Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Практическая электроника, Электрические приборы и устройства » Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера
Количество просмотров: 217977
Комментарии к статье: 13


Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера


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. 

Содержание статьи

Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера

Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.

Устройство компьютерного блока питания

Расположение элементов на плате

Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.

Все узлы бока питания

Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.

Упрощенная структурная схема ИБП

А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.

Принципиальная схема компьютерного блока питания

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.

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).

Однотактный и двухтактный преобразователь

Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:

Схема с ШИМ-контроллером

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.

Часть принципиальной схемы БП

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.

TL494 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.

Часть принципиальной схемы БП

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.

Часть принципиальной схемы БП

Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.

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.

Дополнительные функции БП

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.

Активный корректор коэффициента мощности
Активный корректор коэффициента мощности
Схема 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.

Распиновки разьемов БП
Разьемы блоков питания

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.

Характеристики блока питания

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.

Использование блока питания без компьютера

Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.

Установка кнопки или тумблера
Кнопка управления

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.

Нагрузочный блок

Один из вариантов исполнения подобной схемы:

Схема блока питания

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.

Алексей Бартош

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Практическая электроника, Электрические приборы и устройства

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как получить двадцать четыре вольта из компьютерного блока питания
  • Универсальный источник питания
  • Как рассчитать и выбрать блок питания для светодиодной ленты 12В
  • Блоки питания для светодиодных лент
  • Чем отличается блок питания для светодиодных ламп и электронный трансформат ...
  • Электрическая схема блока питания для гаража
  • Ремонт компьютерного блока питания своими руками
  • Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только
  • Как выбрать блок питания для светодиодов
  • Как сделать блок питания из электронного трансформатора
  • Категория: Практическая электроника, Электрические приборы и устройства

    Электрические схемы, Ремонт и диагностика, Блоки питания, Принципиальные схемы

      Комментарии:

    #1 написал: Дмитрий |

     Простите, часто слышу  - Нет  заземления в вилке питания и вас начнет бить током, мол фильтр выдает 110 и соединён через заземление скорпусом. Не могли бы вы пояснить, везде где такие фильтры, а они почти во всей технике совресенной, возникает угроза именно поражением током , или только у некоторых,при отсутствии заземления в дома, и всегда ли. Там 110?

      Комментарии:

    #2 написал: Алексей Бартош |

    Дмитрий, обратите внимание на схему, которая расположена после слов "А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки."
    В левом верхнем углу обведен красным прямоугольником блок. Там фильтрующая цепь и диодный мост посмотрите перед диодным мостом стоят два конденсатора. Посмотрите что между ними за знак. Там обозначение заземления. Т.е. Корпуса. На БП провод с колцевой клеммой зажимают под болт внутри его корпуса. Корпус металлический, БП к системному блоку прикручивается металлическими винтами, корпус системного блока тоже металлический, делайте выводы сами.
    При этом контакт заземления в розетке БП тоже соединен с этим. Таким образом формируется на корпусе формируется потенциал земли, если она есть... А если нет - он может бить током, не сильно, но может.Обычно это чувствуется если местом с более тонкой кожей прикоснуться к корпусу системого блока. Например внутренней поверхностью бедра, областью под коленом (где нога сгибается) чувствуется как щиплет. Лично у меня корпус то бьётся, то не бьётся. Заземления не, почему не знаю так. Иногда дернуть может даже когда с материнкой ковыряеьшся...


      Комментарии:

    #3 написал: Владимир |

    Спасибо за отличную информативную статью по делу. Респект.

      Комментарии:

    #4 написал: валера |

    Есть понятие заземление занулить.. Зачем на фишке питание профессора два по 12 вольт.

      Комментарии:

    #5 написал: Сомик |

    Все выходы я так понял висят на одном трансформаторе, т.е. по идее нужео нагрузить только 12в, чтобы его не перегрузить. Зачем нагружать 3.3 и 5В линии?

      Комментарии:

    #6 написал: проходя |

    Странные какие-то схемы одно- и двутактного преобразователя.

      Комментарии:

    #7 написал: Гуру |

    Сомик,

    Для того что бы защита не сработала.
    Вот вы нагрузили +12 и там присадка напряжения. Шим поднимает напряжение, что логично. Но поднимает он одновременно на всех обмотках. И получаем что нагруженная линия +12 имеет +12, а те же +5 и +3.3 уже на порядок большее напряжение и срабатывает защита по напряжению что бы ничего не сжечь. Именно для того что бы другие линии просадить и нужна нагрузка. Ну или просто отключить защиту. Но это уже на порядок сложнее и не со всеми блоками это возможно без танца с бубном.

      Комментарии:

    #8 написал: Эдуард |

    Чтобы запустить компьютерный блок питания без компьютера, вам необходимо выполнить следующие действия:

    1. Отсоедините блок питания от сети и снимите все подключения, которые могут быть связаны с компьютером.

    2. Найдите на блоке питания 24-контактный разъем ATX, который используется для подключения к материнской плате. Разъем ATX находится на задней панели блока питания.

    3. С помощью проводника замкните контакты PS_ON# (первый контакт в верхнем ряду разъема) и GND (четвертый контакт в нижнем ряду разъема).

    4. Подключите блок питания к сети.

     Блок питания начнет работать, а его вентиляторы будут вращаться. Вы можете проверить выходное напряжение блока питания с помощью мультиметра.

    Важно помнить, что запускать блок питания без подключенной нагрузки (компьютера) не рекомендуется на длительное время, так как это может привести к повреждению блока питания.

    Сомик, Вы правы, в большинстве случаев в компьютерном блоке питания все выходы напряжения происходят от одного трансформатора и выпрямительного моста, так что нагрузка на один из выходов может повлиять на другие выходы. Однако, некоторые блоки питания могут иметь отдельные регуляторы напряжения для каждой линии.

    Нагрузка на 3,3 В и 5 В линии может быть полезна в тех случаях, когда устройства, подключенные к этим линиям, требуют небольшую мощность. Например, для питания вентиляторов или светодиодных лент. Однако, если эти линии не будут использоваться, то их можно не подключать.

    Важно убедиться, что нагрузка на любой выход напряжения не превышает максимально допустимую мощность, указанную на блоке питания, чтобы избежать перегрузки и повреждения блока питания. Также необходимо соблюдать правильную полярность при подключении нагрузки.

      Комментарии:

    #9 написал: Андрей |

    Это стоило того чтобы прочитать

      Комментарии:

    #10 написал: Ольга |

    Компьютерный блок питания состоит из нескольких основных компонентов, включая входной фильтр, выпрямитель, инвертор, корректор коэффициента мощности (PFC), выходной каскад и систему управления. Чтобы запустить блок питания без компьютера, необходимо отключить его от материнской платы и подключить нагрузочный резистор к выходным клеммам блока питания. Это позволит блоку питания работать, но он не будет обеспечивать питание компонентов компьютера.

      Комментарии:

    #11 написал: Павел |

    Если вы хотите запустить блок питания без компьютера, вам нужно отключить его от материнской платы и подключить к нему нагрузку, например, лампу накаливания. Если блок питания исправен, он должен включиться и лампа должна загореться. Я так делал и все работало.

      Комментарии:

    #12 написал: Сергей |

    Очень классная статья!

      Комментарии:

    #13 написал: Михаил |

    Блок питания имеет два основных входа: сетевой кабель и сигнал от материнской платы. Сетевой кабель подключается к розетке и подает переменный ток на трансформатор, который снижает напряжение до нужного уровня. Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а фильтр сглаживает пульсации и устраняет помехи. Разъемы на блоке питания соединяются с различными компонентами компьютера, такими как жесткий диск, видеокарта, процессор и т.д. Сигнал от материнской платы нужен для того, чтобы включать и выключать блок питания по команде пользователя. Этот сигнал подается на зеленый провод разъема ATX 20+4 pin, который соединяется с материнской платой. Когда пользователь нажимает кнопку включения на корпусе компьютера, материнская плата подает на зеленый провод напряжение 5 вольт, что говорит блоку питания, что он должен работать. Когда пользователь выключает компьютер, напряжение на зеленом проводе снимается и блок питания перестает работать. Если вы хотите запустить блок питания без компьютера, например, для проверки его исправности или для использования в других целях, вам нужно подать на зеленый провод разъема ATX 20+4 pin напряжение 5 вольт. Для этого вы можете использовать любой другой провод разъема ATX 20+4 pin, который имеет напряжение 5 вольт. Обычно это черные провода (земля) или красные провода (+5 вольт). Вы должны соединить зеленый провод с одним из этих проводов при помощи зажима или скотча. После этого вы можете подключить сетевой кабель к розетке и блок питания должен начать работать. Не забудьте отключить сетевой кабель перед тем, как разъединять провода.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.