Блок питания

Принцип работы блока питания компьютера

Блок питания компьютера предназначен для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока путем преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. Согласно спецификации ATX 2.х, он должен обеспечивать выходные напряжения +/-5, +/-12, + 3.3В, также +5В дежурного режима. Основными силовыми цепями являются напряжения +3,3, +5 и +12В. Причем, чем выше напряжение, тем большая мощность передается по данным цепям. Отрицательные напряжения допускают небольшие токи и в современных компьютерах практически не используются.

Напряжение -5В использовалось только интерфейсом ISA материнских плат. На данный момент интерфейс устарел и не используется, поэтому отпала необходимость в наличии такого напряжения. Напряжение -12В необходимо лишь для полной реализации стандарта последовательного порта RS-232 с использованием микросхем без встроенного инвертора и умножителя напряжения, поэтому также часто отсутствует.

Напряжение +/- 5, +/-12, +3,3В дежурного режима используются материнской платой компьютера. Для жестких дисков, оптических приводов, вентиляторов используется только напряжение + 5В и +12В.

Современные электронные компоненты используют напряжение не выше +5В. Наиболее мощные потребители энергии, видеокарта, центральный процессор, северный мост, подключаются через размещенные на материнской плате или видеокарте вторичные преобразователи с питанием от цепей +5В и +12В.

Напряжение +12В используется для питания мощных компонентов. Разделение питающих напряжений на 12В и 5В в первую очередь целесообразно как для снижения токов по печатным проводникам платы, так и для уменьшения потерь энергии на выходных выпрямительных диодах блока питания.

Напряжение +3,3В в блоке питания формируется из напряжения +5В, поэтому существует ограничение суммарной потребляемой мощности по +/-5В и +3,3В.

Структурная схема импульсного блока питания приведена ниже.

struktur_BP

Входные цепи

Входной фильтр предотвращает распространение импульсных помех в питающую сеть, также уменьшает бросок тока заряда электролитических конденсаторов при включении блока питания в сеть. В хороших моделях имеется пассивный либо активный корректор мощности (PFC), снижающий нагрузку на питающую сеть.

IB

A – входной диодный выпрямитель; B – входные сглаживающие конденсаторы; C – импульсный трансформатор; D – дроссель групповой стабилизации; E – конденсаторы выходного фильтра; F – радиатор высоковольтных транзисторов; G – радиатор низковольтных диодных выпрямителей.

Входной выпрямительный мост

Преобразует переменное напряжение в постоянное пульсирующее. Конденсаторный фильтр сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Отдельный маломощный блок питания выдает +5В дежурного режима материнской платы и +12В для питания микросхемы преобразователя самого блока питания. Выполнен в виде обратноходового преобразователя на дискретных элементах или на микросхеме типа TOP Switch.

Преобразователь

Полумостовой преобразователь построен на двух биполярных транзисторах. Схема управления преобразователем и защиты компьютера от превышения/снижения питающих напряжений как правило выполняется на специализированной микросхеме типа TL494, UC3844, KA5800, SG6105 и т.п.

Импульсный высокочастотный трансформатор служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей. Пиковые напряжения на выходе высокочастотного трансформатора пропорциональны входному питающему напряжению и значительно превышают требуемых выходные.

Цепи обратной связи поддерживают стабильное напряжение на выходе блока питания.

Формирователь напряжения Power Good (PG) обычно выполняется на отдельном операционном усилителе (ОУ).

Выходные выпрямители

Положительные и отрицательные напряжения 5 и 12 В используют одни и те же выходные обмотки трансформатора с разным направлением включения диодов выпрямителя. Для снижения потерь при большом потребляемом токе в качестве выпрямителей используются диоды Шоттки, обладающие малым прямым падением напряжения.

Дроссель выходной групповой стабилизации

Сглаживает импульсы, накапливает энергию между импульсами с выходных выпрямителей. Вторая его функция – перераспределение энергии между цепями выходных напряжений. Если по какому-либо каналу увеличится потребляемый ток, что снизит напряжение в этой цепи, дроссель групповой стабилизации как трансформатор пропорционально снизит напряжение по другим выходным цепям. Цепь обратной связи обнаружит снижение напряжения на выходе и увеличит общую подачу энергии, что восстановит требуемое значение напряжений.

Выходные фильтрующие конденсаторы

Совместно с дроссельной группой стабилизации интегрируют импульсы, тем самым получая необходимые значения напряжений.

простая схемотехника;

малые габариты и масса;

возможность подключения к сетям с широким диапазоном выбора напряжений и частот.

 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Компьютер для чайников
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: