0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вторичный источник электропитания

Вторичный источник электропитания

Вторичный источник электропитания — устройство, которое преобразует параметры электроэнергии основного источника электроснабжения (например, промышленной сети) в электроэнергию с параметрами, необходимыми для функционирования вспомогательных устройств. Различают стабилизированные и нестабилизированные вторичные источники электропитания. [1]

Источник вторичного электропитания может быть интегрированным в общую схему (обычно в простых устройствах; либо когда необходимо регулирование (установка, изменение) и стабилизация напряжения в определённом диапазоне в т. ч. динамически — например материнские платы разнообразных компьютеров имеют встроенные преобразователи напряжения для питания ЦП и др. различных ИМС, модулей и ПУ; либо когда недопустимо даже незначительное падение напряжения на подводящих проводах), выполненным в виде модуля (блока питания, стойки электропитания и так далее), или даже расположенным в отдельном помещении (цехе электропитания).

Содержание

Задачи вторичного источника электропитания [ править | править код ]

  • Обеспечение передачи мощности — источник электропитания должен обеспечивать передачу заданной мощности с наименьшими потерями и соблюдением заданных характеристик на выходе без вреда для себя. Обычно мощность источника питания берут с некоторым запасом.
  • Преобразование формы напряжения — преобразование переменного напряжения в постоянное, и наоборот, а также преобразование частоты, формирование импульсов напряжения и т. д. Чаще всего необходимо преобразование переменного напряжения промышленной частоты в постоянное.
  • Преобразование величины напряжения — как повышение, так и понижение. Нередко необходим набор из нескольких напряжений различной величины, для питания различных цепей.
  • Стабилизация — напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения при влиянии большого количества дестабилизирующих факторов: изменения напряжения на входе, тока нагрузки и так далее. Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например, для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока.
  • Защита — напряжение, или ток нагрузки в случае неисправности (например, короткого замыкания) каких-либо цепей может превысить допустимые пределы и вывести электроприбор, или сам источник питания из строя. Также во многих случаях требуется защита от прохождения тока по неправильному пути: например прохождения тока через землю при прикосновении человека или постороннего предмета к токоведущим частям.
  • Гальваническая развязка цепей — одна из мер защиты от протекания тока по неверному пути.
  • Регулировка — в процессе эксплуатации может потребоваться изменение каких-либо параметров для обеспечения правильной работы электроприбора.
  • Управление — может включать регулировку, включение/отключение каких-либо цепей, или источника питания в целом. Может быть как непосредственным (с помощью органов управления на корпусе устройства), так и дистанционным, а также программным (обеспечение включения/выключения, регулировка в заданное время или с наступлением каких-либо событий).
  • Контроль — отображение параметров на входе и на выходе источника питания, включения/выключения цепей, срабатывания защит. Также может быть непосредственным или дистанционным.

Чаще всего перед вторичными источниками питания стоит задача преобразования электроэнергии из сети переменного тока промышленной частоты (например, в России — 240 В 50 Гц, в США — 120 В 60 Гц).

Две наиболее типичных конструкции — это трансформаторные и импульсные источники питания.

Трансформаторный [ править | править код ]

Классическим блоком питания является трансформаторный БП, выполненный по линейной схеме. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Ко вторичной обмотке подключен выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель), реже — из одного диода (однополупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). В простейшем виде он представляет собой конденсатор большой ёмкости.

Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от короткого замыкания (КЗ), стабилизаторы напряжения и тока.

Габариты трансформатора [ править | править код ]

При практически важном в трансформаторах синусоидальном изменении B ( t ) по закону:

Поэтому ЭДС одного витка вторичной обмотки в трансформаторах, первичная обмотка которых питается синусоидальным током и ферромагнитный магнитопровод которых не заходит в магнитное насыщение выражается формулой:

На практике и при расчётах трансформаторов применяется не амплитудное, а среднеквадратическое (эффективное) значение ЭДС или напряжения, которое в случае синусоидального изменения связано с амплитудным значением ЭДС выражением:

Подставляя последнюю формулу в выражение ЭДС для одного витка и учитывая, что

ω = 2 ⋅ π ⋅ f , f  — частота, имеем основную формулу для расчёта числа витков обмоток трансформатора так как ЭДС обмотки прямо пропорционально числу витков в обмотке:

Существенному повышению B 0 > препятствует явление магнитного насыщения сердечника. При насыщении, которое наступает в экстремумах тока первичной обмотки в течение периода, во-первых, падает реактивное сопротивление первичной обмотки, что вызывает увеличение тока холостого хода и увеличение нагрева обмотки за счёт омического сопротивления, и, во-вторых, увеличиваются потери на гистерезис, вызванные перемагничиванием магнитопровода, так как увеличивается площадь петли гистерезиса, что вызывает повышение потерь на тепло в магнитопроводе.

