Блок питания схема – Импульсный блок питания — схема, устройство, принцип работы, фото, видео-инструкция как сделать импульсный блок питания своими руками

Содержание

Как сделать блок питания, выбор схемы.

Как известно, блок питания едва ли не самое распространенное электронное устройство. Простой блок питания сделать под силу даже начинающим. Но какую схему выбрать? Их столько, что многие теряются. В данной статье коротко рассказано об основных четырех типах схем и даны рекомендации их использования.

Перед тем, ка вы решили изготовить или подобрать готовый блок питания необходимо ответить на следующие вопросы:

  1. Какое напряжение должен выдавать блок питания? Это можно определить по характеристикам того устройства, которое будет подключаться к блоку питания.
  2. Какой ток должен обеспечивать блок питания? Это так же указано на устройстве, которое будет подключено. Если указана потребляемая мощность, то ток можно определить, разделив мощность на напряжение.

Учитывая сказанное, перейдем к рассмотрению основных типов схем.

  1. Бестрансформаторный блок питания с гасящим конденсатором.

Применяется при небольших токах, десятки миллиампер, редко сотни миллиампер. На практике используется для зарядки аккумуляторов небольших фонарей, питания светодиодов и т.д. Схема такого блока питания:

Величина емкости С1 при активной нагрузке определяется по формуле:

С1 – емкость, Ф

Iэфф – эффективное значение тока нагрузки, А

Uc — напряжение сети, В

Uн – напряжение на нагрузке, В

f -частота сети, 50 Гц

π — число 3,14

Если нагрузка не всегда подключена, или ее ток меняется, то схема должна содержать стабилитрон, который не позволит напряжению на конденсаторе С2 и нагрузке превысить допустимое значение:

Величина емкости С1 рассчитывается с учетом максимального тока стабилитрона и тока нагрузки.

В этой формуле: 3,5 — коэффициент, Iстmin — минимальный ток стабилитрона, Iнmax — ток нагрузки максимальный, Ucmin — напряжение сети минимальное, Uвых — напряжение выхода блока питания.

Тип емкости С1 К73-17 или подобные, рабочее напряжение не ниже 400 В. Можно С1 зашунтировать резистором несколько сотен кОм, для разряда конденсатора в выключенном состоянии.

Подробнее о расчетах таких схем рассказано в журнале Радио №5 за 1997 год (стр. 48-50).

Понятно, что при отключенной нагрузке блок питания будет потреблять мощность на работу стабилитрона, соизмеримую с мощностью нагрузки. КПД поэтому низкий. Это одна из причин использования таких схем только для малых токов. Работая с такими блоками питания важно помнить, что их детали имеют гальваническую связь с сетью и опасность поражения током велика.

  1. Второй тип схем, трансформаторные блоки питания. Вот основная схема.

По такой схеме можно делать блоки питания практически на любые напряжения и токи. На практике они представлены от маломощных, например, блок питания антенного усилителя собранный в сетевой вилке, до сварочника, вес которого десятки килограмм.

Приблизительный расчет трансформатора можно посмотреть здесь, более подробный и точный здесь.

Если токи нагрузки большие, емкость фильтра С1 нужна большая, тысячи микрофарад. В этом случае после диодного моста нужно ставить сопротивление, несколько Ом, чтобы в момент включения, когда С1 разряжен, бросок зарядного тока не вывел из строя диодный мост.

Если токи несколько ампер, то на диодах будет рассеиваться большая мощность. Для ее снижения применяют диоды Шоттки, на них падает меньшее напряжение (до 0,5 В), в отличие от кремниевых диодов на которых при больших токах может падать больше 1 В.

Чтобы еще снизить потери, применяют двухполупериодный выпрямитель с двумя диодами и двумя обмотками. Вот его схема:

В данном случае вторичных обмотки две. Они соединены последовательно. Мотаются проводом в половину тоньше, чем для схемы с четырьмя диодами. Так, что количество меди то же самое. Потери ниже вдвое, так как диода два. Допустим на каждом падает 1 В, при токе 10 А, это мощность потерь 10 Вт на каждом диоде. Если диода два вместо четырех, в тепло идет не 40 Вт, а 20. Польза очевидна.

Вышеприведенные схемы имеют существенный недостаток. Напряжение на выходе меняется при изменении напряжения сети. Как известно, допустимые изменения напряжения сети ±5%, от 220 В это составит (209-231) В, предельные изменения ±10%, (198-242) В. В процентном отношении так же будет изменяться и выходное напряжение.

Для устранения этого недостатка применяют стабилизаторы, от простейших на стабилитроне, иногда с транзистором, до стабилизаторов на микросхемах.

Например:

Здесь 7812 (LM7812 или аналог) распространенная микросхема стабилизатор на 12 В. Основные правила применения таких микросхем:

— напряжение на входе от 14 В до 35 В, (при минимальном напряжении сети не менее 14 В при максимальном не более 35 В)

— максимальный ток, при длительной работе 1,5 А

— мощность, рассеиваемая без теплоотвода 1,5 Вт, с теплоотводом до 15 Вт (в некоторых справочниках пишут даже 9 Вт).

Главная ошибка, которую допускают при применении таких микросхем заключается в том, что в основном смотрят на ток и забывают про мощность. Например, от микросхемы хотят запитать нагрузку на напряжение 12 В потребляющую ток 1 А. Кажется, что это можно сделать без проблем, ведь максимальный ток этой микросхемы 1,5 А.

Но, допустим, в сети максимальное напряжение 242 В и на входе микросхемы 35 В. Эта микросхема компенсационного типа, т.е. все лишнее напряжение 35 – 12 = 23 В упадет на микросхеме. При этом мощность, которая будет рассеиваться на микросхеме будет равна 23В х 1А= 23Вт. А допустимая мощность, с радиатором, всего 15 Вт. Микросхема перегреется и сгорит. Для такого случая ее допустимый ток 15 Вт : 23 В = 0,65 А, и это с радиатором.

