Источник питания из компьютерного блока питания: схема переделки atx на базе tl494 в регулируемый лбп

Как работает блок питания компьютера | Блоки питания компьютера | Блог

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

Линейные блоки питания

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

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

Импульсные блоки питания

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

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

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

Так выглядит плата вживую:

Фильтр

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

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

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

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

Корректор коэффициента мощности

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

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

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

Преобразователь

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

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

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

Выпрямление и стабилизация выходных напряжений

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

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

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

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

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

Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:

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

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

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

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

Дежурный источник питания

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

Супервизор

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

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

Как получить двадцать четыре вольта из компьютерного блока питания

Статья поясняет как переделать обычный компьютерный блок питания на напряжение 24 вольта.

В некоторых случаях возникает потребность в мощных источниках питания для различного оборудования, рассчитанного на напряжение 24 вольта.

В этой статье расскажу как можно переделать обычный компьютерный блок питания как АТХ так и АТ на напряжение 24 в. Так же из нескольких таких блоков можно компоновать любые напряжения для питания всевозможных устройств.

Например для питания местной АТС УАТСК 50/200М, рассчитанной на напряжение 60 в и мощность около 600 Ватт, автор статьи заменил обычные громадные трансформаторные блоки на три маленьких компьютерных блоков питания которые аккуратно умещались на стенке рядом с рубильником питания и почти не создавая при этом никакого шума.

Переделка заключается в добавлении двух силовых диодов, дросселя и конденсатора. Схема аналогичная шине питания +12в после импульсного трансформатора, только диоды и полярность конденсатора обращены наоборот, как показано на рисунке (фильтрующие конденсаторы не показаны).

Прелесть такой переделки заключается в том, что цепи защиты и стабилизации напряжения остаются не тронутыми и продолжают работать в прежнем режиме. Возможно получить напряжение отличное от 24 вольт (например 20 или 30), но для этого придётся изменить параметры делителя опорного напряжения управляющей микросхемы и изменить либо отключить схему защиты, что сделать уже более сложно.

Дополнительные диоды Д1 и Д2 крепятся через изоляцию на том же самом радиаторе, что и остальные, в любом удобном месте но с обеспечением полного пятна контакта с радиатором.

Дроссель Л1 крепиться в любом доступном на плате месте (можно приклеить), но следует отметить, что в различных моделях и марках блоков питания он будет греться по-разному, возможно даже больше чем уже стоящий по цепи + Л2 (зависит от качества блока питания). В таком случае нужно либо подбирать индуктивность (которая не должна быть меньше стандартной Л2) либо крепить его непосредственно на корпус (через изоляцию) для отвода тепла.

Проверять блок можно на полной нагрузке или на нагрузке, на которую он у вас будет работать. При этом корпус должен быть полностью закрыт (как положено). При проверке следует наблюдать не перегреваются ли радиаторы, на которых закреплены полупроводники и дополнительно установленный дроссель по цепи -12в. К примеру, блок питания рассчитанный на 300 ватт можно нагрузить током 10-13А при напряжении 24В. Не лишним будет проверить пульсации выходного напряжения осциллографом.

Так же очень важно отметить, что если у вас будут работать вместе два или более блоков соединённые последовательно, то корпус (массу) схемы нужно ОТКЛЮЧИТЬ от металлического корпуса блока питания (я это делал простым перерезанием дорожек в местах крепления платы к шасси). Иначе вы получите короткое замыкание или через провод заземления шнуров питания или через касание корпусов друг к другу. Для наглядности исправной работы блока можно вывести наружу лампочку или светодиод.

Отличие переделки стандартов АТ и АТХ заключается лишь в запуске блока. АТ начинает работать сразу после включения в сеть 220 в, а АТХ нужно либо запускать сигналом PS-ON, как это сделано на компьютере, либо заземлить провод этого сигнала (обычно он подходит к управляющей ножке микросхемы). При этом блок так же будет стартовать при включении в сеть.

Яков Кузнецов

---

Источник: http://electrik.info

Как выбрать блок питания для ПК

01 сентября 2020 г.

Пример использования

10 минут

Если вам интересно, какой блок питания вам нужен, вот подробное руководство о том, как правильно выбрать блок питания для ваших конкретных нужд.

КДВ Эксперт

Что внутри

• Что такое блок питания? Блоки питания

  являются основой любого ПК.

• Типы блоков питания

  Тип или форм-фактор блока питания расскажет вам об основных характеристиках устройства, включая его размер и поддерживаемые функции.

• Типы разъемов блока питания

  Помимо форм-фактора, важно понимать различия между различными типами разъемов, используемых в блоках питания.

• Примечание о рельсах

  Rails — это то, что блок питания использует для подачи питания по кабелям на компоненты ПК.

• Рейтинг эффективности

  Знание характеристик эффективности вашего источника питания может сэкономить деньги на счетах за электроэнергию.

• Другие факторы, которые следует учитывать

  Второстепенные факторы, которые не являются критическими, также могут сильно повлиять на вашу удовлетворенность блоком питания.

Невоспетый и часто забываемый герой любой сборки ПК, блок питания имеет решающее значение для обеспечения правильной работы вашего компьютера.

Как следует из названия, блок питания (PSU) предназначен для подачи питания на все компоненты вашего ПК. Подобно процессорам и жестким дискам, блоки питания имеют множество различных функций. У каждого пользователя есть определенные потребности в мощности, которые могут значительно различаться от человека к человеку. Если вам интересно, какой блок питания вам нужен, вот подробное руководство о том, как выбрать правильное решение для вас.

Магазинные блоки питания

Что такое блок питания?

Блоки питания являются основой любого ПК. Эти устройства получают питание от сетевой розетки и распределяют его по компьютеру. Без нужного количества энергии ваша машина не будет работать так, как вам нужно, и может даже не включиться. Помимо подачи питания, блок питания также может обеспечить отказоустойчивость при неуместных токах или защитить компоненты во время сбоя ПК.

Типы блоков питания (форм-факторы)

Тип или форм-фактор блока питания расскажет вам об основных характеристиках устройства, включая его размер и поддерживаемые функции. Знание этих общих форм-факторов может помочь вам выбрать нужный блок питания. Эти советы помогут убедиться, что ваш блок питания поместится в вашем корпусе и будет работать максимально эффективно:

В прошлом блоки питания ATX имели один 20-контактный разъем для основного питания материнской платы, но теперь они оснащены 24-контактным разъемом питания (который по-прежнему совместим со старыми 20-контактными материнскими платами). Блоки питания ATX также содержат дополнительную шину на 3,3 В. Примером функции, поддерживаемой ATX, является мягкое отключение, которое позволяет специальному программному обеспечению отключать источник питания.

Магазин блоков питания ATX

АТХ12В

Спецификация ATX12V технически превосходит стандартный ATX, но оба блока питания имеют одинаковую физическую форму и размер. В настоящее время наиболее распространенный форм-фактор блоков питания ATX12V выпускается в нескольких версиях, которые со временем модернизировались. ATX12V 2.1 и ATX12V 2.2 являются последними версиями. Эти версии оснащены 24-контактным основным разъемом питания и настроены для максимальной эффективности.

Магазин блоков питания ATX12V

SFF (малый форм-фактор)

За прошедшие годы появилось несколько небольших блоков питания, предназначенных для компактных корпусов. Эти блоки питания меньше, чем стандартный ATX, но все же выполняют свою работу и могут быть идеальными для более экономичных сборок, связанных с пространством на рабочем столе. Примерами блоков питания малого форм-фактора являются CFX12V (компактный форм-фактор), LFX12V (низкопрофильный форм-фактор) и TFX12V (тонкий форм-фактор).

Магазин блоков питания малого форм-фактора

ЭПС12В

Разработанные для создания более стабильной среды для серверов, блоки питания EPS12V имеют 8-контактный разъем для питания процессора в дополнение к 4-контактному, который является стандартным для блоков ATX12V.

Однако будьте осторожны при выборе блока питания, так как наиболее распространенные компоненты домашнего ПК НЕ совместимы с блоками питания форм-фактора EPS12V.

Магазин блоков питания EPS12V

Типы разъемов блока питания

Помимо форм-фактора, важно понимать различия между различными типами разъемов в блоках питания. Это концы кабелей, которые идут от вашего источника питания и подключаются ко всем вашим различным компонентам. Каждый из компонентов вашего ПК использует определенные кабели. Знание того, какие соединения поддерживает ваш блок питания и какие кабели использовать для подключения компонентов к блоку питания, может ускорить процесс сборки и помочь предотвратить случайное повреждение. При выборе блока питания проверьте совместимость с другими компонентами. Вот что вам нужно знать:

SATA Мощность

Эти кабели обеспечивают питание устройств хранения SATA, таких как 3,5-дюймовые жесткие диски. Часто на одном кабеле находится несколько разъемов SATA, что устраняет необходимость прокладывать лишнюю проводку. В последнее время питание SATA используется другими устройствами, такими как концентраторы RGB или вентиляторы. также контроллеры

4/8-контактный процессор

Хотя ЦП установлен непосредственно на материнской плате, 24-контактное соединение не обеспечивает достаточную мощность для современных процессоров и других функций материнской платы. По этой причине для питания ЦП теперь используются 4/8-контактные соединения.

6/8-контактный графический процессор

6/8-контактные кабели графического процессора для подключения к видеокарте или графическому процессору. Графические процессоры разной мощности требуют определенных конфигураций. По этой причине 6/8-контактные соединения часто имеют несколько конфигураций на одном кабеле, например 6, 8, 6+8, 8+6 и 8+8.

24-контактные материнские платы

Каждая материнская плата потребляет энергию по-разному. 24-контактные кабели материнской платы обычно питают такие функции материнской платы, как PCIe, и другие компоненты, напрямую подключенные только к материнской плате.

4-контактный Молекс

Редко встречающиеся в современных системах 4-контактные разъемы Molex теперь считаются устаревшим оборудованием. 4-контактные кабели Molex, которые обычно заменяются разъемами SATA, все еще можно найти на некоторых насосах жидкостного охлаждения.

Примечание о рельсах

Рельсы — это то, что блок питания использует для подачи питания по кабелям на компоненты ПК. Источники питания могут иметь одну или несколько шин, а отдельные шины могут иметь различную выходную силу тока. Направляющие модульных и полумодульных блоков питания будут выглядеть как ряды портов или кабелей, которые подключаются к различным компонентам ПК.

Хотя обсуждение шин и силы тока может стать невероятно техническим и подробным, следует помнить один ключевой факт: одна шина +12 В может без проблем обеспечить питание для всех компонентов вашего ПК. Основное отличие состоит в том, что при выходе из строя одной рельсовой системы риску подвергается каждый компонент. Однако при отказе системы с несколькими рельсами риску подвергаются только устройства, подключенные к неисправному рельсу, что потенциально позволяет сэкономить другие дорогостоящие компоненты.

Проще говоря, многоканальные системы питания могут обеспечить лучшую защиту компонентов от блуждающих токов в случае отказа.

Рейтинг эффективности

Знание характеристик эффективности вашего источника питания может сэкономить деньги на счетах за электроэнергию. Эффективность настолько важна при выборе источника питания, что вся отрасль придерживается одного и того же стандарта, называемого 80 plus. Рейтинг 80+ сообщает вам ценную информацию об устройстве и его возможностях. Самый низкий уровень сертификации 80 plus подтверждает, что блок питания обеспечивает 80 % своей общей мощности для вашей системы, теряя при этом 20 % на тепло. По мере роста рейтинга растут цена и общая эффективность.

80 плюс бронза достаточна для большинства сборок. Только когда используются высокопроизводительные GPU и CPU, действительно необходим более высокий рейтинг эффективности.

Другие факторы, которые следует учитывать

Убедитесь, что ваш блок питания помещается внутри вашего корпуса и имеет надлежащие кабели для питания ваших компонентов. Однако второстепенные факторы, которые не являются критическими, также могут сильно повлиять на вашу удовлетворенность вашим блоком питания.

Шум вентилятора беспокоит многих пользователей. Когда блок питания начинает выдавать значительную мощность, он нагревается. Чрезмерное тепло приведет к значительному увеличению скорости вращения вентилятора блока питания, и он может стать невероятно громким. Обращая внимание на такие факторы, как эффективность и ограничения мощности, вы можете найти блок питания, который будет питать вашу систему, не звуча как воздуходувка.

Прокладка кабеля

Разъемы на блоке питания имеют решающее значение для его функционирования, а кабели, соединяющие блок питания с другими компонентами компьютера, обладают характеристиками, которые могут помочь упростить прокладку кабелей и персонализировать ваш компьютер. Вся кабельная разводка электропитания бывает трех видов: модульная, полумодульная и предустановленная.

• Модульные блоки питания экономят место, позволяя пользователям подключать минимальное количество кабелей для каждого устройства. Модульная конструкция упрощает управление кабелями и добавляет возможность индивидуальной настройки кабелей.
• Предварительно установленные или немодульные блоки питания имеют все необходимые кабели, предварительно установленные на блоке питания, и они НЕ являются съемными. Эти блоки могут быть более удобными в сборке, но они часто приводят к болтающимся кабелям или ненужным разъемам, что приводит к беспорядку в корпусе.
• Полумодульные блоки питания  представляют собой комбинацию двух упомянутых выше типов кабелей, при этом некоторые из их кабелей предварительно установлены, но пользователи могут добавить дополнительные кабели по своему усмотрению.

Определение ваших потребностей

Теперь, когда вы знаете все ключевые термины и факторы, на которые следует обратить внимание при покупке блока питания, важно также учитывать, как будет выглядеть ежедневная рабочая нагрузка вашего компьютера и сколько энергии для этого потребуется.

Как только вы узнаете основные компоненты, которые будете включать в свою сборку, вы можете использовать сторонний инструмент для добавления и перепроверки их энергопотребления. Теперь, когда вы знаете, сколько энергии будет потреблять машина, вы можете приступить к выбору блоков питания и сузить свой выбор по мощности и эффективности.

Разное оборудование потребляет разное количество энергии, так что будьте осторожны. Допустим, вам нужно собрать рабочую станцию ​​с мощным процессором и графическим процессором. Эти компоненты будут потреблять значительно больше энергии, чем машина со встроенной графикой, и поэтому потребуется больше энергии от блока питания. И наоборот, если вам нужно собрать ПК малого форм-фактора для базового офисного использования, менее мощный блок питания может сэкономить вам деньги, но при этом выполнять свою работу.

Как выбрать блок питания (краткое содержание)

Блоки питания могут решить проблему сборки. Хотя это не так ярко, как другие компоненты, выбор правильного блока питания имеет решающее значение. При выборе блока питания детали и технические характеристики имеют первостепенное значение, и вы всегда должны дважды проверять блок питания и другие компоненты, чтобы убедиться в их совместимости. Вот краткий обзор того, как выбрать источник питания:

• Определите количество энергии, которое потребуется вашему процессору, графическому процессору и другим устройствам для правильной работы.
• Убедитесь, что соединения блока питания соответствуют другим компонентам.
• Дважды проверьте, подходит ли блок питания к вашему корпусу.
• Учитывайте долгосрочные факторы, такие как акустика, прокладка кабелей и возможность модернизации.

Купите идеальный блок питания для ваших нужд в CDW сегодня.

Что такое блок питания? | Вебопедия

Поиск

1 сентября 1996 г.

Обновлено: 23 июня 2021 г.

Блок питания — это аппаратный компонент, обеспечивающий питание компьютеров и других устройств. Он преобразует электрический ток, полученный от источника питания, такого как розетка, батарея или генератор, в правильный формат и передает его на устройство. Он также регулирует напряжение, подаваемое на машину, для предотвращения перегрева. Источники питания иногда обозначаются аббревиатурой PS или P/S, PSU (блок питания).

Блоки питания оцениваются по количеству генерируемых ими ватт. Чем мощнее компьютер, тем больше ватт он может отдать компонентам.

Преобразование энергии

Блоки питания преобразуют форматы электричества, получаемого от источников питания, в формат, необходимый для машин, которые они питают. Существует два основных типа блоков питания, которые различаются в зависимости от преобразования. Наиболее распространенный тип источника питания преобразует переменный ток (AC) от источника питания в постоянный ток (DC), что называется источниками питания AC-DC. Источники питания постоянного тока встречаются реже. Они часто используются для подключения электрических устройств к источникам питания от аккумуляторов, таким как автомобильные розетки, или другим источникам постоянного тока. В целом, большинство источников питания питаются переменным током.

Напряжение

Источники питания выдают стабильное выходное напряжение. Однако некоторым устройствам для работы требуется более высокое напряжение, в то время как другие, требующие более низкого уровня напряжения, могут не справиться с этим выходным сигналом без перегрева. Блоки питания увеличивают или уменьшают выходное напряжение в соответствии с требованиями конкретной машины.

Компоненты блока питания

Блоки питания состоят из четырех основных компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию:

• Трансформаторы регулируют входное напряжение. Они либо повышают, либо понижают напряжение в соответствии с требованиями устройства.
• Выпрямители преобразуют входящий переменный ток в постоянный.