В частности, в том числе и этими соображениями, в силовых бортовых сетях летательных аппаратов и судов обычно применяется частота 400 Гц с напряжением 115 В.

Но повышение частоты ухудшает магнитные свойства магнитопроводов, в основном из-за увеличения потерь на гистерезис, поэтому при рабочих частотах свыше единиц кГц применяют ферродиэлектрические магнитопроводы трансформаторов, например, ферритовые или изготовленные из карбонильного железа.

Читайте так же:
Как регулировать температуру биметаллического радиатора

Современные источники вторичного электропитания различной бытовой техники, компьютеров, принтеров и др. сейчас в большинстве случаев выполняются по схемам импульсных источников и практически полностью вытеснили классические трансформаторы. В таких источниках гальваническое разделение питаемой цепи и питающей сети, получение набора необходимых вторичных напряжений, производится посредством высокочастотных трансформаторов с ферритовыми сердечниками. Источником высокочастотного напряжения являются импульсные ключевые схемы с полупроводниковыми ключами, обычно транзисторными. Применение таких устройств, часто называемых инверторами позволяет многократно снизить массу и габариты устройства, а также, дополнительно — повысить качество и надёжность электропитания, так как импульсные источники менее критичны к качеству электропитания в первичной сети, — они менее чувствительны к всплескам и провалам сетевого напряжения, изменениям его частоты.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

  • Простота конструкции. .
  • Малый коэффициент пульсаций выходного напряжения.
  • Отсутствие создаваемых радиопомех [прим 1] (в отличие от импульсных, создающих помехи за счёт гармонических составляющих [3] ).
  • Большой вес и габариты, пропорционально мощности.
  • Компромисс между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения: для обеспечения стабильного напряжения требуется стабилизатор, вносящий дополнительные потери.

Импульсный источник питания [ править | править код ]

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определённой скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной фильтр нижних частот (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.

В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространёнными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящего от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Сравнимые по выходной мощности с линейными стабилизаторами соответствующие им импульсные стабилизаторы обладают следующими основными достоинствами:

Регулировка напряжения блока питания компа

Инструкция по блокам питания

Прикрепленное изображение

Сообщение отредактировал Мрачный — 27.09.13, 14:29

Что такое — Блок Питания.

Блок питания (англ. power supply unit, PSU) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. В некоторой степени блок питания также выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения и участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера.

Сообщение отредактировал Мрачный — 22.09.13, 14:49

Из чего состоит блок питания.

  • выпрямитель сетевой,
  • генератор,
  • трансформатор,
  • выпрямитель низковольтный,
  • стабилизатор.

Сообщение отредактировал Мрачный — 22.09.13, 14:34

Принцип работы блока питания.

  1. Сетевое напряжение сначала выпрямляется.
  2. Далее заряжает конденсаторы фильтра.
  3. Очищается от помех блоком PFC и преобразуется в синусоиду с частотой 50-150 килогерц.
  4. Далее напряжение понижается до 5 и 12 вольт.

Сообщение отредактировал Мрачный — 22.09.13, 14:34

Комфортные напряжения.

  • Линия +3V — от 3,20 до 3,45 вольта,
  • Линия +5V — от 4,85 до 5,30 вольта
  • Линия +12V — от 11,80 до 12,5 вольта.

Сообщение отредактировал Мрачный — 22.09.13, 14:34

Power Factor Correction (PFC).

