Як влаштований комп’ютерний блок живлення і як його запустити без комп’ютера

У всіх сучасних комп’ютерах використовуються блоки живлення стандарту ATX. Раніше використовувалися блоки живлення стандарту AT, в них не було можливості віддаленого запуску комп’ютера і деяких схемотехнічних рішень. Введення нового стандарту було пов’язано і з випуском нових материнських плат. Комп’ютерна техніка стрімко розвивалася і розвивається, тому виникла необхідність поліпшення і розширення материнських плат. З 2001 року і був введений цей стандарт. 

Давайте розглянемо, як влаштований комп’ютерний блок живлення ATX.

Розташування елементів на платі

Для початку погляньте на картинку, на ній підписані всі вузли блоку живлення, далі ми коротко розглянемо їх призначення.

Щоб ви зрозуміли, про що піде мова далі, ознайомтеся із структурною схемою боока харчування.

А ось схема електрична принципова, розбита на блоки.

На вході блоку живлення варто фільтр електромагнітних завад з дроселя і ємності (1 блок). У дешевих блоках харчування його може не бути. Фільтр потрібен для придушення перешкод в електроживлячій мережі виникли в результаті роботи імпульсного джерела живлення.

Всі імпульсні блоки живлення можуть погіршувати параметри електроживлення мережі, в ній з’являються небажані перешкоди і гармоніки, які заважають роботі радіопередавальних пристроїв та іншого. Тому наявність вхідного фільтра вкрай бажано, але товариші з Китаю так не вважають, тому економлять на всьому. Нижче ви бачите блок живлення без вхідного дроселя.

Далі мережеве напруга надходить на випрямний діодний міст, через запобіжник і терморезистор (NTC), останній потрібен для зарядки фільтруючих конденсаторів. Після діодного моста встановлений ще один фільтр, зазвичай це пара великих електролітичних конденсаторів, будьте уважні, на їх висновках присутня велика напруга. Навіть якщо блок живлення вимкнений з мережі слід попередньо їх розрядити резистором або лампою розжарювання, перш ніж чіпати руками плату.

Після фільтра, що згладжує напруга надходить на схему імпульсного блоку живлення вона складна на перший погляд, але в ній немає нічого зайвого. В першу чергу живиться джерело чергової напруги (2 блок), він може бути виконаний по автогенераторного схемою, а може бути і на ШІМ-контролері. Зазвичай – схема імпульсного перетворювача на одному транзисторі (однотактний перетворювач), на виході, після трансформатора, встановлюють лінійний перетворювач напруги (Кренку).

Типова схема з ШІМ-контролером виглядає приблизно так:

Ось збільшена версія схеми каскаду з наведеного прикладу. Транзистор варто в автогенераторного схемою, частота роботи якої залежить від трансформатора і конденсаторів в його обв’язки, вихідна напруга від номіналу стабилитрона (в нашому випадку 9В) який грає роль зворотного зв’язку або порогового елемента який шунтує базу транзистора при досягненні певної напруги. Воно додатково стабілізується до рівня 5В, лінійним інтегральним стабілізатором послідовного типу L7805.

Чергова напруга потрібно не тільки для формування сигналу включення (PS_ON), ​​але і для харчування ШІМ-контролера (блок 3). Комп’ютерні блоки піатнія ATX найчастіше побудовані на TL494 мікросхемі або її аналоги. Цей блок відповідає за управління силовими транзисторами (4 блок), стабілізацію напруги (за допомогою зворотного зв’язку), захист від КЗ. Взагалі 494 – це культова мікросхема використовується в імпульсній техніці дуже часто, її можна зустріти і в потужних блоках харчування для світлодіодних стрічок. Ось її терморегулятори.

На наведеному прикладі силові транзистори (2SC4242) з 4 блоки включаються через «розкачку» виконану на двох ключах (2SC945) і трансформаторі. Ключі можуть бути будь-якими, як і інші елементи обв’язки – це залежить від конкретної схеми і виробника. Обидві пари ключів навантажені на первинні обмотки відповідних трансформаторів. Розгойдування потрібна, оскільки для керування біполярними транзисторами потрібен пристойний струм.

Останній каскад – вихідні випрямлячі і фільтри, там розташовані відводи від обмоток трансформаторів, діодні зборки Шоттки, дросель групової фільтрації і згладжують конденсатори. Комп’ютерний блок живлення видає цілий ряд напруг для функціонування вузлів материнської плати, харчування пристроїв введення-виведення, харчування HDD і оптичних приводів: +3.3 В, +5 В, +12 В, -12В, 5В. Від вихідного ланцюга живиться і охолоджуючий кулер.

Діодні збірки є пару діодів з’єднаних в загальній точки (загальний катод або загальний анод). Це швидкодіючі діоди з малим падінням напруги.

Додаткові функції

Просунуті моделі комп’ютерних блоків живлення можуть додатково оснащуватися платою контролю обертів кулера, яка підлаштовує їх під відповідну температуру, коли ви навантажуєте блок живлення, кулер крутиться швидше. Такі моделі більш комфортні у використанні, оскільки створюють менше шуму при малих навантаженнях.

У дешевих джерелах живлення кулер підключений безпосередньо до лінії 12В і працює на повну потужність постійно, це посилює його знос, в результаті чого шум стане ще більше.

Якщо ваш блок живлення має хороший запас по потужності, а материнська плата і комплектуючі досить скромні по споживанню – можна перепаяти кулер на лінію 5В або 7В припаявши його між проводами +12 В і +5. Плюс кулера до жовтого проводу, а мінус до червоного. Це знизить рівень шуму, але не варто так робити, якщо блок живлення навантажений повністю.

Ще більш дорогі моделі оснащені активним коректором коефіцієнта потужності, як уже було сказано, він потрібен для зменшення впливу джерела живлення на мережу живлення. Він формує потрібні напруги на вхідних каскадах ІП, при цьому зберігаючи початкову форму напруги живлення. Досить складний пристрій і в межах цієї статті докладніше розповідати про нього не має сенсу. Ряд епюр відображає приблизний зміст використання коректора.



Перевірка працездатності

До комп’ютера ІП підключається через стандартизований роз’єм, він універсальний в більшості блоків, за винятком спеціалізованих джерел живлення, які можуть використовувати ту ж Клемник, але з іншої терморегулятори, давайте розглянемо стандартний роз’єм і призначення його висновків. У нього 20 висновків, на сучасних материнських платах підключається додаткових 4 виведення.

Крім основного 20-24 контактного роз’єму живлення з блоку виходять дроти з колодками для підключення напруги до жорсткого диска, оптичного приводу SATA і MOLEX, додаткове харчування процесора, відеокарти, харчування для флоппі-дисковода. Всі їх терморегулятори ви бачите на зображенні нижче.


Конструкція всіх роз’ємів такий, щоб ви часом не вставили його «догори ногами», це призведе до виходу з ладу обладнання. Головне, що варто запам’ятати: червоний провід – це 5В, Жовтий – 12В, Помаранчевий – 3.3В, Зелений – PS_ON – 3 … 5В, Фіолетовий – 5В, це основні які доводиться перевіряти до і після ремонту.

Крім загальної потужності блоку живлення велику роль відіграє потужність, а вірніше ток кожної з ліній, зазвичай вони вказуються на наклейці на корпусі блоку. Ця інформація стане дуже до речі, якщо ви зібралися запускати свій блок живлення ATX без комп’ютера для харчування інших пристроїв.

При перевірці блоку бажано його відключити від материнської плати, а також для запобігання перевищення напруг вище номінальних (якщо блок все ж не справний). Але на холостому ходу запускати його не рекомендують, це може привести до проблем і поломки. Та й напруги на холостому ходу можуть бути в нормі, але під навантаженням значно просідати.

У якісних блоках харчування встановлений захист, яка відключає схему при відхиленні від нормальних напружень, такі екземпляри взагалі не включаться без навантаження. Далі ми докладно розглянемо, як включати блок живлення без комп’ютера і яку можна повісити навантаження.

Використання блоку живлення без комп’ютера

Якщо ви вставите вилку в розетку і включіть тумблер на задній панелі блоку, напруг на висновках не буде, але має з’явитися напруга на зеленому проводі (від 3 до 5В), і фіолетовому (5В). Це означає, що джерело чергового живлення в нормі, і можна пробувати запускати блок живлення.

Насправді все досить просто, потрібно замкнути зелений провід на землю (будь-який з чорних проводів). Тут все залежить від того як ви будете використовувати блок живлення, якщо для перевірки, то можна це зробити пінцетом або скріпкою. Якщо він буде включений постійно або ви будете вимикати його підлогу лінії 220В, то скріпка, вставлена ​​між зеленим і чорним проводом робоче рішення.

Інший варіант – це встановити кнопку з фіксацією або тумблер між цими ж проводами.


Щоб напруги блоку харчування були в нормі при його перевірці потрібно встановити навантажувальний блок, можна його зробити з набору резисторів за такою схемою. Але зверніть увагу на величину резисторів, по кожному з них буде протікати великий струм, по лінії 3.3 вольта близько 5 Ампер, по лінії 5 вольт – 3 Ампера, по лінії 12В – 0.8 Ампер, а це від 10 до 15Вт загальної потужності по кожній лінії .

Резистори потрібно підбирати відповідні, але не завжди їх можна знайти в продажу, особливо в невеликих містах, де малий вибір радіодеталей. В інших варіантах схеми навантаження, струми ще більше.

Один з варіантів виконання подібної схеми:

Інший варіант використовувати лампи розжарювання або галогенові лампи, на 12В підійдуть від автомобіля їх можна використовувати і на лініях з 3.3 і 5В, варто тільки підібрати потрібні потужності. Ще краще знайти автомобільні або мотоциклетні 6В лампи розжарювання і підключити кілька штук паралельно. Зараз продаються 12В світлодіодні лампи великої потужності. Для 12В лінії можна використовувати світлодіодні стрічки.

Якщо ви плануєте використовувати комп’ютерний блок живлення, наприклад, для живлення світлодіодної стрічки, буде краще, якщо ви трохи навантажите лінії 5В і 3.3В.

висновок

Блоки живлення ATX відмінно підходять для харчування радіоаматорських конструкцій і як джерело для домашньої лабораторії. Вони досить потужні (від 250, а сучасні від 350Вт), при цьому можна знайти на вторинному ринку за копійки, також підійдуть і старі моделі AT, для їх запуску потрібно лише замкнути два дроти, які раніше йшли на кнопку системного блоку, сигналу PS_On на них немає.

Якщо ви зібралися ремонтувати або відновлювати подібну техніку, не забувайте про правила безпечної роботи з електрикою, про те, що на платі є мережеве напруга і конденсатори можуть залишатися зарядженими довгий час.

Включайте невідомі блоки живлення через лампочку, щоб не пошкодити проводку і доріжки друкованої плати. При наявності базових знань електроніки їх можна переробити в потужний зарядний для автомобільних акумуляторів або в лабораторний блок живлення. Для цього змінюють ланцюга зворотного зв’язку, допрацьовують джерело чергової напруги і ланцюги запуску блоку.

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию