10 и С11 сглаживающего фильтра включены высокоомные резисторы соответственно R17 и R18, создающие цепь разряда конденсаторов при отключении источника питания от сети. Резисторы выбраны с такими номиналами сопротивления, чтобы не оказывать влияния на работу ВЧ преобразователя.

Вся остальная электрическая схема блока питания предназначена непосредственно для генерации, усиления импульсных сигналов и их преобразования во вторичные напряжения, поступающие на элементы нагрузки. Этапы функционирования импульсного преобразователя приведены ниже в последовательности, соответствующей изложению материала в главе 2.

Но прежде чем перейти к детальному разбору функционирования отдельных каскадов, следует дать общую схему развития процессов, происходящих в блоке питания непосредственно после его включения в сеть. Именно начальный этап включения блоков питания для компьютеров AT/XT коренным образом отличается от более поздних модификаций, используемых в ATX системах.

В блоке питания, схема которого представлена на рис. 3.2, нет узла, аналогичного вспомогательному автогенератору ATX преобразователя, от которого блок управления получает первичное питание для запуска генератора импульсных последовательностей. Поэтому одним из основных вопросов при подключении к питающей сети такого источника является обеспечение начального запуска и первичная запитка узла управления. Решение этой проблемы заключается в особой конструкции силового каскада преобразователя и, в частности, в способе подключения трансформатора внешнего возбуждения T2 к базовой цепи транзистора Q5. Вторичная цепь T2 имеет три обмотки. Две из них традиционно подключены к базовым цепям силовых транзисторов Q5 и Q6, а третья – к эмиттеру транзистора Q5 и через конденсатор C15 с первичной обмоткой импульсного трансформатора T4. Базовая цепь каждого силового транзистора соединена со своим коллектором через резистор с большим сопротивлением. Таким образом, через резисторы R27 и R29 на базы транзисторов Q5 и Q6 подается положительное смещение. Благодаря этим двум особенностям происходит полное открывание одного из силовых транзисторов Q5 или Q6, в результате которого на вторичных обмотках появляется импульс напряжения. Этим импульсным напряжением заряжаются емкости конденсаторов C18 и C17, образующие сглаживающий фильтр. Положительная обкладка конденсатора C17 подключена к выводу питания IC1/12 микросхемы ШИМ регулятора. Уровня напряжения на конденсаторах C17 и C18 и энергии их заряда оказывается достаточно для запуска микросхемы IC1 и получения на выходах IC1/8,11 последовательностей импульсов. Через каскады промежуточного усилителя, выполненного на транзисторах Q3 и Q4, импульсы управления подаются в базовые цепи силовых транзисторов Q5 и Q6. Возникает устойчивый колебательный процесс переключения силовых транзисторов, происходящий под управлением импульсов, формируемых схемой управления. Когда импульсные колебания принимают установившийся характер, напряжения на вторичных обмотках нарастают до номинальных уровней, и происходит формирование сигнала «питание в норме». Далее начинает действовать система слежения за выходным уровнем напряжения канала +5 В и регулирования поступления энергии во вторичные цепи. Если нагрузка каналов находится в определенных пределах, источник питания обеспечивает энергетическую поддержку вторичных цепей. При резком и неконтролируемом отклонении уровня нагрузки, приводящего к КЗ по одному из каналов, включается система блокировки схемы управления и отключения силового каскада.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Блоки питания электронных устройств - устройство и принцип работы основных схем

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения.

Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств.

Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой  пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

  1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
  2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В.

Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме.

Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию.

Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм.

Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

  • Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
  • Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
  • На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
  • Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц.

Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток.

Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

Пример миниатюрных импульсных БП

  • Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
  • На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

  • частотно-импульсным;
  • фазо-импульсным;
  • широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя.

Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

  • Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
  • Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
  • Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
  • Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
  • Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

  • различные виды зарядных устройств;
    Зарядки и внешние БП
  • внешние блоки питания;
  • электронный балласт для осветительных приборов;
  • БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.

Импульсный модуль питания монитора

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
  • Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
  • Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
  • Транзистор VT1 – KT872A.
  • Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
  • Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
  • Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Схемотехника блоков питания персональных компьютеров. Часть 1

Реальная практика ремонта электроники

Один из самых важных блоков персонального компьютера — это, конечно, импульсный блок питания.

Для более удобного изучения работы блока есть смысл рассматривать каждый его узел по отдельности, особенно, если учесть, что все узлы импульсных блоков питания различных фирм практически одинаковые и выполняют одни и те же функции.

Все блоки питания рассчитаны на подключение к однофазной сети переменного тока 110/230 вольт и частотой 50 – 60 герц. Импортные блоки  на частоту 60 герц прекрасно работают и в отечественных сетях.

Основной принцип работы импульсных блоков питания заключается в выпрямлении сетевого напряжения с последующим преобразованием его в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое понижается трансформатором до нужных значений, выпрямляется и фильтруется.

Таким образом, основную часть схемы любого компьютерного блока питания, можно разделить на несколько узлов, которые производят определённые электрические преобразования. Перечислим эти узлы:

  • Сетевой выпрямитель. Выпрямляет переменное напряжение электросети (110/230 вольт).
  • Высокочастотный преобразователь (Инвертор). Преобразует постоянное напряжение, полученное от выпрямителя в высокочастотное напряжение прямоугольной формы. К высокочастотному преобразователю отнесём и силовой понижающий импульсный трансформатор. Он понижает высокочастотное переменное напряжение от преобразователя до напряжений, требуемых для питания электронных узлов компьютера.
  • Узел управления. Является «мозгом» блока питания. Отвечает за генерацию импульсов управления мощным инвертором, а также контролирует правильную работу блока питания (стабилизация выходных напряжений, защита от короткого замыкания на выходе и пр.).
  • Промежуточный каскад усиления. Служит для усиления сигналов от микросхемы ШИМ-контроллера и подачи их на мощные ключевые транзисторы инвертора (высокочастотного преобразователя).
  • Выходные выпрямители. С помощью выпрямителя происходит выпрямление — преобразование переменного низковольного напряжения в постоянное. Здесь же происходит стабилизация и фильтрация выпрямленного напряжения.

Это основные части блока питания компьютера. Их можно найти в любом импульсном блоке питания, начиная от простейшего зарядника для сотового телефона и заканчивая мощными сварочными инверторами. Отличия заключаются лишь в элементной базе и схемотехнической реализации устройства.

Довольно упрощённо структуру и взаимосвязь электронных узлов компьютерного блока питания (формат AT) можно изобразить следующим образом.

О всех этих частях схемы будет рассказано в дальнейшем.

Рассмотрим принципиальную схему импульсного блока питания по отдельным узлам. Начнём с сетевого выпрямителя и фильтра.

Сетевой фильтр и выпрямитель

Отсюда, собственно, и начинается блок питания. С сетевого шнура и вилки. Вилка используется, естественно, по «евростандарту» с третьим заземляющим контактом.

Следует обратить внимание, что многие недобросовестные производители в целях экономии не ставят конденсатор С2 и варистор R3, а иногда и дроссель фильтра L1. То есть посадочные места есть, и печатные дорожки тоже, а деталей нет. Ну, вот прям как здесь.

Как говорится: «No comment «.

Во время ремонта желательно довести фильтр до нужной кондиции. Резисторы R1, R4, R5 выполняют функцию разрядников для конденсаторов фильтра после того как блок отключен от сети. Термистор R2 ограничивает амплитуду тока заряда конденсаторов С4 и С5, а варистор R3 защищает блок питания от бросков сетевого напряжения.

Стоит особо рассказать о выключателе S1 («230/115»). При замыкании данного выключателя, блок питания способен работать от сети с напряжением 110…127 вольт. В результате выпрямитель работает по схеме с удвоением напряжения и на его выходе напряжение вдвое больше сетевого.

Если необходимо, чтобы блок питания работал от сети 220…230 вольт, то выключатель S1 размыкают. В таком случае выпрямитель работает по классической схеме диодный мост. При такой схеме включения удвоения напряжения не происходит, да это и не нужно, так как блок работает от сети 220 вольт.

В некоторых блоках питания выключатель S1 отсутствует. В других же его располагают на тыльной стенке корпуса и помечают предупреждающей надписью. Нетрудно догадаться, что если замкнуть S1 и включить блок питания в сеть 220 вольт, то это кончится плачевно. За счёт удвоения напряжения на выходе оно достигнет величины около 500 вольт, что приведёт к выходу из строя элементов схемы инвертора.

Поэтому стоит внимательнее относиться к выключателю S1. Если предполагается использование блока питания только совместно с сетью 220 вольт, то его можно вообще выпаять из схемы.

Вообще все компьютеры поступают в нашу торговую сеть уже адаптированными на родные 220 вольт. Выключатель S1 либо отсутствует, либо переключен на работу в сети 220 вольт. Но если есть возможность и желание то лучше проверить. Выходное напряжение, подаваемое на следующий каскад составляет порядка 300 вольт.

Можно повысить надёжность блока питания небольшой модернизацией. Достаточно подключить варисторы параллельно резисторам R4 и R5. Варисторы стоит подобрать на классификационное напряжение 180…220 вольт.

Такое решение сможет уберечь блок питания при случайном замыкании выключателя S1 и включении блока в сеть 220 вольт. Дополнительные варисторы ограничат напряжение, а плакий предохранитель FU1 перегорит.

При этом после несложного ремонта блок питания можно вернуть в строй.

Конденсаторы С1, С3 и двухобмоточный дроссель на ферритовом сердечнике L1 образуют фильтр способный защитить компьютер от помех, которые могут проникнуть по сети и одновременно этот фильтр защищает сеть от помех, создаваемых компьютером.

Возможные неисправности сетевого выпрямителя и фильтра

Характерные неисправности выпрямителя, это выход из строя одного из диодов «моста» (редко), хотя бывают случаи, когда выгорает весь диодный мост, или утечка электролитических конденсаторов (гораздо чаще).

Внешне это характеризуется вздутием корпуса и утечкой электролита. Подтёки очень хорошо заметны. При пробое хотя бы одного из диодов выпрямительного моста, как правило, перегорает плавкий предохранитель FU1.

При ремонте цепей сетевого выпрямителя и фильтра имейте в виду то, что эти цепи находятся под высоким напряжением, опасным для жизни! Соблюдайте технику электробезопасности и не забывайте принудительно разряжать высоковольные электролитические конденсаторы фильтра перед проведением работ!

Далее

Главная » Мастерская » Текущая страница

Импульсные блоки питания

Электрика »
Электроснабжение »
Источники питания »
Блоки питания »
Импульсные

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИМЕНЕНИЕ

Блок питания — это устройство, преобразующее сетевое напряжения до уровня, необходимого для работы электрических схем различных приборов. Вторичные источники электропитания часто используются для бытовой техники и промышленных установок, содержащих электронику.

Изначально источники вторичного напряжения строились по схеме, которую принято называть трансформаторной. Принцип её работы состоит в трансформации сетевого напряжения до необходимого уровня с последующим его выпрямлением и стабилизацией.

Типовая схема традиционного источника электропитания состоит из следующих элементов:

  • силовой понижающий трансформатор, содержащий одну или несколько вторичных обмоток, в зависимости от потребностей питаемой схемы; выпрямительный блок, как правило, выполняется по схеме диодного моста;
  • конденсатор фильтра, включенный между положительным и отрицательным выводами моста и необходимый для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, иногда для улучшения параметров фильтра, в схему добавляется дроссель;
  • стабилизатор выходного напряжения, построенный на основе специализированной микросхемы или содержащий ключевой транзистор и небольшую схему управления.

Эти схемы надёжны в работе, не создают высокочастотных помех, обеспечивают гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Тем не менее есть ряд причин по которым они уступают блокам питания импульсного типа.

Трансформаторы, преобразующие напряжение с частотой 50 герц, отличаются относительно большими габаритами и весом. Это свойство трансформаторных источников электропитания вступило в противоречие с общими принципами миниатюризации бытовых и промышленных электроприборов.

Проблему удалось решить путём создания импульсных или инверторных блоков. Такие параметры трансформатора, как сечение магнитопровода, количество витков обмотки и сечение провода, существенно уменьшаются с увеличением частоты преобразуемого напряжения.

Это также относится к ёмкости, следовательно, и к габаритам фильтрующих конденсаторов. Этот базовый принцип электротехники был послужил основой при создании вторичных источников питания нового типа.

Как работает импульсный блок питания

Принцип работы импульсного блока питания заключается в ряде последовательных преобразований питающего напряжения:

  • выпрямление входного напряжения;
  • инвертирование, то есть, генерация сигнала с частотой от десятков до сотен килогерц;
  • трансформация высокочастотных импульсов до требуемого уровня;
  • выпрямление и фильтрация полученного напряжения.

Цепочка преобразований в описании принципа работы импульсного блока питания выглядит достаточно громоздкой и даже лишённой смысла. Однако нужно учесть что в данной схеме преобразуется напряжение, частота которого в отдельных моделях составляет 200 кГц (а не 50 Гц, как в трансформаторных источниках питания).

Трансформаторы, которые работают на высоких частотах, называют импульсными. Обычно они используют магнитопровод тороидальной формы (в виде бублика) небольшого размера. Это позволило уменьшить вес и габариты блока той же мощности более чем на порядок.

Тор обычно изготавливается штамповкой из пермаллоя — сплава, состоящего из железа и никеля, магнитопровод же низкочастотного трансформатора набирается из тонких пластин электротехнической стали.

Принцип инверторного преобразования дает возможность создать сверхминиатюрные аппараты электродуговой сварки, работа которых возможна от обычной бытовой розетки, способные сваривать металл до 10 мм толщиной, легко переносимые в небольшой сумке с плечевым ремнём.

Базовые принципы, на которых основано устройство импульсного блока питания не новы, всё находится в рамках давно устоявшихся представлений об электричестве. Что же мешало создать их раньше? Причина в технологии.

Главными электронными компонентами инверторного преобразователя импульсного блока являются элементы схемы, способные работать с высокими частотой и напряжением и большими токовыми нагрузками.

Раньше, компонентов, отвечающих этим требованиям, просто не существовало. Настоящий прорыв в развитии и распространении инверторных технологий произошёл после того, как мировым производителям электроники удалось наладить массовое производство мощных IGBT – транзисторов, а также полевых транзисторов по технологии MOSFET.

Они отличаются очень малым значением тока управления, что обеспечивает высокий КПД блока.

Кроме мощных транзисторных ключей, инвертор содержит времязадающие цепочки, генерирующие высокочастотные сигналы управления транзисторами.

Применение в этом качестве цифровых микросхем ШИМ – контроллеров позволяет ещё более миниатюризировать электронную часть. Контроллер широтно импульсного модулирования формирует прямоугольные периодические импульсы. В целом схемотехнически импульсные блоки питания относительно просты.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счёт обратной связи этого параметра с задающими цепями ШИМ – контроллера. Принцип работы обратной связи — при отклонении уровня контролируемого параметра на выходе от номинального значения происходит изменение скважности импульсов, формируемых контроллером.

Скважностью импульсов называется безразмерная величина, равная отношению периода чередования этих импульсов к их длительности. Таким образом, скважность изменяется от 0 до 1.

Увеличение уровня выходного напряжения вызывает снижение скважности и наоборот, то есть, имеет место отрицательная обратная связь. Скважность, задаваемая контроллером, определяет режим работы ключевых транзисторов. Чем выше значение скважности, тем большую часть периода транзистор открыт, и тем больше среднее значение напряжение за период.

Описанный принцип стабилизации обеспечивает работу блока питания в очень широком диапазоне изменения питающего напряжения. Резюмируя сказанное, преимущества импульсных блоков питания таковы:

  • малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными источниками питания;
  • схемотехническая простота, обусловленная применением интегральных электронных компонентов;
  • возможность работы в широком диапазоне изменения значений входного напряжения.

Применение импульсных блоков

Источники вторичного напряжения инверторного типа используются повсеместно, как в быту, так и в промышленной технике. Перечень устройств и бытовых приборов, в которых реализована схема электропитания, работающая по принципу инверторного преобразователя:

  • все виды компьютерной техники;
  • телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура;
  • пылесосы, стиральные машины, кухонная техника;
  • источники бесперебойного электроснабжения различного назначения;
  • системы видеонаблюдения, комплексы охранной сигнализации.

Исполнение инверторных источников зависит от условий эксплуатации и назначения. Блоки питания, встроенные в электроприбор, выполняются бескорпусными. Они могут располагаться внутри основного изделия на отдельной плате, или быть интегрированы в общую плату электроприбора.

Существуют источники электропитания для автономного применения, к ним могут подключаться различные потребители. Примером могут служить зарядные устройства, источники электропитания систем видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Такие блоки питания размещаются в отдельном корпусе и комплектуются штекерами и проводами для подключения.

  *  *  *

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Блоки питания для ПК: принципы работы и основные узлы

Современные блоки питания для ПК являются довольно сложными устройствами. При покупке компьютера мало кто обращает внимание на марку предустановленного в системе БП.

Впоследствии некачественное или недостаточное питание может вызвать ошибки в программной среде, стать причиной потери данных на носителях и даже привести к выходу из строя электроники ПК.

Понимание хотя бы базовых основ и принципов функционирования блоков питания, а также умение определить качественное изделие позволит избежать различных проблем и поможет обеспечить долговременную и бесперебойную работу любого компьютера.

Структура типичного блока питания

Компьютерный блок питания состоит из нескольких основных узлов. Детальная схема устройства представлена на рисунке. При включении сетевое переменное напряжение подается на входной фильтр [1], в котором сглаживаются и подавляются пульсации и помехи. В дешевых блоках этот фильтр часто упрощен либо вообще отсутствует.

Далее напряжение попадает на инвертор сетевого напряжения [2]. В сети проходит переменный ток, который меняет потенциал 50 раз в секунду, т. е. с частотой 50 Гц.

Инвертор же повышает эту частоту до десятков, а иногда и сотен килогерц, за счет чего габариты и масса основного преобразующего трансформатора сильно уменьшаются при сохранении полезной мощности.

Для лучшего понимания данного решения представьте себе большое ведро, в котором за раз можно перенести 25 л воды, и маленькое ведерко емкостью 1 л, в котором можно перенести такой же объем за то же время, но воду придется носить в 25 раз быстрее.

Импульсный трансформатор [3] преобразовывает высоковольтное напряжение от инвертора в низковольтное. Благодаря высокой частоте преобразования мощность, которую можно передать через такой небольшой компонент, достигает 600–700 Вт. В дорогих БП встречаются два или даже три трансформатора.

Рядом с основным трансформатором обычно имеются один или два меньших, которые служат для создания дежурного напряжения, присутствующего внутри блока питания и на материнской плате всегда, когда к БП подключена сетевая вилка. Этот узел вместе со специальным контроллером отмечен на рисунке цифрой [4].

Пониженное напряжение поступает на быстрые выпрямительные диодные сборки, установленные на мощном радиаторе [5]. Диоды, конденсаторы и дроссели сглаживают и выпрямляют высокочастотные пульсации, позволяя получить на выходе почти постоянное напряжение, которое идет далее на разъемы питания материнской платы и периферийных устройств.

Типичная информационная наклейка БП. Основная задача – информирование пользователя о максимально допустимых токах по линиям питания, максимальных долговременной и кратковременной мощностях, итоговой комбинированной мощности, которую способен отдать БП Конструкция модульных разъемов блоков питания может быть самой разной. Их применение допускает отключение силовых кабелей, не востребованных в отдельно взятом системном блоке

В недорогих блоках применяется так называемая групповая стабилизация напряжений. Основной силовой дроссель [6] сглаживает только разницу между напряжениями +12 и +5 В. Подобным образом достигается экономия на количестве элементов в БП, но делается это за счет снижения качества стабилизации отдельных напряжений.

Если возникает большая нагрузка на каком-то из каналов, напряжение на нем снижается. Схема коррекции в блоке питания, в свою очередь, повышает напряжение, стараясь компенсировать недостачу, но одновременно возрастает напряжение и на втором канале, который оказался малонагруженным. Налицо своеобразный эффект качелей.

Отметим, что дорогие БП имеют выпрямительные цепи и силовые дроссели, полностью независимые для каждой из основных линий.

Кроме силовых узлов в блоке есть дополнительные – сигнальные.

Это и контроллер регулировки оборотов вентиляторов, часто монтируемый на небольших дочерних платах [7], и схема контроля за напряжением и потребляемым током, выполненная на интегральной микросхеме [9].

Она же управляет работой системы защиты от коротких замыканий, перегрузки по мощности, перенапряжения или, наоборот, слишком низкого напряжения.

Кожух блока питания с установленным 120-миллиметровым вентилятором. Часто для формирования необходимого воздушного потока используются специальные вставки-направляющие

Зачастую мощные БП оснащены активным корректором коэффициента мощности. Старые модели таких блоков имели проблемы совместимости с недорогими источниками бесперебойного питания.

В момент перехода подобного устройства на батареи напряжение на выходе снижалось, и корректор коэффициента мощности в БП интеллектуально переключался в режим питания от сети 110 В. Контроллер бесперебойного источника считал это перегрузкой по току и послушно выключался.

Так вели себя многие модели недорогих ИБП мощностью до 1000 Вт. Современные блоки питания практически полностью лишены данной «особенности».

Многие БП предоставляют возможность отключать неиспользуемые разъемы, для этого на внутренней торцевой стенке монтируется плата с силовыми разъемами [8].

При правильном подходе к проектированию такой узел не влияет на электрические характеристики блока питания.

Но бывает и наоборот, некачественные разъемы могут ухудшать контакт либо неверное подключение приводит к выходу комплектующих из строя.

Для подключения комплектующих к БП используется несколько стандартных типов штекеров: самый крупный из них – двухрядный – служит для питания материнской платы.

Ранее устанавливались двадцатиконтактные разъемы, но современные системы имеют большую нагрузочную способность, и в результате штекер нового образца получил 24 проводника, причем часто добавочные 4 контакта отсоединяются от основного набора.

Кроме силовых каналов нагрузки, на материнскую плату передаются сигналы управления (PS_ON#, PWR_OK), а также дополнительные линии (+5Vsb, -12V). Включение проводится только при наличии на проводе PS_ON# нулевого напряжения. Поэтому, чтобы запустить блок без материнской платы, нужно замкнуть контакт 16 (зеленый провод) на любой из черных проводов («земля»).

Исправный БП должен заработать, и все напряжения сразу же установятся в соответствии с характеристиками стандарта ATX. Сигнал PWR_OK служит для сообщения материнской плате о нормальном функционировании схем стабилизации БП. Напряжение +5Vsb используется для питания USB-устройств и чипсета в дежурном режиме (Standby) работы ПК, а -12 – для последовательных портов RS-232 на плате.

На данном рисунке показана распиновка контактов блоков питания, традиционно используемых в современных ПК

Стабилизатор процессора на материнской плате подключается отдельно и использует четырех- либо восьмиконтактный кабель, подающий напряжение +12 В. Питание мощных видеокарт с интерфейсом PCI-Express осуществляется по одному 6-контактному либо по двум разъемам для старших моделей.

Существует также 8-контактная модификация данного штекера. Жесткие диски и накопители с интерфейсом SATA используют собственный тип контактов с напряжениями +5, +12 и +3,3 В.

Для старых устройств подобного рода и дополнительной периферии имеется 4-контактный разъем питания с напряжениями +5 и +12 В (так называемый molex).

Основное потребление мощности всех современных систем, начиная с Socket 775, 754, 939 и более новых, приходится на линию +12 В. Процессоры могут нагружать данный канал токами до 10–15 А, а видеокарты до 20–25 А (особенно при разгоне). В итоге мощные игровые конфигурации с четырехъядерными CPU и несколькими графическими адаптерами запросто «съедают» 500–700 Вт.

Материнские платы со всеми распаянными на РСВ контроллерами потребляют сравнительно мало (до 50 Вт), оперативная память довольствуется мощностью до 15–25 Вт для одной планки. А вот винчестеры, хоть они и неэнергоемкие (до 15 Вт), но требуют качественного питания.

Чувствительные схемы управления головками и шпинделем легко выходят из строя при превышении напряжения +12 В либо при сильных пульсациях.

Качественное тестирование современных блоков питания можно провести лишь на специализированных стендах. На фото показана электронная начинка одного из них. Для теплового рассеивания больших мощностей применяется массивный радиатор, обдуваемый скоростными вентиляторами

На наклейках блоков питания часто указывают наличие нескольких линий +12 В, обозначаемых как +12V1, +12V2, +12V3 и т. д. На самом деле в электрической и схемотехнической структуре блока они в абсолютном большинстве БП представляют собой один канал, разделенный на несколько виртуальных, с различным ограничением по току.

Данный подход применен в угоду стандарту безопасности EN-60950, который запрещает подводить мощность свыше 240 ВА на контакты, доступные пользователю, поскольку при возникновении замыкания возможны возгорания и прочие неприятности. Простая математика: 240 ВА/12 В = 20 А.

Поэтому современные блоки обычно имеют несколько виртуальных каналов с ограничением по току каждого в районе 18–20 А, однако общая нагрузочная способность линии +12 В не обязательно равна сумме мощностей +12V1, +12V2, +12V3 и определяется возможностями используемого в конструкции преобразователя.

Все заявления производителей в рекламных буклетах, расписывающие огромные преимущества от множества каналов +12 В, – не более чем умелая маркетинговая уловка для непосвященных.

Многие новые блоки питания выполнены по эффективным схемам, поэтому выдают большую мощность при использовании маленьких радиаторов охлаждения. Примером может служить распространенная платформа FSP Epsilon (FSPxxx-80GLY/GLN), на базе которой построены БП нескольких производителей (OCZ GameXStream, FSP Optima/Everest/Epsilon).