Современные блоки становятся все мощнее, а провода в розетках не меняются. Это приводит к возникновению импульсных помех – блок питания тоже не лампочка и потребляет, как и процессор, энергию импульсами. Чем сильнее и неравномернее нагрузка на блок, тем больше помех он выпустит в электросеть.
Для борьбы с этим явлением разработан PFC.
Это мощный дроссель, устанавливаемый после выпрямителя до фильтрующих конденсаторов.
Первое, что он делает, это ограничение тока заряда вышеупомянутых фильтров. При включении в сеть блока без PFC очень часто слышен характерный щелчок – потребляемый ток в первые миллисекунды может в несколько раз превышать паспортный и это приводит к искрению в выключателе. В процессе работы компьютера модуль PFC гасит такие же импульсы от заряда разнообразных конденсаторов внутри компьютера и раскрутки моторов винчестеров.
Встречаются два варианта исполнения модулей – пассивный и активный.
Второй отличается наличием управляющей схемы, связанной с вторичным (низковольтным) каскадом блока питания. Это позволяет быстрее реагировать на помехи и лучше их сглаживать.

Сообщение отредактировал Мрачный — 22.09.13, 14:33

Что и по каким линиям питает блок питания.

Блоки питания выдают три базовых напряжения: +3.3, +5 и +12 V.
+3.3 предназначена для питания выходных каскадов системной логики
+5 — питает логику почти всех PCI- и IDE-девайсов
+12 — является базовым напряжением для питания процессора и ядра видеокарты

Читайте так же:
Пластиковые окна пропускают холод как регулировка

Сообщение отредактировал Мрачный — 27.09.13, 10:47

VRM, блок регулировки напряжения.

Используется для регулировки напряжения, подаваемого для всех устройств материнской платы. Например, современные процессоры работают на меньшем напряжении, чем остальные компоненты системы. Не для кого не секрет, что новые вычислительные устройства, такие как различные чипы и процессоры, у которых малый размер транзистора, потребляют меньшее питания.
Центральный же процессор работает лучше на высоком напряжении, но хуже при высокой температуре. Выделение тепла процессором — в квадратичной зависимости от уровня напряжения, подаваемого на процессор. Возникает дилемма: при увеличении напряжения процессор должен работать быстрее, но увеличивается его температура, что влечет за собой ухудшение его работы. Излишнее тепло от процессора отводится радиаторами и вентиляторами. Если вольтаж и температура процессора слишком высоки, он может перегреться и сгореть. Именно поэтому разъем для процессора на материнской плате располагают как можно ближе к блоку питания, в котором работает вентилятор на вытяжку. Горячий воздух от процессора (а теперь и с других горячих устройств, таких как видеокарты и некоторые жесткие диски) сразу же вытягивается из корпуса. Некоторые экстремальные оверклокеры настолько разгоняют систему, что появляется необходимость в установке дополнительного вентилятора-вытяжки, место для которого есть уже во всех корпусах.
Для наилучшего соотношения мощности, скорости и напряжения, компания Intel для своих новых процессоров разработала специальный тип регулятора напряжения, который на входе имеет напряжение от блока питания, а на выход подает стабильное напряжение необходимого значения на сам процессор. Кроме того, новый регулятор напряжения — программируемый, который использует 5 VID (voltage identification — определение напряжения) сигналы, с помощью которых регулируется подаваемое на него напряжение. VID контакты, как правило идут прям из процессора. Например, для выполнения особо сложной задачи процессору требуется большая вычислительная мощь. Тогда он посылает запрос на регулятор напряжение, который увеличивает напряжение на то значение, которое "прислал" процессор. Такие возможности очень понравятся оверклокерам, для которых некоторые производители материнских плат разрабатывают применение этой функции.

Блок питания для ПК: как подобрать наиболее подходящую модель

Блокам питания часто не уделяют должного внимания, но они являются жизненно важным компонентом любого настольного ПК. Мы рассмотрим основные моменты, чтобы вы знали, на что обращать внимание при выборе нового блока питания.

Блокам питания часто не уделяют должного внимания, но они являются жизненно важным компонентом любого настольного ПК. Мы рассмотрим основные моменты, чтобы вы знали, на что обращать внимание при выборе нового блока питания.

Блок питания, возможно, не самый обсуждаемый компонент ПК, но это критически важный элемент любого настольного компьютера. Подача питания очень важна для всей системы, и использование несоответствующего оборудования может дорого обойтись.

Поэтому мы рассмотрим основные характеристики блоков питания и предоставим вам информацию, необходимую для понимания того, почему важно выбрать подходящий блок питания и почему самый дешевый вариант — не лучшее решение.