  1. Импульсные стабилизаторы в трансформаторных блоках питания.

Эти стабилизаторы имеют значительно меньшие потери, чем выше рассмотренные. В них регулирующий элемент работает в ключевом режиме. У него два состояния полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем при этом минимально и рассеиваемая мощность также. Величина выходного напряжения пропорциональна длительности выходных импульсов.

Uвых = tоткр/T × Uвх

Где:

Uвых — напряжение на выходе стабилизатора

tоткр – время открытого состояния ключа

Т — период импульсов

Uвх – входное напряжение стабилизатора

Схема, поясняющая принцип работы:

Как видим, здесь присутствует индуктивность L, в которой накапливается энергия и импульсный диод VD. Именно с помощью этих двух элементов, ну и конечно конденсатора С, установленного за индуктивностью, импульсы после ключа VT превращаются в постоянное напряжение.

Пример такой схемы на транзисторах:

И на микросхеме:

  1. Импульсные блоки питания.

Это самые эффективные и малогабаритные блоки. У них нет большого понижающего трансформатора, даже при больших токах и мощностях. Пример наиболее мощного импульсного блока питания — сварочный инвертор, который при сварочных токах 250 А весит всего несколько килограмм.

Принцип работы.

Напряжение сети 220 В поступает на диодный мост и затем на фильтр (конденсатор). Напряжение приобретает значение 310 В (при напряжении сети 220 В). Это напряжение питает выходной трансформаторный каскад и генератор. Вся схема работает на частотах до 100 кГц и даже выше. На таких частотах трансформаторы делают из феррита и их габариты в десятки раз меньше, чем у трансформаторов, работающих на частоте сети 50 Гц. Как правило, сама схема импульсного блока питания является стабилизатором и напряжение на выходе не зависит от изменения напряжения сети. Современные импульсные блоки питания, как правило работают при изменении напряжения сети от 110 В до 240 В.

Пример схемы импульсного блока питания, поясняющий принцип работы, на наиболее распространенной микросхеме UC3842.

Напряжение сети 220В через плату фильтра (ППФ) поступает на сетевой выпрямитель (СВ), конденсатор фильтра (Сф) и через обмотку трансформатора на ключ VT. Через сопротивление R3 уменьшенное напряжение поступает на вывод 7 для запуска микросхемы. После начала работы на вывод 7 дополнительно, через диод VD1, с обмотки трансформатора поступает питание в установившемся режиме.

Внутри микросхемы мы видим генератор (ГЕН), ШИМ (широтно-импульсный модулятор) для управления мощным ключом, выполненном на полевом транзисторе VT. На вывод 3 поступает сигнал обратной связи.

Практическая схема импульсного блока питания на микросхеме UC3842:

Пример изготовления схемы блока питания для ноутбука можно посмотреть здесь.

Есть микросхемы импульсных блоков питания, совмещенные с мощным выходным ключом. Но их принцип работы аналогичен рассмотренному.

Вывод.

Если нужны токи десятки миллиампер блок питания можно сделать по схеме первого типа.

Дешевый блок питания, габариты которого не так важны можно собрать по схеме второго типа. Компенсационные стабилизаторы целесообразно применять на токах до 1 А.

Так же недорогой блок питания, даже со стабилизатором выходного напряжения, на токи до 3 А можно собрать по схеме третьего типа.

Ну а если нужен малогабаритный блок питания, с защитой от перегрузок, на токи больше 3 А, с малым уровнем пульсаций, устойчивый к изменениям напряжения сети — конечно нужно собирать по схеме четвертого типа.

Материал статьи продублирован на видео:

 

radiomasterinfo.org.ua

ATX БЛОК ПИТАНИЯ — СХЕМА

ATX БЛОК ПИТАНИЯ, СХЕМА

     С каждым днём всё более популярны среди радиолюбителей компьютерные блоки питания ATX. При относительно небольшой цене, они представляют собой мощный, компактный источник напряжения 5 и 12 В 250 – 500 ватт. БП ATX  можно использовать и в зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, и в лабораторных блоках питания, и в сварочных инверторах, и ещё массу применений можно найти для них при определённой фантазии. Причём если схема БП ATX и подвергается переделке, то минимальной.

 

     Схемотехника этих блоков питания примерно одинакова практически у всех производителей. Небольшое отличие касается лишь БП AT и ATX. Главное различие между ними заключается в том, что БП в AT не поддерживает программно стандарт расширенного управления питанием. Отключить данный БП можно, лишь прекратив подачу напряжение на его вход, а в блоках питания формата ATX есть возможность программного отключения сигналом управления с материнской платы. Как правило плата ATX имеет большие размеры чем AT и вытянута по вертикали. 

     В любом компьютерном БП, напряжение +12 В предназначено для питания двигателей дисковых накопителей. Источник питания по этой цепи должен обеспечивать большой выходной ток, особенно в компьютерах с множеством отсеков для дисководов. Это напряжение также подается на вентиляторы. Они потребляют ток до 0.3 А, но в новых компьютерах это значение ниже 0.1 А. Питание +5 вольт подаётся на все узлы компьютера, поэтому имеет очень большую мощность и ток, до 20 А, а напряжение +3.3 вольта предназначено исключительно для запитки процессора. Зная что современные многоядерные процессоры имеют мощность до 150 ватт, нетрудно подсчитать ток этой цепи: 100 ватт/3.3 вольт=30 А! Отрицательные напряжения -5 и -12 В раз в десять слабее основных плюсовых, поэтому там стоят простые 2-х амперные диоды без радиаторов.

     В задачи БП входит и приостановка функционирования системы до тех пор, пока величина входного напряжения не достигнет значения, достаточного для нормальной работы. В каждом блоке питания перед получением разрешения на запуск системы выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается специальный сигнал Power Good. Если этот сигнал не поступил, компьютер работать не будет.

     Сигнал Power Good можно использовать для сброса вручную если подать его на микросхему тактового генератора. При заземлении сигнальной цепи Power Good, генерация тактовых сигналов прекращается и процессор останавливается. После размыкания переключателя вырабатывается кратковременный сигнал начальной установки процессора и разрешается нормальное прохождение сигнала — выполняется аппаратная перезагрузка компьютера. В компьютерных БП типа ATX, предусмотрен сигнал, называемый PS ON, он может использоваться программой для отключения источника питания.

     Здесь можно скачать сборник схем компьютерных блоков питания, а тут очень полезная книга по описанию, видам и принципу действия БП AT и ATX. Для проверки работоспособности блока питания, следует нагрузить БП лампами для автомобильных фар и замерять все выходные напряжения тестером. Если напряжения в пределах нормы. Также стоит проверить изменение выдаваемое БП напряжение с изменением нагрузки.

     Работа этих блоков питания очень стабильна и надёжна, но в случае сгорания, чаще всего выходят из строя мощные транзисторы, низкоомные резисторы, выпрямительные диоды на радиаторе, варисторы, трансформатор и предохранитель.

     

ФОРУМ по компьютерным БП

   Схемы блоков питания

 

elwo.ru

Схема блока питания компьютера — электрическая, структурная, подключение, импульсного

Работа любого компьютера невозможна без блока питания. Поэтому стоит отнестись серьезно к выбору. Ведь от стабильной и надежной работы БП будет зависеть работоспособность самого компьютера.

Что это такое

Главной задачей блока питания является преобразование переменного тока и дальнейшее формирование требуемого напряжения, для нормальной работы всех комплектующих ПК.

Напряжение, требуемое для работы комплектующих:

Кроме этих заявленных величин существует и дополнительное величины:

Фото: блок питания

БП выполняет роль гальванической развязки между электрическим током из розетки и комплектующими потребляющие ток. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Часто используются источники питания (ИП) формата ATX.

Обзор схем источников питания

Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.

Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.

В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:

  • приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
  • наличие универсальных внутренних элементов защиты;
  • удобство использования.

Простой импульсный БП

Принцип работы обычного импульсного БП можно увидеть на фото.

Фото: блок схема работы импульсного

Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.

Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.

Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.

Видео: Принцип работы ШИМ контроллера БП

АТХ без коррекции коэффициента

Простой импульсный БП хоть и рабочее устройство, но на практике его использовать неудобно. Многие из его параметров на выходе «плавают», в том числе и напряжение. Все эти показатели изменяются из-за нестабильного напряжения, температуры и загруженности выхода преобразователя.

Но если осуществлять управление этими показателями с помощью контроллера, который будет выполнять роль стабилизатора и дополнительные функции, то схема будет вполне пригодной для применения.

Структурная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции проста и представляет генератор импульсов на ШИМ-контроллере.

Фото: ИП для компьютера с ШИМ-контроллером

ШИМ-контроллер регулирует амплитуду изменения сигналов проходящих через фильтр низких частот (ФНЧ). Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании.

АТХ с коррекцией коэффициента мощности

В новых источниках питания для ПК появляется дополнительный блок – корректор коэффициента мощности (ККМ). ККМ убирает появляющиеся погрешности мостового выпрямителя переменного тока и повышает коэффициент мощности (КМ).

Поэтому производителями активно изготавливаются БП с обязательной коррекцией КМ. Это означает, что ИП на компьютере будет работать в диапазоне от 300Вт и более.

Фото: схема блока питания компьютера 300w

В этих БП используют специальный дроссель с индуктивностью выше чем на входе. Такой ИП называют PFC или пассивным ККМ. Имеет внушительный вес из-за дополнительного использования конденсаторов на выходе выпрямителя.

Из недостатков можно выделить невысокую надежность ИП и некорректную работу с ИБП во время переключения режима работы «батарея/сеть».

Это связано с маленькой емкостью фильтра сетевого напряжения и в момент падения напряжения повышается ток ККМ, и в этот момент включается защита от короткого замыкания.

На двухканальном ШИМ-контролере

Часто используют в современных источниках питания для компьютера двухканальные ШИМ-контроллеры. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП.

Фото: схема БП с использованием двухканального ШИМ-котроллера

 

В приведенной схеме первая часть выполняет формирование стабилизированного напряжение +38В, а вторая часть является преобразователем, который формирует стабилизированное напряжение +12В.

Схема подключения блока питания компьютера

Для подключения блока питания к компьютеру следует выполнить ряд последовательных действий:

  • установить БП в системный блок. Все эти действия нужно выполнять аккуратно, чтобы не задеть остальные комплектующие;
  • закрепить БП к задней панели системного блока специальными винтами;
  • подсоединить кабели питания ко всем устройствам находящимся в системном блоке (материнская плата, дисковод, видеокарта, винчестер). Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.

    фото: схема подключения питания компьютера PcCar CarPc

Конструктивные особенности

Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. На задней его части расположен разъем под сетевой кабель и кнопка выключателя.

Кроме этого может находится еще на задней стенке БП и разъем для подключения монитора.

В различных моделях могут быть и другие разъемы: 

  • индикатор напряжения;
  • кнопки изменения режима работы вентилятора;
  • переключатель входящего напряжения;
  • USB-порты, встроенные в БП.

    Фото: внешний вид БП для ПК

В современных источниках питания для ПК реже устанавливают вентилятор на задней стенке, который вытягивал горячий воздух из БП. В замен этого решения начали использовать вентилятор на верхней стенке, который был больше и работал тише.

На некоторых моделях возможно встретить сразу два вентилятора. Из стенки, которая находится внутри системного блока, выходит провод со специальным разъемом для подачи тока на материнскую плату. На фото указаны возможные разъемы подключения и обозначение контактов.

Фото: обозначение контактов разъемов БП

Каждый цвет провода подает определенное напряжение:

  • желтый — +12 В;
  • красный — +5 В;
  • оранжевый — +3,3 В;
  • черный – заземление.

У различных производителей могут изменяться значения для этих цветов проводов.

Также есть разъемы для подачи тока комплектующим компьютера.

Фото: специальные разъемы для комплектующих

Параметры и характеристики

БП персонального компьютера имеет много параметров, которые могут не указываться в документации. На боковой этикетке указываются несколько параметров – это напряжение и мощность.

Мощность – основной показатель

Эта информация пишется на этикетке крупным шрифтом. Показатель мощности БП указывает на общее количество электроэнергии доступной для внутренних комплектующих.

Казалось бы, выбрать БП с требуемой мощностью будет достаточным просуммировать потребляемые показатели комплектующими и выбрать БП с небольшим запасом. Поэтому большой разницы между 200w и 250w не будет существенной.

Фото: Импульсный блок питания компьютера (ATX) на з00 Вт

Но на самом деле ситуация выглядит сложнее, потому что выдаваемое напряжение может быть разным — +12В, -12В и другим. Каждая линия напряжения потребляет определенную мощность. Но в БП расположен один трансформатор, который генерирует все напряжения, используемые ПК. В редких случаях может быть размещено два трансформатора. Это дорогой вариант и используется в качестве источника на серверах.

В простых же БП используется 1 трансформатор. Из-за этого мощность на линиях напряжений может меняться, увеличиваться при малой нагрузке на других линиях и наоборот уменьшаться.

Рабочие напряжение

При выборе БП следует обратить внимание на максимальные значения рабочих напряжений, а также диапазон входящих напряжений, он должен быть от 110В до 220В.

Правда большинство из пользователей на это не обращают своего внимания и выбирая БП с показателями от 220В до 240В рискуют к появлению частых отключений ПК.

Фото: параметры блока питания компьютера

Такой БП будет выключаться при падении напряжения, которые не редкость для наших электросетей.Превышение заявленных показателей приведет к выключению ПК, сработает защита. Чтобы включить обратно БП придется отключить его от сети и подождать минуту.

Следует помнить, что процессор и видеокарта потребляю самое большее рабочее напряжение в 12В. Поэтому следует обращать внимание на эти показатели.Для снижения нагрузки на разъемы, линию 12В разделяют на пару параллельных с обозначением +12V1 и +12V2. Эти показатели должны быть указаны на этикетке.

Советы по выбору источника

Перед тем как выбрать для покупки БП, следует обратить внимание на потребляемую мощность внутренними компонентами ПК.

Но некоторые видеокарты требуют особый потребляемый ток +12В и эти показатели следует учитывать при выборе БП. Обычно для ПК, в котором установлена одна видеокарта, достаточно источника с мощностью в 500вт или 600.

Фото: Super Power 300X

Также следует ознакомится с отзывами покупателей и обзорами специалистов о выбранной модели, и компании производителе. Лучшие параметры, на которые следует обратить внимание, это: мощность, тихая работа, качество и соответствие написанным характеристикам на этикетке.

Вам необходимо настроить модем в режиме роутера! Подробнее в настройке модема в роутер ByFly.

Интересует настройка роутера ZYXEL KEENETIC LITE PPPoE? Читайте тут.

Настройка IPTV в роутере DIR 620 от Ростелеком? Читайте в статье.

Экономить при этом не следует, ведь от работы БП будет зависеть работа всего ПК. Поэтому чем качественнее и надежнее источник, тем дольше прослужит компьютер. Пользователь может быть уверен, что сделал правильный выбор и не беспокоится о внезапных выключениях своего ПК.

proremontpk.ru

Схемы блоков питания — Копилка знаний

 

Этот простой блок питания предназначен для малогабарит­ной аппаратуры, рассчитанной на напряжение от 7 до 9 В, ток потребления которой не превышает 30 мА. Принципи­альная схема блока питания приведена на рис
При питании от сети переменного тока с напряжением 220 В вместо обычно используемого сетевого трансформа­тора установлены гасящие конденсаторы С1 и С2. В каче­стве выпрямителя используется мостиковая схема, собран­ная из двух диодов VD1, VD2 и двух стабилитронов VD3, VD4. В течение одного полупериода переменного тока он протекает через CI, R2, VD3, СЗ, VD2 и С2, а в течение вто­рого полупериода — через С2, VD4, СЗ, VD1, R2 и С1. Таким образом, конденсатор СЗ заряжается в одинаковой поляр­ности оба полупериода сетевого напряжения, сглаживает пульсадии выпрямленного напряжения, и к нему подключа­ется нагрузка.

Резистор R2 предназначен для ограничения тока через стабилитроны. Конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчи­таны на рабочее напряжение 400 В в связи с тем, что ампли­тудное значение переменного напряжения 220 В составляет 311 В. Резистор R1 служит для разряда конденсаторов С1 и С2 после отключения устройства от сети.
Если использовать конденсаторы С1 и С2 емкостью по 1 мкФ и стабилитроны типа Д814Б, при токе нагрузки 5 мА выходное напряжение составляет 8 В, а при токе 20 мА -7,6 В.

Блок, заменяющий элемент питания.
Предлагаемый блок питания был разработан для замены гальванического элемента 373 в электромеханических часах «Слава», но может использоваться и в других целях. Принци­пиальная схема блока показана на рис.

Напряжение электросети 220 В подается на мостиковый выпрямитель, состоящий из четырех малогабаритных дио­дов VD1-VD4, через гасящий конденсатор С1. Выпрямлен­ное напряжение фильтруется конденсатором С2 и стабили­зируется с помощью последовательного соединения светодиода HL1 с диодом VD5, который включен в прямом направлении. Такое соединение обеспечивает получение выходного напряжения около 1,7 В. На выходе блока вклю­чен аккумулятор G1 типа Д-0,06, благодаря которому при пропадании напряжения сети нагрузка поддерживается под током примерно в течение суток. Диод VD6 предотвращает разряд аккумулятора через цепь, образованную элементами HL1, VD5. При использовании этого блока питания необхо­димо обратить внимание, что нижний по схеме вывод под­ключения к электросети во избежание поражения током должен присоединяться к нулевому проводу, но ни в коем случае не к фазовому.


Элементы схемы размещены на двухсторонней печатной плате, показанной на рис. 3. Ее размеры позволяют помес­тить блок питания в отсеке, предназначенном для гальвани­ческого элемента. Светодиод припаивают к печатной плате гибкими проводниками для его размещения на передней па­нели часов или другого устройства, что позволит следить за исправностью схемы.

Блок питания на оптопарах.  

Одним из недостатков бестрансформаторных блоков пита­ния является опасность поражения пользователя электри­ческим током. Схема предлагаемого блока питания, также являясь бестрансформаторной, избавляет от этого недостат­ка путем гальванической развязки нагрузки от электросети. Принципиальная схема блока питания приведена на рис. 4.
Напряжение сети 220 В через гасящий конденсатор С1 подается на мостиковый выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. Выпрямленным напряжением питается цепочка инфракрасных светодиодов VD5-VD8, соединенных последо­вательно. Инфракрасное излучение каждого светодиода вос­принимается соответствующим фотодиодом VD9-VD12, что обеспечивает гальваническую развязку между цепями, под­ключенными к электросети, и цепями нагрузки. Благодаря последовательному соединению фотодиодов выходное напря­жение равняется сумме напряжений, генерируемых каждым фотодиодом. Конденсатор С2 отфильтровывает пульсации, а аккумулятор G1 типа Д-0,06 или Д-0,125, заряжаясь при нали­чии напряжения сети, питает нагрузку во время его отсут­ствия. При этом разряда аккумулятора на цепь фотодиодов не происходит в связи с тем, что их темновые сопротивления достаточно велики. Резистор R1 служит для разряда, конден­сатора С1 после отключения блока питания от сети.


Емкость конденсатора С1 подбирается в зависимости от необходимого тока нагрузки. Фотодиоды могут обеспечить ток до 1,5 мА при емкости конденсатора, равной 1 мкФ. Ко­личество фотодиодов (и соответствующее количество свето­диодов) определяется необходимым выходным напряжени­ем исходя из того, что напряжение каждого фотодиода при указанном токе составляет 0,4 В.

Все элементы схемы размещаются на печатной плате, по­казанной на рис. 5. Свето- и фотодиоды нужно расположить вплотную один к другому, чтобы обеспечить максимальный ток фотодиода. Как и в предыдущих схемах, конденсатор С1 должен быть рассчитан на рабочее напряжение 400 В.

 

Малогабаритный сетевой блок питания.
Малогабаритный блок питания обеспечивает получение вы­ходного напряжения 9 В при токе нагрузки до 20 мА. Он со­бран по комбинированной схеме, совмещая малые габариты, присущие бестранформаторным блокам питания, с защитой от поражения электрическим током, присущей трансформа­торным блокам. Для этого его схема, приведенная на рис. 6, содержит гасящий конденсатор С1 и трансформатор Т1.


Гасящий конденсатор С1 с параллельным резистором R1, который необходим для разряда гасящего конденсатора при отключении блока от сети, включен в цепь первичной об­мотки трансформатора Т1. Это позволяет использовать ми­ниатюрный трансформатор с небольшим числом витков первичной обмотки. Вторичная обмотка трансформатора нагружена диодным мостом VD1-VD4. Выпрямленное на­пряжение фильтруется конденсатором СЗ и поступает на электронный стабилизатор напряжения, выполненный на транзисторе VT1 и стабилитроне, тип которого выбирает­ся в зависимости от необходимого выходного напряжения. На выходе установлен сглаживающий конденсатор С4. Кон­денсатор С2 предназначен для уменьшения пульсаций вып­рямленного напряжения и, в зависимости от фактического уровня пульсаций, подключается либо к точке А, либо к точ­ке В. В цепь первичной обмотки трансформатора включе­на коммутаторная лампочка, выполняющая две функции: она сигнализирует о включенном состоянии блока и явля­ется предохранителем.
Трансформатор Т1 собран на сердечнике 1116×8 от карман­ных приемников. Первичная обмотка содержит 1200 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,13 мм, а вторичная — 510 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм. Обмотки должны быть тщательно изолированы одна от другой и от магнитопровода. Габариты корпуса блока достаточно малы: 40x40x30 мм.

По этой теме читайте на сайте :

kopilca.ru

Схема блока питания. Схема компьютерного блока питания

Блоки питания в наше время делятся на однополюсные, а также двухполюсные. Использоваться они могут в цепях с различным напряжением. По типу выпрямителей блоки питания разделяются на импульсные и интегральные модификации. Также следует учитывать, что выпрямители устройств по параметрам довольно сильно различаются. Для того чтобы более подробно разобраться в этом вопросе, необходимо рассмотреть известные схемы блоков питания.

Лабораторные блоки

Схема лабораторного блока питания включает в себя стабилитроны только низкочастотного типа. При этом по характеристикам модели могут быть разными. В среднем параметр выходного напряжения находится на уровне 20 В. В свою очередь, сила тока устройства зависит от выпрямителя. Чаще всего он устанавливается с предельной частотой на уровне 33 Гц. Также схема лабораторного блока питания включает в себя усилители. Если рассматривать однополюсные модели, то они отличаются, как правило, высокой тактовой частотой. При этом параметр линейности у них довольно низкий. Непосредственно подключение блока питания лабораторного типа осуществляется чрез проходной конденсатор, который устанавливается над выпрямителем.

Блок для телевизора

Схема блока питания телевизора резисторы включает в себя только открытого типа. При этом усилители чаще всего используются операционные. Если говорить про конденсаторы, то на выходе они стандартно имеются проходного типа. При этом в начале цепи они устанавливаются, как привило, широкополосные. Все это необходимо для повышения линейности устройства.

В данном случае на выходное напряжение можно рассчитывать на уровне 15 В. В свою очередь, показатель тактовой частоты зависит в большей степени от типа выпрямителя. Низкоомные модели в наше время являются довольно распространенными. Однако модуляция в таком случае осуществляется крайне медленно. Для поднятия параметра тактовой частоты многие специалисты используют электродные выпрямители.

Модель на 5 В

Схема подключения блока питания на 5 В предполагает использование катушки индуктивности. Выпрямители в данном случае применяются только низкоомного типа. Для решения проблем с пониженной линейностью многие используют операционные усилители. В данном случае параметр тактовой частоты, как правило, лежит в районе 31 Гц. При этом выходное напряжение на конденсаторе зависит от показателя пропускной способности. Если рассматривать однополюсные модификации, то они являются наиболее востребованными. При этом двухполюсные блоки питания на 5 В на сегодняшний день подходят только для цепей с переменным током.

Устройства на 10 В

Схема компьютерного блока питания на 10 В предполагает использование коаксиальных выпрямителей. В данном случае параметр выходного напряжения на конденсаторе зависит от типа усилителя. Катушки индуктивности устанавливаются на блоки питания с тактовой частотой на уровне 35 Гц. Также схема компьютерного блока питания включает в себя резисторы, а используются они только открытого типа. Для решения проблем с повышенной линейностью многие производители устанавливают диодные конденсаторы. Проводимость у них в среднем лежит в районе 3 мк. Однако в данной ситуации важно учитывать параметр пикового напряжения. От его величины зависит долговечность выпрямителя.

Схема блока на 15 В

Схема блока питания компьютера на 15 В включает в себя резисторы разной полярности. Если рассматривать однополюсные модификации, то они чаще всего используются с таковой частотой на уровне 13 Гц. При этом параметр выходного напряжения можно регулировать при помощи модуляторов. Используются они как с одним, так и с двумя контроллерами. Наиболее распространенными на сегодняшний день принято считать поворотные модификации на два контакта.

Еще схема блока питания компьютера включает себя предохранители, которые решают проблемы с повышенной линейностью. Устанавливаются они в данном случае за выпрямителем. При этом резисторный ряд располагаться может в последовательном либо параллельном порядке. Непосредственно предохранители для такой цепи подходят только плавкого типа.

Модели с индикацией

С системой индикации блок питания (схема принципиальная показана ниже) включает выпрямители только низкоомного типа. При этом модуляторы для устройства подходят многоканальные. В данном случае диоды устанавливаются, как правило, на 5 В. Непосредственно резисторы подбираются для блока питания открытого типа. Пропускная способность их не должна быть ниже 3 мк. Параметр тактовой частоты в данном случае располагается на уровне 4 Гц.

Для решения проблем с пониженной линейностью используются предохранители. Однако фильтры в блоках питания также часто устанавливаются. Если рассматривать модели с предохранителями, то располагаться они обязаны у выпрямителя. При этом используются они чаще всего плавкого типа. В свою очередь, электродные варианты обладают низкой проходной способностью.

Универсальные блоки

Схема блока питания универсального типа предполагает использование низкоомных выпрямителей. В данном случае модулятор устанавливать не обязательно. При этом резисторный ряд для модели подбирается открытого типа. Однако если рассматривать однополюсные модификации устройств, то там они чаще всего устанавливаются операционные. Дополнительно следует учитывать, что модели обязаны иметь фильтр сетчатого типа. Для регулировки тактовой частоты, как правило, применятся котроллеры. Непосредственно подключение блока происходит через контакты проходного конденсатора.

Схема мощного двухполюсного блока

Схема блока питания двухполюсного типа состоит из проходного конденсатора и низкоомного выпрямителя. При этом фильтры используются чаще всего сеточные. В данном случае параметр тактовой частоты лежит в районе 45 Гц. Непосредственно выпрямители обязаны располагаться у первого резистора. В свою очередь, проходные конденсаторы находятся в конце цепи. Показатель проводимости устройства зависит от типа катушки индуктивности. Как правило, они применяются инвертирующего вида.

Импульсные модификации

Схема блока питания импульсного типа является довольно сложной. В данном случае выпрямители используются с разной тактовой частотой. При этом резисторы подбираются с высокой емкостью. Все это необходимо для того, чтобы увеличить параметр выходного напряжения. Если рассматривать однополюсные модификации, то они чаще всего применяются для устройств, мощность которых не превышает 20 В.

При этом двухполюсные модели часто устанавливаются в измерительных приборах. Резисторы в данном случае используются открытого типа. Непосредственно конденсаторы устанавливаются на два контакта. При этом выходная модель имеется с пропускной способностью на уровне 3 мк. В свою очередь, конденсаторы на входе устанавливаются с довольно высоким параметром порогового напряжения.

Схема блока с усилителем НЧ

Схема блока питания данного типа выпрямители предполагает использовать исключительно кардиодного типа. В данном случае усилитель устанавливается в начале цепи. Проводимость устройства в такой ситуации может довольно быстро меняться. Модуляторы для блоков питания данного типа подходят самые разнообразные. Как правило, наиболее распространенными принято считать однополюсные модификации. В таком случае можно надеяться на параметр выходной мощности в 20 В. При этом тактовая частота блока питания зависит от типа котроллера. Если рассматривать однофазные модификации, то вышеуказанный параметр располагается на уровне 45 Гц. В свою очередь, двухфазные модели считаются менее эффективными.

Устройства на стабилитроне ТВК

Схема блока на стабилитроне ТВК является по своей структуре довольно сложной. Используются такие устройства чаще всего в измерительных приборах. Устанавливается стабилитрон в блоках питания возле усилителя. Для решения проблем с линейностью указанные модификации подходят идеально. В данном случае параметр проводимости обычно располагается на уровне 3 мк.

В свою очередь, показатель выходного напряжения зависит от мощности выпрямителя. Для повышения силы тока катушки индуктивности стандартно используются с первичной обмоткой. При этом предохранители чаще всего устанавливаются плавкого типа. Однако сеточные варианты на сегодняшний день также не являются редкостью.

Устройства на стабилитроне ТВР

Схема блока данного типа включает в себя выпрямители низкоомного типа. В среднем параметр тактовой частоты таких устройств достигает 35 Гц. При этом выводное напряжение зависит от многих факторов. В данном случае однополюсные модификации часто производятся на 15 В. Для бытовых приборов они подходят идеально. В свою очередь, двухполюсные модификации чаще всего задействованы в мощном промышленном оборудовании. Указанные стабилитроны пропускную способность имеют на уровне 4 мк.

fb.ru

Виды электрических схем блока питания компьютера

Работа любого компьютера невозможна без блока питания. Поэтому стоит отнестись серьезно к выбору. Ведь от стабильной и надежной работы БП будет зависеть работоспособность самого компьютера.

Что это такое

Главной задачей блока питания является преобразование переменного тока и дальнейшее формирование требуемого напряжения, для нормальной работы всех комплектующих ПК.

Напряжение, требуемое для работы комплектующих:

Кроме этих заявленных величин существует и дополнительное величины:

БП выполняет роль гальванической развязки между электрическим током из розетки и комплектующими потребляющие ток. Простой пример, если произошла утечка тока и человек дотронулся до корпуса системного блока его ударило бы током, но благодаря блоку питания этого не происходит. Часто используются источники питания (ИП) формата ATX.

Обзор схем источников питания

Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.

Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.

В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:

  • приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
  • наличие универсальных внутренних элементов защиты;
  • удобство использования.

Простой импульсный БП

Принцип работы обычного импульсного БП можно увидеть на фото.

Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.

Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.

Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.

Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.

Видео: Принцип работы ШИМ контроллера БП

АТХ без коррекции коэффициента

Простой импульсный БП хоть и рабочее устройство, но на практике его использовать неудобно. Многие из его параметров на выходе «плавают», в том числе и напряжение. Все эти показатели изменяются из-за нестабильного напряжения, температуры и загруженности выхода преобразователя.

Но если осуществлять управление этими показателями с помощью контроллера, который будет выполнять роль стабилизатора и дополнительные функции, то схема будет вполне пригодной для применения.


Структурная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции проста и представляет генератор импульсов на ШИМ-контроллере.

ШИМ-контроллер регулирует амплитуду изменения сигналов проходящих через фильтр низких частот (ФНЧ). Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании.

АТХ с коррекцией коэффициента мощности

В новых источниках питания для ПК появляется дополнительный блок – корректор коэффициента мощности (ККМ). ККМ убирает появляющиеся погрешности мостового выпрямителя переменного тока и повышает коэффициент мощности (КМ).

Поэтому производителями активно изготавливаются БП с обязательной коррекцией КМ. Это означает, что ИП на компьютере будет работать в диапазоне от 300Вт и более.

В этих БП используют специальный дроссель с индуктивностью выше чем на входе. Такой ИП называют PFC или пассивным ККМ. Имеет внушительный вес из-за дополнительного использования конденсаторов на выходе выпрямителя.

Из недостатков можно выделить невысокую надежность ИП и некорректную работу с ИБП во время переключения режима работы «батарея/сеть».

Это связано с маленькой емкостью фильтра сетевого напряжения и в момент падения напряжения повышается ток ККМ, и в этот момент включается защита от короткого замыкания.

На двухканальном ШИМ-контролере

Часто используют в современных источниках питания для компьютера двухканальные ШИМ-контроллеры. Единственная микросхема способна выполнять роль преобразователя и корректора КМ, что сокращает общее количество элементов в схеме БП.

В приведенной схеме первая часть выполняет формирование стабилизированного напряжение +38В, а вторая часть является преобразователем, который формирует стабилизированное напряжение +12В.

Схема подключения блока питания компьютера

Для подключения блока питания к компьютеру следует выполнить ряд последовательных действий:

  • установить БП в системный блок. Все эти действия нужно выполнять аккуратно, чтобы не задеть остальные комплектующие;
  • закрепить БП к задней панели системного блока специальными винтами;
  • подсоединить кабели питания ко всем устройствам находящимся в системном блоке (материнская плата, дисковод, видеокарта, винчестер). Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.

Конструктивные особенности

Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. На задней его части расположен разъем под сетевой кабель и кнопка выключателя.

Кроме этого может находится еще на задней стенке БП и разъем для подключения монитора.

В различных моделях могут быть и другие разъемы: 

  • индикатор напряжения;
  • кнопки изменения режима работы вентилятора;
  • переключатель входящего напряжения;
  • USB-порты, встроенные в БП.

В современных источниках питания для ПК реже устанавливают вентилятор на задней стенке, который вытягивал горячий воздух из БП. В замен этого решения начали использовать вентилятор на верхней стенке, который был больше и работал тише.

На некоторых моделях возможно встретить сразу два вентилятора. Из стенки, которая находится внутри системного блока, выходит провод со специальным разъемом для подачи тока на материнскую плату. На фото указаны возможные разъемы подключения и обозначение контактов.

Каждый цвет провода подает определенное напряжение:

  • желтый — +12 В;
  • красный — +5 В;
  • оранжевый — +3,3 В;
  • черный – заземление.

У различных производителей могут изменяться значения для этих цветов проводов.

Также есть разъемы для подачи тока комплектующим компьютера.

Параметры и характеристики

БП персонального компьютера имеет много параметров, которые могут не указываться в документации. На боковой этикетке указываются несколько параметров – это напряжение и мощность.

Мощность – основной показатель

Эта информация пишется на этикетке крупным шрифтом. Показатель мощности БП указывает на общее количество электроэнергии доступной для внутренних комплектующих.

Казалось бы, выбрать БП с требуемой мощностью будет достаточным просуммировать потребляемые показатели комплектующими и выбрать БП с небольшим запасом. Поэтому большой разницы между 200w и 250w не будет существенной.

Но на самом деле ситуация выглядит сложнее, потому что выдаваемое напряжение может быть разным — +12В, -12В и другим. Каждая линия напряжения потребляет определенную мощность. Но в БП расположен один трансформатор, который генерирует все напряжения, используемые ПК. В редких случаях может быть размещено два трансформатора. Это дорогой вариант и используется в качестве источника на серверах.

В простых же БП используется 1 трансформатор. Из-за этого мощность на линиях напряжений может меняться, увеличиваться при малой нагрузке на других линиях и наоборот уменьшаться.

Рабочие напряжение

При выборе БП следует обратить внимание на максимальные значения рабочих напряжений, а также диапазон входящих напряжений, он должен быть от 110В до 220В.

Правда большинство из пользователей на это не обращают своего внимания и выбирая БП с показателями от 220В до 240В рискуют к появлению частых отключений ПК.

Такой БП будет выключаться при падении напряжения, которые не редкость для наших электросетей.Превышение заявленных показателей приведет к выключению ПК, сработает защита. Чтобы включить обратно БП придется отключить его от сети и подождать минуту.

Следует помнить, что процессор и видеокарта потребляю самое большее рабочее напряжение в 12В. Поэтому следует обращать внимание на эти показатели.Для снижения нагрузки на разъемы, линию 12В разделяют на пару параллельных с обозначением +12V1 и +12V2. Эти показатели должны быть указаны на этикетке.

Советы по выбору источника

Перед тем как выбрать для покупки БП, следует обратить внимание на потребляемую мощность внутренними компонентами ПК.

Но некоторые видеокарты требуют особый потребляемый ток +12В и эти показатели следует учитывать при выборе БП. Обычно для ПК, в котором установлена одна видеокарта, достаточно источника с мощностью в 500вт или 600.

Также следует ознакомится с отзывами покупателей и обзорами специалистов о выбранной модели, и компании производителе. Лучшие параметры, на которые следует обратить внимание, это: мощность, тихая работа, качество и соответствие написанным характеристикам на этикетке.

Экономить при этом не следует, ведь от работы БП будет зависеть работа всего ПК. Поэтому чем качественнее и надежнее источник, тем дольше прослужит компьютер. Пользователь может быть уверен, что сделал правильный выбор и не беспокоится о внезапных выключениях своего ПК.

compsch.com

РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

   Скажу без преувеличения, что блок питания — это основа всей радиолюбительской лаборатории. И действительно, ни один девайс не запустить без нормального регулируемого БП с индикаторами вольт и ампер. Естественно он должен быть оборудован защитой на слабый и на сильный ток. Иначе любая нештатная ситуация в схеме или малейшая ошибка монтажа и подключения, приведёт к мгновенному сгоранию чего нибудь дорогого в устройстве. Часто на форуме спрашивают — чего бы такого спаять и сделать попроще? Ответ один: Начните с нормального блока питания. И совсем необязательно ваять что-то сложное, достаточно простого регулируемого 0-15В БП с защитой от превышения значения тока в подключенной нагрузке.

   Несмотря на огромное количество всякоразных схем БП в интернете и радиожурналах, я снова и снова возвращаюсь к простой, годами (десятилетиями) проверенной схеме регулируемого блока питания. Как говорится: новое — это хорошо забытое старое. Вот основные преимущества данной схемы:
  — не содержит дорогих и труднодобываемых деталей;
  — прост в сборке и настройке;
  — нижний предел напряжения составляет всего 0,05 вольта;
  — широкий диапазон выходных напряжений;
  — двухдиапазонная защита по току, на 0,05 и 1А;
  — высокая стабильность работы.

   Трансформатор питания должен обеспечивать напряжение на 3В больше, чем требуемое максимальное на выходе. То есть если блок питания регулируется в пределах до 20В, то с трансфолрматора надо получить хотя-бы 23В. Диодный мост выбираем исходя из максимального тока, ограниченного защитой. При токе до 1А ставим обычный советский мост КЦ402. Конденсатор фильтра 4700мкф, этой ёмкости вполне достаточно, чтоб даже самая чувствительная к наводкам по питанию и помехам схема не давала фон. Этому способствует и неплохой компенсационный стабилизатор с коэфициентом подавления пульсаций больше 1000.

   На фото показан регулируемый блок питания, который верой и правдой служит уже 10 лет! Собирался как временный, но работа его так понравилась, что пользуюсь им до сих пор. Сам БП и простой, но сколько сложных девайсов удалось с его помощью починить и запустить.

   По схеме почти все транзисторы германиевые, но когда будете заменять их на современные кремниевые учтите, что нижний МП37 должен быть именно таким — германиевым, структуры н-п-н: МП36, МП37, МП38.

   Токоограничительный узел собран на транзисторе, который следит за падением напряжения на резисторе. Здесь можно более подробно почитать про расчёт данного резистора, а так-же резисторов шунта стрелочных индикаторов. Нижний предел напряжения всего 0,05 вольт, что не по зубам даже многим более сложным схемам БП. Максимум выходного напряжения при регулировке, определяется стабилитроном Д814. Он выбирается на половину выходного напряжения. Так если надо на выходе иметь 0-25В, ставьте стабилитрон на 13В, например Д814Д.

   Стрелочные индикаторы показывают напряжение и ток. О методе расчёта шунта для них написано тут. Корпус для регулируемого блока питания желательно сделать металлический — так он будет экранировать плату блока питания и трансформатор, чтоб они не создавали наводок чувствительным настраиваемым схемам.

   Форум по блокам питания

   Обсудить статью РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

radioskot.ru