Схемы блоков питания пк. Схемы блоков питания компьютеров: устройство и принцип работы ATX, AT и ноутбуков

Как устроены блоки питания компьютеров. Какие бывают типы БП для ПК и ноутбуков. Чем отличаются схемы ATX и AT. Как работают основные узлы импульсных источников питания компьютеров. Какие компоненты входят в состав современных БП для ПК.

Основные типы блоков питания компьютеров

Блок питания является одним из ключевых компонентов любого компьютера. Он обеспечивает стабильное электропитание всех узлов системы. В современных ПК и ноутбуках используются следующие основные типы блоков питания:

• ATX — наиболее распространенный стандарт для настольных ПК
• AT — устаревший формат, использовавшийся в старых компьютерах
• SFX — компактный формат для небольших корпусов
• Блоки питания ноутбуков — встроенные или внешние адаптеры

Чем отличаются эти типы блоков питания. Каковы их особенности конструкции и схемотехники.

Принцип работы импульсного блока питания компьютера

Современные блоки питания компьютеров построены по импульсному принципу. Это позволяет достичь высокого КПД и небольших габаритов. Рассмотрим основные этапы преобразования электроэнергии в импульсном БП:

1. Выпрямление входного сетевого напряжения 220В
2. Преобразование выпрямленного напряжения в высокочастотные импульсы
3. Трансформация высокочастотного напряжения
4. Выпрямление и фильтрация выходных напряжений

За счет работы на высокой частоте удается использовать малогабаритный трансформатор и достичь высокой эффективности преобразования. Какие преимущества дает импульсный принцип работы.

Структурная схема блока питания ATX

Блок питания стандарта ATX является наиболее распространенным для настольных компьютеров. Рассмотрим типовую структурную схему ATX блока питания:

• Входной фильтр и выпрямитель
• Корректор коэффициента мощности (ККМ)
• Инвертор на силовых транзисторах
• Импульсный трансформатор
• Выходные выпрямители и фильтры
• Схема управления и защиты

Какие функции выполняет каждый из этих узлов. Как они взаимодействуют между собой для обеспечения стабильного питания компьютера.

Особенности схемотехники блоков питания AT

Блоки питания стандарта AT использовались в компьютерах 80-90-х годов. Их схемотехника имела ряд отличий от современных ATX:

• Отсутствие корректора коэффициента мощности
• Использование биполярных транзисторов в инверторе
• Простая схема управления без микроконтроллера
• Механический выключатель в первичной цепи

Чем обусловлены эти особенности конструкции блоков питания AT. Какие недостатки они имели по сравнению с современными ATX.

Схемотехника блоков питания ноутбуков

Блоки питания ноутбуков имеют свои особенности, обусловленные компактными размерами и необходимостью питания от аккумулятора:

• Внешний AC/DC адаптер для преобразования 220В в 19-20В
• Внутренний DC/DC преобразователь для формирования низковольтных питаний
• Схема заряда аккумулятора
• Схема выбора источника питания (сеть/аккумулятор)

Какие схемотехнические решения применяются в блоках питания ноутбуков для обеспечения компактности и энергоэффективности. Как организовано переключение между сетевым и аккумуляторным питанием.

Ключевые компоненты современных блоков питания ПК

Рассмотрим основные электронные компоненты, используемые в современных блоках питания компьютеров:

• Силовые MOSFET транзисторы
• Специализированные ШИМ-контроллеры
• Быстрые диоды Шоттки
• Высокочастотные ферритовые сердечники
• Электролитические и пленочные конденсаторы

Какие характеристики должны иметь эти компоненты для применения в импульсных блоках питания. Как правильно выбрать элементную базу при разработке или ремонте БП.

Стабилизация и защита в блоках питания компьютеров

Важнейшими функциями блока питания являются стабилизация выходных напряжений и защита от аварийных режимов. Для этого применяются следующие схемотехнические решения:

• ШИМ-регулирование для стабилизации напряжений
• Защита от перегрузки и короткого замыкания
• Защита от перенапряжения на выходе
• Тепловая защита
• Защита от пониженного входного напряжения

Как реализуются эти виды защит в современных блоках питания. Какие преимущества дает применение микроконтроллеров для управления БП.

Диагностика и ремонт блоков питания компьютеров

При выходе из строя блока питания компьютера важно правильно провести диагностику и ремонт. Рассмотрим основные этапы:

1. Визуальный осмотр и проверка предохранителей
2. Проверка входных цепей и выпрямителя
3. Диагностика силовых ключей инвертора
4. Проверка ШИМ-контроллера и обвязки
5. Тестирование вторичных цепей

Какие неисправности наиболее часто встречаются в блоках питания ПК. На что следует обратить внимание при ремонте. Какие приборы и инструменты потребуются.

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

Показать содержимое по тегу: ATX

Схема импульсного стабилизатора ненамного сложней обычного, используемого в трансформаторных блоках питания, но более сложная в настройке.

Поэтому недостаточно опытным радиолю­бителям, не знающим правил работы с высоким напряжением (в частности, никогда не работать в одиночку и никогда не настраивать включенное уст­ройство двумя руками — только одной!), не рекомендую повторять эту схему.

На рис. 1 представлена электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения для зарядки сотовых телефонов.

Рис. 1 Электрическая схема импульсного стабилизатора напряжения

Схема представляет собой блокинг-генератор, реализованный на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Диодный мост VD1 выпрямляет переменное сете­вое напряжение, резистор R1 ограничивает импульс тока при включении, а также выполняет функцию предохранителя. Конденсатор С1 необязателен, но благодаря ему блокинг-генератор работает более стабильно, а нагрев транзи­стора VT1 чуть меньше (чем без С1).

При включении питания транзистор VT1 слегка приоткрывается через рези­стор R2, и через обмотку I трансформатора Т1 начинает течь небольшой ток. Благодаря индуктивной связи, через остальные обмотки также начинает протекать ток. На верхнем (по схеме) выводе обмотки II положительное напряжение небольшой величины, оно через разряженный конденсатор С2 приоткрывает транзистор еще сильней, ток в обмотках трансформатора нарастает, и в итоге транзистор открывается полностью, до состояния насыщения.

Через некоторое время ток в обмотках перестает нарастать и начинает снижаться (транзистор VT1 все это время полностью открыт). Уменьшается напряжение на обмотке II, и через конденсатор С2 уменьшается напряжение на базе транзистора VT1. Он начинает закрываться, амплитуда напряжения в обмотках уменьшается еще сильней и меняет полярность на отрицательную.

Затем транзистор полностью закрывается. Напряжение на его коллекторе увеличивается и становится в несколько раз больше напряжения питания (индуктивный выброс), однако благодаря цепочке R5, С5, VD4 оно ограничивается на безопасном уровне 400…450 В. Благодаря элементам R5, С5 генерация нейтрализуется не полностью, и через некоторое время полярность напряжения в обмотках снова меняется (по принципу действия типичного колебательного контура). Транзистор снова начинает открываться. Так продолжается до бесконечности в цикличном режиме.

На остальных элементах высоковольтной части схемы собраны регулятор напряжения и узел защиты транзистора VT1 от перегрузок по току. Резистор R4 в рассматриваемой схеме выполняет роль датчика тока. Как только паде­ние напряжения на нем превысит 1. ..1,5 В, транзистор VT2 откроется и замк­нет на общий провод базу транзистора VT1 (принудительно закроет его). Конденсатор СЗ ускоряет реакцию VT2. Диод VD3 необходим для нормаль­ной работы стабилизатора напряжения.

Стабилизатор напряжения собран на одной микросхеме — регулируемом стабилитроне DА1.

Для гальванической развязки выходного напряжения от сетевого использует­ся оптрон VOL Рабочее напряжение для транзисторной части оптрона берет­ся от обмотки II трансформатора Т1 и сглаживается конденсатором С4. Как только напряжение на выходе устройства станет больше номинального, через стабилитрон DA1 начнет течь ток, светодиод оптрона загорится, сопротивле­ние коллектор-эмиттер фототранзистора VOL2 уменьшится, транзистор VT2 приоткроется и уменьшит амплитуду напряжения на базе VT1.

Он будет сла­бее открываться, и напряжение на обмотках трансформатора уменьшится. Если же выходное напряжение, наоборот, станет меньше номинального, то фототранзистор будет полностью закрыт и транзистор VT1 будет «раскачиваться» в полную силу. Для защиты стабилитрона и светодиода от перегрузок по току, последовательно с ними желательно включить резистор сопротивле­нием 100…330 Ом.

Налаживание
Первый этап: первый раз включать устройство в сеть рекомендуется через лампу 25 Вт, 220 В, и без конденсатора С1. Движок резистора R6 устанавли-вают в нижнее (по схеме) положение. Устройство включают и сразу отклю­чают, после чего как можно быстрей измеряют напряжения на конденсаторах С4 и Сб. Если на них есть небольшое напряжение (согласно полярности!), значит, генератор запустился, если нет генератор не работает, требуется поиск ошибки на плате и монтаже. Кроме того, желательно проверить тран­зистор VT1 и резисторы R1, R4.

Если все правильно и ошибок нет, но генератор не запускается, меняют мес­тами выводы обмотки II (или I, только не обоих сразу!) и снова проверяют работоспособность.

Второй этап: включают устройство и контролируют пальцем (только не за металлическую площадку для теплоотвода) нагрев транзистора VTI, он не должен нагреваться, лампочка 25 Вт не должна светиться (падение напряже­ния на ней не должно превышать пары Вольт).

Подключают к выходу устройства какую-нибудь маленькую низковольтную лампу, например, рассчитанную на напряжение 13,5 В. Если она не светится, меняют местами выводы обмотки III.

И в самом конце, если все нормально работает, проверяют работоспособность регулятора напряжения, вращая движок подстроечного резистора R6. После этого можно впаивать конденсатор С1 и включать устройство без лампы-токоограничителя.

Минимальное выходное напряжение составляет около 3 В (минимальное па­дение напряжения на выводах DA1 превышает 1,25 В, на выводах светодио­да—1,5В).
Если нужно меньшее напряжение, заменяют стабилитрон DA1 резистором сопротивлением 100…680 Ом. Следующим шагом настройки требуется уста­новка на выходе устройства напряжения 3,9…4,0 В (для литиевого аккумуля­тора). Данное устройство заряжает аккумулятор экспоненциально умень­шающимся током (от примерно 0,5 А в начале заряда до нуля в конце (для литиевого аккумулятора емкостью около 1 А/ч это допустимо)). За пару ча­сов режима зарядки аккумулятор набирает до 80 % своей емкости.

О деталях
Особый элемент конструкции — трансформатор.
Трансформатор в этой схеме можно использовать только с разрезным ферри-товым сердечником. Рабочая частота преобразователя довольно велика, поэтому для трансформаторного железа нужен только феррит. А сам преоб­разователь — однотактный, с постоянным подмагничиванием, поэтому сер­дечник должен быть разрезным, с диэлектрическим зазором (между его поло­винками прокладывают один-два слоя тонкой трансформаторной бумаги).

Лучше всего взять трансформатор от ненужного или неисправного анало­гичного устройства. В крайнем случае его можно намотать самому: сечение сердечника 3…5 мм2, обмотка I-450 витков проводом диаметром 0,1 мм, обмотка II-20 витков тем же проводом, обмотка III-15 витков прово­дом диаметром 0,6…0,8 мм (для выходного напряжения 4…5 В). При намот­ке требуется строгое соблюдение направления намотки, иначе устройство будет плохо работать, или не заработает совсем (придется прикладывать усилия при налаживании — см. выше). Начало каждой обмотки (на схеме) вверху.

Транзистор VT1 — любой мощностью 1 Вт и больше, током коллектора не менее 0,1 А, напряжением не менее 400 В. Коэффициент усиления по току Ь2ь должен быть больше 30. Идеально подходят транзисторы MJE13003, KSE13003 и все остальные типа 13003 любой фирмы. В крайнем случае, при­меняют отечественные транзисторы КТ940, КТ969. К сожалению, эти транзи­сторы рассчитаны на предельное напряжение 300 В, и при малейшем повы­шении сетевого напряжения выше 220 В они будут пробиваться. Кроме того, они боятся перегрева, т. е. требуется их установка на теплоотвод. Для транзи­сторов KSE13003 и МГС13003 теплоотвод не нужен (в большинстве случаев цоколевка — как у отечественных транзисторов КТ817).

Транзистор VT2 может быть любым маломощным кремниевым, напряжение на нем не должно превышать 3 В; это же относится и к диодам VD2, VD3. Конденсатор С5 и диод VD4 должны быть рассчитаны на напряжение 400…600 В, диод VD5 должен быть рассчитан на максимальный ток нагрузки. Диодный мост VD1 должен быть рассчитан на ток 1 А, хотя потребляемый схемой ток не превышает сотни миллиампер — потому что при включении происходит довольно мощный бросок тока, а увеличивать сопротивление ре­зистора Шдля ограничения амплитуды этого броска нельзя — он будет силь­но нагреваться.

Вместо моста VD1 можно поставить 4 диода типа 1N4004…4007 или КД221 с любым буквенным индексом. Стабилизатор DA1 и резистор R6 можно заме­нить на стабилитрон, напряжение на выходе схемы будет на 1,5 В больше напряжения стабилизации стабилитрона.

«Общий» провод показан на схеме только для упрощения графики, его нельзя заземлять и (или) соединять с корпусом устройства. Высоковольтная часть устройства должна быть хорошо изолирована.

Оформление
Элементы устройства монтируют на плате из фольгированного стеклотексто­лита в пластмассовый (диэлектрический) корпус, в котором просверливают два отверстия для индикаторных светодиодов. Хорошим вариантом (использованным автором) является оформление платы устройства в корпус от ис­пользованной батареи типа А3336 (без понижающего трансформатора).

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.

Схема блока питания компьютера — электрическая, структурная, подключение, импульсного

Работа любого компьютера невозможна без блока питания. Поэтому стоит отнестись серьезно к выбору. Ведь от стабильной и надежной работы БП будет зависеть работоспособность самого компьютера.

Что это такое

Главной задачей блока питания является преобразование переменного тока и дальнейшее формирование требуемого напряжения, для нормальной работы всех комплектующих ПК.

Напряжение, требуемое для работы комплектующих:

Кроме этих заявленных величин существует и дополнительное величины:

Фото: блок питания

БП выполняет роль гальванической развязки между электрическим током из розетки и комплектующими потребляющие ток. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Часто используются источники питания (ИП) формата ATX.

Обзор схем источников питания

Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.

Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.

В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:

• приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
• наличие универсальных внутренних элементов защиты;
• удобство использования.

Простой импульсный БП

Принцип работы обычного импульсного БП можно увидеть на фото.

Фото: блок схема работы импульсного

Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.

Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.

Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.

Видео: Принцип работы ШИМ контроллера БП

АТХ без коррекции коэффициента

Простой импульсный БП хоть и рабочее устройство, но на практике его использовать неудобно. Многие из его параметров на выходе «плавают», в том числе и напряжение. Все эти показатели изменяются из-за нестабильного напряжения, температуры и загруженности выхода преобразователя.

Но если осуществлять управление этими показателями с помощью контроллера, который будет выполнять роль стабилизатора и дополнительные функции, то схема будет вполне пригодной для применения.

Структурная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции проста и представляет генератор импульсов на ШИМ-контроллере.

Фото: ИП для компьютера с ШИМ-контроллером

ШИМ-контроллер регулирует амплитуду изменения сигналов проходящих через фильтр низких частот (ФНЧ). Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании.

АТХ с коррекцией коэффициента мощности

В новых источниках питания для ПК появляется дополнительный блок – корректор коэффициента мощности (ККМ). ККМ убирает появляющиеся погрешности мостового выпрямителя переменного тока и повышает коэффициент мощности (КМ).

Поэтому производителями активно изготавливаются БП с обязательной коррекцией КМ. Это означает, что ИП на компьютере будет работать в диапазоне от 300Вт и более.

Фото: схема блока питания компьютера 300w

В этих БП используют специальный дроссель с индуктивностью выше чем на входе. Такой ИП называют PFC или пассивным ККМ. Имеет внушительный вес из-за дополнительного использования конденсаторов на выходе выпрямителя.

Из недостатков можно выделить невысокую надежность ИП и некорректную работу с ИБП во время переключения режима работы «батарея/сеть».

Это связано с маленькой емкостью фильтра сетевого напряжения и в момент падения напряжения повышается ток ККМ, и в этот момент включается защита от короткого замыкания.

На двухканальном ШИМ-контролере

Часто используют в современных источниках питания для компьютера двухканальные ШИМ-контроллеры. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП.

Фото: схема БП с использованием двухканального ШИМ-котроллера

 

В приведенной схеме первая часть выполняет формирование стабилизированного напряжение +38В, а вторая часть является преобразователем, который формирует стабилизированное напряжение +12В.

Схема подключения блока питания компьютера

Для подключения блока питания к компьютеру следует выполнить ряд последовательных действий:

• установить БП в системный блок. Все эти действия нужно выполнять аккуратно, чтобы не задеть остальные комплектующие;
• закрепить БП к задней панели системного блока специальными винтами;
• подсоединить кабели питания ко всем устройствам находящимся в системном блоке (материнская плата, дисковод, видеокарта, винчестер). Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.

  фото: схема подключения питания компьютера PcCar CarPc

Конструктивные особенности

Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. На задней его части расположен разъем под сетевой кабель и кнопка выключателя.

Кроме этого может находится еще на задней стенке БП и разъем для подключения монитора.

В различных моделях могут быть и другие разъемы: 

• индикатор напряжения;
• кнопки изменения режима работы вентилятора;
• переключатель входящего напряжения;
• USB-порты, встроенные в БП.

  Фото: внешний вид БП для ПК

В современных источниках питания для ПК реже устанавливают вентилятор на задней стенке, который вытягивал горячий воздух из БП. В замен этого решения начали использовать вентилятор на верхней стенке, который был больше и работал тише.

На некоторых моделях возможно встретить сразу два вентилятора. Из стенки, которая находится внутри системного блока, выходит провод со специальным разъемом для подачи тока на материнскую плату. На фото указаны возможные разъемы подключения и обозначение контактов.

Фото: обозначение контактов разъемов БП

Каждый цвет провода подает определенное напряжение:

• желтый — +12 В;
• красный — +5 В;
• оранжевый — +3,3 В;
• черный – заземление.

У различных производителей могут изменяться значения для этих цветов проводов.

Также есть разъемы для подачи тока комплектующим компьютера.

Фото: специальные разъемы для комплектующих

Параметры и характеристики

БП персонального компьютера имеет много параметров, которые могут не указываться в документации. На боковой этикетке указываются несколько параметров – это напряжение и мощность.

Мощность – основной показатель

Эта информация пишется на этикетке крупным шрифтом. Показатель мощности БП указывает на общее количество электроэнергии доступной для внутренних комплектующих.

Казалось бы, выбрать БП с требуемой мощностью будет достаточным просуммировать потребляемые показатели комплектующими и выбрать БП с небольшим запасом. Поэтому большой разницы между 200w и 250w не будет существенной.

Фото: Импульсный блок питания компьютера (ATX) на з00 Вт

Но на самом деле ситуация выглядит сложнее, потому что выдаваемое напряжение может быть разным — +12В, -12В и другим. Каждая линия напряжения потребляет определенную мощность. Но в БП расположен один трансформатор, который генерирует все напряжения, используемые ПК. В редких случаях может быть размещено два трансформатора. Это дорогой вариант и используется в качестве источника на серверах.

В простых же БП используется 1 трансформатор. Из-за этого мощность на линиях напряжений может меняться, увеличиваться при малой нагрузке на других линиях и наоборот уменьшаться.

Рабочие напряжение

При выборе БП следует обратить внимание на максимальные значения рабочих напряжений, а также диапазон входящих напряжений, он должен быть от 110В до 220В.

Правда большинство из пользователей на это не обращают своего внимания и выбирая БП с показателями от 220В до 240В рискуют к появлению частых отключений ПК.

Фото: параметры блока питания компьютера

Такой БП будет выключаться при падении напряжения, которые не редкость для наших электросетей.Превышение заявленных показателей приведет к выключению ПК, сработает защита. Чтобы включить обратно БП придется отключить его от сети и подождать минуту.

Следует помнить, что процессор и видеокарта потребляю самое большее рабочее напряжение в 12В. Поэтому следует обращать внимание на эти показатели.Для снижения нагрузки на разъемы, линию 12В разделяют на пару параллельных с обозначением +12V1 и +12V2. Эти показатели должны быть указаны на этикетке.

Советы по выбору источника

Перед тем как выбрать для покупки БП, следует обратить внимание на потребляемую мощность внутренними компонентами ПК.

Но некоторые видеокарты требуют особый потребляемый ток +12В и эти показатели следует учитывать при выборе БП. Обычно для ПК, в котором установлена одна видеокарта, достаточно источника с мощностью в 500вт или 600.

Фото: Super Power 300X

Также следует ознакомится с отзывами покупателей и обзорами специалистов о выбранной модели, и компании производителе. Лучшие параметры, на которые следует обратить внимание, это: мощность, тихая работа, качество и соответствие написанным характеристикам на этикетке.

Вам необходимо настроить модем в режиме роутера! Подробнее в настройке модема в роутер ByFly.

Интересует настройка роутера ZYXEL KEENETIC LITE PPPoE? Читайте тут.

Настройка IPTV в роутере DIR 620 от Ростелеком? Читайте в статье.

Экономить при этом не следует, ведь от работы БП будет зависеть работа всего ПК. Поэтому чем качественнее и надежнее источник, тем дольше прослужит компьютер. Пользователь может быть уверен, что сделал правильный выбор и не беспокоится о внезапных выключениях своего ПК.

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

2.3. Структурная схема. Импульсные блоки питания для IBM PC

Читайте также

1.7.4. Схема импульсного стабилизатора

1.7.4. Схема импульсного стабилизатора Схема импульсного стабилизатора ненамного сложней обычного (рис. 1.9), но она более сложная в настройке. Поэтому недостаточно опытным радиолюбителям, не знающим правил работы с высоким напряжением (в частности, никогда не работать в

3.1.1. Электрическая схема электронных часов на ЖКИ

3.1.1. Электрическая схема электронных часов на ЖКИ Жидкокристаллический индикатор представляет собой две плоские пластинки из стекла, склеенные по периметру таким образом, чтобы между стеклами оставался промежуток, его заполняют специальными жидкими кристаллами.На

3.5.3. Расширенная схема акустического датчика

3.5.3. Расширенная схема акустического датчика Регулировка усиления слабых сигналов с микрофона ВМ1 осуществляется переменным резистором R6 (см. рис. 3.9). Чем меньше сопротивление данного резистора, тем больше усиление транзисторного каскада на транзисторе VT1. При

4.4.2. Электрическая схема таймера

4.4.2. Электрическая схема таймера При подключении ЭМТ к сети 220 В через ограничительный резистор R1 напряжение поступает на катушку К1 (имеющую сопротивление 3,9 кОм). С помощью системы шестеренок и приложенного к этой катушке напряжения (с помощью электромагнитной индукции)

2.6. Схема чувствительного видеоусилителя

2.6. Схема чувствительного видеоусилителя Тем, кто занимается применением схем видеоконтроля на ограниченном участке, будет полезен этот материал. Касаясь возможных вариантов обеспечения охраны в замкнутых помещениях, еще раз хочу отметить, что не всегда рентабельно

Проект 2: Схема интерфейса

Проект 2: Схема интерфейса Основой схемы интерфейса является дешифратор 4028. ИС 4028 считывает двоично-десятичный код логики низкого уровня с выхода ИС 74LS373, расположенной на плате УРР, и выдает соответствующие сигналы высокого уровня (см. таблицу соответствий

Проект 3: общая схема интерфейса УРР

Проект 3: общая схема интерфейса УРР Интерфейс УРР для робота-передвижки является специализированной схемой, предназначенной для конкретной цели. Следующая схема интерфейса (см. рис. 7.8) представляет собой более универсальное устройство, дающее возможность управлять

Начальная схема управления

Начальная схема управления На рис. 10.10 показан первый тестовый вариант схемы управления ШД. Для буферизации выходных сигналов с шин PIC 16F84 использованы шестнадцатеричные буферы типа 4050. Сигнал с выхода каждого буфера подается на транзистор NPN типа. В качестве таких

Электрическая схема

Электрическая схема Электрическая схема представляет собой электронный ключ, управляемый интенсивностью светового потока. Когда уровень средней окружающей освещенности мал (возможна подстройка порогового значения), то схема отключает питание двигателя редуктора.

«Фрегат Экоджет»: новая схема самолета и новая бизнес-схема

«Фрегат Экоджет»: новая схема самолета и новая бизнес-схема Авиасалон МАКС традиционно выступает смотровой площадкой новых идей в самолетостроении. ФПГ «Росавиаконсорциум» по собственной инициативе разрабатывает программу создания широкофюзеляжного

2.4. Принципиальная схема

2.4. Принципиальная схема Полная принципиальная схема бестрансформаторного источника питания с максимальной вторичной мощностью 200 Вт фирмы DTK представлена на рис. 2.2. Рис. 2.2. Принципиальная схема бестрансформаторного источника питания на 200 Вт фирмы DTKВсе элементы на

3.3. Структурная схема

3.3. Структурная схема Структурная схема импульсного блока питания для компьютеров типа AT/XT, содержащая типовой набор функциональных узлов, представлена на рис. 3.1. Модификации блоков питания могут иметь различия только в схемотехнической реализации узлов с сохранением

3.4. Принципиальная схема

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

Общая схема электрооборудования

Общая схема электрооборудования Электрооборудование автомобилей представляет собой сложную систему соединенных между собой электроприборово сигнализации, зажигания, предохранителей, контрольно – измерительных приборов, соединительных проводов. Рис.

Схема, устройство работа

Схема, устройство работа В механизм газораспределения входят: распределительный вал и его привод. Передаточные детали – толкатели с направляющими втулками, а при верхнем расположении клапанов еще штанги и коромысла, клапаны, их направляющие втулки и пружины, опорные

7.1. Структурная организация и обязанности участников похода

7.1. Структурная организация и обязанности участников похода Для подготовки и проведения дальних шлюпочных походов командир части приказом по части назначает командира похода и походный штаб в составе начальника походного штаба, заместителя командира похода по

👆Как работает блок питания компьютера | Блоки питания компьютера | Блог

Большинство рассказов про блоки питания начинается с подчеркивания их важнейшей и чуть ли не главенствующей роли в составе компьютера. Это не так. БП — просто один из компонентов системы, без которого она не будет работать. Он обеспечивает преобразование переменного напряжения из сети в необходимые для работы ПК стабилизированные напряжения. Все блоки можно разделить на импульсные и линейные. Современные компьютерные блоки выполнены по импульсной схеме. 

Линейные блоки питания

Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, а со вторичной мы снимаем уже пониженное до нужных пределов переменное напряжение. Далее оно выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном случае нарисован обычный электролитический конденсатор) и схема стабилизации. Схема стабилизации необходима, так как напряжение на вторичной обмотке напрямую зависит от входного напряжения, а оно только по ГОСТу может меняться в пределах ±10 %, а в реальности — и больше.

Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и низкий уровень помех (поэтому аудиофилы часто используют их в усилителях). Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД. Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).

Импульсные блоки питания

Далее в тексте сократим название «импульсный источник питания» до ИИП. Такие блоки питания более сложны, но гораздо более компактны. Для примера на фото ниже показана пара трансформаторов.

Слева — отечественный сетевой с номинальной мощностью 17 Вт, справа — выпаянный из компьютерного БП мощностью 450 Вт. Кстати, отечественный еще и весит раз в 5 больше.

В ИИП сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается фильтром, а потом опять преобразуется в переменное, но уже гораздо более высокой частоты (несколько десятков килогерц). А затем оно понижается трансформатором. 

Так выглядит плата вживую:

Фильтр

Фильтр в блоке питания двунаправленный: он поглощает разного рода помехи: как созданные самим БП, так и приходящие из сети. В самых бюджетных БП предприимчивые китайцы вместо дросселей распаивали перемычки (или, как их называют ремонтники, «пофигисторы»), а конденсаторы не ставили вообще. Чем это плохо: помехи будут влиять на другую аппаратуру, подключенную к данной сети, а напряжение на выходе получится с «мусором». Сейчас таких блоков уже немного. Встречается также экономия на размерах: фильтр как бы есть, но работать он будет кое-как.

Фильтр работает эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.

На картинке изображен фильтр в минимальной комплектации. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.

Еще одна опасная для жизни пользователей экономия — когда вместо специальных Х- и Y-конденсаторов ставят обычные. Впрочем, встречается она редко. Автор видел такое всего один раз и очень давно. Экономия очень незначительна, а риск для пользователей очень велик, так как, например, Y-конденсаторы подключаются одной «ногой» на фазу, а другой — на корпус. В случае пробоя конденсатора можно получить опасное для жизни напряжение на корпусе.

Корректор коэффициента мощности

Не будем вдаваться в подробности, поскольку статьи на эту тему уже были: раз и два. Скажем только, что корректор коэффициента мощности должен быть во всех компьютерных БП, желательно активного типа (A-PFC). 

Плюсы корректора:
1) Снижается нагрузка на сеть.
2) Повышенный диапазон входного напряжения (чаще всего, но не всегда).
3) Улучшение работы инвертора.

Минусы:
1) Увеличивается сложность конструкции, соответственно, снижается надежность.
2) Возможны проблемы при работе с UPS.

Преобразователь

Обычно используется мостовая или полумостовая схема. Чаще всего встречается полумост. На картинке ниже он изображен в упрощенном виде.

Как видно по схеме, транзисторы открываются поочередно с небольшой задержкой, чтобы не случилось ситуации, когда оба окажутся открыты. В таком случае получаем на первичной обмотке переменный ток высокой частоты, а на вторичной — уже пониженный до нужной величины.

В топовых блоках применяются резонансные преобразователи (LLC), которые имеют более высокий КПД, но они технически сложнее.

Выпрямление и стабилизация выходных напряжений

На выходе БП имеется четыре напряжения:
1) 12 В — отвечает за питание процессора, видеокарты, HDD, вентиляторов.
2) 5 В — питание логики материнской платы, накопителей, USB.
3) 3,3 В — питание оперативной памяти.
4) -12 В — считается атавизмом и не используется в современных компьютерах. 

По способу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на четыре группы:

1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки (полупроводниковый прибор, у которого при прямом включении падение напряжения будет в три-четыре раза меньше, чем у обычных кремниевых), групповая стабилизация.

Внешне их можно определить по двум крупным дросселям. На одном — три обмотки (12 В, 5 В и тонкий провод -12 В). 

Второй имеет меньший размер. Это отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте. Например:

Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:

2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Внешне их можно отличить по наличию в выходных цепях трех крупных дросселей. Данная схема в современных БП не используется: ее вытеснили более производительные решения. Пик такой схемотехники — начало 2000-х годов.

3) Выпрямление канала 12 В с помощью диодов Шоттки. Напряжения 5 В и 3,3 В получают из 12 В с помощью преобразователей DC-DC. Развитие электроники позволило производить недорогие и эффективные преобразователи такого рода. БП будет ненамного эффективнее обычных с групповой стабилизацией (так как нагрузка на низковольтные каналы небольшая), но стабильность напряжений выше. 

4) Канал 12 В — синхронный выпрямитель на MOSFET (полевой транзистор с изолированным затвором), остальные напряжения получают при помощи преобразователей DC-DC.

Это наиболее эффективная и точная, но и более сложная схемотехника. В соответствии с ней делают все топовые блоки питания. Отклонения выходных напряжений у таких блоков укладываются в один-два процента при допустимых 5 %.  

Дежурный источник питания

Представляет из себя маломощный ИИП с напряжением на выходе 5 В. Он работает все время, пока БП подключен к сети. Обеспечивает питание микросхем внутри блока и питание логики на материнской плате, а также подает питание на порты USB при выключенном компьютере.

Супервизор

Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке (превышения выходных напряжений, превышение выходного тока и прочее), управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.

Теперь вы представляете, как обстоит дело со схемотехникой в наши дни. А что нас ждет в будущем? В мае 2020 года компания Интел выпустила новый ATX12VO (12 V Only) Desktop Power Supply Disign Guide в котором описывает совершенно новые БП: у блока осталось только одно напряжение — 12 В. Нужные напряжения будет преобразовывать материнская плата. Дежурный источник питания с напряжения 5 В перейдет на 12 В. При этом размеры блоков АТХ остаются такими же. Это сделано для того, чтобы сохранить совместимость со старыми корпусами. Правда, пока производители не торопятся переходить на этот формфактор. 

Анатомия импульсных источников питания

Мы участвуем в программе Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программе, разработанной для того, чтобы мы могли получать вознаграждение за счет ссылок на Amazon.com и связанные с ней сайты.

[nextpage title = ”Введение”]

Источники питания

, используемые в ПК, основаны на технологии, называемой «режим переключения», и поэтому также известны как источники питания с импульсным режимом (SMPS) (преобразователь постоянного тока в постоянный — еще одно прозвище для импульсных источников питания).В этом руководстве мы объясним вам, как работают импульсные блоки питания, и познакомимся с блоком питания ПК, показав его основные компоненты и то, что они делают.

Мы уже опубликовали руководство по источникам питания, в котором мы рассмотрели форм-факторы, как рассчитать номинальную мощность блока питания, а также объяснили основные характеристики блока питания. В этом руководстве мы идем еще дальше, объясняя, что находится внутри коробки, каковы основные компоненты блока питания, как их идентифицировать и что они делают.

Существует два основных исполнения источников питания: линейный и импульсный.

Линейные источники питания работают, получая 127 В или 220 В от электросети и понижая его до более низкого значения (например, 12 В) с помощью трансформатора. Это более низкое напряжение по-прежнему является переменным током. Затем выпрямление выполняется набором диодов, преобразующих это переменное напряжение в пульсирующее (цифра 3 на рисунках 1 и 2). Следующим шагом является фильтрация, которая выполняется электролитическим конденсатором, преобразующим это пульсирующее напряжение почти в постоянное (цифра 4 на рисунках 1 и 2).Постоянный ток, полученный после конденсатора, немного колеблется (это колебание называется пульсацией), поэтому необходим каскад регулирования напряжения, выполняемый стабилитроном или интегральной схемой регулятора напряжения. После этого этапа на выходе будет истинное постоянное напряжение (цифра 5 на рисунках 1 и 2).

Рисунок 1: Блок-схема стандартной линейной конструкции источника питания.

Рис. 2: Осциллограммы, обнаруженные на линейном источнике питания.

Хотя линейные блоки питания очень хорошо подходят для нескольких приложений с низким энергопотреблением (беспроводные телефоны и игровые приставки — это два приложения, которые приходят в голову), когда требуется высокая мощность, линейные блоки питания могут быть буквально очень большими для этой задачи.

Размер трансформатора и емкость (и, следовательно, размер) электролитического конденсатора обратно пропорциональны частоте входного переменного напряжения: чем ниже частота переменного напряжения, тем больше размер этих компонентов и наоборот. Поскольку линейные источники питания по-прежнему используют частоту 60 Гц (или 50 Гц, в зависимости от страны) от электросети, что является очень низкой частотой, трансформатор и конденсатор очень большие.

Кроме того, чем выше ток (т.е.е., мощность), потребляемая цепью, питаемой от источника питания, тем больше трансформатор.

Создание линейного блока питания для ПК было бы безумием, поскольку он был бы очень большим и очень тяжелым. Решение заключалось в использовании подхода высокочастотного переключения.

В высокочастотных импульсных источниках питания частота входного напряжения повышается перед подачей на трансформатор (типичные значения — 50-60 кГц). При увеличении частоты входного напряжения трансформатор и электролитический конденсатор могут быть очень маленькими.Это источник питания, используемый в ПК и другом электронном оборудовании, таком как видеомагнитофоны. Имейте в виду, что «переключение» — это сокращение от «высокочастотное переключение», не имеющее никакого отношения к тому, есть ли у источника питания переключатель включения / выключения или нет…

Блок питания, используемый в ПК, использует еще лучший подход: это система с обратной связью. Схема, которая управляет переключающим транзистором, получает обратную связь от выходов источника питания, увеличивая или уменьшая рабочий цикл напряжения, подаваемого на трансформатор, в соответствии с потреблением ПК (этот подход называется ШИМ, широтно-импульсной модуляцией).Таким образом, блок питания саморегулируется в зависимости от потребления подключенного к нему устройства. Когда ваш компьютер не потребляет много энергии, блок питания подстраивается под меньший ток, в результате чего трансформатор и все другие компоненты рассеивают меньше энергии, т. Е. Вырабатывается меньше тепла.

В линейных источниках питания источник питания настроен на максимальную мощность, даже если цепь, которая к нему подключена, не потребляет большой ток. В результате все компоненты работают на полную мощность, даже если в этом нет необходимости.В результате выделяется большее количество тепла.

[nextpage title = «Схема импульсного источника питания»]

На рисунках 3 и 4 представлена ​​блок-схема импульсного источника питания с обратной связью ШИМ, используемого на ПК. На рисунке 3 мы показываем блок-схему источника питания без схемы PFC (коррекции коэффициента мощности), используемой дешевыми источниками питания, а на рисунке 4 мы показываем блок-схему источника питания с активной схемой PFC, которая используется в высокопроизводительных источниках питания. -конечные блоки питания.

Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания с ШИМ (без PFC).

Рисунок 4: Блок-схема импульсного источника питания с ШИМ и активной коррекцией коэффициента мощности.

Вы можете увидеть разницу между блоком питания с активным PFC и блоком без этой схемы, сравнив рисунки 3 и 4. Как видите, блоки питания с активным PFC не имеют переключателя 110/220 В, а также не имеют У них нет схемы удвоения напряжения, но, конечно, у них есть активная коррекция коэффициента мощности, о которой мы поговорим позже.

Это очень простая диаграмма.Мы не включали дополнительные схемы, такие как защита от короткого замыкания, резервная цепь, генератор сигналов хорошей мощности и т. Д., Чтобы упростить понимание схемы. Если вам нужны подробные схемы, см. Рисунок 5. Если вы не разбираетесь в электронике, не волнуйтесь. Эта цифра предназначена для читателей, которые хотят углубиться в подробности.

Рисунок 5: Схема типичного блока питания ATX начального уровня.

Вы можете спросить себя, где находится ступень регулирования напряжения на рисунках выше.Схема ШИМ регулирует напряжение. Входное напряжение выпрямляется перед прохождением через переключающие транзисторы, и они посылают в трансформатор прямоугольную волну. Итак, на выходе трансформатора мы имеем сигнал прямоугольной формы, а не синусоидальный. Поскольку форма волны уже имеет квадратную форму, очень просто преобразовать ее в напряжение постоянного тока. Значит, после выпрямления после трансформатора напряжение уже постоянное. Поэтому иногда импульсные источники питания также называют преобразователями постоянного тока в постоянный.

Петля, используемая для питания схемы управления ШИМ, отвечает за выполнение всех необходимых регулировок. Если выходное напряжение неправильное, схема управления ШИМ изменяет рабочий цикл сигнала, подаваемого на транзисторы, чтобы скорректировать выходной сигнал. Это происходит, когда потребление энергии ПК увеличивается, когда выходное напряжение имеет тенденцию к падению, или когда потребление энергии ПК уменьшается, когда выходное напряжение имеет тенденцию к увеличению.

Все, что вам нужно знать перед переходом к следующей странице (и что вы можете узнать, обратив внимание на рисунки 3 и 4):

• Все, что до трансформатора, называется «первичным», а все, что после него — «вторичным».
• Блоки питания с активной схемой коррекции коэффициента мощности не имеют переключателя на 110/220 В. У них также нет удвоителя напряжения.
• В источниках питания без PFC, если 110 В / 220 В установлено на 110 В, источник питания будет использовать удвоитель напряжения, чтобы напряжение всегда было около 220 В перед выпрямительным мостом.
• В блоках питания ПК два силовых полевых МОП-транзистора составляют коммутатор. Можно использовать несколько различных конфигураций, об этом мы поговорим позже.
• Форма волны, подаваемая на трансформатор, квадратная. Таким образом, форма волны на выходе трансформатора является квадратной, а не синусоидальной.
• Схема управления ШИМ, которая обычно представляет собой интегральную схему, изолирована от первичной обмотки через небольшой трансформатор. Иногда вместо трансформатора используется оптопара (небольшая интегральная схема, содержащая светодиод и фототранзистор, упакованные вместе).
• Как мы уже упоминали, схема управления ШИМ использует выходы источника питания для управления тем, как она будет управлять переключающими транзисторами.Если выходное напряжение неправильное, схема управления ШИМ изменяет форму волны, подаваемой на переключающие транзисторы, чтобы скорректировать выходной сигнал.
• На следующих страницах мы собираемся исследовать каждый из этих этапов с изображениями, показывающими, где их можно найти внутри источника питания.

[nextpage title = «Внутри блока питания ПК»]

После первого включения источника питания (не делайте этого с подсоединенным шнуром питания, иначе вы получите удар электрическим током), вы можете потеряться, пытаясь понять, что к чему.Но вы узнаете как минимум две вещи, которые уже знаете: вентилятор блока питания и некоторые радиаторы.

Рисунок 6: Внутри блока питания ПК.

Но вы должны очень легко распознавать компоненты, принадлежащие первичному, и компоненты, принадлежащие вторичному.

Вы найдете один (для блоков питания с активным PFC) или два (для блоков питания без PFC) больших электролитических конденсаторов. Найдите их, и вы найдете основной.

Обычно блоки питания ПК имеют три трансформатора между двумя большими радиаторами, как вы можете видеть на рисунке 7.Главный трансформатор — самый большой. Средний трансформатор используется для генерации выхода + 5VSB, а самый маленький трансформатор используется схемой управления ШИМ для изоляции вторичной обмотки от первичной (это трансформатор, обозначенный как «изолятор» на рисунках 3 и 4). В некоторых источниках питания вместо трансформатора в качестве изолятора используется одна или несколько оптопар (они выглядят как небольшие интегральные схемы), поэтому в источниках питания, использующих эти компоненты, вы, вероятно, найдете только два трансформатора.Об этом мы поговорим позже.

Один из радиаторов относится к первичной обмотке, а другой — к вторичной.

На первичном радиаторе вы найдете переключающие транзисторы, а также транзисторы PFC и диод, если в вашем источнике питания есть активный PFC. Некоторые производители могут использовать отдельный радиатор для активных компонентов PFC, поэтому в источниках питания с активным PFC вы можете найти два радиатора в его первичной обмотке.

На вторичном радиаторе вы найдете несколько выпрямителей.Они похожи на транзисторы, но внутри у них два силовых диода.

Вы также найдете несколько электролитических конденсаторов и катушек меньшего размера, которые относятся к фазе фильтрации — найдя их, вы найдете вторичную.

Более простой способ найти вторичную и первичную — просто проследить за проводами источника питания. Выходные провода будут подключены к вторичной обмотке, а входные провода (те, которые идут от шнура питания) будут подключены к первичной. См. Рисунок 7.

Рисунок 7: Расположение первичного и вторичного.

Теперь поговорим о компонентах, которые есть на каждой ступени источника питания.

[nextpage title = «Переходная фильтрация»]

Первым этапом питания ПК является фильтрация переходных процессов. На рисунке 8 вы можете увидеть схему рекомендованного переходного фильтра для блока питания ПК.

Рисунок 8: Переходный фильтр.

Мы говорим «рекомендуется», потому что многие блоки питания, особенно дешевые, не имеют всех компонентов, показанных на рисунке 8.Таким образом, хороший способ проверить, исправен ли ваш блок питания, — это проверить, есть ли в его ступени фильтрации переходных процессов все рекомендуемые компоненты или нет.

Его основной компонент называется MOV (Металлооксидный варистор) или варистор, обозначенный на нашей схеме RV1, который отвечает за резку скачков напряжения (переходных процессов), обнаруживаемых на линии электропередачи. Это точно такой же компонент, как и в ограничителях перенапряжения. Проблема, однако, в том, что в дешевых источниках питания нет этого компонента, чтобы сократить расходы.В источниках питания с MOV ограничители перенапряжения бесполезны, поскольку в них уже есть ограничитель перенапряжения.

L1 и L2 — ферритовые катушки. C1 и C2 — дисковые конденсаторы, обычно синие. Эти конденсаторы также называются «Y-конденсаторами». C3 — это металлизированный полиэфирный конденсатор, обычно со значениями, такими как 100 нФ, 470 нФ или 680 нФ. Этот конденсатор также называют «конденсатором X». В некоторых источниках питания есть второй конденсатор X, установленный параллельно с основной линией питания, где RV1 показан на рисунке 8.

Конденсатор

X — это любой конденсатор, выводы которого подключены параллельно основной линии питания. Конденсаторы типа Y идут парами, их необходимо соединять последовательно, причем точка соединения между ними должна быть заземлена, т. Е. Подключена к шасси источника питания. Затем их подключают параллельно к основной линии электропередачи.

Фильтр переходных процессов не только фильтрует переходные процессы, исходящие от линии электропередачи, но также предотвращает возврат шума, создаваемого переключающими транзисторами, в линию электропередачи, что могло бы вызвать помехи для другого электронного оборудования.

Давайте посмотрим на несколько реальных примеров. Обратите внимание на рисунок 9. Вы видите здесь что-то странное? В этом блоке питания просто нет переходного фильтра! Этот блок питания представляет собой дешевый «универсальный» блок. Если вы обратите внимание, то можете увидеть маркировку на печатной плате блока питания, где должны быть установлены фильтрующие компоненты.

Рисунок 9: Этот дешевый «универсальный» источник питания не имеет даже ступени фильтрации переходных процессов.

На рисунке 10 вы можете увидеть переходную фильтрацию дешевого источника питания.Как видите, MOV отсутствует, и у этого блока питания только одна катушка (отсутствует L2). С другой стороны, у него есть один дополнительный конденсатор X (размещенный там, где RV1 на рисунке 8).

Рисунок 10: Фильтрация переходных процессов на дешевом блоке питания.

На некоторых источниках питания фильтр переходных процессов может быть разбит на два отдельных каскада, один из которых припаян к входному разъему питания, а другой на печатной плате источника питания, как вы можете видеть на источнике питания, показанном на рисунках 11 и 12.

На этом источнике питания вы можете найти конденсатор X (заменяющий RV1 на рисунке 8) и первую ферритовую катушку (L1), припаянную на небольшой печатной плате, которая подключена к основному разъему питания переменного тока.

Рисунок 11: Первая ступень переходного фильтра.

На печатной плате блока питания находятся остальные компоненты. Как видите, у этого источника питания есть MOV, хотя он и находится в необычном положении после второй катушки. Если вы обратите внимание, этот источник питания имеет больше, чем рекомендованное количество компонентов, так как он имеет все компоненты, показанные на рисунке 8, плюс дополнительный конденсатор X.

Рисунок 12: Вторая ступень переходного фильтра.

MOV этого блока питания желтого цвета, однако чаще всего используется темно-синий цвет.

Вы также должны найти предохранитель рядом с переходным фильтром (F1 на рисунке 8, см. Также рисунки 9, 10 и 12). Если этот предохранитель перегорел, будьте осторожны. Предохранители не перегорают сами по себе, а перегоревший предохранитель обычно указывает на неисправность одного или нескольких компонентов. Если вы замените предохранитель, новый, вероятно, перегорит сразу после включения компьютера.

[nextpage title = «Удвоитель напряжения и первичный выпрямитель»]

На блоках питания без активной цепи PCF вы найдете удвоитель напряжения. В удвоителе напряжения используются два больших электролитических конденсатора. Таким образом, к этому этапу относятся конденсаторы большего размера, имеющиеся в блоке питания. Как мы упоминали ранее, удвоитель напряжения используется только в том случае, если вы подключаете источник питания к электросети 127 В.

Рисунок 13: Электролитические конденсаторы от удвоителя напряжения.

Рисунок 14: Электролитические конденсаторы от удвоителя напряжения, снятые с источника питания.

Рядом с двумя электролитическими конденсаторами находится выпрямительный мост. Этот мост может состоять из четырех диодов или из одного компонента, см. Рисунок 15. В высокопроизводительных источниках питания этот выпрямительный мост подключен к радиатору.

Рисунок 15: Выпрямительный мост.

На первичной обмотке вы также найдете термистор NTC, который представляет собой резистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры.Он используется для перенастройки источника питания после того, как он некоторое время используется в горячем состоянии. NTC означает отрицательный температурный коэффициент. Этот компонент напоминает керамический дисковый конденсатор и обычно имеет оливково-зеленый цвет.

[заголовок следующей страницы = «Активная коррекция коэффициента мощности»]

Очевидно, что эта схема встречается только в источниках питания с активной коррекцией коэффициента мощности. На рисунке 16 вы можете изучить типичную активную схему коррекции коэффициента мощности.

Рисунок 16: Активная коррекция коэффициента мощности.

В активной схеме PFC обычно используются два силовых полевых МОП-транзистора.Эти транзисторы прикреплены к радиатору первичного каскада источника питания. Для лучшего понимания мы обозначили название каждого терминала MOSFET: S — источник, D — сток, а G — ворота.

