Блок питания компьютера
Блок питания компьютера очень важная деталь! От того насколько стабильно работает БП в условиях наших ужасных электрических цепей зависит общая стабильность работы всего компьютера. Задача БП, в общем-то, довольно проста, - надо преобразовывать входное переменное напряжение 220В в несколько низковольтных, стабилизировать их и подавать в нужные цепи компьютера. Но, есть и ряд дополнительных немаловажных требований:
- обеспечивать требуемую мощность;
- удерживать выходные напряжения в установленных пределах при разных уровнях нагрузки;
- быть пожаробезопасным и электробезопасным;
- иметь низкий уровень рабочих шумов и температур.
Существует две схемы построения блоков питания: линейная и импульсная.
Линейный блок питания
Схема проста и традиционна: входное напряжение подается на первичную обмотку понижающего трансформатора; с вторичной обмотки пониженное напряжение снимается и подается на выпрямитель, а затем - на стабилизатор.
Достоинства линейного блока питания:
- простота;
- стабильность;
- быстрая реакция на изменение нагрузки.
Недостатки:
- громоздкость силового трансформатора;
- значительное тепловыделение;
- низкий КПД;
- чувствительность к качеству входного напряжения.
Импульсный блок питания
Входное переменное напряжение сети (~220V) подается непосредственно на выпрямитель импульсного блока питания.
На выходе выпрямителя получаем постоянное напряжение 300V, которое заводится в блок ключей, построенный на мощных транзисторах. Работой транзисторов управляет генератор, работающий на частоте 60 кГц.
На выходе блока ключей получаем последовательность импульсов, которые подаются на первичную обмотку силового трансформатора. На вторичной обмотке силового трансформатора формируются базовые напряжения +5V и +12V, которые подаются на блок выпрямителей и стабилизаторов.
На выходе стабилизатора-выпрямителя имеем готовые стабилизированные напряжения для питания компьютерных узлов.
Достоинства импульсного блока питания:
- высокий КПД (транзисторы практически не греются);
- слабая чувствительность к качеству входной сети;
- малые размеры и масса.
Недостатки:
- сложная электросхема;
- необходимость блока электронного управления.
Рассмотрим более подробно работу отдельных узлов импульсного блока питания.
Входной фильтр-выпрямитель
Фильтр состоит из индуктивно-емкостных цепей, которые не пропускают сетевые помехи в блок и не дают "выйти" высокочастотным помехам в обратном направлении. Выпрямитель преобразует переменное напряжение сети 220V в постоянное напряжение 300V и подает его на блок управления и блок ключей.
Блок ключей
Состоит из транзисторов, которые управляются (открываются или закрываются) генератором. В результате входное постоянное напряжение преобразуется в последовательность импульсов (отсюда и название "импульсный блок питания").
Генератор
Управляющие импульсы генератора открывают транзисторы, в результате чего на первичную обмотку силового трансформатора поступает напряжение. Запитывается генератор с блока управления. По сигналу материнской платы Power On генератор может выключаться (сигналы не будут подаваться на блок ключей, и транзисторы не будут открываться), при этом компьютер переходит в спящий режим.
Генератор работает в режиме обратной связи, получая сигналы с выходного блока выпрямителей. В зависимости от этих сигналов генератор регулирует время открытого состояния транзисторов блока управления.
Силовой трансформатор
Высокочастотные импульсы с блока ключей подаются на первичную обмотку силового трансформатора, который понижает входное напряжение и имеет две вторичных обмотки с напряжениями +5 V и + 12V. Размеры силового импульсного трансформатора в несколько раз меньше низкочастотного трансформатора аналогичной мощности.
Блок выходных выпрямителей и стабилизаторов
Переменные напряжения +5 V и + 12V подаются на входы выпрямителей, которые формируют базовые напряжения +5 V; -5 V; +12V; -12V. На базе канала +5 V формируется напряжение +3,3 V. Далее напряжения при помощи дросселя стабилизируются и фильтруются.
Блок управления
Блок управления (блок дежурного напряжения) находится всегда под напряжением. Обесточить блок можно только путем выключения сетевого выключателя на самом блоке питания, а при его отсутствии - вытаскиванием вилки сетевого шнура из розетки.
Блок управления вырабатывает дежурное напряжение +5 VSTB, подаваемое на материнскую плату и обеспечивает питание генератора, который (как уже отмечали ранее) включается сигналом Power On с материнской платы.
