Добрий день друзі!
А ви б хотіли дізнатися, як влаштований блок живлення комп'ютера? Зараз ми спробуємо розібратися у цьому питанні.
Для початку відзначимо, що, як і будь-якому електронному пристрої, необхідний джерело електричної енергії . Згадаймо, що бувають
Первинні та вторинні джерела електроживлення
Первинні – це, зокрема, хімічні джерела струму(елементи живлення та акумулятори) та генератори електричної енергії, що знаходяться на електростанціях.
У комп'ютерах можуть застосовуватись:
- літієві елементи напругою 3 для живлення КМОП мікросхеми, в якій зберігаються установки BIOS,
- літій-іонні акумулятори (у ноутбуках).
Літієві елементи 2032 живлять мікросхему структури CMOS, що зберігає налаштування Setup комп'ютера.
Споживання струму при цьому невелике (порядку одиниць мікроампер), тому енергії батареї вистачає на кілька років.
Після вичерпання енергії такі джерела енергії не підлягають відновленню.
На відміну від елементів літій-іонних акумуляторів є відновлюваними джерелами. Вони періодично запасають енергію, то віддають її. Відразу зазначимо, що будь-які акумулятори мають обмежену кількість циклів заряд-розряд.
Але більша частинастаціонарних комп'ютерів живиться немає від акумуляторів, як від мережі змінної напруги.
В даний час в кожному будинку є розетки зі змінною напругою 220 В (у деяких країнах 110 - 115 В) частотою 50 Герц (у деяких країнах - 60 Герц), які можна вважати первинними джерелами.
Але основні компоненти комп'ютера не можуть безпосередньо використовувати таку напругу.
Його потрібно перетворити. Виконує цю роботу джерело вторинного електроживлення ( народна назва — « блок живлення») Комп'ютера. В даний час майже всі блоки живлення (БП) – імпульсні. Розглянемо докладніше, як влаштований імпульсний блок живлення.
Вхідний фільтр, високовольтний випрямляч та ємнісний фільтр
На вході імпульсного БП є вхідний фільтр. Він не пропускає перешкоди, які завжди є в електричної мережі, блок живлення.
Перешкоди можуть виникати при комутації потужних споживачів енергії, зварюванні тощо.
У той же час він затримує перешкоди і самого блоку, не пропускаючи їх у мережу.
Якщо бути точнішим, перешкоди в БП і з нього проходять, але досить сильно послаблюються.
Вхідний фільтр є фільтром нижніх частот (ФНЧ).
Він пропускає низькі частоти(в тому числі мережна напругачастота якого дорівнює 50 Гц) і послаблює високі.
Відфільтрована напруга надходить на високовольтний випрямляч(ВВ). Як правило, ВР виконаний за бруківкою з чотирьох напівпровідникових діодів.
Діоди можуть бути як окремими, так і змонтованими в одному корпусі. Існує й інша назва такого випрямляча. діодний міст».
Випрямляч перетворює змінна напругав пульсуючу, тобто однієї полярності.
Грубо кажучи, діодний міст «загортає» негативну напівхвилю, перетворюючи її на позитивну.
Пульсуюча напруга є рядом напівхвиль позитивної полярності. На виході ВР стоїть ємнісний фільтр - один або два послідовно включені електролітичні конденсатори.
Конденсатор - це буферний елемент, який може заряджатися, запасаючи енергію та розряджатися, віддаючи її.
Коли напруга на виході випрямляча нижче за певну величину («провал»), конденсатор розряджається, підтримуючи його на навантаженні. Якщо воно вище, конденсатор заряджається, обрізаючи піки напруги.
В курсі вищої математикидоводиться, що пульсуюча напруга є суму постійної складової та гармонік, частоти яких кратні основній частоті мережі.
Таким чином, ємнісний фільтр можна розглядати тут як фільтр нижніх частот, що виділяє постійну складову та послаблює гармоніки. У тому числі й основну гармоніку мережі – 50 Гц.
Джерело чергової напруги
У комп'ютерному блоці живлення є так зване джерело чергової напруги (+5 VSB).
Якщо вилка кабелю вставлена в мережу живлення, ця напруга присутня на відповідному контакті роз'єму блока живлення. Потужність цього джерела невелика, здатний віддавати струм 1 — 2 А.
Саме це малопотужне джерело і запускає набагато потужніший інвертор. Якщо роз'єм блока живлення вставлений у материнську плату, частина її компонентів перебуває під напругою + 5 VSB.
Сигнал на запуск інвертора подається з материнської плати. Причому для включення можна використовувати малопотужнукнопки.
У старіших моделях комп'ютерів встановлювалися БП старого стандарту АТ. Вони мали громіздкі вимикачі із потужними контактами, що подорожчало конструкцію. Використання нового стандарту АТХ дозволяє будити комп'ютер одним рухом або кліком мишки. Або натисканням клавіші на клавіатурі. Це, звісно, зручно.
Але при цьому треба пам'ятати, що конденсатори у джерелі чергової напруги завжди перебувають під напругою. Електроліт у них підсихає, термін служби зменшується.
Більшість користувачів зазвичай включає комп'ютер кнопкою на корпусі, живлячи його через фільтр-подовжувач. Таким чином, після вимкнення комп'ютера можна рекомендувати виключати подачу напруги на блок живлення вимикачем фільтра.
Вибір - зручність або надійність - за вами, шановний читач.
Пристрій джерела чергової напруги
Джерело чергової напруги (ІДН) містить у собі малопотужний інвертор.
Цей інвертор перетворює високу постійну напругу, отриману з високовольтного фільтра, змінну. Ця напруга знижується до необхідної величини малопотужним трансформатором.
Інвертор працює на набагато більше високій частоті, Чим частота мережі, тому розміри його трансформатора невеликі. Напруга з вторинної обмотки подається на випрямляч та низьковольтний фільтр (електролітичні конденсатори).
Напруга ІДН має знаходитися в межах 4,75 - 5,25 В. Якщо вона буде меншою - основний потужний інвертор може не запуститися. Якщо воно буде більшим, комп'ютер може «підвисати» і збоїти.
Для підтримки стабільної напруги в ІДН часто використовується регульований стабілітрон (інакше званий джерелом опорної напруги) і зворотний зв'язок. При цьому частина вихідної напруги ІДН подається у вхідні високовольтні ланцюги.
Закінчуючи першу частину статті, зазначимо, що для гальванічної розв'язки вхідних та вихідних ланцюгів використовується оптопара.
Оптопара містить джерело та приймач випромінювання. Найчастіше використовується оптопара, що містить у собі світлодіод та фототранзистор.
Інвертор в ІДН зібраний найчастіше на потужному високовольтному польовому або біполярному транзисторі. Потужний транзистор відрізняється від малопотужних тим, що розсіює більшу потужністьта має великі габарити.
Тут зробимо паузу. У другій частині статті ми розглянемо основний інвертор та низьковольтну частину комп'ютерного блока живлення.
З вами був Віктор Геронда.
До зустрічі на блозі!
P.S. Фото клікабельні, клікайте, розглядайте уважно схемиі дивуйте знайомих своєю ерудицією!
Стаття написана на основі книги А.В.Головкова та В.Б Любицького "БЛОКИ ХАРЧУВАННЯ ДЛЯ СИСТЕМНИХ МОДУЛІВ ТИПУ IBM PC-XT/AT" Матеріал взято з сайту інтерлавка. Змінна напруга мережі подається через мережевий вимикач PWR SW через запобіжник мережевий F101 4А, помехоподавляющие фільтри, утворені елементами С101, R101, L101, С104, С103, С102 і дроселі І 02, L103 на:вихідний триконтактний роз'єм, до якого може підстиковуватись кабель живлення дисплея;
двоконтактний роз'єм JP1, частина якого у відповідь знаходиться на платі.
З роз'єму JP1 змінна напруга мережі надходить на:
бруківку схему випрямлення BR1 через терморезистор THR1;
первинну обмотку пускового трансформатора Т1.
На виході випрямляча BR1 включені ємності, що згладжують фільтра С1, С2. Терморезистор THR обмежує початковий кидок зарядного струму цих конденсаторів. Перемикач 115V/230V SW забезпечує можливість живлення імпульсного блокуживлення як від мережі 220-240В, і від мережі 110/127В.
Високооомні резистори R1, R2, шунтуючі конденсатори С1, С2 є симетруючими (вирівнюють напруги на С1 і С2), а також забезпечують розрядку цих конденсаторів після вимкнення імпульсного блоку живлення з мережі. Результатом роботи вхідних ланцюгів є поява на шині випрямленої напруги мережі постійної напруги Uep, що дорівнює +310В, з деякими пульсаціями. В даному імпульсному блоці живлення використовується схема запуску з примусовим (зовнішнім) збудженням, яка реалізована на спеціальному пусковому трансформаторі Т1, на вторинній обмотці якого після включення блоку живлення в мережу з'являється змінна напруга з мережею живлення. Ця напруга випрямляється діодами D25, D26, які утворюють з вторинною обмоткою Т1 двонапівперіодну схему випрямлення із середньою точкою. СЗО - ємність фільтра, що згладжує, на якій утворюється постійна напруга, що використовується для живлення керуючої мікросхеми U4.
Як керуюча мікросхема в даному імпульсному блоці живлення традиційно використовується ІМС TL494.
Напруга живлення з конденсатора СЗО подається на висновок 12 U4. В результаті на висновку 14 U4 з'являється вихідна напруга внутрішнього опорного джерела Uref=-5B, запускається внутрішній генератор пилкоподібної напруги мікросхеми, а на висновках 8 і 11 з'являються керуючі напруги, які являють собою послідовності прямокутних імпульсів з негативними передніми фронтами, зрушені один щодо одного на половину періоду. Елементи С29, R50, підключені до висновків 5 і 6 мікросхеми U4 визначають частоту пилкоподібної напруги, що виробляється внутрішнім генератором мікросхеми.
Узгоджувальний каскад у цьому імпульсному блоці живлення виконаний за бестранзисторною схемою роздільним управлінням. Напруга живлення з конденсатора СЗО подається в середні точки первинних обмоток управляючих трансформаторів Т2, ТЗ. Вихідні транзистори ІМС U4 виконують функції транзисторів каскаду, що узгоджує, і включені за схемою з ОЕ. Емітери обох транзисторів (висновки 9 і 10 мікросхеми) підключені до "корпусу". Колекторними навантаженнями цих транзисторів є первинні напівобмотки управляючих трансформаторів Т2 ТЗ, підключені до висновків 8, 11 мікросхеми U4 (відкриті колектори вихідних транзисторів). Інші половини первинних обмоток Т2, ТЗ із підключеними до них діодами D22, D23 утворюють ланцюги розмагнічування сердечників цих трансформаторів.
Трансформатори Т2, ТЗ управляють потужними транзисторами напівмостового інвертора.
Перемикання вихідних транзисторів мікросхеми викликають появу імпульсних управляючих ЕРС на вторинних обмотках трансформаторів Т2, ТЗ, що управляють. Під дією цих ЕРС силові транзистори Q1, Q2 поперемінно відкриваються з регульованими паузами (мертвими зонами). Тому через первинну обмотку силового імпульсного трансформатора Т5 протікає змінний струм у вигляді пилкоподібних струмових імпульсів. Це тим, що первинна обмотка Т5 включена в діагональ електричного мосту, одне плече якого утворено транзисторами Q1, Q2, а інше - конденсаторами С1, С2. Тому при відкритті будь-якого з транзисторів Q1, Q2 первинна обмотка Т5 виявляється підключена до одного з конденсаторів С1 або С2, що і зумовлює протікання через неї струму протягом усього часу, поки відкритий транзистор.
Демпферні діоди D1, D2 забезпечують повернення енергії, запасеної в індуктивності розсіювання первинної обмотки Т5 за час закритого стану транзисторів Q1, Q2 назад у джерело (рекуперація).
Конденсатор СЗ, послідовно включений з первинною обмоткою Т5, ліквідує постійну складову струму через первинну обмотку Т5, виключаючи тим самим небажане підмагнічування його сердечника.
Резистори R3, R4 і R5, R6 утворюють базові дільники для потужних транзисторів Q1, Q2 відповідно і забезпечують оптимальний режим їх перемикання з погляду динамічних втрат потужності цих транзисторах.
Діоди зборки SD2 є діодами з бар'єром Шоттки, чим досягається необхідна швидкодія і підвищується ККД випрямляча.
Обмотка III спільно з обмоткою IV забезпечує отримання вихідної напруги +12В разом з діодною збіркою (напівмостом) SD1. Ця збірка утворює з обмоткою III двухполуперіодну схему випрямлення із середньою точкою. Однак середня точка обмотки III не заземлена, а підключена до шини вихідної напруги +5В. Це дасть можливість використовувати діоди Шоттки в каналі виробітку +12В, т.к. зворотна напруга, що прикладається до діодів випрямляча при такому включенні, зменшується до допустимого для діодів Шоттки рівня.
Елементи L1, С6, С7 утворюють фільтр, що згладжує, в каналі +12В.
Середня точка обмотки II заземлена.
Стабілізація вихідних напруг здійснюються різними способами у різних каналах.
Негативні вихідні напруги -5В -12В стабілізуються за допомогою лінійних інтегральних трививідних стабілізаторів U4 (типу 7905) і U2 (типу 7912).
Для цього на входи цих стабілізаторів подаються вихідні напруги випрямлячів із конденсаторів С14, С15. На вихідних конденсаторах С16, С17 виходять стабілізовані вихідні напруги -12В та -5В.
Діоди D7, D9 забезпечують розрядку вихідних конденсаторів С16, С17 через резистори R14, R15 після вимкнення імпульсного блоку живлення з мережі. Інакше ці конденсатори розряджалися через схему стабілізаторів, що небажано.
Через резистори R14, R15 розряджаються і конденсатори С14 С15.
Діоди D5, D10 виконують захисну функцію у разі пробою випрямляючих діодів.
Вихідна напруга +12В у цьому ДБЖ не стабілізується.
Регулювання рівня вихідної напруги в даному ДБЖ проводиться тільки для каналів +5В і +12В. Це регулювання здійснюється за рахунок зміни рівня опорної напруги на прямому вході підсилювача помилки DA3 за допомогою підстроювального резистора VR1.
При зміні положення двигуна VR1 у процесі налаштування ДБЖ змінюватиметься в деяких межах рівень напруги на шині +5В, а значить і на шині +12В, т.к. напруга з шини +5В подається до середньої точки обмотки III.
Комбінована зашита даного ДБЖ включає:
Обмежувальну схему контролю ширини імпульсів, що управляють;
повну схему захисту від КЗ у навантаженнях;
неповну схему контролю вихідної перенапруги (тільки на шині +5В).
Розглянемо кожну із цих схем.
Обмежуюча схема контролю використовує як датчик трансформатор струму Т4, первинна обмотка якого включена послідовно з первинною обмоткою силового імпульсного трансформатора Т5.
Резистор R42 є навантаженням вторинної обмотки Т4, а діоди D20, D21 утворюють двополуперіодну схему випрямлення знакозмінної імпульсної напруги, що знімається з навантаження R42.
Резистори R59, R51 утворюють дільник. Частина напруги згладжується конденсатором С25. Рівень напруги на цьому конденсаторі пропорційно залежить від ширини імпульсів, що управляють, на базах силових транзисторів Q1, Q2. Цей рівень через резистор R44 подається на інвертуючий вхід підсилювача помилки DA4 (висновок 15 мікросхеми U4). Прямий вхід цього підсилювача (висновок 16) заземлено. Діоди D20, D21 включені так, що конденсатор С25 при протіканні струму через ці діоди заряджається до негативного (щодо загального дроту) напруги.
У нормальному режимі роботи, коли ширина імпульсів керуючих не виходить за допустимі межі, потенціал виведення 15 позитивний, завдяки зв'язку цього виводу через резистор R45 з шиною Uref. При надмірному збільшенні ширини імпульсів, що управляють, з якої-небудь причини, негативна напруга на конденсаторі С25 зростає, і потенціал виведення 15 стає негативним. Це призводить до появи вихідної напруги підсилювача помилки DA4, яка до цього була 0В. Подальший зростання ширини управляючих імпульсів призводить до того, що управління перемиканнями ШИМ-ком-паратора DA2 передається до підсилювача DA4, і подальшого збільшення ширини управляючих імпульсів не відбувається (режим обмеження), т.к. ширина цих імпульсів перестає залежати від рівня сигналу зворотного зв'язку прямому вході підсилювача помилки DA3.
Схема захисту від КЗ в навантаженнях умовно може бути розділена на захист каналів вироблення позитивних напруг і захист каналів вироблення негативних напруг, які схемотехнічно реалізовані приблизно однаково.
Датчиком схеми захисту від КЗ у навантаженнях каналів вироблення позитивної напруги (+5В і +12В) є діодно-резистивний дільник D11, R17, підключений між вихідними шинами цих каналів. Рівень напруги на аноді діода D11 контрольований сигнал. У нормальному режимі роботи, коли напруги на вихідних шинах каналів +5В +12В мають номінальні величини, потенціал анода діода D11 становить близько +5,8В, т.к. через дільник-датчик протікає струм із шини +12В на шину +5В по ланцюгу: шина +12В - R17-D11 - шина +56.
Контрольований сигнал з анода D11 подається на дільник резистивний R18, R19. Частина цієї напруги знімається з резистора R19 і подається на прямий вхід 1 компаратора мікросхеми U3 типу LM339N. На інвертуючий вхід компаратора подається опорний рівень напруги з резистора R27 дільника R26, R27, підключеного до виходу опорного джерела Uref=+5B керуючої мікросхеми U4. Опорний рівень обраний таким, щоб при нормальному режимі роботи потенціал прямого входу 1 компаратора перевищував би потенціал інверсного входу. Тоді вихідний транзистор компаратора 1 закритий, схема ДБЖ нормально функціонує в режимі ШІМ.
У разі КЗ в навантаженні каналу +12В, наприклад, потенціал анода діода D11 стає рівним 0В, тому потенціал входу, що інвертує, компаратора 1 стане вище, ніж потенціал прямого входу, і вихідний транзистор компаратора відкриється. Це викликає закриття транзистора Q4, який нормально відкритий струмом бази, що протікає по ланцюгу: шина Upom - R39 - R36 -б-е Q4 - "корпус".
Відкривання вихідного транзистора компаратора підключає 1 резистор R39 до "корпуса", і тому транзистор Q4 пасивно закривається нульовим зміщенням. Закриття транзистора Q4 тягне за собою зарядку конденсатора С22, який виконує функцію ланки затримки спрацьовування захисту. Затримка необхідна з тих міркувань, що в процесі виходу ДБЖ на режим вихідні напруги на шинах +5В і +12В з'являються не відразу, а в міру зарядки вихідних конденсаторів великої ємності. Опорна напруга від джерела Uref, навпаки, з'являється практично відразу ж після включення ДБЖ в мережу. Тому в пусковому режимі компаратор 1 перемикається, його вихідний транзистор відкривається, і якби затримуючий конденсатор С22 був відсутній, це призвело б до спрацьовування захисту відразу при включенні ДБЖ в мережу. Однак у схему включений С22, і спрацьовування захисту відбувається лише після того, як напруга на ньому досягне рівня, що визначається номіналами резисторів R37, R58 дільника, підключеного до шини Upom і є базовим для транзистора Q5. Коли це станеться, транзистор Q5 відкривається, і резистор R30 виявляється підключений через мінімальний внутрішній опір цього транзистора до "корпуса". Тому з'являється шлях для протікання струму бази транзистора Q6 ланцюгом: Uref - е-6 Q6 - R30 - к-е Q5 - "корпус".
Транзистор Q6 відкривається цим струмом до насичення, в результаті чого напруга Uref=5B, яким запитаний по емітеру транзистор Q6, виявляється прикладеним через його мінімальний внутрішній опір висновку 4 керуючої мікросхеми U4. Це, як було показано раніше, веде до зупинення роботи цифрового тракту мікросхеми, пропадання вихідних керуючих імпульсів та припинення перемикання силових транзисторів Q1, Q2, тобто. до захисного вимкнення. КЗ у навантаженні каналу +5В призведе до того, що потенціал анода діода D11 становитиме близько +0.8В. Тому вихідний транзистор компаратора (1) виявиться відкритим, і станеться захисне відключення.
Аналогічним чином побудовано захист від КЗ в навантаженнях каналів вироблення негативних напруг (-5В -12В) на компараторі 2 мікросхеми U3. Елементи D12, R20 утворюють діодно-резистивний дільник-датчик, що підключається між вихідними шинами каналів вироблення негативних напруг. Контрольований сигнал є потенціал катода діода D12. При КЗ в навантаженні каналу -5В або -12В потенціал катода D12 підвищується (від -5,8 до 0В при КЗ в навантаженні каналу -12В і до -0,8В при КЗ в навантаженні каналу -5В). У будь-якому з цих випадків відкривається нормально закритий вихідний транзистор компаратора 2, що і зумовлює спрацьовування захисту наведеного вище механізму. При цьому опорний рівень з резистора R27 подається на прямий вхід компаратора 2, а потенціал входу, що інвертує, визначається номіналами резисторів R22, R21. Ці резистори утворюють двополярно запитаний дільник (резистор R22 підключений до шини Uref=+5B, а резистор R21 - до катода діода D12, потенціал якого в нормальному режимі роботи ДБЖ, як зазначалося, становить -5,8В). Тому потенціал інвертуючого входу компаратора 2 нормальному режимі роботи підтримується меншим, ніж потенціал прямого входу, і вихідний транзистор компаратора буде закритий.
Захист від вихідної перенапруги на шині +5В реалізований на елементах ZD1, D19, R38, С23. Стабілітрон ZD1 (з пробивною напругою 5,1В) підключається до шини вихідної напруги +5В. Тому, поки напруга на цій шині не перевищує +5,1, стабілітрон закритий, а також закритий транзистор Q5. У разі збільшення напруги на шині +5В вище +5,1В стабілітрон "пробивається", і в базу транзистора Q5 тече струм, що відпирає, що призводить до відкривання транзистора Q6 і появі напруги Uref = +5B на виведенні 4 керуючої мікросхеми U4, тобто . до захисного вимкнення. Резистор R38 є баластним для стабілітрона ZD1. Конденсатор С23 запобігає спрацьовування захисту при випадкових короткочасних викидах напруги на шині +5В (наприклад, в результаті встановлення напруги після стрибкоподібного зменшення струму навантаження). Діод D19 є розв'язуючим.
Схема утворення сигналу PG в даному імпульсному блоці живлення є двофункціональною та зібрана на компараторах (3) та (4) мікросхеми U3 та транзисторі Q3.
Схема побудована на принципі контролю наявності змінної низькочастотної напруги на вторинній обмотці пускового трансформатора Т1, що діє на цій обмотці лише за наявності напруги живлення на первинній обмотці Т1, тобто. поки імпульсний блок живлення включений в мережу живлення.
Практично відразу після включення ДБЖ в мережу живлення з'являється допоміжна напруга Upom на конденсаторі СЗО, яким запитується керуюча мікросхема U4 і допоміжна мікросхема U3. Крім того, змінна напруга з вторинної обмотки пускового трансформатора Т1 через діод D13 і то-кообмежуючий резистор R23 заряджає конденсатор С19. Напругою із С19 запитується резистивний дільник R24, R25. З резистора R25 частина цієї напруги подається на прямий вхід 3 компаратора, що призводить до закривання його вихідного транзистора. Вихідна напруга внутрішнього опорного джерела мікросхеми U4 Uref = +5B, що з'являється відразу після цього, за-живляет дільник R26, R27. Тому на інвертуючий вхід 3 компаратора подається опорний рівень з резистора R27. Однак цей рівень обраний меншим, ніж рівень прямому вході, і тому вихідний транзистор компаратора 3 залишається в закритому стані. Тому починається процес зарядки затримуючої ємності С20 ланцюга: Upom - R39 - R30 - С20 - " корпус " .
Зростання у міру зарядки конденсатора С20 напруга подається на інверсний вхід 4 мікросхеми U3. На прямий вхід компаратора подається напруга з резистора R32 дільника R31, R32, підключеного до шини Upom. Поки напруга на конденсаторі, що заряджається, С20 не перевищує напруги на резисторі R32, вихідний транзистор компаратора 4 закритий. Тому в базу транзистора Q3 протікає струм по ланцюгу: Upom - R33 - R34 - 6-е Q3 - "корпус".
Транзистор Q3 відкритий до насичення, а сигнал PG, що знімається з його колектора, має пасивний низький рівеньта забороняє запуск процесора. За цей час протягом якого рівень напруги на конденсаторі С20 досягає рівня на резисторі R32, імпульсний блок живлення встигає надійно вийти в номінальний режим роботи, тобто. вся його вихідна напруга з'являється в повному обсязі.
Як тільки напруга на С20 перевищить напругу, що знімається з R32, компаратор 4 перемкнеться, його вихідний транзистор відкриється.
Це спричинить закриття транзистора Q3, і сигнал PG, що знімається з його колекторного навантаження R35, стає активним (Н-рівня) і дозволяє запуск процесора.
При вимиканні імпульсного блоку живлення з мережі на вторинній обмотці пускового трансформатора Т1 змінна напруга зникає. Тому напруга на конденсаторі С19 швидко зменшується через малу ємність останнього (1 мкф). Як тільки падіння напруги на резисторі R25 стане меншим, ніж на резисторі R27, компаратор 3 перемкнеться, і його вихідний транзистор відкриється. Це спричинить захисне відключення вихідних напруг керуючої мікросхеми U4, т.к. відкриється транзистор Q4. Крім того, через відкритий вихідний транзистор компаратора 3 почнеться процес прискореної розрядки конденсатора С20 ланцюга: (+)С20 - R61 - D14 - до-е вихідноготранзистора компаратора 3 – "корпус".
Як тільки рівень напруги С20 стане менше, ніж рівень напруги на R32, компаратор 4 перемкнеться, і його вихідний транзистор закриється. Це спричинить відкривання транзистора Q3 і перехід сигналу PG в неактивний низький рівень до того, як почнуть неприпустимо зменшуватися напруги на вихідних шинах ДБЖ. Це призведе до ініціалізації сигналу системного скидання комп'ютера та до початкового стану всієї цифрової частини комп'ютера.
Обидва компаратора 3 і 4 схеми вироблення сигналу PG охоплені позитивними зворотними зв'язками за допомогою резисторів R28 і R60 відповідно, що прискорює їхнє перемикання.
Плавний вихід на режим в цьому ДБЖ зазвичай забезпечується за допомогою формуючого ланцюжка С24, R41, підключеної до виведення 4 керуючої мікросхеми U4. Залишкова напруга на виведенні 4, що визначає максимально можливу тривалість вихідних імпульсів, визначається дільником R49, R41.
Живлення двигуна вентилятора здійснюється напругою з конденсатора С14 каналі вироблення напруги -12В через додатковий розв'язує Г-подібний фільтр R16, С15.
Вступ.
1. Технічний опис.
1.1 Опис принципу роботи блоку живлення формату АТХ.
1.2 Опис структурної схеми блоку живлення формату АТХ.
1.3 Опис електричної принципової схеми.
1.4 Типові несправностіта їх усунення.
1.5 Технічні характеристики.
2. Технологічна частина.
2.1 Технологія виготовлення друкованої плати.
2.2 Технологія монтажу елементів SMD.
3. Безпечні умови праці.
3.1 Безпечні умови праці під час механозбірних робіт.
3.2 Безпека праці під час електромонтажних робіт.
3.3 Безпека праці під час регулювальних робіт.
4. Висновок.
А. Структурна схема.
Б. Схема електрична важлива.
В. Складальний креслення.
Р. Список елементів.
Вступ.
Блок живлення - це не тільки один з найважливіших компонентів ПК, але, на жаль, найменш помічений. Покупці комп'ютерів багато годин обговорюють частоту процесорів, ємність модулів пам'яті, об'єм і швидкість жорстких дисків, продуктивність відеоадаптерів, розмір екрану монітора і т.д., проте вкрай рідко (або взагалі ніколи) згадують про блоки живлення. Коли система збирається з найдешевших компонентів, на який елемент виробник звертає найменше уваги? Правильно на блок живлення. Для багатьох це просто непоказна сіра металева коробка, розташована всередині комп'ютера та вкрита шаром пилу. Іноді користувачі все ж таки замислюються про блок живлення, цікавлячись виключно потужністю у ватах (незважаючи на те, що не існує практичних методів перевірки цієї потужності) і, упускаючи з уваги найважливіші моменти, А саме: чи стабільна подача енергії або напруга відрізняється, шумом, стрибкоподібним викидом та перебоями.
Блок живлення дуже важливий, оскільки подає електроенергію кожному компоненту системи. Крім того, він є з найбільш ненадійних комп'ютерних пристроїв, так як за статистикою саме блоки живлення найчастіше виходять з ладу. Не в останню чергу це пов'язано з тим, що багато виробників встановлюють найдешевші блоки живлення, які тільки можна знайти. Несправний блок живлення може не тільки перешкодити стабільній роботі системи, але й фізично пошкодити її компоненти нестійкою електричною напругою.
1. Технічний опис.
1.1. Опис принципу роботи джерела живлення АТХ.
При подачі напруги на джерело живлення від мережі, у ньому відбувається випрямлення змінної напруги мережі, потім перетворення постійної напруги на імпульсне. Завдяки тому, що джерело живлення має імпульсний трансформатор, значно стало легше контролювати вихідні напруги. Після того як імпульсна напругавипрямляється виходить постійна напруга. Постійна напруга подається до споживачів, тобто до модулів пам'яті, материнської плати, процесора, жорсткого диска, CD ROM, флопіка і т.д.
Головне призначення блоків живлення – перетворення електричної енергії, що надходить із електричної мережі змінного струму, в енергію, придатну для живлення вузлів комп'ютера. Блок живлення перетворює мережну змінну напругу 220 В., 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постійну напругу +5 і 12 В. Як правило, для живлення цифрових схем (системної плати, плат адаптерів та дискових носіїв) використовується напруга +3, 3 або +5 В, а для двигунів (дисководів та різних вентиляторів) - +12 В. Комп'ютер працює надійно в тих випадках, якщо значення напруги в цих ланцюгах не виходять за встановлені межі.
Загальні відомості.Джерело живлення АТХ складається з наступних елементів:
Випрямляча напруги мережі;
Елементів ланцюга запуску перетворювача, стабілізації та захисту;
Формувача сигналу РG;
Випрямлячів імпульсної напруги.
Джерело живлення функціонально містить елементи ланцюгів формування допоміжного сигналу Р.G., ланцюг управління дистанційним включенням РS ON, у складі є допоміжний автогенератор з вихідним випрямлячем +5В SB,додатковий випрямляч +3,3 В, а також інші елементи властиві джерелу живлення АТХ. 1.2 Опис структурної схеми.
Для розуміння функціонування та структури джерела живлення системного модуля наводяться структурна схема джерела формату ATХ, і його робота.
У джерелі живлення формату ATХ напруга живлення через зовнішній розмикач мережі, розташований у корпусі системного блоку, надходить мережевий фільтр та низькочастотний випрямляч. Далі випрямлену напругу, величиною близько 300 Ст, напівмостовим перетворювачем перетворюється на імпульсне. Розв'язка між первинною мережею та споживачами здійснюється імпульсним трансформатором. Вторинні обмоткиімпульсного трансформатора підключені до високочастотних випрямлячів ±12 В. і ±5 В. і відповідним фільтрам, що згладжують.
Сигнал Power Good (живлення в нормі), що подається на системну плату через 0,1 ... 0,5 с після появи напруги живлення +5 В., виконує початкову установку процесора. Вихід з ладу силової частини джерела живлення запобігається вузлу захисту та блокування. За відсутності аварійних режимів роботи ці ланцюги формують сигнали, що дозволяють функціонування ШІМ-контролера, який управляє напівмостовим перетворювачем за допомогою каскаду, що узгоджує. В аварійних режимах роботи скидається сигнал Power Good.
Тривалість відкритого стану ключів перетворювача визначає величину напруги вихідних джерел. Підтримка вихідних напруг постійного значення в контролері забезпечується системою управління зі зворотним зв'язком, при цьому як помилка використовується відхилення вихідної напруги від джерела +5 В.
Вхідний фільтр.
Інтенсивність перешкод істотно залежить від швидкодії транзисторів та діодів силової частини, а також довжини висновків та елементів та ємності монтажу. Наявність перешкод надає несприятливу дію і роботу самого блоку живлення, що виявляється у погіршенні характеристик стабілізації джерела.
При аналізі схемотехніки імпульсних джерелхарчування прийнято розрізняти синфазну та диференціальну складові перешкоди. Синфазна напруга вимірюється щодо корпусу пристрою з кожним із полюсів шин живлення джерела. Диференціальна складова, що вимірює між полюсами шин живлення (первинної, навантажувальної), ще її визначають як різницю синфазних складових перешкод між шинами відповідного ланцюга. Найкращим засобомзниження рівня перешкод вважається усунення в місцях виникнення, отже, місце включення фільтра суворо визначено – на вході джерела питания. При розробці фільтра джерел живлення найбільшу увагу приділяють придушенню саме синфазної та диференціальної складових перешкод у мережі.
Низькочастотний випрямляч, що згладжує
Живлення перетворювача блоку живлення здійснюється постійною напругою, що виробляється низькочастотним випрямлячем Схема низькочастотного випрямляча зібрана за бруківкою і забезпечує необхідну якість випрямленої напруги. Подальше згладжування пульсацій випрямленої напруги здійснюється фільтром. Можливість живлення від мережі з напругою 115 В. реалізується введенням схем випрямляча перемикача напруги живлення. Замкнуті стани перемикача відповідає низькому напрузі мережі живлення (~115 В.) . У цьому випадку випрямляч працює за схемою подвоєння напруги. Однією з функції випрямляча є обмеження струму зарядки вхідного низькочастотного конденсатора фільтра, виконаного елементами, що входять до складу випрямного пристрою блоку живлення. Необхідність їх застосування викликана тим, що режим запуску перетворювача близький до режиму короткого замикання. Зарядний струм конденсаторів може досягати 10-100 ампер. Тут існує дві небезпеки, одна з яких - вихід з ладу діодів низькочастотного фільтра, а друга знос електролітичних конденсаторівпри проходженні через них великих зарядних струмів.