Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Блок питания ПК – схема, ремонт своими руками

Блок питания в компьютере (БП) – это самостоятельное импульсное электронное устройство, предназначенное для преобразования напряжения переменного тока в ряд постоянных напряжений (+3,3 / +5 / +12 и -12) для питания материнской платы, видеокарты, винчестера и других блоков компьютера.

Прежде, чем приступать к ремонту блока питания компьютера необходимо убедиться в его неисправности, так как невозможность запуска компьютера может быть обусловлена другими причинами.

Фотография внешнего вида классического блока питания АТХ стационарного компьютера (десктопа).

Где находится БП в системном блоке и как его разобрать

Чтобы получить доступ к БП компьютера необходимо сначала снять с системного блока левую боковую стенку, открутив два винта на задней стенке со стороны расположения разъемов.

Для извлечения блока питания из корпуса системного блока необходимо открутить четыре винта, помеченных на фото.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Для проведения внешнего осмотра БП достаточно отсоединить от блоков компьютера только те провода, которые мешают для установки БП на край корпуса системного блока.

Расположив блок питания на углу системного блока, нужно открутить четыре винта, находящиеся сверху, на фото розового цвета. Часто один или два винта спрятаны под наклейкой, и чтобы найти винт, ее нужно отклеить или проткнуть жалом отвертки. По бокам тоже бывают наклейки, мешающие снять крышку, их нужно прорезать по линии сопряжения деталей корпуса БП.

После того, как крышка с БП снята обязательно удаляется пылесосом вся пыль. Она является одной из главных причин отказа радиодеталей, так как, покрывая их толстым слоем, снижает теплоотдачу от деталей, они перегреваются и, работая в тяжелых условиях, быстрее выходят из строя.

Для надежной работы компьютера удалять пыль из системного блока и БП, а также проверять работу кулеров необходимо не реже одного раза в год.

Структурная схема БП компьютера АТХ

Блок питания компьютера является довольно сложным электронным устройством и для его ремонта требуются глубокие знания по радиотехнике и наличие дорогостоящих приборов, но, тем не менее, 80% отказов можно устранить самостоятельно, владея навыками пайки, работы с отверткой и зная структурную схему источника питания.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Практически все БП компьютеров изготовлены по ниже приведенной структурной схеме. Электронные компоненты на схеме я привел только те, которые чаще всего выходят из строя, и доступны для самостоятельной замены непрофессионалам. При ремонте блока питания АТХ обязательно понадобится цветовая маркировка выходящих из него проводов.

Питающее напряжение с помощью сетевого шнура подается через разъемное соединение на плату блока питания. Первым элементом защиты является предохранитель Пр1 обычно стоит на 5 А. Но в зависимости от мощности источника может быть и другого номинала. Конденсаторы С1-С4 и дроссель L1 образуют фильтр, который служит для подавления синфазных и дифференциальных помех, которые возникают в результате работы самого блока питания и могут приходить из сети.

Сетевые фильтры, собранные по такой схеме, устанавливают в обязательном порядке во всех изделиях, в которых блок питания выполнен без силового трансформатора, в телевизорах, видеомагнитофонах, принтерах, сканерах и др.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Максимальная эффективность работы фильтра возможна только при подключении к сети с заземляющим проводом. К сожалению, в дешевых китайских источниках питания компьютеров элементы фильтра зачастую отсутствуют.

Вот тому пример, конденсаторы не установлены, а вместо дросселя запаяны перемычки. Если Вы будете ремонтировать блок питания и обнаружите отсутствие элементов фильтра, то желательно их установить.

Вот фотография качественного БП компьютера, как видно, на плате установлены фильтрующие конденсаторы и помехоподавляющий дроссель.

Для защиты схемы БП от скачков питающего напряжения в дорогих моделях устанавливаются варисторы (Z1-Z3), на фото с правой стороны синего цвета. Принцип работы их простой. При нормальном напряжении в сети, сопротивление варистора очень большое и не влияет на работу схемы. В случае повышении напряжения в сети выше допустимого уровня, сопротивление варистора резко уменьшается, что ведет к перегоранию предохранителя, а не к выходу из строя дорогостоящей электроники.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Чтобы отремонтировать отказавший блок по причине перенапряжения, достаточно будет просто заменить варистор и предохранитель. Если варистора под руками нет, то можно обойтись только заменой предохранителя, компьютер будет работать нормально. Но при первой возможности, чтобы не рисковать, нужно в плату установить варистор.

В некоторых моделях блоков питания предусмотрена возможность переключения для работы при напряжении питающей сети 115 В, в этом случае контакты переключателя SW1 должны быть замкнуты.

Для плавного заряда электролитических конденсаторов С5-С6, включенных сразу после выпрямительного моста VD1-VD4, иногда устанавливают термистор RT с отрицательным ТКС. В холодном состоянии сопротивление термистора составляет единицы Ом, при прохождении через него тока, термистор разогревается, и сопротивление его уменьшается в 20-50 раз.

Для возможности включения компьютера дистанционно, в блоке питания имеется самостоятельный, дополнительный маломощный источник питания, который всегда включен, даже если компьютер выключен, но электрическая вилка не вынута из розетки.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Он формирует напряжение +5 B_SB и построен по схеме трансформаторного автоколебательного блокинг-генератора на одном транзисторе, запитанного от выпрямленного напряжения диодами VD1-VD4. Это один из самых ненадежных узлов блока питания и ремонтировать его сложно.

Необходимые для работы материнской платы и других устройств системного блока напряжения при выходе из блока выработки напряжений фильтруются от помех дросселями и электролитическими конденсаторами и затем посредством проводов с разъемами подаются к источникам потребления. Кулер, который охлаждает сам блок питания, запитывается, в старых моделях БП от напряжения минус 12 В, в современных от напряжения +12 В.

Ремонт БП компьютера АТХ

Внимание! Во избежание вывода компьютера из строя расстыковка и подключение разъемов блока питания и других узлов внутри системного блока необходимо выполнять только после полного отключения компьютера от питающей сети (вынуть вилку из розетки или выключить выключатель в «Пилоте»).Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Первое, что необходимо сделать, это проверить наличие напряжения в розетке и исправность удлинителя типа «Пилот» по свечению клавиши его выключателя. Далее нужно проверить, что шнур питания компьютера надежно вставлен в «Пилот» и системный блок и включен выключатель (при его наличии) на задней стенке системного блока.

Как найти неисправность БП нажимая кнопку «Пуск»

Если питание на компьютер подается, то на следующем шаге нужно глядя на кулер блока питания (виден за решеткой на задней стенке системного блока) нажать кнопку «Пуск» компьютера. Если лопасти кулера, хоть немного сдвинуться, значит, исправны фильтр, предохранитель, диодный мост и конденсаторы левой части структурной схемы, а также самостоятельный маломощный источник питания +5 B_SB.

В некоторых моделях БП кулер находится на плоской стороне и чтобы его увидеть, нужно снять левую боковую стенку системного блока.

Поворот на маленький угол и остановка крыльчатки кулера при нажатии на кнопку «Пуск» свидетельствует о том, что на мгновенье на выходе БП появляются выходные напряжения, после чего срабатывает защита, останавливающая работу БП.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Защита настроена таким образом, что если величина тока по одному из выходных напряжений превысит заданный порог, то отключаются все напряжения.

Причиной перегрузки обычно является короткое замыкание в низковольтных цепях самого БП или в одном из блоков компьютера. Короткое замыкание обычно появляется при пробое в полупроводниковых приборах или изоляции в конденсаторах.

Для определения узла, в котором возникло короткое замыкание нужно отсоединить все разъемы БП от блоков компьютера, оставив только подключенные к материнской плате. После чего подключить компьютер к питающей сети и нажать кнопку «Пуск». Если кулер в БП завращался, значит, неисправен один из отключенных узлов. Для определения неисправного узла нужно их последовательно подключать к блоку питания.

Если БП, подключенный только к материнской плате не заработал, следует продолжить поиск неисправности и определить, какое из этих устройств неисправно.

Проверка БП компьютера

измерением величины сопротивления выходных цепей

При ремонте БП некоторые виды его неисправности можно определить путем измерения омметром величины сопротивления между общим проводом GND черного цвета и остальными контактами выходных разъемов.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Перед началом измерений БП должен быть отключен от питающей сети, и все его разъемы отсоединены от узлов системного блока. Мультиметр или тестер нужно включить в режим измерения сопротивления и выбрать предел 200 Ом. Общий провод прибора подключить к контакту разъема, к которому подходит черный провод. Концом второго щупа по очереди прикасаются к контактам, в соответствии с таблицей.

В таблице приведены обобщенные данные, полученные в результате измерения величины сопротивления выходных цепей 20 исправных БП компьютеров разных мощностей, производителей и годов выпуска.

Для возможности подключения БП для проверки без нагрузки внутри блока на некоторых выходах устанавливают нагрузочные резисторы, номинал которых зависит от мощности блока питания и решения производителя. Поэтому измеренное сопротивление может колебаться в большом диапазоне, но не должно быть ниже допустимого.

Если нагрузочный резистор в цепи не установлен, то показания омметра будут изменяться от малой величины до бесконечности.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Это связано с зарядкой фильтрующего электролитического конденсатора от омметра и свидетельствует о том, что конденсатор исправный. Если поменять местами щупы, то будет наблюдаться аналогичная картина. Если сопротивление велико и не изменяется, то возможно в обрыве находится конденсатор.

Сопротивление меньше допустимого свидетельствует о наличии короткого замыкания, которое может быть вызвано пробоем изоляции в электролитическом конденсаторе или выпрямляющего диода. Для определения неисправной детали придется вскрыть блок питания и отпаять от схемы один конец фильтрующего дросселя этой цепи. Далее проверить сопротивление до и после дросселя. Если после него, то замыкание в конденсаторе, проводах, между дорожками печатной платы, а если до него, то пробит выпрямительный диод.

Поиск неисправности БП внешним осмотром

Первоначально следует внимательно осмотреть все детали, обратив особое внимание на целостность геометрии электролитических конденсаторов. Как правило, из-за тяжелого температурного режима электролитические конденсаторы, выходят из строя чаще всего.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Около 50% отказов блоков питания связано именно с неисправностью конденсаторов. Зачастую вздутие конденсаторов является следствием плохой работы кулера. Смазка подшипников кулера вырабатывается и обороты падают. Эффективность охлаждения деталей блока питания снижается, и они перегреваются. Поэтому при первых признаках неисправности кулера блока питания, обычно появляется дополнительный акустический шум, нужно почистить от пыли и смазать кулер.

Если корпус конденсатора вздулся или видны следы вытекшего электролита, то отказ конденсатора очевиден и его следует заменить исправным. Вздувается конденсатор в случае пробоя изоляции. Но бывает, внешних признаков отказа нет, а уровень пульсаций выходного напряжения большей. В таких случаях конденсатор неисправен по причине отсутствия контакта между его выводом и обкладки внутри него, как говорят, конденсатор в обрыве. Проверить конденсатор на обрыв можно с помощью любого тестера в режиме измерения сопротивления. Технология проверки конденсаторов представлена в статье сайта «Измерение сопротивления».Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Далее осматриваются остальные элементы, предохранитель, резисторы и полупроводниковые приборы. В предохранителе внутри вдоль по центру должна проходить тонкая металлическая проволочка, иногда с утолщением в середине. Если проволочки не видно, то, скорее всего она перегорела. Для точной проверки предохранителя нужно его прозвонить омметром. Если предохранитель перегорел, то его нужно заменить новым или отремонтировать. Прежде, чем производить замену, для проверки блока питания можно перегоревший предохранитель не выпаивать из платы, а припаять к его выводам жилку медного провода диаметром 0,18 мм. Если при включении блока питания в сеть проводок не перегорит, то тогда уже есть смысл заменять предохранитель исправным.

Как проверить исправность БП замыканием контактов PG и GND

Если материнскую плату можно проверить только подключив к заведомо исправному БП, то блок питания можно проверить отдельно с помощью блока нагрузок или запустить с помощью соединения контактов +5 В PG и GND между собой.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

От блока питания на материнскую плату питающие напряжения подаются с помощью 20 или 24 контактного разъема и 4 или 6 контактного. Для надежности разъемы имеют защелки. Для того, чтобы вынуть разъемы из материнской платы нужно пальцем нажать наверх защелки одновременно, прилагая довольно большое усилие, покачивая из стороны в сторону, вытащить ответную часть.

Далее нужно закоротить между собой, отрезком провода, можно и металлической канцелярской скрепкой, два вывода в разъеме, снятой с материнской платы. Провода расположены со стороны защелки. На фотографиях место установки перемычки обозначено желтым цветом.

Если разъем имеет 20 контактов, то соединять между собой нужно вывод 14 (провод зеленого цвета, в некоторых блоках питания может быть серый, POWER ON) и вывод 15 (провод черного цвета, GND).

Если разъем имеет 24 контакта, то соединять между собой нужно вывод 16 (зеленого зеленого, в некоторых блоках питания провод может быть серого цвета, POWER ON) и вывод 17 (черный провод GND).Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Если крыльчатка в кулере блока питания завращается, то блок питания АТХ можно считать работоспособным, и, следовательно, причина неработящего компьютера находится в других блоках. Но такая проверка не гарантирует стабильную работу компьютера в целом, так как отклонения выходных напряжений могут быть больше допустимых.

Проверка БП компьютера

измерением напряжений и уровня пульсаций

После ремонта БП или в случае нестабильной работы компьютера для полной уверенности в исправности блока питания, необходимо его подключить к блоку нагрузок и измерять уровень выходных напряжений и размах пульсаций. Отклонение величин напряжений и размаха пульсаций на выходе блока питания не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Можно обойтись и без блока нагрузок измеряв напряжение и уровень пульсаций непосредственно на выводах разъемов БП в работающем компьютере.

При измерении напряжений мультиметром «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» к нужным контактам разъема.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Напряжение +5 В SB (Stand-by), фиолетовый провод – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.

Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.

Напряжение минус 12 В (провод синего цвета) необходимо только для питания интерфейса RS-232, который в современных компьютерах отсутствует. Поэтому в блоках питания последних моделей этого напряжения может не быть.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Как заменить предохранитель в БП компьютера

Обычно в компьютерных блоках питания устанавливается трубчатый стеклянный плавкий предохранитель, рассчитанный на ток защиты 6,3 А. Для надежности и компактности предохранитель впаивают непосредственно в печатную плату. Для этого применяются специальные предохранители, имеющие выводы для запайки. Предохранитель обычно устанавливают в горизонтальном положении рядом с сетевым фильтром и его легко обнаружить по внешнему виду.

Но иногда встречаются блоки питания, в которых предохранитель установлен в вертикальном положении и на него надета термоусаживаемая трубка, как на фотографии выше. В результате обнаружить его затруднительно. Но помогает надпись, нанесенная на печатной плате рядом с предохранителем: F1 – так обозначается предохранитель на электрических схемах. Рядом с предохранителем может быть также указан ток, на который он рассчитан, на представленной плате указан ток 6,3 А.

При ремонте блока питания и проверке вертикально установленного предохранителя с помощью мультиметра был обнаружен его обрыв.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков После выпаивания предохранителя и снятия термоусаживаемой трубки стало очевидно, что он перегорел. Стеклянная трубка изнутри вся была покрыта черным налетом от перегоревшей проволоки.

Предохранители с проволочными выводами встречается редко, но их можно с успехом заменить обычными 6,3 амперными, припаяв к чашечкам с торцов одножильные кусочки медного провода диаметром 0,5-0,7 мм.

Останется только запаять подготовленный предохранитель в печатную плату блока питания и проверить его на работоспособность.

Если при включении блока питания предохранитель сгорел повторно, то значит, имеет место отказ других радиоэлементов, обычно пробой переходов в ключевых транзисторах. Ремонтировать блок питания с такой неисправностью требует высокой квалификации и экономически не целесообразен. Замена предохранителя, рассчитанного на больший ток защиты, чем 6,3 А не приведет к положительному результату. Предохранитель все равно перегорит.

Поиск в БП неисправных электролитических конденсаторов

Очень часто отказ блока питания, и как результат нестабильная работа компьютера в целом, происходит по причине вздутия корпусов электролитических конденсаторов.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Для защиты от взрыва, на торце электролитических конденсаторов делаются надсечки. При возрастании давления внутри конденсатора происходит вздутие или разрыв корпуса в месте надсечки и по этому признаку легко найти отказавший конденсатор. Основной причиной выхода из строя конденсаторов является их перегрев из-за неисправности кулера или превышения допустимого напряжения.

На фотографии видно, что у конденсатора, находящегося с левой стороны, торец плоский, а у правого – вздутый, со следами подтекшего электролита. Такой конденсатор вышел из строя и подлежит замене. В блоке питания обычно выходят из строя электролитические конденсаторы по шине питания +5 В, так как устанавливаются с малым запасом по напряжению, всего на 6,3 В. Встречал случаи, когда все конденсаторы в блоке питания по цепи +5 В были вздутые.

При замене конденсаторов по цепи питания 5 В рекомендую устанавливаю конденсаторы, которые рассчитаны на напряжение не мене, чем на 10 В. Чем на большее напряжение рассчитан конденсатор, тем лучше, главное, чтобы по габаритам вписался в место установки.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков В случае, если конденсатор с большим напряжение не вмещается из-за размеров, можно установить конденсатор меньшей емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Все равно емкость установленных на заводе конденсаторов имеет большой запас и такая замена не ухудшит работу блока питания и компьютера в целом.

Чем емкость устанавливаемого конденсатора больше, тем лучше. Так что при замене лучше выбирать конденсатор, рассчитанный на большее напряжение и емкость, чем у вышедшего из строя. Заменить вышедший из строя конденсатор в блоке питания не сложно, при наличии навыков работы с паяльником. Технике пайки посвящена статья сайта «Как паять паяльником».

Нет смысла заменять электролитические конденсаторы в блоке питания, если они все вспучились. Это значит, что вышла из строя схема стабилизации выходного напряжения, и на конденсаторы было подано напряжение, превышающее допустимое. Такой блок питания можно отремонтировать, только имея профессиональное образование и измерительные приборы, но экономически такой ремонт не целесообразен.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Главное при ремонте БП не забывать, что электролитические конденсаторы имеют полярность. Со стороны отрицательного вывода на корпусе конденсатора имеется маркировка, в виде широкой светлой вертикальной полосы, как показано на фото выше. На печатной плате отверстие для отрицательного вывода конденсатора расположено в зоне маркировки белого (черного) полукруга или отверстие для положительного вывода обозначается знаком «+».

Проверка дросселя групповой стабилизации БП АТХ

Если из системного блока компьютера вдруг запахло гарью, то одной из причин может быть перегрев дросселя групповой стабилизации в БП или подгоревшая обмотка одного из кулеров. При этом компьютер обычно продолжает нормально работать. Если после вскрытия системного блока и осмотра все кулеры вращаются, то значит, неисправен дроссель. Компьютер необходимо сразу выключить и заняться ремонтом.

На фотографии показан БП компьютера со снятой крышкой, в центре которой виден дроссель, покрытый изоляцией зеленого цвета, подгоревшей сверху.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Когда я подключил этот БП к нагрузке и подал на него питающее напряжение, то через пару минут из дросселя пошла тонкая струйка дыма. Проверка показала, что все выходные напряжения в допуске и размах пульсаций не превышает допустимый.

Через дроссель проходит ток всех питающих компьютер напряжений и очевидно, что произошло нарушение изоляции проводов обмоток вследствие чего, они закоротили между собой.

Обмотки можно перемотать на этот же сердечник, но в результате сильного нагрева магнитодиэлектрик сердечника может потерять добротность, в результате из-за больших токов Фуко будет нагреваться даже при целых обмотках. Поэтому рекомендую установить новый дроссель. Если аналога нет, то нужно посчитать витки обмоток, сматывая их на сгоревшем дросселе, и намотать изолированным проводом такого же сечения на новом сердечнике. При этом нужно соблюдать направление обмоток.

Проверка других элементов БП

Резисторы и простые конденсаторы не должны иметь потемнений и нагаров.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Корпуса полупроводниковых приборов должны быть целыми, без сколов и трещин. При самостоятельном ремонте целесообразно выполнить замену только элементов, отображенных на структурной схеме. Если потемнела краска на резисторе, или развалился транзистор, то менять их бессмысленно, так как, скорее всего это следствие выхода из строя других элементов, которые без приборов не обнаружить. Потемневший корпус резистора не всегда свидетельствует о его неисправности. Вполне возможно просто потемнела только краска, а сопротивление резистора в норме.

Павел 02.07.2017

Здравствуйте.

У меня такой вопрос. Я заменил в блоке питания компьютера (Hiper 630Вт) электролитические конденсаторы, но не уверен, что всё правильно сделал в плане выбора конденсаторов.

Пару лет назад в нём вздулся один конденсатор и засвистел (издавал писк при включении ПК). Я заменил его на точно такой же, и по напряжению, и по ёмкости, и по градусам, а именно [10V 2200µF 105°С].Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Спустя примерно 2 года заменённый мной конденсатор опять вышел из строя. ПК перестал запускаться, в Б/П появились щелчки при включении.

Разобрав Б/П я увидел, что опять вздулся замененный мной конденсатор и ещё один поменьше на [10V 1000µF 105С°] , расположенный рядом. Я их оба заменил на такие: [10V 3300µF 105°], взяв со старой ненужной донорской материнки. После процедуры замены Б/П сразу же заработал, всё пока что нормально.

В момент написания письма ПК работает на этом самом Б/П, но меня всё же беспокоит следующее:

— нормально такое увеличение ёмкости (более чем на 20%) сразу на двух конденсаторах, или посоветуете перепаять на такие же значения, как были с завода, и опять быть готовым к планируемой поломке?

— или переделать наоборот: купить конденсаторы с более высоким напряжением, а ёмкость оставить 2200 µF? Я в интернете искал по этому вопросу, и люди делятся 50/50. Кто-то говорит увеличивать ёмкость можно, а напряжение нельзя, кто-то говорит наоборот.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Также советы меняются в зависимости от того, где именно перегорели конденсаторы: на материнской плате, в цепи питания процессора, либо в блоке питания ПК. Я уже не знаю кого слушать… Где правда? Заранее спасибо.