Диод PFC — это силовой диод, обычно использующий корпус, аналогичный силовым транзисторам (но имеющий только два вывода), и он также прикреплен к радиатору на первичном каскаде источника питания.

Катушка PFC, показанная на рисунке 16, является самой большой катушкой в ​​источнике питания.

Электролитический конденсатор — это большой электролитический конденсатор, который вы найдете в первичной части источников питания с активным PFC.

И показанный резистор представляет собой термистор NTC, который представляет собой резистор, который изменяет свое сопротивление в зависимости от температуры. Он используется для перенастройки источника питания после того, как он некоторое время используется в горячем состоянии. NTC означает отрицательный температурный коэффициент.

Активная схема управления PFC обычно основана на интегральной схеме.Иногда эта интегральная схема также отвечает за управление схемой ШИМ (используемой для управления переключающими транзисторами). Такой вид интегральной схемы называется «комбинация PFC / PWM».

Давайте теперь посмотрим на несколько реальных примеров. На рисунке 17 мы сняли основной радиатор, чтобы вы могли лучше видеть компоненты. Справа вы можете увидеть компоненты переходной фильтрации, которые мы уже обсуждали. Слева вы можете увидеть активные компоненты PFC. Поскольку мы сняли радиатор, на этом рисунке отсутствуют активные транзисторы PFC и диод PFC.Если вы обратите внимание, вы увидите, что в этом источнике питания используется конденсатор X между его выпрямительным мостом и активной схемой PFC (коричневый компонент под радиатором выпрямительного моста). Обычно термистор, который напоминает керамический дисковый конденсатор и обычно имеет оливково-зеленый цвет, использует резиновую защиту, как вы можете видеть. Как мы уже упоминали, самой большой катушкой источника питания обычно является активная катушка коррекции коэффициента мощности.

Рисунок 17: Активные компоненты PFC.

На Рисунке 18 вы можете увидеть компоненты, которые прикреплены к радиатору, находящемуся на первичной части блока питания, изображенном на Рисунке 17.Вы можете увидеть два силовых MOSFET-транзистора и силовой диод из активной схемы PFC.

Рисунок 18: Компоненты, прикрепленные к первичному радиатору.

На рисунке 18 вы также можете увидеть два переключающих транзистора, используемых в этом источнике питания, который является нашей следующей темой.

[nextpage title = «Коммутационные транзисторы»]

Секция переключения импульсных источников питания может быть построена с использованием нескольких различных конфигураций. Мы собрали наиболее распространенные из них в таблице ниже.

Конфигурация	Количество транзисторов	Количество диодов	Количество конденсаторов	Выводы трансформатора
Одинарный транзистор вперед	1	1	1	4
Двухтранзисторный передний ход	2	2	0	2
Полумост	2	0	2	2
Полный мост	4	0	0	2
Push-Pull	2	0	0	3

Конечно, мы просто анализируем количество необходимых компонентов, есть и другие аспекты, которые инженеры должны учитывать при принятии решения, какую конфигурацию использовать.

Две наиболее распространенные конфигурации для блоков питания ПК — это двухтранзисторная прямая и двухтактная, и в обеих используются два переключающих транзистора. Физический аспект этих транзисторов — силовых полевых МОП-транзисторов — можно увидеть на предыдущей странице. Они прикреплены к радиатору на первичной части блока питания.

Ниже мы покажем вам схемы для каждой из этих пяти конфигураций.

Рисунок 19: Прямая однотранзисторная конфигурация.

Рисунок 20. Прямая конфигурация с двумя транзисторами.

Рисунок 21: Конфигурация полумоста .

Рисунок 22: Полная мостовая конфигурация.

Рисунок 23: Двухтактная конфигурация.

[nextpage title = «Трансформаторы и схема управления ШИМ»]

Как мы упоминали ранее, типичный блок питания ПК имеет три трансформатора. Большой — это тот, который показан на нашей блок-схеме (рисунки 3 и 4) и схемах (рисунки с 19 по 23), где его первичная обмотка соединена с переключающими транзисторами, а вторичная — с выпрямительными диодами и схемами фильтрации, которые обеспечат выходы блока питания постоянного тока (+12 В, + 5 В, +3.3 В, -12 В и -5 В). Второй трансформатор используется для генерации выхода + 5VSB. Независимая схема генерирует этот выходной сигнал, также известный как «резервная мощность». Причина в том, что этот выход всегда включен, даже когда питание вашего ПК «выключено» (т.е. он находится в режиме ожидания). Третий трансформатор — изолирующий трансформатор, соединяющий схему управления ШИМ с переключающими транзисторами (на нашей блок-схеме обозначены как «изолятор»). Этот третий трансформатор может не существовать, его заменяют одна или несколько оптопар, которые выглядят как небольшая интегральная схема (см. Рисунок 25).

Рисунок 24: Трансформаторы питания.

Рисунок 25: В этом источнике питания вместо трансформатора для изоляции цепи ШИМ используются оптопары.

Схема управления ШИМ основана на интегральной схеме. В источниках питания без активной коррекции коэффициента мощности обычно используется интегральная схема TL494 (в блоке питания, показанном на рисунке 26, использовалась совместимая часть DBL494). В источниках питания с активным PFC иногда используется интегральная схема, сочетающая в себе управление PWM и PFC.CM6800 — хороший пример комбинированной интегральной схемы PWM / PFC. Другая интегральная схема обычно используется в источнике питания, чтобы генерировать хороший сигнал мощности. Об этом мы поговорим позже.

Рисунок 26: Схема управления ШИМ.

[nextpage title = «Вторичный»]

Наконец, второстепенная ступень. Здесь выходы главного трансформатора выпрямляются и фильтруются, а затем передаются на ПК. Выпрямление отрицательных напряжений (-5 В и -12 В) выполняется обычными диодами, поскольку они не требуют большой мощности и тока.Но для выпрямления положительных напряжений (+3,3 В, +5 В и +12 В) используются силовые выпрямители Шоттки, которые представляют собой трехконтактные компоненты, которые выглядят как силовые транзисторы, но имеют внутри два силовых диода. Способ выполнения исправления зависит от модели источника питания, и возможны две конфигурации, показанные на рисунке 27.

Рисунок 27: Конфигурации исправления.

Конфигурация «A» больше используется источниками питания низкого уровня. Как видите, для этой конфигурации требуется три вывода от трансформатора.Конфигурация «B» больше используется в источниках питания высокого класса. Здесь используются только два вывода трансформатора, однако ферритовая катушка должна быть физически больше и, следовательно, дороже, и это одна из основных причин, по которой источники питания низкого уровня не используют эту конфигурацию.

Также в источниках питания высокого класса, чтобы увеличить максимальный ток, источник питания может выдавать два силовых диода, которые могут быть подключены параллельно, таким образом удваивая максимальный ток, который может выдержать схема.

Все блоки питания имеют полную схему выпрямления и фильтрации для выходов +12 В и +5 В, поэтому все блоки питания имеют как минимум две цепи, подобные показанной на рисунке 27.

Но для выхода +3,3 В можно использовать три варианта:

• Добавление стабилизатора напряжения +3,3 В к выходу +5 В. Это наиболее распространенный вариант для бюджетных блоков питания.
• Добавление полной схемы выпрямления и фильтрации, подобной показанной на Рисунке 27 для выхода +3,3 В, но с тем же выходом трансформатора, который используется схемой выпрямления +5 В. Это наиболее распространенный вариант для источников питания высокого класса.
• Использование полного независимого +3.Схема выпрямления и фильтрации 3 В. Это очень редко и встречается в очень дорогих и дорогих источниках питания. На сегодняшний день мы видели только один блок питания, использующий эту опцию (для записи, Enermax Galaxy 1000 W).

Поскольку для выхода +3,3 В обычно используется цепь +5 В полностью (в источниках питания низкого уровня) или частично (в источниках питания высокого класса), выход +3,3 В ограничен выходом +5 В и наоборот. Вот почему блоки питания ПК имеют рейтинг «комбинированной мощности», указывающий максимальную мощность, которую эти два выхода могут объединить вместе, в дополнение к максимальной выходной мощности каждого выхода (общая мощность меньше суммы +3.Номинальная мощность 3 В и +5 В).

На Рисунке 28 вы в целом видите вторичную обмотку блока питания низкого уровня. Здесь вы можете увидеть интегральную схему, отвечающую за формирование сигнала Power Good. Обычно для этой задачи в младших блоках питания используется LM339 или аналогичный.

Вы найдете несколько электролитических конденсаторов (намного меньших, чем те, что есть на удвоителе напряжения или активной схеме PFC) и несколько катушек. Они отвечают за этап фильтрации (см. Рисунок 27).

Рисунок 28: Вторичная ступень источника питания.

Для лучшего снимка мы перерезали все провода и удалили две большие фильтрующие катушки. На рисунке 29 вы можете увидеть диоды меньшего размера, используемые для выпрямления линий -12 В и -5 В, которые имеют меньшие номинальные значения тока (и, следовательно, мощности) (0,5 А каждый для этого конкретного источника питания). Остальные выходы напряжения имеют потребность в токе, намного превышающем 1 А, и для выполнения выпрямления требуются силовые диоды.

Рисунок 29: Выпрямительные диоды для линий –12 В и –5 В.

[nextpage title = ”The Secondary (Cont’d)”]

На Рисунке 30 у нас есть пример компонентов, которые прикреплены к радиатору, находящемуся на вторичном каскаде низкоуровневого источника питания.

Рисунок 30: Компоненты, обнаруженные на вторичном радиаторе блока питания низкого уровня.

Слева направо вы найдете:

• Интегральная схема регулятора напряжения — хотя она имеет три вывода и выглядит как транзистор, это интегральная схема. В случае с нашим источником питания это был 7805 (регулятор 5 В), отвечающий за регулирование выхода + 5VSB. Как мы упоминали ранее, этот выход использует схему, которая не зависит от стандартной линии +5 В (см. Рисунок 5 для лучшего понимания), так как он будет продолжать подавать +5 В на выход + 5VSB, даже когда ваш компьютер «включен». выкл »(режим ожидания).Вот почему этот выход также называют «резервным питанием». ИС 7805 может обеспечивать ток до 1 А.
• Силовой MOSFET-транзистор для регулирования выхода +3,3 В. В случае с нашим источником питания использовался тот, который был PHP45N03LT, который может обрабатывать до 45 А. Как мы упоминали на предыдущей странице, только источники питания низкого уровня будут использовать стабилизатор напряжения для выхода +3,3 В, что является подключен к линии +5 В.
• Силовой выпрямитель Шоттки, который представляет собой просто два диода, склеенных в одном корпусе.В случае с нашим источником питания использовался STPR1620CT, который может выдерживать до 8 А на каждый диод (всего 16 А). Этот выпрямитель используется для линии +12 В.
• Другой силовой выпрямитель Шоттки. В случае с нашим источником питания использовался E83-004, который может работать с током до 60 А. Этот специальный выпрямитель мощности используется для линий +5 В и + 3,3 В. Поскольку в линиях +5 В и +3,3 В используется один и тот же выпрямитель, их добавленный ток не может быть больше максимального тока выпрямителя. Эта концепция называется комбинированной мощностью.Другими словами, линия +3,3 В генерируется из +5 В; трансформатор не имеет выходного напряжения 3,3 В, в отличие от того, что происходит со всеми другими напряжениями, обеспечиваемыми источником питания. Эта конфигурация используется только в источниках питания низкого уровня. Источники питания высокого класса используют отдельные выпрямители для выходов +3,3 В и +5 В.

Теперь давайте взглянем на основные компоненты, используемые на вторичной ступени высокопроизводительного источника питания.

Рисунок 31: Компоненты вторичного радиатора высокопроизводительного блока питания.

Рисунок 32: Компоненты вторичного радиатора высокопроизводительного источника питания.

Здесь вы можете найти:

• Два мощных выпрямителя Шоттки для выхода +12 В, подключенных параллельно, вместо одного, как в младших блоках питания. Эта конфигурация удваивает максимальный ток (и, следовательно, мощность), который может выдать выход +12 В. В этом источнике питания используются два выпрямителя Шоттки STPS6045CW, каждый из которых может выдавать ток до 60 А.
• Один силовой выпрямитель Шоттки для выхода +5 В.На этом конкретном блоке питания использовался один STPS60L30CW, который поддерживает до 60 А.
• Один силовой выпрямитель Шоттки для выхода +3,3 В, что является основным различием между источниками питания высокого и низкого уровня (как мы только что показали вам, в источниках питания низкого уровня выход +3,3 В генерируется через + Линия 5 В). На изображенном источнике питания использовалась схема STPS30L30CT, поддерживающая до 30 А.
• Один регулятор напряжения из схемы защиты блока питания. Эта функция зависит от модели источника питания.

Обратите внимание, что максимальные токи, которые мы опубликовали, относятся только к компонентам. Максимальный ток, который может обеспечить источник питания, будет зависеть от других подключенных к ним компонентов, таких как катушки, трансформатор, калибр используемых проводов и даже ширина дорожек на печатной плате.

В качестве упражнения вы можете рассчитать максимальную теоретическую мощность для каждого выхода, умножив максимальный ток выпрямителя на выходное напряжение. Например, для блока питания, изображенного на Рисунке 30, максимальная теоретическая мощность на выходе +12 В составляет 192 Вт (16 А x 12 В).Но имейте в виду то, что мы только что сказали в предыдущем абзаце.

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 выполнял 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 проходит тест. 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 наиболее важна самая простая часть системы. 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), 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 в сигнале
• 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 импульсных источников 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 выходы .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 стать 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 развязкой 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.

Сводка по выбору 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 эффективнее.

---

* Шутка:

Однажды разные части тела спорили, чтобы выбрать, кто должен быть ответственным.

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

Глаза сказали: «Я все вижу и сообщаю остальным, где мы находимся, так что я самый важный, и я должен быть ответственным».

Руки сказали: «Без меня мы не смогли бы что-либо поднять или что-либо сдвинуть.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! Вы не можете нести ответственность.

Итак, прямая кишка закрыта.

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.

Поиск и устранение неисправностей блока питания компьютера — Блок-схема диагностики блока питания ПК ATX

Приведенная ниже глава по поиску и устранению неисправностей источника питания взята из моей книги «Компьютер Ремонт с помощью диагностических блок-схем, третье издание ». Обновления, связанные с диагностика источника питания включает переработку дерева решений и попытку чтобы принудительно включить мертвый блок питания, что я не упомянул в предыдущих выпусках из страха причинить больше вреда, чем пользы.

Обратите внимание, что эти шаги соответствуют точкам принятия решения на блок-схеме и доступны напрямую, щелкнув по символам ромба.Текст ниже не может читать последовательно.

Первый шаг в процессе устранения неполадок просто определяет, включен ли источник питания. Обычно вы можете слышать механические компоненты в ПК, которые издают шум вращения, когда они включен. К производителям шума относится и жесткий диск, поскольку его электродвигатель вращается. пластины, и сильный шум вентилятора является нормальным для ПК без ШИМ (Pulse Width Modulation) вентиляторы. Ваш компьютер также должен издать один звуковой сигнал, если он проходит. его внутренняя диагностика запуска, и всегда есть светодиоды состояния, чтобы сообщить система включена, хотя некоторые сборщики домашних ПК не утруждают себя подключением их.Если у вас плохой слух, проверьте, не подключен ли источник питания. вентилятор создает легкий ветерок. Мониторы питаются независимо, поэтому, если вы глядя на ноутбук, живой экран не показывает работоспособность поставлять.

Вернуться к диагностической таблице

Если к вашему компьютеру подключен дисплей, можно вы получаете живой экран, будь то простое текстовое сообщение или красочный всплеск экран? Если на дисплее отображается сообщение типа «Видеосигнал не обнаружен», это монитор сообщает вам, что видеопорт не обменивается данными, поэтому вам следует следуйте пути «Нет» для этого решения.Иногда ЭЛТ или более старые ЖК-дисплеи могут показывать множество изображений или бесконечную прокрутку, что означает видео адаптер активен и пытается передать изображение, но монитор не может интерпретировать сигналы. Это не так часто случается с современными ЖК-дисплеями или дорогими ЭЛТ. который может соответствовать большому диапазону входов для набора более высоких разрешений экрана в Windows. Если вы используете телевизор высокой четкости в качестве основного дисплея, сделайте себе одолжение и используйте стандартный монитор для устранения неполадок, пока вы устраняете проблему с источником питания.

Вернуться к диагностической таблице

Новые компоненты, такие как четырехъядерные процессоры и двойные видеоадаптеры PCI Express вдвое увеличили энергопотребление игровые ПК. Блок питания ATX начального уровня для игрового ПК с интерфейсом PCI Express. дней составляет 600 Вт, а блоки питания мощностью от 750 до 1000 Вт больше не необычный. Основными виновниками являются многоядерные процессоры, которые могут потреблять где угодно от 10 Вт до 50 Вт или более на ядро, при общем потреблении ЦП до 200 Вт в однопроцессорной системе.Между тем видеокарты PCI Express для игр могут потреблять до 200 Вт сами по себе или вдвое больше конфигурация с двумя картами.

В то время как производители блоков питания для ПК хвастаются своей номинальной мощностью, так как это их главный аргумент, производители видеокарт и других компонентов не превозносите их энергопотребление. Возможно, вам придется провести небольшую математику, чтобы проработай это. Иногда они указывают требования к пиковому току в амперах (А). при напряжении питания, обычно 12 В, поэтому вы умножаете два числа на потребляемая мощность в ваттах.Все видеокарты высокого класса требуют большего питание, которое может подаваться через слот PCI Express на материнской плате, поэтому они питаются напрямую от блока питания с одним или двумя 6-контактными разъемами PCI Дополнительные разъемы Express. В старых видеоадаптерах использовался 4-контактный Разъемы привода Molex.

Быстрый поиск в Интернете поможет вам найти ряд калькуляторов для определения ваши требования к источнику питания в зависимости от установленных компонентов. Если власть блок питания может похвастаться пиковой мощностью, не используйте это в качестве ориентира.Пик мощность не является устойчивой, это только значимый показатель для электрических устройств с переходными потребностями, такими как двигатели электромобилей, которые могут безопасно превышать их максимальная номинальная мощность на короткие периоды во время разгона. Потребляемая мощность ПК может оставаться стабильным в течение длительного периода времени, и я предпочитаю оставлять хорошую 20% маржу для ошибки выше вычисленного максимального спроса.

Вернуться к диагностической таблице

Если питание включается, но экран не гаснет live, попробуйте снова выключить и повторите попытку.Программирование переключателя может требуют, чтобы вы удерживали кнопку питания в течение нескольких секунд перед включением подача снова отключается. Если он отказывается выключаться, проверьте, есть ли выключатель на задней панели источника питания. В противном случае вы можете выключить удлинитель, если вы его используете, или просто вытащите вилку. Если ПК проходит загрузится и загорится экран после второй или третьей попытки, вероятно, это связано с к недопониманию между материнской платой и блоком питания вокруг сигнал power_good.

Источник питания должен задерживать отправку сигнала power_good, который сообщает процессору, что загрузка безопасна, пока выходная мощность не станет стабильной. Этот сигнал позволяет ЦП отключиться, если питание становится нестабильным во время регулярная работа. Я видел эту проблему только с дешевой или падающей мощностью поставляет, хотя по иронии судьбы, некоторые из самых дешевых блоков питания подделывают power_good сигнал, привязав его к их выходу 5V. Если сигнал power_good подделка, компьютер будет пытаться работать даже при отключении питания спецификация, которая может легко привести к ошибкам реальных данных до напряжения падает достаточно низко, чтобы вызвать отключение.

Вернуться к диагностической таблице

Звуковые коды сообщаются материнской платой Диагностика BIOS при включении питания. Одиночный звуковой сигнал означает POST (Power On Self Test) тест прошел успешно, ЦП, память и видеоадаптер сообщают присутствует и учитывается. Более длинные гудки обычно связаны с аппаратный сбой (или что-то нажатие клавиши на клавиатуре) и звуковые коды зависят от производителя.Длинные цепочки медленных гудков обычно связано с неисправным модулем памяти и повторением цепочек из 3 или 9 гудков часто указывают на сбой видеокарты. В любом из этих случаев выключите, отключите и попробуйте переустановить ОЗУ или видеоадаптер, хотя это не повредит делать и то, и другое. Если вы слышите звуковой сигнал при отображении живого изображения, проблема маловероятна. быть связанным с питанием. Перейти к отказу материнской платы, ЦП и ОЗУ диагностика.

Вернуться к диагностической таблице

Если вы выполнили какую-либо работу по делу, немедленно до сбоя загрузки отмените его, даже если это означает замену старого компонента обратно.Если новый компонент препятствует достижению стабильности источника питания из-за чрезмерного потребления тока это должно привести к отключению питания сигнал power_good, предотвращающий попытку загрузки материнской платы. Ошибка загрузки может быть не связана с новым компонентом, но вы могли вытащил разъем, оставил незакрепленный винт или открутил переходник при работе в корпусе.

Вернуться к диагностической таблице

Шумный вентилятор блока питания обычно можно почистить или заменить достаточно легко, хотя вам нужно следить за большими конденсаторами в блоке питания, когда вы открываете его, даже после того, как он отключен.Дело вентиляторы также могут выходить из строя и издавать шум, как и вентиляторы радиатора на процессоре, видеоадаптер или чипсет материнской платы. И убедитесь, что вентилятор не шумит из-за того, что что-то застряло в решетке и попало в лопасти вентилятора. Если твой дети слышат свисток, которого нет у вас, вероятно, он выходит за пределы вашего диапазона слышимости, и это не обязательно в блоке питания. Я обычно оставляю эти одни вещи на старых компьютерах, если они никого не беспокоят.

Высококачественные блоки питания поставляются с вентиляторами с ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), которые способны работать на гораздо более низких оборотах, чем вентиляторы, которые управляются по уровню напряжения.Для вентиляторов с ШИМ требуется четыре входных провода, заземление, 12 В, выход тахометра и вход управления ШИМ. Вентиляторы с двумя или тремя проводами можно управлять только путем изменения входного напряжения. Вентиляторы с ШИМ обычно могут работают примерно до четверти своей номинальной скорости, когда напряжение регулируется фанаты обычно перестают работать, прежде чем их рейтинг упадет до половины. скорость. Это дает огромную разницу в уровне шума, когда более высокий воздух циркуляция, измеряемая в CFM (кубических футах в минуту), не требуется.

Вернуться к диагностической таблице

Если на экране появляется текстовое сообщение, ссылается на жесткий диск, контроллер, ошибку SMART или любое сообщение, в котором упоминается операционная система, отсутствующие файлы и т. д., продолжить к блок-схеме сбоя диска ATA. Если источник питания постоянно шумит со свистящими конденсаторами или гудением, этого может быть достаточно для замены Это. И если вы просмотрели другие блок-схемы, потому что ваш компьютер заблокирован запускается или перезагружается в случайное время, проблема может быть в блоке питания качество, даже если обычно загружает ПК.

Если у вас есть опыт работы с цифровым вольтметром при напряжении под напряжением, вы можете попробовать проверить напряжение прямо в верхней части разъема, чтобы увидеть если они находятся в разумных пределах номинального напряжения. По-разному от того, достаточно ли тонкий ваш зонд и сколько места рядом с каждым провод в верхней части разъема для вставки зонда. К сожалению, простой DVM не покажет вам, есть ли пульсации переменного тока на постоянном напряжении, что может вызвать всевозможные проблемы, если он достаточно плох.Дорогой мультиметр с возможность выборки и удержания и частота выборки в несколько миллисекунд могут зафиксировать мин. / макс. напряжения постоянного тока, показывая наличие пульсации без вы видите это, как на осциллографе. Этот тест также требует проверка разъема ATX или установка коммутационной коробки между Разъем ATX и материнская плата. Испытание необходимо проводить при включенном питании. питание, подключенное к материнской плате для работы под напряжением, рекомендуется только для опытных специалистов.

Нестабильное напряжение и пульсации переменного тока на постоянном токе — настоящие призраки в машине, и может имитировать всевозможные другие проблемы. Если вы попали в нестабильный сбой ситуация, которую вы не можете диагностировать, и вы уже начали менять детали, вы также можете попробовать новый блок питания. Я видел, как блоки питания вырабатывают действительно причудливые отказы, например, ПК. который перезагружается, когда вы слишком сильно ставите чашку кофе на стол. В Наиболее распространенными из проблем с нестабильным питанием являются случайные зависания или самопроизвольные перезагрузки.Современные материнские платы обладают некоторой способностью регулировать мощность, которую они получают, но она должна быть в разумных пределах, а источник питания должен сотрудничать, отслеживая собственный выход и составляя отчеты через сигнал power_good.

Вернуться к диагностической таблице

Если электричество не включается, удвойте время убедитесь, что шнур вставлен в розетку под напряжением и надежно вставлен в сзади блока питания. Для проверки вам не нужен DVM (цифровой вольтметр). вашу розетку.Выньте шнур питания из розетки и вставьте вилку исправную лампу в ту же розетку, чтобы проверить ее. Не думайте, что все розетки в удлинителе работают только потому, что состояние удлинителя свет горит. Я всегда сталкиваюсь с удлинителями с одним или несколькими плохими торговые точки. Шнур питания в основном пуленепробиваемый, если только не разрезать через него чем-то, но если компьютер перемещается или шнур пинается, этот шнур легко вытащить из гнезда на задней панели блок питания и все еще выглядит так, как будто он подключен.

Вернуться к диагностической таблице

Новые высококачественные блоки питания обычно называется «универсальный вход» или «полный диапазон» и будет работать при любом напряжении переменного тока. от 90 В до 240 В при 50 Гц или 60 Гц. При этом напряжение питания не должно быть проблема с ранее работающим ПК, если вы заменили блок питания или переместил систему, это всегда возможно. Поставляются старые блоки питания с помощью ручного переключателя для выбора правильного напряжения (110 В / 220 В).Этот маленький красный ползунковый переключатель расположен на задней панели блока питания, обычно между шнур питания и блокировку включения / выключения. Вы всегда должны отключать питание шнур питания перед изменением напряжения, потому что современные блоки питания ATX всегда активны при подключении к сети. Хотя экспериментировать не рекомендуется, если вы включите блок питания с выключателем на 220В в розетку в В стране 110 В, например в США, он все еще может работать, когда вы откорректируете напряжение.Но если вы включите блок питания на 110 В в стране с распределением 220 В, вы, вероятно, перегорите предохранитель блока питания (по крайней мере), и, возможно, повредить источник питания и подключенные компоненты.

Вернуться к диагностической таблице

Одна очевидная причина, по которой компьютер не включается, когда Вы нажимаете переключатель, если провод переключателя отделился от материнской платы. Этот провод обычно обозначается PW-ON или PW, и он выходит спереди на Корпус ПК к небольшому блоку металлических контактов для подключения корпуса к системная плата.Это совсем не редкость, чтобы столкнуться с этой проблемой, если вы проделал любую работу внутри корпуса, потому что провода не приклеены на место и разъемы не тугие. Даже если вы построили несколько ПК в своем жизнь, это нормально, если это соединение неправильно при замене или установке новая материнская плата из-за плохой идентификации контактов в разъеме блокировать. С другой стороны, это неполяризованный переключатель, поэтому вам нужно только выберите правильные два штифта, а не ориентацию.Я встречал случаи, когда печатная книга, поставляемая с новой материнской платой, не соответствует печатной на самой материнской плате относительно функции различных наборов контактов в соединительный блок. В таких случаях я всегда использую маркировку материнской платы.

Вернуться к диагностической таблице

Убедитесь, что выключатель питания действительно работает с помощью измерителя на настройке непрерывности или просто проверьте на короткое замыкание, когда переключатель замкнут, если ваш измеритель измеряет только сопротивление.ПК с технологией ATX не переключайте сетевое напряжение, как это делали блоки питания AT предыдущего поколения. Переключатель — это просто двоичный логический вход для материнской платы, который всегда частично живут в подключенной системе ATX. Материнская плата следует его программирование, чтобы дать команду источнику питания включиться на полную мощность или выключиться, в зависимости от настроек. Этот же переключатель можно использовать для вывода ПК из режима сна. Режим ожидания. Это не относится к устаревшим ПК AT, где вы увидите тяжелый шнур питания, идущий к большому коммутатору, но эти системы в значительной степени прошло.

Когда я ищу неисправность переключателя питания в системе ATX и у меня нет метр со мной, я просто закоротил два контакта для выключателя питания в блок разъемов материнской платы с помощью отвертки, чтобы проверить, будет ли система Начало. Так как это живой тест мощности, не пытайтесь его, если вам неудобно работает с живым оборудованием и может от неожиданности дернуться, когда питание действительно приходит. Вы можете ударить материнскую плату или видеоадаптер. отверткой, просто от рефлекса, и нанести серьезный ущерб.Когда ты вы столкнулись с неисправным переключателем и у вас нет под рукой замены, вы можете может очистить переключатель жесткого сброса, присутствующий на старых корпусах.

Если вы считаете, что материнская плата была сильно повреждена скачком напряжения или коротким замыканием, возможно, вышла из строя схема переключателя или источник питания немедленно отключается, чтобы защитить себя от высокого потребления тока. Другой живой тест мощности для опытных техников — в обход материнской платы цепь переключения путем отключения всех проводов источника питания к материнской плате, а затем закоротите зеленый провод P_On на черный провод заземления. в стандартный 20- или 24-контактный разъем блока питания ATX.Но мощность переключения Для работы расходным материалам требуется нагрузка, поэтому жесткий диск необходимо держать подключенным.

Если вы нажмете выключатель питания на вашей системе, и он не сразу выключите компьютер, вот как должны работать системы ATX. Выключатель питания является программируемым, и действие часто можно определить в программе установки CMOS или Windows. Обычная настройка переключателей питания ПК заставляет вас удерживать переключатель в течение от трех до пяти секунд, чтобы выключить систему.Нажатие переключателя на более короткая продолжительность может перевести систему в спящий режим или вывести ее из гибернация, важные варианты энергосбережения. Если Windows не справляется выключите питание, когда вы выберете «выключить», обычно это происходит из-за поврежденного файл или неправильная настройка в операционной системе. Первое, что нужно попробовать — это запустить «Восстановление системы» до даты, предшествующей возникновению проблемы. Windows может также не могут выключиться, если внешнее USB-устройство, часто резервный жесткий диск, был установлен без надлежащих программных драйверов или использует USB порт.Устранить неполадки, связанные с выключением USB, достаточно просто, отключив эти устройства по одному.

Вернуться к диагностической таблице

Современные материнские платы требуют нескольких подключений от блока питания, начиная с основного 24-контактного разъема ATX, который заменил более старый 20-контактный разъем в большинстве конструкций. Энергозатратные процессоры и чипсеты привели к появлению множества дополнительных разъемов, включая 4-контактный или 8-ми контактный. вывод питания ATX 12 В на многих системах и несколько 6-контактных разъемов PCIe для серьезные видеокарты.

При отключенном источнике питания убедитесь, что все разъемы материнской платы правильно посажены и зафиксированы путем снятия и повторной установки. Я всегда обнаружил, что стандартная система фиксации для главного разъема питания нелогично. Он работает как качели с шарниром, у вас есть чтобы втиснуться вверху, чтобы открыть его внизу. Обычно они этого не делают производите какой-либо шум при отпускании, но вы должны получить удовлетворительный щелчок, когда вы переделать соединение.

ATX версии 2.2 — 24-проводной разъем материнской платы

Контакт 1	Контакт 2	Пин 3	Штырь 4	Пин 5	Штырь 6	Штырь 7	Штырь 8	Штырь 9	Пин 10	Штырь 11	Штырь 12
3.3В	3,3 В	Земля	5В	Земля	5В	Земля	P_OK	5VSB	12 В	12 В	3,3 В
апельсин	апельсин	Чернить	красный	Чернить	красный	Чернить	серый	Фиолетовый	Желтый	Желтый	апельсин
апельсин	Синий	Чернить	Зеленый	Чернить	Чернить	Чернить	белый	красный	красный	красный	Чернить
3.3В	-12В	Земля	P_ON	Земля	Земля	Земля	-5В	5В	5В	5В	Земля
Пин 13	Штырь 14	Штырь 15	Штырь 16	Штифт 17	Штырь 18	Штырь 19	Штырь 20	Штырь 21	Штырь 22	Штырь 23	Штырь 24

Цветовая схема, используемая для каждого напряжения в 24-контактном разъеме, подходит для остальные стандартные разъемы питания ATX.Однако торговая марка производители, особенно старые Dell, часто использовали проприетарные блоки питания. и придумали свою цветовую кодировку, чтоб блок питания не выкидывал который обеспечивает 5 В там, где, по вашему мнению, должен подавать 3,3 В. Это более вероятно фирменный дизайн, чем провал.

5V на контакте 9 всегда присутствует, когда источник питания подключен. подключение обеспечивает питание различных цепей ПК, которые работают, даже когда компьютер выключен, например, «Пробуждение по модему» или «Пробуждение по локальной сети».» Это также причина, по которой вы никогда не должны работать на ПК с подключенным блоком питания в, если вы не можете забыть выключить переключатель переопределения ATX на задней панели источника питания каждый раз. Эта живая мощность подается на адаптер. слоты, поэтому замена адаптеров с подключенным шнуром питания может повредить материнская плата или переходники. Несмотря на то, что приводные выводы не запитаны от система выключена, вы можете уронить винт во время работы с диском. Если винт приземляется не в том месте, например, в открытый слот шины, он может создать короткое замыкание и повредить материнскую плату.

Вернуться к диагностической таблице

Мы достигли этой точки, потому что было в начале блок-схемы нет признаков включения ПК. Если только ты не у вас есть загрузочный диск SSD, вы также должны услышать очень приглушенный щелчок или хихиканье от руки, когда головка чтения / записи двигается внутрь и наружу. Снимите сторону корпус ПК и убедитесь, что нет никаких признаков жизни, что ни один из вентиляторов в корпус крутится, включая вентилятор процессора, вентилятор видеоадаптера и любые корпусные вентиляторы.

Затем отключите блок питания от стены, а затем отключите все провода питания от материнской платы, видеоадаптера, любых вспомогательных фанаты, DVD. Единственный компонент, который должен быть подключен к источнику питания когда вы закончите, будет жесткий диск. Если есть более одного жесткого диска После установки вы можете оставить подключенными и эти провода питания. Если власть поставка от качественного производителя, вы сможете определить минимальная нагрузка, необходимая для его включения, и стандартный жесткий диск обычно достаточный.Качественный блок питания без достаточной нагрузки откажет включаться (быстро выключаться) даже при принудительном включении, но дешевая мощность поставка может повредить сама себя.

Если вы способны работать с постоянным напряжением постоянного тока в открытом корпусе, попробуйте для принудительного включения питания путем короткого замыкания зеленого провода (контакт 16, power_on) к любому из черных проводов (масс) в основном разъеме питания материнской платы ATX, который имеет 20 или 24 контакта. Блок питания может мгновенно включиться. выключите снова, если есть, если есть короткое замыкание на жестком диске или если нагрузка недостаточна.Если питание включается и винчестер крутится вверх, блок питания наверное хороший.

Если питание не включается, дважды убедитесь, что шнур питания надежно закреплен. вставлен в гнездо привода. Разъемы Molex старого типа, используемые на старых жестких дисках IDE приводы было заведомо трудно вставлять в розетку, и они редко когда-либо сидят до упора. Попробуйте переключиться на другой шнур питания, и если подключено несколько жестких дисков, попробуйте каждый по очереди.

Вернуться к диагностической таблице

Поскольку ПК включался только от жесткий диск подключен, питание, вероятно, хорошее, есть либо чрезмерное потребление тока или короткое замыкание на материнской плате или другие прикрепленные компоненты. При отключенном источнике питания повторно подключите все проводов питания, которые вы удалили на предыдущем шаге, затем попробуйте включить Опять же, просто чтобы убедиться, что плохое соединение не было вашей проблемой.Если это не сработает, теперь вам нужно будет найти проблемный компонент через процесс устранения.

Начните с отключения кабеля питания и кабеля данных от DVD-привода, вы можете сделать это при подключенном блоке питания. Если система не запускается, DVD это не проблема, поэтому следующим шагом будет удаление адаптеров, один на время, оставляя видео напоследок. Отключите шнур питания или выключите удлинитель перед извлечением каждого адаптера, затем снова подключите его для включения.Если система включается, замените все адаптеры, кроме последнего, снятого перед мощность пришла. Если питание по-прежнему включается, попробуйте последний отключенный адаптер. в другом слоте, прежде чем отказаться от него. Если вы найдете адаптер, который действительно предотвращает включение системы, ее необходимо заменить. Если вы бежите с двумя видеокартами PCI Express попробуйте запустить только одну, а затем просто другой. Если у вас есть один слот для высокоскоростной видеокарты, будет ли PCI Express или более старая технология AGP, возможно, неисправен слот.Другая возможность если вы используете детали от старых компьютеров, относящиеся к последним технологиям переход заключается в том, что адаптер имеет ключ универсальный, но устанавливается на новая материнская плата, которая рассчитана на низковольтные адаптеры AGP (AGP 4X или 8X).

В редких случаях на материнской плате выключателя питания может возникать неисправность. был поврежден. Если вы видите проводники через верхнюю часть основного ATX разъем, вы можете попробовать снова замкнуть зеленый на черный, не снимая разъема. на материнской плате.Если питание включено, выключите снова и переустановите другие компоненты. Если принудительное включение питания снова сработает, есть один возможный обходной путь. состоит в том, чтобы установить выключатель питания на передней панели прямо в разъем power_on и земля. Я не рекомендую закоротить два контакта навсегда, потому что вы никогда не сможет завершить работу из Windows (система просто перезагрузится) и поскольку схема power_on предназначена для мгновенного переключения, не быть привязанным к земле.

Вернуться к диагностической таблице

После того, как вы удалили диски и адаптеры, одна из немногих оставшихся возможностей — это короткая материнская плата.Удалить материнская плата и проверьте наличие стойки или винта, установленного в неправильном месте или кататься свободно. Я часто строю системы на стенде без футляр, поддерживающий материнскую плату на статическом мешке над картонной коробкой или другое подобное устройство, чтобы дать адаптерам место для сидения. Этот способ устраняет любые проблемы с установкой корпуса из процесса устранения неполадок, но это сопряжено со всевозможными рисками, не последним из которых является отсутствие случай основания.

Обычно короткое замыкание приводит к запаху гари и повреждению материнской платы. иногда повреждает любой из подключенных компонентов (память, ЦП, адаптеры) также. Во многих случаях вы сможете выяснить, какой компонент портится из-за следов ожогов или сильного запаха дыма от компонента, хотя, когда это происходит в закрытом корпусе, дымный запах может придерживаться всего. Если вы не можете найти неисправный компонент визуально осмотра, вам необходимо иметь доступ к системе испытательного стенда (недорогой но полностью исправный ПК для тестирования сомнительных деталей).Не проверять части, которые могут сгореть в хорошей системе, потому что некоторые виды отказов вызовет повреждение следующей машины.

Если вы дошли до этого момента, не включив систему, у вас наверняка неисправная материнская плата. Потому что сила не приходит вообще с подключенной материнской платой маловероятно, что проблема блок питания не может обеспечить все необходимые напряжения материнской платой.Возможно, что цепь питания для зондирования условия перегрузки по току не удалось таким образом, что он отказывается от питания с материнской платой, которая будет работать с другим блоком питания.

Я всегда пытаюсь поменять блок питания в качестве последнего теста, потому что это легко вытащить запасной из другой системы и с материнской платой на стенде, обычно можно дотянуться до лидов, даже не прибегая к заведомо хорошей мощности поставка из донорского ПК.Ремонт блоков питания требует хороших знаний электроники, поскольку обычно «нет деталей, обслуживаемых пользователем». Даже когда блоки питания отключены, они могут дать неприятный импульс из-за накопленной мощности в электролитические конденсаторы.

Вернуться к диагностической таблице

Предыдущий тест дает только решающий результат если вы выполнили это с проверенным исправным жестким диском. Вы можете проверить свой существующий жесткий диск на другом ПК или во внешнем корпусе USB, подключенном к ноутбук, или вы можете получить заведомо исправный рабочий жесткий диск от другого ПК.Емкость, скорость и т. Д. Жесткого диска не имеют отношения к тесту. Любой исправный жесткий диск с подходящим разъемом для подключения блока питания будет делать. Однако, если вы когда-нибудь думали, что идет запах гари или искры из области диска на вашем ПК или с самого диска, не тестируйте его в хороший ПК, иначе вы рискуете повредить его, если он выйдет из строя из-за короткого замыкания.

Если вы не можете включить питание и раскрутить жесткий диск при обходе материнская плата и принудительное включение питания, либо блок питания ATX вышел из строя или жесткий диск не представляет достаточной электрической нагрузки для переключения блок питания для работы.И если вы живете в регионе с нерегулярным энергоснабжением от электросети или если вы работаете в автономном режиме с домашними мощность, вы должны убедиться, что напряжение питания находится в допустимом диапазоне для блока питания, для которого требуется вольтметр.

Если вы работаете на сервере, который использует диски SCSI, убедитесь, что перемычка SCSI задержка раскрутки накопителя не установлена. Раньше это было необходимо в приводе SCSI. массивы, чтобы все они не раскручивались одновременно и не загромождали источник питания.В по умолчанию адаптер SCSI обычно запускает их после их SCSI Идентификационная последовательность.

Вернуться к диагностической таблице

Ремонт компьютеров | Мощность Поставка | Видеокарта | Материнская плата / CPU / RAM | Жесткий Диски | CD и DVD | Звук Карта | Модемы | Сети | Foner Books Home

схема% 20diagram% 20atx% 20power% 20supply% 20500w техническое описание и примечания по применению

Схема платы питания жк-дисплея Аннотация: Схема жесткого диска samsung СХЕМА ОСНОВНОЙ ПЛАТЫ ICh5-M Схема последовательности электропитания жесткого диска samsung Принципиальная схема зарядного устройства Схема ddr Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	47ент схема платы питания lcd схема samsung hdd ГЛАВНАЯ ПЛАТА ИЧ5-М схема жесткого диска последовательность мощности схематический принципиальная схема samsung принципиальная схема зарядного устройства схема ddr
Принципиальная схема S Реферат: 911p «Схемы» samsung 943 схема Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF
Схема платы питания жк-дисплея Реферат: ICh5-M принципиальная схема lcd samsung samsung dmb samsung ddr принципиальная схема зарядного устройства samsung hdd принципиальная схема датчик ac ddr схема Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF
СХЕМА VGA плата Аннотация: Схема телевизора samsung Схема главной платы телевизора Схема телевизора samsung Схема телевизора samsung Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF
SAMSUNG 834 Резюме: b527 EXF-0023-05 конфиденциально Samsung КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ13 SAMSUNG 840 схема Samsung 822 Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF
Схема samsung Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF
Схема клавиатуры и тачпада Аннотация: Схема сенсорной панели Схема Схема платы модема ЖК-схема платы питания RB5C478 RJ11 4-контактный разъем печатной платы 4.Резистор 7 кОм BA41-00037A K935U Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	S630 / S670 W48S87-72HTR схема клавиатуры и тачпада схема тачпада Схематические диаграммы схематическая плата модема схема платы питания lcd RB5C478 4-контактный разъем для печатной платы RJ11 4,7 кОм резистор BA41-00037A K935U
Схема Принципиальные схемы Резюме: SHEET30 Samsung P40 samsung 943 «Принципиальные схемы» принципиальная плата Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF
условные обозначения Аннотация: Навигатор проекта ispLEVER Использование иерархии в дизайне VHDL Схема интерфейса lpc Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF
2008 — КОД VHDL К ИНТЕРФЕЙСУ ШИНЫ LPC Аннотация: условные обозначения схемы FD1S3IX LCMXO256C TQFP100 простой проект vhdl Текст: текст файла недоступен	Оригинал	PDF
Схема samsung Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF
Самсунг Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF
Схема карты PCI Аннотация: s850 pc card memory schematic s820 schematic s820 Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	S820 / S850 схема карты pci s850 схема памяти карты ПК схема s820 s820
6143 Аннотация: Схема телефонного интерфейса Схема входа SPDIF Схема подключения монитора аудиоустройства Электронная схема WM8350 Eh21 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	6143-EV1-REV3 WM8350 6143 схема телефонного интерфейса ввод spdif схематический принципиальная схема аудиоустройства схема монитора электронная схема Eh21
2005 — Полный отчет по счетчику объекта Аннотация: решетчатая логика Полный отчет по счетчику объектов с использованием семисегментного дисплея LC4256V Руководство по проектированию ABEL Руководство по проектированию ABEL-HDL Справочное руководство ABEL-HDL Текст: Текст файла недоступен	Оригинал	PDF
Схема светодиодный индикатор samsung Аннотация: samsung p28 Схема ЖК-дисплея Samsung 546 СХЕМА Плата VGA Схема платы ЖК-контроллера Схема Samsung ЖК-дисплей samsung GFX 49 ЖК-схемы samsung северный мост Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF
схема Реферат: схема электронная схема D-10 D-12 D-16 D-18 Конструкция LXD9784 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	LXD9784 схематический схемы электронная схема D-10 D-12 D-16 D-18 дизайн
Поворотные переключатели Аннотация: Ползунковые переключатели EG1218 EG1206A EG1206 EG1205A EG1205 EG1201A EG1201 EG-2215 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	500 В постоянного тока EG4319 EG4319A Поворотные переключатели Ползунковые переключатели EG1218 EG1206A EG1206 EG1205A EG1205 EG1201A EG1201 EG-2215
2008 — WM8741 Аннотация: WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 wolfson microelectronics wm8741 схема WM8741-6060-DS28EV2-REV1 DS28 Eh21 Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 WM8741 WM8741-6060-DS28-EV2-REVдля WM8741 WM8741-6060-DS28-EV2-REV1 wolfson microelectronics wm8741 схематический WM8741-6060-DS28EV2-REV1 DS28 Eh21
Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EG1206A EG1206 EG4319 EG4319A
2009-6220-EV1-REV1 Реферат: WM8993 принципиальная схема аудиоустройства Eh21 6220e Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	6220-EV1-REV1 WM8993 2009бл 6220-EV1-REV1 WM8993 принципиальная схема аудиоустройства Eh21 6220e
Поворотные переключатели Аннотация: eg1271a EG2210A EG2201B EG2201A EG2201 EG1271 EG1206A EG1206 TACT SWITCH datasheet Текст: Текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	EG1206A EG1206 EG4319 EG4319A Поворотные переключатели eg1271a EG2210A EG2201B EG2201A EG2201 EG1271 EG1206A EG1206 Техническое описание TACT SWITCH
1997 — Нет в наличии Резюме: нет текста аннотации Текст: файла нет текста	Оригинал	PDF	EPE6087A EPE6165S EPE6173S EPE6046S EPE6062S EPE6065S EPE6141S EPE6172AS EPE6174 EPE6177
dffeas Реферат: техническое описание конечного автомата Verilog code обработка изображений, фильтрация, серия RTL, схематическая диаграмма ИБП QII51013-7, система управления станком, карта Карно, FLIPFLOP SCHEMATIC, счетчик, принципиальная схема Текст: текст файла отсутствует	Оригинал	PDF	QII51013-7 dffeas таблица конечного автомата Verilog код обработка изображений фильтрация серия RTL принципиальная схема ИБП Органы управления станком карта Карно СХЕМА ФЛИПФЛОПА принципиальная схема счетчика
2009 — RTL серии Резюме: принципиальная схема TTL OR Gates UG685 Текст: Нет текста в файле	Оригинал	PDF	UG685 серия RTL схематический схема TTL OR Gates UG685

Схема подключения блока питания к распределительной плате

Проблема

Схема подключения блока питания к ПК-серверу 704

Решение проблемы

, питание

1	J1, питание для нижней задней панели жесткого диска SCSI
2	J2, питание для верхней задней панели жесткого диска SCSI
3	J3, +5.1 В постоянного тока и +12 В постоянного тока для системных периферийных устройств
4	J4, +5,1 В и +12 В постоянного тока для питания системных периферийных устройств
5	J5, +5,1 В и +12 В постоянного тока для питания дисководов
6	J6, питание к J9 на системной плате
7	J12 и 13, разъемы вентилятора
8	J10, I2 C разъем
9 J	J 902 управляющий сигнал для системы J11 на системной плате
10	J7, питание на J10 на системной плате
11, 12, 13	J9A, J9B, J9C, разъемы питания постоянного тока от источника питания

Положение штифта	Des Cryption
1,6	Земля
7	+3.3 В постоянного тока
8	+12 В постоянного тока
9	-12 В постоянного тока
10	-5 В постоянного тока
11, + 12 902.121	17	Земля
18, 19	+3,3 В пост. Тока
20, 21	+12 В пост. Тока
22, 24	+5.1 В постоянного тока

11, 12, 13 J8A, J8B, J8C, Управление питанием и сигналы состояния от источника питания

d 9121 9023 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902

Положение штыря	Описание
1	удаленный датчик (+)
2	Удаленный датчик +12 В постоянного тока (+)
3	+3,3 В постоянного тока удаленный датчик (+)
4	Удаленный датчик заземления (-)
5	Распределение нагрузки +5 В пост. Тока
6	Распределение нагрузки +12 В пост. Тока
7	+3.Распределение нагрузки 3 В постоянного тока
8	PON
9	Vbias
10	+5 В в режиме ожидания
11	13	Power good
14, 15	NC

Источники питания и навесные замки

Операционная система

Старая система x: не зависит от операционной системы / Нет

[{«Тип»: «HW», «Подразделение»: {«код»: «BU016», «ярлык»: «Поддержка нескольких поставщиков»}, «Продукт»: {«код»: «QU02PGY», «ярлык «:» Старая система x-> PC Server 704-> 8650 «},» Платформа «: [{» code «:» PF025 «,» label «:» Независимая от платформы «}],» Направление деятельности «: {» код «:» «,» label «:» «}}]

Основы управления питанием: Характеристики источника питания

Характеристики источника питания влияют на конструкцию подсистемы управления питанием.Двумя основными характеристиками являются эффективность и производительность в указанном диапазоне температур, при котором может потребоваться охлаждение. Кроме того, существуют важные характеристики, которые защищают источник питания и его нагрузку от повреждений, таких как перегрузка по току, перегрев, перенапряжение и т. Д. Затем есть рабочие параметры, которые описывают характеристики источника питания, такие как дрейф, динамический отклик, линейное регулирование и т. Д. регулирование нагрузки и др.

КПД определяет тепловые и электрические потери в системе, а также количество необходимого охлаждения.Кроме того, это влияет на физические размеры корпуса как источника питания, так и конечной конечной системы. Кроме того, это влияет на рабочие температуры компонентов системы и, как следствие, на надежность системы. Эти факторы влияют на определение общей стоимости системы, как оборудования, так и поддержки на месте. Листы данных источника питания обычно включают график зависимости КПД от выходного тока, как показано на Рис. 2-1 . Этот график показывает, что эффективность зависит от приложенного напряжения источника питания, а также от выходного тока нагрузки.

Эффективность, надежность и рабочая температура взаимосвязаны. В технических паспортах источников питания обычно указываются конкретные требования к воздушному потоку и радиатору. Например, рабочая температура окружающей среды влияет на выходной ток нагрузки, с которым источник питания может надежно справиться. Кривые снижения номинальных характеристик источника питания ( Рисунок 2-2 ) показывают его надежный рабочий ток в зависимости от температуры. Рисунок 2-2 показывает, какой ток может выдерживать источник питания, если он работает с естественной конвекцией, или 200 LFM и 400 LFM.

Защита поставок

Есть несколько других характеристик, которые влияют на работу блока питания. Среди них есть те, которые используются для защиты источника питания, которые перечислены ниже.

Перегрузка по току: Режим отказа, вызванный выходным током нагрузки, превышающим указанный. Он ограничен максимальной допустимой токовой нагрузкой источника питания и контролируется внутренними схемами защиты. В некоторых случаях это также может повредить блок питания. Короткие замыкания между выходом источника питания и землей могут создавать токи в системе, которые ограничиваются только максимальной допустимой токовой нагрузкой и внутренним сопротивлением источника питания.Без ограничения этот высокий ток может вызвать перегрев и повредить источник питания, а также нагрузку и ее межсоединения (дорожки на плате, кабели). Поэтому большинство источников питания должны иметь ограничение по току (защиту от перегрузки по току), которое срабатывает, если выходной ток превышает указанный максимум.

Перегрев: Необходимо не допускать превышения температуры, превышающей указанное значение блока питания, иначе это может вызвать сбой блока питания. Чрезмерная рабочая температура может повредить источник питания и подключенные к нему цепи.Поэтому во многих источниках питания используется датчик температуры и связанные с ним цепи для отключения источника питания, если его рабочая температура превышает определенное значение. В частности, полупроводники, используемые в источниках питания, уязвимы к температурам, превышающим указанные пределы. Многие источники питания включают защиту от перегрева, которая отключает подачу, если температура превышает указанный предел.

Перенапряжение: Этот режим отказа возникает, если выходное напряжение превышает указанное значение постоянного тока, что может вызвать чрезмерное постоянное напряжение, которое повреждает цепи нагрузки.Обычно нагрузки электронных систем могут выдерживать перенапряжение до 20% без каких-либо необратимых повреждений. Если это необходимо, выберите источник, который минимизирует этот риск. Многие источники питания включают защиту от перенапряжения, которая отключает питание, если выходное напряжение превышает заданное значение. Другой подход — ломовой стабилитрон, который проводит достаточный ток на пороге перенапряжения, чтобы активировать ограничение тока источника питания и выключиться.

Мягкий пуск: Ограничение пускового тока может потребоваться при первом включении питания или при «горячей» замене новых плат.Обычно это достигается с помощью схемы плавного пуска, которая замедляет начальный рост тока, а затем обеспечивает нормальную работу. Если не лечить, пусковой ток может вызвать высокий пиковый зарядный ток, который влияет на выходное напряжение. Если это важное соображение, выберите источник питания с этой функцией.

Блокировка при пониженном напряжении: Известная как UVLO, она включает питание, когда оно достигает достаточно высокого входного напряжения, и выключает питание, если входное напряжение падает ниже определенного значения.Эта функция используется для источников питания, работающих как от электросети, так и от батареи. При работе от батарейного источника питания UVLO отключает источник питания (а также систему), если батарея разряжается настолько, что входное напряжение питания падает до слишком низкого уровня для обеспечения надежной работы.

Коррекция коэффициента мощности (PFC): Применимо только к источникам питания постоянного и переменного тока. Соотношение между напряжением и током линии переменного тока называется коэффициентом мощности. Для чисто резистивной нагрузки на линии питания напряжение и ток совпадают по фазе, а коэффициент мощности равен 1.0. Однако, когда источник питания переменного и постоянного тока размещается на линии электропередачи, разность фаз напряжения и тока увеличивается, а коэффициент мощности уменьшается, поскольку процесс выпрямления и фильтрации входного переменного тока нарушает соотношение между напряжением и током в линии электропередачи. . Когда это происходит, это снижает эффективность источника питания и генерирует гармоники, которые могут вызвать проблемы для других систем, подключенных к той же линии питания. Цепи коррекции коэффициента мощности (PFC) изменяют соотношение между напряжением и током линии электропередачи, делая их ближе к синфазным.Это улучшает коэффициент мощности, уменьшает гармоники и повышает эффективность источника питания. Если важны гармоники в линии питания, выберите источник питания с коррекцией коэффициента мощности, имеющий коэффициент мощности 0,9 или выше.

Электромагнитная совместимость (ЭМС)

В изготовленных источниках питания должны использоваться методы проектирования, обеспечивающие электромагнитную совместимость (EMC) за счет минимизации электромагнитных помех (EMI). В импульсных источниках питания постоянное напряжение преобразуется в прерывистый или импульсный сигнал.Это заставляет источник питания генерировать узкополосный шум (EMI) на основной частоте частоты переключения и связанных с ней гармоник. Чтобы сдержать шум, производители должны минимизировать излучаемые или кондуктивные излучения.

Производители блоков питания сводят к минимуму излучение электромагнитных помех, помещая блок питания в металлический ящик или покрывая корпус металлическим материалом распылением. Производители также должны обращать внимание на внутреннюю компоновку источника питания и проводку, которая входит и выходит из него, что может создавать шум.

Большая часть кондуктивных помех в линии питания является результатом работы главного переключающего транзистора или выходных выпрямителей. Благодаря коррекции коэффициента мощности и правильной конструкции трансформатора, подключению радиатора и конструкции фильтра производитель источника питания может снизить кондуктивные помехи, чтобы источник питания мог получить одобрение регулирующего органа по электромагнитным помехам без чрезмерных затрат на фильтр. Всегда проверяйте, соответствует ли производитель источника питания требованиям нормативных стандартов EMI.

Нормативные стандарты

Соблюдение национальных или международных стандартов обычно требуется отдельными странами. Разные страны могут требовать соблюдения разных стандартов. Эти стандарты пытаются стандартизировать характеристики продукта по электромагнитной совместимости в отношении электромагнитных помех. Среди нормативных стандартов:

• Характеристики электромагнитных помех — Пределы и методы измерения.
• Электромагнитная совместимость — Требования к бытовой технике
• Характеристики радиопомех — Пределы и методы измерения для защиты приемников, кроме тех, которые установлены в самом транспортном средстве / лодке / устройстве или в соседних транспортных средствах / лодках / устройствах.
• Технические условия на приборы и методы измерения радиопомех и помехоустойчивости

Перейти на следующую страницу

На характеристики блока питания влияют несколько характеристик.

Drift: Изменение выходного постоянного напряжения как функция времени при постоянном линейном напряжении, нагрузке и температуре окружающей среды.

Динамический отклик: Источник питания может использоваться в системе, где требуется обеспечить быстрый динамический отклик на изменение мощности нагрузки.Это может иметь место при загрузке высокоскоростных микропроцессоров с функциями управления питанием. В этом случае микропроцессор может находиться в состоянии ожидания и по команде он должен немедленно включиться или выключиться, что создает высокие динамические токи с высокой скоростью нарастания напряжения в источнике питания. Чтобы приспособиться к микропроцессору, выходное напряжение источника питания должно увеличиваться или уменьшаться в течение определенного интервала времени, но без чрезмерных выбросов.

КПД: Отношение выходной мощности к входной (в процентах), измеренное при заданном токе нагрузки и номинальных условиях сети (Pout / Pin).

Время поддержки: Время, в течение которого выходное напряжение источника питания остается в пределах спецификации после потери входной мощности.

Пусковой ток: Пиковый мгновенный входной ток, потребляемый источником питания при включении.

Международные стандарты: Укажите требования безопасности к источнику питания и допустимые уровни EMI (электромагнитных помех).

Изоляция: Электрическое разделение между входом и выходом источника питания измеряется в вольтах.Неизолированный источник имеет путь постоянного тока между входом и выходом источника питания, тогда как изолированный источник питания использует трансформатор для исключения пути постоянного тока между входом и выходом.

Линейное регулирование: Изменение значения выходного постоянного напряжения в результате изменения входного переменного напряжения, заданное как изменение в ± мВ или ±%.

Регулировка нагрузки: Изменение значения выходного напряжения постоянного тока в результате изменения нагрузки от разомкнутой цепи до максимального номинального выходного тока, заданного как изменение в ± мВ или ±%.

Выходной шум: Это может происходить в источнике питания в виде коротких всплесков высокочастотной энергии. Шум вызывается зарядкой и разрядкой паразитных емкостей в источнике питания во время его рабочего цикла. Его амплитуда переменная и может зависеть от импеданса нагрузки, внешней фильтрации и способа измерения.

Регулировка выходного напряжения: Большинство источников питания имеют возможность «обрезать» выходное напряжение, диапазон регулировки которого не обязательно должен быть большим, обычно около ± 10%.Одним из распространенных способов использования является компенсация падения напряжения распределения постоянного тока в системе. Подстройка может происходить как вверх, так и вниз от номинального значения с помощью внешнего резистора или потенциометра.

Периодическое и случайное отклонение (PARD)
Нежелательное периодическое (пульсации) или апериодическое (шум) отклонение выходного напряжения блока питания от номинального значения. PARD выражается в мВ от пика до пика или в среднеквадратичном значении при заданной полосе пропускания.

Пиковый ток
Максимальный ток, который источник питания может обеспечить в течение коротких периодов времени.

Пиковая мощность
Абсолютная максимальная выходная мощность, которую блок питания может производить без повреждений. Как правило, он выходит за рамки возможностей непрерывной надежной выходной мощности и должен использоваться нечасто.

Последовательность источников питания: Последовательное включение и выключение источников питания может потребоваться в системах с несколькими рабочими напряжениями. То есть напряжение должно подаваться в определенной последовательности, иначе система может быть повреждена. Например, после подачи первого напряжения и достижения определенного значения второе напряжение может быть увеличено и так далее.При отключении питания последовательность работает в обратном порядке, хотя скорость обычно не является такой большой проблемой, как включение.

Удаленное включение / выключение: Это предпочтительнее переключателей для включения и выключения источников питания. В технических паспортах источников питания обычно указываются параметры постоянного тока для удаленного включения / выключения с перечислением требуемых логических уровней включения и выключения.

Remote Sense: Типичный источник питания контролирует свое выходное напряжение и подает его часть обратно в источник для обеспечения стабилизации напряжения.Таким образом, если выходной сигнал имеет тенденцию повышаться или понижаться, обратная связь регулирует выходное напряжение источника питания. Однако для поддержания постоянной выходной мощности на нагрузке источник питания должен фактически контролировать напряжение на нагрузке. Но соединения между выходом источника питания и его нагрузкой имеют сопротивление, и ток, протекающий через них, вызывает падение напряжения, которое создает разницу напряжений между выходом источника питания и фактической нагрузкой. Для оптимального регулирования напряжение, подаваемое обратно к источнику питания, должно быть фактическим напряжением нагрузки.Два (плюс и минус) подключения удаленного датчика источника контролируют фактическое напряжение нагрузки, часть которого затем возвращается к источнику с очень небольшим падением напряжения, потому что ток через два подключения удаленного датчика очень низкий. Как следствие, напряжение, подаваемое на нагрузку, регулируется.

Пульсация: Выпрямление и фильтрация выходного сигнала импульсного источника питания приводит к возникновению составляющей переменного тока (пульсации), которая воздействует на его выход постоянного тока. Частота пульсаций — это некоторое целое число, кратное частоте коммутации преобразователя, которая зависит от топологии преобразователя.Пульсации относительно не зависят от тока нагрузки, но могут быть уменьшены за счет фильтрации внешнего конденсатора.

Отслеживание
При использовании нескольких выходных источников питания, когда один или несколько выходов следуют за другим с изменениями в линии, нагрузке и температуре, так что каждый поддерживает одинаковое пропорциональное выходное напряжение в пределах указанного допуска отслеживания по отношению к общему значению.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть расширенную версию этой статьи в формате PDF.

Конструкция блока питания переменного / постоянного тока за 7 этапов

С тех пор, как Никола Тесла выиграл нынешнюю войну и установил переменный ток (AC) в качестве системы передачи и распределения, источники питания с преобразованием высокого напряжения переменного тока в постоянный ток (DC) низкого напряжения, предназначенные для электронных компоненты были в наличии.До настоящего времени источники питания сначала развивались от громоздких линейных трансформаторов до различных импульсных источников питания с различной топологией. Помимо уменьшенных размеров, они стали более эффективными и надежными.

Выходная мощность обычного источника питания с линейным трансформатором пропорциональна его объему и весу. Линейный трансформатор мощностью около 10 Вт весит около 300 г, но если выходная мощность увеличится до 100 Вт, его вес увеличится в несколько раз до примерно 3-5 кг.Даже перемещение его дома похоже на силовую тренировку, не говоря уже о том, чтобы брать его с собой во время путешествий. Не только это, если требуется базовая функция обратной связи по напряжению, но также необходимо установить линейный регулятор. Этот регулятор потребляет напряжение, превышающее спецификацию, из-за потери тепла. Следовательно, чтобы разумно контролировать повышение температуры, необходимо установить большой радиатор, который увеличивает габариты всего блока питания и, следовательно, увеличивает его вес в два раза. Тем не менее, за исключением некоторых аудиофилов, которые придерживаются чрезвычайно высоких стандартов шума пульсаций, линейные источники питания почти не востребованы.

В настоящее время существует множество сценариев применения и категорий источников питания. Помимо привычных нам домов и офисов, существуют определенные потребности в определенных сферах применения, таких как медицинское обслуживание, тяжелая промышленность, автомобили, лабораторное оборудование, центры обработки данных, приложения 5G, железные дороги, навигация и т. Д. В то же время, в ответ на различные применения были разработаны источники питания, электрические свойства, внешний вид, атмосферостойкость и резервирование которых отвечают конкретным задачам.

Источник питания переменного / постоянного тока

: что мне спроектировать и изготовить, или просто купить?

Что нужно для разработки хорошего источника питания в различных сценариях применения? Используя адаптер питания, наиболее часто используемый в ноутбуках (ноутбуках) в качестве примера ниже, давайте посмотрим, как разработан адаптер для ноутбуков, чтобы соответствовать поставленным задачам. Давайте также сравним, покупать ли готовый продукт или пытаться спроектировать его и сделать продукт самостоятельно.

Ниже приведен процесс проектирования источников питания переменного / постоянного тока:

• Планирование и определение основных характеристик электрических свойств
• Завершить компоновку печатной платы
• Выборка
• Приварите компоненты из списка BOM к плате
• Электронная проверка и корректировка свойств
• Опытное производство и повторная проверка
• Получить сертификат безопасности для продажи на месте

Возьмем, к примеру, адаптер 120 Вт для ноутбуков, чтобы шаг за шагом объяснить, как проектировать блоки питания переменного / постоянного тока.

Процесс проектирования источника питания переменного / постоянного тока: в качестве примера возьмем адаптер на 120 Вт.

Шаг 1: Планирование и определение основных характеристик электрических свойств

Вообще говоря, на ранней стадии проектирования источника питания необходимо сначала определить основные электрические характеристики. Ниже адаптер 120 Вт для ноутбуков используется в качестве примера для просмотра элементов, которые необходимо определить, и общих параметров. Они включают в себя входное напряжение и частоту, внешний вид и размеры, рабочую температуру и влажность, входную розетку переменного тока, общую эффективность, энергопотребление в режиме ожидания, выходное напряжение, выходной ток, пиковую нагрузку, защиту (включая OCP / OVP / OTP), различные потребности в ЭМС, и т.п.

Вышеупомянутое сведено в таблицу, чтобы сделать их понятными.

Арт.	Технические характеристики
Входное напряжение и частота	90 ~ 264 В переменного тока (50/60 Гц)
Внешний вид и размеры	123 * 45 * 67 мм
Рабочая температура и влажность	-10 ℃ ~ 40 ℃
Входная розетка переменного тока	C14
Выходное напряжение	19 В ± 5%
Выходной ток	6.3A
Общий КПД	Следуйте DoE уровня VI и CoC Ver. 5 уровень 2
Энергопотребление в режиме ожидания	0,15 Вт
Пиковая нагрузка	x 2 (50 мс при периоде 1 с)
Защита (включая OCP / OVP / OTP)	Защелка / икота
Различные потребности в ЭМС	IEC62368-1

После приблизительного определения электрических характеристик пришло время выбрать подходящую топологию.Для адаптера мощностью 120 Вт доступны для выбора топологии, как правило, включают обратный ход, ACF (обратный ход с активным зажимом) и HB-LLC. При этом, ввиду ужесточения нормативных требований, Flyback, характеризующийся чрезмерно низкой эффективностью, может не подходить. Хотя остальные (ACF и HB-LLC) достижимы, учитывая, что регулировать эффективность легкой нагрузки ACF сложнее, на этот раз в качестве топологии была выбрана HB-LLC.

После выбора топологии, чтобы обеспечить плавный процесс проектирования, обычно выбирают блок-схему.Сначала примерно различаются схемные структуры различных блоков и названия основных выбранных ИС или компонентов. Кроме того, с учетом входной мощности> 75 Вт, в соответствии с требованиями ЕС по общему гармоническому искажению, следует добавить схему PFC для удовлетворения требований ЕС.

Схема ниже представляет собой блок-схему, построенную в соответствии с вышеупомянутыми электрическими характеристиками и в соответствии с соответствующими компонентами на основе структуры HB-LLC.

Пока еще продолжается фаза планирования, и проектировщики, знакомые со структурой источника питания, могут не показать очевидных различий в выборе между покупкой готового продукта или созданием его самостоятельно. Однако разница между ними постепенно становится очевидной при последующем переходе к фазе реализации.

Шаг 2: Завершите компоновку печатной платы

Как правило, этап компоновки печатной платы следует после подтверждения структуры схемы и выбора компонентов.Что касается того, как разместить все компоненты в соответствии со спецификациями, указанными клиентами, с учетом электрических характеристик и безопасного расстояния, уменьшения трудностей производства и сборки, автоматизации производства, тепловой конвекции и других условий, потребуется профессиональный инженер-компоновщик и подходящее программное обеспечение для работы. Возьмем, к примеру, этот адаптер мощностью 120 Вт. Опытному инженеру-компоновщику потребуется около недели, чтобы завершить первую редакцию печатной платы с нуля.

Шаг 3: Отбор проб

Готовый файл печатной платы затем будет отправлен поставщику печатных плат, специализирующемуся на отборе образцов, для планирования производства образца. Обычно для получения 10-15 образцов печатных плат требуется около 3–5 рабочих дней при затратах на отбор образцов в размере 200 долларов США. Чтобы сократить расходы, игроки, занимающиеся самостоятельным проектированием, могут, конечно, попытаться выполнить травление и промывку, используя плату PCB без покрытия с медной фольгой, которую они приобрели. Тем не менее, учитывая низкую точность, медная проволока легко ломается, и готовый продукт имеет только слой медной фольги (см. Рисунок 1 ниже) без шелкографии верхнего / нижнего слоя (см. Рисунки 2 и 3) в качестве справочного материала для сборки, не говоря уже о необходимость покупать кучу жидкостей для химического травления и задача точно просверливать отверстия в печатной плате одно за другим.В условиях, когда экономится не так много денег и высока частота отказов, самостоятельное производство печатных плат не рекомендуется.

Рисунок 1: слой медной фольги

Рисунок 2: шелкография верхнего слоя

Рисунок 3: шелкография нижнего слоя

Шаг 4: Приварите компоненты из списка спецификации к печатной плате

После того, как печатная плата завершена, все компоненты в списке спецификаций, подготовленном на ранней стадии, вручную привариваются к печатной плате.Обычно последовательность сборки — сначала SMD, а затем DIP. Сначала соберите небольшие компоненты, а затем — большие. Таким образом, вероятность столкновения сборки и отсутствия компонентов в сборке снижается. Однако ручная сборка не может быть полностью без ошибок. Более того, поскольку несколько прототипов собираются вручную, проблемы, возникающие в каждом прототипе, могут различаться. Отсутствующие детали, несоосность, обратная полярность и т. Д. — все это усложняет создание прототипов. В конечном итоге от отбора проб до запуска пройдет не менее недели, не считая времени на подготовку материала на ранней стадии для всех компонентов в списке спецификации.На этом этапе, если игроки, занимающиеся самостоятельным проектированием, производят только один прототип, это займет меньше времени, при условии, что время и затраты на подготовку материала на ранней стадии не включены в расчет. Поскольку отдельные игроки имеют ограниченный доступ к ресурсам, они должны покупать все компоненты один за другим в магазине электронных материалов. Подготовка всех материалов для одного прототипа определенно в 2–3 раза дороже, чем покупка готового блока питания.

Шаг 5: Электронная проверка и корректировка свойств

После завершения этапов запуска следует этап проверки и корректировки электронных свойств.Чтобы смоделировать питание систем в разных странах и различных условиях нагрузки, необходимо множество связанных инструментов и устройств для завершения проверки электронных свойств, включая программируемые источники питания переменного тока и аналоговые электронные фиктивные нагрузки. Конечно, также необходимы высокоточные осциллографы и соответствующие пробники (пробники напряжения / пробники тока / дифференциальные пробники), цифровые измерители, измерители мощности и паяльники с регулируемой температурой. В определенных ситуациях требуется подтверждение слабых сигналов в цепях.В этом случае необходим источник питания постоянного тока. Тем не менее, средний игрок не может себе позволить перечисленные выше инструменты. Чтобы продвинуться дальше, набор анализаторов частотных характеристик стоимостью 1 миллион тайваньских долларов также является необходимым оборудованием для достижения высокой стабильности обратной связи и адекватного запаса по фазе и запасу усиления.

Если вы до сих пор не переключили канал, значит, у вас есть страсть к источникам питания! Чтобы соответствовать вашему усердию, продолжим…

Что касается первого выпуска образцов, персонал отдела исследований и разработок обычно выполняет проверки, связанные с основными электрическими характеристиками, повышением температуры, электромагнитными помехами и EMS.Однако, поскольку источники питания относятся к категории аналоговых схем, часто определенные меры противодействия изменению электрических параметров могут вызвать побочные эффекты. Это приведет к тому, что другое электрическое свойство или элемент проверки превысят спецификации, что может иметь волновой эффект и время и снова и снова создавать проблемы для разработчиков (это явление известно как эффект качелей, при котором предположительно переданный параметр B снова выходит из строя после противодействие параметру A. изменено.Следовательно, то, как правильно справиться с ситуацией, будет зависеть от кропотливой настройки опытным инженером). Следовательно, в дополнение к предварительному тестированию, проводимому персоналом НИОКР, FSP создал отдел проверки, работающий на полную ставку, для проведения проверки одна за другой с точки зрения третьей стороны. Это, в свою очередь, обеспечит качество продукции.

В таблице ниже показаны стандартные блоки питания FSP, требующие проверки.

ОТЧЕТ О КВАЛИФИКАЦИОННОМ ИСПЫТАНИИ

Заказчик:	Название режима: FSP120-AAAN3	Проверено: XXX
Ред. Отчета: 01	Этап: B-TEST	Проверено: XXX
Спец.Реверс: 1.00	Дата: XXX	Утверждено: XXX
Серийный номер: S7510030032

Товар	Подпозиция	Результаты	Страница	Комментарии
Входные характеристики	КПД	Пасс	1-3
	Входной ток	Пасс	1-2
	Коэффициент мощности	Пасс	1-2
	Пусковой ток	Пасс	4
	Время включения	Арт.	24
	Время поддержки	Пасс	25
Выходные характеристики	Регулировка выходного напряжения	Пасс	5-6
	Пульсация и шум	Пасс	7-8
	Динамическая нагрузка	Пасс	9-13
	Перебег	Пасс	14-18
	П.Время задержки G	Пасс	26
	Время сбоя P.G	Пасс	27
	Время подъема	Пасс	28
Защиты	Короткое замыкание	Пасс	19-20
	сверхток	Пасс	21
	Перенапряжение	Пасс	22-23
Безопасность	Ток утечки	Пасс	37
	Хай-пот	Пасс	38
	Сопротивление изоляции	Пасс	39
	Заземление	Пасс	40	IEC60068-2-2
Окружающая среда / надежность	Тепловой	Пасс	32-36
	Записать	Пасс	41
	Акустическая эмиссия	Пасс	53-55
	Цикл ВКЛ / ВЫКЛ	Пасс	56
	Низкотемпературное хранение	Пасс	57	IEC60068-2-1
	Высокотемпературный накопитель	Пасс	58	IEC60068-2-2
	Циклическое изменение температуры и влажности	Пасс	59	IEC60068-2-14
	Холодный старт	Пасс	60	IEC60068-2-1
	Напряжение напряжения	Пасс	61-74
	Вибрация	Пасс	75-77	IEC60068-2-64
E.M.C.	Гармоника тока	Пасс	29-31	EN61000-3-2
	Всплеск освещения	Пасс	42-43	EN61000-4-5
	ESD	Пасс	44-45	EN61000-4-2
	EFT	Пасс	46-47	EN61000-4-4
	Электропроводность	Пасс	48-52	EN55032
	Падение переменного напряжения	Пасс	78-79	EN61000-4-11

Проигрывателям с собственной разработкой, как правило, не хватает полных тестовых инструментов и устройств.Поэтому после включения первого выпуска образцов они могут использовать только простой мультиметр для проверки правильности напряжения. В лучших сценариях игроки с самостоятельной конструкцией могут иметь сопротивление нагрузке, которое можно применять для основных тестов на старение и повышение температуры. Однако без более сложных устройств могут возникнуть более сложные проблемы, из-за которых игроки могут застрять и сделать дальнейшую проверку невозможной. Даже при нормальном включении стабильность и срок службы остаются неопределенными. При этом, если все процессы работают и проблемы будут решены, стоит иметь возможность самостоятельно укомплектовать блок питания, даже если это может быть дороже, чем прямая покупка имеющегося в продаже блока питания.В конце концов, чувство достижения бесценно.

При этом блоки питания собственной разработки подвержены более высокому риску и не рекомендуются для использования с более дорогими продуктами. Если в работе что-то пойдет не так, может выйти из строя блок питания; в тяжелых случаях внутренние электрические устройства будут повреждены, что является скорее потерей, чем прибылью. На данный момент это, вероятно, будет для обычных источников питания собственной разработки, но каждый из сертифицированных FSP источников питания все равно должен будет пройти следующие этапы.

Шаг 6: Пробное производство и повторная проверка

После первоначальной проверки электрических свойств научно-исследовательским персоналом на заводе будет организовано пробное производство. Это делается в надежде найти проблемные области производства до официального начала массового производства. Это снизит количество брака при массовом производстве. С другой стороны, поскольку образцы пробной продукции более полны, чем образцы, полученные вручную, и их количество больше, отдел проверки FSP будет использовать образцы для выполнения проверки.В дополнение к элементам, проверенным вышеупомянутым персоналом, занимающимся исследованиями и разработками, также выполняется снижение номинальных характеристик дополнительных компонентов и открытые короткие проверки. Снижение характеристик компонентов в основном предназначено для определения того, соответствуют ли излишки всех компонентов техническим характеристикам компонентов во время работы на мощности. Если есть избыток, он будет доведен до сведения сотрудников отдела НИОКР для внесения улучшений. Открытое короткое замыкание в основном предназначено для проверки того, какие реакции возникают в источнике питания, когда компонент выходит из строя, или возникает явление обрыва цепи или короткого замыкания в отдельном устройстве.Поскольку блоки питания подключены к электросети, теоретически энергия неисчерпаема. Отказ источника питания, вызывающий выделение тепла, дыма или даже искр, может привести к серьезным несчастным случаям, связанным с безопасностью. Такие исходы совершенно недопустимы. Поэтому открытая короткая позиция имитирует все возможные неблагоприятные результаты, чтобы исключить возможные опасности до того, как они произойдут. Поскольку два вышеупомянутых теста предназначены для проверки каждого компонента источника питания, проверка занимает много времени. Кроме того, имитация открытого короткого состояния часто приводит к повреждению источника питания.Таким образом, требуются многочисленные образцы, которые не могут быть заполнены только персоналом НИОКР, а специализированным подразделением по проверке.

Шаг 7: Получите сертификат безопасности для продажи на месте

Как упоминалось выше, при отказе источника питания могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью. Источники питания также могут иметь разные соображения безопасности при использовании в разных местах. Хотя многие международные организации, такие как IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике), установили рекомендуемые спецификации, учитывая разное напряжение в сети в разных странах, розетка переменного тока и определение безопасности различаются от страны к стране.В конце концов, страны по всему миру разработали свои собственные наборы критериев. Таким образом, адаптеры для ноутбуков, которые могут быть проданы и использованы в любой стране мира, должны быть протестированы с помощью профессиональной лаборатории и в соответствии с требованиями страны, в которой они находятся. Наконец, необходимо наличие сертификата безопасности, выданного этой страной. быть полученным для продуктов, которые будут разрешены для продажи на местном уровне, и это всего лишь одна страна. Если необходимо принять во внимание универсальное использование, нам нужно будет подавать заявки на сертификат безопасности от каждой страны по отдельности.Безусловно, это будет стоить немалых денег. Кроме того, такая сертификация безопасности является обязательным требованием с юридической силой. Несоблюдение приведет к штрафу, и товар больше не будет продаваться.

Заключение

В настоящее время можно описать основные этапы квалифицированного источника питания с нуля. Конечно, многие детали невозможно описать подробно. Многочисленные формы сигналов и подтверждения данных испытаний, альтернативные проверки материалов, особые правила, особые требования к окружающей среде, корректировки новых материалов и т. Д.добавить непреодолимые неизвестности к сложности, связанной с проектированием мощности.

Возвращаясь к вопросу индивидуально разработанных источников питания, помимо их более высокой стоимости по сравнению с коммерчески доступными источниками питания, личные усилия в формулировании спецификации / выборе структуры схемы / выборе модели трансформатора / конструкции обмотки / чертеже схемы / компоновке печатной платы / закупке материалов / сборка прототипа / и, наконец, отладка электрических свойств не только будет стоить денег, но также потребует много времени и энергии для завершения всего процесса.Помимо личной компетентности, требуется значительный энтузиазм, не говоря уже об отсутствии возможности позволить себе дорогостоящие инструменты и устройства для проверки электрических свойств и сложных процессов проверки качества. Это, в свою очередь, приведет к высокой ненадежности готовой продукции.

Ясно, что блок питания DIY, который имеет низкое соотношение цены и качества, в конце концов, не такая уж и хорошая идея. С таким же успехом это может быть вызов для студентов или самореализующихся.

.