Андрей Смирнов
Время чтения: ~9 мин.
Просмотров: 0

Устройство и принципиальная схема блока питания для компьютера

Схемы блоков питания для ноутбуков.

EWAD70W_LD7552.png KM60-8M_UC3843.pngADP-36EH_DAP6A_DAS001.pngLSE0202A2090_L6561_NCP1203_TSM101.pngADP-30JH_DAP018B_TL431.pngADP-40PH_2PIN.jpgDelta-ADP-40MH-BDA-OUT-20V-2A.pdfPPP009H-DC359A_3842_358_431.pngNB-90B19-AAA.jpgPA-1121-04.jpgDelta_ADP-40MH_BDA.jpgLiteOn_LTA301P_Acer.jpgADP-90SB_BB_230512_v3.jpgDelta-ADP-90FB-EK-rev.01.pdfPA-1211-1.pdfLi-Shin-LSE0202A2090.pdfGEMBIRD-model-NPA-AC1.pdfADP-60DP-19V-3.16A.pdfDelta-ADP-40PH-BB-19V-2.1A.jpgAsus_SADP-65KB_B.jpgAsus_PA-1900-36_19V_4.74A.jpgAsus_ADP-90CD_DB.jpgPA-1211-1.pdfLiteOn-PA-1900-05.pdfLiteOn-PA-1121-04.pdf

Структура и принцип работы

Типовая схема компьютерного блока питания стандарта ATX показана ниже. По своей конструкции это классический БП импульсного типа, основанный на ШИМ-контроллере TL 494. Сигнал к началу работы этого элемента поступает с материнской платы. До формирования управляющего импульса активным остается лишь источник дежурного питания, выдающий напряжение в 5 В.

Выпрямитель и ШИМ-контроллер

Чтобы было проще разобраться с устройством блока питания компьютера и принципом его работы, нужно рассмотреть отдельные структурные элементы. Начать стоит с сетевого выпрямителя.

Основная задача этого блока заключается в преобразовании переменного сетевого электротока в постоянный, который необходим для функционирования ШИМ-контроллера, а также дежурного источника питания. В состав блока входит несколько основных деталей:

  • Предохранитель F1 – необходим для защиты БП от перегрузки.
  • Терморезистор – он расположен в магистрали «нейтраль» и призван снижать скачки электротока, возникающие в момент включения ПК.
  • Фильтр помех – в его состав входят дроссели L1 и L2, конденсаторы C1- C4, а также Tr1, имеющие встречную обмотку. Этот фильтр позволяет подавлять помехи, неизбежно возникающие при работе импульсного БП, могут негативно воздействовать на работу теле- и радиоаппаратуры.
  • Диодный мостик – находится сразу за фильтром помех и позволяет преобразовать переменный электроток в постоянный пульсирующий. Для сглаживания пульсаций предусмотрен емкостно-индукционный фильтр.

На выходе из сетевого выпрямителя напряжение присутствует до того момента, пока БП не будет отключен от розетки. При этом ток поступает на дежурный источник питания и ШИМ-контроллер. Именно первый структурный элемент схемы представлен на рисунке.

​Он представляет собой преобразователь малой мощности импульсного типа. В его основе лежит транзистор Т11, задачей которого является генерация питающих импульсов для микросхемы 7805.

Основой любого преобразователя импульсного типа является ШИМ-контроллер. В рассматриваемом примере он реализован с помощью микросхемы TL 494. Основная задача модуля ШИМ (широтно-импульсная модуляция) заключается в изменении длительности импульсов напряжении при сохранении их амплитуды и частоты. Полученное выходное напряжение на импульсном преобразователе стабилизируется с помощью настройки длительности импульсов, которые генерирует ШИМ-контроллер.

https://youtube.com/watch?v=RbHT-SQjiJQ

Выходные каскады преобразователя

Именно на этот элемент конструкции ложится основная нагрузка. Это приводит к серьезному нагреву коммутирующих транзисторов Т2 и Т4. По этой причине они установлены на массивные радиаторы. Однако пассивное охлаждение не всегда позволяет справляться с сильным тепловыделением, все БП оснащены кулером. Схема выходного каскада изображена на рисунке.

Перед выходным каскадом расположена цепь включения БП, основанная на транзисторе Т9. При пуске блока питания на этот элемент конструкции напряжение в 5 В подается через сопротивление R 8. Это происходит после формирования сигнала к пуску ПК на материнской плате. Если возникли проблемы с работой источника дежурного питания, то БП может после пуска сразу отключиться.

Распиновка главного коннектора

Сначала БП форм-фактора ATX для соединения с системной платой оснащались разъемом на 20 пин. Однако совершенствование вычислительной техники привело к необходимости использовать дополнительно еще 4 контакта. Современные блоки питания могут оснащаться 24-пиновым разъемом в одном корпусе или иметь 20+4 пин. Все контакты коннекторов стандартизованы и вот основные из них:

  • +3,3 В – питание материнской платы и центрального процессора.
  • +5 В – напряжение необходимо для работы некоторых узлов системной платы, винчестеров и внешних устройств, подключенных к портам USB.
  • +12 В – управляемое напряжение, используемое HDD и кулерами.
  • -5 В – начиная с версии ATX 1.3 не используется.
  • -12 В – сегодня применяется крайне редко.
  • Ground – масса.

TL494 схемы для зарядного устройства на основе компьютерного блока питания

Ниже представлены для повторения четыре принципиальные схемы с использованием ИС TL494 схемы.

Здесь показана схема устройства, созданного на основе устаревшего компьютерного АТ блока питания на IC TL494 с выходной мощностью 200 Вт гарантирующий ток, примерно 11 — 13А.

Здесь схема, в основе которой использован более современный АТX блок питания, также выполненный на TL494

Модернизация

Наиболее важным и нужным моментом в усовершенствовании схемы является следующий шаг. Убираем все ненужные провода, которые выходят из корпуса блока питания на коннекторы материнской платы. Однако, убирать надо не все, оставить нужно четыре провода желтого цвета под напряжение +12v и четыре черных идущих на корпус и каждую «четверку» переплетаем в виде косички.

Далее, ищем на печатной плате чип с кодовым обозначением 494, впереди этого номера возможны дополнительные буквенные обозначения

Также следует обратить внимание, что в БП могут быть установлены аналоги микросхемы TL494, такие как например: KA7500, MB3759, но схема включения у них аналогичная оригиналу. Теперь нужно найти постоянный резистор установленный в цепи первого вывода микросхемы и идущий на контакт +5v (это там, где раннее находились провода красного цвета) и убираем его тоже.

Для блока питания с возможностью регулировки напряжения в диапазоне от 4v до 25v, постоянный резистор R1 должен иметь номинальное сопротивление 1кОм. Помимо этого, в выходной цепи постоянного напряжения +12v, необходимо поставить электролитический конденсатор с большей емкостью, чем которая указана в оригинале.

В случае изготовления зарядного устройства, то этот конденсатор лучше вообще не ставить. Далее, желтыми проводами, которые сплетены в «косичку» (+12v), на кольце диаметром 25мм из феррита 2000НМ делаем несколько витков.

То есть, рассчитана на рабочее напряжение 40v и ток 10A, но если найдете готовую сборку BYV42E-200, которая выдерживает прямой ток 30A и напряжение 200v, то лучше будет если вы поставите ее. Как вариант, можно использовать пару выпрямительных диодов КД2999, включенных встречно друг другу. В таблице представленной ниже, можно подобрать оптимальные параметры необходимых вам диодов.

Если блок питания АТХ, то для его запуска нужно соединить провод soft-on с идущим на корпус проводником (на коннектор подается провод зеленого цвета). Вентилятор необходимо повернуть на 180°, что бы поток воздуха направлялся во внутреннюю часть БП. В случае использования устройства по прямому назначению, то тогда лучше будет подать питание на вентилятор от 12 вывода микросхемы через сопротивление с номиналом 100 Ом.

Так же, нужно иметь ввиду, что во время включения блока питания, происходит мощный бросок тока, при этом может включится система защиты. Однако, у меня устройство защиты свободно воспринимает ток в 9 ампер при включении аппарата и не срабатывает. В случае, у кого-то появится такая проблема, то тогда необходимо будет создать двухсекундную задержку включения нагрузки во время старта.

Вот ниже представлен еще один хороший вариант усовершенствования блока питания от компьютера.

Эта принципиальная схема в состоянии изменять выходное напряжение в пределах от 0,9v до 32v и силу тока от 0,09v до 10A.

Блок питания ATX-400W — принципиальная схема

Конденсаторы С1, С2 образуют фильтр низкочастотной сети.

Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании. Такая упрощенная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции показана на следующем рисунке.

Диоды D13, D14 предназначены для рассеивания магнитной энергии, накопленной полуобмотками трансформатора Т2. В случае исправности элементов обвязки заменить U4. Магнитный поток, создаваемый этим током, наводит ЭДС в обмотке положительной обратной связи.

При этом в трансформаторе Т1 накапливается больше электромагнитной энергии, отдаваемой в нагрузку, вследствие чего выходное напряжение повышается до номинального значения. Структурная схема источника рис. Конструктивные особенности Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. Значительно реже происходит отказ вентилятора, но это также приводит к печальным последствиям: от перегрева выгорают дроссели L1, L 2.

Во вторичных обмотках блока питания компьютера, кроме диодных сборок на радиаторах задействованы дроссели. Принципиальные схемы блоков питания ATX. Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.

Этой величины достаточно для запирания транзистора Q6. Резистор R47 и конденсатор С29 — элементы частотной коррекции усилителя.

Распиновка основного коннектора БП

Проверить исправность цепи стабилизации U1, U2, неисправный элемент заменяется. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. Выходной сигнал инвертора подается через токовый датчик Т4 на первичную обмотку силового трансформатора Т1. На неинвертирующий вход усилителя ошибки 1 выв. При протекании тока через первичную обмотку ТЗ происходит процесс накопления энергии трансформатором, передача этой энергии во вторичные цепи источника питания и заряд конденсаторов С1, С2.

Заметим, что у некоторых устройств цветовая маркировка может отличаться от стандартной, как правило, этим грешат неизвестные производители из поднебесной. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. С выводов 8 и 11 микросхемы управляющие импульсы поступают в базовые цепи транзисторов Q5, Q6 каскада управления. Импульсный ток, возникающий в процессе заряда конденсаторов, установленных на входе, может стать причиной пробоя диодного моста; Дисковый термистор обозначен красным тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, в них не должно быть обрыва и КЗ. Обзор схем источников питания Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь.
Как работает ATX

Распределение нагрузки и возможные неисправности

Проверка БП компьютера измерением величины сопротивления выходных цепей При ремонте БП некоторые виды его неисправности можно определить путем измерения омметром величины сопротивления между общим проводом GND черного цвета и остальными контактами выходных разъемов.

Резистор R67 — нагрузка делителя. Диодный мостик — находится сразу за фильтром помех и позволяет преобразовать переменный электроток в постоянный пульсирующий. Такая упрощенная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции показана на следующем рисунке. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями.

Если же отсутствует напряжение только на одном из управляемых силовых выходов, стоит в первую очередь обратить внимание на выпрямительный диод и фильтрующий конденсатор этой цепи. Неисправности компьютерного блока питания и способы их диагностирования и ремонта Приступая к поиску неисправности рекомендуется ознакомится со схемой компьютерного БП

Ground Масса. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Отрицательные напряжения -5 и В раз в десять слабее основных плюсовых, поэтому там стоят простые 2-х амперные диоды без радиаторов. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП. Кроме основного контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода.
как сделать лабораторный блок питания и зарядник из компьютерного блока питания АТХ ч.1

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации