Блок питания — "сердце" электроснабжения компонентов компьютера. Он преобразует входящее переменное напряжение в постоянный ток напряжением +3,3 В, +5 В, +12 В.
1. Блок питания компьютера, его разъёмы и напряжения
2. Расчёт мощности
3. Основные характеристики блоков питания
Блок питания компьютера, его разъёмы и напряжения
Компоненты компьютера используют следующие напряжения:
+3,3В — Материнская плата, модули памяти, платы PCI, AGP, PCI-E, контроллеры
+5В — Дисковые накопители, приводы, PCI, AGP, ISA
+12В — Приводы, карты AGP, PCI-E
Как видно одни и те же компоненты могут использовать разные напряжения.
Функция PS_ON позволяет выключить и включить блок питания программно. Эта функция выключает блок питания когда операционная система завершит свою работу.
Сигнал Power_Good. При включении компьютера блок питания проводит самотестирование. И если выходные напряжения питания в норме он посылает сигнал на материнскую плату в чип управления питанием процессора. Если он не получит такой сигнал, система не запустится.
Бывает так что на блоке питания не хватает необходимых разъёмов. Выйти из положения можно, применяя различные переходники и разветвители:
Расчёт мощности
Мощности на выходе по каждой линии обычно написаны на наклейке блока питания и расчитываются по формуле:
Ватты (Вт) = Вольты (В) х Амперы (А)
Тем самым сложив все мощности по каждой линии получим общую мощность блока питания.
Однако, часто выходная мощность не соответствует заявленной. Лучше брать немного более мощный блок, чтобы компенсировать возможную нехватку мощности.
Предпочтение думаю лучше отдавать проверенным брендам, однако не факт что блок будет качественным. Проверить можно только одним способом — вскрыть его. Должны быть массивные радиаторы, входные конденсаторы большой ёмкости, качественный трансформатор, должны быть распаяны все детали
Основные характеристики блоков питания
Блоки питания не могут работать без нагрузки. При его проверки, к нему необходимо подключить что-нибудь. Иначе он может сгореть или, при наличии защиты, он отключится.
Запустить его можно закорачиванием двух проводков на основном разъёме ATX, зелёного и любого чёрного.
Добавлено: 5.5.2015 • 
: 31925
Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня мы с вами займемся сугубо практическим делом. Если вы интересуетесь «железом» компьютера, то хорошо закрепить теоретические знания практикой, правильно?
Допустим, вы купили новый блок питания для компьютера. Или вы хотите заменить сгоревший блок другим, бывшим в употреблении.
Можно поставить его сразу (и сыграть в лотерею), но лучше перед установкой проверить. Вы же хотите узнать, как это сделать, не так ли?
Источник дежурного напряжения
Сначала немного теории. Куда же без нее!
Компьютерный блок питания содержит в себе источник дежурного напряжения (+5 VSB).
Если вилка блока питания вставлена в сеть, это напряжение будет присутствовать на контакте 21 основного разъема (если разъем 24- контактный).
Этот дежурный источник питания запускает основной инвертор. К этому контакту приходит фиолетовый (чаще всего) провод.
Необходимо замерить это напряжение относительно общего провода (обычно черного цвета) цифровым мультиметром.
Оно должно находиться в пределах + 5 +-5%, т. е. быть в диапазоне от 4,75 до 5,25 В.
Если оно будет меньше, компьютер может не включиться (или будет включаться «через раз»). Если оно будет больше, компьютер может «подвисать».
Если это напряжение отсутствует, питающий блок не запустится !
Облегченная нагрузка блока питания
Если дежурное напряжение находится в норме, необходимо подключить к одному из разъемов нагрузку в виде мощных резисторов (см. фото).
К шине +5 В можно подключить резистор величиной 1 — 2 Ом, к шине +12 В ― величиной 3 ― 4 Ом.
Мощность резисторов должна быть не менее 25 Вт.
Это далеко не полная величина нагрузки. К тому же шина + 3,3 В остается вообще ненагруженной.
Но это необходимый минимум, при котором питающий блок (если он исправен) должен без «вреда для своего здоровья» запуститься.
Резисторы следует припаять к ответной части разъема, который можно взять, например, от неисправного внешнего вентилятора корпуса.
Запуск блока питания
После того как нагрузка подключена, следует замкнуть контакт PS-ON (чаще всего ― зеленого цвета) с соседним общим (обычно черного цвета) проводником.
Контакт PS-ON — четвертый слева в верхнем ряду, если ключ расположен сверху.
Замкнуть можно с помощью скрепки. Блок питания должен запуститься. При этом начнут вращаться лопасти вентилятора охлаждения.
Напоминаем, что компьютерный блок питания лучше не включать без нагрузки!
Во-первых, в нем есть цепи защиты и контроля, которые могут не разрешить основному инвертору запуститься. Во-вторых, в «облегченных» блоках эти цепи могут вообще отсутствовать. В худшем случае дешевый питающий блок может выйти из строя. Поэтому дешевые блоки питания не покупайте!
Контроль выходных напряжений
На всех разъемах появятся выходные напряжения. Следует замерить все выходные напряжения цифровым мультиметром. Они должны находиться в пределах 5% допуска:
Значение напряжения в канале + 3,3 В может оказаться выше + 3,47 В. Это связано с тем, что этот канал остается без нагрузки.
Но, если остальные напряжения в пределах нормы, то с высокой долей вероятности можно ожидать того, что и напряжение в канале + 3,3 В под нагрузкой окажется в пределах нормы.
Отметим, что допуск 5% в верхнюю сторону для напряжения + 12 В великоват.
Этим напряжением питаются шпиндели винчестеров. При напряжении + 12,6 В (верхняя граница допустимого диапазона) управляющая шпинделем микросхема-драйвер сильно перегревается и может выйти из строя. Поэтому желательно, чтобы это напряжение было поменьше — 12,2 – 12,3 В (естественно, под нагрузкой).
Следует сказать, что могут быть случаи, когда блок на этой нагрузке работает, а на реальной (которая существенно больше), напряжения «проседают».
Но так бывает сравнительно редко, это вызвано скрытыми неисправностями. Можно сделать, так сказать, «честную» нагрузку, имитирующую реальный режим работы.
Но это не так просто! Современные питающие блоки могут отдавать мощность 400 ― 600 Вт и более. Для проверки работы с переменной нагрузкой надо будет коммутировать мощные резисторы.
Необходимы мощные коммутационные элементы. Все это будет греться…
Предварительный вывод о работоспособности можно сделать и при облегченной нагрузке, и это вывод будет достоверен более чем в 90% случаев.
Несколько слов о вентиляторах
Если вентилятор блока питания, бывшего в употреблении, сильно шумит, он, скорее всего, нуждается в смазке. Или, если он сильно изношен, в замене.
Больше всего это касается небольших вентиляторов диаметром 80 мм, которые устанавливаются на заднюю стенку блока питания.
Вентилятор диаметром 120-140 мм для обеспечения необходимого воздушного потока вращается с меньшей скоростью, поэтому шумит меньше.
В заключение отметим, что качественный блок питания имеет «умную» схему управления, которая управляет оборотами вентилятора в зависимости от температуры или нагрузки. Если температура радиаторов с силовыми элементами (или нагрузка) невелика, вентилятор вращаются с минимальными оборотами.
При повышении температуры или увеличении тока нагрузки обороты вентилятора увеличиваются. Это снижает шум.
Во всех современных компьютерах используются блоки питания стандарта ATX. Ранее использовались блоки питания стандарта AT, в них не было возможности удаленного запуска компьютера и некоторых схемотехнических решений. Введение нового стандарта было связано и с выпуском новых материнских плат. Компьютерная техника стремительно развивалась и развивается, поэтому возникла необходимость улучшения и расширения материнских плат. С 2001 года и был введен этот стандарт.
Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.
Расположение элементов на плате
Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.
Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.
А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.
На входе блока питания стоит фильтр электромагнитных помех из дросселя и ёмкости (1 блок). В дешевых блоках питания его может не быть. Фильтр нужен для подавления помех в электропитающей сети возникших в результате работы импульсного источника питания.
Все импульсные блоки питания могут ухудшать параметры электропитающей сети, в ней появляются нежелательные помехи и гармоники, которые мешают работе радиопередающих устройств и прочего. Поэтому наличие входного фильтра крайне желательно, но товарищи из Китая так не считают, поэтому экономят на всём. Ниже вы видите блок питания без входного дросселя.
