ПЛАН

АНОТАЦІЯ.

1. ВСТУП.

2. ОСНОВНА ЧАСТИНА. Блок живлення персонального комп'ютера

2.1. Призначення і принципи роботи блоків живлення

2.2. Сигнальні функції

2.3. Сигнал PowerGood

2.4. Потужність блоків живлення

2.5. Параметри блоків живлення

2.6. Розрахунок споживаної потужності

2.7. Проблеми, пов'язані з блоками живлення

2.8. Перевантаження блоку живлення

2.9. Ремонт блоків живлення

2.10. Спрощена структура блоку живлення

2.11 .БЖ - важлива складова вентиляції

2.11.1. Блок живлення АТ

2.11.2. Блок живлення АТX

3. ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА : Огляд і тестування блока живлення Frisby FR-PS45F12B

3.1 Огляд

3.2 Тестування

4. ВИСНОВКИ.

5. ОХОРОНА ПРАЦІ.

6. СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ.

2. Основна частина Блок живлення персонального комп'ютера

Блок живлення PC забезпечує напругою постійного струму системний блок з усіма його складними і часто вередливими пристроями. З найперших моделей PC тут застосовується двотактна схема перетворювача з безтрансформаторним входом, без особливих змін що дійшла і до наших днів. Імпульсний перетворювач є регулюючим елементом стабілізатора напруги : управляючи шириною імпульсу, можна змінювати величину енергії, що поступає через трансформатор у випрямляч, і, отже, регулювати (стабілізувати) його вихідну напругу. Блок живлення повинен виробляти декілька вихідних напруги, але перетворювач може стабілізувати лише одне з них. Зазвичай для стабілізації вибирають основну живлячу напругу - ланцюг +5 В. Інша напруга може бути стабілізована додатковими вихідними стабілізаторами, але часто їх залишають і нестабілізованими. При цьому з'являється не відразу очевидний зв'язок: чим більше навантаження по основному (стабілізованою) ланцюгу, тим вище за напругу на інших шинах. Переконатися в цьому просто - постежте за вентилятором процесора, який живиться від ланцюга +12 В, змінюючи навантаження по ланцюгу +5В - наприклад, з підключеною системною платою і без неї. При підключенні навантаження швидкість обертання вентилятора підвищується. Це відбувається тому, що з підвищенням струму навантаження перетворювач виробляє ширші імпульси, а вихідна напруга нестабілізованих випрямлячів (при постійному навантаженні) буде пропорційна їх ширині. З цієї причини рівні напруги на неосновних виходах більшості блоків живлення відповідатимуть номіналам лише при номінальному (і збалансованою) навантаженні. Але, як правило, споживачі цієї напруги не вимагають особливої точності напруги, а стабільність забезпечується відносною постійністю навантаження основного ланцюга.

Двотактні блоки живлення PC будуються на основі мікросхеми TL494CN або її аналогів, що управляє. Ця мікросхема містить вбудований генератор і управляє ключами вихідних транзисторів, сприймаючи сигнал зворотного зв'язку з ланцюга +5 В і сигнал відключення по струмовому перевантаженню. Цікава особливість блоків живлення, побудованих на ній, полягає в ідеології управління вихідними ключами. Всупереч очікуванням, пов'язаним з експлуатацією імпульсних блоків живлення наример, ЄС ЕОМ, ця мікросхема управляє замиканням вихідних ключів, а не активним відмиканням. Завдяки такому підходу спрощується процес запуску джерела (у тих же блоках ЄС для запуску застосовувалося джерело службової напруги). При включенні блоку живлення PC симетричний мультивібратор, утворений вихідними транзисторами спільно з трансформатором, починає плавно збуджуватися. Коли вихідна напруга ланцюга +12 В, від якого живиться і мікросхема, що управляє, досягає рівня декількох вольт, мікросхема приступає до виконання своїх стримуючих регулювальних обов'язків і блок виходить в робочий режим, керований генератором мікросхеми. Помітимо, що деякі блоки не запускаються без навантаження. Імпульсні блоки живлення не критичні до частоти мережі (50 або 60 Гц) і можуть працювати навіть від мережі постійного струму. Відносно старі блоки живлення мають перемикачі діапазону вхідної напруги. Перемикання діапазону вхідної напруги легке здійснюється перемикачем, який перетворить мостову схему випрямляча в схему випрямляча з подвоєнням для живлення від мережі 110..127 В. При включенні блоку, призначеного для роботи при напрузі 110 У в мережу 220 В часто виходять з ладу ключові транзистори або діоди. Сучасні блоки, у яких вказана властивість Autoswitching Power Supply, мають компоненти з великим запасом по допустимій напрузі і не вимагають перемикання номінал вхідної живлячої напруги - вони працюють в діапазоні 110..230 В. Такі блоки застосовуються в більшості сучасних моніторів.

Наявність випрямляча і накопичувального конденсатора на вході безтрансформаторного блоку живлення обумовлює яскраво виражену динамічну нелінійність вхідного ланцюга. Поки миттєве значення напруги нижче напруги на накопичувальному конденсаторі випрямляча, струм практично не споживається. На верхівках синусоїди живлячої напруги струм різко зростає, так що в його спектрі дуже сильно виражена 3-а гармоніка. Для живлячої мережі такий характер навантаження небажаний. Традиційні електромережі розраховані на більш менш лінійне навантаження, у якого в спектрі струму основна потужність доводиться на 1-у гармоніку. У трифазній мережі з рівномірно розподіленому по фазах лінійному навантаженню в ідеалі через нейтральний дріт струм практично не тече, оскільки струми від навантажень усіх трьох фаз компенсують один одного. Враховуючи цю властивість, в більшості чотирипровідних силових кабелів переріз провідника для нейтралі істотно менше, ніж переріз фазних провідників. При нелінійного симетричного навантаження фаз при великому рівні 3-ої гармоніки струму взаємної компенсації струмів не відбувається, і діюче значення струму в нульовому дроті виявляється навіть більше, ніж в кожному з фазних. Таким чином, при підключенні великого числа комп'ютерів до традиційної 4-х дротяній трифазній проводці відбувається перевантаження нульового дроту. Це перевантаження призводить до наслідків різної міри тяжкості - від "набігання" перешкоди змінного струму на нульовому дроті до перегорання нульового дроту, який ніколи не захищають від перевантаження, - усі автомати захисту ставляться тільки у фазних дротах. У уникненні перевантаження нульового дроту і у разі живлення від трифазної мережі силову розводку до розеток від розподільного щита слід вести трипровідним кабелем (фаза, нуль і земля). Перевантаження нульового дроту силового кабелю, що підводить, можна уникнути, встановивши в розподільному щиті розв'язуючий трифазний трансформатор 380/220 В. До цього трансформатора вхідна напруга підводиться за схемою "трикутника", а вихідні обмотки сполучають за схемою "зірка".

Блок живлення PC зазвичай має стандартний конструктив і набір джгутів з роз'ємами живлення системної плати і периферійних пристроїв. На задній стінці блоку встановлюється вхідний роз'єм живлячого кабелю, а також транзитний вихідний роз'їм для живлення монітора. У деяких типах блоків живлення, призначених для малогабаритних корпусів, транзитний роз'єм може бути і відсутнім. При цьому монітор включають в додаткову розетку, і добре, якщо при цьому дотримують правила заземлення. На задній стінці встановлюється і перемикач діапазону живлячої напруги, якщо такий присутній в блоці. Вимикач живлення в старих конструктивах розташовувався на бічній або задній стінці блоку живлення. Пізніше за нього винесли з блоку живлення на лицьову панель корпусу і стали приєднувати до блоку кабелем зі знімними контактами. До цього кабелю, що проходить через увесь системний блок, слід відноситися з увагою, оскільки він є джерелом і небезпеки, і перешкод. У конструктиві ATX головний вимикач живлення повернувся на блок живлення, а з передньої панелі блоком живлення управляють за допомогою кнопки. Таким чином, дроти з напругою живлячої мережі вдалося прибрати з корпусу комп'ютера, і тепер висока напруга присутня тільки усередині корпусу блоку живлення.

Потужність блоку живлення залежить від складу внутрішніх устроїв і лежить в діапазоні від 100-150 Вт для звичайних комп'ютерів до 350-500 Вт для потужних серверів. Для блоків з транзитним роз'ємом живлення монітора споживана потужність (Блок виробляє основну стабілізовану напругу +5 В при струмі до 10-50 A; +12 В при струмі 3.5-15 А для живлення двигунів пристроїв і інтерфейсних ланцюгів; - 12 В при струмі 0.3-1 A для живлення інтерфейсних ланцюгів; - 5 В при струмі 0.3-0.5 A (зазвичай не використовується, присутній тільки для дотримання стандарту ISA - Bus). Як говорилося вище, рівні напруги +12 В, - 12 В, - 5. В зазвичай пропорційні навантаженню ланцюга +5 В. Якщо старі системні плати добре себе почували при номіналі живлення 5.0-5.1 В, то сучасні плати іноді краще за себе відчувають при

напрузі живлення 4.9-4.95 В. Для регулювання вихідної напруги зазвичай є подстроечный резистор, хоча для доступу до нього може потрібно і розбирання блоку живлення.

Окрім живлячої напруги, блок виробляє сигнал P.G. (Power Good) - живлення в нормі. Цей сигнал з рівнем в 3-6 У виробляється через 0.1-0.5 з після включення живлення при нормальній вихідній напрузі блоку. За відсутності цього сигналу на системній платі безперервно виробляється сигнал апаратного скидання процесора, поява сигналу "випускає" систему в нормальну роботу. Цей сигнал повинен скинутися раніше, ніж пропаде напруга +5 В при відключенні блоку. Відсутність належної затримки сигналу при включенні і запізнювання при виключенні може призводити до втрати інформації в CMOS і помилок при завантаженні по включенню живлення. Натиснення кнопки "RESET" по дії еквівалентно замиканню P.G. на "схемну землю".

Вихідні ланцюги блоків живлення виводяться гнучкими джгутами дротів із стандартним набором роз'ємів (мал. 1). Роз'єми для живлення накопичувачів мають ключі, що унеможливлюють неправильного з'єднання. Проте іноді зустрічаються блоки з помилково зібраними роз'ємами, внаслідок чого на шину живлення +5 В потрапляє +12 В, що пристрої, зазвичай, не витримують. Така помилка, наприклад, привела до виходу з ладу підряд двох 3" дисководів - помилку в живленні стали шукати лише після виявлення непрацездатності другого дисковода. Традиційні роз'єми живлення системної плати PS - 8, PS - 9 завжди встановлюються поруч так, щоб чотири чорні дроти GND йшли підряд. Їх ключі дуже умовні, а помилка підключення багата наслідками вигоранням системної плати.

Кольори дротів в джгутах стандартизованы: GND - чорний; - 12V - коричневий; +5V - червоний; - 5V - блакитний; +12V - жовтий;

Вентилятор блоку живиться від ланцюга +12 В і забезпечує охолодження усього системного блоку. У сучасних якісних блоках живлення встановлюють так званий Fan

Це дозволяє збільшити ресурс вентилятора і знижує шум при нормальній температурі навколишнього повітря. Блок живлення в стандарті ATX передбачає наявність додаткового джерела напругою +3.3 В для живлення процесора і засобу програмного відключення живлення. Що усі живлять і сигнальні дроти до системної плати підключаються одним роз'ємом з надійним ключем. Габаритні розміри ATX -блока живлення відрізняються від звичайних. Блок живлення має "чергове" малопотужне джерело +5V Standby для живлення ланцюгів управління споживанням і пристроїв, активних і в сплячому режимі (наприклад, факс-модему, здатного по вступу вхідного дзвінка "розбудити" машину). У інтерфейс блоку живлення введений сигнал, що управляє PS-ON, що дозволяє відключати джерела +5, +3.3, +12, - 12 і - 5 В. Напруга від цих джерел поступає на вихід блоку тільки при утриманні сигналу PS - ON на низькому логічному рівні. При високому рівні або вільному стані сигналу вихідна напруга цих джерел підтримується біля нульового рівня. Розширена специфікація блоку живлення ATX передбачає і передачу інформації від датчиків вентилятора на системну плату, що забезпечує контроль швидкості обертання і температури повітря.