С уважением, Павел.

Александр

Здравствуйте, Павел.

При замене фильтрующих конденсаторов в любых блоках питания и материнских платах нужно руководствоваться тремя правилами:

– чем емкость больше, тем лучше будет фильтрация питающего напряжения;

– чем рабочее напряжение конденсатора выше, тем надежнее;

– чем рабочая температура конденсатора выше, тем надежнее.

Таким образом для Вашего случая лучше установить конденсатор такой же емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Как раз конденсаторы и вспучивается из-за пробоя изоляции между его обкладками внутри. А если позволяет место, то и на большую емкость.

Дело в том, что со временем емкость электролитических конденсаторов уменьшается и как раз запас по емкости обеспечит стабильную работу на более длительный срок службы изделия в целом.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Я, например, на материнках и блоках питания при замене конденсаторов всегда устанавливаю вместо 6,3 В на 10 или 15 В, а если позволяет место, то и на большую емкость. Притом ограничений нет, можно вместо 1000 µF установить даже 4000 µF, будет только лучше.

Как сделать зарядное устройство из компьютерного блока питания

Всем привет, вы меня давно просите показать, как переделать компьютерный блок питания в зарядное устройство для автомобильного аккумулятора или в лабораторный блок питания.

Ну что ж вооружитесь паяльником поскольку этот день настал, но прежде, чем начнем замечу, что в ходе переделки нужно соблюдать крайнюю осторожность, так как мы будем иметь дело с высоким напряжением.

Во время наладочных работ обязательно убедитесь, что блок питания отключен от сети, также не будет лишним лампочкой разрядить ёмкие электролиты на плате блока питания, либо после отключения подождать несколько минут, пока шунтирующие их резисторы не разрядят ёмкость.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Схема по которой мы будем переделывать довольно популярная, она более известная, как «схема от итальянца», актуально для блоков питания формата «at» на базе TL494. Современные блоки питания построены на самых разных микросхемах ШИМ, наиболее часто встречаются блоки питания на базе шим контроллера TL490 или её аналога КА7500 и компаратора LM339.Ранее я никогда не рассказывал о процессе переделки блоков питания, так как считаю, что проще собрать новый блок питания своими руками, чем переделывать компьютерный.

Хотя в сети очень много архивов на эту тему, но все повествуют нас о переделки конкретных блоков питания, универсальных способов нет и не может быть.Мне пришлось изрядно попотеть чтобы заставить блок питания работать как нужно, схема итальянца рабочая (есть в архиве в конце статьи), но чтобы применить её для блоков питания на основе TL494 и компаратора LM339, придётся выкинуть половину схемы, при том очень аккуратно, чтобы случайно не выкинуть то, что необходимо для работы.

Поэтому было решено сделать сверх доступное пособие по переделке блоков питания, всё будет очень наглядно в картинках и в мельчайших подробностях.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Сперва нужно найти блок питания. Подойдут блоки построенные на одной TL494 или более современные с применением компаратора LM339 и шим контроллера TL494.

Для начала замыкаем зеленый провод с любым из черных, этим запустив блок питания, начнёт крутится вентилятор, что свидетельствует о том, что блок рабочий, но лениться не стоит лучше мультиметром проверить напряжение на выходе блока питания.

Как мы знаем это у нас 3,3 вольта, 5 вольт и 12 вольт, если всё нормально вскрываем корпус, вынимаем плату и выпаиваем все провода оставляя только пару черных, пару желтых и зеленый провод. Нужны они для тестов, позже будут заменены или убраны.

Далее, можно также выкинуть диодные сборки на линиях 5 и 3,3 вольта, а конденсатор на шине 12 вольт заменить на 25, а лучше 35 или 50 вольтовый, ёмкость от 1000 до 2.2 тысяч микрофарад.

Очень и очень желательно использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением.

Теперь займёмся серьезным, смотрим на микросхему TL494, (в моём случае стоит аналог K7500), отпаиваем всё, что идёт к первому выводу микросхемы, это как правило несколько резисторов.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Далее смотрим на выводы 13, 14 и 15 той же микросхемы, скорее всего, все они будут замкнуты друг с другом, нужно разъединить 15 вывод от остальных двух, а точнее от 13-го и 14-го.  Я лично перерезал дорожку, таким образом выводы 1 и 15 у нас уже висят в воздухе, идём дальше.

Ту же самую операцию проводим с выводом 16,освобождая её от остальной обвязки. Далее берём любой резистор сопротивлением 2,2 килоома, протягиваем этот резистор с массы блока питания, (то есть с чёрного провода), к первому выводу микросхемы.

Следующим делом, находим переменный резистор на 20 кОм и подключаем его так, как показано на фото.

По идее у нас готова регулировка напряжения, но ничего пока проверять не нужно.

Далее находим пару резисторов сопротивлением 0,1 оМ мощность каждого резистора 5 ватт, соединяем их параллельно и подключаем одним выводом к массе питания, другой конец резистора подключается к выводу 16 микросхемы TL494, этот резистор у нас будет в качестве датчика тока.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Думаете всё))), нет… сделано только полдела, далее нужно скачать архив, который находиться в конце статьи, там есть печатная плата в программе «sprint layout», которую я сделал специально для вас и подробно подписал.Все точки на этой плате нужно подключить к соответствующим точкам, которые указаны на схеме, вот теперь ребята всё.

Можно радоваться и перейти к тестам, я всё сделал на макете, так как приходилось экспериментировать.

Теперь нужно окультурить всё это дело.  Провода которые идут от самодельной платы желательно взять экранированные и как можно короче, места их соединений желательно и даже обязательно залить смолой или термоклеем. Обрыв провода может стать причиной выхода из строя всей конструкции.

Теперь замыкаем зеленый провод с черным, но перед этим обязательно берём страховочную лампу ватт на 40, 60 и подключаем блок питания в сеть только через эту лампу, иначе при косяках возможен фейерверк.

Запускаем источник питания, регулируем сперва напряжение, убеждаемся, что всё прекрасно и плавно регулируется в диапазоне от полутора до 15 с лишним вольт, можно и больше но данный блок питания будет использован в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, а там 15 вольт сполна хватит.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Гоняем блок питания несколько минут, можно даже с небольшой нагрузкой, если всё нормально убираем страховочную лампу и подключаем на выход блока питания более серьезную нагрузку в моем случае галогенка на 60 ватт.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Мультиметр показывает значение тока в цепи и как видим ток также прекрасно регулируется, снять кстати можно более 10 ампер.Осталось только подключить более менее нормальный вольтамперметр например китайский, цифровой, за пару тройку баксов и в добрый путь, подключается следующим образом.

Можно доработать данный блок питания защитой от переполюсовки, но это уже другая история… Спасибо всем за внимание.

Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Блоки питания 350w схема принципиальная

Дата: 26.04.2016 // 0 Комментариев

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

Cхемы компьютерных блоков питания ATX

Схема JNC LC-250ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема JNC SY-300ATX

Схема JNC LC-B250ATX

Схема Enlight HPC-250 и HPC-350

Схема Linkworld 200W, 250W и 300W

Схема Green Tech MAV-300W-P4

Схема AcBel API3PCD2 ATX-450P-DNSS 450W

Схема AcBel API4PC01 400W

Схема Maxpower PX-300W

Схема PowerLink LPJ2-18 300W

Схема Shido LP-6100 ATX-250W

Схема Sunny ATX-230

Схема KME PM-230W

Схема Delta Electronics DPS-260-2A

Схема Delta Electronics DPS-200PB-59

Схема InWin IW-P300A2-0

Схема SevenTeam ST-200HRK

Схема SevenTeam ST-230WHF

Схема DTK PTP-2038

Схема PowerMaster LP-8

Схема PowerMaster FA-5-2

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

Схема Codegen 300X 300W

Схема PowerMan IP-P550DJ2-0

Схема Microlab 350w

Схема Sparkman SM-400W (STM-50CP)

Схема GEMBIRD 350W (ShenZhon 350W)

Схема блока питания FSP250-50PLA (FSP500PNR)

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

Утилиты и справочники.

Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

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 аппаратура, игровые приставки и др. техника.

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

Transistors.rar — База данных по транзисторам в формате Access.

Блоки питания.

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

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

КонтОбознЦветОписание
13.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков 3VОранжевый+3.3 VDC
23.3VОранжевый+3.3 VDC
3COMЧерныйЗемля
45VКрасный+5 VDC
5COMЧерныйЗемля
65VКрасный+5 VDC
7COMЧерныйЗемля
8PWR_OKСерыйPower Ok — Все напряжения в пределах нормы. Это сигнал формируется при включении БП и используется для сброса системной платы.
95VSBФиолетовый+5 VDC Дежурное напряжение
1012VЖелтый+12 VDC
1112VЖелтый+12 VDC
123.3VОранжевый+3.3 VDC
133.3VОранжевый+3.3 VDC
14-12VСиний-12 VDC
15COMЧерныйЗемля
16/PS_ONЗеленыйPower Supply On.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Для включения блока питания нужно закоротить этот контакт на землю ( с проводом черного цвета).
17COMЧерныйЗемля
18COMЧерныйЗемля
19COMЧерныйЗемля
20-5VБелый-5 VDC (это напряжение используется очень редко, в основном, для питания старых плат расширения.)
21+5VКрасный+5 VDC
22+5VКрасный+5 VDC
23+5VКрасный+5 VDC
24COMЧерныйЗемля

typical-450.gif — типовая схема блока питания на 450W с реализацией active power factor correction (PFC) современных компьютеров.

ATX 300w .png — типовая схема блока питания на 300W с пометками о функциональном назначении отдельных частей схемы.

ATX-450P-DNSS.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков zip — Схема блока питания API3PCD2-Y01 450w производства ACBEL ELECTRONIC (DONGGUAN) CO. LTD.

AcBel_400w.zip — Схема блока питания API4PC01-000 400w производства Acbel Politech Ink.

Alim ATX 250W (.png) — Схема блока питания Alim ATX 250Watt SMEV J.M. 2002.

atx-300p4-pfc.png — Схема блока питания ATX-300P4-PFC ( ATX-310T 2.03 ).

ATX-P6.gif — Схема блока питания ATX-P6.

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

GPS-350EB-101A.pdf — Схема БП CHIEFTEC TECHNOLOGY 350W GPS-350EB-101A.

GPS-350FB-101A.pdf — Схема БП CHIEFTEC TECHNOLOGY 350W GPS-350FB-101A.

ctg-350-500.png — Chieftec CTG-350-80P, CTG-400-80P, CTG-450-80P и CTG-500-80P

ctg-350-500.pdf — Chieftec CTG-350-80P, CTG-400-80P, CTG-450-80P и CTG-500-80P

cft-370_430_460.pdf — Схема блоков питания Chieftec CFT-370-P12S, CFT-430-P12S, CFT-460-P12S

gpa-400.png — Схема блоков питания Chieftec 400W iArena GPA-400S8

GPS-500AB-A.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков pdf — Схема БП Chieftec 500W GPS-500AB-A.

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

cft500-cft560-cft620.pdf — Схема блоков питания Chieftec CFT-500A-12S, CFT-560A-12S, CFT-620A-12S

aps-550s.png — Схема блоков питания Chieftec 550W APS-550S

gps-650_cft-650.pdf — Схема блоков питания Chieftec 650W GPS-650AB-A и Chieftec 650W CFT-650A-12B

ctb-650.pdf — Схема блоков питания Chieftec 650W CTB-650S

ctb-650_no720.pdf — Схема блоков питания Chieftec 650W CTB-650S Маркировка платы: NO-720A REV-A1

aps-750.pdf — Схема блоков питания Chieftec 750W APS-750C

ctg-750.pdf — Схема блоков питания Chieftec 750W CTG-750C

cft-600_850.pdf — Схема блоков питания Chieftec CFT-600-14CS, CFT-650-14CS, CFT-700-14CS, CFT-750-14CS

cft-850g.pdf — Схема блока питания Chieftec 850W CFT-850G-DF

cft-1000_cft-1200.pdf — Схема блоков питания Chieftec 1000W CFT-1000G-DF и Chieftec 1200W CFT-1200G-DF

colors_it_330u_sg6105.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков gif — Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U (sg6105).

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

350U.pdf — Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350U SCH .

350T.pdf — Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350T .

400U.pdf — Схема БП NUITEK (COLORS iT) 400U .

500T.pdf — Схема БП NUITEK (COLORS iT) 500T .

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

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

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

PUh500W.pdf — Схема БП CWT Model PUh500W .

Dell-145W-SA145-3436.png — Схема блока питания Dell 145W SA145-3436

Dell-160W-PS-5161-7DS.pdf — Схема блока питания Dell 160W PS-5161-7DS

Dell_PS-5231-2DS-LF.pdf — Схема блока питания Dell 230W PS-5231-2DS-LF (Liteon Electronics L230N-00)

Dell_PS-5251-2DFS.pdf — Схема блока питания Dell 250W PS-5251-2DFS

Dell_PS-5281-5DF-LF.pdf — Схема блока питания Dell 280W PS-5281-5DF-LF модель L280P-01

Dell_PS-6311-2DF2-LF.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков pdf — Схема блока питания Dell 305W PS-6311-2DF2-LF модель L305-00

Dell_L350P-00.pdf — Схема блока питания Dell 350W PS-6351-1DFS модель L350P-00

Dell_L350P-00_Parts_List.pdf — Перечень деталей блока питания Dell 350W PS-6351-1DFS модель L350P-00

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

delta-450AA-101A.pdf — Схема блока питания Delta 450W GPS-450AA-101A

delta500w.zip — Схема блока питания Delta DPS-470 AB A 500W

DTK-PTP-1358.pdf — Схема блока питания DTK PTP-1358.

DTK-PTP-1503.pdf — Схема блока питания DTK PTP-1503 150W

DTK-PTP-1508.pdf — Схема блока питания DTK PTP-1508 150W

DTK-PTP-2001.pdf — Схема БП DTK PTP-2001 200W.

DTK-PTP-2005.pdf — Схема БП DTK PTP-2005 200W.

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

DTK-PTP-2007.pdf — Схема БП DTK PTP-2007 200W.

DTK-PTP-2008.pdf — Схема БП DTK PTP-2008 200W.

DTK-PTP-2028.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков pdf — Схема БП DTK PTP-2028 230W.

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

DTK-PTP-2068.pdf — Схема блока питания DTK PTP-2068 200W

DTK-PTP-3518.pdf — Схема БП DTK Computer model 3518 200W.

DTK-PTP-3018.pdf — Схема БП DTK DTK PTP-3018 230W.

DTK-PTP-2538.pdf — Схема блока питания DTK PTP-2538 250W

DTK-PTP-2518.pdf — Схема блока питания DTK PTP-2518 250W

DTK-PTP-2508.pdf — Схема блока питания DTK PTP-2508 250W

DTK-PTP-2505.pdf — Схема блока питания DTK PTP-2505 250W

EC mod 200x (.png) — Схема БП EC model 200X.

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

fsp_atx-300gtf_dezhurka.gif — Схема источника дежурного питания БП FSP Group Inc. модель ATX-300GTF.

fsp_600_epsilon_fx600gln_dezhurka.png — Схема источника дежурного питания БП FSP Group Inc. модель FSP Epsilon FX 600 GLN.

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

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

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

IW-ISP300AX.gif — Схемы блока питания INWIN IW-P300A3-1 Powerman.
Наиболее распространенная неисправность блоков питания Inwin, схемы которых приведены выше — выход из строя схемы формирования дежурного напряжения +5VSB ( дежурки ). Как правило, требуется замена электролитического конденсатора C34 10мкФ x 50В и защитного стабилитрона D14 (6-6.3 V ). В худшем случае, к неисправным элементам добавляются R54, R9, R37, микросхема U3 ( SG6105 или IW1688 (полный аналог SG6105) ) Для эксперимента, пробовал ставить C34 емкостью 22-47 мкФ — возможно, это повысит надежность работы дежурки.

IP-P550DJ2-0.pdf — схема блока питания Powerman IP-P550DJ2-0 (плата IP-DJ Rev:1.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков 51). Имеющаяся в документе схема формирования дежурного напряжения используется во многих других моделях блоков питания Power Man (для многих блоков питания мощностью 350W и 550W отличия только в номиналах элементов ).

JNC_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 Electroniks Co Ltd модель PM-230W

L & C A250ATX (.png) — Схемы блока питания L & C Technology Co. модель LC-A250ATX

LiteOn_PE-5161-1.pdf — Схема блоков питания LiteOn PE-5161-1 135W.

LiteOn-PA-1201-1.pdf — Схема блоков питания LiteOn PA-1201-1 200W (полный комплект документации к БП)

LiteOn_model_PS-5281-7VW.pdf — Схема блоков питания LiteOn PS-5281-7VW 280W (полный комплект документации к БП)

LiteOn_model_PS-5281-7VR1.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков pdf — Схема блоков питания LiteOn PS-5281-7VR1 280W (полный комплект документации к БП)

LiteOn_model_PS-5281-7VR.pdf — Схема блоков питания LiteOn PS-5281-7VR 280W (полный комплект документации к БП)

LWT2005 (.png) — Схемы блока питания LWT2005 на микросхеме KA7500B и LM339N

M-tech SG6105 (.png) — Схема БП M-tech KOB AP4450XA.

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

Maxpower 230W (.png) — Схема БП Maxpower PX-300W

MaxpowerPX-300W.GIF — Схема БП Maxpower PC ATX SMPS PX-230W ver.2.03

PowerLink LP-J2-18 (.png) — Схемы блока питания PowerLink модель LP-J2-18 300W.

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.

microlab350w.pdf — Схема БП Microlab 350W

microlab_400w.pdf — Схема БП Microlab 400W

linkworld_LPJ2-18.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков GIF — Схема БП Powerlink LPJ2-18 300W

Linkword_LPK_LPQ.gif — Схема БП Powerlink LPK, LPQ

PE-050187 — Схема БП Power Efficiency Electronic Co LTD модель PE-050187

ATX-230.pdf — Схема БП Rolsen ATX-230

SevenTeam_ST-230WHF (.png) — Схема БП SevenTeam ST-230WHF 230Watt

hpc-360-302.zip — Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-360-302 DF REV:C0 заархивированный документ в формате .PDF

hpc-420-302.pdf — Схема блока питания Sirtec HighPower HPC-420-302 420W

HP-500-G14C.pdf — Схема БП Sirtec HighPower HP-500-G14C 500W

cft-850g-df_141.pdf — Схема БП SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. NO-672S. 850W. Блоки питания линейки Sirtec HighPower RockSolid продавались под маркой CHIEFTEC CFT-850G-DF.

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

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

s_atx06f.png — Схема блока питания Utiek ATX12V-13 600T

Wintech 235w (.png) — Схема блока питания Wintech PC ATX SMPS модель Win-235PE ver.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков 2.03

Схемы блоков питания для ноутбуков.

EWAD70W_LD7552.png — Схема универсального блока питания 70W для ноутбуков 12-24V, модель SCAC2004, плата EWAD70W на микросхеме LD7552.

KM60-8M_UC3843.png — Схема блока питания 60W 19V 3.42A для ноутбуков, плата KM60-8M на микросхеме UC3843.

ADP-36EH_DAP6A_DAS001.png — Схема блока питания Delta ADP-36EH для ноутбуков 12V 3A на микросхеме DAP6A и DAS001.

LSE0202A2090_L6561_NCP1203_TSM101.png — Схема блока питания Li Shin LSE0202A2090 90W для ноутбуков 20V 4.5A на микросхеме NCP1203 и TSM101, АККМ на L6561.

ADP-30JH_DAP018B_TL431.png — Схема блока питания ADP-30JH 30W для ноутбуков 19V 1.58A на микросхеме DAP018B и TL431.

ADP-40PH_2PIN.jpg — Схема блока питания Delta ADP-40PH ABW

Delta-ADP-40MH-BDA-OUT-20V-2A.pdf — Ещё один вариант схемы блока питания Delta ADP-40MH BDA на чипах DAS01A и DAP8A.

PPP009H-DC359A_3842_358_431.png — Схема блока питания HP Compaq CM-0K065B13-LF 65W для ноутбуков 18.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков 5V 3.5A, модель PPP009H-DC359A на микросхемах UC3842 и LM358.

NB-90B19-AAA.jpg — Схема блока питания NB-90B19-AAA 90W для ноутбуков 19V 4.74A на TEA1750.

PA-1121-04.jpg — Схема блока питания LiteOn PA-1121-04CP на микросхеме LTA702.

Delta_ADP-40MH_BDA.jpg — Схема блока питания Delta ADP-40MH BDA (Part No:S93-0408120-D04) на микросхеме DAS01A, DAP008ADR2G.

LiteOn_LTA301P_Acer.jpg — Схема блока питания LiteOn 19V 4.74A на LTA301P, 103AI, PFC на микросхемах TDA4863G/FAN7530/L6561D/L6562D.

ADP-90SB_BB_230512_v3.jpg — Схема блока питания Delta ADP-90SB BB AC:110-240v DC:19V 4.7A на микросхеме DAP6A, DSA001 или TSM103A

Delta-ADP-90FB-EK-rev.01.pdf — Схема блоков питания Delta ADP-90FB AC:100-240v DC:19V 4.74A на микросхеме L6561D013TR, DAP002TR и DAS01A.

PA-1211-1.pdf — Схема блока питания LiteOn PA-1211-1 на LM339N, L6561, UC3845BN, LM358N.

Li-Shin-LSE0202A2090.pdf — Схема блоков питания Li Shin LSE0202A2090 AC:100-240v DC:20V 4.5A 90W на микросхемах L6561, NCP1203-60 и TSM101.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

GEMBIRD-model-NPA-AC1.pdf — Схема универсального блока питания Gembird NPA-AC1 AC:100-240v DC:15V/16V/18V/19V/19.5V/20V 4.5A 90W на микросхеме LD7575 и полевом транзисторе MDF9N60.

ADP-60DP-19V-3.16A.pdf — Схема блоков питания Delta ADP-60DP AC:100-240v DC:19V 3.16A на микросхеме TSM103W (он же M103A) и I6561D.

