Главная > Фотографии дизайна > Принципиальные электрические схемы компьютерного оборудования. Схема блока питания для компьютера Структурная схема блока питания компьютера

Принципиальные электрические схемы компьютерного оборудования. Схема блока питания для компьютера Структурная схема блока питания компьютера

Многие собирают различные радиоэлектронные конструкции и для их использования иногда требуется мощный источник питания. Сегодня расскажу вам, как с выходной мощностью 250 ватт, и возможностью регулировки напряжения от 8 до 16 вольт на выходе, из блока ATX модели FA-5-2.

Преимуществом этого БП является защита по выходной мощности (то есть от КЗ) и защита по напряжению.

Переделка блока ATX будет состоять из нескольких этапов

1. Для начала выпаиваем провода, оставляем только серый, чёрный, жёлтый. Кстати, чтобы включить данный блок нужно замкнуть на массу не зелёный (как в большинстве блоков ATX), а серый провод.

2. Выпаиваем из схемы детали, которые стоят в цепях +3.3в, -5в, -12в (+5 вольт пока не трогаем). То что убрать показано красным, а что переделывать - показано синим на схеме:

3. Далее выпаиваем (убираеи) цепь +5 вольт, диодную сборку в цепи 12в заменить на S30D40C (взятую из цепи 5в).

Ставим подстроечный резистор и переменный резистор со встроенным выключателем так, как показано на схеме:

То есть так:

Теперь включаем в сеть 220в и замыкаем серый провод на массу, предварительно поставив подстроечный резистор в среднее положение, а переменный в положение при котором на нём будет наименьшее сопротивление. На выходе напряжение должно быть около 8 вольт, увеличивая сопротивление переменного резистора напряжение будет увеличиваться. Но не спешите поднимать напряжение, так как у нас пока нет защиты по напряжению.

4. Делаем защиту по мощности и по напряжению. Добавляем два подстроечных резистора:

5. Индикаторная панель. Добавляем пару транзисторов, несколько резисторов и три светодиода:

Зелёный светодиод загорается при включении в сеть, жёлтый - при наличии напряжения на выходных клемах, красный - при срабатывании защиты.

Можно также встроить вольтамперметр.

Настройка защиты по напряжению в блоке питания

Настройка защиты по напряжению выполняется следующим образом: резистор R4 скручиваем в сторону где подсоединена масса, R3 ставим на максимум (большее сопротивление), затем вращая R2 добиваемся нужного нам напряжения - 16 вольт, но ставим на 0.2 вольта больше - 16.2 вольта, медленно поворачиваем R4 до срабатывания защиты, выключаем блок, немного уменьшаем сопротивление R2, включаем блок и увеличиваем сопротивление R2 до получения на выходе 16 вольт. Если при последней операции сработала защита, то вы пересторались с поворотом R4 и придётся всё повторять заново. После настройки защиты лабораторный блок полностью готов к использованию.

За последний месяц сделал уже три таких блока, каждый обошёлся мне примерно в 500 рублей (это вместе с вольтамперметром, который собирал отдельно за 150 рублей). А один БП продал, как зарядку для машинного аккумулятора, за 2100 рублей, так что уже в плюсе:)

С вами был Пономарёв Артём (stalker68), до новых встреч на страницах Технообзора! Недавно меня попросили собрать какой-нибудь регулируемый источник напряжения с защитой от перегрузки, замыканий и встроенным зарядным устройством для большинства типов аккумуляторов. Тем более, что китайская промышленность присылает нам в основном дешёвые слабенькие адаптере, которыми вообще непонятно что питать - для мощных потребителей не подходят по току, а на слаботочные схемы, типа приёмников, дают кучу помех. Поэтому даже простой 20-ти ваттный трансформатор с регулилируемым компенсационным стабилизатором даст 100 очков форы таким псевдо БП. Электрическая схема на рисунке ниже.

Данный был собран по простой электрической схеме из всего, что попало под руку. Два трансформатора ТП20-14 от маленьких чёрно-белых телевизоров Электроника-409, стрелочный вольтметр/амперметр от индикатора уровня записи кассетного магнитофона. Детали самые распространённые - из тех, что валяются у каждого радиолюбител по закромам. И помехоподавляющий металлических корпус из обрезков пластин алюминия.

Только разьёмы для подключения проводов покупные - пружинящие педальки. Не знаю что вы подумали гляде на переднюю панель блока питания, но два цифровых АЛС не являются вольтметром, а просто индицируют режим стрелочного прибора (вольты В или амперы А), а второй АЛС показывает своим миганием процесс заряда. Режим измерения переключается кнопкой, расположенной под АЛС.

Ничего необычного в электрической схеме зарядного узла нет - напряжение подаётся на гнездо (и далее на аккумулятор) через резистор 50 Ом, который ограничивает ток до 0,2А - этого достаточно для большинства литий ионных и никель кадмиевых аккумуляторов. А процесс заряда контролируется по падению напряжения на резисторе, которое открывает транзистор управляющий мультивибратором. Причём чем больше зарядный ток - тем быстрее мигает буква З (тройка) на АЛС.

Второй мультивибратор запускается срабатыванием токоограничителя и приводит к миганию синего светодиода - на корпусе сверху слева. Обмотки двух 16-ти вольтовых трансформаторов соединены паралельно, что обеспечило максимальный ток 1А, а регулировка напряжения получилась от 0 до 15В. Такую шкалу и наклеил на стрелочник, предварительно распечатав её на принтере.

Очень часто приходится заглядывать под крышку БП: осматривать его узлы, замерять напряжения, иногда перепаивать компоненты.

Блоки питания компьютеров, являясь высоковольтными силовыми устройствами, выходят из строя намного чаще других комплектующих компьютера. Не зависимо от производителя и цены, устройство и принцип работы блока питания ATX неизменны. Схематически устройство блока питания компьютера можно разделить на:

Входную цепь (1)
Сетевой выпрямитель (2)
Автогенераторный источник питания (3)
Силовой каскад (4)
Вторичные выпрямители (5)

Внутреннее устройство блока питания ATX

Входная цепь состоит из сетевого фильтра гасящего помехи в сети от работы БП. Сетевой выпрямитель блока питания компьютера включает в себя диодную сборку (мост) и выпрямительные конденсаторы. Автогенераторный источник питания работает когда компьютер выключен (не из сети, разумеется, а кнопкой Power) он подает дежурное напряжение питания +5VStb на контроллеры материнской платы. На силовой каскад от выпрямителя подается напряжение +310В. Транзисторы силового каскада блока питания ATX работают по двутактной схеме совместно с силовым трансформатором и управляются микросхемой ШИМ. Со вторичных обмоток силового трансформатора напряжение подается на вторичные низковольтные выпрямители. Микросхема ШИМ запускается по сигналу от материнской платы «Power On» запуская, соответственно, транзисторно-трансформаторный преобразователь и подавая напряжения на его вторичные обмотки. Во вторичных обмотках блока питания компьютера, кроме диодных сборок (на радиаторах) задействованы дроссели.

Структурная схема блока питания компьютера

Блок питания компьютера является импульсным устройством. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. Сетевое напряжение 220в поступает через сетевой фильтр на выпрямитель состоящий из диодов и двух последовательно соединенных электролитических конденсаторов. Так же запитывается автогенераторный источник питания формирующий дежурное напряжение +5v stb. С выпрямителя, напряжение величиной 310в поступает на силовой каскад реализованный на мощных транзисторных ключах и трансформаторе. Силовой каскад управляется импульсами поступающими от микросхемы-генератора ШИМ (Широтно Импульсная Модуляция) через согласующий трансформатор на базы ключей. Генерируемое импульсное напряжение снимается со вторичных обмоток силового трансформатора, выпрямляется диодами и конденсаторами. Величина выходного напряжения контролируется специальной схемой защиты, которая формирует сигнал Power-Ok (Power-Good). В случае отклонения выходных напряжений от номиналов сигнал Power-Ok не подается на контроллер материнской платы, тем самым блокируя запуск компьютера.

Принципиальные схемы блоков питания ATX

Выходные напряжения ATX блока питания

Распиновка разъемов блока питания ATX

Ремонт блоков питания компьютеров

Ремонт блоков питания компьютеров следует начинать с проверки подачи сетевого напряжения ~220в на выпрямитель. Далее, необходимо проконтролировать наличие +310в на выходе выпрямителя (не забывайте, что конденсаторы выпрямителя блока питания компьютера включены последовательно и напряжение на их выводах будет составлять приблизительно по 150-160в). Удостоверьтесь в наличии напряжений +5v stb и Power-Ok (розовый и зеленый провода). Если они отсутствуют следует проверить автогенераторный источник питания дежурного режима и микросхему ШИМ (если нет напряжения Power-Ok). Если генерация дежурного напряжения +5v stb и Power-Ok в норме, сосредоточьте свое внимание на силовых ключах и вторичном выпрямителе блока питания. Не забывайте, что для проверки полупроводников и конденсаторов их лучше выпаять из схемы.

Линейный и импульсный источники питания

Начнем с основ. Блок питания в компьютере выполняет три функции. Во-первых, переменный ток из бытовой сети электропитания нужно преобразовать в постоянный. Второй задачей БП является понижение напряжения 110-230 В, избыточного для компьютерной электроники, до стандартных значений, требуемых конвертерами питания отдельных компонентов ПК, - 12 В, 5 В и 3,3 В (а также отрицательные напряжения, о которых расскажем чуть позже). Наконец, БП играет роль стабилизатора напряжений.

Есть два основных типа источников питания, которые выполняют перечисленные функции, - линейный и импульсный. В основе простейшего линейного БП лежит трансформатор, на котором напряжение переменного тока понижается до требуемого значения, и затем ток выпрямляется диодным мостом.

Однако от БП требуется еще и стабилизация выходного напряжения, что обусловлено как нестабильностью напряжения в бытовой сети, так и падением напряжения в ответ на увеличение тока в нагрузке.

Чтобы компенсировать падение напряжения, в линейном БП параметры трансформатора рассчитываются так, чтобы обеспечить избыточную мощность. Тогда при высоком токе в нагрузке будет наблюдаться требуемый вольтаж. Однако и повышенное напряжение, которое возникнет без каких-либо средств компенсации при низком токе в полезной нагрузке, тоже неприемлемо. Избыточное напряжение устраняется за счет включения в цепь неполезной нагрузки. В простейшем случае таковой является резистор или транзистор, подключенный через стабилитрон (Zener diode). В более продвинутом - транзистор управляется микросхемой с компаратором. Как бы то ни было, избыточная мощность просто рассеивается в виде тепла, что отрицательно сказывается на КПД устройства.

В схеме импульсного БП возникает еще одна переменная, от которой зависит напряжение на выходе, в дополнение к двум уже имеющимся: напряжению на входе и сопротивлению нагрузки. Последовательно с нагрузкой стоит ключ (которым в интересующем нас случае является транзистор), управляемый микроконтроллером в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Чем выше длительность открытых состояний транзистора по отношению к их периоду (этот параметр называется duty cycle, в русскоязычной терминологии используется обратная величина - скважность), тем выше напряжение на выходе. Из-за наличия ключа импульсный БП также называется Switched-Mode Power Supply (SMPS).

Через закрытый транзистор ток не идет, а сопротивление открытого транзистора в идеале пренебрежимо мало. В действительности открытый транзистор обладает сопротивлением и рассеивает какую-то часть мощности в виде тепла. Кроме того, переход между состояниями транзистора не идеально дискретный. И все же КПД импульсного источника тока может превышать 90%, в то время как КПД линейного БП со стабилизатором в лучшем случае достигает 50%.

Другое преимущество импульсных источников питания состоит в радикальном уменьшении габаритов и массы трансформатора по сравнению с линейными БП такой же мощности. Известно, что чем выше частота переменного тока в первичной обмотке трансформатора, тем меньше необходимый размер сердечника и число витков обмотки. Поэтому ключевой транзистор в цепи размещают не после, а до трансформатора и, помимо стабилизации напряжения используют для получения переменного тока высокой частоты (для компьютерных БП это от 30 до 100 кГц и выше, а как правило - около 60 кГц). Трансформатор, работающий на частоте электросети 50-60 Гц, для мощности, требуемой стандартным компьютером, был бы в десятки раз массивнее.

Линейные БП сегодня применяются главным образом в случае маломощных устройств, когда относительно сложная электроника, необходимая для импульсного источника питания, составляет более чувствительную статью расходов в сравнении с трансформатором. Это, к примеру, блоки питания на 9 В, которые используются для гитарных педалей эффектов, а когда-то - для игровых приставок и пр. А вот зарядники для смартфонов уже сплошь импульсные - тут расходы оправданны. Благодаря существенно меньшей амплитуде пульсаций напряжения на выходе линейные БП также применяются в тех областях, где это качество востребованно.

⇡ Общая схема блока питания стандарта ATX

БП настольного компьютера представляет собой импульсный источник питания, на вход которого подается напряжение бытовой электросети с параметрами 110/230 В, 50-60 Гц, а на выходе есть ряд линий постоянного тока, основные из которых имеют номинал 12, 5 и 3,3 В. Помимо этого, БП обеспечивает напряжение -12 В, а когда-то еще и напряжение -5 В, необходимое для шины ISA. Но последнее в какой-то момент было исключено из стандарта ATX в связи с прекращением поддержки самой ISA.

На упрощенной схеме стандартного импульсного БП, представленной выше, можно выделить четыре основных этапа. В таком же порядке мы рассматриваем компоненты блоков питания в обзорах, а именно:

фильтр ЭМП - электромагнитных помех (RFI filter);
первичная цепь - входной выпрямитель (rectifier), ключевые транзисторы (switcher), создающие переменный ток высокой частоты на первичной обмотке трансформатора;
основной трансформатор;
вторичная цепь - выпрямители тока со вторичной обмотки трансформатора (rectifiers), сглаживающие фильтры на выходе (filtering).

⇡ Фильтр ЭМП

Фильтр на входе БП служит для подавления двух типов электромагнитных помех: дифференциальных (differential-mode) - когда ток помехи течет в разные стороны в линиях питания, и синфазных (common-mode) - когда ток течет в одном направлении.

Дифференциальные помехи подавляются конденсатором CX (крупный желтый пленочный конденсатор на фото выше), включенным параллельно нагрузке. Иногда на каждый провод дополнительно вешают дроссель, выполняющий ту же функцию (нет на схеме).

Фильтр синфазных помех образован конденсаторами CY (синие каплевидные керамические конденсаторы на фото), в общей точке соединяющими линии питания с землей, и т.н. синфазным дросселем (common-mode choke, LF1 на схеме), ток в двух обмотках которого течет в одном направлении, что создает сопротивление для синфазных помех.

В дешевых моделях устанавливают минимальный набор деталей фильтра, в более дорогих описанные схемы образуют повторяющиеся (полностью или частично) звенья. В прошлом нередко встречались БП вообще без фильтра ЭМП. Сейчас это скорее курьезное исключение, хотя, покупая совсем дешевый БП, можно, все-таки нарваться на такой сюрприз. В результате будет страдать не только и не столько сам компьютер, сколько другая техника, включенная в бытовую сеть, - импульсные БП являются мощным источником помех.

В районе фильтра хорошего БП можно обнаружить несколько деталей, защищающих от повреждения само устройство либо его владельца. Почти всегда есть простейший плавкий предохранитель для защиты от короткого замыкания (F1 на схеме). Отметим, что при срабатывании предохранителя защищаемым объектом является уже не блок питания. Если произошло КЗ, то, значит, уже пробило ключевые транзисторы, и важно хотя бы предотвратить возгорание электропроводки. Если в БП вдруг сгорел предохранитель, то менять его на новый, скорее всего, уже бессмысленно.

Отдельно выполняется защита от кратковременных скачков напряжения с помощью варистора (MOV - Metal Oxide Varistor). А вот никаких средств защиты от длительного повышения напряжения в компьютерных БП нет. Эту функцию выполняют внешние стабилизаторы со своим трансформатором внутри.

Конденсатор в цепи PFC после выпрямителя может сохранять значительный заряд после отключения от питания. Чтобы беспечного человека, сунувшего палец в разъем питания, не ударило током, между проводами устанавливают разряжающий резистор большого номинала (bleeder resistor). В более изощренном варианте - вместе с управляющей схемой, которая не дает заряду утекать при работе устройства.

Кстати, наличие фильтра в блоке питания ПК (а в БП монитора и практически любой компьютерной техники он тоже есть) означает, что покупать отдельный «сетевой фильтр» вместо обычного удлинителя, в общем-то, без толку. У него внутри все то же самое. Единственное условие в любом случае - нормальная трехконтактная проводка с заземлением. В противном случае конденсаторы CY, соединенные с землей, просто не смогут выполнять свою функцию.

⇡ Входной выпрямитель

После фильтра переменный ток преобразуется в постоянный с помощью диодного моста - как правило, в виде сборки в общем корпусе. Отдельный радиатор для охлаждения моста всячески приветствуется. Мост, собранный из четырех дискретных диодов, - атрибут дешевых блоков питания. Можно также поинтересоваться, на какой ток рассчитан мост, чтобы определить, соответствует ли он мощности самого БП. Хотя по этому параметру, как правило, имеется хороший запас.

⇡ Блок активного PFC

В цепи переменного тока с линейной нагрузкой (как, например, лампа накаливания или электроплитка) протекающий ток следует такой же синусоиде, как и напряжение. Но это не так в случае с устройствами, имеющими входной выпрямитель, - такими как импульсные БП. Блок питания пропускает ток короткими импульсами, примерно совпадающими по времени с пиками синусоиды напряжения (то есть максимальным мгновенным напряжением), когда подзаряжается сглаживающий конденсатор выпрямителя.

Сигнал тока искаженной формы раскладывается на несколько гармонических колебаний в сумме с синусоидой данной амплитуды (идеальным сигналом, который имел бы место при линейной нагрузке).

Мощность, используемая для совершения полезной работы (которой, собственно, является нагрев компонентов ПК), указана в характеристиках БП и называется активной. Остальная мощность, порождаемая гармоническими колебаниями тока, называется реактивной. Она не производит полезной работы, но нагревает провода и создает нагрузку на трансформаторы и прочее силовое оборудование.

Векторная сумма реактивной и активной мощности называется полной мощностью (apparent power). А отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности (power factor) - не путать с КПД!

У импульсного БП коэффициент мощности изначально довольно низкий - около 0,7. Для частного потребителя реактивная мощность не составляет проблемы (благо она не учитывается электросчетчиками), если только он не пользуется ИБП. На бесперебойник как раз таки ложится полная мощность нагрузки. В масштабе офиса или городской сети избыточная реактивная мощность, создаваемая импульсными БП уже значительно снижает качество электроснабжения и вызывает расходы, поэтому с ней активно борются.

В частности, подавляющее большинство компьютерных БП оснащаются схемами активной коррекции фактора мощности (Active PFC). Блок с активным PFC легко опознать по единственному крупному конденсатору и дросселю, установленным после выпрямителя. В сущности, Active PFC является еще одним импульсным преобразователем, который поддерживает на конденсаторе постоянный заряд напряжением около 400 В. При этом ток из питающей сети потребляется короткими импульсами, ширина которых подобрана таким образом, чтобы сигнал аппроксимировался синусоидой - что и требуется для имитации линейной нагрузки. Для синхронизации сигнала потребления тока с синусоидой напряжения в контроллере PFC имеется специальная логика.

Схема активного PFC содержит один или два ключевых транзистора и мощный диод, которые размещаются на одном радиаторе с ключевыми транзисторами основного преобразователя БП. Как правило, ШИМ-контроллер ключа основного преобразователя и ключа Active PFC являются одной микросхемой (PWM/PFC Combo).

Коэффициент мощности у импульсных блоков питания с активным PFC достигает 0,95 и выше. Кроме того, у них есть одно дополнительное преимущество - не требуется переключатель сети 110/230 В и соответствующий удвоитель напряжения внутри БП. Большинство схем PFC переваривают напряжения от 85 до 265 В. Кроме того, снижается чувствительность БП к кратковременным провалам напряжения.

Кстати, помимо активной коррекции PFC, существует и пассивная, которая подразумевает установку дросселя большой индуктивности последовательно с нагрузкой. Эффективность ее невелика, и в современном БП вы такое вряд ли найдете.

⇡ Основной преобразователь

Общий принцип работы для всех импульсных БП изолированной топологии (с трансформатором) один: ключевой транзистор (или транзисторы) создает переменный ток на первичной обмотке трансформатора, а ШИМ-контроллер управляет скважностью их переключения. Конкретные схемы, однако, различаются как по количеству ключевых транзисторов и прочих элементов, так и по качественным характеристикам: КПД, форма сигнала, помехи и пр. Но здесь слишком многое зависит от конкретной реализации, чтобы на этом стоило заострять внимание. Для интересующихся приводим набор схем и таблицу, которая позволит по составу деталей опознавать их в конкретных устройствах.

	Транзисторы	Диоды	Конденсаторы	Ножки первичной обмотки трансформатора
Single-Transistor Forward	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

Помимо перечисленных топологий, в дорогих БП встречаются резонансные (resonant) варианты Half Bridge, которые легко опознать по дополнительному крупному дросселю (или двум) и конденсатору, образующим колебательный контур.

Single-Transistor Forward

⇡ Вторичная цепь

Вторичная цепь - это все, что находится после вторичной обмотки трансформатора. В большинстве современных блоков питания трансформатор имеет две обмотки: с одной из них снимается напряжение 12 В, с другой - 5 В. Ток сначала выпрямляется с помощью сборки из двух диодов Шоттки - одной или нескольких на шину (на самой высоконагруженной шине - 12 В — в мощных БП бывает четыре сборки). Более эффективными с точки зрения КПД являются синхронные выпрямители, в которых вместо диодов используются полевые транзисторы. Но это прерогатива по-настоящему продвинутых и дорогих БП, претендующих на сертификат 80 PLUS Platinum.

Шина 3,3 В, как правило, выводится от той же обмотки, что и шина 5 В, только напряжение понижается с помощью насыщаемого дросселя (Mag Amp). Специальная обмотка на трансформаторе под напряжение 3,3 В - экзотический вариант. Из отрицательных напряжений в текущем стандарте ATX осталось только -12 В, которое снимается со вторичной обмотки под шину 12 В через отдельные слаботочные диоды.

ШИМ-управление ключом преобразователя изменяет напряжение на первичной обмотке трансформатора, а следовательно - на всех вторичных обмотках сразу. При этом потребление тока компьютером отнюдь не равномерно распределено между шинами БП. В современном железе наиболее нагруженной шиной является 12-В.

Для раздельной стабилизации напряжений на разных шинах требуются дополнительные меры. Классический способ подразумевает использование дросселя групповой стабилизации. Три основные шины пропущены через его обмотки, и в результате если на одной шине увеличивается ток, то на других - падает напряжение. Допустим, на шине 12 В возрос ток, и, чтобы предотвратить падение напряжения, ШИМ-контроллер уменьшил скважность импульсов ключевых транзисторов. В результате на шине 5 В напряжение могло бы выйти за допустимые рамки, но было подавлено дросселем групповой стабилизации.

Напряжение на шине 3,3 В дополнительно регулируется еще одним насыщаемым дросселем.

В более совершенном варианте обеспечивается раздельная стабилизация шин 5 и 12 В за счет насыщаемых дросселей, но сейчас эта конструкция в дорогих качественных БП уступила место преобразователям DC-DC. В последнем случае трансформатор имеет единственную вторичную обмотку с напряжением 12 В, а напряжения 5 В и 3,3 В получаются благодаря преобразователям постоянного тока. Такой способ наиболее благоприятен для стабильности напряжений.

Выходной фильтр

Финальной стадией на каждой шине является фильтр, который сглаживает пульсации напряжения, вызываемые ключевыми транзисторами. Кроме того, во вторичную цепь БП в той или иной мере пробиваются пульсации входного выпрямителя, чья частота равна удвоенной частоте питающей электросети.

В состав фильтра пульсаций входит дроссель и конденсаторы большой емкости. Для качественных блоков питания характерна емкость не менее 2 000 мкФ, но у производителей дешевых моделей есть резерв для экономии, когда устанавливают конденсаторы, к примеру, вдвое меньшего номинала, что неизбежно отражается на амплитуде пульсаций.

⇡ Дежурное питание +5VSB

Описание компонентов блока питания было бы неполным без упоминания об источнике дежурного напряжения 5 В, который делает возможным спящий режим ПК и обеспечивает работу всех устройств, которые должны быть включены постоянно. «Дежурка» питается от отдельного импульсного преобразователя с маломощным трансформатором. В некоторых БП встречается и третий трансформатор, использующийся в цепи обратной связи для изоляции ШИМ-контроллера от первичной цепи основного преобразователя. В других случаях эту функцию выполняют оптопары (светодиод и фототранзистор в одном корпусе).

⇡ Методика тестирования блоков питания

Одним из основных параметров БП является стабильность напряжений, которая находит отражение в т.н. кросс-нагрузочной характеристике. КНХ представляет собой диаграмму, в которой на одной оси отложен ток или мощность на шине 12 В, а на другой - совокупный ток или мощность на шинах 3,3 и 5 В. В точках пересечения при разных значениях обеих переменных определяется отклонение напряжения от номинала на той или иной шине. Соответственно, мы публикуем две разные КНХ - для шины 12 В и для шины 5/3,3 В.

Цвет точки означает процент отклонения:

зеленый: ≤ 1%;
салатовый: ≤ 2%;
желтый: ≤ 3%;
оранжевый: ≤ 4%;
красный: ≤ 5%.
белый: > 5% (не допускается стандартом ATX).

Для получения КНХ используется сделанный на заказ стенд для тестирования блоков питания, который создает нагрузку за счет рассеивания тепла на мощных полевых транзисторах.

Другой не менее важный тест - определение размаха пульсаций на выходе БП. Стандарт ATX допускает пульсации в пределах 120 мВ для шины 12 В и 50 мВ - для шины 5 В. Различают высокочастотные пульсации (на удвоенной частоте ключа основного преобразователя) и низкочастотные (на удвоенной частоте питающей сети).

Этот параметр мы измеряем при помощи USB-осциллографа Hantek DSO-6022BE при максимальной нагрузке на БП, заданной спецификациями. На осциллограмме ниже зеленый график соответствует шине 12 В, желтый - 5 В. Видно, что пульсации находятся в пределах нормы, и даже с запасом.

Для сравнения приводим картину пульсаций на выходе БП старого компьютера. Этот блок изначально не был выдающимся, но явно не стал лучше от времени. Судя по размаху низкочастотных пульсаций (обратите внимание, что деление развертки напряжения увеличено до 50 мВ, чтобы колебания поместились на экран), сглаживающий конденсатор на входе уже пришел в негодность. Высокочастотные пульсации на шине 5 В находятся на грани допустимых 50 мВ.

В следующем тесте определяется КПД блока при нагрузке от 10 до 100% от номинальной мощности (путем сравнения мощности на выходе с мощностью на входе, измеренной при помощи бытового ваттметра). Для сравнения на графике приводятся критерии различных категорий 80 PLUS. Впрочем, большого интереса в наши дни это не вызывает. На графике приведены результаты топового БП Corsair в сравнении с весьма дешевым Antec, а разница не то чтобы очень велика.

Более насущный для пользователя вопрос - шум от встроенного вентилятора. Непосредственно измерить его вблизи от ревущего стенда для тестирования БП невозможно, поэтому мы измеряем скорость вращения крыльчатки лазерным тахометром - также при мощности от 10 до 100%. На нижеприведенном графике видно, что при низкой нагрузке на этот БП 135-миллиметровый вентилятор сохраняет низкие обороты и вряд ли слышен вообще. При максимальной нагрузке шум уже можно различить, но уровень все еще вполне приемлемый.

Утилиты и справочники.
- Справочник в формате.chm. Автор данного файла - Кучерявенко Павел Андреевич. Большинство исходных документов были взяты с сайта pinouts.ru - краткие описания и распиновки более 1000 коннекторов, кабелей, адаптеров. Описания шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио, фото и видео аппаратура, игровые приставки и др. техника.

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

База данных по транзисторам в формате Access.

Блоки питания.

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

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

Конт	Обозн	Цвет	Описание
1	3.3V	Оранжевый	+3.3 VDC
2	3.3V	Оранжевый	+3.3 VDC
3	COM	Черный	Земля
4	5V	Красный	+5 VDC
5	COM	Черный	Земля
6	5V	Красный	+5 VDC
7	COM	Черный	Земля
8	PWR_OK	Серый	Power Ok - Все напряжения в пределах нормы. Это сигнал формируется при включении БП и используется для сброса системной платы.
9	5VSB	Фиолетовый	+5 VDC Дежурное напряжение
10	12V	Желтый	+12 VDC
11	12V	Желтый	+12 VDC
12	3.3V	Оранжевый	+3.3 VDC
13	3.3V	Оранжевый	+3.3 VDC
14	-12V	Синий	-12 VDC
15	COM	Черный	Земля
16	/PS_ON	Зеленый	Power Supply On. Для включения блока питания нужно закоротить этот контакт на землю (с проводом черного цвета).
17	COM	Черный	Земля
18	COM	Черный	Земля
19	COM	Черный	Земля
20	-5V	Белый	-5 VDC (это напряжение используется очень редко, в основном, для питания старых плат расширения.)
21	+5V	Красный	+5 VDC
22	+5V	Красный	+5 VDC
23	+5V	Красный	+5 VDC
24	COM	Черный	Земля

Схема блока питания ATX-300P4-PFC (ATX-310T 2.03).

Схема блока питания ATX-P6.

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

Схема блока питания Alim ATX 250Watt SMEV J.M. 2002.

Типовая схема блока питания на 300W с пометками о функциональном назначении отдельных частей схемы.

Типовая схема блока питания на 450W с реализацией active power factor correction (PFC) современных компьютеров.

Схема блока питания API3PCD2-Y01 450w производства ACBEL ELECTRONIC (DONGGUAN) CO. LTD.

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

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 330U (sg6105).

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

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350U SCH .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 350T .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 400U .

Схема БП NUITEK (COLORS iT) 500T .

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

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

Схема БП Codegen 250w mod. 200XA1 mod. 250XA1.

Схема БП Codegen 300w mod. 300X.

Схема БП CWT Model PUH400W .

Схема БП Delta Electronics Inc. модель DPS-200-59 H REV:00.

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

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

Схема БП DTK PTP-2038 200W.

Схема БП EC model 200X.

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

Схема источника дежурного питания БП FSP Group Inc. модель ATX-300GTF.

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

Схема БП Green Tech. модель MAV-300W-P4.

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

Схемы блока питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

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

Схема блока питания Powerman IP-P550DJ2-0 (плата IP-DJ Rev:1.51). Имеющаяся в документе схема формирования дежурного напряжения используется во многих других моделях блоков питания Power Man (для многих блоков питания мощностью 350W и 550W отличия только в номиналах элементов).

JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC Computer Co. LTD. Схема блока питания SY-300ATX

Предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по усовершенствованию.

Схемы блока питания Key Mouse Electroniks Co Ltd модель PM-230W

Схемы блока питания L & C Technology Co. модель LC-A250ATX

Схемы блока питания LWT2005 на микросхеме KA7500B и LM339N

Схема БП M-tech KOB AP4450XA.

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

Схема БП Maxpower PX-300W

Схема БП Maxpower PC ATX SMPS PX-230W ver.2.03

Схемы блока питания PowerLink модель LP-J2-18 300W.

Схемы блока питания Power Master модель LP-8 ver 2.03 230W (AP-5-E v1.1).

Схемы блока питания Power Master модель FA-5-2 ver 3.2 250W.

Схема БП Microlab 350W

Схема БП Microlab 400W