Те винаги са били важни елементи на всяко електронно устройство. Тези устройства се използват в усилватели и приемници. Основната функция на захранващите устройства се счита за намаляване на максималното напрежение, което идва от мрежата. Първите модели се появяват едва след изобретяването на AC намотката.

Освен това развитието на захранващите устройства беше повлияно от въвеждането на трансформатори във веригата на устройството. Особеността на импулсните модели е, че те използват токоизправители. По този начин стабилизирането на напрежението в мрежата се извършва по малко по-различен начин, отколкото в конвенционалните устройства, където се използва преобразувател.

Устройство за захранване

Ако разгледаме конвенционално захранване, което се използва в радиоприемници, то се състои от честотен трансформатор, транзистор и няколко диода. Освен това веригата съдържа дросел. Кондензаторите са инсталирани с различен капацитет и техните параметри могат да варират значително. Токоизправителите обикновено се използват от тип кондензатор. Те принадлежат към категорията за високо напрежение.

Експлоатация на модерни блокове

Първоначално напрежението се подава към мостовия токоизправител. На този етап се активира ограничителят на пиковия ток. Това е необходимо, за да не изгори предпазителят в захранването. След това токът преминава през веригата през специални филтри, където се преобразува. За зареждане на резисторите са необходими няколко кондензатора. Устройството стартира само след повреда на динистора. Тогава транзистора се отпушва в захранването. Това дава възможност за значително намаляване на собствените трептения.

Когато възникне генериране на напрежение, диодите във веригата се активират. Те са свързани помежду си с помощта на катоди. Отрицателният потенциал в системата позволява да се заключи динистора. Стартирането на токоизправителя се улеснява след изключване на транзистора. Освен това са предвидени два предпазителя за предотвратяване на насищане на транзисторите. Те работят във веригата само след повреда. За да започнете обратна връзка, е необходим трансформатор. Захранва се от импулсни диоди в захранването. На изхода променливият ток преминава през кондензатори.

Характеристики на лабораторни блокове

Принципът на работа на импулсните захранвания от този тип се основава на активното преобразуване на тока. В стандартната схема има един мостов токоизправител. За да се премахнат всички смущения, се използват филтри в началото и в края на веригата. Импулсното лабораторно захранване е с конвенционални кондензатори. Насищането на транзисторите става постепенно и това има положителен ефект върху диодите. Регулирането на напрежението е предвидено в много модели. Защитната система е предназначена да предпазва блокове от късо съединение. Кабелите за тях обикновено се използват в немодулна серия. В този случай мощността на модела може да достигне до 500 W.

Захранващите конектори в системата най-често са монтирани като ATX 20. За охлаждане на устройството в корпуса е монтиран вентилатор. В този случай трябва да се регулира скоростта на въртене на лопатките. Устройство от лабораторен тип трябва да може да издържи максималното натоварване при 23 A. В същото време параметърът на съпротивлението се поддържа средно на 3 ома. Максималната честота, която има импулсно лабораторно захранване е 5 Hz.

Как да ремонтираме устройства?

Най-често захранванията страдат поради изгорели предпазители. Те се намират до кондензаторите. Ремонтът на импулсни захранвания трябва да започне с премахване на защитния капак. След това е важно да проверите целостта на микросхемата. Ако по него не се виждат дефекти, може да се провери с тестер. За да премахнете предпазителите, първо трябва да изключите кондензаторите. След това те могат да бъдат премахнати без никакви проблеми.

За да проверите целостта на това устройство, проверете основата му. Изгорелите предпазители имат тъмно петно ​​в долната част, което показва повреда на модула. За да смените този елемент, трябва да обърнете внимание на неговите маркировки. След това можете да закупите подобен продукт в магазин за радиоелектроника. Монтажът на предпазителя се извършва само след фиксиране на кондензатите. Друг често срещан проблем в захранването се счита за неизправност на трансформаторите. Те са кутии, в които са монтирани намотки.

Когато към устройството се приложи много високо напрежение, те не могат да го издържат. В резултат на това се нарушава целостта на намотката. Невъзможно е да се ремонтират импулсни захранвания с такава повреда. В този случай трансформаторът, подобно на предпазителя, може да бъде заменен само.

Мрежови захранвания

Принципът на работа на импулсните захранвания от мрежов тип се основава на нискочестотно намаляване на амплитудата на смущенията. Това се случва благодарение на използването на диоди с високо напрежение. По този начин е по-ефективно да се контролира ограничаващата честота. Освен това трябва да се отбележи, че транзисторите се използват със средна мощност. Натоварването на предпазителите е минимално.

Резисторите се използват доста рядко в стандартна верига. Това до голяма степен се дължи на факта, че кондензаторът е способен да участва в преобразуването на ток. Основният проблем при този тип захранване е електромагнитното поле. Ако се използват кондензатори с нисък капацитет, тогава трансформаторът е изложен на риск. В този случай трябва много да внимавате за мощността на устройството. Мрежовото импулсно захранване има ограничители за пиков ток и те се намират непосредствено над токоизправителите. Основната им задача е да контролират работната честота, за да стабилизират амплитудата.

Диодите в тази система частично служат като предпазители. За задвижване на токоизправителя се използват само транзистори. Процесът на заключване от своя страна е необходим за активиране на филтрите. Кондензаторите могат да се използват и като тип изолация в системата. В този случай трансформаторът ще стартира много по-бързо.

Приложение на микросхеми

В захранващите устройства се използва голямо разнообразие от микросхеми. В тази ситуация много зависи от броя на активните елементи. Ако се използват повече от два диода, платката трябва да е проектирана за входни и изходни филтри. Трансформаторите също се произвеждат в различен капацитет и техните размери са доста различни.

Можете сами да запоявате микросхеми. В този случай трябва да изчислите максималното съпротивление на резисторите, като вземете предвид мощността на устройството. За създаване на регулируем модел се използват специални блокове. Този тип система се изработва с двойни коловози. Пулсациите вътре в дъската ще се появят много по-бързо.

Предимства на регулираните захранвания

Принципът на работа на импулсните захранвания с регулатори е използването на специален контролер. Този елемент във веригата може да промени пропускателната способност на транзисторите. По този начин ограничаващата честота на входа и изхода е значително различна. Импулсното захранване може да бъде конфигурирано по различни начини. Регулирането на напрежението се извършва, като се вземе предвид типът на трансформатора. За охлаждане на устройството се използват конвенционални охладители. Проблемът с тези устройства обикновено е свръхток. За да се реши това, се използват защитни филтри.

Средната мощност на устройствата варира около 300 W. В системата се използват само немодулни кабели. По този начин могат да се избегнат къси съединения. Съединителите за захранване за свързване на устройства обикновено се инсталират в серията ATX 14. Стандартният модел има два изхода. Използват се токоизправители с по-високо напрежение. Те могат да издържат на съпротивление при 3 ома. От своя страна максималното натоварване на импулсно регулираното захранване е до 12 A.

Работа на 12 волтови устройства

Импулсът включва два диода. В този случай филтрите са инсталирани с малък капацитет. В този случай процесът на пулсация протича изключително бавно. Средната честота варира около 2 Hz. Ефективността на много модели не надвишава 78%. Тези блокове се отличават и със своята компактност. Това се дължи на факта, че трансформаторите са инсталирани с ниска мощност. Не изискват охлаждане.

Веригата за импулсно захранване от 12 V допълнително включва използването на резистори, обозначени с P23. Те могат да издържат само 2 ома съпротивление, но това е достатъчна мощност за устройство. Най-често за лампи се използва импулсно захранване 12V.

Как работи телевизионната кутия?

Принципът на работа на импулсните захранвания от този тип е използването на филмови филтри. Тези устройства са в състояние да се справят със смущения с различни амплитуди. Дроселната им намотка е синтетична. По този начин се осигурява висококачествена защита на важни компоненти. Всички уплътнения в захранването са изолирани от всички страни.

Трансформаторът от своя страна има отделен охладител за охлаждане. За по-лесно използване обикновено е настроен на безшумен режим. Тези устройства могат да издържат на максимални температури до 60 градуса. Работната честота на импулсното захранване на телевизора се поддържа на 33 Hz. При температури под нулата тези устройства също могат да се използват, но много в тази ситуация зависи от вида на използваните кондензати и напречното сечение на магнитната верига.

Модели на 24 волтови устройства

При 24-волтови модели се използват нискочестотни токоизправители. Само два диода могат успешно да се справят със смущенията. Ефективността на такива устройства може да достигне до 60%. Регулаторите рядко се инсталират на захранващи устройства. Работната честота на моделите не надвишава средно 23 Hz. Резисторите могат да издържат само 2 ома. Транзисторите в моделите са инсталирани с маркировка PR2.

За стабилизиране на напрежението резисторите не се използват във веригата. Филтрите за импулсно захранване 24V са кондензаторни. В някои случаи могат да се намерят разделящи се видове. Те са необходими за ограничаване на максималната честота на тока. За бързо стартиране на токоизправител, динистори се използват доста рядко. Отрицателният потенциал на устройството се отстранява с помощта на катода. На изхода токът се стабилизира чрез блокиране на токоизправителя.

Силови страни на диаграма DA1

Захранващите устройства от този тип се различават от другите устройства по това, че могат да издържат на големи натоварвания. В стандартната схема има само един кондензатор. За нормална работа на захранването се използва регулаторът. Контролерът е инсталиран непосредствено до резистора. Във веригата не могат да бъдат намерени повече от три диода.

Процесът на директно обратно преобразуване започва в динистора. За стартиране на отключващия механизъм в системата е предвиден специален дросел. Вълните с голяма амплитуда се гасят от кондензатора. Обикновено се инсталира от разделителен тип. Предпазителите рядко се срещат в стандартна верига. Това е оправдано от факта, че максималната температура в трансформатора не надвишава 50 градуса. Така баластният дросел се справя самостоятелно със задачите си.

Модели на устройства с DA2 чипове

Импулсните захранващи микросхеми от този тип се отличават от другите устройства с повишената си устойчивост. Използват се предимно за измервателни уреди. Пример е осцилоскоп, който показва флуктуации. Стабилизирането на напрежението е много важно за него. В резултат на това показанията на устройството ще бъдат по-точни.

Много модели не са оборудвани с регулатори. Филтрите са предимно двустранни. На изхода на веригата транзисторите са инсталирани както обикновено. Всичко това дава възможност да издържат на максимално натоварване от 30 A. От своя страна индикаторът за максимална честота е около 23 Hz.

Блокове с инсталирани DA3 чипове

Тази микросхема ви позволява да инсталирате не само регулатор, но и контролер, който следи колебанията в мрежата. Съпротивлението на транзисторите в устройството може да издържи приблизително 3 ома. Мощното импулсно захранване DA3 издържа натоварване от 4 A. Можете да свържете вентилатори за охлаждане на токоизправителите. В резултат на това устройствата могат да се използват при всякакви температури. Друго предимство е наличието на три филтъра.

Два от тях са инсталирани на входа под кондензаторите. Един разделителен тип филтър е наличен на изхода и стабилизира напрежението, което идва от резистора. В една стандартна схема има не повече от два диода. Много обаче зависи от производителя и това трябва да се вземе предвид. Основният проблем на захранванията от този тип е, че те не могат да се справят с нискочестотни смущения. В резултат на това е непрактично да се монтират на измервателни уреди.

Как работи диодният блок VD1?

Тези блокове са проектирани да поддържат до три устройства. Имат трипътни регулатори. Комуникационните кабели се монтират само немодулни. По този начин преобразуването на тока става бързо. Токоизправителите в много модели са инсталирани в серията KKT2.

Те се различават по това, че могат да прехвърлят енергия от кондензатора към намотката. В резултат на това натоварването от филтрите се отстранява частично. Производителността на такива устройства е доста висока. При температури над 50 градуса също могат да се използват.

Много често във форумите за хардуер можете да намерите тъжни истории за това как нечие захранване е изгоряло и той е взел със себе си в следващия свят майка си, процесор, видеокарта, винт и котката на Мурзик. Защо горят захранващите устройства? И защо товарът, известен още като пълненето на системния блок, гори със син пламък? За да отговорим на тези въпроси, нека разгледаме накратко принципа на работа на импулсно захранване.

Компютърните захранвания използват метод на двойно преобразуване със затворен цикъл. Преобразуването се дължи на трансформацията на ток с честота не 50 Hz, както в домакинската мрежа, но с честоти над 20 kHz, което позволява използването на компактни високочестотни трансформатори със същата изходна мощност. Следователно компютърното захранване е много по-малко от класическите трансформаторни вериги, които се състоят от доста впечатляващ размер понижаващ трансформатор, токоизправител и пулсационен филтър. Ако компютърно захранване беше направено по този принцип, тогава с необходимата изходна мощност той би бил с размер на системен блок и би тежал 3-4 пъти повече (просто си спомнете телевизионен трансформатор с мощност 200-300 W).

Импулсното захранване има по-висока ефективност поради факта, че работи в режим на превключване, а регулирането и стабилизирането на изходните напрежения се извършва с помощта на метода на модулация на ширината на импулса. Без да навлизаме в подробности, принципът на работа е, че регулирането става чрез промяна на ширината на импулса, тоест неговата продължителност.

Накратко, принципът на работа на импулсно захранване е прост: за да използваме високочестотни трансформатори, трябва да преобразуваме тока от мрежата (220 волта, 50 Hz) във високочестотен ток (около 60 kHz). Токът от електрическата мрежа отива към входния филтър, който прекъсва импулсните високочестотни смущения, генерирани по време на работа. След това - до токоизправителя, на изхода на който има електролитен кондензатор за изглаждане на вълните. След това изправеното постоянно напрежение от около 300 волта се подава към преобразувател на напрежение, който преобразува входното постоянно напрежение в променливо напрежение с правоъгълна форма на високочестотен импулс. Преобразувателят включва импулсен трансформатор, който осигурява галванична изолация от мрежата и намалява напрежението до необходимите стойности. Тези трансформатори са направени много малки в сравнение с класическите, имат малък брой навивки и се използва феритна сърцевина вместо желязна сърцевина. След това напрежението, отстранено от трансформатора, отива към вторичен токоизправител и високочестотен филтър, състоящ се от електролитни кондензатори и индуктори. За осигуряване на стабилно напрежение и работа се използват модули, които осигуряват плавно превключване и защита от претоварване.

И така, както може би сте забелязали от горното, в захранващата верига на компютъра протича ток с много високо напрежение - ~300 волта. Сега нека си представим какво ще се случи, ако някой ключов елемент от веригата се повреди и защитата не работи. Токът с високо напрежение ще потече за кратко в товара (докато захранването изгори) и част от съдържанието на системния блок най-вероятно няма да оцелее това.

Защо захранването е включено? Има много причини: вентилаторът е спрял, винт е паднал вътре, вътрешностите са се задръстили с прах и т.н. Но ние се интересуваме от друг момент.

Импулсното захранване отнема толкова енергия от мрежата, колкото консумира товарът. Съответно, ако мощността, консумирана от товара, е по-висока от мощността, за която е проектирано захранването, тогава токът, протичащ през веригите на устройството, също ще бъде по-висок от този, за който са проектирани проводниците и елементите, което ще доведе до силно нагряване и в крайна сметка до извеждане на захранването от строя. Ето защо на изхода на захранващия блок има сензор за изходна мощност и защитната верига незабавно ще изключи захранването, ако изчислената мощност на натоварване е по-голяма от максималната мощност на захранващия блок.

Така че, ако безмислено претоварите захранването, то в най-добрия случай просто няма да се включи, а в най-лошия ще изгори, така че винаги е полезно поне да оцените мощността на натоварване.

Връзки:

уебсайт bp.xsp.ruОсновни категории: Принципи на работа AT/ATX схеми на захранване Ремонт на PSU Типични неизправности Как да изберем захранване Чип TL494

Тъй като захранването е неразделна част от компютъра, ще бъде интересно за всеки, който се занимава не само с електроника, да научи повече за него. Производителността на компютъра като цяло директно зависи от качеството на захранването.

И така, смятам, че трябва да започнем с най-простото нещо, за каква цел е предназначено захранването:
- генериране на захранващо напрежение за компютърни компоненти: +3,3 +5 +12 волта (по избор -12V и -5V);
- галванична изолация между 220 и компютъра (за да няма удари и да няма течове на ток при сдвояване на компоненти).


Прост пример за галванична изолация е трансформатор. Но за да захранвате компютър, имате нужда от много мощност и съответно голям трансформатор (компютърът би бил много голям :) и двама души ще трябва да го носят поради значителното му тегло, но ние избегнахме това :) ).
За изграждане на компактни блокове се използва повишена честота на захранващия ток на трансформатора; тъй като честотата се увеличава, същият магнитен поток в трансформатора изисква по-малко напречно сечение на магнитната верига и по-малко завои. Създаването на леки и компактни захранвания позволява честотата на захранващото напрежение на трансформатора да се увеличи 1000 пъти или повече.
Основният принцип на работа на захранването е следният: преобразуване на променливо мрежово напрежение (50 Hz) в AC. високочестотно напрежение с правоъгълна форма (ако осцилоскоп може да покаже пример), което се понижава с помощта на трансформатор, след което се коригира и филтрира.

Блокова схема на импулсно захранване.

1. Блокирайте
Преобразува променлива 220V в постоянна.
Съставът на такъв блок е: диоден мост за изправяне на променливо напрежение + филтър за изглаждане на вълните на изправеното напрежение. Трябва също да има (в евтините захранвания те спестяват пари, като не ги запояват, но веднага препоръчвам да ги инсталирате при преустройство или ремонт) филтър за мрежово напрежение от пулсациите на импулсния генератор, както и термистори за изглаждане на токовия скок когато е включен.

На снимката филтърът е обозначен с пунктирана линия на диаграмата, ще го видим в почти всяка верига на захранване (но не винаги на платката :)).
2. Блокирайте
Това устройство генерира импулси с определена честота, които захранват първичната намотка на трансформатора. Честотата на генериране на импулси от различни производители на захранване е някъде в диапазона 30-200 kHz.
3. Блокирайте
Трансформаторът има следните функции:
- галванична изолация;
- намаляване на напрежението на вторичните намотки до необходимото ниво.
4. Блокирайте
Този блок преобразува напрежението, получено от блок 3, в DC. Състои се от диоди за коригиране на напрежението и пулсационен филтър. Филтърът се състои от дросел и група кондензатори. Често, за да спестят пари, се инсталират кондензатори с малък капацитет и дросели с ниска индуктивност.

Импулсен генератор по-подробно.

Веригата на RF преобразувателя се състои от мощни транзистори, които работят в режим на превключване и импулсен трансформатор.
Захранването може да бъде едноцикличен или двутактов преобразувател:
- еднокрайни: един транзистор се отваря и затваря;
- push-pull: два транзистора последователно се отварят и затварят.
Да погледнем чертежа.


Схематични елементи:
R1 е съпротивление, което задава отклонението на клавишите. Необходим за по-стабилно стартиране на процеса на трептене в преобразувателя.
R2 е съпротивление, което ограничава базовия ток на транзисторите и е необходимо за защита на транзисторите от повреда.
TP1 - Трансформатор с три групи намотки. Първият генерира изходното напрежение. Вторият служи като товар за транзистори. Третият генерира управляващото напрежение за транзисторите.
Когато първата верига е включена, транзисторът е леко отворен, тъй като към основата се прилага положително напрежение през резистора R1. През леко отворения транзистор протича ток, който преминава през намотка II. Токът създава магнитно поле. Магнитното поле създава напрежение в останалите намотки. На намотка III се създава положително напрежение, което отваря транзистора още повече. Процесът продължава, докато транзисторът влезе в режим на насищане. Режимът на насищане се характеризира с факта, че когато приложеният управляващ ток към транзистора се увеличи, изходният ток остава непроменен.
Само при промяна на магнитното поле се генерира напрежение върху намотките; ако няма промени в транзистора, ЕМП в намотки II и III също ще изчезне. Когато напрежението на намотка III изчезне, тогава отварянето на транзистора ще намалее и следователно изходният ток на транзистора и магнитното поле ще намалят, което ще доведе до появата на напрежение с обратна полярност. Отрицателното напрежение на намотка III ще затвори транзистора още повече. Процесът продължава, докато магнитното поле изчезне напълно. Когато полето изчезне, отрицателното напрежение ще изчезне и процесът ще започне отново в кръг.
Push-pull преобразувател работи по същия начин, но тъй като има два транзистора, работещи последователно, това приложение повишава ефективността на преобразувателя и подобрява неговата производителност. Предимно те използват двутактови, но ако имате нужда от ниска мощност и размери, както и простота, тогава еднотактови.
Обсъдените по-горе преобразуватели са завършени устройства, но тяхното използване е усложнено от варирането на различни параметри като: изходно натоварване, захранващо напрежение и температура на преобразувателя.

Управление на клавишите чрез PWM контролер (494).

Преобразувателят се състои от трансформатор Т1 и транзистор VT1. Мрежовото напрежение се подава през мрежов филтър (SF) към диоден мост на мрежов токоизправител (RM), филтрира се от кондензатор SF и се подава през намотка W1 към колектора на транзистора VT1. При подаване на правоъгълен импулс към основата на транзистора, той се отваря и през него протича ток Ik, който нараства. Същият ток, протичащ през първичната намотка на трансформатора Т1, води до увеличаване на магнитния поток в сърцевината на трансформатора и индуцирана самоиндуктивна ЕДС във вторичната намотка W2. В резултат на това на VD диода ще се появи положително напрежение. Чрез увеличаване на продължителността на импулса на базата на транзистор VT1, напрежението във вторичната верига ще се увеличи и ако намалите продължителността, напрежението ще намалее. Чрез промяна на продължителността на импулса на основата на транзистора, ние променяме изходното напрежение на намотката W1 на T1 и стабилизираме изходните напрежения на захранването. Нуждаем се от схема за генериране на задействащи импулси и контролиране на тяхната продължителност (географска ширина). Тази схема използва контролер PWM (широчинно-импулсна модулация). ШИМ контролерът се състои от:
- генератор на главни импулси (определяне на работната честота на преобразувателя);
- контролни вериги;
- логическа схема, която контролира продължителността на импулса;
- схеми за защита.
Това е тема на друга статия.
За да се стабилизират изходните напрежения на захранващия блок, веригата на PWM контролера „трябва да знае“ големината на изходните напрежения. За това се използва верига за обратна връзка (или верига за проследяване), направена на оптрон U1 и резистор R2. Увеличаването на напрежението във вторичната верига на трансформатора T1 ще доведе до увеличаване на интензитета на LED излъчването и следователно до намаляване на съпротивлението на прехода на фототранзистора (част от оптрона U1). Това води до резистор R2, свързан последователно с фототранзистора, до увеличаване на спада на напрежението и намаляване на напрежението на пин 1 на ШИМ превключвателя. Намаляването на напрежението кара логическата верига, която съставлява ШИМ, да увеличава продължителността на импулса, докато напрежението на пин 1 съвпадне с посочените параметри. Процесът е обратен, когато напрежението намалее.
Има две реализации на вериги за обратна връзка:
- “директен” в диаграмата по-горе, обратната връзка се премахва директно от вторичния токоизправител;
- „индиректно“ се отстранява директно от допълнителната намотка W3 (виж фигурата по-долу);
Промяната на напрежението на вторичната намотка ще доведе до промяна в него върху намотката W3, която се предава през R2 към 1 щифт на PWM превключвателя.

По-долу е реална схема на захранване.

1. Блокирайте
Изправя и филтрира променливо напрежение, има и филтър срещу смущения, създавани от самото захранване.
2. Блокирайте
Този блок генерира +5VSB (напрежение в режим на готовност) и също така захранва PWM контролера.
3. Блокирайте
Третият блок (PWM контролер 494) има следните функции:
- управление на транзисторни ключове;
- стабилизиране на изходните напрежения;
- защита от късо съединение.
4. Блокирайте
Този блок включва два трансформатора и две групи транзисторни ключове.
Първият трансформатор генерира управляващото напрежение за изходните транзистори.
1 група транзистори усилва генерирания сигнал TL494 и го предава на първия трансформатор.
Група 2 транзистори се зарежда на главния трансформатор, върху който се формират основните захранващи напрежения.
5. Блокирайте
Това устройство включва диоди на Шотки за коригиране на изходното напрежение на трансформатора, както и нискочестотен филтър. Нискочестотният филтър включва електролитни кондензатори с голям капацитет (в зависимост от производителя на захранващия блок) и дросели, както и резистори за разреждане на тези кондензатори, когато захранването е изключено.

Малко за дежурната стая.

Разликите между стандартните ATX устройства и AT стандартните захранвания са, че ATX стандартните захранвания имат източник на захранващо напрежение в режим на готовност. На щифт 9 (20 пина, лилав проводник) на конектора се генерира напрежение от +5 VSB, което отива към дънната платка, за да захранва веригата за управление на захранването. Тази верига генерира сигнала „PS-ON“ (щифт 14 на конектора, зелен проводник).


В тази схема преобразувателят работи на честота, определена главно от параметрите на трансформатора Т3 и стойностите на елементите в базовата верига на ключовия транзистор Q5 - капацитета на кондензатора C28 и съпротивлението на първоначалния резистор на отклонение R48 . Положителната обратна връзка към основата на транзистора Q5 идва от спомагателната намотка на трансформатора T2 през елементи C28 и R51. Отрицателното напрежение от същата намотка след токоизправителя на елементите D29 и C27, ако надвишава стабилизиращото напрежение на ценеровия диод ZD1 (в случая 16 V), също се подава към основата Q5, забранявайки работата на преобразувателя. По този начин се следи нивото на изходното напрежение. Захранващото напрежение от мрежовия токоизправител се подава към преобразувателя чрез токоограничаващ резистор R45, който, ако не успее, може да бъде заменен с предпазител 500 mA или напълно елиминиран. В схемата на фиг.1 резистор R56 с номинална стойност 0,5 Ohm, свързан към емитера на транзистора Q5, е датчик за ток, когато токът на транзистора Q5 надвишава допустимата стойност, напрежението от него през резистора R54 преминава към основата на транзистора Q9 от тип 2SC945, отваряйки го и по този начин забранявайки работата на Q5. По подобен начин се осигурява допълнителна защита за Q5 и първичната намотка T3. Веригата R47C29 служи за защита на транзистора Q5 от пренапрежения. Транзисторите KSC5027 се използват като ключов транзистор Q5 в посочения модел захранване.

Всички съвременни компютри използват ATX захранвания. Преди това се използваха стандартни захранвания AT, те нямаха възможност за дистанционно стартиране на компютър и някои схемни решения. Въвеждането на новия стандарт беше свързано и с пускането на нови дънни платки. Компютърната технология се развива бързо и се развива, така че има нужда от подобряване и разширяване на дънните платки. Този стандарт е въведен през 2001 г.

Нека да разгледаме как работи компютърното захранване ATX.

Подреждане на елементите на дъската

Първо разгледайте снимката, на нея са обозначени всички захранващи блокове, след което накратко ще разгледаме предназначението им.

А ето и електрическата схема, разделена на блокове.

На входа на захранването има филтър за електромагнитни смущения, състоящ се от индуктор и кондензатор (1 блок). Евтините захранвания може да го нямат. Филтърът е необходим за потискане на смущения в електрозахранващата мрежа в резултат на работа.

Всички импулсни захранвания могат да влошат параметрите на захранващата мрежа, в нея се появяват нежелани смущения и хармоници, които пречат на работата на радиопредавателни устройства и други неща. Следователно наличието на входен филтър е много желателно, но другарите от Китай не мислят така, така че спестяват от всичко. По-долу виждате захранване без входен дросел.

След това мрежовото напрежение се подава към предпазител и термистор (NTC), последният е необходим за зареждане на филтърните кондензатори. След диодния мост се монтира друг филтър, обикновено чифт големи, внимавайте, на клемите им има много напрежение. Дори ако захранването е изключено от мрежата, първо трябва да ги разредите с резистор или лампа с нажежаема жичка, преди да докоснете платката с ръце.

След изглаждащия филтър напрежението се подава към веригата на импулсното захранване, на пръв поглед е сложно, но в него няма нищо излишно. На първо място, източникът на напрежение в режим на готовност (блок 2) се захранва; може да се направи с помощта на автоосцилаторна верига или може би на PWM контролер. Обикновено - схема на импулсен преобразувател на един транзистор (едноцикличен преобразувател), на изхода, след трансформатора, е инсталиран линеен преобразувател на напрежение (KRENK).

Типична схема с PWM контролер изглежда така:

Ето по-голяма версия на каскадната диаграма от дадения пример. Транзисторът е разположен в автоосцилаторна верига, чиято работна честота зависи от трансформатора и кондензаторите в неговото окабеляване, изходното напрежение върху номиналната стойност на ценеровия диод (в нашия случай 9V), което играе ролята на обратна връзка или прагов елемент, който шунтира основата на транзистора, когато се достигне определено напрежение. Допълнително е стабилизиран до ниво 5V от сериен линеен интегриран стабилизатор L7805.

Напрежението в режим на готовност е необходимо не само за генериране на сигнала за включване (PS_ON), ​​но и за захранване на PWM контролера (блок 3). Компютърните захранвания ATX най-често са изградени върху чипа TL494 или неговите аналози. Този блок е отговорен за управлението на силови транзистори (блок 4), стабилизиране на напрежението (използвайки обратна връзка) и защита от късо съединение. Като цяло 494 се използва много често в импулсната технология, може да се намери и в мощни захранвания за LED ленти. Ето неговия pinout.

Ако планирате да използвате компютърно захранване, например, за захранване на LED лента, ще бъде по-добре, ако натоварите малко линиите 5V и 3,3V.

Заключение

ATX захранванията са чудесни за захранване на аматьорски радио дизайни и като домашен лабораторен източник. Те са доста мощни (от 250, а съвременните от 350 W) и се намират на вторичния пазар за стотинки, старите модели AT също са подходящи, за да ги стартирате просто трябва да затворите двата проводника, които са отивали до бутона на системния модул, сигналът PS_On към няма.

Ако възнамерявате да ремонтирате или възстановите такова оборудване, не забравяйте за правилата за безопасна работа с електричество, че на платката има мрежово напрежение и кондензаторите могат да останат заредени дълго време.

Включете непознати източници на захранване чрез електрическа крушка, за да избегнете повреда на кабелите и следите на печатната платка. Ако имате основни познания по електроника, те могат да бъдат превърнати в мощно зарядно за автомобилни акумулатори или. За да направите това, веригите за обратна връзка се променят, източникът на напрежение в режим на готовност и веригите за стартиране на модула се модифицират.

Всеки компютър не може да работи без захранване. Затова трябва да вземете сериозно избора си. В крайна сметка производителността на самия компютър ще зависи от стабилната и надеждна работа на захранването.

Какво е

Основната задача на захранването е да преобразува променлив ток и допълнително да генерира необходимото напрежение за нормалната работа на всички компоненти на компютъра.

Необходимо напрежение за работа на компонентите:

• +12V;
• +3.3V.

В допълнение към тези декларирани стойности има допълнителни стойности:

• -12V;

Захранването действа като галванична изолация между електрическия ток от контакта и компонентите, които консумират ток. Прост пример: ако възникне изтичане на ток и човек докосне тялото на системния блок, той ще бъде шокиран, но благодарение на захранването това не се случва. Често се използват захранвания с формат ATX (PS).

Преглед на електрическите вериги

Основната част от блоковата схема на захранването, формат ATX, е полумостов преобразувател. Работата на преобразувателите от този тип е да използват режим на издърпване.

Стабилизирането на изходните параметри на IP се извършва с помощта на широчинно-импулсна модулация (PWM контролер) на управляващите сигнали.

Импулсните захранвания често използват чипа на контролера TL494 PWM, който има редица положителни свойства:

• приемливи работни характеристики на микросхемата. Това е нисък стартов ток, скорост;
• наличие на универсални вътрешни защитни елементи;
• Лекота на използване.

Просто импулсно захранване

Принцип на действие на конвенционалните пулсЗахранването се вижда на снимката.

Първият блок извършва промяната от променлив ток към постоянен ток. Преобразувателят е направен под формата на диоден мост, който преобразува напрежението, и кондензатор, който изглажда трептенията.

В допълнение към тези елементи могат да присъстват допълнителни компоненти: филтър за напрежение и термистори. Но поради високата цена тези компоненти може да не са налични.

Генераторът създава импулси с определена честота, които захранват намотката на трансформатора. Трансформаторът изпълнява основната работа в захранването; това е галванична изолация и преобразуване на тока до необходимите стойности.

Видео: Принцип на работа на ШИМ контролера

ATX без корекция на коефициента

Обикновено импулсно захранване, въпреки че работи устройство, е неудобно за използване на практика. Много от неговите изходни параметри „плават“, включително напрежение. Всички тези индикатори се променят поради нестабилно напрежение, температура и натоварване на изхода на преобразувателя.

Но ако управлявате тези индикатори с помощта на контролер, който ще действа като стабилизатор и допълнителни функции, тогава веригата ще бъде доста подходяща за използване.

Блоковата схема на захранване, използващо контролер за широчинно-импулсна модулация, е проста и представлява генератор на импулси на PWM контролер.

Снимка: IP за компютър с PWM контролер

ШИМ контролерът регулира амплитудата на промените в сигналите, преминаващи през нискочестотен филтър (LPF). Основното предимство е високата ефективност на усилвателите на мощност и широките възможности за употреба.

ATX с корекция на фактора на мощността

В новите захранвания за компютри се появява допълнителен блок - коректор на фактора на мощността (PFC). PFC елиминира възникващите грешки на AC мостовия токоизправител и увеличава фактора на мощността (PF).

Поради това производителите активно произвеждат захранвания със задължителна CM корекция. Това означава, че захранването на компютъра ще работи в диапазона от 300 W или повече.

Снимка: Схема на захранване на компютър 300w

Тези захранвания използват специален индуктор с индуктивност, по-висока от тази на входа. Такъв IP се нарича PFC или пасивен PFC. Има впечатляващо тегло поради допълнителното използване на кондензатори на изхода на токоизправителя.

Недостатъците включват ниската надеждност на захранването и неправилната работа на UPS при превключване на режим на работа „батерия/мрежа“.

Това се дължи на малкия капацитет на филтъра за мрежово напрежение и в момента, в който напрежението падне, PFC тока се увеличава и в този момент се задейства защитата от късо съединение.

На двуканален PWM контролер

Двуканалните PWM контролери често се използват в съвременните компютърни захранвания. Една микросхема е в състояние да изпълнява ролята на преобразувател и CM коректор, което намалява общия брой елементи в захранващата верига.

Снимка: захранваща верига с помощта на двуканален PWM контролер

В горната схема първата част генерира стабилизирано напрежение от +38V, а втората част е преобразувател, който генерира стабилизирано напрежение от +12V.

Схема на свързване на компютърно захранване

За да свържете захранването към компютъра, трябва да изпълните поредица от последователни стъпки:

Характеристики на дизайна

За да свържете компоненти на персонален компютър, захранващият блок има различни конектори. На гърба му има конектор за мрежовия кабел и бутон за превключване.

Освен това на задната стена на захранването може да има и конектор за свързване на монитор.

Различните модели могат да имат други съединители:

В съвременните компютърни захранвания по-рядко се монтира вентилатор на задната стена, който изтегля горещ въздух от захранването. За да заменят това решение, те започнаха да използват вентилатор на горната стена, който беше по-голям и по-тих.

При някои модели е възможно да намерите два вентилатора наведнъж. От стената, която се намира вътре в системния блок, идва проводник със специален конектор за подаване на ток към дънната платка. Снимката показва възможни съединители за свързване и обозначения на контакти.

Снимка: обозначение на щифта на конекторите за захранване

Всеки цвят на проводника доставя определено напрежение:

• жълто - +12 V;
• червено - +5 V;
• оранжев - +3,3 V;
• черно – заземяване.

Различните производители може да имат различни стойности за тези цветове на проводниците.

Има и конектори за подаване на ток към компонентите на компютъра.

Снимка: специални конектори за компоненти

Параметри и характеристики

Захранващият блок на персонален компютър има много параметри, които може да не са посочени в документацията. На страничния етикет са посочени няколко параметъра - напрежение и мощност.

Мощността е основният показател

Тази информация е изписана на етикета с голям шрифт. Номиналната мощност на захранващия блок показва общото количество електроенергия, налично за вътрешните компоненти.

Изглежда, че изборът на захранване с необходимата мощност би бил достатъчен, за да се сумират консумираните показатели на компонентите и да се избере захранване с малък резерв. Следователно няма да има голяма разлика между 200w и 250w.

Снимка: Импулсно компютърно захранване (ATX) 300 W

Но в действителност ситуацията изглежда по-сложна, тъй като изходното напрежение може да бъде различно - +12V, -12V и др. Всяка линия на напрежение консумира определено количество мощност. Но в захранването има един трансформатор, който генерира всички напрежения, използвани от компютъра. В редки случаи могат да се поставят два трансформатора. Това е скъп вариант и се използва като източник на сървъри.

При прости захранвания се използва 1 трансформатор. Поради това мощността на линиите за напрежение може да се промени, да се увеличи с ниско натоварване на други линии и обратно да намалее.

Работно напрежение

Когато избирате захранване, трябва да обърнете внимание на максималните стойности на работното напрежение, както и диапазона на входящите напрежения, той трябва да бъде от 110V до 220V.

Вярно е, че повечето потребители не обръщат внимание на това и при избора на захранване с номинални стойности от 220V до 240V рискуват чести изключвания на компютъра.

Снимка: параметри на компютърното захранване

Такова захранване ще се изключи, когато напрежението падне, което не е необичайно за нашите електрически мрежи.Превишаването на декларираните стойности ще доведе до изключване на компютъра и защитата ще работи. За да включите отново захранването, ще трябва да го изключите от мрежата и да изчакате минута.

Трябва да се помни, че процесорът и видеокартата консумират максимално работно напрежение от 12V. Ето защо трябва да обърнете внимание на тези индикатори.За да се намали натоварването на конекторите, линията 12V е разделена на паралелна двойка с обозначение +12V1 и +12V2. Тези показатели трябва да бъдат посочени на етикета.

Преди да изберете захранване за покупка, трябва да обърнете внимание на консумацията на енергия от вътрешните компоненти на компютъра.

Но някои видеокарти изискват специална консумация на ток от +12V и тези показатели трябва да се вземат предвид при избора на захранване. Обикновено за компютър с една инсталирана видеокарта е достатъчен източник с мощност 500 W или 600 W.

Трябва също така да прочетете отзиви на клиенти и експертни отзиви за избрания модел и производителя. Най-добрите параметри, на които трябва да обърнете внимание, са: мощност, тиха работа, качество и съответствие с изписаните характеристики на етикета.

Няма нужда да пестите пари, защото работата на целия компютър ще зависи от работата на захранването. Следователно, колкото по-добър и по-надежден е източникът, толкова по-дълго ще издържи компютърът. Потребителят може да бъде сигурен, че е направил правилния избор и не се притеснява от внезапно изключване на компютъра си.