Delta-ADP-40PH-BB-19V-2.1A.jpg — Схема блоков питания Delta ADP-40PH BB AC:100-240v DC:19V 2.1A на микросхеме DAP018ADR2G и полевом транзисторе STP6NK60ZFP.

Asus_SADP-65KB_B.jpg — Схема блоков питания Asus SADP-65KB B AC:100-240v DC:19V 3.42A на микросхеме DAP006 (DAP6A или NCP1200) и DAS001 (TSM103AI).

Asus_PA-1900-36_19V_4.74A.jpg — Схема блоков питания Asus PA-1900-36 AC:100-240v DC:19V 4.74A на микросхеме LTA804N и LTA806N.

Asus_ADP-90CD_DB.jpg — Схема блоков питания Asus ADP-90CD DB AC:100-240v DC:19V 4.74A на микросхеме DAP013D и полевике 11N65C3.

PA-1211-1.pdf — Схема блоков питания Asus ADP-90SB BB AC:100-240v DC:19V 4.74A на микросхеме DAP006 (она же DAP6A) и DAS001 (она же TSM103AI).Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

LiteOn-PA-1900-05.pdf — Схема блока питания LiteOn PA-1900/05 AC:100-240v DC:19V 4.74A на LTA301P и 103AI, транзистор PFC 2SK3561, транзистор силовой 2SK3569.

LiteOn-PA-1121-04.pdf — Схема блока питания LiteOn PA-1121-04 AC:100-240v DC:19V 6.3A на LTA702, транзистор PFC 2SK3934, транзистор силовой SPA11N65C3.

Прочее оборудование.

monpsu1.gif — типовая схема блоков питания мониторов SVGA с диагональю 14-15 дюймов.

sch_A10x.pdf — Схема планшетного компьютера («планшетника») Acer Iconia Tab A100 (A101).

HDD SAMSUNG.rar — архив с обширной подборкой документации к HDD Samsung

HDD SAMSUNG M40S — документация к HDD Samsung серии M40S на английскомязыке.

sonyps3.jpg — схема блока питания к Sony Playstation 3.

APC_Smart-UPS_450-1500_Back-UPS_250-600.pdf — инструкции по ремонту источников бесперебойного питания производства APC на русском языке. Принципиальные схемы многих моделей Smart и Back UPS.

Silcon_DP300E.zip — эксплуатационная документация на UPS Silcon DP300E производства компании APC

symmetra-re.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков pdf — руководство по эксплуатации UPS Symmetra RM компании APC.

symmetrar.pdf — общие сведения и руководство по монтажу UPS Symmetra RM компании APC (на русском языке).

manuals_symmetra80.pdf — эксплуатационная документация на Symmetra RM UPS 80KW, высокоэффективную систему бесперебойного питания блочной конфигурации, конструкция которой обеспечивает питание серверов высокой готовности и другого ответственного электронного оборудования.

APC-Symmetra.zip — архив с эксплуатационной документацией на Symmetra Power Array компании APC

Smart Power Pro 2000.pdf — схема ИБП Smart Power Pro 2000.

BNT-400A500A600A.pdf — Схема UPS Powercom BNT-400A/500A/600A.

ml-1630.zip — Документация к принтеру Samsung ML-1630

splitter.arj — 2 принципиальные схемы ADSL — сплиттеров.

KS3A.djvu — Документация и схемы для 29″ телевизоров на шасси KS3A.

Если вы желаете поделиться ссылкой на эту страницу в своей социальной сети, пользуйтесь кнопкой «Поделиться»

Достаточно часто при ремонте или переделке компьютерного блока питания ATX в зарядное устройство или лабораторный источник требуется схема этого блока.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Учитывая, что моделей таких источников великое множество, мы решили собрать в одном месте коллекцию этой тематики.

В ней вы найдете типовые схемы блоков питания для компьютеров, как современных АТХ типа, так и уже заметно устаревших АТ. Понятное дело, что каждый день появляются все более новые и актуальные варианты, поэтому постараемся оперативно пополнять сборник схем более новыми вариантами. Кстати, Вы, можете нам в этом помочь.


Блок питания персонального компьютера — используется для электроснабжения всех компонентов и комплектующих системного блока. Стандартный АТХ блок питания должен обеспечивать следующие напряжения: +5, -5 В; +12, -12 В; +3,3 В; Практически любой стандартный блок питания имеет мощный вентилятор находящийся с низу.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков На задней панели имеется гнездо для подключения сетевого кабеля и кнопка выключения блока питания, но на дешевых китайских модификациях она может и отсутствовать. С противоположной стороны выходит огромная кипа проводов с разъемами для подключения материнской платы и всех остальных компонентов системного блока. Установка блока питания в корпус как правило достаточно проста. Установка компьютерного блока питания в корпус системного блока Для этого засовываете его в верхнюю часть системного блока, и затем фиксируете тремя или четырьмя винтами к тыловой панели системного блока. Есть конструкции корпуса системника при которых блок питания размещается в нижней части. В общем если что, надеюсь сориентируетесь

Случаи поломок компьютерных блоков питания совсем не редкость. Причинами возникновения неисправностей могут послужить: Выбросы напряжения в сети переменного тока; Низкое качество изготовления, особенно это касается дешевых китайских блоков питания; Неудачные схемотехнические решения; Использование низкокачественных компонентов при изготовлении; Перегрев радиокомпонентов из-за загрязнения блока питания, или остановки вентилятора.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Чаще всего при поломке компьютерного блока питания, в системнике отсутствуют признаки жизни, не горит светодиодная индикация, нет звуковых сигналов, не крутятся вентиляторы. В других случаях неисправности не запускается материнская плата. При этом крутятся вентиляторы, светится индикация, подают признаки жизни приводы и жесткий диск, но на дисплее монитора ничего нет, только темный экран.

Приступая к поиску неисправности рекомендуется ознакомится со схемой компьютерного БП.

Проблемы и дефекты могут быть абсолютно разные — от полной не работоспособности до постоянных или временных сбоев. Как только вы приступите к ремонту убедитесь, что все контакты и радио компоненты визуально в порядке, силовые шнуры не повреждены, предохранитель и выключатель исправен, коротких замыканий на землю нет. Конечно, блоки питания современной аппаратуры хоть и имеют общие принципы работы, но схемотехнически отличаются достаточно сильно.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Постарайтесь найти схему на компьютерный источник, это ускорит ремонт.

Сердцем любой схемы компьютерного БП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Его работа и принцип действия основывается на применении двухтактного режима. Стабилизация выходных параметров устройства осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции управляющих сигналов.

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

Принцип работы типового компьютерного БП можно увидеть в структурной схеме ниже:

Преобразователь напряжения выполняет преобразование этой велечины из переменной в постоянную. Он выполнен в виде диодного моста, преобразующего напряжение, и емкости, сглаживающей колебания. Кроме этих компонентов могут присутствовать еще дополнительные элементы: термисторы и фильтр. Генератор импульсов генерирует импульсы с заданной частотой, которые запитывают обмотку трансформатора.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков ОН выполняет основную работу в компьютерном БП, это преобразование тока до нужных значений и гальваническая развязка схемы. Далее переменное напряжение, с обмоток трансформатора, следует на еще один преобразователь, состоящий из полупроводниковых диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра. Последний отсекает пульсации и состоит из группы дросселя и конденсаторов.

Так как многие параметры такого БП на выходе «плавают» из-за нестабильного напряжения и температуры. Но если осуществлять оперативное управление этими параметрами, например с помощью контроллера с функцией стабилизатора, то показанная выше структурная схема будет вполне пригодной для использования в компьютерной техники. Такая упрощенная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции показана на следующем рисунке.

ШИМ-контроллер, например UC3843 , он в данном случае и регулирует амплитуду изменения сигналов следующих через фильтр низких частот, смотри видео урок чуть ниже:

АВТОМОБИЛЬНАЯ ЗАРЯДКА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРА ИЗ ATX БЛОКА ПИТАНИЯ — Зарядные устройства (для авто) — Источники питания

Сейчас скопилось много ненужных  старых ATX блоков питания для компьютера от 200 до 350Вт  с одним выводом +12В.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Сейчас такие блоки берут ради установки мощных видеокарт. Поэтому эти блоки питания не потянут, а если и заработают , то уменьшается срок службы материнской платы, видеокарты, а главное жесткого диска.

Решил приспособить  компьютерный ATX блок питания для зарядки автомобильного аккумулятора.

Переделка не сложная заключается в изменении цепей обратной связи и опорного напряжения.

Нашёл схему Соколова Василия по переделке АТ компьютерного блока питания. Для ATX блока питания переделка  в автомобильную зарядку для аккумулятора оказалась попроще.  Главное найти блок постарее изготовленные с внедрением микросхемы содержащей в маркировке 494 либо 7500 либо их аналогов (TL494 , KA7500 , NE5561,  DBL494, M5T494P,  IR9494N , MB3759, ECG1729 , IR3M02 , IR9494 , ECG1729 , HA11794 )

Слева схема цепей БП, резистор обратной связи идущий к +5В (время от времени к  тому же к +12В)

Отрезаем первую ножку и собирается легкая схема (справа).  Резистор 2к4* лучше переменный подобрать так чтоб

при отключенном S1 на выходе без загрузки было +15В, соответственно

при включенном S1 обязано быть +14В.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

Т.е. имеем два режима ускоренный и обычный. Можно организовать плавную регулировку, но тогда для контроля нужен вольтметр, в «бою» это неактуально. 
Схема выравнивает напряжение, но до тока перегрузки 3,5-4А, дальше при увеличении тока в нагрузке напряжение понижается практически линейно и при 8А составляет приблизительно 8-10В. Черта ограничения тока изготовлена пологой для большей стабильности работы схемы. Т.е. в старенькой схеме замечались выпадения в защиту при подключении сильно разряженных АКБ.

Подключение предохранителя желательно, по другому при неверном подключении АКБ сгорят диоды и конденсаторы выпрямителя. 
Параллельно резистору 0,1 Ом можно подключить измерительную головку через соответственный резистор. Резистор делаем из нихрома , зажимаем его в чашечки от резисторов 0,5 или 1 Вт.

Транзисторы КТ3107(маркировка на фото) сгодятся  КТ361  импортные аналоги  2SA601, 2SA611, 2SA555, BC250A, BC557Б, BC446

Что ещё нужно сделать ещё, чтоб все заработало:

1.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков Заменить все конденсаторы, которые на 16 вольт  (те которые на +12В и -12В) на 25..35 вольт. Будьте аккуратны электролиты забавно так взрываются от превышения на их напряжения.

2. Выпрямительные диоды (которые на +12В) должны быть в корпусе ТО-220 и прикручены к радиатору без всяких прокладок, ежели диоды цилиндрические – ожидайте взрыва от перегрева, их необходимо заменить на описанные выше, на КД213А либо подобные и прикрутить к радиатору. Но я не стал париться , потому что они были прикручены к радиатору, во вторых  я оставил вентилятор для охлаждения.

3.  Вентилятор нужно прикрутить минусом к “-12В” (-15В будет) , а плюсом к “-5В”, чтоб он не вертелся при присоединенной АКБ и отсутствии сети 220В и не взвыл от +15 Вольт.

4. Замкнуть зелёный провод на корпус (черный провод), чтоб наш ATX блок питания включился.

5. Разобраться и ликвидировать цепи защиты.  В моём БП всё подходит к 1 ножке KA7500B достаточно перерезать дорожку  и припаиваем ножку к нашей схеме.Компьютерный блок питания схема: Схемы компьютерных блоков питания ATX, AT и ноутбуков

В других БП бывают различные и по различному реализованы. Основная – это защита от перенапряжения, задается или резисторами, или стабилитроном, схемы сопоставления бывают на транзисторах или на компараторах.

Т.е. верно собранная наша схема ЗУ будет выдавать 14В и БП может сходу при включении уйти в защиту. Вообще, чем качественней БП, тем лучше реализованы защиты.

Поиск начинать лучше с выходов БП +5В и +12, в качестве опорного напряжения для сопоставления почаще всего берется -5В стабилизированное микросхемой 7905. Ненадобные детальки удалять до получения подходящего результата.

6. Обеспечить минимальную нагрузку БП – резистор 120-180 Ом 2 Вт на «+12В».Необязательно, обычно запаяно 250ом и 80 от на “+5В”

Схема стандартного ATX БП

Номинальный ток зарядки автомобильного аккумулятора должен быть примерно в 10 раз меньше его номинальной емкости , т.е. 5,5А и время зарядки получается 10 часов.  У нас ток  примерно 3,5 А время заряда (55А/3,5А)=15,7 часов

ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ATX

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

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

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

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

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

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

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

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

   Форум по блокам питания

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ATX

Ремонт блоков питания ATX. Схема блока питания ATX. Включение блока питания ATX

Во время работы в компьютерной фирме мне приходилось выкидывать много
компьютерных блоков питания (БП) формата ATX. Ремонт блоков питания ATX был
невозможен из-за отсутствия необходимых деталей для ремонта части схемы блока
питания ATX, отвечающей за режим Stand-by. Не выдерживали китайские блоки
питания наших скачков напряжения. На фотографии показан типичный случай
сгоревшего блока питания ATX. Трансформатор режима Stand-by перегрелся. Видно,
что изоляция на нём оплавилась. Произошло межвитковое замыкание.

Потом я придумал вот что: эту часть схемы блока питания ATX, выполненную по
импульсной схеме, заменил обычным линейным трансформатором Т2 (~12V 0,1-0,2A) с
простейшим выпрямителем.
Всё отлично поместилось в корпусе БП.

Методика ремонта блока питания ATX и AT шаг за
шагом.

Ремонт блоков питания ATX.
Вопросы и
ответы

Stas

Включение блока питания ATX. Он дёргается и останавливается кулер. До
этого БП был совсем мёртвый и не подавал ни каких принаков жизни. Поменял
силовые транзисторы (q1,q2), кондюки 1мкф-е, TLку, промерял все диоды. Видимо
срабатывает защита, но на что нужно обратить внимание не знаю. Аааа, да, он ещё
и пищит. Ну вот.

Эти признаки с нагрузкой или без? Если без, то БП целый. Подключай нагрузку и
всё будет ок! Ремонт блоков питания ATX я обычно делаю с подключенным в качестве
нагрузки посыпавшимся винтом, но у которого ещё крутятся блины. Можно подключить
резисторы на +5В и +12В, чтобы ток по каждому напряжению был около 1А. Если
признаки с нагрузкой, то какое-то из выходных напряжений не соответствует норме.
Проверь: выходные диоды на обратное сопротивление, конденсаторы на пробой или
чтоб были не вытекшие. Важно ещё знать, как сгорел БП: от перепада напряжения
или перенагрузки или «просто» сгорел 🙂

Serg

При включении БП нет ниодного напряжения на выходе. В первичке
нашел неисправный резистор 330кОм. Чтобы не запускать генератор на
транзисторе С5027F убрал два диода на 5vsb и диод который идет на остальные
напряжения. Включил в сеть 220В, вылетели этот же резистор 330кОм резистор
1.8Ом и транзистор C5027F. Я в начале подумал что где то случайно замкнул
но при повторе то жн самое. Не могу найти, где то коротит. Помогите
пожалуйста.

Вероятно, сгорел импульсный трансформатор дежурного режима. На этой
странице как раз и описано простое, и кардинальное решение этой проблемы. Это
небольшая переделка блока питания ATX.

Кудрат

У меня проблема с блоком питания помогите определить что за
транзистор 02N60P.

Это, наверное, 2N60P. Я такие вещи не запоминаю, а открываю справочник.
Если нет у меня, то в магазине радиодеталей есть точно.

Игорь

Помогите починить БП ATX UTT KC-235. У меня после транса для
постоянных пяти вольт выходит на 12 ногу 434 примерно 60 вольт, из-за этого кое
чё горит дальше, а должно быть примерно 29 вольт, на сколько я знаю. В чем
проблема?

Причин может быть две: 1. Высохла ёмкость, которая фильтрует эти самые 29
вольт. Проверка: подключить параллельно рабочую. Ёмкость и напряжение не менее
чем у установленного конденсатора.2. КЗ в трансформаторе, с которого выходят эти
29 вольт. Ремонту не подлежит. Только менять трансформатор или поставить
так, как у меня в статье. Для этого подходит трансформатор от блока дежурного
питания телевизоров. На первичку подать 220, а вторичную через диодный мост и
ёмкость фильтра туда, где должны быть 29 вольт.

Стас

БП кодеген АТХ 2.03Р4 модель 300Х, комп интел. После 2-10 мин
выключается, включить можно только после выкл-вкл выключателем на нем и все
повторяется. Переставил на АМД — полная тишина. Также приметил, что
выключение происходит в т. ч. при включении в этот момент холодильника, хотя на
щитке ветки разные. Визуально все цело. Плиз хелп!

Дополнение. На 12 выводе КА 7500 8,4 в, выходные напряжения половина
от номинала, соответственно 20-30 сек. и отключается. Однако, при одном из
тестов вых. напр. были в норме (контакт?). Диодные сборки целые,входные
транзисторы тоже. Доп. источник на 5НО165R (4 ножки), со стороны платы чуть
желтит (радиатор маловат наверное). Высокая сторона также целая. Куда
смотреть?

БЫЛО! похожее. Светодиод тоже горел, комп заводился и глох. Читай мои
сообщения :-). Перерыв всю! высоковольтную часть и не найдя причины тупо собрал
все назад, однако заменив одну диодную сборку (точно рабочую) и оба
высоковольтных конденсатора. (Правда это было в планах.) И, о чудо! Все
заработало. При этом я вспомнил, что один из замененных конденсаторов покалывал
палец при случайных касаниях в тестах. М.б. это тебе поможет, а вообще в
запущеном режиме надо смотреть на напряжения где какие, иначе никто никогда не
поможет — мало информации.

Радость была недолгой… Раздался тихий щелчок и все стало как
прежде. Видимо конденсатор был следствием. А где причина? Диодный мост? Или до
него? Или после?

Если хоть один диод сгорел в мосте, надо менять все или найти такой же
марки. Неисправность конденсатора хорошо видна осциллографом. На экране
будут сильные пульсации.

Vladimir Shopov

я,незнаю что PWM 2003???? Имею проблем с платка ATX :X-B2002ATX
ver3.1!!!!!!! Памагите!!!!!!!!!!

Опишите неисправность подробнее.

Революция в схемах компьютерных блоков питания полувековой давности / Хабр

Полвека назад улучшенные транзисторы и импульсные стабилизаторы напряжения произвели революцию в схемах компьютерных блоков питания. Получила преимущества, к примеру, компания Apple – хотя не она запустила эту революцию, несмотря на заявления Стива Джобса.

Без Intel внутри: на рентгене видны компоненты импульсного блока питания, использованного в оригинальном микрокомпьютере Apple II, вышедшем в 1977 году

Компьютерным блокам питания не уделяется должного внимания.

Как энтузиаст технологий, вы наверняка знаете, какой у вашего компьютера микропроцессор и сколько у него физической памяти, однако есть вероятность, что вам ничего не известно о его блоке питания. Не тушуйтесь – даже производители разрабатывают БП в последнюю очередь.


А жаль, поскольку на создание БП для персональных компьютеров ушло довольно много сил, и это было серьёзное улучшение по сравнению с теми схемами, что питали другую потребительскую электронику вплоть до конца 1970-х. Этот прорыв стал возможен благодаря огромным скачкам в полупроводниковой технологии, сделанным полвека назад, в частности, улучшениям в импульсных стабилизаторах напряжения и инновациям в интегральных схемах. Но при этом данная революция прошла мимо внимания общественности, и даже неизвестна многим людям, знакомым с историей микрокомпьютеров.

В мире БП не обошлось без выдающихся чемпионов, включая и личность, упоминание которой может вас удивить: Стива Джобса. Согласно его авторизованному биографу, Уолтеру Айзексону, Джобс очень серьёзно относился к БП передового персонального компьютера Apple II и его разработчику, Роду Холту. Джобс, как утверждает Айзексон, заявлял следующее:

Вместо обычного линейного БП, Холт создал такой, который использовался в осциллографах. Он включал и выключал энергию не 60 раз в секунду, а тысячи раз; это позволяло ему сохранять энергию на гораздо меньших промежутках времени, в результате чего он испускал гораздо меньше тепла. «Этот импульсный БП был таким же революционным, как логическая плата Apple II, — сказал позже Джобс. – Рода не часто хвалят за это в книжках по истории, а должны были бы. Сегодня все компьютеры используют ИБП, и все они скопированы со схемы Рода Холта».

Это серьёзное заявление показалось мне не слишком достоверным, и я провёл своё расследование. Я обнаружил, что, хотя ИБП и были революционными, эта революция произошла в конце 1960-х и середине 1970-х, когда ИБП приняли эстафету у простых, но неэффективных линейных БП. Apple II, появившийся в 1977, получил преимущества этой революции, но не вызывал её.

Исправление джобсовской версии событий – не какая-то мелочь из инженерной области. Сегодня ИБП представляют собой повсеместный оплот всего, мы используем их ежедневно для зарядка наших смартфонов, планшетов, ноутбуков, камер и даже некоторых автомобилей. Они питают часы, радио, домашние аудиоусилители, и другую мелкую бытовую технику. Спровоцировавшие эту революцию инженеры заслуживают признания своих заслуг. Да и вообще, это весьма интересная история.

БП в настольных компьютерах, таких, как Apple II, преобразует переменный линейный ток в постоянный ток, и выдаёт очень стабильное напряжение для питания системы. БП можно сконструировать множеством разных способов, но чаще всего встречаются линейные и импульсные схемы.

Со всеми бородавками

В прошлом небольшие электронные устройства обычно использовали громоздкие БП-трансформаторы, получившие уничижительное прозвище «стенные бородавки». В начале XXI века технологические улучшения позволили начать практическое применение компактных импульсных источников питания малой энергии для питания небольших устройств. С падением стоимости импульсных AC/DC адаптеров они быстро заменили собой громоздкие БП у большинства домашних устройств.