Современные мощные видеокарты потребляют большое количество энергии, поэтому давно подключаются отдельными кабелями к БП независимо от материнской платы. Новейшие модели оснащаются шести- и восьмиконтактными штекерами. Часто последний имеет отстегивающуюся часть, для удобства подсоединения к меньшим разъемам питания видеокарт.

Надеемся, что после рассмотрения основных узлов блоков питания читателям уже понятно: за последние годы конструкция БП стала значительно сложнее, она подверглась модернизации и сейчас для полноценного всестороннего тестирования требует квалифицированного подхода и наличия специального оборудования.

Невзирая на общее повышение качества доступных рядовому пользователю блоков, существуют и откровенно неудачные модели. Поэтому при выборе конкретного экземпляра БП для вашего компьютера нужно ориентироваться на подробные обзоры данных устройств и внимательно изучать каждую модель перед покупкой.

Ведь от блока питания зависит сохранность информации, стабильность и долговечность работы компонентов ПК в целом.

Суммарная мощность – долговременная мощность потребления нагрузкой, допустимая для блока питания без его перегрева и повреждений. Измеряется в ваттах (Вт, W).

Конденсатор, электролит – устройство для накопления энергии электрического поля. В БП используется для сглаживания пульсаций и подавления помех в схеме питания.

Дроссель – свернутый в спираль проводник, обладающий значительной индуктивностью при малой собственной емкости и небольшом активном сопротивлении. Данный элемент способен запасать магнитную энергию при протекании электрического тока и отдавать ее в цепь в моменты больших токовых перепадов.

Полупроводниковый диод – электронный прибор, обладающий разной проводимостью в зависимости от направления протекания тока. Применяется для формирования напряжения одной полярности из переменного. Быстрые типы диодов (диоды Шоттки) часто используются для защиты от перенапряжения.

Трансформатор – элемент из двух или более дросселей, намотанных на единое основание, служащий для преобразования системы переменного тока одного напряжения в систему тока другого напряжения без существенных потерь мощности.

ATX – международный стандарт, описывающий различные требования к электрическим, массогабаритным и другим характеристикам корпусов и блоков питания.

Пульсации – импульсы и короткие всплески напряжения на линии питания. Возникают из-за работы преобразователей напряжения.

Коэффициент мощности, КМ (PF) – соотношение активной потребляемой мощности от электросети и реактивной. Последняя присутствует всегда, когда ток нагрузки по фазе не совпадает с напряжением сети либо если нагрузка является нелинейной.

Активная схема коррекции КМ (APFC) – импульсный преобразователь, у которого мгновенный потребляемый ток прямо пропорционален мгновенному напряжению в сети, то есть имеет только линейный характер потребления. Этот узел изолирует нелинейный преобразователь самого БП от электросети.

Пассивная схема коррекции КМ (PPFC) – пассивный дроссель большой мощности, который благодаря индуктивности сглаживает импульсы тока, потребляемые блоком. На практике эффективность подобного решения довольно низкая.

Как Выбрать Блок Питания Для Компьютера

Блок питания компьютера обеспечивает электропитание всех основных комплектующих компьютера — материнскую плату, процессор, видеокарты, оптические приводы, карт-ридеры, жесткие диски, систему охлаждения и т.д. Поэтому от правильного выбора блока питания зависит стабильная и долговременная работа компьютера. Давайте же узнаем, как правильно подобрать компьютерный блок питания стандарта ATX 12V для станционарного ПК.

Блок питания компьютера с одной стороны, которая выходит наружу из системного блока, имеет основной питающий электрокабель, подключаемый к розетке и тумблер включения питания. С другой, обращенной внутрь, из него выходит множество проводов с различными разъемами для подключения к сети тех или иных устройств.

Расчет мощности блока питания для компьютера (вольтаж)

Основной характеристикой, на которую нужно обращать внимание при выборе блока питания, — его мощность, которая измеряется в ваттах — Вт (w). В данный момент есть блоки питания с разными показателями от 450w, 500w, 600w, 750w и более 1000 Вт. Для каждого компьютера мощность БП рассчитывается отдельно и складывается из потребляемой мощности каждого устройства. Приведу таблицу примерного потребления комплектующих среднего универсального компьютера.

  • Материнская плата ~ 40 Вт
  • Процессор ~ 140 Вт
  • Модуль оперативной памяти ~ 10 Вт
  • Видеокарта ~ 200 Вт
  • Жесткий диск ~ 10 Вт
  • Вентиляторы ~ 5 Вт
  • Иные комплектующие ~ 50 Вт
  • Запас мощности (~20%) ~ 70 Вт
  1. Итого, для универсального ПК будет достаточно блока питания с мощностью ~ 500 — 550 Вт
  2. Для небольшого офисного компа без видеокарты подойдет 350 — 400 Вт
  3. Для игрового — 600 Вт и выше

Калькулятор мощности

Рекомендую классный калькулятор блока питания для компьютера, который поможет определить, какая мощность требуется для выполнения необходимых задач. Переходим по ссылке и рассчитываем

Провода компьютерного блока питания

При выборе блока питания для компьютера обратите внимание на количество разъемов разного стандарта для подключения устройств, а также на съемность кабелей (модульные кабели). На дорогих моделях лишние провода можно отсоединить, чтобы они не мешались в корпусе и не препятствовали циркуляции воздуха для охлаждения. Имеет значения и длина кабелей — при установке блока внизу корпуса ее может не хватить, поэтому лучше, чтобы кабели были от 50 см.

Схема устройства блока питания разъемов и распиновки разъемов

Чтобы узнать, какой блок питания нужен вашему компьютеру, нужно понимать его устройство, а главное распиновку и назначения разъемов кабелей. Прежде всего привожу схему:

и еще одну

Основным и самым большим разъемом является питание материнской платы. В зависимости от ее модели, плата питается разными типами коннекторов с различным количеством контактов. Как правило, современные платы имеют разъем 24pin. Однако более старые могут иметь 20-пиновый разъем, соответственно чаще всего блоки питания имеют вилку с разделенными 20+4 pin, чтобы иметь возможность подключать как старые, так и новые модели. Если же эта вилка на БП сделана монолитно, то подключить к старой плате c его уже не получится, так как у него другая распиновка от блока питания компьютера.

Стоит также обратить внимания на распиновку провода для питания процессора. Мощные современные процессоры часто имеют 8-ми пиновый разъем питания. На БП же может иметься как разделенный 8ми контактный (4+4, как на рисунке ниже), так и только 4-pin для более старых плат. В этом нет ничего страшного, если вы подключаете стары БП к новой плате, то для большинства повседневных задач на не самом мощном процессоре хватит и такого небольшого разъема, поэтому его можно смело цеплять к восьмипиновому на системной плате.

Для работы с современными комлектующими желательно иметь побольше разъемов питания SATA, а также Molex для подключения более старых жестких дисков и приводов, работающих с системной платой через шину IDE.

Показать результаты

Проголосовало: 20163

Для подключения видеокарт используется специальный разъем питания PCI-E, имеющий обычно 6+2 пин для старых карт с 6 контактами для старых и 8 для новых. На мощных современных видюхах требуется 2 коннектора по 8 контактов, поэтому при установке двух таких карт — понадобится аж 8 подобных вилок.

При нехватке какого-либо типа разъемов можно использовать многочисленные переходники.

Нагрузка и напряжение

Говоря о питании, необходимо обратить внимание на размер максимальной нагрузки по линии напряжения блока питания компьютера +12V — именно по ней запитываются основные компоненты, такие как плата, процессор, видеокарта. Указана она на боковой наклейке на корпусе в разделе DC Output. В приведенном ниже примере максимальная нагрузка по линии +12 Вольт — 600W, то есть в сумме потребляемая мощность основных компонентов компьютера не должна превышать 600 Ватт.

Здесь же обратите внимание на силу тока, которую выдает эта линия (в А — амперах). Очень часто в минимальных требованиях видеокарт указывается минимальная мощность этой линии и сила тока. Если на лейбле блока питания, как на скриншоте выше, указано несколько линий 12V с силой тока меньше, в нашем случае 4 линии по 18А, то чтобы получить общую силу тока, сложите все эти значения. Получим 72А.

Приведу еще один пример наклейки — здесь уже указана общая сила тока по одной линии +12 V — 38 ампер.

На что еще обратить внимание при выборе блока питания для компьютера?

Также при выборе блока питания для персонального компьютера имейте в виду, что современные комплектующие работают с БП стандарта питания ATX 12V версии 2.х, а это означает, что если поставить старый блок питания в новый компьютер, то он работать не будет.

Наличие модуля PFC будет дополнительным плюсом к параметрам современного блока питания. PFC (Power Factor Correction) позволяет корректировать коэффициент мощности и тем самым защищает комплектующие от скачков напряжения в электросети. Он бывает пассивным или активным. Активный используется для мощных блоков, для средних и слабых будет достаточно пассивного.

Не последним параметром является количество и размер вентиляторов на блоке питания. Как правило это 1 большой вентилятор (120х120, 135х135 или 140х140 мм) снизу, но на мощных блоках может также иметься небольшой вентилятор (80х80 или 100х100 мм) на задней панели для дополнительного отвода теплого воздуха из корпуса. Чем больше вентилятор, тем меньше он будет создавать шума при работе. Модели без него или с одним маленьким лучше не приобретать.

Производители

Для стабильной работы желательно выбирать блок питания для компьютера от известных и зарекомендовавших себя брендов. Такими на сегодняшний день являются Zalman, CoolerMaster, PowerMan, Thermaltake, Enermax, Corsair, Antec, Chieftec, OCZ, FSP, Enhance, Seasonic. Других фирм БП стоит приобретать с осторожностью.

Видео

В заключение статьи — подробные обзоры моделей блоков питания от нескольких популярных производителей

Спасибо!Не помогло

Цены в интернете

Александр

Выпускник образовательного центра при МГТУ им. Баумана по специальностям "Сетевые операционные системы Wi-Fi", "Техническое обслуживание компьютеров", "IP-видеонаблюдение". Автор видеокурса "Все секреты Wi-Fi"

Задать вопрос

5 Схема блока питания ПК для вас

Хорошая схема импульсного блока питания постоянного тока от старого компьютера, который не используется. Он мощный, прочный и отлично работает.
В настоящее время компьютер становится электроприбором, необходимым для каждого дома, потому что они очень полезны.

Но срок службы и очень быстро устаревают. Есть новая программа. Желаемая машина с высоким КПД. Всегда можно поменять на новое. (К современному).

-Где старые компы? Скорее всего, он будет отброшен как спам.Это может быть очень ценно для многих, в том числе и для меня. Многие соседи всегда давали мне старый компьютер для работы над проектами.

-Первое, что мне нравится использовать, это мощность, пусть даже старая, но мощная, долговечная и отлично работает. Но это всегда должно быть правильно заземлено. Для предотвращения утечки тока или поражения электрическим током. Нормальное напряжение составляет 3,3 В, 5 В, 12 В и многое другое.

5V 12V 15A max Цепь питания с коммутационным режимом

Это цепь питания с коммутационным режимом 5V 12V, макс 15A.Это старая схема блока питания ПК мощностью 200Вт . Эта схема подходит для ремонта. Я использую популярную микросхему TL494 в качестве основной. В схеме имеется сдвоенный выход на 2 части.

  • 5V 15A и -5V 1A
  • 12V 10A и -12V 1A

TL494, популярный IC PWM


Источник: я не знаю источник.

Я надеюсь, что эта схема может в рядах проверять медитацию на ремонте компьютера у друзей. Думаю, снова используйте номер интегральной схемы TL494.И по-прежнему использовать транзисторную мощность.

Ремонт компьютера Dell GX620 с собой

Я давно пользуюсь компьютером Dell GX620, потому что он хорош и долговечен. Я потерял его несколько дней назад. Мой друг, который занимается ремонтом компьютеров, сказал, что проблема с блоком питания. Он сказал мне купить его на amazon.com, они очень хорошие, у него невысокая стоимость, и его тоже можно доставить бесплатно.

Иногда замена цепей питания компьютера серии может оказаться нецелесообразной.Потому что покупать его не было или могло быть слишком дорого.

Отремонтировать блок питания ЭБУ до поиска неисправности. Это хорошее решение. Какие нормальные цепи таким образом питаются. Часто сначала разрабатывается как дешевое оборудование. Например, резисторы-предохранители. Маленькие транзисторы. Или конденсаторный тип, дружественный к электролизу, часто проблема, решение для выхода из строя, особенно на старых компьютерах около 10 лет.

Для простоты ремонта нам нужна схема. Я предлагаю следующие схемы…

-Иногда вам, возможно, придется использовать старый компьютер.Дети будут изучать основы или играть в простые игры. Цепь питания повреждена. Что делать?

- Основные моменты девятого автодрома - это старая технология, это самая простая часть. Но иногда бывает сложно найти схемы. Собираю старую, планирую руководство ремонтом или модификацией не ограничивается. Имеется 5 схем, как показано ниже. (см. ниже!)

200W PC блок питания переключения схемы 110V-220V


Это будет блок питания ПК для компьютера снова интересная схема.Может быть преимущество с друзьями по занятию может починить компьютер? Подумайте, как быть персонажем. Импульсный источник питания 200 Вт, размер источника переменного напряжения 2, уровень 110 В и 220 В можно использовать не спеша. И все же используйте напряжение во многих группах + 5В, + 12В, -12В, которого достаточно для питания малогабаритного компьютера или AT. Когда вы увидите схему, вы подумаете, что использовать интегральную схему IC TL494, источник питания, будет опорным оборудованием. Сделайте так, чтобы схема была несложной или легко ремонтировалась. Детали другие, пожалуйста, посмотрите в схеме лучше.

Compaq блок питания ПК 200 Вт


Сегодня друг, который занимается ремонтом компьютеров, посещает дом. Он думает, что я делаю итоги круга на сайте. Тогда дайте Compaq блок питания 200Watt Circuit и продолжайте анонсировать на сайте. Судя по тому, что он принес с другого сайта, уже не может вспомнить название. Как я вижу, не уверен, что да, схема Compaq Computer или нет. Но поблагодари своего друга. Мне хорошо часто давай всегда. По крайней мере, надеюсь, что эта трасса может быть полезна друзьям.

Старый компьютер Схема питания ПК на TL494


Мой старший брат занимается ремонтом компьютера. Однажды встретившись с проблемой переключения блока питания, компьютер потерял. Это старая схема. Затем я помогаю искать отдачу. Получите эту схему думаю можете не согласиться. Но достаточное использование может заменить. Если друзья встретят такую ​​же проблему, попробуйте, пожалуйста. Он может выдавать выходное напряжение 5 В, + 12 В, -12 В. Использование интегральной схемы TL494 быть основным оборудованием легко найти хорошее.
При подаче напряжения 110В и 220В выберите включенный виток SW1.Это еще одна деталь, которую друг видит в схеме.

Схема питания компьютера 230Вт 220В


Здесь схема питания компьютера 230Вт 220В.
он использует IC-TL494 и транзистор.
Out put 5V, 12V

250W china Схема блока питания компьютера

Мой друг спрашивает о схеме переключения блока питания. Которые производят от модели Китайской Народной Республики схема все. Быть китайцам сложно искать много схем. Затем я пытаюсь найти много схем.Познакомьтесь с этой схемой. Думаю, может да. Потому что здесь китайцы контролируют все детали оборудования. Но должен просить прощения, друзья. С этой моделью схема не ясна, но может ли хватить в рядах прибыли? Несколько то немного, когда видят хорошее, в результате видят положение оборудования понимает не очень сложно. Существует интегральная схема TL494 с выходным напряжением +12 В, -12 В и + 5 В.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Блок питания компьютера - схема и работа

Все электронные системы и оборудование, независимо от их размера или функции, имеют одну общую черту: всем им нужен блок питания (БП), который преобразует входное напряжение в напряжение или напряжения, подходящие для их цепей. . Наиболее распространенным типом современных блоков питания является импульсный блок питания ( SMPS, ). Существует множество топологий SMPS и их практических реализаций, используемых производителями блоков питания. Однако все они используют одни и те же базовые концепции.На этой странице объясняются принципы работы импульсного источника питания и рассматриваются его основные части и функции. Это руководство может быть полезно системным интеграторам, любителям и тем, кто не обязательно является экспертом в области силовой электроники.

Это концептуальная принципиальная схема силовой передачи типичного компьютерного блока питания ATX. На этой схеме не показана схема управления, поэтому вы видите, что все затворы MOSFET и базы транзисторов открыты. Для ясности, части, отвечающие за различные вспомогательные функции, такие как ограничение тока, управление вентилятором и защиту от перенапряжения, которые не являются существенными для изучения основных концепций преобразования мощности, также не показаны.Для полной схемы см., Например, эту аннотированную схему блока питания ATX.

Обратите внимание, что в отличие от генераторов, которые преобразуют энергию, накопленную в различных видах топлива, в электричество, блоки питания преобразуют электрическую энергию из одной формы в другую. Входная розетка переменного тока на ПК относится к типу IEC 320 или аналогичному. За предохранителем «F» следует фильтр EMI . Фильтр обычно состоит из комбинации дросселей и конденсаторов дифференциального и синфазного режимов. Его основная цель - уменьшить кондуктивный радиочастотный шум, излучаемый источником питания, обратно во входную линию в соответствии с нормативными требованиями.Снижение кондуктивного шума также снижает излучаемые излучения от входных линий электропередачи, которые действуют как антенны. Входная секция обычно также включает в себя компоненты ограничения пускового тока и защиты от перенапряжения. За фильтром электромагнитных помех в большинстве автономных блоков питания SMPS следует выпрямительный мост (RB) и ступень коррекции коэффициента мощности ( PFC ). Этот каскад отсутствовал в старых ИИП, в которых за выпрямителем следовал большой накопительный конденсатор. Производители источников питания начали внедрять технику PFC в конце 80-х годов, когда европейцы ввели норму EN61000-3-2.В этом документе указывается максимальная амплитуда гармоник линейной частоты для различных категорий оборудования. На нашей схеме показан типичный каскад PFC, который состоит из двухполупериодного выпрямителя и повышающего преобразователя с накопительным конденсатором C1. Обратите внимание, что в этой схеме ток всегда протекает через два диода выпрямительного моста. Существуют также так называемые «безмостовые PFC», которые исключают один диод из прохождения тока. Накопительный конденсатор предназначен для подачи энергии на выход при кратковременных перебоях в подаче питания.На практике может быть несколько параллельных ограничений хранилища. Блоки питания компьютеров, а также коммерческие блоки обычно должны пройти по крайней мере один цикл входной синусоидальной волны, которая составляет 16 мс в США и 20 мс в Европе. Повышение PFC обеспечивает напряжение промежуточного контура (Vdc), которое выше пикового значения входного переменного тока. В современных компьютерных блоках питания это напряжение обычно составляет 375-400 В постоянного тока. Если вы пытаетесь устранить неисправность устройства и измеряете около 160 В постоянного тока на C1 - это означает, что ступень повышения не работает.Выходной каскад DC-DC в любом SMPS всегда содержит одно или несколько коммутационных устройств, которые периодически коммутируют сети LC.

На приведенной выше диаграмме показан так называемый прямой преобразователь с активным сбросом. Полумост также часто используется в конструкциях ПК. См. Примеры схем на основе полумоста: 250Вт и 300Вт.

Главный выключатель Q2 периодически подает напряжение Vdc на первичную обмотку силового трансформатора T1. Когда Q2 находится во включенном состоянии, на верхних выводах вторичных обмоток T2 появляется положительное напряжение.В результате выпрямительные диоды D2, D4, D7 и D9 проводят ток, и энергия от входного источника подается на нагрузки. В то же время некоторая энергия также накапливается в сердечниках T2 и катушках индуктивности L2, L4, L5 и L6. Когда Q2 находится в состоянии «выключено», напряжения на вторичных обмотках T2 меняют полярность, и выпрямительные диоды становятся смещенными в обратном направлении. Поскольку выходные катушки индуктивности по-прежнему пытаются поддерживать ток, полярность напряжений на них меняется в соответствии с законом Фарадея. В результате катушки индуктивности продолжают проводить ток через диоды свободного хода D3, D5, D8 и D10, таким образом поддерживая замкнутые контуры тока через их соответствующие нагрузки.В течение этого временного интервала вспомогательный переключатель Q3 обеспечивает фиксацию и активный сброс сердечника трансформатора. Когда Q3 отключается, Q2 при правильной конструкции схемы включается при нулевом напряжении, что снижает его коммутационные потери. Такой прямой преобразователь с активным зажимом был первоначально запатентован Vicor Corp. Насколько мне известно, этот патент истек в мире в 2002 году. Конечно, вам следует консультироваться со своим патентным поверенным для принятия любых решений.

Схема управления регулирует выходное напряжение 5 В с помощью широтно-импульсной модуляции ( PWM, ).Шина 3,3 В выводится из той же вторичной обмотки, что и 5 В. Вы можете видеть, что есть дополнительная катушка индуктивности L3, пропускающая ток 3,3 В. Это индуктор magamp . Он используется для блокировки части импульса, чтобы снизить регулируемое напряжение до 3,3 В. Вспомогательный транзистор Q4 устанавливает ток сброса индуктивности L3. Этот ток определяет вольт-секунды, заблокированные L3. Усилитель ошибки +3,3 В постоянного тока (не показан на схеме) часто использует дистанционное зондирование для компенсации чрезмерного падения напряжения в кабеле.
Выходы № 3 и 4 (+/- 12 В) в описанном источнике питания полурегулируемые . Они не регулируются отдельным замкнутым контуром управления, а частично стабилизируются ШИМ, воздействующим на основную шину 5 В.
Затем все выходы постоянного тока подключаются к стандартным разъемам жгута проводов. Распиновка основного разъема ATX. Также см. Наше полное руководство по всем разъемам для блоков питания. Обратите внимание, что современные системы ATX имеют как минимум две шины 12 В: + 12V1 и + 12V2. Однако в большинстве случаев оба выходят на один и тот же физический выход 12 В.

Отдельный обратноходовой преобразователь состоит из силового полевого МОП-транзистора Q5, трансформатора T2, выпрямителя D11 и фильтрующего конденсатора C7. Он служит двум целям - обеспечивать смещение для схемы управления и обеспечивать резервное напряжение (5VSB) 5 В . Это напряжение должно присутствовать всякий раз, когда к источнику питания подается переменный ток. Он питает цепи, которые остаются в рабочем состоянии, когда основные выходные шины постоянного тока отключены. См. Пример конструкции простого обратного хода на 12 В.

Цепи, разные типы и их работа

Источник питания является важным компонентом любой электрической или электронной системы.Существуют различные требования, которые необходимо учитывать при выборе точного источника питания, например: Потребности в питании цепи или нагрузки в основном включают напряжение и ток. Функции безопасности цепи питания, такие как ограничения по току и напряжению для защиты нагрузки, КПД, физические размеры и помехоустойчивость системы. В этой статье мы рассмотрим определение источника питания , различных типов источников питания и то, как они работают. Эти источники питания в основном используются для измерений, технического обслуживания, тестирования и расширения ассортимента продукции.

Что такое блок питания?

Источник питания может быть определен как , поскольку это электрическое устройство, используемое для подачи электроэнергии на электрические нагрузки. Основная функция этого устройства - изменение электрического тока от источника на точное напряжение, частоту и ток для питания нагрузки. Иногда эти блоки питания можно назвать преобразователями электроэнергии. Некоторые типы расходных материалов представляют собой отдельные элементы нагрузки, тогда как другие изготавливаются в виде устройств, которыми они управляют.

Цепь электропитания

Цепь источника питания используется в различных электрических и электронных устройствах. Цепи питания подразделяются на различные типы в зависимости от мощности, которую они используют для обеспечения цепей или устройств. Например, схемы на основе микроконтроллера обычно представляют собой схемы регулируемого источника питания (RPS) 5 В постоянного тока, которые могут быть спроектированы с помощью различных методов для изменения мощности с 230 В переменного тока на 5 В постоянного тока.

Схема источника питания показана выше, а пошаговое преобразование 230 В переменного тока в 12 В постоянного тока обсуждается ниже.

  • Понижающий трансформатор преобразует 230 В переменного тока в 12 В.
  • Мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного тока в постоянный
  • Конденсатор используется для фильтрации пульсаций переменного тока, подаваемых на регулятор напряжения.
  • Наконец, регулятор напряжения регулирует напряжение до 5 В и, наконец, используется блокирующий диод для измерения пульсирующей формы волны.

Блок-схема источника питания

Различные типы источников питания

Различные типы источников питания классифицируются следующим образом.

1) Импульсный источник питания - импульсный источник питания

Блок питания SMPS или блок питания компьютера - это один из типов блоков питания, который включает в себя импульсный регулятор для мощного преобразования электроэнергии. Подобно другим источникам питания, этот источник питания передает мощность от источника постоянного или переменного тока на нагрузки постоянного тока, такие как ПК (персональный компьютер), изменяя при этом характеристики тока и напряжения. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о Know All about Switch Mode Power Supply

SMPS - импульсный источник питания

2) Источник бесперебойного питания

ИБП (источник бесперебойного питания) - это электрическое устройство, которое позволяет ПК продолжать работать в течение некоторого времени при отключении основного источника питания.Это устройство также защищено от перетока энергии.

ИБП - Источник бесперебойного питания

ИБП включает аккумулятор для хранения энергии, когда устройство обнаруживает потерю мощности от основного источника. Например, если вы используете ПК, когда источник бесперебойного питания обнаруживает потерю мощности, вам необходимо сохранить данные до того, как ИБП (вторичный источник питания) разрядится.

Когда оба первичного и вторичного источников питания заканчиваются, все данные в оперативной памяти (оперативной памяти) вашего ПК стираются.Когда происходит потеря мощности, вторичный источник питания останавливает потерю мощности, чтобы не повредить персональный компьютер. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о принципиальной схеме источника бесперебойного питания и работе

3) Источник питания переменного тока

Обычно источник питания переменного тока получает напряжение от сети, и напряжение может повышаться или понижаться с помощью трансформатора до требуемого напряжения, при этом может иметь место некоторая фильтрация. Различные типы источников питания переменного тока предназначены для обеспечения почти стабильного тока, и напряжение п / п может изменяться в зависимости от импеданса нагрузки.В некоторых случаях, поскольку источником питания является постоянный ток, для преобразования его в переменный ток могут использоваться повышающий трансформатор и инвертор. Некоторые виды изменения мощности переменного тока не используют трансформатор.

Блок питания переменного тока

Если входное и выходное напряжения одинаковы, основная функция устройства - фильтрация переменного тока. Если устройство предназначено для обеспечения резервного питания, то его можно назвать источником бесперебойного питания (ИБП). В настоящее время источники питания переменного тока подразделяются на два типа: однофазные системы и трехфазные системы.Основное различие между ними - надежность доставки. Эти источники могут также применяться для изменения напряжения и частоты.

4) Источник питания постоянного тока

Источник питания постоянного тока - это источник постоянного напряжения, обеспечивающий его нагрузку постоянным напряжением. Согласно его плану, источник питания постоянного тока может управляться от источника постоянного тока или от источника переменного тока, такого как сеть электропитания.

Источник питания постоянного тока

5) Регулируемый источник питания

RPS (стабилизированный источник питания) - это фиксированная схема, используемая для преобразования нерегулируемого переменного тока в стабильный постоянный ток.

Здесь выпрямитель используется для изменения источника переменного тока на постоянный, и его основная функция состоит в том, чтобы подавать стабильное напряжение на устройство или схему, которые должны работать в определенных пределах источника питания. Выход RPS может быть изменяющимся (или) однонаправленным, но всегда DC (постоянный ток).

Регулируемый источник питания

Тип используемой стабилизации можно контролировать, чтобы гарантировать, что o / p остается в определенных ограничениях при различных условиях нагрузки.

6) Программируемый блок питания

Этот тип источника питания позволяет дистанционно управлять его работой через аналоговый вход или цифровые интерфейсы, такие как GPIB или RS232.Контролируемые свойства этого источника питания включают ток, напряжение, частоту. Эти типы расходных материалов используются в широком спектре приложений, таких как производство полупроводников, генераторов рентгеновского излучения, мониторинг роста кристаллов, автоматическое тестирование оборудования.

Как правило, в этих типах источников питания используется необходимый микрокомпьютер для управления, а также мониторинга работы источника питания. Блок питания, снабженный интерфейсом компьютера, использует стандартные (или) проприетарные протоколы связи и язык управления устройством, такой как SCPI (стандартные команды для программируемых инструментов)

7) Блок питания компьютера

Блок питания в компьютере - это часть аппаратного обеспечения, которое используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера.Преобразует переменный ток в постоянный

Он также контролирует перегрев посредством управления напряжением, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

В компьютере внутренние компоненты, такие как корпуса, материнские платы и блоки питания, доступны в различных конфигурациях, размеры которых известны как форм-фактор. Все эти три компонента должны быть хорошо согласованы, чтобы правильно работать вместе.

8) Линейный источник питания

Схема LPS (линейный источник питания) или LR (линейный регулятор) используется в различных электрических и электронных схемах для подачи постоянного тока на всю цепь. Линейный источник питания в основном включает в себя понижающий трансформатор, выпрямитель, схему фильтра и регулятор напряжения. Основная функция этой схемы - во-первых; понижает напряжение переменного тока, а затем преобразует его в постоянный ток. К основным характеристикам этого блока питания можно отнести следующее.

  • КПД данного блока питания составляет от 20 до 25%
  • Магнитные материалы, используемые в этом источнике питания, представляют собой сердечник из CRGO или нержавеющий сплав.
  • Он более надежный, менее сложный и громоздкий.
  • Дает более быстрый ответ.

К основным преимуществам линейного источника питания можно отнести надежность, простоту, дешевизну и низкий уровень шума. Наряду с этими преимуществами есть и недостатки, такие как

Они лучше всего подходят для нескольких приложений с низким энергопотреблением, поскольку требуется высокая мощность; недостатки становятся более очевидными.К недостаткам этого источника питания можно отнести большие потери тепла, габариты и низкий КПД. Когда линейный источник питания используется в приложениях большой мощности; для управления мощностью требуются большие компоненты.

Таким образом, речь идет о разных типах источников питания, которые используются для эффективного обеспечения питания различных систем. Источники питания являются важными компонентами каждой системы, обеспечивающими электрическую энергию для работы. Таким образом, некоторые аспекты источника питания, такие как дизайн или разработка, имеют более важное значение.Потому что с каждым днем ​​изобретение технологий, а также источников питания расширяются для обеспечения защиты электрических и электронных устройств.

Блок питания

Блок питания компьютера (PSU) преобразует внутренний переменный ток , напряжение сети (ac) (220-240 В в Европе) в различные регулируемые низковольтные выходы постоянного тока , (dc), необходимые для компонентов, которые составляют компьютерную систему.

Блок питания обычно представляет собой металлическую коробку шириной 150 мм, высотой 86 мм и глубиной (обычно) 140 мм. Он устанавливается внутри корпуса системы с помощью четырех винтов в стандартном месте, так что доступ к переключателю включения / выключения и гнезду кабеля питания, установленным на задней части блока питания, осуществляется через отверстие в задней части корпуса. Через то же отверстие воздух поступает в охлаждающий вентилятор блока питания.

В некоторых случаях может быть переключатель напряжения, позволяющий пользователю выбирать напряжение в соответствии с их географическим положением (например, в США есть внутренний источник питания, работающий при номинальном напряжении 120 вольт).Внутри корпуса из передней части БП выходит пучок кабелей. Кабели часто группируются и имеют цветовую маркировку в зависимости от типа устройства, к которому они будут подключены.

Хотя в прошлом блоки питания использовались в нескольких форм-факторах, некоторые из них были довольно тяжелыми и громоздкими, в большинстве настольных персональных компьютеров теперь используются блоки питания, соответствующие стандарту ATX формата , последняя версия которого - 2 .3.1, выпущенной в 2008 году. На рисунке ниже показан типичный блок питания ATX.


Типичный блок питания ATX


Блоки питания ATX разработаны специально для работы с материнскими платами семейства ATX и помещаются в корпус системы ATX и могут быть включены или выключены (или переведены в режим ожидания) с использованием сигналов, генерируемых материнской платой. Максимальная номинальная выходная мощность блока питания может варьироваться от 250 Вт до 2 киловатт, в зависимости от типа системы, для которой они предназначены.

Компьютерные системы с малым форм-фактором обычно имеют низкие требования к источнику питания, порядка 300 Вт или меньше. Системы, используемые для игр, имеют гораздо более высокие требования к мощности (обычно от 450 до 800 Вт), в основном потому, что они используют высокопроизводительные графические адаптеры, которые потребляют большое количество энергии. Наибольшее энергопотребление наблюдается у коммерческих сетевых серверов или высокопроизводительных персональных компьютеров с несколькими процессорами, несколькими дисковыми накопителями и несколькими видеокартами.

Количество энергии, необходимое для конкретной компьютерной системы, будет зависеть от требований к питанию материнской платы, процессора и оперативной памяти, а также от количества дополнительных карт и периферийных устройств, потребляющих питание от блока питания. На самом деле немногим персональным компьютерам в настоящее время требуется мощность более 350 Вт.

Даже в этом случае следует проявлять осторожность при выборе блока питания, поскольку номинальная максимальная выходная мощность, заявленная некоторыми производителями, не всегда отражает фактическую выходную мощность, которая может быть достигнута при различных условиях нагрузки.В результате производители и поставщики компьютерных систем и системных компонентов (особенно высокопроизводительных видеокарт) имеют тенденцию завышать минимальные требования к питанию, когда дело доходит до рекомендации номинальных значений блока питания для блоков питания, которые будут использоваться с их продуктами.

Хотя верно то, что неадекватный источник питания может выйти из строя в случае перегрузки, не рекомендуется использовать источник питания с высокой выходной мощностью независимо от фактических требований к мощности.Напротив, вы должны выбрать блок питания с выходной мощностью, которая отражает требования к мощности системы. Энергоэффективность достигает максимума, когда нагрузка на источник питания составляет от 50% до 75% максимальной выходной мощности. Это означает, что блок питания рассеивает меньше энергии в виде тепла.

Если скорость вентилятора блока питания регулируется материнской платой, как это часто бывает, система будет работать более тихо, поскольку для охлаждения блока питания требуется меньший поток воздуха.При низких нагрузках (менее 20% емкости) энергоэффективность значительно падает, и больше мощности будет рассеиваться в виде тепла, чем было бы в случае с блоком питания с более подходящим номиналом. Хуже того, если нагрузка упадет ниже 15% мощности, блок питания может не работать должным образом, и есть большая вероятность, что он отключится совсем.

Информация, содержащаяся на этикетке или табличке, прикрепленной к источнику питания, предоставляет техническую информацию об источнике питания, которая будет включать в себя напряжение питания переменного тока, токи и частоты, с которыми устройство может использоваться, максимальная общая выходная мощность в ваттах и Доступны различные выходы постоянного и токового напряжения.На нем также будут отображаться предупреждения об опасности и необходимая информация о сертификации безопасности (в Европе это знак CE). Типичная этикетка блока питания показана ниже.


Пример информации, представленной на БП


Поставляемые разъемы могут отличаться от одной модели к другой, но те, которые обычно входят в комплект, перечислены в таблице ниже.

Стандартные выходные напряжения

Положительные выходные напряжения, создаваемые блоком питания, равны +3.3В, + 5В и + 12В. Также предусмотрены отрицательные напряжения -5В и -12В, а также резервное напряжение + 5В . Разные напряжения (иногда называемые шинами , ) используются для питания различных компонентов, и краткое изложение того, какие напряжения и (и токи) используются для каких целей, приведено ниже.

Для тех, кто не знаком с концепцией отрицательного напряжения в цепях постоянного тока, это просто означает, что разность потенциалов измеряется от земли до сигнала, а не наоборот (земля обычно используется в качестве точки отсчета для измерения напряжения).Текущие требования к различным компонентам системы очень важны, потому что мощность - это произведение напряжения и тока. Таким образом, общая потребляемая мощность системы зависит от требований к напряжению и току ее отдельных компонентов.

Сводка напряжений БП
Напряжение Назначение
-12 В Используется в некоторых старых типах схем усилителя последовательного порта.
Обычно не используется в новых системах.
Ток обычно ограничен до 1А.
-5V Используется на некоторых ранних персональных компьютерах для контроллеров гибких дисков
и некоторых дополнительных карт ISA.
Обычно не используется в новых системах.
Ток обычно ограничен до 1А.
0V Заземление нулевого напряжения (также называемое общим или землей ) и опорная точка
для других напряжений системы.
+3.3V Используется для питания процессора, некоторых типов памяти
, некоторых видеокарт AGP и других цифровых схем
(для большинства этих компонентов требовалось питание +5 В в старых системах
).
+ 5V По-прежнему используется для питания материнской платы и некоторых из
компонентов на материнской плате. Обратите внимание, что также присутствует
резервное напряжение 5 В, когда система выключена на
, которое может быть заземлено (например, пользователем
, нажав выключатель питания на передней панели корпуса), чтобы
восстановило питание системы.
+ 12V В основном используется для таких устройств, как дисководы и охлаждающие вентиляторы
, которые имеют двигатели того или иного типа. Эти устройства
имеют собственные разъемы питания, которые поступают непосредственно от блока питания
.

Как работает блок питания

Тип блока питания, встречающийся в современном ПК, называется импульсным блоком питания (SMPSU).По сути, это означает, что сетевое напряжение переменного тока, поступающее в блок питания, выпрямляется для получения постоянного напряжения без использования сетевого трансформатора (обычно они довольно тяжелые из-за необходимости в катушке с ферритовым сердечником). Полученное таким образом напряжение затем включается и выключается на очень высоких скоростях с помощью электронной схемы переключения, эффективно создавая высокочастотное прямоугольное напряжение (фактически, серию импульсов постоянного тока). Затем можно использовать легкий и относительно недорогой высокочастотный трансформатор для получения требуемого выходного напряжения постоянного тока.

Выходное напряжение и ток постоянного тока регулируются , (поддерживаются постоянными) с помощью контроллера обратной связи, который увеличивает или уменьшает выходную мощность в соответствии с изменениями тока нагрузки. Это достигается за счет увеличения или уменьшения рабочего цикла (по сути, это означает увеличение или уменьшение количества импульсов напряжения, производимых схемой переключения в заданный период времени).

Обратите внимание, что большинство блоков питания могут отключиться, если ток нагрузки превышает определенный порог, что снижает вероятность повреждения компьютерной системы (или ее пользователя) в случае электрического сбоя, такого как короткое замыкание.Тот же принцип применяется к отсутствию тока нагрузки (или очень низкому току нагрузки), поскольку блок питания не может правильно работать ниже определенного уровня выходной мощности и отключится при обнаружении недостаточного тока нагрузки.

При первом включении может потребоваться полсекунды или около того, чтобы блок питания стабилизировался и начал генерировать правильное напряжение постоянного тока, необходимое для компьютера. Таким образом, блок питания отправляет на материнскую плату сигнал, называемый сигналом Power Good , после того, как он выполнил свои внутренние тесты и убедился, что все выходы питания в порядке.Материнская плата должна дождаться этого сигнала перед включением системы.

Скачок напряжения или кратковременный сбой питания иногда вызывают кратковременное прерывание сигнала Power Good, что приводит к перезагрузке системы при ее возобновлении. Также обратите внимание, что по практическим причинам разные напряжения, создаваемые блоком питания, фактически производятся несколькими разными импульсными блоками питания, которые связаны вместе в блоке питания, каждый из которых изменяет свою выходную мощность в соответствии с требованиями к питанию компонентов.

Одной из последних тенденций в разработке блоков питания стала концепция модульного блока питания , в котором кабели могут быть подключены к блоку питания через разъемы на конце блока питания , что позволяет пользователю устанавливать только те кабели, которые им действительно необходимы. Идея состоит в том, что отсутствие ненужных кабелей уменьшит беспорядок внутри корпуса и улучшит воздушный поток. Он также обеспечивает больший выбор типа кабеля питания, который может установить пользователь (например,г. Serial ATA или Molex для жестких дисков).

Критики этой разработки указали, что электрическое сопротивление будет увеличиваться из-за большего количества электрических соединений. Сторонники отмечают, что увеличение сопротивления очень невелико. Однако на практике проблемы могут возникнуть только в том случае, если разъемы старые и изношенные (в этом случае соединение может быть неплотным) или соединение было выполнено неправильно во время установки.Очевидный ответ - заменить старые кабели и проверить все соединения перед первым использованием. Основные разъемы блоков питания и их выводы показаны на схеме ниже.


Общие разъемы блоков питания и их контактные выходы


Сбой источника питания неизбежно потребует замены блока питания, так как компьютер, очевидно, не будет работать без него.Такие сбои часто возникают из-за перегрева из-за поломки охлаждающего вентилятора. Впоследствии система отключается и не может быть перезагружена, или, как иногда случается, многократно перезагружается через явно случайные промежутки времени.

В критически важных компьютерных системах, таких как сетевые серверы, нередко можно найти резервные источники питания, действующие в качестве резервных для основного источника питания. В случае выхода из строя основного источника питания резервный блок вступает в действие, и его можно заменить в течение планового периода технического обслуживания.

С другой стороны, портативным компьютерам, таким как ноутбуки и нетбуки, требуется гораздо меньше энергии (200 Вт или меньше), что позволяет им питаться от съемной аккумуляторной батареи, которую можно легко заменить при необходимости. Внешний источник питания используется для зарядки аккумулятора и может подавать питание на систему, когда она подключена. Этот внешний блок питания обычно подает постоянный ток 19,5 В.

Возможность включения или выключения источника питания компьютера путем заземления резервного напряжения + 5 В означает, что система может включаться или выключаться с помощью сигнала, генерируемого материнской платой в ответ на программное прерывание (или системный вызов - сигнал, генерируемый операционной системой) или аппаратное прерывание (сигнал, генерируемый аппаратным компонентом в системе).

Возможность управления питанием с помощью системного вызова означает, что пользователь может выключить систему, щелкнув значок или пункт меню, вместо того, чтобы физически выключать систему с помощью выключателя питания. Это также означает, что программное обеспечение управления питанием может быть настроено на отключение питания компьютера при отсутствии действий пользователя в течение заданного периода времени. Система может быть настроена на повторное включение в случае некоторого заранее определенного события, такого как нажатие пользователем клавиши на клавиатуре или активация сетевого соединения.


Как работают блоки питания | ОРЕЛ

Блоки питания

составляют основу всех наших электронных устройств и обеспечивают согласованную схему работы там, где это больше всего необходимо. В современной электронике, такой как компьютеры и другие устройства, чувствительные к данным, питание должно работать безупречно, а единичный отказ может означать потерю работы и данных. Но, как разработчики электроники, мы обычно оставляем свои соображения по поводу источников питания на потом, часто беря заранее подготовленный схемный блок, который, как мы знаем, уже работает.В конце концов, нам просто нужен выход 5 В, верно? Оказывается, под капотом творится еще много всего.

Источники питания от 10000 футов

Большинство источников питания получают питание от сети переменного тока и преобразуют его в постоянный ток, пригодный для использования в электронных устройствах. Во время этого процесса источник питания выполняет несколько ролей, в том числе:

  • Преобразование переменного тока из сети в постоянный постоянный ток
  • Предотвращение воздействия переменного тока на выход источника постоянного тока
  • Поддержание выходного напряжения на постоянном уровне независимо от изменений входного напряжения

Чтобы осуществить все это преобразование, типичный источник питания будет использовать несколько общих компонентов, включая трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор.

Процесс преобразования переменного тока в постоянный начинается с переменного тока, который возникает в розетке в виде синусоидальной волны. Этот сигнал переменного тока колеблется между отрицательным и положительным напряжением до шестидесяти раз в секунду.

Сигнал синусоидальной формы переменного тока. (Источник изображения)

Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, чтобы удовлетворить требованиям напряжения источника питания. После понижения напряжения выпрямитель превратит синусоидальную форму волны переменного тока в набор положительных впадин и пиков.

Выпрямление удаляет отрицательную сторону сигнала переменного тока, оставляя только положительный выход. (Источник изображения)

На этом этапе все еще есть колебания в форме волны переменного тока, поэтому для сглаживания переменного напряжения в пригодный для использования источник постоянного тока используется фильтр.

Применение фильтра с емкостным конденсатором устраняет агрессивные пики и впадины в нашей форме волны. (Источник изображения)

Теперь, когда переменный ток преобразован в пригодный для использования постоянный ток, некоторые источники питания будут дополнительно устранять любые колебания в форме волны с помощью регулятора.Этот регулятор будет обеспечивать стабильный выход постоянного тока независимо от изменений входного переменного напряжения.

Это краткий обзор процесса. Независимо от того, какой блок питания вы смотрите, в нем всегда будет как минимум три основных компонента - трансформатор, выпрямитель и фильтр. Регуляторы могут использоваться или не использоваться в зависимости от того, является ли источник питания нерегулируемым или регулируемым (подробнее об этом позже).

Детали блока питания

Трансформатор

В качестве первой линии защиты трансформатор должен понижать входящий переменный ток от сети до уровня напряжения, с которым может справиться нагрузка источника питания.Трансформаторы также могут повышать напряжение, но в этой статье мы сосредоточимся на тех, которые понижают напряжение для низковольтных электронных устройств постоянного тока.

Внутри трансформатора находятся две обмотки катушки, физически отделенные друг от друга. Первая обмотка принимает переменный ток от сети, а затем электромагнитно соединяется со второй обмоткой, чтобы провести необходимое переменное напряжение во вторичной обмотке. Сохраняя эти две обмотки физически разделенными, трансформатор может изолировать напряжение сети переменного тока от выхода цепи питания.

Две физически разделенные катушки в трансформаторе проводят через электромагнитную связь. (Источник изображения)

Выпрямитель

После того, как переменный ток понижается трансформатором, выпрямитель должен преобразовать форму волны переменного тока в необработанный формат постоянного тока. Это достигается одним или несколькими диодами в полуволновой, полноволновой или мостовой конфигурации.

Полуволновое выпрямление

В этой конфигурации один выпрямительный диод используется для извлечения постоянного напряжения из половины цикла формы сигнала переменного тока.В результате у источника питания остается половина выходного напряжения, которое он мог бы получить от полной формы волны переменного тока при Vpk x 0,318. Half Wave - это самая дешевая конфигурация для проектирования, она идеальна для не требовательного использования энергии и обычно оставляет наибольшую пульсацию выходного напряжения.

Полуволновое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)

Полноволновое выпрямление

В этой конфигурации два выпрямительных диода используются для выделения двух полупериодов входящего сигнала переменного тока.Этот процесс обеспечит двойное выходное напряжение полуволнового выпрямления при Vpk x 0,637. Хотя эта конфигурация более дорогая в разработке, чем полуволновая, поскольку для нее требуется трансформатор с центральным отводом, она имеет дополнительное преимущество в виде улучшенного сглаживания пульсаций переменного тока.

Полноволновое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)

Мостовое выпрямление

В этой конфигурации используются четыре диода, расположенных в виде моста для достижения полноволнового выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом.Это обеспечит то же выходное напряжение, что и Full Wave при Vpk x 0,637 с диодами, которым требуется только половина их обратного напряжения пробоя. В течение каждого полупериода два противоположных диода проводят ток, что обеспечивает полную форму волны переменного тока в конце полного цикла.

Мостовое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала, как для полной волны. (Источник изображения)

Фильтр

Теперь, когда у нас преобразовано напряжение переменного тока, задача фильтра устраняет любые пульсации переменного тока в выходном напряжении, оставляя плавное постоянное напряжение.Зачем устранять рябь? Если они попадут на выход источника питания, они могут повредить нагрузку и потенциально вывести из строя всю вашу схему. В фильтрах используются два основных компонента: накопительный конденсатор и фильтр нижних частот.

Резервуарный конденсатор

Электролитический конденсатор большой емкости используется для временного хранения выходного тока, подаваемого выпрямительным диодом. При зарядке этот конденсатор может обеспечивать выходной постоянный ток в промежутках времени, когда выпрямительный диод не проводит ток.Это позволяет источнику питания поддерживать стабильный выход постоянного тока на протяжении циклов включения / выключения источника питания.

Здесь вы можете увидеть разницу в выходном сигнале с крышкой резервуара и без нее. (Источник изображения)

Фильтр низких частот

Вы можете сделать схему источника питания только с емкостным конденсатором, но добавление фильтра нижних частот дополнительно устраняет пульсации переменного тока, которые проходят через емкостной конденсатор. В большинстве базовых источников питания вы не найдете фильтров нижних частот, поскольку для них требуются дорогие индукторы с ламинированным или тороидальным сердечником.Однако в современной электронике с импульсными источниками питания вы обнаружите, что фильтры нижних частот используются для устранения пульсаций переменного тока на более высоких частотах.

При добавлении в цепь питания емкостного конденсатора и фильтра нижних частот можно удалить более 95% пульсаций переменного тока. Это позволит вам поддерживать стабильное и чистое выходное напряжение, которое соответствует пику исходной входной волны переменного тока.

Регулятор

В регулируемых источниках питания будет добавлен регулятор для дальнейшего сглаживания постоянного напряжения и обеспечения стабильного выходного сигнала независимо от изменений входных уровней.Это улучшенное регулирование также увеличивает сложность и стоимость питания схемы. Вы найдете регуляторы в двух различных конфигурациях: в виде шунтирующего регулятора или последовательного регулятора.

Шунтирующий регулятор

В этой конфигурации регулятор подключен параллельно нагрузке, что обеспечивает постоянное протекание тока через регулятор до попадания в нагрузку. Если ток нагрузки увеличивается или уменьшается, шунтирующий регулятор будет либо уменьшать, либо увеличивать свой ток, чтобы поддерживать постоянное напряжение и ток питания.

Шунтовые регуляторы подключаются параллельно нагрузке. (Источник изображения)

Регулятор серии

В этой конфигурации последовательный регулятор подключен последовательно с нагрузкой, которая обеспечивает переменное сопротивление. Этот регулятор будет последовательно измерять входящее напряжение нагрузки, используя систему отрицательной обратной связи. Если напряжение на образце повышается или падает, то последовательный регулятор либо понижает, либо увеличивает свое сопротивление, позволяя большему или меньшему току проходить через нагрузку.

Регуляторы серии

добавляют переменное сопротивление к управляющему току. (Источник изображения)

Типы источников питания

В типовых источниках питания переменного и постоянного тока используются некоторые или все вышеперечисленные компоненты в своей схеме в качестве нерегулируемого или регулируемого источника питания. Тип источника питания, который вы используете в своем электронном проекте, зависит от уникальных требований вашего дизайна.

Нерегулируемые источники питания

Эти блоки питания не имеют регулятора напряжения и выдают только заданное напряжение при максимальном выходном токе.Здесь выход постоянного напряжения связан с внутренним трансформатором напряжения, и выходное напряжение будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от токового выхода нагрузки. Эти блоки питания известны своей прочностью и недорого, но не обеспечивают достаточной точности для чувствительных к мощности электронных устройств.

Нерегулируемые блоки питания

содержат все стандартные компоненты, кроме регулятора.

Регулируемые блоки питания

Регулируемые блоки питания включают в себя все основные компоненты нерегулируемого источника питания с добавлением регулятора напряжения.Следует отметить три конфигурации блока питания регулятора:

Линейный источник питания . В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор для управления выходными напряжениями в определенном диапазоне. Хотя эти блоки питания не самые эффективные и выделяют много тепла, они известны своей надежностью, минимальным электрическим шумом и широкой коммерческой доступностью.

Типовая схема линейного питания. (Источник изображения)

Импульсный источник питания .В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор, который включается / выключается для подачи напряжения на выходной накопительный конденсатор. Режимы переключения обычно меньше и легче, чем линейные источники питания, предлагают большой выходной диапазон и более эффективны. Однако они требуют сложной схемы, генерируют больше шума и требуют подавления помех для своих высокочастотных операций.

Здесь мы видим добавленную сложность в схеме переключения режимов. (Источник изображения)

Батарейный блок питания .Эта конфигурация действует как накопитель энергии и обеспечивает постоянный поток постоянного тока к электронному устройству. По сравнению с линейными и импульсными источниками питания, батареи являются наименее эффективным методом питания устройств, и их также трудно сопоставить с правильным напряжением в нагрузке. Тем не менее, батареи имеют то преимущество, что они служат источником питания, когда сеть переменного тока недоступна, и не создают электрических помех.

При выборе источника питания для вашего следующего проекта электроники обратите внимание на следующие преимущества и недостатки нерегулируемых и регулируемых источников питания:

Нерегулируемый Регулируемый
Преимущества:
  • Простая схема
  • Надежный и экономичный

Недостатки

  • Напряжение зависит от тока нагрузки
  • Идеально подходит для устройств, работающих с фиксированным выходным током / напряжением
Преимущества
  • Постоянное напряжение
  • Более высокое качество
  • Лучшая фильтрация шума
  • Регулируемое выходное напряжение / ток

Недостатки

  • Требуется более сложная схема
  • Дороже

При выборе между линейным, импульсным или аккумуляторным блоком питания учитывайте следующее:

Регулируемые блоки питания
Линейный Режим переключения Аккумулятор
Преимущества
  • Стабильно и надежно
  • Меньше электрических шумов
  • Хорошая регулировка линии и нагрузки

Недостатки

  • Низкий КПД <50%
  • Требуются радиаторы большего размера
  • Крупные компоненты и тяжелые
  • Дорого
Преимущества
  • Маленький размер и легче
  • Широкий диапазон входного напряжения
  • Высокая эффективность
  • Дешевле по сравнению с линейным

Недостатки

  • Требуется более сложная схема
  • Может загрязнять сеть переменного тока
  • Повышенный уровень шума
Преимущества
  • Не требует доступа к сети переменного тока
  • Переносной источник питания

Недостатки

  • Фиксированное входное напряжение
  • Фиксированный срок службы
  • Выходное напряжение падает из-за использования резервов энергии

Технические характеристики блока питания, которые необходимо знать о

Выбирая готовую схему источника питания вместо того, чтобы разрабатывать свою собственную, необходимо знать несколько спецификаций.К ним относятся:

  • Выходной ток . Это максимальный ток, который блок питания может подавать на нагрузку.
  • Регулятор нагрузки . Это определяет, насколько хорошо регулятор может поддерживать постоянный выходной сигнал при изменении тока нагрузки, обычно измеряемого в милливольтах (мВ) или максимальном выходном напряжении.
  • Шум и пульсация . Они измеряют нежелательные электронные помехи и колебания напряжения при преобразовании переменного тока в постоянный, обычно измеряемые в размахе напряжения для импульсных источников питания.
  • Защита от перегрузки . Это функция безопасности, которая отключит источник питания в случае короткого замыкания или перегрузки по току.
  • КПД . Это соотношение мощности, преобразованной из сети переменного тока в постоянный. Высокоэффективные системы, такие как импульсные блоки питания, могут достичь 80% -ного КПД, снизить нагрев и сэкономить энергию.

Последовательное преобразование

Источники питания

обеспечивают стабильную основу питания всех наших электронных устройств, будь то ваш компьютер, смартфон или телевизор, этот список можно продолжать.Независимо от того, какой тип источника питания вы используете или разрабатываете, все они включают в себя несколько основных компонентов для преобразования сети переменного тока в постоянный постоянный ток (DC). Трансформатор сначала понижает напряжение, которое затем выпрямляется в необработанный формат постоянного тока. Затем он фильтруется и регулируется, чтобы обеспечить плавное постоянное напряжение для стабильного выходного сигнала. При разработке собственной схемы источника питания рассчитывайте использовать эти основные компоненты вместе с уникальными характеристиками мощности для вашей конструкции, чтобы обеспечить постоянный выход постоянного тока в любое время дня.

Нужен разъем питания для вашего будущего проекта по разработке электроники? У нас есть масса бесплатных библиотек! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Создайте свой собственный регулируемый SMPS 5 В, 1 А с использованием неисправного компьютера Блок питания ATX

A S witch M ode P ower S Источник питания (SMPS) является неотъемлемой частью любой электронной конструкции. Он используется для преобразования сетевого переменного тока высокого напряжения в постоянный ток низкого напряжения и делает это, сначала преобразуя переменный ток сети в постоянный ток высокого напряжения, а затем переключая постоянный ток высокого напряжения для генерации желаемого напряжения.Ранее мы уже сделали несколько схем SMPS, таких как эта схема SMPS 5V 2A и схема SMPS 12V 1A TNY268. Мы даже создали наш собственный трансформатор SMPS, который можно было бы использовать в наших проектах SMPS вместе с ИС драйвера.

Вы можете этого не заметить, но для большинства бытовых товаров, таких как зарядное устройство для мобильного телефона, зарядное устройство для ноутбука, маршрутизаторы Wi-Fi, для работы требуется импульсный источник питания, и большинство из них рассчитаны на 5 В. Имея это в виду, в этой статье мы покажем вам, как построить схему SMPS 5 В, 1 А, утилизируя детали из старого одноразового блока питания ATX для ПК.

Предупреждение : Работа с сетью переменного тока требует предварительных навыков и контроля. Не открывайте старый SMPS и не пытайтесь построить новый без опыта. Будьте осторожны с заряженными конденсаторами и проводами под напряжением. Вы были предупреждены, действуйте осторожно и всегда обращайтесь за помощью к специалистам.

Рекомендации по проектированию источника питания 5 В, 1 А

Прежде чем мы продолжим, давайте проясним некоторые основные особенности конструкции и защиты.

Зачем строить схему SMPS от компьютерного блока питания?

Для меня это дешево, опять же дешево - очень дорогое слово, буквально бесплатно.Вы спросите, как же так? Просто поговорите со своими местными сервисными центрами для ПК, они дадут вам его бесплатно, по крайней мере, так было со мной. Кроме того, спросите своих друзей, есть ли у них какие-нибудь сломанные.

Изготовление / приобретение трансформатора для схемы - самая важная часть любого проекта SMPS, но этот метод полностью избегает этого шага, спасая трансформатор, а также дает очень хороший опыт обучения, если вы такой электронный наркоман, как я. Мой блок питания ATX после восстановления необходимых деталей показан ниже.

В этой конструкции вы можете добавить потенциометр и немного изменить выходное напряжение. это может пригодиться в некоторых случаях, и самое интересное в схеме - это то, что она сделана из очень общих деталей, поэтому, если что-то взорвется, найти и заменить их - очень простая задача.

Цепи

SMPS работают по-разному в разных условиях, если вы строите эту схему, зная, что фактическая характеристика ввода-вывода может помочь вам отладить схему, если вы обнаружите какие-либо проблемы с ней.

Входное напряжение:

Поскольку входное напряжение стандартного блока питания ПК составляет 220 В, наша резервная схема также работает на этом напряжении. Но с моей текущей настройкой таблицы я также попытаюсь управлять схемой с входным напряжением 85 В.

Выходное напряжение:

Выходное напряжение схемы составляет 5 В при номинальном токе 1 А, что означает, что эта схема может выдерживать мощность 5 Вт. Эта схема работает в режиме с постоянным напряжением , поэтому выходное напряжение должно оставаться практически неизменным независимо от тока нагрузки.

Пульсация на выходе:

Трансформатор в этой схеме изготовлен профессиональным производителем, поэтому мы можем рассчитывать на низкую пульсацию. Поскольку он построен на точечной доске, мы можем ожидать немного большей ряби, чем обычно.

Защитные элементы:

В общем, существует множество схем защиты SMPS конструкции , но наша схема сделана из старого блока питания ПК, поэтому мы можем добавлять или убирать функции защиты в соответствии с требованиями нашего окончательного приложения.Вы также можете проверить следующие схемы защиты, которые мы создали ранее.

Я собираюсь использовать эту схему для питания своих проектов IoT. Поэтому я решил использовать минимальную функцию защиты, которая представляет собой плавкий резистор на входе и схему защиты от перенапряжения на выходе.

Итак, вкратце, сетевое напряжение переменного тока для нашего блока питания будет составлять 220 В переменного тока, выходное напряжение будет 5 В постоянного тока с 1 А максимального выходного тока. Мы постараемся сделать выходное пульсирующее напряжение как можно более низким, и у нас есть входной плавкий резистор со схемой защиты от перенапряжения на выходе.

Компоненты, необходимые для цепи SMPS 5 В, 1 А

Sl. №

Детали

Тип

Кол-во

Деталь на схеме

1

4,7R

Резистор

1

R1

2

39R

Резистор

1

R10

3

56R, 1 Вт

Резистор

1

R9

4

100R

Резистор

2

R7, R6

5

220R

Резистор

1

R5

6

100 тыс.

Резистор

1

R2

7

560 К, 1 Вт

Резистор

2

R3, R4

8

1N4007

Диод

4

D2, D3, D4, D5

9

UF4007

Диод

1

D6

10

1N5819

Диод

1

D1

11

1N4148

Диод

1

D7

12

103,50 В

Конденсатор

C4

13

102, 1кВ

Конденсатор

2

C3

14

10 мкФ, 400 В

Конденсатор

1

C1

15

100 мкФ, 16 В

Конденсатор

1

C6

16

470 мкФ

Конденсатор

2

C7, C8

17

222пФ, 50 В

Конденсатор

1

C5

18

3.3uH, 2.66A

Индуктор

1

L2

19

2SC945

Транзистор

1

Т1

20

C5353

Транзистор

1

1 квартал

21

PC817

Оптрон

1

ОК1

22

TL431CLP

Опорное напряжение

1

VR1

23

10 КБ

Обрезной горшок

1

R11

24

Винтовой зажим

5 мм

2

С1, С2

25

1N5908

Диод

1

D9

26

Трансформатор

С ПК БП

1

TR1

5V 1A Схема цепи SMPS

На приведенном ниже изображении показана схема блока питания SMPS 5 В 1 А, 1 А, который мы построим в этом руководстве.

Я построил схему на макетной плате, и после завершения она выглядела так.

Давайте разберемся в схеме, разбив ее на множество функциональных блоков, и давайте разберемся с каждым блоком.

Плавкий резистор:

Во-первых, у нас есть R1 , который служит двум целям. Во-первых, он действует как плавкий резистор . Во-вторых, он действует как токоограничивающий резистор .

Мостовой выпрямитель и фильтр:

Далее у нас есть диоды 1N4007, D2, D3, D4, D5 , четыре из которых образуют мостовой выпрямитель, а также конденсатор фильтра 10 мкФ для преобразования переменного тока в постоянный.

Обратите внимание, что я удалил фильтр PI , потому что я не собираюсь использовать этот источник питания, кроме зарядки аккумулятора, если вы собираетесь использовать этот другой способ, фильтр EMI необходим, вы всегда можете вытащить его от того же блока питания.Если вы не уверены, что такое фильтр PI и как он работает, вы можете ознакомиться со связанной статьей. Вы также можете проверить другие конструкции для уменьшения электромагнитных помех в цепи SMPS, которые мы обсуждали ранее.

Пусковые резисторы:

R3 и R4 образуют пусковые резисторы , при подаче питания пусковые резисторы отвечают за питание базы первичного переключающего транзистора, я расскажу больше о резисторе позже в статье .

Зажим ограничения напряжения коллектора:

Для ограничения напряжения коллектора первичного переключающего транзистора Q1 C3, R2 и D6 образуют схему фиксации , и это очень хороший пример использования демпфирующей цепи для уменьшения пикового напряжения при выключении и глушить звонок . В большинстве случаев очень простой метод проектирования может использоваться для определения подходящих значений для компонентов демпфера (Rs и Cs).В тех случаях, когда требуется более оптимальный дизайн, используется несколько более сложная процедура.

Первичный и вспомогательный переключающий транзистор:

Транзистор Q1 , C5353 - это главный переключающий транзистор , и T1, - это вспомогательный переключающий транзистор в схеме. C4 и R5 образуют первичный генератор, который генерирует основной сигнал переключения.

Цепь обратной связи и управления:

Оптопара PC817 OK1 вместе с опорным напряжением VR1 и диодом 4148 образует цепь обратной связи и управления , другой резистор, представленный в этой части, действует только как делитель напряжения, токоограничивающий резистор и фильтр. конденсатор.Помимо этого, я добавил потенциометр R11 для регулировки напряжения в соответствии с требованиями.

Трансформатор, выходной выпрямитель и фильтр:

Трансформатор T1 изготовлен из ферромагнитного материала, который не только преобразует переменный ток высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения, но также обеспечивает гальваническую развязку. В трансформаторе имеется 4 обмотки. T1 Выводы 1, 2 и 3 - вторичная обмотка, вывод № 4, 5 - вспомогательная обмотка, вывод № 6 и 7 - первичная обмотка.

Диоды D1 и D9 - это выпрямительные диоды для схемы. Конденсатор C8 отвечает за фильтрацию 12 В, а конденсаторы C6 и C7 вместе с L2 образуют PI-фильтр для выходной секции.

Схема защиты от перенапряжения:

Может быть добавлена ​​дополнительная схема защиты от перенапряжения для защиты вашего прикладного устройства от повреждения, это очень простая схема, состоящая из предохранителя и стабилитрона, как вы можете видеть выше. При возникновении состояния перенапряжения стабилитрон взорвется, таким образом взорвав этим предохранитель Fast Blow Fuse .

5V-1A SMPS Цепь рабочая

Теперь, когда все понятно, давайте разберемся, как работает схема. Когда питание подается на схему, сетевой переменный ток выпрямляется и фильтруется выпрямительными диодами и конденсатором. После этого два пусковых резистора R3, R4 ограничивают ток до базы транзистора, поэтому первичный транзистор слегка включается, теперь небольшой ток течет через первичную обмотку трансформатора, который является выводом 6 и 7 транзистора. .

Этот небольшой ток питает вспомогательную обмотку, эта вспомогательная обмотка начинает заряжать конденсатор C4 103 пФ через резистор R5 220 Ом. Напряжение на вспомогательной стороне снова подключается к коллектору оптопары с выпрямительным диодом 1N4148, это напряжение выходит из эмиттера оптопары и делится делителем напряжения. Теперь конденсатор C5 222PF начинает заряжаться. Когда этот конденсатор заряжается до определенного уровня, включается вспомогательный транзистор T1, первичный транзистор выключается, а конденсатор C5 разряжается

И цикл снова начинает повторяться, таким образом генерируется сигнал переключения.Как только процесс переключения начинается, напряжение на вторичной обмотке трансформатора индуцируется из вторичной обмотки, создается цепь обратной связи с помощью VR1, опорного напряжения Tl431, регулируя опорное напряжение, мы можем установить время включения и выключения. вспомогательного транзистора, таким образом, мы можем контролировать выходное напряжение.

Создание схемы SMPS

Для этой демонстрации схема построена на пунктирной плате с помощью схемы; Обратите внимание, что я тестирую схему на своем стенде для демонстрации, поэтому я не включил многие функции защиты, такие как защита от перенапряжения и защита от короткого замыкания.Если вы используете это для питания чего-то еще, рекомендуется включить эти схемы защиты и фильтрации.

Вышеупомянутая испытательная установка использовалась для проверки схемы, выходное напряжение источника питания было отрегулировано до 5,1 В с помощью потенциометра, и это источник питания 1 А, поэтому он может потреблять ток 1 А в пиковом состоянии.

Как вы можете видеть на изображении выше, для тестирования с нагрузкой я использовал несколько резисторов в качестве нагрузки, которая потребляла около 1,157 А от нашей схемы SMPS при 5 В.Полное видео тестирования можно найти внизу этой статьи.

Улучшения схемы ИИП 5В-1А

Есть немало вещей, которые можно улучшить в этой схеме, например, фильтр EMI может быть добавлен на входе для улучшения отклика EMI этой схемы. Затем можно добавить защиту от перегрузки по току и короткого замыкания на выходе, чтобы улучшить общую производительность схемы. Кроме того, можно добавить защиту от перенапряжения и перенапряжения на входе для защиты от перенапряжения на входе.И, наконец, если схема построена на печатной плате, отклик на электромагнитные помехи может быть значительно улучшен.

Надеюсь, вы поняли руководство и научились создавать схемы SMPS. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже или воспользуйтесь нашим форумом, чтобы задать дополнительные вопросы.

Как работает блок питания

Для контроля доступа, IP-камер и домофонов требуются блоки питания

Разработка источника питания - одна из первых задач в области электротехники, которую я решал в колледже.Я помню те дни. Мы многому научились, например, не пить много пива перед лабораторным занятием. Не вставляйте палец в электрическую розетку. Всегда пытайтесь угадать, что на тесте. И держитесь подальше от курсов об антеннах, потому что они ужасны.

Источники питания используются в компьютерах, IP-камерах, системах контроля доступа, IP-пейджинге и домофонах. Это один из самых недооцененных компонентов компьютерной системы. Когда вы указываете компьютер, вы думаете о скорости процессора, памяти, хранилище и видеокарте.Блок питания никогда не рассматривается. Конечно, если это не удастся, ни один из других компонентов не будет работать. Иногда самая важная часть системы оказывается самой простой. Кто-нибудь помнит старый анекдот о споре между различными частями тела *?

Конструкция блока питания

В этой статье описывается, как работает блок питания, и некоторые вещи, которые следует учитывать при покупке блока питания.

Что такое блок питания?

Блок питания (PSU) - это устройство, которое преобразует энергию входящей электрической мощности в мощность, которая может использоваться устройством компьютерного типа.Блок питания компьютерного типа преобразует мощность переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток), обеспечивает фиксированный уровень выходного напряжения и регулирует или поддерживает выходное напряжение в диапазоне условий нагрузки. На самом деле он не «поставляет» энергию; он преобразует или изменяет его, чтобы электронное устройство могло его использовать.

Например, блок питания вашего компьютера преобразует 120 В переменного тока переменного тока (AC) в низковольтный постоянный ток (DC) при 5 В или 12 В постоянного тока. Блок питания (блок питания) также должен регулировать выходное напряжение, чтобы оно не изменялось более чем на несколько процентов.Он также обычно включает в себя переключатель ограничения тока, который отключается (как предохранитель) при обнаружении слишком большого тока нагрузки. Это защищает загрузочное устройство от повреждений.

Принципиальная схема источника питания

Блок питания состоит из четырех основных частей.

  • Трансформатор : Регулирует напряжение переменного тока до нужного уровня для конкретного источника питания
  • Выпрямитель : Преобразует сигнал переменного тока (переменный ток), чтобы он всегда был положительным (постоянный ток)
  • Фильтр : сглаживает выпуклости сигнала
  • Регулятор : регулирует выходное напряжение постоянного тока таким образом, чтобы оно поддерживалось на нужном уровне (12 В постоянного тока).Он поддерживает постоянное напряжение, несмотря на изменение нагрузки.
Блок-схема блока питания

Типы блоков питания

Существует два типа источников питания: линейный источник питания и импульсный источник питания . Линейный источник питания имеет простую конструкцию и дешевле импульсного источника питания. Импульсный источник питания сложнее, но он намного эффективнее и гибче.

Линейный источник питания

Вот пример принципиальной схемы.Линейный источник питания включает в себя большой трансформатор, который регулирует входное напряжение, выпрямитель, транзисторы и компонент регулятора напряжения.

Принципиальная схема линейного источника питания
Преимущества линейного источника питания
  • Простое устройство . В линейных регуляторах используется меньше компонентов, чем в импульсных источниках питания. На приведенной выше принципиальной схеме показано, как микросхему регулятора (7812) можно использовать в источнике питания.
  • Низкая стоимость . Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то стоимость компонентов и производства намного ниже, чем у импульсных источников питания.
  • Низкий уровень шума / пульсаций . Линейные регуляторы имеют очень низкие пульсации выходного напряжения и широкую полосу пропускания. Это делает их идеальными для любых приложений, чувствительных к шуму, включая устройства связи и радио.
Недостатки
  • Более крупный : Для линейных источников питания требуется трансформатор большего размера, поэтому они больше и тяжелее, чем импульсные источники питания.
  • Ограниченная гибкость . Линейные регуляторы обычно могут использоваться с фиксированными входным напряжением и частотой.Например, они предназначены для подключения к входу питания 120 В переменного тока, 60 Гц или 240 В переменного тока. Если вы хотите использовать питание 240 В переменного тока, вам необходимо переключить ответвления на входном трансформаторе.
  • Ограниченные тиражи . Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение. Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения на каждый требуемый выход.
  • Низкая эффективность . Среднее устройство с линейным регулированием достигает КПД от 30% до 60% за счет рассеивания тепла.Также требуется радиатор, который увеличивает размер и вес устройства.

Импульсный источник питания

Многие современные источники питания используют импульсное питание. Этот тип источника питания включает импульсный стабилизатор для управления напряжением и током. Он более гибкий и намного более эффективный, чем линейный источник питания. Применяются в домофонах, IP камерах, считывателях-контроллерах контроля доступа.

Схема состоит из намного большего количества блоков, чем линейный источник питания.

Схема импульсного источника питания

Импульсный источник питания может работать со многими различными уровнями входного напряжения и частоты переменного тока (переменного тока). Компьютерные продукты продаются в Японии, где напряжение составляет 100 В переменного тока, 50 Гц, и во Франции, где напряжение составляет 230 В при 50 Гц. Импульсный источник питания может вместить все эти источники питания.

Импульсные источники питания также могут преобразовывать мощность постоянного тока с одного уровня напряжения на другой. Например, инжекторы PoE обеспечивают около 48 В постоянного тока на устройство в сети.IP-устройство, такое как камера, имеет преобразователь постоянного тока в постоянный, который преобразует 48 В постоянного тока в 5 В постоянного тока для питания цепей камеры.

Преимущества и недостатки переключения расходных материалов

Импульсные источники питания могут иметь более высокий КПД, чем линейные регуляторы, но они могут быть проблемой в некоторых ситуациях, когда шум делает их плохим выбором. Например, для приложений радиосвязи и связи требуется малошумящий источник питания.

Преимущества
  • Малый форм-фактор .Понижающий трансформатор в импульсном регуляторе работает на высокой частоте, что означает, что трансформатор намного меньше и легче.
  • Высокая эффективность . Регулировка напряжения в импульсном блоке питания рассеивает меньше тепла. КПД может достигать 85% -90%.
  • Гибкие приложения . К импульсному источнику питания можно добавить дополнительные обмотки, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. Устройство с трансформаторной изоляцией также может обеспечивать выходное напряжение, не зависящее от входного напряжения.
Недостатки
  • Сложная конструкция . Конструкция требует большего количества компонентов, поэтому ее следует разрабатывать тщательно, чтобы обеспечить надежность.
  • Высокочастотный шум . Операция переключения полевого МОП-транзистора в импульсном источнике питания обеспечивает высокочастотный шум в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в чувствительных к шуму устройствах.
  • Более высокая стоимость . Для более низкой выходной мощности 10 Вт или менее дешевле использовать линейно регулируемый источник питания.

Обзор выбора источника питания

Блок питания преобразует уровни напряжения. Он также преобразует мощность переменного тока в постоянный и поддерживает постоянное напряжение, несмотря на нагрузку. Линейная подача стоит меньше, но менее эффективна и гибка. Импульсный источник питания легче, дороже и более эффективен.


* Шутка:

Однажды разные части тела спорили о том, кто должен отвечать.

Мозг сказал: «Я все думаю, поэтому я самый важный и должен нести ответственность.

Глаза сказали: «Я все вижу и даю остальным из вас знать, где мы, так что я самый важный, и я должен быть ответственным».

Руки сказали: «Без меня мы не смогли бы что-либо поднять или переместить. Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Желудок сказал: «Я превращаю пищу, которую мы едим, в энергию для остальных. Без меня мы бы голодали. Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Ноги говорили: «Без меня мы не смогли бы никуда двигаться.Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Затем прямая кишка сказала: «Думаю, я должен быть ответственным».

Все остальные части говорили: « Ты?!? Вы ничего не делаете! Ты не важен! Ты не можешь нести ответственность ".

Итак, прямая кишка закрылась.

Через несколько дней все ноги начали шататься, живот был тошнотворным, руки дрожали, глаза слезились, а мозг был затуманен. Все они согласились, что больше не могут этого выносить, и решили взять прямую кишку под контроль.

Мораль истории?

Вам не обязательно быть самым важным, чтобы быть ответственным; любой мудак может это сделать.


Если вам нужна помощь в выборе IP-камеры, контроля доступа или IP-пейджинга и внутренней связи, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 800-431-1658 в США, 914-944-3425 в любом другом месте или воспользуйтесь нашей контактной формой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *