Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 0

Tl494 схемы: зарядное устройство из компьютерного бп

Где 12 вольт, а где 5? Разбираемся с цветовой маркировкой

Как узнать, на каких проводах какие напряжения формируются? Где, к примеру, 12 вольт на блоке питания компьютера? Для этого не понадобится тестер, поскольку все провода, выходящие из компьютерного блока питания, имеют строго определенную общепринятую расцветку. Поэтому вместо тестера мы вооружаемся табличкой, приведенной ниже.

Расцветка и назначение проводов блока питания ATX

Цвет Назначение Примечание
черный GND провод общий минус
красный +5 В основная шина питания
желтый +12 В основная шина питания
синий -12 В основная шина питания (может отсутствовать)
оранжевый +3.3 В основная шина питания
белый -5 В основная шина питания
фиолетовый +5 VSB дежурное питание
серый Power good питание в норме
зеленый Power on команда запустить БП

Табличка особых пояснений не требует. С зеленым проводом (Power on) мы познакомились в предыдущем разделе – на него материнская плата подает сигнал низким уровнем (замыканием на общий) на включение БП. Синий провод в новых моделях БП может отсутствовать, поскольку производители материнских плат отказались от интерфейса RS-232C (COM-порт), требующего -12 В.

Фиолетовый провод (+5 VSB ) – это как раз дежурные +5 В, питающие дежурные узлы материнской платы. По серому проводу (Power good) блок питания сообщает, что все напряжения в норме и компьютер можно включать. Если какое-то из напряжений в процессе работы выходит за допустимые пределы или пропадает, то сигнал снимается. Причем это происходит до того, как успеют разрядиться накопительные конденсаторы БП, давая процессору время на принятие экстренных мер по аварийной остановке системы. Остальные провода – это провода питания материнской платы и периферийных устройств – дисководов, внешних видеокарт и т. д.

Лучшие дешёвые блоки питания до 1000 рублей

Если руководствоваться мнением опытного специалиста по компьютерному hardware, то он скажет: блок питания не стоит покупать ни в коем случае. И в чём-то он будет прав: нужное качество стартует от определённой цены. Однако на практике для очень многих простых пользователей решающим фактором является цена. Купить подешевле, а там сколько отпущено, столько и прослужит. Поэтому бюджетный сегмент комплектующих будет востребован всегда, даже при невысоком качестве товара. Тем не менее, даже в дешёвой ценовой категории можно найти устройства, которые смогут работать более-менее надёжно и продуктивно. Правда, большой мощности от них ожидать не стоит.

5. ExeGate ATX-XP450 450W

Фирма «Экзегейт» прочно обосновалась в самом низу ценовых категорий блоков питания. Примерно половина всех дешёвых блоков питания выпускаются ей. Совсем дешёвые устройства можно найти и за 600 рублей, а за 800-900 они будут даже оформлены наподобие дорогих. 450-ваттная версия будет вполне достаточна для питания стандартного компьютера со слабой видеокартой. Также благодаря низкой цене его можно приобретать на замену в старые машины, которые ещё годятся для работы. Однако большой нагрузки он не выдержит.

ExeGate ATX-XP450 450W

Характеристики:

  • форм-фактор ATX;
  • мощность 450 Вт;
  • кулер охлаждения 12 см.

Плюсы

  • низкая цена;
  • достаточная мощность;
  • распространённый форм-фактор;
  • разъём под мат-плату подходит к старым и новым устройствам.

Минусы

  • низкая надёжность;
  • высок процент заводского брака.

Блок питания ExeGate ATX-XP450 450W

4. STM STM-40SH 400W

Простой и компактный блок питания с 80-миллиметровым вентилятором. Из-за небольшого диаметра такому кулеру приходится вращаться более интенсивно, а значит, создавать больший шум. Впрочем, шумность — отличительная черта всех дешёвых выпрямителей. 400 Вт рабочей мощности не создадут критического перегрева в модуле.

STM STM-40SH 400W

Характеристики:

  • форм-фактор: ATX;
  • мощность 400 Вт;
  • кулер охлаждения 80 мм.

Плюсы

  • компактный;
  • недорогой;
  • средняя мощность.

Минусы

  • шумный;
  • выдаёт мощность ниже заявленной.

Блок питания STM STM-40SH 400W

3. ACCORD ACC-450-12 450W

Те, кому нужно недорогое надёжное решение для систем умеренной производительности, могут смело брать этот аппарат и устанавливать в свой десктоп. Простейшее исполнение здесь скоре плюс, чем минус. А вот длинные соединительные кабеля позволяют запитать комплектующие практически в любой части без переходников и удлинителей. Шумность кулера и его возможная поломка года через два всё равно не перевешивают приятную цену.

ACCORD ACC-450-12 450W

Характеристики:

  • форм-фактор: ATX;
  • мощность 450 Вт;
  • кулер охлаждения 120 мм.

Плюсы

  • надёжная работа;
  • длинные кабеля с разъёмами;
  • доступная цена;
  • простая конструкция.

Минусы

  • шум при работе;
  • необходимость периодического обслуживания кулера.

Блок питания ACCORD ACC-450-12 450W

2. CROWN MICRO CM-PS400 Standart 400W

Crown Micro — ещё один китайский бренд, выпускающий бюджетные блоки питания для нетребовательных пользователей. Продукция отличается долгим сроком службы, если при сборке не был допущен брак — тогда остаётся только замена. Впрочем, попытать счастья за такие деньги вполне оправдано. Из достоинств — поддержка даже более мощных, чем офисные, систем, минус — большой шум маленького кулера, который пытается охладить разогревшуюся начинку.

CROWN MICRO CM-PS400 Standart 400W

Характеристики:

  • форм-фактор: ATX;
  • мощность 400 Вт;
  • кулер охлаждения 80 мм.

Плюсы

  • надёжная работа;
  • запас выдаваемой мощности;
  • комплектующие не сгорают — только сам блок.

Минусы

сильно шумит.

Блок питания CROWN MICRO CM-PS400 Standart 400W

1. CROWN MICRO CM-PS450 450W

Один из лучших вариантов до 1000 рублей. Простой, надёжный, попадаются модификации в стильном корпусе цвета охры и тканевой оплёткой проводов. Мощность, как и во всех бюджетных блоках, не дотягивает до заявленной, что, впрочем, не мешает аппарату тянуть современные офисные или игровые системы 3 — 5-летней давности. Качество пайки не слишком высокое, но за такую цену даже отработка гарантийного срока уже окупает изделие.

CROWN MICRO CM-PS450 450W

Характеристики:

  • форм-фактор: ATX;
  • мощность 450 Вт;
  • кулер охлаждения 120 мм.

Плюсы

  • относительно тихая работа;
  • долгая служба при отсутствии заводского брака;
  • приятная цена;
  • наличие защиты от скачка электросети и повышенного отбора мощности.

Минусы

  • неаккуратная пайка;
  • завышенные паспортные параметры.

Блок питания CROWN MICRO CM-PS450 450W

Как Проверить Якорь На Генераторе

Блок питания ATX

Подробности
Категория: IT
Обновлено 11.03.2013 23:29

Всем привет! Сегодня речь пойдёт о блоке питания форм-фактора ATX.

К выбору блока питания для персонального компьютера следует подходить с особой ответственностью, поскольку от него во многом зависит стабильность и надежность работы всего компьютера в целом. В этой статье описаны конструктивные особенности БП, характеристики… Читайте далее…

Блок питания является неотъемлемой частью каждого компьютера. От его нормальной работы зависит функционирование всего персонального компьютера (PC). Но при этом блоки питания покупаются редко, поскольку однажды приобретенный хороший блок питания может обеспечить несколько поколений непрерывно развивающихся систем. Учитывая все это к выбору блока питания нужно подходить весьма серьезно.

Блок питания формирует напряжения для питания всех функциональных блоков РС. Он формирует основные напряжения питания для комплектующих компьютера: +12 В, +5 В и 3,3 В. БП также формирует дополнительные напряжения: -12 В и -5 В и кроме того он осуществляет гальваническую развязку с сетью 220 В.

Внутренняя конструкция БП ATX

На рисунке (Рис. 1) представлена внутренняя конструкция и расположение элементов типичного бока питания с активным корректором коэффициента мощности (АККМ) «GlacialPower GP-AL650AA». На плате БП цифрами обозначены следующие элементы:

  1. Модуль управления защитой по току;
  2. Дроссель фильтра выходных напряжений +12 В и +5 В, который выполняет также функцию групповой стабилизации;
  3. Дроссель фильтра +3,3 В;
  4. Радиатор с выпрямительными диодами выходных напряжений;
  5. Трансформатор основного преобразователя;
  6. Трансформатор управления ключами основного преобразователя;
  7. Трансформатор, формирующий дежурное напряжение вспомогательного преобразователя;
  8. Контроллер коррекции коэффициента мощности (отдельная плата);
  9. Радиатор с диодами и ключами основного преобразователя;
  10. Фильтр сетевого напряжения;
  11. Дроссель ККМ;
  12. Конденсатор фильтра сетевого напряжения.

Такая конструкция блоков питания ATX является наиболее распространенной и используется в БП различной мощности.

Типы разъемов БП ATX

На задней стенке БП находится разъем для подключения сетевого кабеля и выключатель сети. В некоторых моделях блоков питания выключатель сети не устанавливается. Иногда, в устаревших моделях, можно встретить рядом с сетевым разъемом разъем для подключения сетевого кабеля монитора. В современных блоках питания, на задней стенке, производители могут устанавливать следующие разъемы (Рис.2):

  • Индикатор напряжения сети;
  • Кнопка управления вентилятором;
  • Кнопка ручного переключения входного напряжения (110 В / 220 В);
  • USB-порты встроенные в БП.

В современных моделях редко устанавливают вытяжной вентилятор на задней стенке. Теперь он размещается в верхней части БП. Это позволяет установить большой и тихий элемент охлаждения. На блоках питания повышенной мощности, как например, у блока питания Chieftec CFT-1000G-DF, устанавливают два вентилятора сверху и на задней крышке (Рис. 3).

Из передней стенки блока питания выходит жгут проводов с разъемами для подключения материнской платы, жестких дисков, видеокарты и других комплектующих системного блока.

В БП модульного типа вместо жгута проводов на передней стенке располагаются разъемы для подключения проводов с разными выходными разъемами. Это позволяет упорядочить питающие провода в системном блоке и подключать только те, которые необходимы для данной комплектации (Рис. 9 и 10).

Распиновка выходных разъемов БП подключаемых к материнской плате и другим устройствам показана на рисунке (Рис. 4).

Нужно отметит, что цвета проводов унифицированы, и каждый цвет соответствует своему напряжению:

  • Черный — общая шина (Ground);
  • Желтый — +12 В;
  • Красный — +5 В;
  • Оранжевый — +3,3 В.

На рисунке (Рис. 5) изображены выходные разъемы блоков питания АТХ.

Не изображены на рисунках (Рис. 4 и 5) разъемы дополнительного питания видеокарт, их распиновка и внешний вид подобна распиновке для разъемов дополнительного питания процессора.

Электрические параметры и характеристики БП

Современные блоки питания для РС имеют большое число электрических параметров, часть из них не отмечены в «паспортных технических характеристиках», поскольку считаются не важными для пользователя. Основные параметры указывается производителем на наклейке расположенной на боковой стенке.

Принципиальная схема блока питания.

Включается блок питания в розетку при помощи двухполюсной вилки ХР1. При включении выключателя SA1 напряжение 220В подается на первичную обмотку (I) понижающего трансформатора Т1.

Трансформатор Т1 понижает сетевое напряжение до 1417 Вольт. Это напряжение, снимаемое со вторичной обмотки (II) трансформатора, выпрямляется диодами VD1VD4, включенными по мостовой схеме, и сглаживается фильтрующим конденсатором С1. Если не будет конденсатора, то при питании приемника или усилителя в динамиках будет слышен фон переменного тока.

Диоды VD1VD4 и конденсатор С1 образуют выпрямитель, с выхода которого постоянное напряжение поступает на вход стабилизатора напряжения, состоящего из нескольких цепей:

1. R1, VD5, VT1;
2. R2, VD6, R3;
3. VT2, VT3, R4.

Резистор R2 и стабилитрон VD6 образуют параметрический стабилизатор и стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3, который включен параллельно стабилитрону. С помощью этого резистора устанавливают напряжение на выходе блока питания.

На переменном резисторе R3 поддерживается постоянное напряжение, равное напряжению стабилизации Uст данного стабилитрона.

Когда движок переменного резистора находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, транзистор VT2 закрыт, так как напряжение на его базе (относительно эмиттера) равно нулю, соответственно, и мощный транзистор VT3 тоже закрыт.

При закрытом транзисторе VT3 сопротивление его перехода коллектор-эмиттер достигает нескольких десятков мегаом, и практически все напряжение выпрямителя падает на этом переходе. Поэтому на выходе блока питания (зажимы ХТ1 и ХТ2) напряжения не будет.

Когда же транзистор VT3 открыт, и сопротивление перехода коллектор-эмиттер составляет всего несколько Ом, то практически все напряжение выпрямителя поступает на выход блока питания.

Так вот. По мере перемещения движка переменного резистора вверх, на базу транзистора VT2 будет поступать отпирающее отрицательное напряжение, и в его эмиттерной цепи (БЭ) потечет ток. Одновременно, напряжение с его нагрузочного резистора R4 подается непосредственно на базу мощного транзистора VT3, и на выходе блока питания появится напряжение.

Чем больше отрицательное отпирающее напряжение на базе транзистора VT2, тем больше открываются оба транзистора, тем большее напряжение на выходе блока питания.

Наибольшее напряжение на выходе блока питания будет почти равно напряжению стабилизации Uст стабилитрона VD6.

Резистор R5 имитирует нагрузку блока питания, когда к зажимам ХТ1 и ХТ2 ничего не подключено. Для контроля выходного напряжения предусмотрен вольтметр, составленный из миллиамперметра и добавочного резистора R6.

На транзисторе VT1, диоде VD5 и резисторе R1 собран узел защиты от короткого замыкания между гнездами ХТ1 и ХТ2. Резистор R1 и прямое сопротивление диода VD5 образуют делитель напряжения, к которому своей базой подключен транзистор VT1. В рабочем состоянии транзистор VT1 закрыт положительным (относительно эмиттера) напряжением смещения на его базе.

При коротком замыкании на выходе блока питания эмиттер транзистора VT1 окажется соединенным с анодом диода VD5, и на его базе (относительно эмиттера) появится отрицательное напряжение смещения (падение напряжения на диоде VD5). Транзистор VT1 откроется, и участком коллектор-эмиттер зашунтирует стабилитрон VD6. В результате этого транзисторы VT2 и VT3 окажутся закрытыми. Сопротивление участка коллектор-эмиттер регулирующего транзистора VT3 резко возрастет, напряжение на выходе блока питания упадет почти до нуля, и через цепь короткого замыкания потечет настолько малый ток, что он не причинит вреда деталям блока. Как только короткое замыкание будет устранено, транзистор VT1 закроется и напряжение на выходе блока восстановится.

Ginzzu CB600 600W

⇡#Дежурное питание +5VSB

Описание компонентов блока питания было бы неполным без упоминания об источнике дежурного напряжения 5 В, который делает возможным спящий режим ПК и обеспечивает работу всех устройств, которые должны быть включены постоянно. «Дежурка» питается от отдельного импульсного преобразователя с маломощным трансформатором. В некоторых БП встречается и третий трансформатор, использующийся в цепи обратной связи для изоляции ШИМ-контроллера от первичной цепи основного преобразователя. В других случаях эту функцию выполняют оптопары (светодиод и фототранзистор в одном корпусе).

Трансформаторы (Corsair HX750i)

…спустя год…

Просматривая даташит на микросхему KA7500 (аналог
TL-494) я обнаружил другое, более простое решение стабилизации тока БП.
Авторы предлагают использовать второй компаратор (выв.15,16). С учётом
того, что изначально этот компаратор смещён на 80 мВ, получается очень
удобное решение. Мною оно повторено дважды. В приводимой схеме выходное
напряжение 18 вольт, ток 5 ампер для питания схемы подогрева собачей
будки. Для зарядки аккумуляторов естественно, можно использовать блок
без перемотки, но всё-таки лучше перемотать. И провод желательно взять
по толще, и виточков добавить. 

При расчёте количества витков вторичной обмотки
желательно, что бы на ХХ напряжение на выходе моста было больше
стабилизированного примерно в 2 раза. Это обеспечит оптимальный ШИМ и,
соответственно, надёжную стабилизацию.

Странно, но оно работает. А вообще-то не должно.
Не должно потому, что смещение 80 мВольт в каком-то даташите указано, а в
каком-то нет. И вообще это смещение маловато для стабильной работы.Поэтому я промакетировал подобную ОС на «спицах» и вот что получилось.

Для удобства макетирования я выбрал компаратор
LM311. На 16-ую ногу (по TL-494) подал опорное напряжение 1 вольт. Вот
теперь всё красиво. Компаратор срабатывает на 6,1 Ампера. Красный
луч-выход компаратора, а зелёный-ток через нагрузку (R3). Да и резистор
0,15 Ом сделать легче и греться будет меньше, чем 0,3.Тогда схема чуток меняется.

Перемотка трансформаторов (перемотал 5 штук) ни
разу не вызвала у меня проблемм. Просто нагреваю в шкафу до 150 — 200
градусов и в перчатках аккуратненько расшатываю.

Виды БП для компьютера

Сегодня существует два основных типа БП для настольных компьютеров:

  • AT;
  • ATX.

БП формата AT, или так называемый старый, выпускался в трёх форм-факторах для работы с материнскими платами формата AT.

  • AT — для корпуса «башня».
  • Baby AT — для корпуса «мини-башня».
  • LPX — для плоского корпуса.

Формат AT снят с выпуска в 2001 году, но вполне успешно работает в стареньких ПК до сих пор.

Блок питания формата AT

БП ATX пришёл на смену AT в 2001 году с появлением материнских плат одноимённого формата. Имеет много модификаций, которые различаются в основном наличием или отсутствием дополнительных силовых разъёмов для питания материнской платы и периферии.

ATX2 появился ещё позже и отличается от ATX разъёмом питания материнской платы. Вилка на нём несколько больше и имеет 24 контакта вместо 20 для ATX.

Основные отличия «старых» БП от «новых»:

  1. Типы и количество разъёмов.
  2. Шины управления

Типы разъёмов

Это касается разъёмов питания материнской платы. В «старом» AT для этих целей использовались два 6-контактных разъёма, которые подключались к одному 12-контактному разъёму на материнской плате.

Блок питания ATX оснащён более мощным 20-контактным разъёмом для подачи тока на материнскую плату.

У ATX2 есть вилка для подключения материнской платы на 24 контакта.

Разъёмная 24-контактная вилка БП ATX2

Кроме того, БП типа ATX часто содержат дополнительные колодки для служебных сигналов и питания мощных потребителей, расположенных на материнской плате – например, процессора и видеокарты.

На фото цифрами обозначены:

  1. «PCIe8 connector» для питания видеокарты.
  2. «PCIe6 connector» для питания видеокарты.
  3. «EPS12V» для запитки процессора.
  4. «ATX PS 12V» для запитки процессора.

Изменения произошли и в колодках питания периферии. В блоке ATX появился разъём для питания SATA устройств, а в последних версиях исчезла вилка питания НГМД (флоппи-дисков).

На фото цифрами обозначены:

  1. AMP 171822-4 — мини для питания слаботочной периферии (обычно НГМД).
  2. Molex 8981 — для питания относительно мощной периферии (накопитель на жёстких магнитных дисках и CD-привод с IDE-интерфейсом).
  3. Molex 88751 — для питания устройства с интерфейсом SATA.

Шины управления

Сразу оговоримся, в блоках питания AT таких шин всего одна — PG (Power good). Сигнал на ней становится высоким после того, как на всех шинах питания устанавливаются напряжения требуемого уровня. То есть этот сигнал появляется с некоторой задержкой после включения БП, не давая процессору работать, пока не пройдут переходные процессы в источнике питания.

Исчезает сигнал PG практически мгновенно при сбое питания по любой из шин, причём он реагирует раньше, чем успеют разрядиться накопительные конденсаторы неисправной линии. Это даёт небольшое время процессору для принятия тех или иных экстренных мер для уменьшения вероятности потери данных.

БП ATX стали более «умными» — обзавелись дополнительными шинами управления:

Power on. В модификациях с этой шиной блок питания включается подачей сигнала низкого уровня на вход «Power on». То есть включение и выключение ПК можно доверить материнской плате. Благодаря этому входу после команды «Завершить работу» ПК выключается сам. В AT-моделях ПК после такой команды просто выводил сообщение: «Теперь питание ПК можно выключить».

+3,3 V sense. Вход контроля напряжения и компенсации потерь по шине 3,3 В. При помощи этой шины материнская плата корректирует напряжение (+3,3 В) и при необходимости даёт команду БП на увеличение его или уменьшение.

FanC. При помощи этой шины материнская плата может управлять скоростью вращения вентилятора охлаждения блока питания вплоть до его полного выключения в ждущем или спящем режиме. Шина появилась лишь в поздних моделях блоков ATX/NLX.

FanM. Сигнал контроля вентилятора (fan monitor) позволяет материнской плате следить за текущей скоростью вентилятора блока питания. В частности, с его помощью можно оповестить пользователя о выходе из строя основного охлаждающего вентилятора в блоке питания. Шина появилась лишь в поздних модификациях блоков ATX/NLX.

Конструкция выходного дня.

Неожиданно наступила зима и за окном похолодало. А
тут ещё бензин какой-то не тот залил. В общем король немецкого автопрома
встал, где-то под Москвой как и 67 лет назад его старшие «проотцы».
Аккумулятор сел, дальше пешком…. Для зарядки аккумулятора дома нашлась
только пара сгоревших блоков ATX. Сразу добавлю, что эта «зарядка» не
предназначена для восстановления, десульфатации и протчих не
перспективных шаманских методов, чем занимались наши отцы (и я в том
числе) в прошлой жизни из-за крайней убогости быта.
Это просто блок, позволяющий надёжно и наименьшими затратами
зарядить «севший», но исправный аккумулятор. Суть его проста и внятна.
Он выдаёт на выходе зарядный ток около 5-6 Ампер, при любой активной
нагрузке, вплоть до короткого замыкания. При этом напряжение на выходе
ни при каких обстоятельствах не превысит заданного значения. Я установил
14,6 вольт.

Между 1 ножкой ШИМ и выходом плюс, припаиваем резистор

Данный резистор будет ограничивать напряжение выдаваемое БП. Этот резистор и R60 образует делитель напряжения, который будет делить выходное напряжение и подавать его на 1 ножку.

Входы ОУ(ШИМ) на 1-й и 2-й ножках у нас служат для задачи выходного напряжения.

На 2-ю ножку приходит задача по выходному напряжению БП, поскольку на вторую ножку максимально может прийти 5 вольт (vref) то обратное напряжение должно приходить на 1-ю ножку тоже не больше 5 вольт. Для этого нам и нужен делитель напряжения из 2х резисторов, R60 и тот что мы установим с выхода БП на 1 ногу.

Как это работает: допустим переменным резистором выставили на вторую ногу ШИМ 2,5 Вольта, тогда ШИМ будет выдавать такие импульсы (повышать выходное напряжение с выхода БП) пока на 1 ногу ОУ не придёт 2,5 (вольта). Допустим если этого резистора не будет, блок питания выйдет на максимальное напряжение, потому как нет обратной связи с выхода БП. Номинал резистора 18,5 кОм.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.. Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Иван Внуковский (if33)
Украина, г. Днепропетровск
Список всех статей

Профиль if33

Радиолюбитель, стаж более 40 лет. Работал на заводе инженером КБ, инженером по обслуживанию ЭВМ, механиком по ремонту бытовой техники. Сейчас на пенсии.

⇡#Линейный и импульсный источники питания

Начнем с основ. Блок питания в компьютере выполняет три функции. Во-первых, переменный ток из бытовой сети электропитания нужно преобразовать в постоянный. Второй задачей БП является понижение напряжения 110-230 В, избыточного для компьютерной электроники, до стандартных значений, требуемых конвертерами питания отдельных компонентов ПК, – 12 В, 5 В и 3,3 В (а также отрицательные напряжения, о которых расскажем чуть позже). Наконец, БП играет роль стабилизатора напряжений.

Есть два основных типа источников питания, которые выполняют перечисленные функции, – линейный и импульсный. В основе простейшего линейного БП лежит трансформатор, на котором напряжение переменного тока понижается до требуемого значения, и затем ток выпрямляется диодным мостом.

Однако от БП требуется еще и стабилизация выходного напряжения, что обусловлено как нестабильностью напряжения в бытовой сети, так и падением напряжения в ответ на увеличение тока в нагрузке.

Чтобы компенсировать падение напряжения, в линейном БП параметры трансформатора рассчитываются так, чтобы обеспечить избыточную мощность. Тогда при высоком токе в нагрузке будет наблюдаться требуемый вольтаж. Однако и повышенное напряжение, которое возникнет без каких-либо средств компенсации при низком токе в полезной нагрузке, тоже неприемлемо. Избыточное напряжение устраняется за счет включения в цепь неполезной нагрузки. В простейшем случае таковой является резистор или транзистор, подключенный через стабилитрон (Zener diode). В более продвинутом – транзистор управляется микросхемой с компаратором. Как бы то ни было, избыточная мощность просто рассеивается в виде тепла, что отрицательно сказывается на КПД устройства.

Пример линейного источника питания со стабилизатором. Избыточная мощность рассеивается на транзисторе Q1

В схеме импульсного БП возникает еще одна переменная, от которой зависит напряжение на выходе, в дополнение к двум уже имеющимся: напряжению на входе и сопротивлению нагрузки. Последовательно с нагрузкой стоит ключ (которым в интересующем нас случае является транзистор), управляемый микроконтроллером в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ)

Чем выше длительность открытых состояний транзистора по отношению к их периоду (этот параметр называется duty cycle, в русскоязычной терминологии используется обратная величина – скважность), тем выше напряжение на выходе. Из-за наличия ключа импульсный БП также называется Switched-Mode Power Supply (SMPS)

Через закрытый транзистор ток не идет, а сопротивление открытого транзистора в идеале пренебрежимо мало. В действительности открытый транзистор обладает сопротивлением и рассеивает какую-то часть мощности в виде тепла. Кроме того, переход между состояниями транзистора не идеально дискретный. И все же КПД импульсного источника тока может превышать 90%, в то время как КПД линейного БП со стабилизатором в лучшем случае достигает 50%.

Простейшая схема импульсного преобразователя AC/DC с трансформатором

Другое преимущество импульсных источников питания состоит в радикальном уменьшении габаритов и массы трансформатора по сравнению с линейными БП такой же мощности. Известно, что чем выше частота переменного тока в первичной обмотке трансформатора, тем меньше необходимый размер сердечника и число витков обмотки. Поэтому ключевой транзистор в цепи размещают не после, а до трансформатора и, помимо стабилизации напряжения используют для получения переменного тока высокой частоты (для компьютерных БП это от 30 до 100 кГц и выше, а как правило – около 60 кГц). Трансформатор, работающий на частоте электросети 50-60 Гц, для мощности, требуемой стандартным компьютером, был бы в десятки раз массивнее.

Линейные БП сегодня применяются главным образом в случае маломощных устройств, когда относительно сложная электроника, необходимая для импульсного источника питания, составляет более чувствительную статью расходов в сравнении с трансформатором. Это, к примеру, блоки питания на 9 В, которые используются для гитарных педалей эффектов, а когда-то – для игровых приставок и пр. А вот зарядники для смартфонов уже сплошь импульсные – тут расходы оправданны. Благодаря существенно меньшей амплитуде пульсаций напряжения на выходе линейные БП также применяются в тех областях, где это качество востребованно.

Преимущества

Знатоки утверждают, что для изготовления модной и прочной конструкции достаточно немного смекалки, купить соответствующие детали – и верный электрический конь готов. Он обладает массой преимуществ:

  • на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
  • на него не требуются водительские права;
  • не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
  • он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
  • сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час.

Связанные материалы

10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 2. Кравченко А. В….
10 практических устройств на AVR-микроконтроллерах. Книга 2. Кравченко А. В. Издательство:…

ИБП ПК для радиолюбительских целей на TL494 со стабилизацией напряжения и тока…
В этой статье хотелось поделиться еще одним вариантом переделки компьютерных импульсных блоков…

Лабораторный блок питания на скорую руку из компьютерного БП (4-24V, 5-12A)…
При необходимости лабораторный БП (ЛБП) с регулируемым выходным напряжением от 4-х до 24В и током…

Высоковольтный БП (0-350V, 0.5А max) с вольт-амперметром на PIC16F690…
Иногда при регулировочных работах требуется сравнительно высокое напряжение питания устройств или…

Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике. А. В. Белов…
А. В. Белов Микроконтроллеры AVR в радиолюбительской практике Данная книга представляет собой…

Источники питания. Расчет и конструирование. Браун М….
Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование.: Пер. с англ. — К.: «МК-Пресс», 2007. — 288…

Гибридный усилитель для наушников: лампа 6AQ8 (6Н23П) + IRF540…
Приветствую вас, уважаемые датагорцы! Представляю вашему вниманию гибридный усилитель для наушников…

Переделка цифрового усилителя для сабвуфера Canton AS120SC: быстро!…
Принес приятель в ремонт активный сабвуфер Canton AS120SC. Сразу оговорюсь, что речь пойдет не о…

Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIС. Уилмсхерст Т….
Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIС. Уилмсхерст Т. Год издания: 2008…

Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы ATMEL, Евстифеев А.В….
Издательство: Додэка XXI , 560 стр. 2005 г. Книга посвящена вопросам практического применения…

Двухтактный усилитель на ГУ-32…
После подписки на USB-ЦАП на РСМ2702 «GOLDSMITH» встал ребром вопрос: «А на чем его слушать?»…

Заключение

Можно спорить о преимуществах и недостатках различных схем, но наиболее качественным изделием окажется источник питания из компьютерного БП. Но у него есть недостаток – короткое замыкание на выходе приводит к переходу блока питания в режим защиты. По факту это полная остановка работы. Только лишь перезагрузка устройства вернет на выходе напряжение. А вот если лабораторный блок питания изготовлен по классической трансформаторной схеме, таких проблем вы сможете избежать – но продумать придется защиту от короткого замыкания (хотя бы предохранитель на 16 или 25 ампер на выходе устройства).

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