Apple превратила зарядник в хитроумное устройство, представила прилизанную зарядку для iPod в 2001 году, внутри которой был компактный обратноходовой преобразователь под управлением интегральных схем (слева на картинке). Вскоре получили широкое распространение USB-зарядки, а ультракомпактный зарядник в виде дюймового куба от Apple, появившись в 2008, стал культовым (справа).

Самые модные зарядники высокого уровня подобного типа сегодня используют полупроводники на основе нитрида галлия, способные переключаться быстрее кремниевых транзисторов, и потому более эффективные. Развивая технологии в другом направлении, сегодня производители предлагают USB-зарядки уже по цене меньше доллара, хотя и экономя при этом на качестве питания и системах безопасности.

* * *

Типичный линейный БП использует громоздкий трансформатор для преобразования высоковольтного AC в розетке в низковольтный AC, который затем превращается в низковольтный DC при помощи диодов, обычно четырёх штук, подключенных в классическую схему диодного моста. Для сглаживания выходного напряжения диодного моста применяются крупные электролитические конденсаторы. Компьютерные БП используют схему под названием линейный стабилизатор, уменьшающую напряжение DC до нужного уровня и удерживающую его на этом уровне даже при изменениях в нагрузке.

Линейные БП тривиальны в проектировании и создании. Они используют дешёвые низковольтные полупроводниковые компоненты. Однако у них есть два больших минуса. Один – необходимость в использовании крупных конденсаторов и громоздких трансформаторов, которые никак нельзя запихнуть в нечто столь маленькоё, лёгкое и удобное, как зарядники, которые мы все используем для наших смартфонов и планшетов. Другой – схема линейного стабилизатора, основанная на транзисторах, превращает излишнее напряжение DC – всё, что выше необходимого уровня – в паразитное тепло. Поэтому такие БП обычно теряют более половины потребляемой энергии. И им часто требуются крупные металлические радиаторы или вентиляторы, чтобы избавляться от этого тепла.

ИБП работает на другом принципе: линейный вход AV превращается в высоковольтный DC, который включается и выключается десятки тысяч раз в секунду. Высокие частоты позволяют использовать гораздо более мелкие и лёгкие трансформаторы и конденсаторы. Особая схема точно управляет переключениями для контроля выходного напряжения. Поскольку таким БП не нужны линейные стабилизаторы, они теряют очень мало энергии: обычно их эффективность достигает 80-90%, и в итоге они гораздо меньше греются.

Однако ИБП обычно гораздо более сложные, чем линейные, и их сложнее проектировать. Кроме того, они выдвигают больше требований к компонентам, и нуждаются в высоковольтных транзисторах, способных эффективно включаться и выключаться с высокой частотой.

Должен упомянуть, что некоторые компьютеры использовали БП, не являвшиеся ни линейными, ни импульсными. Одной грубой, но эффективной техникой было запитать мотор от розетки и использовать его для раскрутки генератора, выдававшего необходимое напряжение. Мотор-генераторы использовались несколько десятилетий, по меньшей мере, с момента появления машин от IBM с перфокартами в 1930-х и до 1970-х, питая, среди прочего, суперкомпьютеры Cray.

Ещё один вариант, популярный с 1950-х и вплоть до 1980-х, использовал феррорезонансные трансформаторы – особый тип трансформаторов, дающих на выходе постоянное напряжение. Также в 1950-х для регулирования напряжения ламповых компьютеров использовался дроссель насыщения, контролируемая катушка индуктивности. В некоторых современных БП для ПК он вновь появился под именем «магнитного усилителя», давая дополнительное регулирование. Но в итоге все эти старые подходы уступили место ИБП.

Принципы, лежащие в основе ИБП, известны инженерам-электрикам с 1930-х, однако эта технология редко использовалась в эру электронных ламп. В то время в некоторых БП использовались специальные ртутные лампы, тиратроны, и их можно считать примитивными, низкочастотными импульсными стабилизаторами. Среди них — REC-30, питавшая телетайп в 1940-х, а также блок питания компьютера IBM 704 от 1954 года. Но с появлением в 1950-х силовых транзисторов ИБП начали быстро улучшаться. Pioneer Magnetics начала производить ИБП в 1958. General Electric выпустила ранний проект транзисторного ИБП в 1959.

В 1960-е НАСА и аэрокосмическая индустрия стала основной движущей силой в развитии ИБП, поскольку для аэрокосмических нужд преимущества малого размера и высокой эффективности имели приоритет перед большой стоимостью. К примеру, в 1962-м спутник Telstar (первый спутник, начавший передачу телевидения) и ракета «Минитмен» использовали ИБП. Годы шли, цены пали, и ИБП начали встраивать в потребительскую технику. К примеру, в 1966 Tektronix использовала ИБП в портативном осциллографе, что позволяло ему работать как от розетки, так и от батареек.

Тенденция ускорялась по мере того, как производители начали продавать ИБП другим компаниям. В 1967 RO Associates представила первый ИБП на 20 КГц, который назвала первым коммерчески успешным примером ИБП. Nippon Electronic Memory Industry Co. начала разработку стандартизованных ИБП в Японии в 1970. К 1972 году большинство производителей БП продавали ИБП или готовились к их выпуску.

Примерно в это время индустрия компьютеров начала использовать ИБП. Среди ранних примеров – микрокомпьютер PDP-11/20 от Digital Equipment 1969 года, и микрокомпьютер 2100A от Hewlett-Packard 1971 года. В публикации 1971 года заявлялось, что среди компаний, использующих ИБП, отметились все главные игроки рынка: IBM, Honeywell, Univac, DEC, Burroughs и RCA. В 1974 в списке микрокомпьютеров, использующих ИБП, отметились Nova 2/4 от Data General, 960B от Texas Instruments и системы от Interdata. В 1975 ИБП использовались в терминале HP2640A, похожем на пишущую машинку Selectric Composer от IBM, и в портативном компьютере IBM 5100. К 1976 году Data General использовала ИБП в половине своих систем, а HP – в мелких системах типа 9825A Desktop Computer и 9815A Calculator. ИБП начали появляться и в домашних устройствах, например, в некоторых цветных телевизорах к 1973 году.

ИБП часто освещались в электронных журналах той эпохи, как в виде рекламы, так и в статьях. Ещё в 1964 году Electronic Design рекомендовал использовать ИБП из-за более высокой эффективности. На обложке от октября 1971 года журнала Electronics World красовался ИБП на 500 Вт, а название статьи гласило: «Блок питания с импульсным стабилизатором». Computer Design в 1972 детально описывал ИБП и постепенный захват ими компьютерного рынка, хотя упомянул и о скептицизме некоторых компаний. На обложке Electronic Design 1976 года было написано «Переключаться внезапно стало легче», и описывалась новая интегральная схема управления ИБП. В журнале Electronics была длинная статья на эту тему; в Powertec были двухстраничные рекламные материалы о преимуществах ИБП со слоганом «The big switch is to switchers» [большие изменения для переключателей]; Byte объявлял о выпуске ИБП для микрокомпьютеров компанией Boschert.

Роберт Бошерт, уволившийся с работы и начавший собирать БП у себя на кухне в 1970-м, был ключевым разработчиком этой технологии. Он концентрировался на упрощении схем, чтобы сделать импульсные БП конкурентными по цене с линейными, и к 1974 году уже выпускал недорогие БП для принтеров в промышленных количествах, а потом в 1976 выпустил и недорогие ИБП на 80 Вт. К 1977 Boschert Inc. выросла до компании из 650 человек. Она делала БП для спутников и истребителя Grumman F-14, а позже – компьютерные БП для HP и Sun.

Появление недорогих высоковольтных высокочастотных транзисторов в конце 1960-х и начале 1970-х, выпускаемых такими компаниями, как Solid State Products Inc. (SSPI), Siemens Edison Swan (SES) и Motorola, помогло вывести ИБП в мейнстрим. Более высокие частоты переключения повышали эффективность, поскольку тепло в таких транзисторах рассеивалось в основном в момент переключения между состояниями, и чем быстрее устройство могло совершать этот переход, тем меньше энергии оно тратило.

Частоты транзисторов в то время увеличивались скачкообразно. Транзисторная технология развивалась так быстро, что редакторы Electronics World в 1971 могли заявлять, что БП на 500 Вт, представленный на обложке журнала, невозможно было произвести всего на 18 месяцев ранее.

Ещё один заметный прорыв случился в 1976, когда Роберт Маммано, сооснователь Silicon General Semiconductors, представил первую интегральную схему для контроля ИБП, разработанную для электронного телетайпа. Его контроллер SG1524 кардинально упростил разработку БП и уменьшил их стоимость, что вызвало всплеск продаж.

К 1974 году, плюс-минус пару лет, каждому человеку, хотя бы примерно представлявшему себе состояние индустрии электроники, было ясно, что происходит реальная революция в конструкциях БП.

Лидеры и последователи: Стив Джобс демонстрирует персональный компьютер Apple II в 1981 году. Впервые представленный в 1977, Apple II выиграл от промышленного сдвига от громоздких линейных БП к небольшим и эффективным импульсным. Но Apple II не запустил этот переход, как позже утверждал Джобс.

Персональный компьютер Apple II представили в 1977. Одной из его особенностью был компактный ИБП без вентилятора, дававший 38 Вт мощности и напряжение в 5, 12, –5, и –12 В. Он использовал простую схему Холта, ИБП с топологией обратноходового офлайнового преобразователя. Джобс заявил, что сегодня каждый компьютер копирует революционную схему Холта. Но была ли эта схема революционной в 1977? И скопировал ли её каждый производитель компьютеров?

Нет и нет. Похожие обратноходовые преобразователи в то время уже продавали Boschert и другие компании. Холт получил патенты на парочку особенностей своего БП, но их так и не стали широко использовать. А создание управляющей схемы из дискретных компонентов, как сделали для Apple II, оказалось технологическим тупиком. Будущее ИБП принадлежало специализированным интегральным схемам.

Если и был микрокомпьютер, оказавший долгосрочное влияние на проектирование БП, это был IBM Personal Computer, запущенный в 1981. К тому времени, всего через четыре года после выхода Apple II, технология БП серьёзно изменилась. И хотя оба этих ПК использовали ИБП с топологией обратноходового офлайнового преобразователя и несколькими выходами, это и всё, что между ними было общего. Контуры питания, управления, обратной связи и стабилизации были разными. И хотя БП для IBM PC использовал контроллер на интегральной схеме, в нём было почти в два раза больше компонентов, чем в БП от Apple II. Дополнительные компоненты давали дополнительную стабилизацию выходного напряжения и сигнал «качественное питание», когда все четыре напряжения были верными.

В 1984 году IBM выпустила значительно обновлённую версию ПК, под названием IBM Personal Computer AT. Его БП использовал множество новых схем, полностью отказавшись от обратноходовой топологии. Он быстро стал стандартом де факто и оставался таковым до 1995 года, когда Intel представила форм-фактор ATX, который, как и другие вещи, определившие БП ATX, по сей день остаётся стандартом.

Но, несмотря на появление стандарта ATX, компьютерные системы питания стали сложнее в 1995 году, когда появился Pentium Pro – микропроцессор, требовавший меньшего напряжения и больших токов, чем БП ATX мог дать напрямую. Для такого питания Intel представил модуль регулирования напряжения (VRM) – импульсный преобразователь DC-DC, устанавливаемый рядом с процессором. Он уменьшал 5 В от БП до 3 В, используемых процессором. В графических картах многих компьютеров тоже есть VRM, питающий установленные в них высокоскоростные графические чипы.

Сегодня быстрому процессору от VRM может требоваться целых 130 Вт – что гораздо больше, чем полватта мощности, которые использовал процессор Apple II, 6502. Современный процессор в одиночку может использовать в три раза больше мощности, чем целый компьютер Apple II.

Растущее потребление энергии компьютерами стало причиной беспокойства, связанной с окружающей средой, в результате чего появились инициативы и законы, требующие более эффективных БП. В США правительственный сертификат Energy Star и промышленный 80 Plus требуют от производителей выдавать более «зелёные» БП. Им удаётся это сделать при помощи различных технологий: более эффективного энергопотребления в режиме ожидания, более эффективных стартовых схем, резонансных схем, уменьшающих потери питания в импульсных транзисторах, схемы типа active clamp, заменяющие импульсные диоды более эффективными транзисторами. Улучшения в технологиях силовых транзисторов MOSFET и высоковольтных кремниевых выпрямителей, произошедшие в последние десять лет, также послужили увеличению эффективности.

Технология ИБП продолжает развиваться и другими путями. Сегодня, вместо аналоговых схем, многие поставщики используют цифровые чипы и программные алгоритмы, контролирующие выход. Разработка контроллера БП стала как вопросом проектирования железа, так и вопросом программирования. Цифровое управление питанием позволяет поставщикам общаться с остальной системой с большей эффективностью и вести логи. И хотя эти цифровые технологии по большей части используются в серверах, они начинают влиять на разработку настольных ПК.

Сложно увязать всю эту историю с мнением Джобса о том, что Холт должен быть известен шире, или что «Рода не часто хвалят за это в книжках по истории, а должны были бы». Даже самые лучшие разработчики БП не становятся известными за пределами крохотного сообщества. В 2009 году редакторы Electronic Design пригласили Бошерта в свой «Инженерный зал славы». Роберт Маммано получил награду «достижения всей жизни» в 2005 году от редакторов Power Electronics Technology. Руди Севернс получил другую такую награду в 2008 году за инновации в ИБП. Но никто из этих светил в области проектирования БП даже не отмечен в Википедии.

Часто повторяемое мнение Джобса о том, что Холта незаслуженно не заметили, привело к тому, что работу Холта описывают в десятках популярных статей и книжек про Apple, от «Реванша нердов» Пола Киотти, появившейся в журнале California в 1982, до биографии Джобса, бестселлера за авторством Айзексона, вышедшего в 2011. Так что весьма иронично, что, хотя его работа над Apple II вовсе не была революционной, Род Холт, вероятно, стал самым известным разработчиком БП всех времён.

Computer Power Supply — Схема и работа

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

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

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

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

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

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

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

Классификация источников питания и их различные типы

Блок питания — это часть оборудования, которое используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для многих частей внутри электрического устройства.Каждый источник энергии должен управлять своей нагрузкой, которая к нему подключена. В зависимости от конструкции блок питания может получать энергию от различных типов источников энергии, таких как системы передачи электроэнергии, электромеханические системы, такие как генераторы и генераторы переменного тока, преобразователи солнечной энергии, устройства хранения энергии, такие как аккумулятор и топливные элементы, или другие источник питания. Существуют два типа источников питания: переменного и постоянного тока. В зависимости от электрических характеристик электрического устройства оно может использовать питание переменного или постоянного тока.

Что такое блок питания?

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

Блок-схема источника питания

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

Блок-схема источника питания и пошаговое преобразование 230 В переменного тока в 12 В постоянного тока обсуждаются ниже.

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

Блок-схема источника питания

Классификация источников питания и их различные типы

Здесь мы обсудим различные типы источников питания, которые существовали на рынке.В таблице ниже указаны основные типы источников питания для следующих условий.

ВЫХОД = DC

ВЫХОД = AC

ВХОД = AC

  • Настенная бородавка
  • Настольные источники питания
  • Изолирующий трансформатор
  • Источник переменного тока
  • Преобразователь частоты

ВХОД = DC

Источник переменного тока

Различные напряжения переменного тока генерируются с помощью трансформатора.Трансформатор может иметь несколько обмоток или ответвлений, и в этом случае прибор использует переключатели для выбора различных уровней напряжения. В качестве альтернативы можно использовать регулируемый трансформатор (регулируемый автотрансформатор) для непрерывного изменения напряжения. Некоторые источники переменного тока включают измерители для контроля напряжения, тока и / или мощности.

Переменный источник питания переменного тока

Нерегулируемый линейный источник питания

Нерегулируемый источник питания содержит понижающий трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и спускной резистор.Этот тип источника питания из-за простоты является наименее дорогостоящим и наиболее надежным для требований низкого энергопотребления. Главный недостаток — непостоянство выходного напряжения. Оно будет варьироваться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, и пульсации не подходят для электронных приложений. Пульсации можно уменьшить, заменив конденсатор фильтра на фильтр LC (индуктор-конденсатор), но стоимость его возрастет.

Нерегулируемый линейный источник питания

Входной трансформатор

Входной трансформатор используется для преобразования входящего линейного напряжения до необходимого уровня источника питания.Он также изолирует выходную цепь от сети. Здесь мы используем понижающий трансформатор.

Выпрямитель

Выпрямитель, используемый для преобразования входящего сигнала из формата переменного тока в необработанный постоянный ток. Пожалуйста, обратитесь по этим ссылкам. Доступны различные типы выпрямителей: однополупериодный и двухполупериодный выпрямители.

Фильтр-конденсатор

Пульсирующий постоянный ток от выпрямителя подается на сглаживающий конденсатор. Это устранит нежелательную рябь в пульсирующем постоянном токе.

Сглаживающий резистор

Сглаживающий резистор

также известен как резистор стока источника питания. Он подключается к конденсаторам фильтра для отвода накопленного заряда, поэтому источник питания системы не представляет опасности.

Программируемый источник питания

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

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

Блок питания компьютера

Блок питания в компьютере часть оборудования, которая используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера.Он преобразует переменный ток в постоянный.

Он также контролирует перегрев с помощью управляющего напряжения, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

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

Регулируемый линейный источник питания

Регулируемый линейный источник питания аналогичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо резистора утечки используется трехконтактный стабилизатор. Основная цель этого источника питания — обеспечить нагрузку требуемым уровнем мощности постоянного тока. Источник питания постоянного тока использует источник переменного тока в качестве входа. Для разных приложений требуются разные уровни атрибутов напряжения, но в настоящее время источники питания постоянного тока обеспечивают точное выходное напряжение. И это напряжение регулируется электронной схемой, так что оно обеспечивает постоянное выходное напряжение в широком диапазоне выходных нагрузок.Блок-схема регулируемого источника питания

Здесь представлена ​​основная принципиальная схема регулируемого линейного источника питания, представленная ниже.

Регулируемый линейный источник питания

Основные характеристики этого источника питания включают следующее.

  • КПД этого источника питания колеблется от 20 до 25%.
  • В качестве магнитных материалов, используемых в этом источнике питания, используются сердечники из CRGO или стали.
  • Он более надежный, менее сложный и громоздкий.
  • Дает более быстрый ответ.

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

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

Сглаживание

После выпрямления из сигнала переменного тока необходимо сглаживать постоянный ток, чтобы удалить изменяющийся уровень напряжения.Для этой цели обычно используются конденсаторы большой емкости.

Регулятор напряжения

Линейный регулятор имеет активное (BJT или MOSFET) проходное устройство (последовательное или шунтирующее), управляемое дифференциальным усилителем с высоким коэффициентом усиления. Он сравнивает выходное напряжение с точным опорным напряжением и регулирует проходное устройство для поддержания постоянного уровня выходного напряжения. Есть два основных типа линейных источников питания. Узнайте больше о различных типах регуляторов напряжения с принципом работы.

Регулятор серии

Это наиболее широко используемые регуляторы для линейных источников питания.Как следует из названия, в схему помещается последовательный элемент, как показано на рисунке ниже, и его сопротивление изменяется с помощью управляющей электроники, чтобы гарантировать, что правильное выходное напряжение генерируется для потребляемого тока.

Концепция последовательного регулятора напряжения или последовательного регулятора прохода

Шунтирующий регулятор

Шунтирующий регулятор менее широко используется в качестве основного элемента в регуляторе напряжения. При этом переменный элемент размещается поперек нагрузки, как показано ниже. Сопротивление истока установлено последовательно со входом, а шунтирующий регулятор регулируется, чтобы гарантировать, что напряжение на нагрузке остается постоянным.

Шунтирующий регулятор напряжения с обратной связью

Импульсный источник питания (SMPS)

SMPS имеет выпрямитель, фильтрующий конденсатор, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но он более сложен, чем другие источники питания, которые мы обсуждали.

Импульсный источник питания

Показанная выше схема представляет собой простую блок-схему. Напряжение переменного тока выпрямляется до нерегулируемого постоянного напряжения с помощью последовательного транзистора и регулятора. Этот постоянный ток прерывается до постоянного высокочастотного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер трансформатора и позволяет использовать источник питания гораздо меньшего размера.Недостатки этого типа источника питания состоят в том, что все трансформаторы должны изготавливаться по индивидуальному заказу, а сложность источника питания не подходит для низкопроизводительных или экономичных применений с низким энергопотреблением. Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать все о SMPS.

Импульсный источник питания (SMPS)

Источник бесперебойного питания (ИБП)

ИБП — это резервный источник питания, который в случае сбоя или колебаний напряжения дает достаточно времени для правильного выключения системы или для резервного генератора. запускать.ИБП обычно состоит из группы аккумуляторных батарей и схем измерения и кондиционирования мощности. Кроме того, ознакомьтесь с принципиальной схемой ИБП и различными типами, пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о принципиальной схеме и работе ИБП.

Источник бесперебойного питания (ИБП)

Источник питания постоянного тока

Источник постоянного тока — это источник постоянного напряжения, который обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока для своей нагрузки. Согласно его плану, источник питания постоянного тока может управляться от источника постоянного тока или от источника переменного тока, такого как сеть электропитания.

Источник питания постоянного тока

Это все о различных типах источников питания, включая линейные источники питания, импульсный источник питания, источник бесперебойного питания. Кроме того, для реализации проектов в области электроники и электротехники или любой информации о типах источников питания вы можете оставить свой отзыв, чтобы дать свои предложения, комментарии в разделе комментариев ниже.

Терминология БП | Питание и охлаждение ПК

ДИАПАЗОН РАБОТЫ:

Минимальные и максимальные пределы входного напряжения, в пределах которых источник питания будет работать в соответствии со спецификациями.Рекомендуется использовать источник питания с широким диапазоном входных сигналов, когда напряжение в сети подвержено резким скачкам и перепадам напряжения.


ЭФФЕКТИВНОСТЬ:

Отношение выходной мощности к входной, выраженное в процентах.


EMI:

Электромагнитные помехи — это шум, возникающий при переключении источника питания. Кондуктивные электромагнитные помехи — часть, отраженная обратно в линию электропередачи, обычно контролируется сетевым фильтром.Излучаемые электромагнитные помехи, та часть, которая излучается в свободное пространство, подавляются заключением схемы в металлический корпус. FCC регулирует уровни кондуктивного и излучаемого излучения.


PFC:

Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности (ватт) к полной мощности (вольт x ампер или ВА). Стандартный источник питания имеет коэффициент мощности 0,70–0,75, а источник питания с активной коррекцией коэффициента мощности (PFC) имеет коэффициент мощности 0,95–0,99. Блок питания с коррекцией коэффициента мощности лучше способен преобразовывать ток в мощность.Это приводит к более низкому пиковому току и более низкому гармоническому току, что снижает нагрузку на проводку, автоматические выключатели и трансформаторы.


ВЫХОДНОЙ ТОК:

Максимальный ток, который может непрерывно потребляться от выхода источника питания. Материнские платы ПК и карты расширения потребляют ток 5 В. Приводные двигатели потребляют ток 12 В.


РЕГУЛИРОВКА НАГРУЗКИ:

Изменение выходного напряжения из-за того, что выходная нагрузка изменяется от минимума до максимума, при сохранении всех остальных факторов постоянными.Выражается в процентах от номинального выходного напряжения. Источник питания с жесткой регулировкой нагрузки обеспечивает оптимальное напряжение независимо от конфигурации системы.


РЕГУЛИРОВКА ЛИНИИ:

Изменение выходного напряжения из-за изменения входного напряжения при сохранении всех остальных факторов постоянными. Выражается в процентах от номинального выходного напряжения. Источник питания с жесткой регулировкой линии обеспечивает оптимальное напряжение во всем рабочем диапазоне.


ПЕРЕХОДНЫЙ ОТВЕТ:

Время, необходимое для того, чтобы выходное напряжение вернулось в пределы диапазона регулирования после изменения нагрузки на 50%.Блок питания с быстрым переходным откликом снизит риск ошибок чтения / записи во время доступа.


RIPPLE:

Величина переменного напряжения, накладываемого на выход постоянного тока, указывается в размахе напряжения или выражается в процентах от номинального выходного напряжения. Блок питания с чистым выходом постоянного тока необходим для компьютеров с высокоскоростными процессорами и микросхемами памяти.


ВРЕМЯ ОЖИДАНИЯ:

Период времени после потери входной мощности, в течение которого выходная мощность блока питания остается в указанных пределах.Адекватное время удержания позволяет компьютеру работать в течение времени переключения, требуемого ИБП.


ПИТАНИЕ ХОРОШИЙ СИГНАЛ:

Схема задержки, используемая для инициализации компьютера и подачи логического сигнала при низком линейном напряжении.


ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ:

Цепь, отключающая источник питания, если выходное напряжение превышает указанный предел.


ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ:

Схема, защищающая блок питания и компьютер от чрезмерного тока, включая ток короткого замыкания.


УТВЕРЖДЕНИЕ АГЕНТСТВА:

UL, CSA и TUV — это агентства по безопасности, которые проверяют такие спецификации, как расстояние между компонентами, инсоляция HI-pot, токи утечки, воспламеняемость печатной платы и температурный рейтинг.


РАБОЧАЯ ТЕМПЕРАТУРА:

Диапазон температур окружающей среды, в котором источник питания может безопасно работать.


РЕЙТИНГ ВЕНТИЛЯТОРА:

Расход воздуха в кубических футах в минуту.Увеличение воздушного потока на 100% снизит рабочие температуры системы на 50% по сравнению с окружающей средой. С каждым снижением температуры на 10 ° C (18 ° F) срок службы системы удваивается. (Уравнение Аррениуса)


ШУМ:

Акустический шум в дБ (А) на расстоянии 1 метра. Логарифмическая шкала. Каждое уменьшение на 3 дБ означает уменьшение шума на 50%. Проблемы включают шаг и скорость лопастей вентилятора, размер ступицы, глубину Вентури, качество подшипников и расположение компонентов источника питания.


Среднее время безотказной работы:

Среднее время наработки на отказ. Измерение относительной надежности источника питания, основанное на фактических рабочих данных или рассчитанное в соответствии с MIL-HDBK-217.


Цепи, различные типы и их работа

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

Что такое блок питания?

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

Схема источника питания

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

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

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

Блок-схема источника питания

Различные типы источников питания

Различные типы источников питания классифицируются следующим образом.

1) Импульсный источник питания с переключаемым режимом

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

SMPS — Switched Mode Power Supply

2) Источник бесперебойного питания

ИБП (источник бесперебойного питания) — это электрическое устройство, которое позволяет ПК продолжать работу на некоторое время из-за пропадания основного питания.Это устройство также защищено от перетока энергии.

ИБП — источник бесперебойного питания

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

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

3) Источник питания переменного тока

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

Источник питания переменного тока

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

4) Источник питания постоянного тока

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

Источник питания постоянного тока

5) Регулируемый источник питания

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

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

Регулируемый источник питания

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

6) Программируемый источник питания

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

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

7) Блок питания компьютера

Блок питания в компьютер — это часть оборудования, которая используется для преобразования мощности, подаваемой из розетки, в полезную мощность для нескольких частей компьютера.Он преобразует переменный ток в постоянный.

Он также контролирует перегрев с помощью управляющего напряжения, которое может изменяться вручную или автоматически в зависимости от источника питания. Блок питания или блок питания также называют преобразователем мощности или блоком питания.

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

8) Линейный источник питания

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

  • Эффективность этого источника питания колеблется от 20 до 25%.
  • В качестве магнитных материалов, используемых в этом источнике питания, используется сердечник из CRGO или нержавеющий сплав.
  • Он более надежный, менее сложный и громоздкий.
  • Дает более быстрый ответ.

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

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

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

Apple не произвела революцию в источниках питания; новых транзисторов сделал

Новая биография
Стив Джобс сделал замечательное заявление о блоке питания Apple II и его разработчике Роде Холте: [1]

Вместо обычного линейного источника питания Холт построил тот, который используется в осциллографах. Он включал и выключал питание не шестьдесят раз в секунду, а тысячи раз; это позволило ему сохранять энергию в течение гораздо меньшего времени и, следовательно, отбрасывать меньше тепла.«Этот импульсный источник питания был столь же революционным, как и материнская плата Apple II», — сказал позже Джобс. «Род не получил большого признания за это в учебниках истории, но он должен. Каждый компьютер теперь использует импульсные блоки питания, и все они копируют дизайн Рода Холта».

Мне показалось удивительным то, что в компьютерах теперь используются блоки питания, основанные на дизайне Apple II, поэтому я провел небольшое расследование. Оказывается, блок питания Apple не был революционным ни в концепции использования импульсного блока питания для компьютеров, ни в конкретной конструкции блока питания.Современные компьютерные блоки питания совершенно разные и не копируют дизайн Рода Холта. Оказывается, Стив Джобс делал свое обычное заявление о том, что все воруют революционные технологии Apple, что полностью противоречит действительности.

История импульсных блоков питания оказывается довольно интересной. Хотя большинство людей рассматривают блок питания как скучную металлическую коробку, на самом деле за этим стоит много технологических разработок. Фактически произошла революция в источниках питания в конце 1960-х — середине 1970-х годов, когда импульсные источники питания пришли на смену простым, но неэффективным линейным источникам питания, но это было за несколько лет до выхода Apple II в 1977 году.Заслуга этой революции должна быть достигнута за счет достижений в полупроводниковой технологии, в частности, усовершенствований переключающих транзисторов, а затем и инновационных ИС для управления импульсными источниками питания.

Некоторые сведения об источниках питания

В стандартном настольном компьютере источник питания преобразует сетевое напряжение переменного тока в постоянное, обеспечивая несколько тщательно регулируемых низких напряжений при высоких токах. Источники питания могут быть построены различными способами, но линейные и импульсные источники питания — это два метода, относящиеся к этому обсуждению.(См. Примечания для получения дополнительной информации об устаревших технологиях, таких как большие
механические мотор-генераторные системы [3] и феррорезонансные трансформаторы [4] [5].)

Типичный линейный источник питания использует громоздкий силовой трансформатор для преобразования 120 В переменного тока в низкое напряжение переменного тока, преобразует его в постоянное напряжение низкого напряжения с помощью диодного моста, а затем использует линейный регулятор для понижения напряжения до желаемого уровня. Линейный стабилизатор — это недорогой, простой в использовании компонент на основе транзистора, который преобразует избыточное напряжение в отходящее тепло для получения стабильного выходного сигнала.Линейные источники питания почти несложно спроектировать и изготовить. [6] Однако одним большим недостатком является то, что они обычно расходуют около 50-65% энергии в виде тепла [7], часто требуя больших металлических радиаторов или вентиляторов для отвода тепла. Второй недостаток — они большие и тяжелые. С другой стороны, компоненты (кроме трансформатора) в линейных источниках питания должны работать только с низким напряжением, а выход очень стабильный и бесшумный.

Импульсный источник питания работает по совершенно другому принципу: быстрое включение и выключение питания, а не превращение избыточной мощности в тепло.В импульсном источнике питания входная линия переменного тока преобразуется в высоковольтный постоянный ток, а затем источник питания включает и выключает постоянный ток тысячи раз в секунду, тщательно контролируя время переключения, чтобы выходное напряжение в среднем составляло желаемое значение. Теоретически энергия не тратится зря, хотя на практике КПД составляет 80% -90%. Импульсные источники питания намного эффективнее, выделяют гораздо меньше тепла и намного меньше и легче линейных источников питания.
Основным недостатком импульсного источника питания является то, что он значительно сложнее линейного источника питания и намного сложнее в проектировании.[8] Кроме того, это гораздо более требовательно к компонентам, требуя транзисторов, которые могут эффективно включаться и выключаться на высокой скорости при большой мощности. Переключатели, катушки индуктивности и конденсаторы в импульсном источнике питания могут быть расположены в нескольких различных схемах (или топологиях) с такими названиями, как понижающий, повышающий, обратный, прямой, двухтактный, полуволновой и полноволновой. [9 ]

История импульсных источников питания до 1977 года

Принципы импульсных источников питания были известны с 1930-х годов [6] и строились из дискретных компонентов в 1950-х годах.[10] В 1958 году в компьютере IBM 704 использовался примитивный импульсный стабилизатор на основе электронных ламп. [11] Компания Pioneer Magnetics начала производство импульсных источников питания в 1958 году [12] (а спустя десятилетия внесла ключевое новшество в блоки питания для ПК [13]). Компания General Electric опубликовала первый проект импульсного источника питания в 1959 году [14]. В 1960-х годах аэрокосмическая промышленность и НАСА [15] были основной движущей силой разработки импульсных источников питания, поскольку преимущества небольшого размера и высокой эффективности компенсировали высокую стоимость.[16] Например, НАСА использовало переключение источников питания для спутников [17] [18], таких как Telstar в 1962 году. [19]

Компьютерная промышленность начала использовать импульсные блоки питания в конце 1960-х годов, и их популярность неуклонно росла.
Примеры включают миникомпьютер PDP-11/20 в 1969 г. [20] Honeywell h416R в 1970 г. [21] и мини-компьютер Hewlett-Packard 2100A в 1971 г. [22] [23]
К 1971 году компании, использующие импульсные регуляторы, «читали как« Кто есть кто »в компьютерной индустрии: IBM, Honeywell, Univac, DEC, Burroughs и RCA, и это лишь некоторые из них.»[21]
В 1974 году HP использовала импульсный источник питания для миникомпьютера 21MX, [24] Data General для Nova 2/4, [25] Texas Instruments для 960B, [26] и Interdata для своих мини-компьютеров. [27]
В 1975 году HP использовала автономный импульсный источник питания в дисплейном терминале HP2640A, [28] Matsushita для своего миникомпьютера управления трафиком [29] и IBM для своего типа пишущей машинки Selectric Composer [29] и портативного компьютера IBM 5100. . [30]
К 1976 году Data General использовала импульсные блоки питания для половины своих систем, Hitachi и Ferranti использовали их [29], настольный компьютер Hewlett-Packard 9825A [31] и калькулятор 9815A [32] использовали их, а decsystem 20 [33] — большой импульсный блок питания.К 1976 году в жилых комнатах появились импульсные источники питания, питающие цветные телевизионные приемники. [34] [35]

Импульсные блоки питания также стали популярными продуктами для производителей блоков питания, начиная с конца 1960-х годов.
В 1967 году RO Associates представила первый импульсный источник питания 20 кГц [36], который, как они утверждают, также был первым коммерчески успешным импульсным источником питания [37]. NEMIC начала разработку стандартизированных импульсных источников питания в Японии в 1970 году.[38]
К 1972 году большинство производителей блоков питания предлагали импульсные блоки питания или собирались их предложить. [5] [39] [40] [41] [42]
HP продала линейку импульсных источников питания мощностью 300 Вт в 1973 году [43], а также компактный импульсный источник питания мощностью 500 Вт [44] и импульсный импульсный источник питания мощностью 110 Вт [45] в 1975 году. К 1975 году импульсные источники питания составляли 8% мощности. рынок поставок и быстро растет, движимый улучшенными компонентами и желанием иметь меньшие блоки питания для таких продуктов, как микрокомпьютеры. [46]

Импульсные источники питания были представлены в журналах по электронике того времени, как в рекламных объявлениях, так и в статьях.В 1964 году компания Electronic Design рекомендовала импульсные источники питания для повышения эффективности [47].
На обложке журнала Electronics World за октябрь 1971 года был представлен импульсный блок питания мощностью 500 Вт и статья «Блок питания импульсного регулятора».
В большой статье о блоках питания в Computer Design в 1972 г. подробно обсуждались импульсные блоки питания и растущее использование импульсных блоков питания в компьютерах, хотя в ней упоминается, что некоторые компании по-прежнему скептически относятся к импульсным источникам питания [5].
В 1973 году Electronic Engineering опубликовала подробную статью «Импульсные источники питания: зачем и как».[42]
В 1976 году обложка журнала Electronic Design [48] была озаглавлена ​​«Внезапно переключиться стало проще», описывая новые ИС контроллера импульсного источника питания,
Электроника опубликовала большую статью об импульсных источниках питания [29].
Powertec разместила двухстраничную рекламу преимуществ своих импульсных источников питания с крылатой фразой «Большой переключатель — это переключатели» [49], а журнал Byte объявил о импульсных источниках питания Boschert для микрокомпьютеров [50].

Ключевым разработчиком импульсных блоков питания был Роберт Бошерт, который бросил свою работу и в 1970 году начал собирать блоки питания на своем кухонном столе.[51] Он сосредоточился на упрощении импульсных источников питания, чтобы сделать их экономически конкурентоспособными по сравнению с линейными источниками питания, и к 1974 году он начал массовое производство недорогих источников питания для принтеров [51] [52], за которым последовали недорогие источники питания. стоимость импульсного блока питания мощностью 80 Вт в 1976 г. [50] К 1977 году Boschert Inc выросла до компании с 650 сотрудниками [51], которая производила блоки питания для спутников и истребителей F-14 [53], а затем блоки питания для таких компаний, как HP [54] и Sun.
Люди часто думают, что настоящее время — уникальное время для технологических стартапов, но Бошерт показывает, что стартапы на кухонном столе происходили даже 40 лет назад.

Развитие импульсных источников питания в 1970-х годах было в значительной степени обусловлено новыми компонентами. [55]
Номинальное напряжение переключаемых транзисторов часто было ограничивающим фактором [5], поэтому появление в конце 1960-х — начале 1970-х годов высокоэффективных, высокоскоростных и мощных транзисторов по низкой цене значительно увеличило популярность импульсных источников питания [5]. ] [6] [21] [16]
Технология транзисторов развивалась так быстро, что коммерческий блок питания мощностью 500 Вт, представленный на обложке журнала Electronics World в 1971 году, не мог быть построен с транзисторами всего 18 месяцев назад.[21]
Как только силовые транзисторы смогут выдерживать сотни вольт, источники питания смогут отказаться от тяжелого силового трансформатора с частотой 60 Гц и работать в автономном режиме непосредственно от сетевого напряжения. Более высокие скорости переключения транзисторов позволили использовать более эффективные и гораздо меньшие блоки питания.
Введение интегральных схем для управления импульсными источниками питания в 1976 году широко рассматривается как начало эры импульсных источников питания за счет их радикального упрощения. [10] [56]

К началу 1970-х годов стало ясно, что происходит революция.Производитель блоков питания Уолт Хиршберг заявил в 1973 году, что «революция в конструкции блоков питания, происходящая в настоящее время, не будет завершена до тех пор, пока трансформатор на 60 Гц не будет почти полностью заменен» [57]. В 1977 году во влиятельной книге по источникам питания говорилось, что » считалось, что импульсные регуляторы совершают революцию в отрасли электроснабжения »[58].

Apple II и его блок питания

Персональный компьютер Apple II был представлен в 1977 году. Одной из его особенностей был компактный импульсный блок питания без вентилятора, который обеспечивал мощность 38 Вт при 5, 12, -5 и -12 вольт.Блок питания Холта Apple II имеет очень простую конструкцию с автономной топологией обратноходового преобразователя. [59]

Стив Джобс сказал, что теперь каждый компьютер копирует революционный дизайн Рода Холта [1]. Но революционен ли этот дизайн? Был ли он сорван с любого другого компьютера?

Как показано выше, импульсные блоки питания использовались на многих компьютерах к моменту выпуска Apple II. Конструкция не является особенно революционной, поскольку аналогичные простые автономные обратноходовые преобразователи продавались Boschert [50] [60] и другими компаниями.В долгосрочной перспективе создание схемы управления из дискретных компонентов, как это сделала Apple, было тупиковой технологией, поскольку будущее импульсных источников питания было за ИС контроллеров ШИМ [2]. Удивительно, что Apple продолжала использовать дискретные генераторы в источниках питания даже через Macintosh Classic, так как контроллеры IC были представлены в 1975 году. [48] Apple действительно перешла на контроллеры IC, например, в Performa [61] и iMacs. [62]

Блок питания, который Род Холт разработал для Apple, был достаточно инновационным, чтобы получить патент [63], поэтому я подробно изучил патент, чтобы увидеть, есть ли какие-нибудь менее очевидные революционные особенности.В патенте описаны два механизма защиты источника питания от неисправностей. Первый (пункт 1) — это механизм безопасного запуска генератора через вход переменного тока. Второй механизм (пункт 8) возвращает избыточную энергию от трансформатора к источнику питания (особенно при отсутствии нагрузки) через зажимную обмотку на трансформаторе и диод.

Это блок питания AA11040-B для Apple II Plus. [59] Питание переменного тока поступает слева, фильтруется, проходит через большой переключающий транзистор к обратноходовому трансформатору в середине, выпрямляется диодами справа (на радиаторах), а затем фильтруется конденсаторами справа.Схема управления находится внизу. Фотография использована с разрешения kjfloop, Copyright 2007.

Механизм запуска переменного тока не использовался Apple II, [59] но использовался Apple II Plus, [64] Apple III, [65] Lisa, [66] Macintosh, [67] и Mac 128K через Classic. [ 68] Я не смог найти никаких источников питания сторонних производителей, которые используют этот механизм [69], за исключением блока питания телевизора 1978 года [70], и он стал устаревшим из-за контроллеров IC, поэтому этот механизм, похоже, не повлиял на блок питания компьютера дизайн.

Второй механизм в патенте Холта, зажимная обмотка и диод для возврата мощности в обратном преобразователе, использовался в различных источниках питания до середины 1980-х годов, а затем исчез.
Некоторые примеры — источник питания Boschert OL25 (1978), [60]
Apple III (1980), [65]
Документация по источникам питания Apple (1982 г.), [59]
Жесткий диск Tandy (1982 г.), [71]
Тэнди 2000 (1983), [72] [73]
Яблочная Лиза (1983), [66]
Apple Macintosh (1984 г.), [67]
Commodore Model B128 (1984), [74]
Тэнди 6000 (1985), [75]
а также
От Mac Plus (1986) до Mac Classic (1990).[68]
Эта обмотка с обратным зажимом, по-видимому, была популярна в Motorola в 1980-х годах, она фигурирует в техническом описании микросхемы контроллера MC34060 [76], руководстве разработчика 1983 года [77] (где обмотка описывалась как обычная, но необязательная) и в примечании к применению 1984 года . [78]

Является ли этот зажим обратного хода намоткой на инновации Холта, которые сорвали другие компании? Я так и думал, пока не нашел книгу по источникам питания 1976 года, в которой подробно описывалась эта обмотка [35], которая испортила мой рассказ. (Также обратите внимание, что в прямых преобразователях (в отличие от обратных преобразователей) эта зажимная обмотка использовалась еще в 1956 году [79] [80] [81], поэтому ее применение в обратном преобразователе в любом случае не кажется большим скачком. .)

Одним из вызывающих недоумение аспектов обсуждения источников питания в книге Стива Джобса [1] является утверждение, что источник питания Apple II «похож на те, что используются в осциллографах», поскольку осциллографы — это всего лишь одно небольшое применение для переключения источников питания. Это заявление, по-видимому, возникло из-за того, что Холт ранее разработал импульсный источник питания для осциллографов [82], но нет другой связи между источником питания Apple и источниками питания осциллографов.

Наибольшее влияние Apple II на индустрию блоков питания оказала Astec — гонконгская компания, производившая блоки питания.До выхода Apple II Astec была малоизвестным производителем импульсных инверторов постоянного тока. Но к 1982 году Astec стала ведущим в мире производителем импульсных источников питания, почти полностью опираясь на бизнес Apple, и удерживала первое место в течение ряда лет. [83] [84] В 1999 году Astec была приобретена компанией Emerson [85], которая в настоящее время является второй по величине компанией в области энергоснабжения после Delta Electronics. [86]

Малоизвестный факт об источнике питания Apple II заключается в том, что он был первоначально собран калифорнийскими домохозяйками среднего класса как сдельная.[83] Однако по мере роста спроса строительство источника питания было передано Astec, хотя оно стоило на 7 долларов больше. К 1983 году Astec производила 30 000 блоков питания Apple в месяц. [83]

Блоки питания post-Apple

В 1981 году был выпущен IBM PC, который оказал долгосрочное влияние на конструкции блоков питания компьютеров. Блоки питания для оригинального ПК IBM 5150 производились компаниями Astec и Zenith. [83] В этом источнике питания мощностью 63,5 Вт используется обратная схема, управляемая микросхемой контроллера источника питания NE5560.[87]

Я буду подробно сравнивать блок питания для ПК IBM 5150 с блоком питания Apple II, чтобы показать их общие черты и различия. Оба они представляют собой автономные источники питания с обратным ходом и несколькими выходами, но это почти все, что у них общего. Несмотря на то, что в блоке питания ПК используется контроллер IC, а в Apple II используются дискретные компоненты, в блоке питания ПК используется примерно в два раза больше компонентов, чем в блоке питания Apple II. В то время как в блоке питания Apple II используется генератор переменной частоты, построенный на транзисторах, в блоке питания ПК используется генератор ШИМ фиксированной частоты, обеспечиваемый микросхемой контроллера NE5560.В ПК используются оптоизоляторы для обеспечения обратной связи по напряжению с контроллером, а в Apple II используется небольшой трансформатор. Apple II напрямую управляет силовым транзистором, в то время как ПК использует управляющий трансформатор. ПК проверяет все четыре выхода мощности на соответствие нижнему и верхнему пределам напряжения, чтобы убедиться, что питание хорошее, и выключает контроллер, если какое-либо напряжение выходит за пределы спецификации. Apple II вместо этого использует лом SCR на выходе 12 В, если это напряжение слишком высокое. В то время как обратноходовой трансформатор ПК имеет одну первичную обмотку, Apple II использует дополнительную первичную фиксирующую обмотку для возврата мощности, а также другую первичную обмотку для обратной связи.ПК обеспечивает линейное регулирование от источников питания 12 В и -5 В, а Apple II — нет. В ПК используется вентилятор, а в Apple II — нет. Понятно, что блок питания IBM 5150 не «сдирает» конструкцию блоков питания Apple II, поскольку между ними почти нет ничего общего. А позже конструкции блоков питания стали еще более разными.

Блок питания IBM PC AT стал де-факто стандартом для блоков питания компьютеров. В 1995 году Intel представила спецификацию материнской платы ATX [88], а блок питания ATX (вместе с вариантами) стал стандартом для блоков питания настольных компьютеров, при этом компоненты и конструкции часто ориентированы именно на рынок ATX.[89]

Компьютерные системы питания стали более сложными с появлением в 1995 году модуля регулятора напряжения (VRM) для Pentium Pro, который требовал более низкого напряжения при более высоком токе, чем источник питания мог обеспечить напрямую. Для обеспечения этого питания Intel представила VRM — импульсный стабилизатор постоянного тока, установленный рядом с процессором, который снижает 12 вольт от источника питания до низкого напряжения, используемого процессором [90]. (Если вы разгоняете свой компьютер, именно VRM позволяет поднять напряжение.) Кроме того, видеокарты могут иметь собственный VRM для питания высокопроизводительного графического чипа. Быстрому процессору может потребоваться 130 Вт от VRM. Сравнение этого с половиной ватта мощности, используемой процессором Apple II 6502 [91], показывает огромный рост энергопотребления современных процессоров. Один только современный процессорный чип может использовать более чем в два раза мощность всего компьютера IBM 5150 или в три раза больше, чем Apple II.

Поразительный рост компьютерной индустрии привел к тому, что потребление энергии компьютерами стало причиной беспокойства об окружающей среде, что привело к появлению инициатив и нормативных актов, направленных на повышение эффективности источников питания.[92] В США сертификация Energy Star и 80 PLUS [93] подталкивает производителей к производству более эффективных «зеленых» источников питания.
Эти источники питания обеспечивают большую эффективность с помощью различных методов: более эффективное резервное питание, более эффективные схемы запуска, резонансные схемы (также известные как мягкое переключение и ZCT или ZVT), которые снижают потери мощности в переключающих транзисторах за счет отсутствия питания протекает через них, когда они выключаются, и схемы «активного зажима» для замены переключающих диодов более эффективными транзисторными схемами.[94] Усовершенствования в технологии MOSFET-транзисторов и высоковольтных кремниевых выпрямителей за последнее десятилетие также привели к повышению эффективности. [92]

Источники питания могут более эффективно использовать мощность сети переменного тока с помощью метода коррекции коэффициента мощности (PFC). [95] Активная коррекция коэффициента мощности добавляет еще одну схему переключения перед основной цепью питания. Специальная микросхема контроллера PFC переключает его с частотой до 250 кГц, аккуратно извлекая плавное количество энергии из источника питания для создания постоянного высокого напряжения, которое затем подается в обычную схему импульсного источника питания.[13] [96] PFC также иллюстрирует, как блоки питания превратились в товар с очень тонкой маржой, где доллар — это большие деньги. Активная коррекция коэффициента мощности считается особенностью высокопроизводительных источников питания, но ее фактическая стоимость составляет всего около 1,50 доллара США [97].

На протяжении многих лет для блоков питания IBM PC использовалось множество различных микросхем контроллеров, конструкций и топологий, как для поддержки различных уровней мощности, так и для использования преимуществ новых технологий. [98] Микросхемы контроллеров, такие как NE5560 и SG3524, были популярны в ранних ПК IBM.[99] Микросхема TL494 стала очень популярной в конфигурации полумоста, [99] самой популярной конструкции в 1990-х. [100] Серия UC3842 также была популярна для конфигураций прямого преобразователя. [99]
Стремление к повышению эффективности сделало двойные прямые преобразователи более популярными [101], а коррекция коэффициента мощности (PFC) сделала контроллер CM6800 очень популярным [102], поскольку одна микросхема управляет обеими цепями. В последнее время стали более распространены прямые преобразователи, которые генерируют только 12 В, с использованием преобразователей постоянного тока для получения очень стабильных 3.Выходы 3 В и 5 В. [94]
Более подробную информацию о современных источниках питания можно получить из многих источников. [103] [104] [98] [105]

В этом типичном блоке питания XT мощностью 150 Вт используется популярная полумостовая конструкция. Фильтр переменного тока на входе справа. Слева от него находится схема управления / драйвера: микросхема TL494 вверху управляет маленьким желтым приводным трансформатором внизу, который управляет двумя переключающими транзисторами на радиаторах внизу. Слева от него находится больший желтый главный трансформатор с вторичными диодами и регулятором на радиаторах и выходной фильтром слева.Этот полумостовой блок питания полностью отличается от конструкции Apple II с обратной связью. Право на фотографию принадлежит larrymoencurly, использовано с разрешения.

Современные компьютеры содержат удивительный набор импульсных источников питания и регуляторов. Современный источник питания может содержать переключающую схему PFC, переключающий обратноходовой источник питания для резервного питания, переключающий прямой преобразователь для генерации 12 вольт, переключающий преобразователь постоянного тока в постоянный для генерации 5 вольт и переключающий преобразователь постоянного тока в постоянный ток для генерации 3 .3 вольта, [94] поэтому блок питания ATX можно рассматривать как пять различных импульсных блоков питания в одной коробке. Кроме того, на материнской плате есть импульсный регулятор VRM для питания процессора, а на видеокарте есть еще один VRM, всего семь коммутируемых источников питания в типичном настольном компьютере.

Технология импульсных источников питания продолжает развиваться. Одно из разработок — цифровое управление и цифровое управление питанием. [106] Вместо использования аналоговых схем управления микросхемы цифрового контроллера оцифровывают управляющие входы и используют программные алгоритмы для управления выходами.Таким образом, проектирование контроллера источника питания становится вопросом программирования в такой же степени, как и проектирования аппаратного обеспечения. Цифровое управление питанием позволяет источникам питания обмениваться данными с остальной системой для повышения эффективности и ведения журналов. Хотя сейчас эти цифровые технологии в основном используются для серверов, я ожидаю, что в конечном итоге они перейдут на настольные компьютеры.

Подводя итог, можно сказать, что исходный блок питания для ПК IBM 5150 почти во всех отношениях отличался от блока питания Apple II, за исключением того, что оба блока питания были обратноходовыми.Более современные блоки питания не имеют ничего общего с Apple II. Абсурдно утверждать, что блоки питания копируют дизайн Apple.

Известные конструкторы импульсных источников питания

Стив Джобс сказал, что Род Холт должен быть более известен благодаря разработке источника питания для Apple II: «Род не получил большого признания в учебниках истории, но он должен» [1].
Но даже в лучшем случае разработчики блоков питания не известны за пределами очень небольшого сообщества. Роберт Бошерт был занесен в Зал славы электронной инженерии Electronic Design в 2009 году за работу в области энергоснабжения.[51]
Роберт Маммано получил награду за заслуги перед Power Electronics Technology в 2005 году за начало производства ИС для контроллеров с ШИМ [10]. В 2008 году Руди Севернс получил награду за заслуги перед Power Electronics Technology за свои инновации в импульсных источниках питания. [107] Но никто из этих людей даже не известен в Википедии. Другим крупным новаторам в этой области уделяется еще меньше внимания. [108] Я неоднократно сталкивался с работой Эллиота Джозефсона, который проектировал спутниковые системы питания в начале 1960-х годов [18], имеет множество патентов на источники питания, включая Tandy 6000 [75], и даже номер его патента напечатан на Apple II Plus. и платы источника питания Osborne 1 [59], но он, похоже, полностью не распознан.

Ирония в комментарии Стива Джобса о том, что Роду Холту не уделяют должного внимания, заключается в том, что работа Рода Холта описана в десятках книг и статей об Apple, от «Мести ботаников» в 1982 году [109] до бестселлера «Стив» 2011 года. Биография Джобса, которая делает Рода Холта самым известным дизайнером блоков питания за всю историю.

Заключение

Источники питания — это не скучные металлические коробки, как думает большинство людей; у них много интересной истории, во многом обусловленной усовершенствованием транзисторов, которые сделали импульсные источники питания практичными для компьютеров в начале 1970-х годов.Совсем недавно стандарты эффективности, такие как 80 PLUS, вынудили источники питания стать более эффективными, что привело к появлению новых конструкций. Apple II продавал огромное количество импульсных блоков питания, но его конструкция блока питания была технологическим тупиком, который не был «сорван» другими компьютерами.

Если вас интересуют блоки питания, вам также может понравиться моя статья «Крошечный, дешевый и опасный: внутри (поддельного) зарядного устройства для iPhone».

Примечания и ссылки

Я потратил слишком много времени на изучение источников питания, анализ схем и копание в старых журналах по электронике.Вот мои заметки и ссылки на случай, если они кому-то пригодятся. Мне было бы интересно услышать от разработчиков источников питания, которые имели непосредственный опыт разработки источников питания в 1970-х и 1980-х годах.

[1]
Стив Джобс, Уолтер Исааксон, 2011. Дизайн блока питания Рода Холта для Apple II обсуждается на странице 74. Обратите внимание, что описание импульсного блока питания в этой книге довольно искажено.

[2]
ШИМ: от одного чипа к гигантской отрасли, Джин Хефтман, Power Electronics Technology, стр 48-53, октябрь 2005 г.

[3]
Предварительное планирование площадки: компьютер Cray-1 (1975)
В Cray-1 использовались два мотор-генератора мощностью 200 л.с. (150 кВт) для преобразования входного переменного тока 250 А 460 В в регулируемую мощность 208 В, 400 Гц; каждый мотор-генератор был примерно 3900 фунтов. Мощность 208 В, 400 Гц подавалась на 36 отдельных источников питания, в которых использовались двенадцатифазные трансформаторы, но не было внутренних регуляторов. Эти блоки питания образуют 12 верстаков вокруг компьютера Cray.
Фотографии силовых компонентов Cray можно найти в Справочном руководстве по аппаратному обеспечению Cray-1 серии S (1981).Эта высокочастотная схема двигатель-генератор может показаться странной, но в IBM 370 использовалась аналогичная установка, см. Объявление: IBM System / 370 Model 145.

[4]
Во многих более крупных компьютерах для регулирования использовались феррорезонансные трансформаторы. Например, в блоке питания компьютера IBM 1401 использовался феррорезонансный регулятор мощностью 1250 Вт, см. Справочное руководство, 1401 Data Processing System (1961), стр. 13.
В HP 3000 Series 64/68/70 также использовались феррорезонансные трансформаторы, см. Руководство по установке компьютеров Series 64/68/70 (1986), стр. 2-3.DEC использовала феррорезонансные и линейные источники питания почти исключительно в начале 1970-х годов, в том числе и для PDP-8 / A (рисунок в «Выбор источника питания в сложных конструкциях слишком велик», Электроника, октябрь 1976 г., том 49, стр. 111).

[5]
«Источники питания для компьютеров и периферийных устройств», Computer Design, июль 1972 г., стр. 55-65. В этой длинной статье о блоках питания много говорится об импульсных блоках питания. Он описывает понижающую (последовательную), повышающую (шунтирующую), двухтактную (инверторную) и полную мостовую топологии.В статье говорится, что номинальное напряжение переключающего транзистора является ограничивающим параметром во многих приложениях, но «высоковольтные высокоскоростные транзисторы становятся все более доступными по низкой цене, что является важным фактором более широкого использования источников импульсных стабилизаторов».
В нем делается вывод, что «Доступность высоковольтных, высокомощных переключающих транзисторов по умеренным ценам дает дополнительный импульс использованию высокоэффективных импульсных обычных [sic] источников питания. В этом году ожидается существенное увеличение их использования.»

В статье также говорится: «Одной из наиболее спорных тем является продолжающаяся дискуссия о ценности импульсных источников питания для компьютерных приложений по сравнению с обычными последовательными транзисторными регуляторами». Это подтверждается некоторыми комментариями производителей. Одним из скептиков была компания Elexon Power Systems, которая «не считает импульсные регуляторы« ответом ». Они планируют раскрыть совершенно новый подход к источникам питания в ближайшем будущем ». Другой был Modular Power Inc, который «не рекомендовал переключать регуляторы, за исключением случаев, когда малый размер, легкий вес и высокая эффективность являются основными соображениями, как в портативном и бортовом оборудовании.«Sola Basic Industries» заявила, что «их инженеры очень скептически относятся к долговременной надежности импульсных стабилизаторов в практических конструкциях массового производства и прогнозируют проблемы с отказом транзисторов».

Раздел статьи, посвященный комментариям производителей, дает представление о технологиях в отрасли электроснабжения в 1972 году:
Hewlett Packard »указывает, что сегодня большое влияние оказывает доступность высокоскоростных, сильноточных и недорогих транзисторов, чему способствует нынешняя тенденция к импульсным стабилизаторам.Компания широко использует переключатели в полном спектре конструкций с высокой мощностью ».
Lambda Electronics «широко использует импульсные регуляторы на выходную мощность более 100 Вт», которые предназначены для предотвращения охлаждения вентилятором.
Компания Analog Devices предложила точные расходные материалы, в которых для повышения эффективности используются методы переключения.
RO Associates «считает, что рост числа импульсных источников питания является серьезным изменением в области проектирования источников питания». Они предлагали миниатюрные источники на 20 кГц и недорогие источники на 60 кГц.
Sola Basic Industries »прогнозирует, что производители мини-компьютеров будут использовать больше бестрансформаторных импульсных регуляторов в 1972 году для повышения эффективности и уменьшения размера и веса.»
Trio Laboratories «указывает на то, что производители компьютеров и периферийных устройств обращаются к переходным типам, потому что цены сейчас более конкурентоспособны, а приложения требуют меньшего размера».

[6]
Практическая конструкция импульсного источника питания, Марти Браун, 1990, стр. 17.

[7]
См. Раздел комментариев для подробного обсуждения эффективности линейного источника питания.

[8]
Поваренная книга по источникам питания, Марти Браун, 2001.
На странице 5 обсуждается относительное время разработки для различных технологий электропитания: линейный регулятор занимает 1 неделю общего времени разработки, а импульсный стабилизатор с ШИМ требует 8 человеко-месяцев.

[9]
Сводка различных топологий находится в обзорах SMPS и топологиях источников питания.
Подробности см. В Microchip AN 1114: Топологии SMPS и
Топологии импульсных источников питания

[10]

Лауреат премии за выслугу лет Роберт Маммано, Power Electronics Technology, сентябрь 2005 г., стр. 48-51. В этой статье Silicon General SG1524 (1975) описывается как ИС, открывшая эру импульсных регуляторов и импульсных источников питания.

[11]

Справочное руководство по проектированию заказчиков IBM: Блок питания 736, Блок питания 741, Блок распределения питания 746 (1958), стр. 60-17.Блок питания для компьютера 704 состоит из трех шкафов размером с холодильник, заполненных электронными лампами, предохранителями, реле, механическими таймерами и трансформаторами, потребляющими мощность 90,8 кВА. Он используется несколько методов регулирования, включая трансформаторы насыщаемых-реакторы и термистор на основе опорного напряжения. Выходы постоянного тока регулировались переключающим механизмом тиратрона с частотой 60 Гц. Тиратроны — это переключающие вакуумные лампы, которые управляют выходным напряжением (подобно триакам в обычном диммерном переключателе). Это можно рассматривать как импульсный источник питания (см. Источники питания, импульсные регуляторы, инверторы и преобразователи, Irving Gottlieb, pp 186-188).

[12]
В своей рекламе Pioneer Magnetics заявляет, что они разработали свой первый импульсный источник питания в 1958 году. Например, см. Electronic Design, V27, p216.

[13]
Источник питания с коэффициентом мощности Unity, патент 4677366. Pioneer Magnetics подала этот патент в 1986 году на активную коррекцию коэффициента мощности.
См. Также статью Pioneer Magnetics «Почему PFC? страница.

[14]
Один из первых импульсных источников питания был описан в
«Транзисторный преобразователь-усилитель мощности», Д. А. Пейнтер, General Electric Co.,
Конференция по твердотельным схемам, 1959, стр. 90-91.
Также см. Соответствующий патент 1960 г. 3067378 «Транзисторный преобразователь».

[15]
Исследование бездиссипативного преобразователя постоянного тока в преобразователь постоянного тока, Центр космических полетов Годдарда, 1964. Этот обзор транзисторных преобразователей постоянного тока показывает около 20 различных схем переключения, известных в начале 1960-х годов. Обратный преобразователь заметно отсутствует. Многие другие отчеты НАСА о преобразователях энергии за этот период доступны на сервере технических отчетов НАСА.

[16]
Подробная история импульсных источников питания представлена ​​в S.M.Phil. J. Watkins. дипломная работа Автоматическое тестирование импульсных источников питания, в главе
История и развитие импульсных источников питания до 1987 г.

[17]
История развития импульсных источников питания, TDK Power Electronics World. Это дает очень краткую историю импульсных источников питания. В TDK также есть удивительно подробное обсуждение импульсных источников питания в комической форме:
TDK Power Electronics World.

[18]
«Спутниковый источник питания с регулируемой шириной импульса»,
Электроника, февраль 1962 г., стр. 47-49.В этой статье Эллиота Джозефсона из Lockheed описывается ШИМ-преобразователь постоянного тока с постоянной частотой для спутников. См. Также патент 3219907 Устройство преобразования мощности.

[19]
Система энергоснабжения космического корабля, Telstar, 1963. Спутник Telstar получал энергию от солнечных батарей, сохраняя энергию в никель-кадмиевых батареях. Эффективность была критической для спутника, поэтому использовался импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока с понижающим преобразователем, преобразующим переменное напряжение батареи в стабильное -16 В постоянного тока при мощности до 32 Вт при КПД до 92%.Поскольку спутнику требовался широкий диапазон напряжений, до 1770 вольт для усилителя RF, были использованы дополнительные преобразователи. Регулируемый постоянный ток преобразовывался в переменный, подавался на трансформаторы и выпрямлялся для получения необходимых напряжений.

[20]
В некоторых моделях PDP, таких как PDP-11/20, использовался источник питания H720 (см. Руководство по PDP, 1969). Этот источник питания подробно описан в Руководстве по блоку питания и монтажной коробке H720 (1970). В источнике питания весом 25 фунтов используется силовой трансформатор для генерации 25 В постоянного тока, а затем импульсные регуляторы (понижающий преобразователь) для генерации 230 Вт регулируемого напряжения +5 и -15 вольт.Поскольку транзисторы той эпохи не могли работать с высоким напряжением, напряжение постоянного тока пришлось снизить до 25 вольт с помощью большого силового трансформатора.

[21]
«Источник питания импульсного регулятора», Electronics World, версия 86, октябрь 1971 г., стр. 43-47.
Эта длинная статья об импульсных источниках питания была размещена на обложке журнала Electronics World. Статью стоит поискать хотя бы для изображения импульсного источника питания самолета F-111, которое выглядит настолько сложным, что я почти ожидал, что он посадит самолет.Импульсные источники питания, обсуждаемые в этой статье, сочетают в себе импульсный инвертор постоянного и переменного тока с трансформатором для изоляции с отдельным понижающим или повышающим импульсным стабилизатором. В результате в статье утверждается, что импульсные блоки питания всегда будут дороже линейных блоков питания из-за двух каскадов. Однако современные блоки питания сочетают в себе оба этапа. В статье рассматриваются различные источники питания, в том числе импульсный блок питания мощностью 250 Вт, используемый в Honeywell h416R. В статье говорится, что импульсные блоки питания для стабилизаторов достигли совершеннолетия благодаря новым достижениям в области быстродействующих и мощных транзисторов.На обложке изображен импульсный блок питания мощностью 500 Вт, который, согласно статье, не мог быть построен с транзисторами, доступными всего полтора года назад.

[22]
Источник питания Bantam для мини-компьютера, Hewlett-Packard Journal, октябрь 1971 г. Подробная информация о схемах в патенте «Высокоэффективный источник питания» 3 852 655. Это автономный источник питания мощностью 492 Вт, использующий инверторы, за которыми следуют импульсные стабилизаторы на 20 В.

[23]
HP2100A был представлен в 1971 году с импульсным источником питания (см. Основные характеристики HP2100A).Утверждается, что он имеет первый импульсный источник питания в миникомпьютере 25 лет работы в режиме реального времени, но PDP-11/20 был раньше.

[24]
Компьютерная система питания для тяжелых условий эксплуатации, стр. 21, Hewlett-Packard Journal, октябрь 1974 г.
В миникомпьютере 21MX использовался автономный импульсный пререгулятор мощностью 300 Вт для генерации регулируемого постоянного тока 160 В, который подавался на переключающие преобразователи постоянного тока в постоянный.

[25]
Общее техническое руководство по данным Nova 2, 1974. В Nova 2/4 использовался импульсный стабилизатор для генерации 5 В и 15 В, в то время как в более крупном 2/10 использовался трансформатор постоянного напряжения.В руководстве говорится: «При более высоких токовых потерях, связанных с компьютером, потери [от линейных регуляторов] могут стать чрезмерными, и по этой причине часто используется импульсный стабилизатор, как в NOVA 2/4».

[26]
Модель 960B / 980B для обслуживания компьютеров Модель: источник питания
В блоке питания миникомпьютера Texas Instruments 960B использовался импульсный стабилизатор для источника питания 5 В мощностью 150 Вт и линейные регуляторы для других напряжений. Импульсный стабилизатор состоит из двух параллельных понижающих преобразователей, работающих на частоте 60 кГц и использующих переключающие транзисторы 2N5302 NPN (введены в 1969 году).Поскольку транзисторы имеют максимальное напряжение 60 В, в блоке питания используется трансформатор, чтобы понижать напряжение до 35 В, которое подается на регулятор.

[27]
Руководство по эксплуатации импульсных источников питания M49-024 и M49-026, Interdata, 1974. Эти автономные полумостовые источники питания обеспечивали мощность 120 Вт или 250 Вт и использовались в миникомпьютерах Interdata. В генераторе переключения используются микросхемы таймера 555 и 556.

[28]
2640A, журнал Hewlett-Packard, июнь 1975 г., стр. 15.«Импульсный источник питания был выбран из-за его эффективности и занимаемой площади».
Также техническая информация о терминале данных.
Другой интересный момент — это корпус, отлитый из структурной пены (p23), который очень похож на пластиковый корпус Apple II (см. Стр. 73 Стива Джобса), сделанный парой лет назад.

[29]
«В сложных конструкциях большое значение имеет выбор источников питания»,
Электроника, октябрь 1976 г., том 49. С. 107-114. В этой длинной статье подробно рассматриваются источники питания, в том числе импульсные.Обратите внимание, что Selectric Composer сильно отличается от популярной пишущей машинки Selectric.

[30]
Информационное руководство по обслуживанию портативного компьютера IBM 5100. IBM 5100 был портативным компьютером весом 50 фунтов, который использовал BASIC и APL, а также включал монитор и ленточный накопитель. Блок питания описан на стр. 4-61 как небольшой, высокомощный, высокочастотный импульсный импульсный стабилизатор, обеспечивающий 5 В, -5 В, 8,5 В, 12 В и -12 В.

[31]
Настольный компьютер HP 9825A 1976 года использовал импульсный стабилизатор для источника питания 5 В.Он также использовал формованный корпус из пеноматериала, предшествующий Apple II; см. 98925A Product Design, Hewlett-Packard Journal, июнь 1976 г., стр. 5.

[32]
Калькулятор среднего уровня обеспечивает большую мощность при меньших затратах. В журнале Hewlett-Packard Journal, июнь 1976 г. обсуждается импульсный источник питания 5 В, используемый в калькуляторе 9815A.

[33]
Блок питания DEC H7420 описан в Decsystem 20 Power Supply System Description (1976). Он содержит 5 импульсных регуляторов для обеспечения нескольких напряжений и обеспечивает мощность около 700 Вт.В источнике питания используется большой трансформатор для снижения линейного напряжения до 25 В постоянного тока, которое передается на отдельные импульсные регуляторы, которые используют понижающую топологию для получения желаемого напряжения (+5, -5, +15 или +20).

Миникомпьютер Decsystem 20 представлял собой большую систему, состоящую из трех шкафов размером с холодильник. Потребовалось внушительное трехфазное питание мощностью 21,6 кВт, которое регулируется комбинацией импульсных и линейных регуляторов. Он содержал семь источников питания H7420 и около 33 отдельных импульсных регуляторов, а также линейный стабилизатор для ЦП, который использовал -12 В постоянного тока при 490 А.

[34]
Импульсные источники питания для телевизионных приемников стали набирать обороты примерно в 1975–1976 годах. Philips представила TDA2640 для телевизионных импульсных источников питания в 1975 году. Philips опубликовала книгу «Импульсные источники питания в телевизионных приемниках в 1976 году. радио, как обсуждалось в Wireless World, v82, p52, 1976.

[35]
«Электронное управление мощностью и цифровые методы», Texas Instruments, 1976.В этой книге подробно рассматриваются импульсные источники питания.

В главе IV «Системы инвертора / преобразователя» описан простой источник обратноходового питания мощностью 120 Вт, использующий силовой транзистор BUY70B, управляемый тиристором. Следует отметить, что в этой схеме используется дополнительная первичная обмотка с диодом для возврата неиспользованной энергии источнику.

В главе V «Импульсные источники питания» описывается конструкция импульсного источника питания 5 В 800 Вт на основе автономного импульсного шунтирующего регулятора, за которым следует преобразователь постоянного тока в постоянный.Он также описывает довольно простой обратноходовой источник питания с несколькими выходами, управляемый SN76549, разработанный для цветного телевидения с большим экраном.

[36]
Основные этапы развития силовой электроники, Ассоциация производителей источников энергии.

[37]
В 1967 году RO Associates представила первый успешный импульсный источник питания, импульсный источник питания 20 кГц, 50 Вт, модель 210 (см. «RO сначала в импульсные источники питания», Электронный бизнес, том 9, 1983, стр. 36). К 1976 году они утверждали, что являются лидерами в области импульсных источников питания.В их патенте 1969 года 3564384 «Высокоэффективный источник питания» описан полумостовой импульсный источник питания, который удивительно похож на источники питания ATX, популярные в 1990-х годах, за исключением схем усилителя, управляющих ШИМ, а не повсеместной микросхемы контроллера TL494.

[38]
Компания Nippon Electronic Memory Industry Co (NEMIC, которая в итоге стала частью TDK-Lambda) начала разработку стандартизированных импульсных источников питания в 1970 году.
История корпорации ТДК-Лямбда.

[39]
«Я прогнозирую, что большинство компаний после нескольких неудачных попыток в области источников питания к концу 1972 года предложат ряд импульсных источников питания с приемлемыми характеристиками и ограничениями радиопомех.», стр. 46, Электронная техника, том 44, 1972 г.

[40]
Производитель блоков питания Coutant построил блок питания под названием Minic, используя «относительно новую технику импульсного стабилизатора». Инструментальная практика для управления технологическими процессами и автоматизации, Том 25, стр. 471, 1971.

[41]
«Импульсные источники питания выходят на рынок», стр. 71, Electronics & Power, февраль 1972 г.
Первый «бестрансформаторный» импульсный источник питания появился на рынке Великобритании в 1972 году, APT SSU1050, который представлял собой регулируемый импульсный источник питания мощностью 500 Вт с использованием полумостовой топологии.Этот 70-фунтовый блок питания считался легким по сравнению с линейными блоками питания.

[42]
В этой статье подробно рассказывается о импульсных источниках питания и описываются преимущества автономных источников питания. В нем описан миниатюрный импульсный источник питания полумоста MG5-20, созданный Advance Electronics.
В статье говорится: «Широкое применение микроэлектронных устройств подчеркнуло огромное количество обычных источников питания. Переключающие преобразователи теперь стали жизнеспособными и предлагают заметную экономию в объеме и весе.»
«Импульсные источники питания: зачем и как», Малкольм Бёрчалл, технический директор подразделения источников питания, Advance Electronics Ltd. Electronic Engineering, том 45, сентябрь 1973 г., стр. 73-75.

[43]
Высокоэффективные модульные источники питания с использованием импульсных регуляторов, Hewlett-Packard Journal, декабрь 1973 г., стр. 15-20. Серия 62600 обеспечивает мощность 300 Вт при использовании автономного импульсного источника питания с полумостовой топологией. Ключевым моментом было внедрение транзисторов на 400 В, 5 А с субмикросекундным временем переключения.«Полный импульсный регулируемый источник питания мощностью 300 Вт едва ли больше, чем просто силовой трансформатор эквивалентного источника с последовательным регулированием, и он весит меньше — 14,5 фунтов против 18 фунтов трансформатора».

[44]
Сильноточный источник питания для систем, которые широко используют 5-вольтовую логику ИС, Hewlett-Packard Journal, апрель 1975 г., стр. 14-19. Импульсный источник питания 62605M мощностью 500 Вт для OEM-производителей, размер и вес которых составляет 1/3 и 1/5 от линейных источников питания. Использует автономную полумостовую топологию.

[45]
Модульные источники питания: модели 63005C и 63315D: в этом источнике питания мощностью 110 Вт и 5 В используется топология автономного прямого преобразователя и конвекционное охлаждение без вентилятора.

[46]
«Проникновение коммутационных источников питания на рынок источников питания США вырастет с 8% в 1975 году до 19% к 1980 году. Это растущее проникновение соответствует мировой тенденции и представляет собой очень высокие темпы роста». Для такого прогнозируемого роста было указано несколько причин, в том числе «доступность более качественных компонентов, снижение […] общей стоимости и появление продуктов меньшего размера (таких как микрокомпьютеры), которые делают желательными блоки питания меньшего размера».
Электроника, Том 49. 1976. Стр. 112, врезка «Что насчет будущего?»

[47]
Сеймур Левин, «Импульсные регуляторы питания для повышения эффективности».»Electronic Design, 22 июня 1964 года. В этой статье описывается, как импульсные регуляторы могут повысить эффективность с менее чем 40 процентов до более чем 90 процентов с существенной экономией в размере, весе и стоимости.

[48]
На обложке журнала Electronic Design 13 от 21 июня 1976 г. написано: «Внезапно переключиться стало проще. Импульсные источники питания могут быть разработаны с использованием на 20–50 дискретных компонентов меньше, чем раньше. Одна ИС выполняет все функции управления, необходимые для включения. тянуть выходной дизайн.ИС называется регулирующим широтно-импульсным модулятором. Чтобы узнать, предпочитаете ли вы переключение, перейдите на страницу 125 ». На странице 125 есть статья« Управление импульсным источником питания с помощью одной схемы LSI », в которой описаны ИС импульсных источников питания SG1524 и TL497.

[49]
В 1976 году Powertec разместила двухстраничную рекламу, описывающую преимущества импульсных источников питания, под названием «Большой переход к коммутаторам». В этой рекламе описывались преимущества блоков питания: с удвоенной эффективностью они выделяли 1/9 тепла.У них были 1/4 размера и веса. Это обеспечило повышенную надежность, работало в условиях отключения электроэнергии и могло выдерживать гораздо более длительные перебои в подаче электроэнергии. Powertec продала линейку импульсных блоков питания мощностью до 800 Вт.
Они предложили импульсные источники питания для систем с дополнительной памятью, компьютерных мэйнфреймов, телефонных систем, дисплеев, настольных приборов и систем сбора данных.
Страницы 130-131, Электроника v49, 1976.

[50]
Журнал Byte, p100 В июне 1976 года был анонсирован новый импульсный источник питания Boschert OL80, обеспечивающий 80 Вт при двухфунтовом блоке питания по сравнению с 16 фунтами для менее мощного линейного блока питания.Это также было объявлено в Microcomputer Digest, февраль 1976 г., стр. 12.

[51]
Роберт Бошерт: Человек многих шляп меняет мир источников питания: он начал продавать импульсные источники питания в 1974 году, сосредоточившись на том, чтобы сделать импульсные источники питания простыми и недорогими. В заголовке говорится, что «Роберт Бошерт изобрел импульсный источник питания», что должно быть ошибкой редактора. В статье более обоснованно утверждается, что Бошерт изобрел недорогие импульсные источники питания для массового использования. В 1974 году он произвел в больших объемах недорогой импульсный источник питания.

[52]
Руководство по техническому обслуживанию коммуникационного терминала Diablo Systems HyTerm модели 1610/1620
показаны двухтактный источник питания Boschert 1976 года и полумостовой источник питания LH Research 1979 года.

[53]
Опыт Boschert с F-14 и спутниками рекламировался в рекламе Electronic Design, V25, 1977, где также упоминалось серийное производство Diablo и Qume.

[54]
Необычный импульсный источник питания использовался в компьютере HP 1000 A600 (см. Техническую и справочную документацию) (1983).Источник питания 440 Вт обеспечивал стандартные выходы 5 В, 12 В и -12 В, а также выход переменного тока 25 кГц 39 В, который использовался для распределения мощности на другие карты в системе, где она регулировалась. В автономном двухтактном источнике питания, разработанном Boschert, использовалась специальная микросхема HP IC, чем-то напоминающая TL494.

[55]
В 1971 году для поддержки автономных импульсных источников питания были представлены многочисленные линейки переключающих транзисторов 450 В, такие как серия SVT450, серия 40850–4085 от RCA и серия 700V SVT7000.

[56]
ШИМ: от одного чипа к гигантской отрасли, технология силовой электроники, октябрь 2005 г. В этой статье описывается история создания ИС управления источником питания, от SG1524 в 1975 году до отрасли с многомиллиардным оборотом.

[57]
«Революция в конструкции источников питания, происходящая в настоящее время, не будет завершена до тех пор, пока трансформатор на 60 Гц не будет почти полностью заменен», — Вальтер Хиршберг, ACDC Electronics Inc., Калифорния.
«Новые компоненты вызывают революцию в источниках питания», стр. 49, Canadian Electronics Engineering, v 17, 1973.

[58]
Импульсный и линейный источник питания, конструкция преобразователя мощности, Прессман, 1977 г.
«Импульсные регуляторы, которые совершают революцию в отрасли электроснабжения из-за их низких внутренних потерь, небольшого размера и веса, а также стоимости, конкурентоспособной по сравнению с традиционными последовательными или линейными источниками питания».

[59]
Несколько источников питания Apple описаны в документе Apple Products Information Pkg: Astec Power Supplies (1982).
Блок питания Apple II Astec AA11040 — это простой дискретный блок питания с обратным ходом и несколькими выходами.В нем используется переключающий транзистор 2SC1358. Выход 5 В сравнивается с стабилитроном и обратной связью управления и изолируется через трансформатор с двумя первичными обмотками и одной вторичной. В нем используется зажимная обмотка обратного диода.

AA11040-B (1980) имеет существенные модификации схемы обратной связи и управления. Он использует переключающий транзистор 2SC1875 и опорного напряжения TL431. AA11040-B, по-видимому, использовался для Apple II + и Apple IIe (см. Форум hardwaresecrets.com).Шелкография на печатной плате источника питания говорит о том, что она защищена патентом 4323961, который, как оказалось, является «автономным источником питания постоянного тока с обратным ходом», разработанным Эллиотом Джозефсоном и переданным Astec. Схема в этом патенте в основном представляет собой немного упрощенный AA11040-B. Изолирующий трансформатор обратной связи имеет одну первичную и две вторичные обмотки, противоположные AA11040. Этот патент также напечатан на плате блока питания Osborne 1 (см. Разборку Osborne 1), которая также использует 2SC1875.

В Apple III Astec AA11190 используется фиксирующая обмотка обратного диода, но не схема запуска переменного тока Холта.Используется переключающий транзистор 2SC1358; схема обратной связи / управления очень похожа на AA11040-B. В источнике питания дисковода Apple III Profile AA11770 использовалась фиксирующая обмотка обратного диода, переключающий транзистор 2SC1875; опять же, схема обратной связи / управления очень похожа на AA11040-B. AA11771 аналогичен, но добавляет еще один TL431 для выхода AC ON.

Интересно, что в этом документе Apple перепечатывает десять страниц «Руководства по источникам питания постоянного тока» HP (версия 1978 года, используемая Apple), чтобы предоставить справочную информацию о импульсных источниках питания.

[60]
Обратные преобразователи: твердотельное решение для недорогого импульсного источника питания, Электроника, декабрь 1978 г. В этой статье Роберта Бошерта описывается источник питания Boschert OL25, который представляет собой очень простой дискретно-компонентный источник обратноходового питания мощностью 25 Вт с 4 выходами. Он включает в себя зажимную обмотку обратного диода. Он использует опорный сигнал TL430 напряжения и оптрон для обратной связи с выхода 5V. В нем используется переключающий транзистор MJE13004.

[61]
В Macintosh Performa 6320 использовалась микросхема контроллера SMPS AS3842, как видно на этом рисунке.AS3842 — это версия контроллера тока UC3842 от Astec, который был очень популярен для прямых преобразователей.

[62]
Детали источника питания для iMac найти сложно, и используются разные источники питания, но, если собрать воедино различные источники, iMac G5, похоже, использует контроллер PFC TDA4863, пять силовых МОП-транзисторов 20N60C3, ШИМ-контроллер SG3845, напряжение TL431. ссылки и контроль мощности с помощью WT7515 и LM339. Также используется 5-контактный встроенный коммутатор TOP245, вероятно, для питания в режиме ожидания.

[63]
Источник питания постоянного тока, №4130862.
который был подан в феврале 1978 г. и выдан в декабре 1978 г. Блок питания, указанный в патенте, имеет некоторые существенные отличия от блока питания Apple II, созданного Astec. Большая часть управляющей логики находится на первичной стороне в патенте и вторичной стороне в фактическом источнике питания. Кроме того, в патенте обратная связь является оптической, и в ее источнике питания используется трансформатор. Блок питания Apple II не использует обратную связь по переменному току, описанную в патенте.

[64]
Подробное обсуждение блока питания Apple II Plus можно найти на сайте applefritter.com. В описании источник питания ошибочно называется топологией прямого преобразователя, но это топология обратного хода. Неудобно, что это обсуждение не соответствует схемам блока питания Apple II Plus, которые я нашел. Заметные различия: в схеме используется трансформатор для обеспечения обратной связи, в то время как в обсуждении используется оптоизолятор. Кроме того, обсуждаемый источник питания использует вход переменного тока для запуска колебаний транзистора, а схема — нет.

[65]
Apple III (1982 г.). Этот блок питания Apple III (050-0057-A) практически полностью отличается от блока питания Apple III AA11190. Это дискретный источник питания обратного хода с переключающим транзистором MJ8503, управляемым тиристором, фиксирующей обмоткой обратного хода и 4 выходами. Он использует схему запуска переменного тока Холта. Обратная связь по переключению контролирует выход -5 В с операционным усилителем 741 и подключается через трансформатор. Он использует линейный регулятор на выходе -5 В.

[66]
Яблочная Лиза (1983).Еще один дискретный источник питания с обратным ходом, но значительно более сложный, чем Apple II, с такими функциями, как резервное питание, дистанционное включение через симистор и выход +33 В. Для переключения в нем используется силовой транзистор MJ8505 NPN, управляемый тиристором. Он использует схему запуска переменного тока Холта. Обратная связь по переключению контролирует напряжение + 5 В (по сравнению с линейно регулируемым выходом -5 В) и подключается через трансформатор.

[67]
Блок питания Macintosh. Этот источник питания с обратным ходом использует обмотку диодных зажимов и схему запуска переменного тока Холта.В нем используется переключающий транзистор 2SC2335, управляемый дискретным генератором. Коммутационная обратная связь контролирует выход +12 В с помощью стабилитронов и операционного усилителя LM324 и подключается через оптоизолятор.

[68]
Схема Mac 128K,
Обсуждение Mac Plus. Этот источник питания с обратным ходом использует обмотку диодных зажимов и схему запуска переменного тока Холта. В нем используется переключающий транзистор 2SC2810, управляемый дискретными компонентами. Обратная связь по переключению контролирует выход 12 В и подключается через оптоизолятор.Интересно, что в этом документе утверждается, что блок питания, как известно, был склонен к сбоям из-за того, что в нем не использовался вентилятор.
Блок питания Mac Classic выглядит идентичным.

[69]
TEAM ST-230WHF 230 Вт импульсный источник питания.
Эта схема — единственный компьютерный блок питания стороннего производителя, который я обнаружил, который подает необработанный переменный ток в схему привода (см. R2), но я уверен, что это всего лишь ошибка чертежа. R2 должен подключаться к выходу диодного моста, а не к входу. Сравните с R3 в почти идентичной схеме привода в этом блоке питания ATX.

[70]
Микропроцессоры, микрокомпьютеры и импульсные источники питания, Брайан Норрис, Texas Instruments, McGraw-Hill Company, 1978 г. В этой книге описаны импульсные источники питания для телевизоров, которые используют сигнал переменного тока для запуска колебаний.

[71]
Блок питания жесткого диска Tandy (Astec AA11101). В этом обратноходовом источнике питания мощностью 180 Вт используется обмотка с зажимом диода. В нем используется переключающий транзистор 2SC1325A. В генераторе используются дискретные компоненты. Обратная связь от шины 5 В сравнивается с опорным напряжением TL431, а обратная связь использует трансформатор для изоляции.

[72]
Блок питания Tandy 2000 (1983 г.). Этот источник питания с обратным ходом мощностью 95 Вт использует микросхему контроллера MC34060, переключающий транзистор MJE12005 и имеет обмотку фиксатора обратного хода. Он использует MC3425 для контроля напряжения, имеет линейный регулятор для выхода -12 В и обеспечивает обратную связь на основе выходного сигнала 5 В по сравнению с опорным сигналом TL431, проходящим через оптоизолятор. На выходе 12 В используется стабилизатор магнитного усилителя.

[73]
В «Искусстве электроники» подробно обсуждается блок питания Tandy 2000 (стр. 362).

[74]
Модель Commodore B128. В этом источнике питания обратного хода используется обмотка с зажимом диода. Он использует MJE8501 переключающий транзистор, управляемый дискретных компонентов, а также переключающие мониторы обратной связи выходного 5V с использованием опорного TL430 и изолирующий трансформатор. Выходы 12 В и -12 В используют линейные регуляторы.

