Функции блока питания: Компьютерный блок питания – это… Что такое Компьютерный блок питания?

Выбор блока питания: стоит ли переплачивать за ватты

Блок питания – не самое дорогое устройство в структуре настольного ПК, поэтому многие пользователи могут позволить себе купить блок питания с повышенными показателями мощности, превышающими реальные потребности системы. Однако такой подход не всегда оправдан. Необоснованная переплата за неиспользуемую мощность отберет бюджет у других узлов и приведет к снижению эксплуатационного комфорта ПК. Об особенностях выбора читайте ниже.

Функции блока питания

Каждый настольный ПК запитывается от электросети квартиры или офиса с номинальным напряжением 220 вольт и переменным током. Однако для работы компьютерного оборудования нужен постоянный ток с другими значениями напряжения:

• процессор и видеокарта требуют питание с напряжением 12 В;
• дисководы, жесткие диски и твердотельные накопители могут быть подключены к линиям 12 В и 5 В.
• Материнская плата требует отдельную линию с напряжением 3,3 В.

Именно для преобразования сетевого напряжение и обеспечения питания системы по всем трем линиям и предназначен блок питания.

Дополнительно каждый блок питания выполняет функцию стабилизации, а также защищает все элементы компьютера от короткого замыкания, перепадов и скачков напряжения в сети.

Таким образом блок питания – это устройство, которое отвечает за работоспособность комплектующих компьютера, и от качества его работы зависит долговечность каждого устройства.

Как рассчитать необходимую мощность

Блок питания выбирается исходя из мощности компьютера, а точнее суммарной мощности всех комплектующих ПК. Поэтому выбор блока питания – это завершающий этап комплектации, когда с основными компонентами пользователь уже определился.

Каждое устройство в структуре ПК потребляет определенное количество энергии. Мощность каждого из них обязательно указывается производителем в спецификации.

И для того, чтоб посчитать полную мощность сборки, следует найти их в описании характеристик и сложить показатели всех выбранных компонентов.

Рассмотрим для примера производительную игровую сборку:

• Процессор Intel, Core i7-11700KF потребляет 125 Вт.
• Видеокарта Radeon RX 6900 XT требует 300 Вт.
• Материнская плата Gigabyte – Z590 AORUS XTREME расходует на личные нужды порядка 25 – 35 Вт в зависимости от нагрузки.

Дополнительно к расчету следует прибавить 50 – 100 Вт мощности для энергоснабжения оперативной памяти, накопителей, системы охлаждения и подсветки.

По окончанию расчета получается значение общей мощности компьютера. Но его нельзя считать окончательной цифрой для покупки блока питания. Обычно добавляется порядка 20 – 30 процентов резерва, который предусматривается для возможного частичного апгрейда системы. После этого цифру округляют в большую сторону до показателей мощности блоков питания, присутствующих в продаже.

Однако, если в планах пользователя намечен разгон процессора, оперативной памяти и видеокарты, то следует увеличить мощность на 50 % от расчетных значений. И это минимум, поскольку энергопотребление некоторых моделей процессоров при разгоне может увеличиться на 100 % и более.

На что еще следует обратить внимание при выборе

Помимо мощности, при выборе блока питания следует учесть и другие характеристики:

• Форм-фактор и размер блока питания выбирается в соответствии с параметрами корпуса. Современные системные блоки предусматривают расположение блока питания в задней нижней части. В моделях прошлых лет блок питания располагался в задней верхней части.
• Количество разъемов должно обеспечивать подключение к питанию всего оборудования системы и желательно без переходников и разветвителей.
• Блок питания должен обладать достаточной системой охлаждения. Некоторые модели оснащены автоматической системой регулирования оборотов, которая управляет вентилятором в зависимости от нагрузки.
• КПД блока питания – параметр, показывающий, какая часть энергии, поступившей из сети преобразуется в полезную нагрузку деталей компьютера. Остальная доля расходуется на личные потребности блока питания или превращается в тепло и рассеивается во внутреннем пространстве корпуса. Блоки питания с КПД выше 80% обозначаются маркировкой 80 PLUS.

80 PLUS – это стандарт сертификации, которой добровольно подвергают свои модели производители блоков питания. Процедура тестирования подразумевает исследование эффективности работы блоков питания при нагрузках в 20, 50 и 100 % от общей мощности. По результатам тестирования, моделям присваивается один из шести уровней сертификации 80 PLUS:

1. 80 PLUS White – энергоэффективность в трех режимах должна быть не ниже 80 %.
2. 80 PLUS Bronze – 81 – 85 %;
3. 80 PLUS Silver – 85 – 89 %;
4. 80 PLUS Gold – 88 – 92 %;
5. 80 PLUS Platinum – 90 – 94%;
6. 80 PLUS Titanium – 91 – 96%.

Согласно тестированию во время процедуры сертификации, наилучшие показатели энергоэффективности блоки питания демонстрируют при нагрузке в 50%. Именно поэтому при покупке блока питания не стоит чрезмерно превышать расчетные значения мощности.

Отдельное внимание хочется обратить на производителей. Блок питания – это не тот объект в структуре компьютера, на качестве которого можно экономить. Поэтому не рекомендуем покупать безымянные блоки питания от азиатских производителей.

Лучше обратите свое внимание на проверенные временем компании, например Сhieftec или Сooler-master. Эти производители занимают верхние позиции в рейтингах продаж, предоставляют покупателям только сертифицированные блоки питания и гарантию на свою продукцию сроком 2 – 3 года.

Короткое видео от компании Chieftec об инновационной серии Photon (CTG-650C-RGB / CTC-750C-RGB) и Photon Gold Series (GDP-650C-RGB / GDP-750C-RGB) предназначенной для геймеров и энтузиастов, которым нужна максимальная мощность и долговечность, производительность и световые эффекты RGB.

5 вещей, на которые следует обращать внимание при выборе блока питания

С появлением видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30-й серии, процессоров AMD Ryzen 5000-й серии и видеокарт серии Radeon RX 6000 мы вступили в эру еще более высокопроизводительных компьютеров. Это вызывает постепенное увеличение спроса на блоки питания высокой мощности.

В магазинах имеется множество блоков питания. Какие же из них лучше отвечают потребностям пользователей, вливающихся в новую волну апгрейда? При выборе подходящей модели следует обратить внимание на несколько факторов:

Мощность

Перед обсуждением прочих параметров следует объяснить самый базовый. Мощность, указанная в характеристиках блока питания, может отличаться от его действительной мощности. Для хорошего продукта это будет мощность при длительной работе, а для других – лишь пиковая выходная мощность, то есть выдавать ее постоянно они не смогут. На каждом блоке питания имеется этикетка с характеристиками. Также их можно прочитать на его упаковке. Из них вы сможете узнать, какую именно выходную мощность имеет та или иная модель. Далее мы рассмотрим оба типа мощности более детально.

Длительная мощность

Это максимальное значение выходной мощности, которую способен обеспечить блок питания при длительной работе, независимо от входного напряжения и температуры. Как правило, этикетка на задней панели блока питания оформляется в соответствии с правилами по электробезопасности, и на ней должна быть указана именно длительная мощность.

Пиковая мощность

Мощность блока питания, которую тот способен поддерживать в течение короткого времени (менее 10 мс) до активации защитных механизмов, называется пиковой.

Как правило, она в 1,1 раза больше, чем длительная и чаще всего не указывается в таблицах характеристик и на этикетках продуктов. Например, пиковая мощность 850-ваттного блока питания будет составлять примерно 935 Вт (850 Вт х 1,1 = 935 Вт).

У некоторых блоков питания общая выходная мощность, написанная на этикетке, отличается от той, что указана в их названии или описании, поэтому обязательно перед покупкой изучите технические характеристики устройства, чтобы убедиться, что вы получите именно столько ватт, сколько вам требуется.

Безопасность

Еще одним важным аспектом блока питания являются его защитные функции, которые предотвращают повреждение устройства при возникновении внештатных ситуаций. Ниже приведены краткие описания самых популярных из них.

Защита от перегрузок по напряжению (OVP)

При нестабильной работе системы питания могут случиться скачки выходного напряжения. Если оно выйдет за безопасные пределы, блок питания будет отключен, чтобы предотвратить повреждение компонентов компьютера. После устранения внештатной ситуации его можно будет включить снова.

Допустимые диапазоны напряжений, данные в руководстве компании Intel по проектированию блоков:

Защита от перегрузок по току (OCP)

Если ток на выходных линиях превысит безопасный уровень, блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения компонентов компьютера. Его можно будет снова включить после устранения внештатной ситуации.

Защита от общей перегрузки (OPP)

Если общее энергопотребление компьютера превысит возможности блока питания, тот будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку.

Защита от перегрева (OTP)

Если температура внутри блока питания превысит безопасный уровень, например, из-за плохого отвода тепла или сломавшегося вентилятора, то он будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку. Блок питания можно будет включить вновь, когда температура опустится до приемлемой.

Защита от коротких замыканий (SCP)

При коротком замыкании выходных линий блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения. Его можно будет снова включить после устранения неисправности.

Конструкция шин питания и их характеристики

Блоки питания могут иметь одну или несколько выходных линий с напряжением +12 В. Оба варианта имеют свои плюсы и сферы применения. +12 В – это основное системное напряжение, которое используется и процессором, и видеокартой, и материнской платой, поэтому сила тока на такой линии будет довольно высокой. Понять, какой именно конструктивный вариант используется в том или ином блоке питания, как правило, можно из его технических характеристик.

Одиночная выходная линия

Как подразумевает название, при таком варианте имеется лишь одна выходная линия +12 В, по которой и поставляется весь ток, нужный системным компонентам. Его преимущество состоит в том, что сила тока такой линии может быть сравнительно высока. В таблице характеристик будет указана лишь одна линия +12 В с максимальной силой тока и мощностью, которые она поддерживает.

Несколько выходных линий

При таком варианте одна внутренняя шина +12 В разделяется на несколько выходных линий, причем на каждой линии имеется свое ограничение по силе тока с соответствующей защитой, и это повышает уровень электробезопасности. В характеристиках блока питания будет указано несколько выходных линий +12 В с максимальной силой тока и мощностью каждой из них. Впрочем, независимо от их числа, общая мощность внутренней шины +12 В останется неизменной. Возьмем для примера модель MPG A850GF. У нее имеется 4 выходных линии +12 В, питающие материнскую плату, процессор и видеокарту, а их общая мощность составляет 850 Вт.

Различные варианты схемотехники и защитных механизмов будут влиять на максимальную мощность блока питания. Как правило, пиковая мощность больше номинальной в 1,1 раза. При превышении этого порога активируется защита: защита от перегрузки по току или общей перегрузки. Пороговые значения защиты устанавливаются каждым производителем самостоятельно, и для блоков питания с одной выходной линией +12 В их значения практически совпадают. Для устройств с несколькими выходными линиями +12 В защита от перегрузки по току обычно более важна.

В блоках питания MSI серии MPG используется разделение внутренней шины +12 В на четыре выходных линии, и для каждой из них защита от перегрузки по току задана на уровне в 1,35 раза выше, чем ее номинал. Возьмем к примеру модель MPG A850GF. Для каждой выходной линии указана максимальная сила тока в амперах. Умножив это число на лимит перегрузки по току, мы получим максимальную пиковую мощность – столько энергии может получить подключенный к ней процессор или видеокарта. Видеокарты рекомендуется подключать к линиям с большим запасом по току (см. инструкции на нашем официальном сайте).

Уровень защиты от перегрузки по току

+12VCPU: 25A x 1.35 x 12V = 405W
+12VVGA1: 40A x 1.35 x 12V = 648W
+12VVGA2: 40A x 1.35 x 12V = 648W

Защита от общей перегрузки устанавливается на уровне в 1,35 раза выше, чем номинальная мощность блока питания. Таким образом, кратковременно выходная мощность может доходить до 1147 Вт (850 Вт x 1,35 = 1147 Вт).

Чтобы сымитировать энергопотребление компьютера при игре в разрешениях 4K и FHD, мы воспользовались игровым бенчмарком. Кроме того, мы применили тест AIDA64 + 3DMark D12X, чтобы оценить потребности системы под максимально высокой нагрузкой.

Ниже представлены компоненты, которые мы использовали в наших тестах.

Тестовая система №1

• Материнская плата: MEG Z490 ACE
• Процессор: Intel i9-10900K (с включенной функцией Turbo Boost)
• Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
• Блок питания: MPG A850GF

Тестовая система №2

• Материнская плата: MEG X570 UNIFY
• Процессор: AMD Ryzen™ 9 5950X (с включенной функцией Game Boost)
• Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
• Блок питания: MPG A850GF

По итогам игровых и стресс-тестов мы можем заключить, что среднее энергопотребление не превышает 600 Вт, а пиковое находится в безопасных пределах (для модели MPG A850GF: 850 Вт x 1,35 = 1147 Вт). Хотя компания NVIDIA официально рекомендует использовать для видеокарты RTX 3090 блок питания мощностью 750 Вт, тесты показывают, что 850-ваттный будет более оптимальным выбором.

Модульная конструкция кабелей и персонализация

Кабели блока питания могут быть фиксированными или отсоединяемыми, в последнем случае – все или некоторые из них. Преимуществами полностью модульной конструкции (при которой все кабели можно отсоединить) являются экономия места и удобство прокладки кабелей. Большинство предлагаемых на сегодняшний день блоков питания высокого класса являются полностью модульными.

Модульная конструкция, например, у продуктов MSI серии MPG, также позволяет пользователю персонализировать внешний вид блока питания путем замены кабелей. Для этого нужно лишь знать, к каким именно разъемам они подключаются.

Распиновка разъемов блоков питания MSI серии MPG.

Сертификация энергоэффективности 80 PLUS

80 Plus – это сертификация энергоэффективности (коэффициента полезного действия) блоков питания. В ней предусмотрено шесть уровней. Чем выше уровень, тем выше КПД и больше экономия энергии. Обычно для достижения лучшей энергоэффективности требуется применять более качественные материалы. Ниже указаны требования стандарта «80 Plus» разных уровней, которым должны отвечать соответствующие блоки питания.

В настоящее время большинство блоков питания высшего сегмента обладают сертификацией Gold, а самые мощные модели – Platinum и Titanium. Геймерам вполне подойдет модель стандарта Gold с полностью модульной конструкцией. Хотя модели стандартов Platinum и Titanium могут похвастать лучшим качеством и эффективностью, их цена будет довольно высока. На уровне Gold КПД остается достаточно высоким, а вот цена удовлетворит большинство пользователей.

Блоки питания MPG A850GF, MPG A750GF и MPG A650GF от MSI – это модели стандарта «80 Plus Gold» с модульной конструкцией. Разделение 12-вольтовой шины на несколько выходных линий повышает уровень электробезопасности. Выбирать конкретную модель следует на основе конфигурации и сценариев использования компьютера. В представленной ниже таблице показаны наши рекомендации по выбору блоков питания MSI для сборок с видеокартами NVIDIA GeForce RTX 30-й серии и процессорами Intel/AMD. Данные по энергопотреблению готовящихся к выходу видеокарт AMD будут предоставлены позже.

Подробную информацию вы всегда можете найти на официальном сайте MSI.
MPG A850GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A850GF
MPG A750GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A750GF
MPG A650GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A650GF

ATX12VO — питаемся по-новому / Хабр

Даже в постоянно изменяющемся компьютерном мире есть островки спокойствия, куда редко ступает нога улучшателей. Эти компоненты ПК живут по многократно апробированному на практике принципу «работает — не трогай». Один из примеров такого взаимовыгодного долгожительства — форм-фактор АТХ и его компоненты. Однако даже самые удачные решения иногда подвергаются ревизии. В 2020 году Intel предлагает новый вариант блока питания для настольных ПК — ATX12VO.

Всем хорошо известный стандарт АТХ был разработан Intel в 1995 году; он регламентировал как механические параметры компьютерной системы, так и схему ее электропитания: набор напряжений, подаваемых с БП на материнскую плату и другие компоненты, геометрию и распиновку разъемов питания, а также принципы управления электрической цепью. Согласно текущему стандарту, блок питания поставляет на материнскую плату постоянные напряжения 3.3 В, ±5 В и ±12 В при помощи основного 24-пинового разъема. Питание на прочие устройства и компоненты компьютера также по большей части распределяется от БП.

Стандарт ATX12VO существенно изменяет электрическую схему компьютера. 12VO означает «12 V Only», сам блок питания при этом называется «Single Rail PSU», то есть «БП с одним выходным напряжением». Сущность идеи теперь наверняка понятна: на материнскую плату подается одно-единственное напряжение +12 В с использованием укороченного 10-пинового разъема. Дальнейшим преобразованием напряжения и раздачей питания низковольтным потребителям занимается сама плата. Разъемы питания распаиваются в удобных для этого местах, скажем, для накопителей — рядом с разъемами для data-кабелей.

Сила тока рассчитывается исходя из практического норматива в 6-8 А на пин. В том случае, если подаваемой на плату мощности не хватает для нормальной работы ПК (установлен мощный процессор либо иной потребитель, применяется разгон), блок питания может предоставить дополнительные 12 В линии питания, при этом применяется модульный принцип: провода подключаются к разъемам на задней стенке БП.

Новый стандарт электропитания имеет два основных преимущества:

1. Существенно уменьшается количество электрических проводов и разъемов в корпусе компьютера. Больше нет необходимости использовать стяжки для организации гирлянд неиспользуемых колодок — внутри находятся только нужные силовые элементы. Дополнительно, маленький основной разъем экономит место на материнской плате.
2. Питание через материнскую плату позволяет реализовать более тонкие режимы энергопотребления и энергосбережения, в частности, Alternative Sleep Mode (ASM). Десктоп, так же как и ноутбук, в XXI веке должен быть энергоэффективным.

Блоки питания нового стандарта появятся уже в этом году, первоначально в готовых моделях ОЕМ-производителей. Далее появится поддержка ATX12VO и на уровне продаваемых отдельно материнских плат. Подробный технический документ, описывающий новый стандарт, доступен на

сайте Intel

.

БПНС – Системы оперативного тока

Блок питания стабилизированным напряжением БПНС

Блок питания стабилизированным напряжением БПНС предназначен для приема электрической энергии собственных нужд переменного тока от двух независимых секций собственных нужд переменного тока, преобразования ее в электрическую энергию постоянного тока с последующим питанием цепей оперативного постоянного тока.  Шкаф БПНС используется на энергетических объектах для распределения электрической энергии постоянного тока по цепям собственных нужд. Вшкафу БПНС установлены выпрямительные блоки, контролер производства Relpro IG, который выполняет следующие функции: контроль, защита и управление. Функция управления выпрямительных блоков БПНС позволяют осуществить ступенчатую регулировку выходного напряжения. Функция защиты БПНС ограждает потребителя от токов короткого замыкания, от перенапряжения на выходе, а также защищает сами блоки от внешних аварийных режимов работы. Функция контроля позволяет отображать состояния шкафа БПНС, сообщается от какой секции собственных нужд происходит питания, состояние блоков и значения выходных параметров.Блок питания стабилизированным напряжением БПНС выдает постоянный ток для осуществления работы микропроцессорной защиты подстанции. Основные назначения шкафов БПНС это организация оперативных цепей постоянного тока и питания потребителей электрической энергией постоянного тока.

 

Шкафы БПНС в основном применяется на электрических станциях, трансформаторных подстанциях, распределительных пунктах и блочно-модульных подстанциях для питания оперативных цепей схем релейной защиты и автоматики. Входное напряжение питания шкафов БПНС это трехфазное напряжение переменного тока. Питание БПНС осуществляется от двух секций собственных нужд.

 

Шкафы оперативного тока БПНС выпускаются как в стандартном исполнение так и в индивидуальном исполнении. При запросе стоимости шкафов индивидуального исполнения, просим выслать опросный лист или предоставить техническое задание на изготовление. Цена шкафа БПНСбудет сообщена заказчику в течение одного рабочего. Цена БПНС будет ниже конкурентов так, как наше предприятие занимается разработками систем оперативного постоянного тока СОПТ и готово предложить вам решения удовлетворяющий ваш запрос, по разумным ценам.

 

Мы предлагаем блоки питания стабилизированным напряжением БПНС по низким ценам, но если вам необходимы шкафы оперативного тока на большие токи с возможностью питания потребителя в режиме отсутствии входного напряжения и в наличии, рассмотрите возможность использования шкафов оперативного тока серии ШОТ-Е2 и ШОТ-Е4. Для ознакомления с даннымишкафами оперативного тока, просим вас посетить сайт www.shot21.ru. Цена ШОТ представленных на данном сайте самая низкая и должна удовлетворить любого, а по техническим характеристикам данные шкафы ШОТ опережают любые ШОТы других производителей.

 

Наше предприятие более 5 лет выпускает шкафы оперативного тока серии БПНС. Готовы изготовить блок питания стабилизированным напряжением БПНС по техническому заданию или предоставленному заранее заполненному опросному листу.Наши шкафы БПНС установлены на энергетических объектах России, также шкафы установлены в Казахстане и в Украине. БПНСизготавливается согласно техническим условиям ТУ-3434-001-54075098-2005 и имеет сертификат соответствия сертификат РОСС RU.АЯ96.В05642.

 

Для контроля за основными параметрами потребителей в блоках питания стабилизированным напряжением БПНС возможнаустановка сертифицированные реле контроля серии РК. Для ознакомления с данными видами реле контроля, просим посетить сайт www.relpro.ru.

 

В шкафу БПНС нашего производства возможно установка аккумуляторов разных фирм производителей с разными сроками эксплуатации. В основном используются малогабаритныегелевые аккумуляторы. По требованию заказчика поставляется ЗИП, комплектность которого предварительно согласована с потребителем. Комплектно с шкафом оперативного тока БПНС при заказе с аккумуляторами, поставляется все необходимые перемычки и провода необходимые для сборки аккумуляторов в одну батарею на номинальное напряжение БПНСа. Аккумуляторыпоставляются отдельно вне блока питания стабилизированным напряжением БПНС на европоддоне или в отдельных деревянных ящиках.

 

 

Условия эксплуатации блоков питания стабилизированным напряжением БПНС

 

Блоки питания стабилизированным напряжением БПНС предназначены для работы в следующих условиях:

 

• высота над уровнем моря не более 1000 м;
• температура окружающего воздуха от +1?С до 40?С для УХЛ4;
• относительная влажность воздуха до 80% при температуре плюс 25?С для УХЛ4;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
• группа условий эксплуатации в части воздействия механических факторов внешней среды – М2 по ГОСТ17516.1;
• рабочее положение в пространстве – вертикальное, допускается отклонение от рабочего положения до ±5° в любую сторону.

Основные технические характеристики

 

Параметры	Значение
Номинальное выходное постоянное напряжение, В	24, 48, 60, 100, 110, 220, 230, 260, 320
Номинальное напряжение питающей сети, В	100, 50 Гц трехфазное110, 50 Гц трехфазное220, 50 Гц трехфазное380, 50 Гц трехфазное440, 50 Гц трехфазное
Номинальный выходной ток, А	6,5 при выходном напряжение 220В.При любых других напряжениях, ток будет ограничен из условия, что выходная мощность не превысит значение 1400Вт.
Вид конструкции	шкаф
Способ обслуживания	односторонний
Степень защиты, по ГОСТ 14254-80	IР41
Размеры БПНС,мм	В зависимости от комплектации,стандартное 600Шх800Вх270Г
Пофидерный контроль	Реле контроля РК10 или РК13
Отключение фидера с при аварийных режимах работы БПНС	По желанию заказчика
Производитель АКБ	По требованию заказчика
Количество аккумуляторов в аккумуляторном отсеке, шт	В зависимости от напряжения
Допустимая величина пульсации по напряжению, %	Менее 1
Допустимая величина пульсации по току, %	Менее 1
Подвод кабеля	Снизу
Диапазон изменения рабочее напряжение питающей сети	от-18% до +15%
Номинальное частота питающей сети, Гц	47-63
Коэффициент мощности в зависимости от исполнения, %	>95
КПД, %	>88
Диапазоны регулирования выходного напряжения постоянного тока, В ступенчатое	от -10% до +10%
Пульсации выходного напряжения в полосе 10 кГц – 20 Мгц, mVp-p	<800
Нестабильность выходного напряжения на нагрузке, статическая, %	<±0,5
Нестабильность выходного напряжения на нагрузке, динамическая (изменение нагрузки от 40 до 90%), время восстановления 30 мс, %	<±5

 

 

Опросный лист на БПНС (52 Кб)

Блок питания – презентация онлайн

1. Блок питания

Блок питания
Определение
Компьютерный блок питания (БП) — источник электропитания,
предназначенный для снабжения узлов компьютера
электроэнергией постоянного тока путём
преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.
В некоторой степени блок
питания также выполняет
функции стабилизации и
защиты от незначительных
помех питающего напряжения.
Как компонент, занимающий
значительную часть внутри
корпуса компьютера, несет в
своём составе компоненты
охлаждения частей внутри
корпуса компьютера.
Форм фактор
Блок питания
ATX
TFX
Блок питания
Мощность
Максимальная
отдаваемая мощность
блока питания. Самый
важный параметр, чем
мощнее блок питания,
тем больше
высокопроизводительны
х комплектующих
можно установить в
наш компьютер.
Блок питания
Мощность
Коэффициент мощности — это отношение мощности, идущей
на полезную работу к полученной. При наличии активного PFC
коэффициент мощности достигает значения от 0.95 до 0.99.
Производительность (КПД) — Коэффициент полезного действия
(отношение выходной мощности к потребляемой). Чем выше
данное значение, тем выше эффективность работы блока
питания и тем меньше потери электроэнергии.
Сертификация по стандарту:
Сертификация блока питания по стандарту 80 PLUS
подразумевает соответствие его определённым нормативам
по эффективности энергопотребления. При сертификации
80 PLUS КПД должен быть не менее 80% при 20%, 50% и 100%
нагрузке, относительно номинальной мощности блока питания.
Блок питания
Сертификация 80 PLUS
Блок питания
Питание материнской платы и
центрального процессора
Все современные блоки питания
имеют питание материнской платы
24 pin. В зависимости от версии
стандарта ATX12V электропитание
процессора может иметь как один
4 pin разъем, так и два разъема
(4 pin + 4 pin), расположенных на
одной линии питания. Разъем 8 pin
по спецификации EPS12V
предназначен для питания
материнской платы и процессора.
Блок питания
Разъемы блока питания
Блок питания
Разъемы
Разъемы Peripheral
Peripheral(Molex)
(Molex)
Блок питания
Разъемы
(Molex)
Разъемы Peripheral
SATA
Блок питания
Разъемы
Peripheral (Molex)
4PIN для подключения
дисковода FDD
Блок питания
Разъемы
Разъемы Peripheral
для PCI-E (Molex)
Современные видеокарты имеют по несколько разъемов
дополнительного питания. Если блок питания не имеет специальных
разъемов, то приходится использовать переходники 2xPeripheral (Molex)
на 6pin. Использование таких переходников занимает разъемы
Peripheral (Molex), что может ограничить установку другого
периферийного оборудования (жесткие диски, оптические приводы,
устройства охлаждения).
Блок питания
Разъемы
Peripheral
(Molex)
Питание для
видеокарт
Более мощные версии видеокарт могут иметь 2 типа разъемов
питания: 6-пин и 8-пин, или оба сразу.
Разъем 6-пин предоставляет видеокарте дополнительную
мощность в 75 Вт, а 8-пин – в 150 Вт.
Таким образом, максимальное энергопотребление
видеокарты с 1 разъемом 8-пин и 1 разъемом 6-пин может
достигать значения: 75+150+75 = 300Вт (конфигурации разъемов
могут отличаться, в том числе и в большую сторону).
Разъемы
Peripheral
(Molex)
Питание для
видеокарт
Блок питания
Тип коннектора питания
Обеспечиваемая им
мощность
PCIe x16
75 Вт
6-pin
75 Вт
8-pin
150 Вт
Блок питания
Разъемы
(Molex)
Разъемы Peripheral
блока питания
1. AMP 171822-4 мини-размера для питания 5 и 12 вольтами
периферийного устройства (обычно FDD дисковод).
2. Molex обычного размера (molex 8981).
3. 5-контактные разъёмы MOLEX 88751 для питания устройства с
интерфейсом SATA.
4. «PCIe8connector» для питания видеокарты, расщепляемый на
«PCIe6connector» (для питания видеокарты).
5. «PCIe6connector» для питания видеокарты.
6. «EPS12V» (Entry-Level Power Supply Specification) для питания
процессора.
7. «ATX PS 12V» («P4 power connector») для питания процессора.
8. «ATX12V» основного питания материнской платы: MOLEX 39-01-2040.

16. Блок питания

Назначение и принципы работы блоков питания

Назначение и принципы работы блоков питания

Блок питания является одним из самых ненадежных устройств компьютерной системы, т.к. в его составе имеются электронные, электрические   и электромеханические элементы. Блок питания наиболее подвержен влиянию внешних факторов и в тоже время на его работу могут повлиять элементы являющиеся его нагрузкой.

Главное назначение блоков питания — преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера. Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +5, +12 и  в +3,3 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) — +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы.

Замечание    Когда фирма Intel начала выпускать процессоры, для которых требовалось напряжение 3,3 В, источников питания с таким выходным напряжением еще не было. Поэтому изготовители системных плат начали встраивать трансформаторы, преобразующие напряжение +5 в 3,3 В. Такие преобразователи генерируют большое количество теплоты, что нежелательно для персонального компьютера.

Сигнальные функции

Блок питания также  вырабатывает и отрицательные напряжения -5 и -12В.  Питание -5 В поступает на контакт В5 шины ISA (при ее наличии), а на самой системной плате оно не используется. Это напряжение предназначалось для питания аналоговых схем в старых контроллерах накопителей на гибких дисках, поэтому оно и подведено к шине. В современных контроллерах напряжение -5 В не используется; оно сохраняется лишь как часть стандарта шины ISA.

Блок питания в системе с шиной МСА (Micro Channel Architecture), a также в блоки питания SFX не имеют сигнала -5 В. В подобных системах это напряжение не используется, поскольку в них всегда устанавливаются новейшие контроллеры дисководов.

Напряжения +12 и -12 В на системной плате также не используются, а соответствующие цепи подключены к контактам В9 и В7 шины ISA. К ним могут подсоединяться схемы любых плат адаптеров, но чаще всего подключаются передатчики и приемники последовательных портов. Если последовательные порты смонтированы на самой системной плате, то для их питания могут использоваться напряжения -12 и +12 В.

Замечание        Нагрузка источников питания для схемы последовательных портов весьма незначительна. Например, работающий одновременно на два порта сдвоенный асинхронный адаптер компьютеров PS/2 для выполнения операций с портами потребляет всего 35 мА, как по цепи +12, так и -12 В.

В большинстве схем современных последовательных портов указанные напряжения не используются. Для их питания достаточно напряжения +5 В (или даже 3,3 В). Если в компьютере установлены именно такие порты, значит, сигнал +12 В от блока питания не подается.

Напряжение +12 В предназначено в основном для питания двигателей дисковых накопителей. Источник питания по этой цепи должен обеспечивать большой выходной ток, особенно в компьютерах с множеством отсеков для дисководов. Напряжение 12 В подается также на вентиляторы, которые, как правило, работают постоянно. Обычно двигатель вентилятора потребляет от 100 до 250 мА, но в новых компьютерах это значение ниже 100 мА. В большинстве компьютеров вентиляторы работают от источника +12 В, но в портативных моделях для них используется напряжение +5 В (или даже 3,3 В).

Блок питания не только вырабатывает необходимое для работы узлов компьютера напряжение, но и приостанавливает функционирование системы до тех пор, пока величина этого напряжения не достигнет значения, достаточного для нормальной работы. Иными словами, блок питания не позволит компьютеру работать при “нештатном” уровне напряжения питания. В каждом блоке питания перед получением разрешения на запуск системы выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается специальный сигнал Power_Good (питание в норме). Если такой сигнал не поступил, компьютер работать не будет. Напряжение сети может оказаться слишком высоким (или низким) для нормальной работы блока питания, и он может перегреться. В любом случае сигнал Power_Good исчезнет, что приведет либо к перезапуску, либо к полному отключению системы. Если ваш компьютер не подает признаков жизни при включении, но вентиляторы и двигатели накопителей работают, то, возможно, отсутствует сигнал Power_Good. Столь радикальный способ защиты был предусмотрен фирмой IBM, исходя из тех соображений, что при перегрузке или перегреве блока питания его выходные напряжения могут выйти за допустимые пределы и работать на таком компьютере будет невозможно.

Замечание         Иногда сигнал Рower_Good используется для сброса вручную. Он подается на микросхему тактового генератора (8284 или 82284 в компьютерах PC/XT и AT). Эта микросхема управляет формированием тактовых импульсов и вырабатывает сигнал начальной перезагрузки. Если сигнальную цепь Power_Good заземлить каким-либо переключателем, то генерация тактовых сигналов прекращается и процессор останавливается. После размыкания переключателя вырабатывается кратковременный сигнал начальной установки процессора и разрешается нормальное прохождение сигнала Рower_Good. В результате выполняется аппаратная перезагрузка компьютера.

В компьютерах с более новыми формфакторами системной платы, типа micrо АТХ и NLX, предусмотрен другой специальный сигнал. Этот сигнал, называемый PS_ON и используется для программного отключения источника питания (и, таким образом компьютера). Сигнал PS_ON используется операционной системой (например, Windows  которая поддерживает расширенное управления питанием (Advanced Power Management – APM). Когда выбираеся команду Завершение работы из главного меню, Windows полностью автоматически отключает источник питания компьютера. Система, не обладающая этой особенностью, только отображает сообщение о том, что можно выключить компьютер.

Конструктивные размеры блоков питания

Размеры блока питания и расположение его элементов характеризуются конструктивными размерами, или формфакторами. Характеристики формфакторов также  распростроняются  на корпуса системных блоков и системные платы. Узлы одинаковых конструктивных размеров взаимозаменяемы. Проектируя компьютер, разработчики обычно выбирают одинаковые формфакторы всех компонентов PC. При разработке оригинальной конструкции блок питания получится уникальным, т.е. пригодным только для конкретной системы.  Используемый в PC источник питания, в отличие от других типов источников, высокоэффективен, генерирует минимальное количество теплоты, имеет небольшой размер и низкую цену.  

Замечание        Даже если два источника питания имеют один и тот же формфактор, они могут значительно отличаться качеством и эффективностью (КПД). Практически все новые блоки питания несовместимы с прежними моделями. Например, в блоках питания для систем АТХ используются абсолютно новые сигналы PS_ON.

Размер блока питания определяется конструкцией корпуса. Промышленными стандартами можно считать представленные ниже модели корпусов и блоков питания.

Устаревшие	Современные
PC/XT	LPX   (Slimline)
AT/Desktop	АТХ
AT/Tower	SFX
Вaby-AT	NLX

Существует множество модификаций блоков питания каждого типа, которые различают по выходным мощностям. В настоящее время практически во всех новых компьютерах иcпользуется формфактор АТХ. Ниже представлено соответствие между формфакторами сиcтемных плат и блоков питания.

формфактор системной платы	Чаше всего используемый формфактор   блока питания	Другие используемые формфакторы   блока питания
Вaby-AT	LPX	Вaby-AT, AT-Tower, AT-Desk
LPX	LPX	–
АТХ	АТХ	–
Micro- АТХ	АТХ	SFX
NLX	АТХ	–

Стандарт АТ

Блок питания PC АТ обычно имел стандартный конструктив и набор жгутов (кабелей) с разъемами питания для соединения с системной платой и периферийными устройствами. На задней стенке блока устанавливается входной разъем питающего кабеля, а также может быть установлен транзитный выходной разъем для питания монитора. Подключение монитора к такому разъему не только сокращает количество вилок, включаемых в розетку питания, но и обеспечивает связь «земель» монитора и системного блока. В некоторых типах блоков питания транзитный разъем может  отсутствовать. При этом монитор включают в дополнительную розетку и хорошо, если при этом соблюдают правила заземления.

Блок вырабатывает основное стабилизированное напряжение +5 В при токе 10-50 А; +12 В при токе 3,5-15 А для питания двигателей устройств и интерфейсных цепей; -12 В при токе 0,3-1 А для питания интерфейсных цепей; -5 В при токе 0,3-0,5 А (обычно не используется, присутствует только для соблюдения стандарта ISA Bus). Уровни напряжений 12 В, -12 В, -5 В обычно пропорциональны нагрузке цепи +5 В. Для регулировки выходного напряжения обычно имеется подстроечный резистор, хотя та доступа к нему может потребоваться и разборка блока питания.

Выходные цепи блоков питания формата AT выводятся гибкими жгутами проводов со стандартным набором разъемов (рис. 9). Разъемы для питания накопителей имеют ключи, исключающие возможность неправильного соединения. Однако иногда встречаются блоки с ошибочно собранными разъемами, в результате чего на шину питания +5 В попадает +12 В, чего устройства, как правило, не выдерживают. Традиционные разъемы питания системной платы PS-8, PS-9 всегда устанавливаются рядом так, чтобы четыре черных провода GND шли подряд. Их ключи весьма условны, а ошибка подключения чревата выгоранием системной платы. Цвета проводов в жгутах стандартизованы:

GND – черный;

-12V — коричневый;

+5V — красный;

-5V — голубой;

+12V — желтый;

P.G. — белый (питание в норме).

                   К системной плате       К накопителям

Рис. 9. Выходные разъемы блока питания формата AT

Стандарт АТХ

Новейшим стандартом на рынке PC-совместимых компьютеров стал АТХ (рис.10), который определил новую конструкцию системной платы и блока питания. В его основе лежит стандарт LPX (Slimline), но существует ряд особенностей, которые следует отметить. Версии используемых спецификаций АТХ постоянно совершенствуются и модифицируются.

Блок питания в стандарте АТХ значительно отличается от традиционных как по габаритным размерам, так и по электрическому интерфейсу. Вентилятор блока питается от цепи +12 В и обеспечивает охлаждение всего системного блока.

Рис. 10. Блок питания стандарта АТХ

Главная особенность данного БП состоит в том, что вентилятор теперь расположен на стенке корпуса блока питания, которая обращена внутрь компьютера, и поток воздуха прогоняется вдоль системной платы, поступая извне. Такое решение в корне отличается от традиционного, когда вентилятор располагается на тыльной стенке корпуса блока питания и воздух выдувается наружу. Поток воздуха в блоке АТХ направляется на компоненты платы, которые выделяют больше всего тепла (процессор, модули памяти и платы расширения). Поэтому исчезает необходимость в ненадежных вентиляторах для процессора, в настоящее время получивших  широкое распространение.

Другим преимуществом обратного направления воздуха является уменьшение загрязнения внутренних узлов компьютера. В корпусе создается избыточное давление, и воздух выходит в щели в корпусе, в отличие от систем другой конструкции. В АТХ-системах пыль будет «отгоняться» от устройства, поскольку внутрь воздух попадает только через одно входное отверстие на тыльной стороне блока питания. В системе, работающей в условиях повышенной запыленности, на воздухозаборнике БП можно установить фильтр, который предотвратит попадание в ПК частиц пыли.

Стандарт АТХ был разработан фирмой Intel в 1995 году и популярность завоевал после выпуска персональных компьютеров с процессором Pentium и Pentium Pro. После появления на рынке процессоров Pentium II (1997 год) и Pentium III (1999 год) этот тип корпуса стал использоваться повсеместно, заменив Baby-AT.  

Конструкция АТХ (рис.11) выполняет такие же функции, как Baby-AT и Slimline, а так-же позволяет решить две серьезные проблемы, возникающие при их использовании. Каждый   из традиционных блоков питания персональных компьютеров, применяющихся в PC, имеет два разъема, которые вставляются в системную плату. Проблема такова: если вы перепутаете разъемы, то сожжете системную плату! Большинство производителей качественных систем выпускают разъемы системной платы и блока питания с ключами, чтобы их нельзя было перепутать, но почти все дешевые системы не имеют ключей ни на системной плате, ни в блоке питания.

Чтобы предотвратить неправильное подключение разъемов блока питания, в модели АТХ предусмотрен новый разъем питания для системной платы. Он содержит 20 контактов и является одиночным разъемом с ключом. Его невозможно подключить неправильно В новом разъеме предусмотрена цепь питания на 3,3 В, что позволяет отказаться от преобразователя напряжения на системной плате.

Рис. 11. Внешний вид блока питания форм-фактора ATX/NLX

Для напряжения 3,3 В блок АТХ обеспечивает другой набор управляющих сигналов, отличающийся от обычных сигналов для стандартных блоков. Это сигналы Power_0n и Standby (последний также называется питанием малой мощности — Soft Power, или SB). 

Power_0n — это сигнал системной платы, который может использоваться такими операционными системами, как Windows 9x (они поддерживают возможность выключения и пуска системы программным путем). Это также позволяет применять для включения компьютера клавиатуру. Для этого в интерфейс блока питания введен управляющий сигнал PS-ON, включающий основные источники +5, +3,3, +12, -12 и -5 В (рис. 12). Напряжение от этих источников поступает на выход блока только при удержании сигнала PS-ON на низком логическом уровне. При высоком уровне или свободном состоянии цепи выходные напряжения этих источников поддерживаются около нулевого уровня. О нормальном напряжении питания сигнализирует сигнал PW-OK (Power O’Key). Интерфейс управления питанием позволяет выполнять программное отключение питания.

Рис. 12. Временная диаграмма интерфейса управления питанием АТХ

Сигнал 5v_Standby (дежурный) всегда активен и подает на системную плату питание ограниченной мощности, даже если компьютер выключен. Параметры описанных свойств устанавливаются с помощью программы установки параметров Setup BIOS. Дежурный источник с допустимым током нагрузки 10 мА (АТХ версии 2.01) включается при подаче сетевого напряжения. Он предназначен для питания цепей управления энергопотреблением и устройств, активных и в спящем режиме (например, факсмодема, способного по поступлении входящего звонка «разбудить» машину). В дальнейшем предполагается увеличить мощность данного источника до допустимого тока 720 мА, что позволит «будить» компьютер даже по приему пакета от дежурного адаптера локальной сети.

Сигнал FanM представляет собой выход типа «открытый коллектор» от тахометрического датчика вентилятора блока питания вырабатывающего два импульса на каждый оборот ротора. Сигнал FanC предназначен для управления скоростью вентилятора подачей напряжения в диапазоне 0…+12 В при токе до 20 мА. Если уровень напряжения выше +10,5 вентилятор будет работать на максимальной скорости. Уровень ниже +1 В означает запрос от системной платы на остановку вентилятора. Промежуточное значения уровня позволяют плавно регулировать скорость. Внутри блока питания сигнал FanC подтягивается к уровню +12 В, так что если дополнительный разъем оставить неподключенным, вентилятор будет всегда работать на максимальной скорости. На дополнительном разъеме также имеются kohtакты 1394V (+) и 1394R (-) изолированного от схемной земли источника напряжения 8-48 В для питания устройств шины IEEE-1394 (FireWire). Цепь +3.3V Sense служит для подачи сигнала обратной связи стабилизатору напряжения +3,3 

Все питающие и сигнальные провода к системной плате подключаются одним основным разъемом с надежным ключом (рис. 13а). На разъемах подключения накопителей, естественно, сохранилось традиционное назначение контактов. Расширенная спецификация для блока питания АТХ предусматривает передачу информации от датчиков вентилятора на системную плату, что обеспечивает контроль скорости вращения и температуры воздуха. Для этих целей предназначен дополнительный (необязательный) жгут с разъемом, изображенный на рис. 13 б. 

Рис. 13. а) Основной разъем питания

Рис. 13. б) Дополнительный разъем

Другая проблема, решенная в конструкции АТХ, связана с системой охлаждения. На всех современных процессорах устанавливается активный теплоотвод, который представляет собой вентилятор (кулер), который крепится к радиатору процессора для его охлаждения. Практически все процессоры, выпускаемые фирмой Intel и другими производителями, поставляются с такими вентиляторами. В системах модели АТХ для дополнительного охлаждения процессора используется заслонка рядом с блоком питания, которая направляет воздушный поток от вентилятора к процессору. Блок питания модели АТХ берет воздух извне и создает в корпусе избыточное давление, тогда как в корпусах других систем давление понижено. Направление воздушного потока в обратную сторону позволило значительно улучшить охлаждение процессора и других компонентов системы.

Замечание       Метод охлаждения, описанный в технических требованиях АТХ, не является обязательным. Изготовители могут использовать другие методы, например установку традиционного выдувающего вентилятора, а также пассивных радиаторов на системной плате АТХ. Это может оказаться лучшим решением для компьютера, если не гарантируется периодическая замена фильтра источника питания.

Стандарт NLX

Технические требования NLX, также разработанные Intel, определяют низкопрофильную системную плату, во многом похожую на АТХ. Однако в этом стандарте используется меньший формфактор. Как в предыдущих системах Slimline, системная плата NLX использует выносную плату (ризер – карту) для разъемов расширения. Системная плата NLX также разработана для упрощения доступа и обслуживания; системную плату легко выдвинуть из блока. Формфактор NLX предназначен для замены LPX (как формфактор АТХ функционально заменил Baby-AT).

Технические требования NLX не определяют новый формфактор источника питания, но существует отдельный документ, в котором приведены рекомендации для источника питания NLX. Чтобы источник питания поместился в корпус NLX, он должен соответствовать размерам формфактора LPX, но в нем должны использоваться разъем с 20 контактами, сигналы напряжения, в соответствии со спецификацией АТХ (и даже вентилятор должен быть расположен как в блоке питания АТХ). Хотя иногда можно приспособить источник питания для LPX, некоторые изготовители начали производить источники питания, специально созданные для использования в системах NLX.

Стандарт SFX (системные платы micro-ATX)

Фирма Intel разработала новые технические требования для системных плат, названных micro-ATX, Эти платы предназначены для недорогих систем; в них используется меньшее количество разъемов расширения, чем в NLX, и потому требования к источнику питания менее жесткие. Поскольку документация на платы micro-ATX определяет лишь формфактор системной платы, Intel разработала технические требования для нового источника питания, названного SFX (рис. 14).

Источник питания SFX специально разработан для использования в малых системах, содержащих ограниченное количество аппаратных средств. Блок питания может в течение длительного времени обеспечивать питание при мощности 90 Вт (135 Вт пиковой мощности) в четырех напряжениях (+5, +12, -12 и +3,3 В). Этой мощности достаточно для малой системы с процессором Pentium II, интерфейсом AGP, тремя разъемами расширения и тремя периферийными устройствами типа жестких дисков и CD-ROM.

Замечание        Источник питания SFX не имеет выходного напряжения -5 В, необходимого для шины ISA. Поэтому в компьютерах с платой micro-ATX используется только шина РСI и интерфейс AGP для всех плат расширений, установленных в компьютер, а разъемов шины ISA нет совсем.

Рис. 14. Блок питания стандарта SFX с вентиляторам диаметром 60 мм

Несмотря на то что Intel разработала технические требования к источнику питания SFX специально для системной платы с формфактором micro-ATX, SFX — это отдельный стандарт, который совместим с другими системными платами. В источниках питания SFX используется тот же разъем с 20 контактами, что и в стандарте АТХ, а также сигналы Power_0n и 5v_Standby. Отличия проявляются в расположении вентилятора.

Если используется стандартный источник питания SFX, то вентилятор диаметром 60 мм крепится на поверхности корпуса, причем он вдувает холодный воздух внутрь корпуса компьютера. Вентилятор обдувает источник питания, и через отверстия в задней панели корпуса теплый воздух удаляется. Такое расположение вентилятора уменьшает шум, но в то же время обладает недостатками, которые были характерны для систем охлаждения до введения стандарта АТХ. В любом случае необходимо использовать дополнительные охлаждающие элементы на наиболее тепловыделяющих элементах компьютера.

Для систем, которым необходимо более интенсивное отведение тепла, был разработан блок питания с вентилятором диаметром 90 мм. Этот больший по размеру вентилятор обеспечивает лучшее охлаждение элементов компьютера (рис. 15).              

Рис. 15. Блок питания стандарта SFX с вентилятором диаметром 90мм

На рис. 16 показан внешний вид блока питания стандарта SFX с верхним расположением вентилятора диаметром 90 мм.

Рис.16. Блок питания стандарта SFX с верхним расположением вентилятора диаметром 90мм

На что обратить внимание при выборе блока питания

1. Статьи
2. Источники питания
3. На что обратить внимание при выборе блока питания

Автор: Андрей МОНАЕНКОВ, руководитель инженерного отдела NOVIcam

Блок питания – один из важнейших элементов системы, обеспечивающий ее бесперебойную работу 24/7 без отклонения от необходимых параметров. Служит для преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. В сфере видеонаблюдения и системах безопасности чаще всего с переменного напряжения значением 220 В, 50 Гц в постоянное 12 В.

Выбирая блок питания, стоит обращать внимание не только на напряжение электропитания и выходной ток, но и на массу других параметров, которые далеко не второстепенны. Их совокупность обеспечит защиту системы, ее стабильную работу.

К слову, о функциональных возможностях. Регулировка напряжения в блоке питания позволит компенсировать потери напряжения при передаче питания на большие расстояния или возросшей нагрузке. Диапазон регулировки напряжения в имеющихся на рынке блоках питания составляет от 11 до 14,5 В.

Стабильную работу будет обеспечивать возможность резервирования питания, которая просто необходима на объектах с нестабильным электроснабжением. Качественные блоки питания с возможностью резервирования позволят при отключении основного электропитания переключиться на аккумуляторную батарею без ущерба для работоспособности подключенного оборудования. Для блоков питания в основном используются свинцово-кислотные аккумуляторы емкостью от 7 Aч. В корпус блока питания обычно возможно установить до двух АКБ различной емкости. Важным моментом является также оптимальное напряжение для заряда аккумулятора, которое должен обеспечить блок питания. Напряжение должно составлять 12 В и не превышать 13,8 В. Данные значения выбраны в соответствии с наилучшими характеристиками для заряда свинцово-кислотного аккумулятора. После того, как аккумулятор зарядился, он переходит в буферный режим, идеальное напряжение для данного режима 13,8 В на клеммах, что позволяет поддерживать номинальную емкость. В таком режиме АКБ может находиться на протяжении всего ресурса, не теряя своих свойств.

Говоря о стабильности работы, обратите внимание на КПД блока питания, который должен составлять не менее 80%. Высокий показатель КПД говорит о максимально эффективном преобразовании энергии для питания оконечных устройств без потерь на выделяемое тепло, это свидетельствует о качественной элементной базе и схемотехнике блока питания.

В блоках питания должны также присутствовать различные виды защиты для подключенных устройств и установленного аккумулятора. Рассмотрим основные.

Защита от глубокого разряда

При разряде свинцово-кислотных АКБ до определенного значения теряется емкость, разрушается внутренняя структура. Во многих бюджетных блоках питания данная защита отсутствует, так как это удорожает устройство. Обратите внимание на данную степень защиты, она должна быть заявлена производителем.

Защита от перезаряда

Так же должна быть встроена защита от перезаряда аккумулятора. Она значительно повышает безопасность устройства и продлевает время эксплуатации АКБ. При отсутствии данной защиты и перезаряде обслуживаемого аккумулятора закипает электролит, скапливаются выделяемые газы, при таких условиях появляется возможность взрыва. В необслуживаемых герметичных аккумуляторах для предотвращения таких последствий встроен специальный клапан, через который выводятся скопившиеся газы, тем не менее, работоспособность аккумулятора будет утеряна.

Защита от короткого замыкания по току и напряжению

Явление короткого замыкания возникает при многократном уменьшении сопротивления нагрузки, которое ведет к резкому увеличению проходящего тока в цепи. Значение тока в этот момент возрастает в 100 – 1000 раз. Доли секунды хватит, чтобы устройство вышло из строя. Поэтому важно понимать, насколько необходимо наличие данной функции в блоке питания.

Не стоит забывать и о рекомендациях от производителей, соблюдать температурный режим и не превышать заявленную нагрузку во избежание работы блока питания на износ или выхода из строя. Всегда берите блок питания с неким запасом по выходному току для системы, так как дополнительное токопотребление может внести различные условия, вот несколько из них: жесткий диск, установленный в видеорегистратор, подогрев камеры в зимнее время года, ИК-подсветка в ночное время суток.
 

Информация и фото с http://www.tzmagazine.ru/jpage.php?uid1=1899&uid2=1925&uid3=1936

Общие сведения об определении и функциях блока питания ПК –

Что такое “блок питания” в точности?

Понимание источника питания Определение ПК как одного из аппаратных средств в компьютерном устройстве, которое играет роль в обеспечении источника питания. Обычно этот блок питания находится на корпусе компьютера и имеет квадратную форму.

В определении источника питания, в основном, требуется источник электричества, который затем преобразуется в энергию, приводящую в действие электронные устройства.Система работает довольно просто, преобразуя мощность 120 В в форму потока с мощностью в соответствии с потребностями этих компонентов.

Определение источника питания в соответствии с пониманием источника питания на компьютере, основная функция заключается в преобразовании переменного тока в постоянный ток, который затем преобразуется в мощность или энергию, необходимую для компонентов компьютера, таких как материнская плата, компакт-диск для комнаты , Жесткий диск и другие компоненты.

Функция источника питания на компьютере

На индонезийском языке слово «источник питания» означает Кату Дая.Блок питания предназначен для подачи электрического тока на различные компоненты или аппаратные средства, находящиеся в корпусе компьютера.

Источником электрической энергии извне по-прежнему является переменный ток (AC). Когда электрическая энергия поступает в источник питания, электричество преобразуется в постоянный ток (DC). Затем питание постоянного тока направляется на все компоненты внутри корпуса компьютера для работы.

Сбоку от блока питания расположен вентилятор, который используется для удаления горячего воздуха изнутри корпуса компьютера.Кроме того, в блоке питания также имеется порт типа «папа» IEC 60320 C14, который функционирует как соединитель между источником электрической энергии и блоком питания.

Компоненты источника питания

Ссылаясь на понятие определения источника питания и его функции, это аппаратное обеспечение преобразует переменный ток в постоянный и распределяет его по различным компьютерным компонентам внутри корпуса. Для формирования напряжения необходимо несколько компонентов, а компоненты блока питания следующие:

1.Трансформатор

Это компонент внутри источника питания, который используется для передачи электричества между двумя или более электрическими цепями посредством электромагнитной индукции.

2. Диоды

Это комбинация двух электродных слов, а именно анода и катода. Природа диода состоит в том, чтобы подавать ток на прямое напряжение и подавлять ток при обратном потоке напряжения.

3. Конденсаторы

Конденсатор служит дополнением к подаче переменного напряжения в постоянное.

4. Резистор

Резистор – это устройство, которое помогает источнику питания снижать напряжение, делить напряжение и ограничивать входящий электрический ток, чтобы он мог управлять оборудованием на материнской плате.

5. Регулирующие ИС

ИС Регулятор служит для регулирования напряжения в электронной схеме, всегда остается стабильным.

6. Светодиод

Источник питания Светодиоды представляют собой компоненты, подобные полупроводниковым диодам, которые имеют особые характеристики.

Источники питания можно разделить на два типа, а именно:

a.Внутренний источник питания

Этот тип источника питания интегрируется с материнской платой или основной платой. Пример; мастерство, телевидение, DVD-плеер; блок питания интегрирован с материнской платой в корпус устройства.

б. Внешний блок питания

Этот тип блока питания изготавливается отдельно от материнской платы электронного устройства. Например, зарядное устройство для ноутбука и зарядное устройство HP.

Типы источников питания

В зависимости от функции существует два типа определения источника питания, которые обычно используются на компьютерах, и оба имеют существенные различия.

Типы источников питания следующие:

a. Блок питания AT

Можно сказать, что это тип блока питания, который впервые был использован в компьютерах прошлого, таких как Pentium II и Pentium III в 1997 году. Так что пока применение AT Power Supply в новейших типах компьютерной техники не встречается.

Этот тип определения источника питания имеет некоторые характеристики:

Имеет 8-12 выходных клемм, подключенных к материнской плате компьютера

Обычно он имеет мощность ниже 250 Вт

Поскольку кнопка включения и выключения питания подключена к корпусу компьютера, тогда это нужно делать вручную при выключении компьютера.

б. Блок питания ATX

Блок питания ATX – это обновленная версия блоков питания AT. Это определение источника питания имеет более сложную конструкцию с более эффективным источником подачи электроэнергии.

Блок питания ATX теперь используется в компьютерах последнего поколения, работа которых может контролироваться с помощью программного обеспечения, установленного на компьютере. Так что его можно установить в нескольких режимах, таких как спящий режим, режим ожидания и режим, когда компьютер выключен.

Характеристики блока питания ATX:

Имеет от 20 до 24 выходных клемм, подключенных к материнской плате

Используйте больше энергии

Когда компьютер выключен, блок питания полностью отключится автоматически

Как источник питания Работает

В соответствии с определением и функцией источника питания, когда пользователь включает питание компьютера, источник питания будет выполнять проверки и тесты перед запуском компьютерной системы.

Если проверка прошла успешно, блок питания отправит сигнал (power good) на материнскую плату как знак того, что компьютерная система готова к работе.

Кроме того, в соответствии с определением источника питания и его функцией, источник питания будет делить мощность в соответствии с мощностью, необходимой для каждого компонента компьютера.

Помимо подачи электроэнергии на компоненты компьютера, источник питания также поддерживает стабильность электрического тока в различных компонентах.Из объяснения определения блока питания pc и его функций, приведенного выше, этот компонент так же важен, как и ЦП на компьютере, который часто считается компьютерным мозгом.

Если есть помехи в источнике питания, это вызовет помехи потоку энергии на компоненты компьютера.

Управление блоком питания – принципы, проблемы и детали

Введение

Разработчики источников питания используют гибкие схемы контроля, последовательности и настройки питания для управления своими системами.В этой статье рассказывается, почему и как.

Мониторинг и управление растущим числом шин напряжения питания были жизненно важны для безопасности, экономии, долговечности и правильной работы электронных систем в течение многих лет, особенно для систем, использующих микропроцессоры. Определение того, находится ли шина напряжения выше порогового значения или в пределах рабочего окна, и включается или выключается это напряжение в правильной последовательности по отношению к другим шинам, имеет решающее значение для эксплуатационной надежности и безопасности.

Существует множество методов для решения различных аспектов этой проблемы. Например, простая схема, использующая прецизионный резистивный делитель, компаратор и эталон, может использоваться для определения того, находится ли напряжение на шине выше или ниже определенного уровня. В генераторах сброса , таких как ADM803, эти элементы объединены с элементом задержки для удержания устройств, таких как микропроцессоры, специализированные ИС (ASIC) и процессоры цифровых сигналов (DSP), в сброс при включении питания .Этот уровень мониторинга подходит для многих приложений.

Там, где необходимо контролировать несколько шин, несколько устройств (или многоканальных компараторов и связанных с ними схем) используются параллельно, но для увеличения возможностей требуется мониторинг ИС, которые делают больше, чем простое сравнение пороговых значений.

Например, рассмотрим общее требование к последовательности источников питания: производитель FPGA (программируемой вентильной матрицы) может указать, что напряжение ядра 3,3 В должно подаваться за 20 мс до 5-VI / O (вход / выход). ) напряжения, чтобы избежать возможных повреждений при включении устройства.Выполнение таких требований к последовательности может иметь такое же решающее значение для надежности, как и поддержание напряжения питания и температуры устройства в заданных рабочих пределах.

Кроме того, количество шин питания во многих приложениях резко увеличилось. Сложные дорогие системы, такие как коммутаторы LAN и базовые станции сотовой связи, обычно имеют линейные карты с 10 или более шинами напряжения; но даже чувствительные к стоимости потребительские системы, такие как плазменные телевизоры, могут иметь до 15 отдельных шин напряжения, многие из которых могут требовать мониторинга и упорядочения.

Многие высокопроизводительные ИС теперь требуют нескольких напряжений. Например, отдельные напряжения ядра и ввода / вывода являются стандартными для многих устройств. В конце концов, DSP может потребовать до четырех отдельных источников питания на устройство. Во многих случаях множество устройств с несколькими источниками питания могут сосуществовать в одной системе, содержащей FPGA, ASIC, DSP, микропроцессоры и микроконтроллеры (а также аналоговые компоненты).

Многие устройства используют стандартные уровни напряжения (например, 3,3 В), в то время как другим может потребоваться напряжение, зависящее от устройства.Кроме того, может потребоваться независимая установка определенного стандартного уровня напряжения во многих местах. Например, могут потребоваться отдельные аналоговые и цифровые источники питания, такие как 3,3 В _ANALOG и 3,3 В _DIGITAL . Генерация одного и того же напряжения несколько раз может потребоваться для повышения эффективности (например, шины памяти, работающие на сотни ампер) или для удовлетворения требований к последовательности (3,3 В _A и 3,3 В _B , необходимые для отдельных устройств в разное время).Все эти факторы способствуют распространению источников напряжения.

Мониторинг и последовательность напряжения могут стать довольно сложными, особенно если система должна быть спроектирована так, чтобы поддерживать последовательность включения питания, последовательность отключения питания и множественные реакции на все возможные неисправности на различных шинах питания в разных точках во время работы. Центральный контроллер управления питанием – лучший способ решить эту проблему.

По мере увеличения напряжения питания возрастает вероятность того, что что-то пойдет не так.Риск увеличивается пропорционально количеству расходных материалов, количеству элементов и сложности системы. Внешние факторы также увеличивают риск. Если, например, основная ASIC не полностью охарактеризована во время первоначального проектирования, разработчик источника питания должен взять на себя обязательство установить пороговые значения для контроля напряжения и временные последовательности, которые могут изменяться по мере разработки спецификаций ASIC. Если требования изменятся, возможно, придется пересмотреть печатную плату – с очевидными последствиями для графика и затрат.Кроме того, спецификации напряжения питания для некоторых устройств могут изменяться в процессе их разработки. В таких обстоятельствах способ быстрой регулировки источников питания был бы полезен любому центральному администратору энергосистемы. Фактически, гибкость для контроля, последовательности и регулировки шин напряжения в таких системах является жизненно необходимой.

Оценка устойчивости выбранной защиты от сбоев и временной последовательности может быть значительной задачей, поэтому устройство, упрощающее этот процесс, ускорит оценку платы и сократит время вывода на рынок.Регистрация неисправностей и оцифрованные данные о напряжении и температуре являются полезными функциями как в полевых условиях, так и на всех этапах проектирования от ранней разработки печатной платы до оценки прототипа.

Базовый мониторинг

На рис. 1 показан простой метод контроля нескольких шин напряжения с использованием компаратора ADCMP354 и эталонной ИС. Для каждой рейки используется индивидуальная схема. Резистивные делители уменьшают напряжение, устанавливая точку срабатывания при пониженном напряжении для каждого источника питания. Все выходы связаны друг с другом для генерации общего сигнала с хорошим энергопотреблением .

Рис. 1. Обнаружение пониженного напряжения на основе компаратора с общим выходом «power-good» для системы с тремя источниками питания.

Базовая последовательность операций

На рисунке 2 показано, как можно реализовать базовую последовательность операций с дискретными компонентами, используя логические пороги вместо компараторов. Шины 12 В и 5 В были созданы в другом месте. Необходимо ввести временную задержку, чтобы гарантировать правильную работу системы. Это достигается за счет использования комбинации резистор-конденсатор (RC) для медленного увеличения напряжения затвора на n-канальном полевом транзисторе последовательно с источником питания 5 В.Значения RC выбираются таким образом, чтобы обеспечить достаточную временную задержку до того, как полевой транзистор достигнет порогового значения напряжения и начнет включаться. Шины 3,3 В и 1,8 В генерируются регуляторами с малым падением напряжения (LDO) ADP3330 и ADP3333. Время включения этих напряжений также определяется RC-цепочками. Никаких серийных полевых транзисторов не требуется, поскольку RC управляет выводом выключения (/ SD) каждого LDO. Значения RC выбраны для обеспечения достаточных задержек по времени ( t ₂ , t ₃ ) до того, как напряжения на выводах / SD поднимутся выше своих пороговых значений.

Рис. 2. Базовая дискретная последовательность для системы с четырьмя источниками питания.

Этот простой и недорогой подход к упорядочиванию источников питания занимает небольшую площадь на плате и вполне приемлем во многих приложениях. Он подходит для систем, в которых стоимость является основным фактором, требования к последовательности просты, а точность схемы последовательности не имеет решающего значения.

Но во многих ситуациях требуется более высокая точность, чем это доступно с RC цепями запаздывания. Кроме того, это простое решение не позволяет устранять неисправности структурированным образом (например,g., сбой питания 5 В в конечном итоге приведет к выходу из строя других шин).

Секвенирование с помощью ИС

На рис. 3 показано, как можно использовать микросхемы упорядочивания питания ADM6820 и ADM1086 для точного и надежного упорядочивания шин питания в аналогичной системе. Внутренние компараторы обнаруживают, когда напряжение на шине превышает точно установленный уровень. Выходы утверждаются после программируемых задержек включения, что позволяет регуляторам ADP3309 и ADP3335 в желаемой последовательности. Пороги устанавливаются соотношениями сопротивлений; задержка устанавливается конденсатором.

Рисунок 3. Последовательность работы системы с четырьмя источниками питания с ИС для мониторинга.

Доступен широкий спектр микросхем упорядочивания источников питания. Некоторые устройства имеют выходы, которые можно использовать для непосредственного включения силовых модулей, и доступны многочисленные конфигурации выходов. Некоторые из них включают в себя встроенные генераторы напряжения с подкачивающим насосом . Это особенно полезно для низковольтных систем, которым необходимо упорядочить шины, которые генерируются выше по потоку, но не имеют источника высокого напряжения, такого как шина 12 В, для управления затвором полевого транзистора с каналом n .Многие из этих устройств также имеют разрешающие контакты, позволяющие внешнему сигналу – от кнопочного переключателя или контроллера – перезапустить последовательность или отключить управляемые направляющие, когда это необходимо.

Интегрированное управление энергосистемой

В некоторых системах так много шин питания, что дискретные подходы, использующие большое количество ИС и устанавливающие временные и пороговые уровни с помощью резисторов и конденсаторов, становятся слишком сложными и дорогостоящими и не могут обеспечить адекватную производительность.

Рассмотрим систему с восемью шинами напряжения, для которой требуется сложная последовательность включения питания.Каждую рейку необходимо контролировать на предмет повреждений при пониженном и повышенном напряжении. В случае неисправности все напряжения могут быть отключены или может быть инициирована последовательность отключения питания, в зависимости от механизма отказа. Действия должны выполняться в зависимости от состояния сигналов управления, а флаги должны генерироваться в зависимости от состояния источников питания. Реализация схемы такой сложности с дискретными устройствами и простыми ИС может потребовать сотен отдельных компонентов, огромного пространства на плате и значительных совокупных затрат.

В системах с четырьмя или более напряжениями может иметь смысл использовать централизованное устройство для управления источниками питания. Пример этого подхода можно увидеть на рисунке 4.

Рис. 4. Централизованное решение для контроля последовательности и мониторинга для системы с восемью источниками питания.

Централизованный мониторинг и последовательность

Семейство ADM106x Super Sequencer ^{™ продолжает использовать компараторы, но с некоторыми важными отличиями. Для каждого входа выделено два компаратора, поэтому можно реализовать обнаружение пониженного и повышенного напряжения, обеспечивая тем самым оконный мониторинг шин, созданных преобразователями постоянного тока ADP1821 и ADP2105 и LDO ADP1715.Ошибка пониженного напряжения – это нормальное состояние шины перед подачей питания, поэтому эта индикация используется для определения последовательности. Состояние перенапряжения обычно указывает на критическую неисправность – например, короткое замыкание полевого транзистора или катушки индуктивности – и требует немедленных действий.}

Системы с большим количеством расходных материалов обычно имеют большую сложность и, следовательно, более жесткие ограничения точности. Кроме того, установка точных пороговых значений с помощью резисторов становится сложной задачей при более низких напряжениях, таких как 1,0 В и 0,9 В. Хотя допуск 10% может быть приемлемым для шины 5 В, этот допуск обычно недостаточен для шины 1 В.ADM1066 позволяет устанавливать пороги компаратора входного детектора в пределах 1% наихудшего случая, независимо от напряжения (всего 0,6 В) – и во всем диапазоне температур устройства. Он добавляет к каждому компаратору внутреннюю фильтрацию сбоев и гистерезис. Его логические входы могут использоваться для запуска последовательности включения питания, отключения всех шин или выполнения других функций.

Информация из банка компараторов, поступающая в мощный и гибкий ядро ​​сценического станка, может быть использована для различных целей:

Последовательность: Когда выходное напряжение недавно включенного источника питания попадает в окно, может быть запущена временная задержка для включения следующей шины в последовательности включения питания.Возможна сложная последовательность, с несколькими последовательностями включения и выключения, или совершенно разными последовательностями для включения и выключения питания.

Тайм-аут: Если задействованная шина не включается должным образом, можно предпринять соответствующие действия (например, создание прерывания или выключение системы). Чисто аналоговое решение просто зависло бы в этой точке последовательности.

Мониторинг: Если напряжение на какой-либо шине выходит за пределы предустановленного окна, можно предпринять соответствующие действия – в зависимости от неисправной шины, типа возникшей неисправности и текущего режима работы.Системы с более чем пятью источниками питания часто дороги, поэтому комплексная защита от сбоев имеет решающее значение.

Встроенная подкачка заряда используется для генерации примерно 12 В управления затвором, даже если максимальное доступное напряжение системы составляет всего 3 В, что позволяет выходам напрямую управлять полевыми транзисторами серии n . Дополнительные выходы включают или отключают преобразователи или регуляторы постоянного тока в постоянный, позволяя выходу внутренне подтягиваться к одному из входов или к регулируемому напряжению на плате.Выходы также могут быть заявлены с открытым стоком. Выходы также могут использоваться в качестве сигналов состояния, таких как power good или power-on reset. При необходимости светодиоды состояния могут управляться напрямую с выходов.

Корректировка предложения

В дополнение к мониторингу нескольких шин напряжения и обеспечению решения для сложной последовательности, интегрированные устройства управления питанием, такие как ADM1066, также предоставляют инструменты для временной или постоянной регулировки напряжения отдельных шин.Выходное напряжение преобразователя или регулятора постоянного тока может быть изменено путем регулировки напряжения на узле подстройки или обратной связи этого устройства. Обычно резистивный делитель между выходом и землей модуля устанавливает номинальное напряжение на выводе подстройки / обратной связи. Это, в свою очередь, устанавливает номинальное выходное напряжение. Простые схемы, включающие переключение дополнительных резисторов или управление переменным сопротивлением в контуре обратной связи, изменят напряжение подстройки / обратной связи и, следовательно, отрегулируют выходное напряжение.

ADM1066 оснащен цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП) для обеспечения прямого управления узлом подстройки / обратной связи.Для максимальной эффективности эти ЦАП не работают между землей и максимальным напряжением; вместо этого они работают через относительно узкое окно с центром на номинальном уровне подстройки / обратной связи. Значение ослабляющего резистора масштабирует инкрементное изменение на выходе силового модуля с каждым изменением младшего разряда ЦАП. Эта регулировка разомкнутого контура обеспечивает уровни увеличения и уменьшения запаса, эквивалентные тем, которые получаются при цифровом переключении сопротивления в опорной цепи, и будет регулировать выходной сигнал с аналогичной точностью.

ADM1066 также включает в себя 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для измерения напряжения питания, поэтому можно реализовать схему регулировки питания с обратной связью. При заданной настройке выхода ЦАП выходное напряжение силового модуля оцифровывается АЦП и сравнивается с заданным напряжением в программном обеспечении. Затем можно настроить ЦАП для калибровки выходного напряжения как можно ближе к целевому напряжению. Эта схема с обратной связью обеспечивает очень точный метод регулировки подачи.При использовании метода с обратной связью точность внешних резисторов не имеет значения. На рисунке 4 выходное напряжение DC-DC4 регулируется одним из встроенных ЦАП.

Есть два основных применения схемы регулировки подачи. Первая – это концепция , на которой запасаются, то есть проверка реакции системы на работу источников на границах указанного диапазона напряжения питания оборудования. Производители оборудования для передачи данных, телекоммуникаций, сотовой инфраструктуры, серверов и сетей хранения данных должны тщательно тестировать свои системы перед отправкой конечным клиентам.Все источники питания в системе должны работать с определенным допуском (например, ± 5%, ± 10%). Маржа позволяет отрегулировать все расходные материалы на борту до верхнего и нижнего пределов допустимого диапазона с проведением тестов для обеспечения правильной работы. Централизованное устройство управления питанием с возможностью регулировки питания можно использовать для выполнения этого испытания на запас, при этом сводя к минимуму потребность в дополнительных компонентах и ​​площади печатной платы, необходимой для выполнения функции, которая требуется только один раз – во время испытания запаса на испытательном полигоне производителя.

Четыре- уголки Тестирование, то есть тестирование в рабочем диапазоне напряжения и температуры оборудования, часто требуется, поэтому ADM1062 объединяет измерение температуры и обратное считывание в дополнение к схеме запаса источника питания с обратной связью.

Второе применение схемы регулировки подачи – это компенсация колебаний подачи системы в полевых условиях. У таких различий много причин. В краткосрочной перспективе довольно часто напряжения незначительно изменяются при изменении температуры.В долгосрочной перспективе некоторые значения компонентов могут незначительно изменяться в течение срока службы продукта, что может привести к дрейфу напряжения. Цепи АЦП и ЦАП можно активировать периодически (например, каждые 10, 30 или 60 секунд) в сочетании с циклом программной калибровки, чтобы поддерживать напряжение там, где оно должно быть.

Гибкость

ADM1066 имеет встроенную энергонезависимую память, что позволяет его перепрограммировать столько раз, сколько необходимо, в то время как потребности системы в последовательности и мониторинге развиваются в процессе разработки.Это означает, что проектирование аппаратного обеспечения может быть завершено на ранней стадии процесса прототипа, а оптимизация мониторинга и последовательности может выполняться по мере выполнения проекта.

Такие функции, как цифровое измерение температуры и напряжения, упрощают и ускоряют процесс оценки. Инструменты маржирования позволят регулировать шины напряжения во время цикла разработки. Таким образом, в ситуации, когда ключевой ASIC, FPGA или процессор также находятся в разработке, а уровни напряжения питания или требования к последовательности находятся в постоянном изменении по мере поставки новых версий кремния, простую настройку можно выполнить через графический интерфейс программного обеспечения. .Таким образом, устройство управления питанием можно перепрограммировать за несколько минут, чтобы учесть изменения, без необходимости физического изменения компонентов на плате или, что еще хуже, перепроектирования оборудования.

Заключение

Растущее количество шин напряжения и появление последовательности источников питания повысили требования к проектировщикам питания во всех видах устройств и систем – от ноутбуков, телевизионных приставок и автомобильных систем до серверов и хранилищ, сотовой связи. базовые станции и системы Интернет-маршрутизации и коммутации.Также представляют интерес более строгие процедуры тестирования, новые уровни сбора информации и быстрое и простое программирование, особенно в системах среднего и высокого уровня. Для повышения устойчивости и надежности, а также для добавления этих жизненно важных новых функций доступно множество новых интегральных схем управления питанием, которые помогают решать эти проблемы безопасно, эффективно и с минимальной площадью платы, сокращая при этом время вывода на рынок.

Что такое БП и БРП?

Блок питания

Что такое блок питания и для чего он нужен? Блок питания означает блок питания, внутренний компонент ИТ-оборудования.Вместо того, чтобы снабжать системы энергией, он преобразует источник электричества в правильное напряжение. Получая питание от электрической розетки, он преобразует ток из переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный).

Почему важен блок питания?

Блок питания – важнейший компонент любого сервера. Без него ваша ИТ-инфраструктура не сможет работать. При выборе блока питания важно проверить его совместимость с форм-фактором вашего сервера и материнской платы.Чтобы определить, какую мощность он может обеспечить компьютерам, необходимо учитывать рейтинг блоков питания. Чем выше номинальная мощность, тем большую мощность может обеспечить блок.

Блоки питания

имеют основные функции и работают по-разному в зависимости от устройства. Он может изменять напряжение, преобразовывать мощность в постоянный ток из переменного или регулировать мощность для более плавного изменения напряжения. Основные компоненты обычно состоят из источника переменного тока, трансформатора, выпрямителя, фильтра, регулятора и выхода постоянного тока. Не все блоки питания содержат эти компоненты, но они выполняют важные функции.

• Источник переменного тока: переменный ток
• Трансформатор: изменяет входящее напряжение на необходимое выходное напряжение
• Выпрямитель: преобразует входящую мощность из переменного тока в постоянный; может быть полуволновым, двухполупериодным или мостовым. устройства, подключенные к источнику питания
• Выход постоянного тока: постоянный ток

Блок распределения питания

PDU отвечают за надежное распределение сетевого питания между несколькими устройствами.Он может подавать питание переменного или постоянного тока от источника бесперебойного питания, генератора или электросети на оборудование. Обычно используемые в центрах обработки данных, PDU распределяют электроэнергию между подключенными серверами. Самая простая форма PDU – это большой промышленный удлинитель, используемый для питания серверов и телекоммуникационного оборудования. Разветвители питания используются для подачи питания на монтируемое в стойку оборудование, такое как серверы, коммутаторы и маршрутизаторы. Разветвители питания предназначены для работы со стандартными электрическими розетками и не требуют возможности мониторинга или удаленного доступа.Эти удлинители также могут получать питание как с передней, так и с торцевой стороны устройства.

15A, горизонтальный блок питания для монтажа в стойку

Rack PDU можно устанавливать непосредственно в стандартные серверные стойки и распределять питание по определенным серверам, коммутаторам и устройствам центра обработки данных. Стойки для серверов имеют ширину 19 или 23 дюйма. Блок распределения питания, монтируемый в стойку, отличается от других блоков распределения питания, которые предназначены для настенного монтажа или крепления сбоку от оборудования. Базовые блоки распределения питания, которые обеспечивают питание серверных стоек без расширенных функций, представляют собой недорогие варианты распределения питания.Если у вас несколько устройств, то удлинители помогут вам подключить их все напрямую к источнику питания. Это возможно, потому что PDU могут превратить один вход питания в несколько выходов мощности.

Вертикальный удлинитель для монтажа в стойку

Разветвители питания для монтажа в стойку и PDU:

С помощью удлинителей RackSolutions вы можете легко подключить оборудование прямо в стойку. Наши удлинители имеют сертификаты CSA и UL, совместимы с любой 19-дюймовой стойкой EIA и обеспечивают питание как с передней, так и с задней стороны устройства.Узнайте больше о PDU и удлинителях здесь.

Сводка

Название статьи

Что такое PSU и PDU?

Описание

Блок питания – это внутренний аппаратный компонент ИТ, который преобразует источник электроэнергии в нужное напряжение. PDU распределяет надежное сетевое питание на несколько устройств.

Автор

Sophia Vo

Имя издателя

RackSolutions

Логотип издателя

4. Характеристики и функции – документация MagnaDC TS Series 1

4.1. Состояния регулирования выпуска

Блок питания MagnaDC серии TS может работать как с постоянным напряжением, так и с постоянным выходным током. Источник питания MagnaDC будет автоматически переключаться между двумя состояниями регулирования в зависимости от запрограммированных уставок и сопротивления нагрузки. Состояние регулирования отображается горящим светодиодом над соответствующей ручкой программирования, также через разъем внешнего пользовательского ввода-вывода или по команде компьютера.

Блок питания MagnaDC серии TS выполнит плавный автопереключение от управления в режиме напряжения к управлению в режиме тока, что определяется уставками напряжения и тока и / или сопротивлением нагрузки.Если одна из уставок установлена ​​на ноль, другой контроль уставки будет иметь незначительный эффект или не будет иметь никакого эффекта, вызывая либо ограничение нулевого напряжения, либо ограничение нулевого тока и предотвращая вывод от источника питания MagnaDC.

4.1.1. Постоянное напряжение

Когда отображается состояние стабилизации постоянного напряжения, источник питания MagnaDC поддерживает фиксированное напряжение на запрограммированной уставке, в то время как выходной ток колеблется в зависимости от импеданса нагрузки, как показано на рис. 4.1.

Фиг.4.1 Рабочий диапазон в режиме постоянного напряжения

Чтобы принудительно установить источник питания MagnaDC серии TS в режим постоянного напряжения, начните с того, что устройство находится в режиме ожидания, и установите для уставок напряжения и тока нулевое значение. Удерживая нажатой кнопку V / I DIS на передней панели, увеличьте уставки напряжения и тока для желаемого выходного напряжения и желаемого перекрестного тока. Перекрестный ток – это максимальный желаемый ток, при котором источник питания переходит в режим управления текущим режимом, чтобы стать источником постоянного тока.

Подключите нагрузку и подайте команду на запуск источника питания. Выходное напряжение должно быть близко к уставке напряжения. Если изменение нагрузки приводит к превышению запрограммированной уставки тока, источник питания автоматически переключается на выход постоянного тока при запрограммированной уставке тока, и выходное напряжение будет пропорционально падать. При установке ограничения тока необходимо учитывать высокие пиковые токи, которые могут вызвать нежелательный переход.

4.1.2. Постоянный ток

Когда отображается состояние регулирования постоянного тока, источник питания MagnaDC поддерживает фиксированный ток на запрограммированной уставке, в то время как выходное напряжение колеблется в зависимости от импеданса нагрузки, как показано на рис.4.2.

Рис. 4.2 Рабочий диапазон в режиме постоянного тока

Чтобы принудительно перевести блок питания MagnaDC серии TS в режим постоянного тока, начните с того, что устройство находится в режиме ожидания, и установите для уставок напряжения и тока нулевое значение. Удерживая нажатой кнопку V / I DIS на передней панели, увеличьте уставки напряжения и тока для желаемого выходного тока и желаемого напряжения кроссовера. Перекрестное напряжение – это максимальное желаемое напряжение, при котором источник питания переходит в режим управления напряжением, чтобы стать источником постоянного напряжения.

Подключите нагрузку и подайте команду на запуск источника питания. Выходной ток должен быть близок к текущему заданному значению. Если изменение нагрузки вызывает превышение запрограммированной уставки напряжения, источник питания автоматически переключается на постоянное выходное напряжение при запрограммированной уставке напряжения, и выходной ток будет пропорционально падать.

4.2. Команды

Следующие команды позволяют пользователю управлять включением схемы обработки мощности источника питания MagnaDC серии TS и устранением неисправностей.Эти команды доступны с передней панели, ввода-вывода внешних пользователей и команд компьютера. Чтобы контролировать, из каких интерфейсов доступны эти команды, пользователь может управлять этими параметрами с помощью следующих параметров конфигурации:

• INT CTL : Управление на передней панели для запуска, остановки и сброса.
• EXT CTL : Внешний пользовательский ввод / вывод и компьютерное управление для запуска, остановки и сброса.

INT EXT и EXT CTL могут быть активированы одновременно, при желании, для управления пуском, остановом и сбросом из различных интерфейсов.

Осторожно

Отключайте INT CTL только при наличии проверенных внешних или компьютерных элементов управления, так как это не позволит пользователю остановить продукт с передней панели.

4.2.1. Старт

Команда «Пуск» включает схему обработки мощности, о чем сигнализирует щелчок входного контактора переменного тока продукта, переводя продукт в состояние питания. Команда «Пуск» может быть подана только тогда, когда продукт находится в режиме ожидания. Если продукт находится в состоянии тревоги или в состоянии питания, команда «Пуск» не подействует.

После подачи команды «Пуск» изделие переходит в режим плавного пуска, который представляет собой схему предварительной зарядки, используемую для предотвращения пускового тока.

Примечание

Для приложений, требующих быстрого и / или большого времени повторения цикла выключения и включения, когда он находится в состоянии питания, рекомендуется запрограммировать продукт на ноль, а затем вернуться к желаемой уставке, вместо использования команд Стоп / Пуск. Программирование продукта на ноль и затем обратно на заданное значение устраняет задержку схемы плавного пуска и обеспечивает максимально быстрое время нарастания.

Для получения дополнительной информации о команде «Пуск»:

4.2.2. Остановка

Команда «Стоп» отключает схему обработки мощности, о чем сигнализирует щелчок выключения входного контактора переменного тока продукта, переводя продукт в состояние ожидания. Команда «Стоп» может быть подана только тогда, когда продукт находится в состоянии питания. Если продукт находится в состоянии тревоги или ожидания, команда «Стоп» не подействует.

В целях безопасности команда Stop всегда имеет приоритет над любой другой активной командой, независимо от интерфейса.Если команда «Пуск» подана, когда команда «Стоп» активна, продукт не включится.

Для получения дополнительной информации о команде Stop:

4.2.3. Прозрачный

Команда Clear снимает фиксацию ошибки из памяти и переводит лицевую панель из состояния тревоги в состояние ожидания. После возникновения ошибки необходимо подать команду «Очистить», прежде чем продукт сможет возобновить работу. В качестве альтернативы продукт можно включить и снова включить. Команда Clear разблокирует ошибку из памяти только в том случае, если условие ошибки было устранено.

Для получения дополнительной информации о команде Очистить:

4.3. Защита и диагностика

4.3.1. Отключение по превышению напряжения (OVT)

Блок питания MagnaDC серии TS имеет программируемую настройку отключения при перенапряжении, используемую для отключения продукта, если на выходе постоянного тока измеряется нежелательное максимальное значение напряжения. Параметр OVT может быть отрегулирован максимум до 110% от номинального напряжения конкретного источника питания MagnaDC. Состояние перенапряжения должно поддерживаться в течение ~ 30 мс, чтобы ошибка OVT была зарегистрирована.

Когда происходит сбой OVT, контактор на входе переменного тока размыкается, обеспечивая механический разрыв схем обработки мощности, но оставляя управляющее питание на месте. Аварийный сигнал OVT обозначается загоранием красного светодиода OVT на передней панели, + 5V на контакте 34 внешнего пользовательского ввода / вывода и компьютерной командой, запрашивающей регистр вопросов. Для возобновления работы выходное напряжение постоянного тока должно быть ниже значения OVT источника питания MagnaDC, должна быть активирована функция сброса, а вход повторно запитан функцией запуска.

Настройка OVT может быть запрограммирована с передней панели, через аналоговый вход 0–10 В на выводе 4 внешнего пользовательского ввода-вывода или программно с помощью программного обеспечения.

Заводская настройка OVT по умолчанию составляет 110% от максимального номинального напряжения конкретного источника питания MagnaDC.

Для получения дополнительной информации о настройке OVT:

4.3.2. Отключение по току (OCT)

Блок питания MagnaDC серии TS имеет программируемую настройку отключения при перегрузке по току, которая используется для отключения продукта, если на выходе постоянного тока измеряется нежелательное максимальное значение тока.Параметр OCT может быть отрегулирован максимум на 110% от номинального тока полной шкалы конкретного источника питания MagnaDC. Состояние перегрузки по току должно поддерживаться в течение ~ 60 мс для регистрации сбоя OCT; эта неисправность намеренно задерживается, чтобы избежать ложных срабатываний.

Когда происходит сбой OCT, контактор на входе переменного тока размыкается, обеспечивая механический разрыв схем обработки мощности, но оставляя управляющее питание на месте. Аварийный сигнал OCT указывается включением красного светодиода OCT на передней панели, + 5В на контакте 32 внешнего пользовательского ввода-вывода и компьютерной командой путем запроса в реестре вопросов.Для возобновления работы выходной постоянный ток должен быть ниже значения OCT источника питания MagnaDC, должна быть активирована функция сброса, а вход повторно запитан с помощью функции запуска.

Настройка OCT может быть запрограммирована с передней панели, через аналоговый вход 0–10 В на выводе 23 внешнего пользовательского ввода-вывода или программно с помощью программного обеспечения.

Заводская настройка OCT по умолчанию составляет 110% от максимального номинального тока конкретного источника питания MagnaDC.

Для получения дополнительной информации о настройке OCT:

4.3.3. Термический отказ (THL)

Блок питания MagnaDC серии TS имеет внутренние термовыключатели на различных радиаторах для обеспечения работы при температурах в пределах проектных характеристик продукта. Тепловая неисправность обычно возникает в результате одного из следующих условий:

• Эксплуатация при температуре окружающей среды выше максимальной, указанной в спецификации.
• Блокировка забора воздуха.
• Неисправность внутреннего вентилятора или соленоида.
• Обрыв электрического контакта с термовыключателями.
• Температура охлаждающей жидкости на впуске выше рекомендованной (только для агрегатов с водяным охлаждением).

При возникновении теплового сбоя контактор на входе переменного тока размыкается, обеспечивая механический разрыв схем обработки мощности, но оставляя мощность управления и мощность вентилятора на месте. Пользователь не может включить источник питания MagnaDC с передней панели, внешнего интерфейса или с помощью компьютерной команды. О перегреве сигнализирует загорание красного светодиода THL на передней панели, + 5 В на выводе 9 внешнего пользовательского ввода-вывода и компьютерная команда, запрашивающая сомнительный регистр.

Для возобновления работы внутренняя тепловая температура должна вернуться к безопасным рабочим температурам, должна быть активирована функция сброса, а на вход снова подано питание с помощью функции запуска. Подождите, пока блок питания MagnaDC остынет после возникновения теплового сбоя, в противном случае продукт сразу же вернется в состояние теплового сбоя после запуска.

4.3.4. Блокировка (LOC)

Функция блокировки отключает источник питания MagnaDC путем перехода в состояние мягкой неисправности.Функция безопасности срабатывает всякий раз, когда сигнал + 5В, подаваемый на блокирующий штифт, нарушается. По умолчанию, когда блок питания MagnaDC поставляется с завода, блокировка отключена. Блокировку можно включить с передней панели, через компьютерный интерфейс. После того, как блокировка назначена одному из контактов, перечисленных во внешнем пользовательском вводе / выводе, для работы продукта необходимо наличие + 5В. Есть два способа подачи + 5В на блокирующий штифт:

• Обеспечивает физическое короткое замыкание между входящим / выходным сигналом внешнего пользователя (вывод 14) и цифровым входом блокировки.
• Использование внешнего пользовательского сигнала +5 В относительно сигнала GND внешнего пользовательского ввода-вывода (контакт 25).

В любом случае внешний сухой контакт может использоваться для срабатывания блокировки.

Когда сигнал блокировки + 5V прерывается, рассеивающие элементы отключаются от шины постоянного тока с помощью высокоскоростного переключающего устройства, источник питания MagnaDC переводится в состояние мягкой неисправности.

Чтобы возобновить нормальную работу, сначала необходимо восстановить сигнал + 5V на входе блокировки и подать команду Clear.

По умолчанию источник питания MagnaDC серии TS поставляется с отключенной функцией блокировки. Для получения дополнительной информации о включении или отключении функции блокировки:

4.3.5. Обрыв фазы (PHL)

Блоки питания

MagnaDC контролируют входное напряжение переменного тока, чтобы гарантировать наличие номинального входного напряжения. В случае, если фаза A упадет ниже 10% номинального входного напряжения, продукт сработает с сигналом тревоги обрыва фазы.

Когда обрыв фазы происходит во время работы изделия, контактор на входе переменного тока размыкается, обеспечивая механический разрыв схем обработки мощности, но оставляя мощность управления и мощность вентилятора на месте.Пользователь не может включить источник питания MagnaDC с передней панели, внешнего интерфейса или с помощью компьютерной команды. Когда обрыв фазы происходит, когда продукт находится в режиме ожидания, пользователь также не сможет включить продукт через переднюю панель или внешний интерфейс. Аварийный сигнал обрыва фазы сигнализируется включением красного светодиода PHL на передней панели или компьютерной командой, запрашивающей регистр вопросов.

Изделие не должно эксплуатироваться с фазовым дисбалансом.При возникновении аварийного сигнала обрыва фазы проверьте входные соединения переменного тока, чтобы убедиться в надежности соединений. Исследуйте систему питания переменного тока и контролируйте напряжение на шине, чтобы убедиться, что она обеспечивает стабильное линейное напряжение в соответствии с требованиями к номинальному входному напряжению переменного тока источника питания.

Для возобновления работы сетевое напряжение переменного тока должно вернуться в пределах 10% от номинального входного напряжения переменного тока изделия, должна быть активирована функция сброса, а на вход снова подано напряжение с помощью функции запуска.

4.3.6. Ошибка программной линии (PGL)

Источник питания MagnaDC серии TS контролирует входы аналогового программирования 0–10 В на разъеме внешнего пользовательского ввода-вывода на предмет ошибочного ввода. В случае, если любое приложенное аналоговое входное напряжение превышает 12,5 В, контактор на входе переменного тока размыкается, обеспечивая механический разрыв схем обработки мощности, но оставляя управляющую мощность на месте. Аварийный сигнал PGL обозначается красным светом светодиода PGL на передней панели, + 5В на контакте 27 внешнего пользовательского ввода / вывода и компьютерной командой, запрашивающей сомнительный регистр.

Для возобновления работы аналоговые входные напряжения должны вернуться к значению ниже 12,5 В постоянного тока, должна быть активирована функция сброса, а вход повторно запитан функцией пуска. Изучите источник ошибочного аналогового входного напряжения, чтобы предотвратить возможное повреждение.

Осторожно

Напряжение программирования аналогового входа, превышающее 20 В постоянного тока, приведет к повреждению интегральных схем на плате управления и потребует замены платы управления. Всегда проверяйте аналоговые входные сигналы с помощью внешнего вольтметра перед их подключением к источнику питания MagnaDC.

4.3.7. Предохранитель (FSE)

Источники питания

MagnaDC содержат различные силовые и управляющие предохранители. Авария предохранителя сигнализируется загоранием красного светодиода FSE на передней панели, + 5В на контакте 15 внешнего пользовательского ввода-вывода и компьютерной командой, запрашивающей сомнительный регистр. Аварийный сигнал предохранителя указывает на то, что один из трех основных предохранителей сгорел.

Примечание

Только продукты серии MT. Для схемы обработки мощности программируемые блоки питания постоянного тока серии MT оснащены трехфазным выключателем переменного тока вместо предохранителей.В случае срабатывания прерывателя или если прерыватель не задействован после включения управляющего питания с помощью переключателя управляющего питания на передней панели, появится аварийный сигнал FSE. После включения выключателя в положение включения процедуры сброса аварийного сигнала FSE описаны ниже.

Для возобновления работы необходимо заменить предохранитель, активировать функцию сброса и повторно активировать вход с помощью функции пуска.

Дополнительные сведения о номиналах предохранителей и замене см. В разделе «Номиналы предохранителей».

Использование функции запрета или включения на источниках питания

Функция запрета или разрешения позволяет пользователю электронным способом включать или выключать выходное напряжение источника питания, не прерывая входное напряжение переменного или постоянного тока с помощью реле или переключателя. Это полезно при первоначальной настройке системы, во время технического обслуживания или для экономии энергии в периоды простоя.

Простой способ запомнить разницу между двумя типами состоит в том, что «Запрещение» требует, чтобы пользователь выполнил действие для отключения выходного напряжения, тогда как «Включить» пользователь должен выполнить действие, чтобы включить выходное напряжение.

Стандартно для большинства преобразователей постоянного тока, например, используется функция типа включения, которая требует, чтобы удаленный контакт включения / выключения был подключен к отрицательному входу (первичная сторона) для активации выходного напряжения. Это часто называют «негативной логикой». Пользователи, впервые использующие преобразователи постоянного тока в постоянный, часто забывают установить низкий уровень на этом контакте и звонят в службу технической поддержки, чтобы пожаловаться на неработающий источник питания.

Источники питания

AC-DC обычно имеют дистанционное включение / выключение, привязанное к вторичной стороне по соображениям безопасности.Функция типа «запрета», требующая внешнего напряжения, обычно более популярна в простых источниках питания, потому что при отключении выходного напряжения любые вспомогательные напряжения, управляющие вторичной схемой управления, также отключаются.

Разработчики блоков питания могут решить эту проблему, создав интегрированный независимый «резервный» вспомогательный выход, подобный тому, который используется в блоках питания ПК. Он также используется для питания вторичной цепи управления и позволяет замкнуть контакт с клеммой 0 В для включения выхода.

Если в системе используется несколько источников питания, можно использовать дистанционное включение / выключение для упорядочивания напряжений. Я знаю приложения для термопринтеров, в которых, если источник питания 5 В, управляющий схемой управления, выходит из строя, они требуют, чтобы привод двигателя 24 В был заблокирован, чтобы избежать выброса большого количества бумаги!

Если для управления процессорами используются несколько различных напряжений, упорядочение выходных напряжений часто имеет решающее значение, чтобы избежать повреждения этих устройств. Выход 3,3 В редко используется до появления 5 В.

Промышленный стандарт PMBus на базе I ² C в настоящее время набирает популярность. Источники питания, такие как серия HFE от TDK-Lambda, можно удаленно включать и выключать с помощью программного обеспечения PMBus, как в группе, так и по отдельности для отключения нагрузки с целью экономии энергии.

Источники Питания

Источники Питания Главная | Карта | Проекты | Строительство | Пайка | Исследование | Компоненты | 555 | Символы | FAQ | Ссылки

---

Типы | Двойные поставки | Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор

Следующая страница: Преобразователи
См. Также: AC и DC | Диоды | Конденсаторы

Типы источников питания

Есть много типов блоков питания.Большинство из них предназначены для преобразования сети переменного тока высокого напряжения. к подходящему низковольтному источнику питания для электронных схем и других устройств. Источник питания можно разбить на серию блоков, каждый из которых выполняет конкретная функция.

Например, регулируемый источник питания 5 В:

Более подробно каждый из блоков описан ниже:

• Трансформатор – понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
• Выпрямитель – преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.
• Smoothing (Сглаживание) – сглаживает постоянный ток от сильного колебания до небольшого колебания.
Регулятор
• – устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.

Блоки питания, изготовленные из этих блоков, описаны ниже с принципиальной схемой и график их вывода:

---

Двойные расходные материалы

Для некоторых электронных схем требуется источник питания с положительным и отрицательным выходами. а также ноль вольт (0В).Это называется «двойным питанием», потому что это похоже на два обычные источники питания, подключенные вместе, как показано на схеме.

Двойные источники питания имеют три выхода, например, источник ± 9 В имеет + 9 В, 0 В и Выходы -9В.

---

Только трансформатор

Низковольтный выход переменного тока подходит для ламп, нагревателей и специальных двигателей переменного тока. Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не включают выпрямитель и сглаживающий конденсатор.

Дополнительная информация: Трансформатор

---

Трансформатор + выпрямитель

Регулируемый выход DC подходит для ламп, обогревателей и стандартных двигателей. не подходит для электронных схем, если они не содержат сглаживающий конденсатор.

Дополнительная информация: Трансформатор | Выпрямитель

---

Трансформатор + выпрямитель + сглаживание

Плавный выход DC имеет небольшую пульсацию.Он подходит для большинства электронных схем.

Дополнительная информация: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание

---

Трансформатор + выпрямитель + сглаживание + регулятор

Регулируемый выход DC очень плавный, без пульсаций. Подходит для всех электронных схем.

Дополнительная информация: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор

---

Трансформатор

Трансформаторы преобразуют электричество переменного тока из одного напряжения в другое с небольшими потерями мощности.Трансформаторы работают только с переменным током, и это одна из причин, почему в сети используется переменный ток.

Повышающие трансформаторы повышают напряжение, понижающие трансформаторы понижают напряжение. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор для снижения опасно высокого напряжения в сети. напряжение (230 В в Великобритании) на более безопасное низкое напряжение.

Входная катушка называется первичной обмоткой , а выходная катушка – вторичной . Между двумя катушками нет электрического соединения, вместо этого они связаны переменное магнитное поле, создаваемое в сердечнике из мягкого железа трансформатора.Две линии в середине символа схемы представляют сердечник.

Трансформаторы расходуют очень мало энергии, поэтому выходная мощность (почти) равна входной. Обратите внимание, что при понижении напряжения ток увеличивается.

Отношение числа витков на каждой катушке, называемое соотношением витков , определяет соотношение напряжений. Понижающий трансформатор имеет большое количество витков на первичной (входной) катушке. который подключен к сети высокого напряжения, и небольшое количество витков на вторичной (выходной) катушке, чтобы обеспечить низкое выходное напряжение.

Передаточное число витков =	Vp	=	НП	и	выходная мощность = входная мощность
	VS		Ns		Vs × Is = Vp × Ip

Vp = первичное (входное) напряжение Np = количество витков на первичной катушке Ip = первичный (входной) ток

Vs = вторичное (выходное) напряжение Ns = количество витков вторичной катушки Is = вторичный (выходной) ток

---

Выпрямитель

Есть несколько способов подключения диодов, чтобы выпрямитель преобразовывал переменный ток в постоянный.Мостовой выпрямитель – самый важный и он производит двухполупериодных переменного постоянного тока. Двухполупериодный выпрямитель также можно сделать из всего два диода, если используется трансформатор с центральным отводом, но этот метод используется редко теперь диоды дешевле. Одиночный диод может использоваться как выпрямитель, но он использует только положительные (+) части волны переменного тока для производят полуволны переменного постоянного тока.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель может быть выполнен с использованием четырех отдельных диодов, но он также доступен в специальные пакеты, содержащие четыре необходимых диода.Он называется двухполупериодным выпрямителем. потому что он использует всю волну переменного тока (как положительную, так и отрицательную части). 1,4 В используется в мостовой выпрямитель, потому что каждый диод использует 0,7 В при проводимости, и всегда есть два проводящие диоды, как показано на схеме ниже. Мостовые выпрямители рассчитаны на максимальную ток, который они могут пропускать, и максимальное обратное напряжение, которое они могут выдержать (это должно быть как минимум в три раза превышающее действующее значение напряжения питания, чтобы выпрямитель мог выдерживают пиковые напряжения).См. Диоды страницу для получения более подробной информации, включая изображения мостовых выпрямителей.

Мостовой выпрямитель Чередующиеся пары проводящих диодов, переключающиеся через соединения так чередующиеся направления Переменный ток преобразуется в одно направление постоянного тока.	Выход: двухполупериодный переменный постоянный ток (с использованием всей волны переменного тока)

Выпрямитель одинарный диод

Один диод можно использовать в качестве выпрямителя, но он дает полуволны переменного постоянного тока. который имеет промежутки, когда переменный ток отрицательный.Трудно сгладить это достаточно хорошо, чтобы питают электронные схемы, если они не требуют очень небольшого тока, поэтому сглаживание конденсатор существенно не разряжается во время зазоров. Пожалуйста, посмотрите страницу диодов для некоторых примеров выпрямительных диодов.

Однодиодный выпрямитель	Выход: полуволна переменного тока (с использованием только половины переменного тока)

---

Сглаживание

Сглаживание выполняется по большому значению электролитический конденсатор, подключенный через Источник постоянного тока действует как резервуар, подающий ток на выход при изменении постоянного тока. напряжение с выпрямителя падает.На диаграмме показан несглаженный изменяющийся постоянный ток. (пунктирная линия) и сглаженный ДК (сплошная линия). Конденсатор быстро заряжается вблизи пик переменного постоянного тока, а затем разряжается по мере подачи тока на выход.

Обратите внимание, что сглаживание значительно увеличивает среднее напряжение постоянного тока почти до пикового значения. (1,4 × значение RMS). Например, выпрямляется переменный ток 6 В RMS. до полной волны постоянного тока около 4,6 В RMS (1,4 В теряется в мостовом выпрямителе), со сглаживанием этого увеличивается почти до пикового значения, что дает 1.4 × 4,6 = 6,4 В постоянного тока.

Сглаживание неидеальное из-за небольшого падения напряжения на конденсаторе при его разряде, давая небольшую пульсацию напряжения . Для многих цепей пульсация составляет 10% от напряжения питания. напряжение удовлетворительное, и приведенное ниже уравнение дает необходимое значение для сглаживания конденсатор. Конденсатор большего размера даст меньше пульсаций. Емкость конденсатора должна быть увеличена вдвое. при сглаживании полуволнового постоянного тока.

Сглаживающий конденсатор для 10% пульсации, C =	5 × Io
	Vs × f

C = сглаживающая емкость в фарадах (F)
Io = выходной ток от источника питания в амперах (A)
Vs = напряжение питания в вольтах (В), это пиковое значение несглаженного DC
f = частота сети переменного тока в герцах (Гц), 50 Гц в Великобритании

---

Регулятор

ИС регулятора напряжения доступны с фиксированным (обычно 5, 12 и 15 В) или регулируемым выходом. напряжения.Они также рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать. Отрицательное напряжение регуляторы доступны, в основном для использования в двойных источниках питания. Большинство регуляторов включают в себя автоматическая защита от чрезмерного тока («защита от перегрузки») и перегрева (‘тепловая защита’).

Многие из микросхем фиксированного стабилизатора напряжения имеют 3 вывода и выглядят как силовые транзисторы, например, регулятор 7805 + 5V 1A, показанный справа. В них есть отверстие для крепления при необходимости радиатор.

Пожалуйста, смотрите Электронику в Meccano веб-сайт для получения дополнительной информации об ИС регуляторов напряжения.

стабилитрон a = анод, k = катод

стабилитрон

Для слаботочных источников питания можно сделать простой регулятор напряжения с резистором. и стабилитрон, подключенный в обратном направлении , как показано на схеме. Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя Vz и максимальное напряжение . мощность Pz (обычно 400 мВт или 1.3 Вт).

Резистор ограничивает ток (как светодиодный резистор). Ток через резистор постоянный, поэтому при отсутствии выходного тока весь ток течет через стабилитрон, и его номинальная мощность Pz должна быть достаточно большой, чтобы выдержать это.

Пожалуйста, посетите страницу Диоды для получения дополнительной информации. про стабилитроны.

Выбор стабилитрона и резистора:

1. Напряжение стабилитрона Vz – это необходимое выходное напряжение
2. Входное напряжение Vs должно быть на несколько вольт больше, чем Vz
   (это необходимо для небольших колебаний Vs из-за пульсации)
3. Максимальный ток Imax – это требуемый выходной ток плюс 10%
4. У стабилитрон Pz определяется по максимальному току: Pz> Vz × Imax
5. Сопротивление резистора : R = (Vs – Vz) / Imax
6. Номинальная мощность резистора : P> (Vs – Vz) × Imax

Пример: Требуемое выходное напряжение – 5 В, требуемый выходной ток – 60 мА .

1. Vz = 4,7 В (ближайшее доступное значение)
2. Vs = 8V (оно должно быть на несколько вольт больше, чем Vz)
3. Imax = 66 мА (выходной ток плюс 10%)
4. Pz> 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, выберите Pz = 400 мВт
5. R = (8 В – 4,7 В) / 66 мА = 0,05 кОм = 50, выберите R = 47
6. Номинальная мощность резистора P> (8 В – 4,7 В) × 66 мА = 218 мВт, выберите P = 0.5 Вт

---

Следующая страница: Преобразователи | Изучение электроники

---

---

© Джон Хьюс 2007, Клуб электроники, www.kpsec.freeuk.com
Этот сайт был взломан с использованием ПРОБНОЙ версии WebWhacker. Это сообщение не появляется на лицензированной копии WebWhacker.

Различные типы источников питания и их применение

Если следовать простому определению, источник питания – это электрическое устройство, питающее электронную систему.Также известный как блок питания, блок питания или адаптер питания, он подает питание на электрическое устройство. Выполняя решающую роль в преобразовании напряжения переменного тока в регулируемое напряжение постоянного тока, эти аппаратные компоненты также регулируют напряжение до необходимой величины. Доступно несколько типов источников питания, и выбор правильного из них крайне важен в зависимости от технических характеристик электрического устройства. Хотели бы вы знать, какие популярные типы источников питания широко используются сегодня? Этот пост предназначен для того, чтобы рассказать вам об этом подробнее.

7 основных типов источников питания

Правильные блоки питания должны быть выбраны с учетом нескольких факторов, таких как мощность, эффективность, модульность, требования к мощности устройства и помехоустойчивость системы, и это лишь некоторые из них. Из-за их обилия запутаться с ними вполне можно. Чтобы сделать процесс выбора менее запутанным, здесь перечислены наиболее часто используемые блоки питания.

1. Импульсный источник питания с импульсным режимом : Импульсный источник питания (ИИП) представляет собой электронную схему, объединенную с импульсным регулятором для преобразования электроэнергии.Различные типы топологий для SMPS включают преобразователь постоянного тока в постоянный, преобразователь переменного тока в постоянный, обратный преобразователь и прямой преобразователь. Предлагая преимущества с точки зрения размера, веса, стоимости, эффективности и общей производительности, эти типы источников питания широко используются в компьютерах и другом чувствительном электронном оборудовании.
2. Источник бесперебойного питания : Источник бесперебойного питания или источник бесперебойного питания (ИБП) обеспечивает мгновенное питание в случае отказа основного источника питания или падения напряжения до недопустимого уровня.Обеспечивая преимущество немедленной защиты от перебоев в подаче питания, источники питания ИБП находят широкое применение в центрах обработки данных, телекоммуникациях, больницах, банках и страховых компаниях.
3. Блок питания переменного тока : Будучи важным источником питания для многих электронных устройств, эти блоки питания разработаны для обеспечения почти стабильного тока. Источники питания переменного тока, в основном классифицируемые как однофазные системы, а также как трехфазные системы, используются в приложениях общего питания и регулирования мощности в самых разных промышленных сегментах, включая информационные технологии, связь, аэрокосмическую промышленность и оборону.
4. Источник питания постоянного тока : Разработанный для обеспечения постоянного напряжения постоянного тока на нагрузку, источник постоянного тока предлагает оптимальный выбор напряжения, тока, мощности и точности. Это наиболее распространенный метод питания для широкого диапазона низковольтных и слаботочных устройств.
5. Регулируемый источник питания : Также известный как линейный источник питания, регулируемый источник питания представляет собой разновидность электронной схемы, которая помогает преобразовывать нерегулируемый переменный ток в постоянный постоянный ток.Выполняя важную функцию по обеспечению стабильного напряжения в цепи или устройстве, стабилизированный источник питания идеально подходит практически для всех типов электронных устройств.
6. Программируемый источник питания : Программируемый источник питания – это тип линейного источника питания, который обеспечивает точные и регулируемые уровни напряжения, тока и частоты. Высокопроизводительные программируемые источники питания, обеспечивающие стабильное питание постоянного тока, включают в себя процессор, схему программирования напряжения и тока, токовый шунт и схему обратной связи.Этот тип источника питания, предназначенный для обеспечения выходов переменного, постоянного или переменного и постоянного тока, находит применение, в частности, в автоматизации и управлении технологическими процессами, обработке полупроводников, медицинской визуализации и лечении.
7. Линейный источник питания : Схема LPS (линейный источник питания) или LR (линейный регулятор), которая включает в себя понижающий трансформатор, выпрямитель, схему фильтра и регулятор напряжения, преобразует переменный ток (AC) в постоянный постоянный ток ( ОКРУГ КОЛУМБИЯ). Предлагая преимущества надежности, простоты и низкой стоимости, линейный источник питания является правильным решением для приложений, требующих минимального шума и пульсаций.

Вышеупомянутые типы источников питания широко используются для обеспечения необходимого питания широкого спектра электронных устройств в течение длительного времени. Регулируя подачу напряжения, все эти источники питания играют решающую роль в обеспечении защиты электрических и электронных устройств. Если вы хотите купить блоки питания в Интернете, подумайте о том, чтобы приобрести их в EE USA. Компания предлагает различные виды блоков питания ведущих мировых брендов. Просмотрите широкий ассортимент электронных компонентов и продуктов, которые могут похвастаться высоким качеством и производительностью, и выберите тот, который соответствует вашим целям.Это ваш шанс купить товар по невероятным ценам. Сообщите команде о ваших конкретных требованиях!

.