Дальше сетевое напряжение поступает на выпрямительный диодный мост, через предохранитель и терморезистор (NTC), последний нужен для зарядки фильтрующих конденсаторов. После диодного моста установлен еще один фильтр, обычно это пара больших электролитических конденсаторов, будьте внимательны, на их выводах присутствует большое напряжение. Даже если блок питания выключен из сети следует предварительно их разрядить резистором или лампой накаливания, прежде чем трогать руками плату.
После сглаживающего фильтра напряжение поступает на схему импульсного блока питания она сложная на первый взгляд, но в ней нет ничего лишнего. В первую очередь запитывается источник дежурного напряжения (2 блок), он может быть выполнен по автогенераторной схеме, а может быть и на ШИМ-контроллере. Обычно – схема импульсного преобразователя на одном транзисторе (однотактный преобразователь), на выходе, после трансформатора, устанавливают линейный преобразователь напряжения (КРЕНку).
Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:
Вот увеличенная версия схемы каскада из приведенного примера. Транзистор стоит в автогенераторной схеме, частота работы которой зависит от трансформатора и конденсаторов в его обвязке, выходное напряжение от номинала стабилитрона (в нашем случае 9В) который играет роль обратной связи или порогового элемента который шунтирует базу транзистора при достижении определенного напряжения. Оно дополнительно стабилизируется до уровня 5В, линейным интегральным стабилизатором последовательного типа L7805.
Дежурное напряжение нужно не только для формирования сигнала включения (PS_ON), но и для питания ШИМ-контроллера (блок 3). Компьютерные блоки пиатния ATX чаще всего построены на TL494 микросхеме или её аналогах. Этот блок отвечает за управление силовыми транзисторами (4 блок), стабилизацию напряжения (с помощью обратной связи), защиту от КЗ. Вообще 494 – это культовая микросхема используется в импульсной технике очень часто, её можно встретить и в мощных блоках питания для светодиодных лент. Вот её распиновка.
На приведенном примере силовые транзисторы (2SC4242) из 4 блока включаются через «раскачку» выполненную на двух ключах (2SC945) и трансформаторе. Ключи могут быть любыми, как и остальные элементы обвязки – это зависит от конкретной схемы и производителя. Обе пары ключей нагружены на первичные обмотки соответствующих трансформаторов. Раскачка нужна, поскольку для управления биполярными транзисторами нужен приличный ток.
Последний каскад – выходные выпрямители и фильтры, там расположены отводы от обмоток трансформаторов, диодные сборки Шоттки, дроссель групповой фильтрации и сглаживающие конденсаторы. Компьютерный блок питания выдаёт целый ряд напряжений для функционирования узлов материнской платы, питания устройств ввода-вывода, питания HDD и оптических приводов: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В. От выходной цепи запитан и охлаждающий кулер.
Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.
Дополнительные функции
Продвинутые модели компьютерных блоков питания могут дополнительно оснащаться платой контроля оборотов кулера, которая подстраивает их под соответствующую температуру, когда вы нагружаете блок питания, кулер крутится быстрее. Такие модели более комфортны в использовании, поскольку создают меньше шума при малых нагрузках.
В дешевых источниках питания кулер подключен напрямую к линии 12В и работает на полную мощность постоянно, это усиливает его износ, в результате чего шум станет еще больше.
Если ваш блок питания имеет хороший запас по мощности, а материнская плата и комплектующие довольно скромные по потреблению – можно перепаять кулер на линию 5В или 7В припаяв его между проводами +12В и +5В. Плюс кулера к желтому проводу, а минус к красному. Это снизит уровень шума, но не стоит так делать, если блок питания нагружен полностью.
Еще более дорогие модели оснащены активным корректором коэффициента мощности, как уже было сказано, он нужен для уменьшения влияния источника питания на питающую сеть. Он формирует нужные напряжения на входных каскадах ИП, при этом сохраняя изначальную форму питающего напряжения. Достаточно сложное устройство и в пределах этой статьи подробнее рассказывать о нем не имеет смысла. Ряд эпюр отображает примерный смысл использования корректора.
Проверка работоспособности
К компьютеру ИП подключается через стандартизированный разъём, он универсален в большинстве блоков, за исключением специализированных источников питания, которые могут использовать ту же клеммную колодку, но с иной распиновкой, давайте рассмотрим стандартный разъём и назначение его выводов. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода.
Кроме основного 20-24 контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода. Все их распиновки вы видите на картинке ниже.
Конструкция всех разъёмов таков, чтобы вы случайно не вставили его «вверх ногами», это приведет к выходу из строя оборудования. Главное, что стоит запомнить: красный провод – это 5В, Жёлтый – 12В, Оранжевый – 3.3В, Зеленый – PS_ON – 3. 5В, Фиолетовый – 5В, это основные которые приходится проверять до и после ремонта.
Помимо общей мощности блока питания большую роль играет мощность, а вернее ток каждой из линий, обычно они указываются на наклейке на корпусе блока. Эта информация станет очень кстати, если вы собрались запускать свой блок питания ATX без компьютера для питания других устройств.
При проверке блока желательно его отключить от материнской платы, это предотвратит превышение напряжений выше номинальных (если блок всё же не исправен). Но на холостом ходу запускать его не рекомендуют, это может привести к проблемам и поломке. Да и напряжения на холостом ходу могут быть в норме, но под нагрузкой значительно проседать.
В качественных блоках питания установлена защита, которая отключает схему при отклонении от нормальных напряжений, такие экземпляры вообще не включатся без нагрузки. Далее мы подробно рассмотрим, как включать блок питания без компьютера и какую можно повесить нагрузку.
Использование блока питания без компьютера
Если вы вставите вилку в розетку и включите тумблер на задней панели блока, напряжений на выводах не будет, но должно появиться напряжение на зеленом проводе (от 3 до 5В), и фиолетовом (5В). Это значит, что источник дежурного питания в норме, и можно пробовать запускать блок питания.
На самом деле всё достаточно просто, нужно замкнуть зеленый провод на землю (любой из черных проводов). Здесь всё зависит от того как вы будете использовать блок питания, если для проверки, то можно это сделать пинцетом или скрепкой. Если он будет включен постоянно или вы будете выключать его пол линии 220В, то скрепка, вставленная между зеленым и черным проводом рабочее решение.
Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.
Чтобы напряжения блока питания были в норме при его проверке нужно установить нагрузочный блок, можно его сделать из набора резисторов по такой схеме. Но обратите внимание на величину резисторов, по каждому из них будет протекать большой ток, по линии 3.3 вольта порядка 5 Ампер, по линии 5 вольт – 3 Ампера, по линии 12В – 0.8 Ампер, а это от 10 до 15Вт общей мощности по каждой линии.
Резисторы нужно подбирать соответствующие, но не всегда их можно найти в продаже, особенно в небольших городах, где малый выбор радиодеталей. В других вариантах схемы нагрузки, токи еще больше.
Один из вариантов исполнения подобной схемы:
Другой вариант использовать лампы накаливания или галогеновые лампы, на 12В подойдут от автомобиля их можно использовать и на линиях с 3.3 и 5В, стоит только подобрать нужные мощности. Еще лучше найти автомобильные или мотоциклетные 6В лампы накаливания и подключить несколько штук параллельно. Сейчас продаются 12В светодиодные лампы большой мощности. Для 12В линии можно использовать светодиодные ленты.
Если вы планируете использовать компьютерный блок питания, например, для питания светодиодной ленты, будет лучше, если вы немного нагрузите линии 5В и 3.3В.
Заключение
Блоки питания ATX отлично подходят для питания радиолюбительских конструкций и как источник для домашней лаборатории. Они достаточно мощные (от 250, а современные от 350Вт), при этом можно найти на вторичном рынке за копейки, также подойдут и старые модели AT, для их запуска нужно лишь замкнуть два провода, которые раньше шли на кнопку системного блока, сигнала PS_On на них нет.
Если вы собрались ремонтировать или восстанавливать подобную технику, не забывайте о правилах безопасной работы с электричеством, о том, что на плате есть сетевое напряжение и конденсаторы могут оставаться заряженными долгое время.
Включайте неизвестные блоки питания через лампочку, чтобы не повредить проводку и дорожки печатной платы. При наличии базовых знаний электроники их можно переделать в мощное зарядное для автомобильных аккумуляторов или в лабораторный блок питания. Для этого изменяют цепи обратной связи, дорабатывают источник дежурного напряжения и цепи запуска блока.