[75]
Tandy 6000 (Astec AA11082). В этом обратноходовом источнике питания мощностью 140 Вт используется обмотка с зажимом диода. Схема представляет собой довольно сложную дискретную схему, поскольку в ней используется повышающая схема, описанная в патенте Astec 4326244, также разработанном Эллиотом Джозефсоном.В нем используется переключающий транзистор 2SC1325A. У него немного необычный выход 24 В. Один выход 12 В линейно регулируется LM317, а выход -12 В управляется линейным регулятором MC7912, но другой выход 12 В не имеет дополнительной регулировки. Обратная связь осуществляется с выхода 5 В с использованием источника напряжения TL431 и развязывающего трансформатора. Здесь есть красивая фотография блока питания.

[76]
Документация на микросхему контроллера MC34060 (1982 г.).

[77]

Руководство разработчика по переключению цепей и компонентов источника питания, Руководство по режимам переключения, Motorola Semiconductors Inc., Паб. № SG79, 1983. R J. Haver.
Для обратного преобразователя фиксирующая обмотка описывается как дополнительная, но «обычно присутствует, чтобы позволить энергии, накопленной в реактивном сопротивлении утечки, безопасно возвращаться в линию вместо того, чтобы лавина переключающего транзистора».

[78]
«Обеспечение надежной работы силовых полевых МОП-транзисторов», примечание к приложению Motorola 929, (1984) показывает источник питания с обратным ходом, использующий MC34060 с фиксирующей обмоткой и диодом. Его можно скачать с datasheets.org.uk.

[79]
Для получения дополнительной информации о форвард-конвертерах см.
История прямого преобразователя, Switching Power Magazine, vol.1, No. 1, pp. 20-22, июл 2000 г.

[80]
Первый импульсный преобразователь с диодной обмоткой был запатентован в 1956 году компанией Philips, патент 2,920,259 «Преобразователь постоянного тока».

[81]
Другим патентом, показывающим обмотку с возвратной энергией с диодом, является патент Hewlett-Packard от 1967 года 3313998.

Импульсно-регуляторный источник питания с цепью возврата энергии

[82]
Маленькое королевство: частная история Apple Computer Майкл Мориц (1984) говорит, что Холт проработал в компании на Среднем Западе почти десять лет и помог спроектировать недорогой осциллограф (стр. 164).Стив Джобс, «Путешествие — награда», Джеффри Янг, 1988 г., утверждает, что Холт разработал импульсный источник питания для осциллографа за десять лет до прихода в Apple (стр. 118). Учитывая состояние импульсных источников питания в то время, это почти наверняка ошибка.

[83]
«Коммутационные блоки растут в чреве компьютеров»,
Электронный бизнес, том 9, июнь 1983 г., стр. 120-126. В этой статье подробно описывается бизнес-сторона импульсных источников питания. В то время как Astec была ведущим производителем импульсных блоков питания, Lambda была ведущим производителем блоков питания переменного и постоянного тока, поскольку продавала большие количества как линейных, так и импульсных источников питания.

[84]
«Стандарты: своевременное переключение источников питания», Electronic Business Today, vol 11, p74, 1985. В этой статье говорится, что Astec является ведущим в мире производителем блоков питания и лидером в области импульсных блоков питания. Astec выросла почти исключительно на поставках блоков питания Apple.
В этой статье также упоминаются компании-поставщики электроэнергии из «большой пятерки»: ACDC, Astec, Boschert, Lambda и Power One.

[85]
Astec становится 100% дочерней компанией Emerson Electric, Business Wire, 7 апреля 1999 г.

[86]
Отраслевой отчет о крупнейших энергоснабжающих компаниях за 2011 год — Power Electronics Industry News,
v 189, март 2011 г., консультанты по микротехнике.
Также,
Энергетическая промышленность продолжает марш к консолидации, Power Electronics Technology, май 2007 обсуждает различные консолидации.

[87]
Документация SAMS по фотофакту для IBM 5150 содержит подробную схему источника питания.

[88]
В Википедии представлен обзор стандарта ATX. Официальная спецификация ATX находится в формфакторах.орг.

[89]
ON Semiconductor имеет эталонные образцы блоков питания ATX, как и Fairchild. Некоторые ИС, разработанные специально для приложений ATX, — это SG6105 Power Supply Supervisor + Regulator + PWM, NCP1910 High Performance Combo Controller for ATX Power Supplies, ISL6506 Multiple Linear Power Controller with ACPI Control Interfaces, и SPX1580 Ultra Low Dropout Voltage Regulator.

[90]
Корпорация Intel представила рекомендацию о коммутационном преобразователе постоянного тока рядом с процессором в документе Intel AP-523 Pentium Pro Processor Power Distribution Guidelines, в котором приведены подробные характеристики модуля регулятора напряжения (VRM).Подробная информация об образце VRM приведена в разделе «Заправка мегапроцессора — обзор конструкции преобразователя постоянного тока в постоянный ток» с использованием UC3886 и UC3910. Более свежие спецификации VMR содержатся в Рекомендациях по проектированию Intel Voltage Regulator Module (VRM) и Enterprise Voltage Regulator-Down (EVRD) 11 (2009).

[91]
В техническом описании микропроцессоров R650X и R651X указано типичное значение рассеиваемой мощности 500 мВт.

[92]
Технологии преобразования энергии для компьютерных, сетевых и телекоммуникационных систем питания — прошлое, настоящее и будущее, М.М. Йованович, Лаборатория силовой электроники Delta, Международная конференция по преобразованию энергии и приводам (IPCDC), Санкт-Петербург, Россия, 8-9 июня 2011 г.

[93]
Программа 80 Plus описана в разделе «Сертифицированные источники питания и производители 80 PLUS», где описаны различные уровни 80 PLUS: бронзовый, серебряный, золотой, платиновый и титановый. Базовый уровень требует КПД не менее 80% при различных нагрузках, а более высокие уровни требуют все более высокого КПД. Первые блоки питания 80 PLUS вышли в 2005 году.

[94]
Несколько случайных примеров источников питания, которые сначала генерируют всего 12 В и используют преобразователи постоянного тока для генерации выходных сигналов 5 В и 3,3 В: Эталонный дизайн высокоэффективного блока питания ATX 255 Вт от ON Semiconductor (80 Plus Silver), NZXT HALE82 power обзор блока питания, обзор блока питания SilverStone Nightjar.

[95]
Источники питания используют только часть электроэнергии, подаваемой по линиям электропередач; это дает им плохой «коэффициент мощности», который тратит энергию и увеличивает нагрузку на нижние линии.Вы можете ожидать, что эта проблема возникает из-за быстрого включения и выключения импульсных источников питания. Однако плохой коэффициент мощности на самом деле происходит из-за начального выпрямления переменного и постоянного тока, которое использует только пики входного переменного напряжения.

[96]
Основы коррекции коэффициента мощности (PFC), Примечание по применению 42047, Fairchild Semiconductor, 2004.

[97]
Правильный выбор размеров и разработка эффективных источников питания
утверждает, что активная коррекция коэффициента мощности добавляет около 1,50 доллара к стоимости источника питания мощностью 400 Вт, активный фиксатор добавляет 75 центов, а синхронное выпрямление добавляет 75 центов.

[98]
Многие источники схем электроснабжения доступны в Интернете. Некоторые
андизм
danyk.wz.cz,
а также
smps.us.
Несколько сайтов, которые предоставляют загрузку схем источников питания, — это eserviceinfo.com и
elektrotany.com.

[99]
Информацию о типовой конструкции блока питания ПК см. В FAQ по SMPS. В разделах «Описание Боба» и «Комментарии Стива» обсуждаются типичные блоки питания для ПК на 200 Вт, использующие микросхему TL494 и конструкцию полумоста.

[100]
В тезисе 1991 г. говорится, что TL494 все еще использовался в большинстве импульсных блоков питания ПК (по состоянию на 1991 г.).Разработка импульсного источника питания 100 кГц (1991 г.). Мыс Техникон Тезисы и диссертации. Документ 138.

[101]
Введение в двухтранзисторную прямую топологию для источников питания с эффективностью 80 PLUS, EE Times, 2007.

[102]
hardwaresecrets.com заявляет, что CM6800 является самым популярным контроллером PFC / PWM. Это замена ML4800 и ML4824. CM6802 — более «зеленый» контроллер в том же семействе.

[103]
Анатомия импульсных источников питания, Габриэль Торрес, Hardware Secrets, 2006.В этом учебном пособии очень подробно описывается работа и внутреннее устройство блоков питания ПК с подробными изображениями реальных внутренних устройств блока питания. Если вы хотите точно знать, что делает каждый конденсатор и транзистор в блоке питания, прочтите эту статью.

[104]
Презентация источника питания ON Semiconductor’s Inside представляет собой подробное математическое руководство по работе современных источников питания.

[105]
Справочное руководство по источнику питания SWITCHMODE, ON Semiconductor. Это руководство содержит большое количество информации об источниках питания, топологиях и многих примерах реализации.

[106]
Некоторые ссылки по цифровому управлению питанием: «Дизайнеры обсуждают достоинства цифрового управления питанием», EE Times, декабрь 2006 г. Глобальный рынок ИС для цифрового управления питанием к 2017 году достигнет 1,0 миллиарда долларов. Системный контроллер цифровой ШИМ TI UCD9248. Эталонная цифровая схема питания переменного / постоянного тока с универсальным входом и коррекцией коэффициента мощности, EDN, апрель 2009 г.

[107]
Руди Севернс, лауреат премии за выслугу лет, Power Electronics Technology, сентябрь 2008 г., стр. 40-43.

[108]
Куда делись все гуру?, Технология силовой электроники, 2007.В этой статье обсуждается вклад многих новаторов в области блоков питания, включая Сола Гиндоффа, Дика Вайза, Уолта Хиршберга, Роберта Окада, Роберта Бошерта, Стива Голдмана, Аллена Розенштейна, Уолли Херсома, Фила Кётча, Яга Чопра, Уолли Херсома, Патрицио Винчиарелли и Марти Шлехта. .

[109]
История разработки Холтом источника питания для Apple II впервые появилась в статье Пола Чиотти «Месть ботаников» (не имеющей отношения к фильму) в журнале «Калифорния» в 1982 году.

Каковы причины отказа блока питания в компьютерной системе? | by Computers Mobile

Отказ источника питания в компьютерной системе — одна из самых неприятных ситуаций для пользователя.Чтобы избежать этой проблемы, необходимо правильно определить причины.

Источники питания являются основой компьютерной системы. Поэтому вам нужно помнить об этих необходимых мерах предосторожности, чтобы предотвратить сбои системы.

Основные причины сбоя источника питания

В ЦП есть устройство с именем SMPS (источник питания с переключаемым режимом). Чем дольше вы охлаждаете его, тем лучше будет ваша система. Импульсные источники питания используются для питания и передачи напряжения бытовой электросети и делают его пригодным для работы с компьютером.Напряженный SMPS может иногда взорваться, если он продолжает получать огромное количество тепла.

Каковы симптомы отказа блока питания?

** Странные шумы могут возникать с задней стороны корпуса, где находится шнур.
** При включении компьютера ничего не происходит. Иногда это может совпадать с миганием индикатора на рабочем столе.
** Система включается всего на секунду или две, а затем сразу выключается. Обычно это происходит из-за проблем с блоком питания и материнской платой.
** Компьютер некоторое время включен, а затем внезапно выключается без предупреждения. Он также может отображать синий экран смерти.
** Сегодняшние новые игры требуют, чтобы в системе были установлены видеокарты. Таким образом, для правильной работы им требуется много энергии. При покупке SMPS убедитесь, что у вас есть мощность и ток, необходимые для оборудования.

Как правило, такой ремонт компьютеров должен выполняться профессиональным специалистом в Банбери.

В чем причина отказа SMPS?

Любой блок питания подвержен выходу из строя.Однако вот список общих факторов, которые отправляют SMPS в могилу.

Возраст: Срок действия большинства гарантий обычно составляет от пяти до десяти лет. Но все равно нет никаких гарантий, так как срок службы зависит от использования системы.

Электрические помехи: молнии, скачки напряжения и т. Д. Колебания напряжения.

Грязь / посторонние вещества: сигаретный дым, домашняя пыль и т. Д.

Отказ от перегрева и / или вентиляции: Наиболее частой причиной отказа SMPS является перегрев.Убедитесь, что в вентиляции нет пыли и беспорядка. Кроме того, не храните ЦП в закрытом столе.

Что можно сделать, чтобы продлить срок службы ИИП?

Убедитесь, что вы не увеличиваете мощность до максимума с установленным дополнительным оборудованием.
Также убедитесь, что вы храните компьютер при температуре не выше 80 градусов по Фаренгейту.
Установите воздушный фильтр, чтобы воздух оставался чистым и свободным от пыли.

Наймите команду экспертов по установке компьютеров в Банбери, чтобы не только решить проблемы, но и получить продуманные идеи обслуживания.

Как работают блоки питания для ПК

Взгляните на мельчайшие детали того, что дает вашей установке мощь.

Блок питания (PSU) — один из компонентов ПК, который мы склонны принимать как должное. Он сидит в футляре, из него торчит куча проводов, и, может быть, время от времени мы вдыхаем в него немного воздуха, чтобы избавиться от пылевых кроликов. Но это, пожалуй, самая важная часть аппаратного обеспечения ПК, потому что она выполняет одну задачу: снабжает остальную часть машины необходимой ей электроэнергией.

К сожалению, электричество из розетки не подходит. Электронные устройства рассчитаны на использование электричества постоянного тока, а то, что выходит из стены, является переменным током. К тому же электричество от стены слишком мощное. Это означает, что основная роль блока питания заключается в преобразовании электроэнергии переменного тока в электричество постоянного тока на безопасном уровне.

Мы рассмотрим, как это делает блок питания, и собственное оборудование внутри него, которое делает это возможным. В качестве наглядного пособия мы будем вскрывать одну из них, чтобы обнажить ее внутренности.

Quick Primer: типы источников питания

Источники питания бывают двух основных типов: линейные и переключаемые.

Линейные источники питания проще, требуя всего нескольких шагов, чтобы преобразовать электричество переменного тока в электричество постоянного тока. Они постоянно расходуют энергию и обычно сбрасывают избыточную энергию в виде тепла и требуют более крупных компонентов для обеспечения высокой мощности. Это ограничивает их в основном приложениями с меньшей мощностью. В чем они действительно хороши, так это в том, что на их выходе мало шума, и настольные принадлежности лабораторного уровня часто бывают линейными по этой причине.

Импульсный источник питания, с другой стороны, имеет внутренний переключатель, который контролирует поток электричества, поступающего в остальную часть источника питания. Хотя это добавляет сложности, у него есть несколько преимуществ. Во-первых, источник питания потребляет меньше электроэнергии, чем линейный источник питания. Во-вторых, при переключении генерируется высокочастотный переменный ток, что, в свою очередь, позволяет уменьшить размеры некоторых компонентов, таких как катушки индуктивности и трансформаторы. Обратной стороной является то, что переключение создает много шума, который необходимо отфильтровать на выходе и, возможно, экранировать, чтобы предотвратить утечку.

Из переменного тока в постоянный: этапы процесса источника питания

Как уже упоминалось, основная задача источника питания заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. Как только электричество постоянного тока вырабатывается, оно преобразует его в соответствующие напряжения для использования компонентами. Это немного усложняется, если принять во внимание другие особенности, поэтому вот блок-схема с разбивкой:

Блок-схема блока питания ПК. Красные линии — это переменный ток, зеленые — постоянный ток.

Вот изображение блока питания, который мы изучаем, с выделенными частями, которые выполняют все эти шаги.Если вас интересует белая липкая пленка и пластиковые листы, она призвана свести к минимуму вибрации, а пластиковые листы должны изолировать компоненты от соприкосновения друг с другом или с шасси, к которому подключен заземляющий провод.

Шаг 1. Фильтрация переменного тока на входе

Электроэнергия, выходящая из стены, очень шумная по ряду причин. Первый шаг — отфильтровать как можно больше шума, используя комбинацию конденсаторов (известных как конденсаторы X и Y) и катушек индуктивности.Кроме того, может быть некоторая схема защиты, аналогичная той, что используется в устройствах защиты от перенапряжения, для защиты от внезапных скачков тока.

Если источник питания имеет физический переключатель напряжения, вход либо переходит в цепь удвоителя напряжения, либо продолжает работать. Удвоитель напряжения используется, когда на входе 115 В, так что остальной блок питания должен работать только с 230 В независимо от фактического входа. Если есть активная коррекция коэффициента мощности, то она позаботится об этом шаге. Таким образом, если источник питания потребляет 115–230 В без физического переключателя, есть большая вероятность, что он имеет активную коррекцию коэффициента мощности.

На этом рисунке показана основная часть фильтрации переменного тока и части выпрямления переменного тока, описанные в шаге 2. Винты в середине радиатора прикрепляют диод для коррекции коэффициента мощности (описанный в шаге 3) и пару переключающие полевые МОП-транзисторы (отвечающие за переключение, описанное в шаге 4).

Шаг 2 — Выпрямление и фильтрация

Электричество, идущее от стены, попеременно то положительное, то отрицательное. Это заставляет ток течь вперед и назад по проводам, не производя никакой реальной работы с течением времени.Выпрямители преобразуют переменный ток в чисто положительный, как показано на рисунке ниже:

Вход переменного тока в двухполупериодный выпрямленный выход (из программы Falstad Circuit Simulator).

Накопительный конденсатор используется для улавливания энергии из все еще переменного потока, чтобы превратить его в более плоский и стабильный.

Обратите внимание, что на выходе есть что-то вроде зубчатой ​​пилы. Это связано с тем, что конденсатор может быть заряжен только тогда, когда напряжение выпрямленного выхода достигает определенной точки до пикового напряжения.В противном случае он разряжается. Самая низкая и самая высокая точки на зубчатой ​​части образуют так называемую рябь. Количество пульсаций зависит от качества, емкости и типа конденсатора. Качественные блоки питания сведут к минимуму пульсации.

Кроме того, спецификация ATX требует не более пяти процентов пульсации на линиях 3,3 В, 5 В, 5 В_SB и 12 В.

Шаг 3 — Коррекция коэффициента мощности (PFC)

Коэффициент мощности — это явление, которое происходит в цепях переменного тока. В цепях переменного тока есть два типа мощности: активная и реактивная.Активная мощность — это мощность, которая используется на резистивных нагрузках, например при вращении двигателя. Реактивная мощность — это мощность, которая воздействует на такие компоненты, как конденсаторы и катушки индуктивности, чтобы заряжать их, без какой-либо работы с реальной нагрузкой.

Коэффициент мощности — это соотношение между суммой активной и реактивной мощности (называемой полной мощностью) и самой активной мощностью, которое всегда меньше 1. Коррекция коэффициента мощности направлена ​​на то, чтобы это соотношение было как можно ближе к 1. Хотя это звучит похоже на эффективность, эффективность — это унаследованный компонент электроники, который не может использовать все электричество для выполнения полезной работы и сбрасывает то, что не может использовать в качестве тепла.

Существует два типа коррекции коэффициента мощности: пассивная и активная. Пассивный PFC использует индукторы, пассивный электрический компонент. В активном PFC используются схемы управления и транзисторы или активные электрические компоненты.

Шаг 4 — Переключение

Коммутация объединяет несколько действий для достижения того же эффекта: пропускание электричества к остальной части источника питания. Другие функции переключения включают:

  • Схема защиты, такая как защита от перенапряжения, перегрузки по току, перегрузки и короткого замыкания.
  • Обеспечивает базовую обратную связь с компьютером, наиболее важным из которых является сигнал о хорошем питании, который сообщает материнской плате о том, что блок питания готов к работе.
  • Создать высокочастотный (в диапазоне десятков килогерц) выход переменного тока. Причина в том, что это позволяет трансформаторам, используемым на следующем этапе, быть небольшими.

Для правильной работы переключения требуется обратная связь от выхода. Это делается путем измерения выходного напряжения, подаваемого на компьютер.

Это схема управления для управления переключением.

Шаг 5 — Преобразование

Трансформаторы используются для понижения напряжения до первичной линии 12 В и вторичной линии 5 В. Затем основная линия 12 В с помощью преобразователей постоянного тока понижается до 5 В и 3,3 В для использования ПК. Вторичная линия 5 В используется для питания схемы резервного питания 5 В, так что компьютер может включаться с помощью переключателя питания на передней панели.

Шаг 6 — Выпрямить выход и фильтр

После преобразования входа в выход с безопасным уровнем напряжения пора еще раз выпрямить и отфильтровать, потому что то, что выходит из трансформатора, — это электричество переменного тока.По сути, это повторение шага 2.

На рисунке справа показан выпрямитель, который для этой модели является полуволновым. Это означает, что используется только половина волны переменного тока. Скорее всего, это экономическая мера, позволяющая избежать необходимости в более сложном трансформаторе. Слева от выпрямителя находятся конденсаторы, используемые для фильтрации.

Выход возвращается в схему переключения. По соображениям безопасности выходные цепи не подключены напрямую к входным цепям.То есть на плате нет проводов или проводов, соединяющих их. Чтобы обойти это, в этом источнике питания используется изолирующий трансформатор. В других источниках питания они могут использовать так называемые оптопары. (https://en.wikipedia.org/wiki/Opto-isolator)

Шаг 7 — Преобразование и регулировка

Поскольку от главного трансформатора создается только 12 В, преобразователи постоянного тока используются для создания 5 В и 3,3 В. Регуляторы помогают поддерживать напряжение как можно более стабильным. Следующие изображения показывают вывод этих строк.Выходные провода очень толстые, потому что они должны выдерживать большой ток.

Сюда выходят линии 12В и 3,3В.

Сюда выходит линия 5В.

Все эти провода ведут к главной плате распределителя. Ничего особенного здесь не происходит.

Вы могли заметить, что из выхода выходят две линии 12 В (отмечены меткой «12 В 2» на печатной плате). Это будет означать, что этот конкретный источник питания имеет две шины 12 В, которые, скорее всего, распределены между основным 24-контактным разъемом и разъемом EPS12V для одной шины с периферийными устройствами, включая разъем PCI Express, для другой.

Собираем все вместе: для преобразования электроэнергии требуется много времени

Для кажущейся простой задачи преобразования электроэнергии блок питания выполняет несколько шагов, чтобы обеспечить безопасные и правильные электрические розетки в ваших компонентах.