2.2 Формирование требований к разрабатываемому стенду

Стенд должен использоваться для процесса обучения студентов. Для таких предметов, как: техническое обслуживания средств вычислительной техники, электропитание средств вычислительной техники, а так же конструкция и компоновка средств вычислительной техники.

Он должен соответствовать ниже заявленнвм требованиям:

• Малые масса-габаритные показатели (должен помещаться на обычное рабочее место студента)

• Простота и надежность конструкции.

• В основе конструкции должны применяться простейшие РЭК.

• Должен демонстрировать основные параметры блока питания.

• Обладать повышенным уровнем безопасности.

• Ремонтопригодность.

• Ииндикация 3-х важных напряжений (12V, 5V, 3,3V)

Иногда требуется быстро отобрать резерв для рабочих станций из того что есть, проверить держит ли блок питания заявленные характеристики, здесь тоже поможет данное устройство.

2.3 Разработка испытательного стенда по контролю нагрузки блока питания персонального компьютера

В данной схеме расположен один операционный усилитель, один полевой транзистор, один низкоомный резистор в качестве датчика тока. Собираем стабилизатор тока.

Дальше имеем два сигнала. Одним меняем ток, другим измеряем напряжение. Получаем сопротивление. Проще некуда. Минусом же является невозможность визуально видеть, какие напряжения присутствуют на блоке.

Рисунок 7 – Простейшая нагрузка блока питания

Конструкция собрана на ребристом дюралюминиевом радиаторе размерами 410х140х60 (мм). На передней стороне радиатора установлены пять силовых ключей (четыре транзистора FB180SA10 и один – IRFP064N), мощные резисторы (измерительные шунты) и на длинных болтах основная плата. Под каждым силовым транзистором FB180SA10 установлен термодатчик TCN75 от компании Microchip. С обратной стороны на радиаторе установлены 3 охлаждающих вентилятора размерами 120х120х25 (мм) для принудительного охлаждения всей системы. Сверху радиатора на шести латуниевых стойках длиной 15 мм установлена соединительная плата (для подключения БП). Всего стенд имеет 6 разъёмов: один 24-пиновый разъём, один 2х2-пиновый разъём (12V2) и четыре 4-пиновых разъёма 12V1+5V (HDD, DVD/CD-ROM).

Рисунок 8 – Нагрузка блока питания с 3 охлаждающими вентиляторами

Рисунок 9 – Принципиальная схема нагрузки блока питания с 3 охлаждающими вентиляторами

По цепи +5В и +3,3В лампы создают нагрузку близкую к 40 Вт, по цепи +12В лампа создает нагрузку около 60Вт. При этом полная нагрузка по всем цепям получается близкой к 140Вт, что вполне достаточно для оценки работоспособности источника питания, но меньше максимально допустимой даже для блока питания.

Конечно, в холодном состоянии нити накала ламп имеют на порядок меньшее сопротивление, чем в горячем состоянии, но это обстоятельство нам на пользу, поскольку имитирует пуск блока питания при емкостной нагрузке. Как правило, источник такой пуск безболезненно выдерживает, а если ему такой пуск «не нравится», то его не стоит использовать в «боевом» применении.

Рисунок 10 – Схема стенда нагрузки блока питания

Проведем выбор радио-электронных компонентов

Для нагрузок по цепи +3,3 выбраны две 12-вольтовые автомобильные лампы по 21 Вт, включенные параллельно, по цепи +5В так же, а по цепи +12В использовалась автомобильная лампа на 12В 60Вт. При этом полная нагрузка по всем цепям получается близкой к 140Вт, что вполне достаточно для оценки работоспособности источника питания. Лампы были выбраны по причине своей дешевизны и доступности, они установлены в автомобильные патроны, что дает возможность в любой момент их с легкостью заменить. Для того чтобы быстро подключить к блоку нагрузок тестируемый блок питания, нужен разъем, снятый с материнской платы и распаянный аналогично выходному разъему блока питания. В данном проекте был взят разъем 24-pin со старой материнской платы MSI. Для охлаждения был взят вентилятор от отслужившего свое блока питания.

Выбор базы и процесс сборки стенда

Для размещения схемы удобно использовать корпус отслужившего свое компьютерного блока питания вместе с вентилятором. При этом из корпуса предварительно нужно удалить старую плату, разъем для подключения шнура питания и выключатель, если он там есть. Корпус внутри и снаружи желательно тщательно очистить от грязи, пыли. Вентилятор тоже желательно извлечь, очистить от пыли, сделать ему ревизию и смазать подшипники. После этого крепим автомобильные лампы внутри корпуса. Удобно использовать для этого текстолитовую монтажную панель, установленную на место. На панели установлена вертикальная пластина с отверстиями под автомобильные патроны для 4 ламп 12В 21Вт, а лампа на 60Вт 12В прикреплена обычным способом. Использование патронов позволяет не задумываться о мерах по фиксации и изоляции ламп внутри корпуса.

Рисунок 11 – Фото стенда нагрузки блока питания

Параллельно лампе 12В подключаем провода вентилятора, соблюдая полярность (красный провод вентилятора – плюс, черный – минус). Вентилятор пригодится для удаления тепла из корпуса блока нагрузок при работе всех ламп. После того, как вся электрическая схема на металлической панели будет собрана, провода для подключения к источнику питания нужно вывести наружу через окно, в котором раньше проходил выходной жгут. За счет принудительного охлаждения устройство получается достаточно компактным. Оно может использоваться не только для отбора и проверки компьютерных источников питания, но и для их ремонта.

Поскольку устройство не имеет цепей, гальванически связанных с сетью, оно электрически безопасно и его эксплуатация не вызывает опасений. А так как использовавшиеся лампы стоят «копейки» устройство получилось очень дешевым.