Присоединиться

Давайте начнем с рассмотрения различных кабелей, которые используются для подачи питания на систему.

Несмотря на то, что блок питания должен поставляться со всеми необходимыми кабелями, важно знать, как выглядят отдельные соединения. Кабели, которые используются, зависят от сборки, но, скорее всего, вы будете иметь дело со следующим:

  • 24-контактный разъем для системной платы. Способ распределения питания зависит от системной платы, но 24-контактный разъем/кабель часто используется для питания важных узлов, таких как набор микросхем и PCIe*.
  • 4/8-контактный разъем для ЦП. Обеспечивает питание процессора. Современные процессоры потребляют больше энергии, чем может предоставить 24-контактный разъем системной платы, поэтому для них предусматривается дополнительный 4/8-контактный кабель. Эти кабели могут различаться в зависимости от производителя, но кабель ЦП обычно подключается к разъему в верхнем левом углу системной платы, рядом с портами входа/выхода в стандартной конфигурации.
  • 6/8-контактный разъем (PCIe*/графическая плата). Для некоторых графических плат достаточно питания, которое они получают из разъема PCIe*, другим же для правильной работы требуется дополнительный кабель питания. Большинство блоков питания обеспечивают необходимую гибкость, предоставляя кабели, которые можно использовать в различных комбинациях, в том числе с разъемами на 6, 8, 6+6, 8+6, 8+8 и даже 8+8+8 контактов. Блоки питания часто позволяют выполнять несколько подключений, используя один кабель, чтобы избежать необходимости прокладывать дополнительные провода, и для большинства пользователей все будет работать так же, как и при подключении нескольких кабелей. Перед приобретением блока питания убедитесь, что он допускает подключение для подачи питания на графическую плату.
  • Питание SATA. Этот кабель используется для подачи питания на устройства хранения SATA. Другие устройства также поддерживают данный стандарт, например, концентраторы RGB и контроллеры вентиляторов. Многие блоки питания имеют несколько разъемов SATA на одном кабеле, что позволяет сократить количество необходимых кабелей.
  • 4-контактный разъем Molex. Это весьма редкий устаревший разъем, который преимущественно был заменен на SATA. Разъемы Molex обычно устанавливаются на менее распространенных дополнительных устройствах, таких как насосы для водяного охлаждения.

Энергопотребление

При выборе нового блока питания необходимо ответить на один из наиболее распространенных вопросов: какой уровень энергопотребления вам требуется? Как часто бывает в мире аппаратного обеспечения, ответ существенно зависит от конкретных потребностей системы.

Читайте так же:
Как синхронизировать рабочие станции домена по контроллеру домена

Как правило, более сложные системы требуют большей мощности для работы. Настольный ПК с настраиваемой жидкостной системой охлаждения, системной платой высшего класса и двумя графическими платами потребует более высокой мощности, чем более простая система.

Невозможно дать точную рекомендацию, не зная, с каким аппаратным обеспечением вы работаете, но используя калькулятор мощности для источника питания или суммируя энергопотребление различных внутренних компонентов, вы сможете получить представление о необходимой мощности.

Как правило, лучше сделать выбор в пользу более мощного устройства, нежели подбирать блок питания, в точности отвечающий вашим требованиям. Если вы подсчитали, что потребляемая системой мощность составит 500 Вт (распространенное значение для простой игровой сборки), то блок питания с выходной мощностью 600 или 650 Вт станет хорошим выбором, поскольку это даст дополнительный запас по мощности, а также позволит модернизировать систему в будущем.

Помните об этом при выборе блоков питания с более высокой мощностью: блок питания мощностью 750 Вт не потребляет автоматически 750 Вт. Если мощность системы 500 Вт, блок питания будет предоставлять 500 Вт независимо от своей максимальной выходной мощности. Более высокая выходная мощность вовсе не означает, что потребляется больше энергии; это значит лишь, что блок способен обеспечить большую мощность, если она требуется вашей системе. Таким образом, если компьютер не потребляет большую мощность, то нет никаких существенных преимуществ в сверхмощном блоке питания. Лучше выберите более функциональный и более эффективный блок питания подходящей мощности.

Стоит также обратить внимание на постоянную и пиковую мощности нового блока. Пиковая мощность — это максимальная мощность, которую блок питания может выдавать в течение короткого времени, в то время как постоянная мощность — та, на которую рассчитан блок питания в обычном режиме. Пиковая мощность достигается, как правило, при работе системы на пределе своих возможностей, например, при запуске ресурсоемких игр или выполнении тестов аппаратного обеспечения.

При внезапном увеличении потребления электроэнергии блок питания должен поддерживать более высокую мощность в течение короткого времени, но не следует ожидать, что он будет работать в таком режиме постоянно. Всегда проверяйте, что приобретаемый блок питания имеет достаточно высокую постоянную выходную мощность, не выбирайте его, ориентируясь лишь на пиковые значения.

Защита

При использовании любого силового оборудования важной задачей является безопасность системы. Хороший блок питания должен оснащаться встроенными средствами защиты от сбоев, причем не только для защиты собственных цепей, но и для обеспечения безопасности системы, например, при скачках напряжения или в других нештатных ситуациях.

Блок питания и системная плата являются единственными компонентами ПК, которые напрямую подключаются практически ко всем остальным элементам аппаратного обеспечения системы. Поэтому убедитесь, что блок оснащен встроенной защитой, которая обеспечит также безопасность остальных компонентов.

Проверьте, есть ли в рассматриваемом блоке питания встроенная защита, например, защита от перенапряжения, которая отключает блок питания, если напряжение превышает номинальное значение. К другим функциям безопасности относятся защита от короткого замыкания, что может быть очень полезно при колебаниях мощности.

Также лучше подключить компьютер к сетевому фильтру. Эти устройства обеспечивают еще один уровень безопасности вашей системы, отводя потенциально опасное напряжение от ценных компонентов.

Подумайте об эффективности

Мощность в ваттах, безусловно, является важным фактором при выборе блока питания настольного ПК, но не менее важна и его эффективность. Неэффективная система питания приводит к потере мощности и повышению температуры, что может привести к сокращению срока службы компонентов.

Так как это очень важно, существует сравнительно простая независимая система оценок этого аспекта. Возможно, вы замечали маркировку «80 Plus» на многих блоках питания, часто указанную вместе с названием благородного металла. Для получения такого рейтинга блок питания должен обладать КПД не менее 80%. Это означает, что в виде тепла теряется не более 20% мощности.

Данные показатели эффективности определяются на основе производительности 115-вольтовой системы. Оценки становятся выше по мере увеличения «благородства» металлов.

К ним относятся:

  • 80 PLUS
  • 80 PLUS Bronze (Бронза)
  • 80 PLUS Silver (Серебро)
  • 80 PLUS Gold (Золото)
  • 80 PLUS Platinum (Платина)
  • 80 PLUS Titanium (Титан)

Чем эффективнее блок питания, тем меньшую мощность он потребляет и тем меньше тепла вырабатывает. Тем не менее более высокая эффективность обычно означает и более высокую цену, так что выбор за вами.

Даже самый эффективный блок питания все же будет вырабатывать тепло, и для его отвода в большинстве случаев используются вентиляторы. Многие блоки питания спроектированы таким образом, что вентилятор включается по мере необходимости — при достижении определенного порогового значения. Подобные функции помогают снизить уровень шума.

Для тех, кто заинтересован в максимальной практичности, предлагаются даже блоки питания с жидкостным охлаждением, работающие совершенно бесшумно.

Регулировка напряжения блока питания компа

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

Читайте так же:
Индикатор регулировки яркости на дисплее

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

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

Часть 1. Так себе.

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

+3,3 В — оранжевый

плата компьютерного блока питания

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

предохранитель по входу и название блока питания LC16161D

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

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

перемычка для запуска блока питания типа ATX

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

замена предохранителя

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

управляющая микросхема KA7500 и компаратор LM393

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

Читайте так же:
Магнитола digma dcr 550 регулировка яркости

выпаивание резистора между шиной +12 В и первой ножкой микросхемы KA7500

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

определение резисторов между положительными шинами и ножкой микросхемы

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

Замеряем все напряжения по шинам

измерение напряжений

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

выпаивание стабилитронов защиты ZD1 и ZD2

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

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

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

проверка работы блока питания под нагрузкой

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

Часть 2. Более-менее.

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

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

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector