Материал: Техническое обслуживание блоков питания - Курсовая работа


Принципы работы блоков питания

Как было сказано выше, главное назначение блоков питания – преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера.

Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +5 и +12 В, а в некоторых системах и в +3,3 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) -- +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы.

Рисунок 1. Содержимое блока питания.

 

Блок питания расположен в верхней части системного блока и крепится к нему с помощь четырех винтов. Все блоки питания имеют вентиляционные отверстия, а большинство, собственный вентилятор. Источник питания, кроме того, имеет свой сетевой фильтр и переключатель напряжения, который находится на задней поверхности блока питания. Для подачи напряжения к различным компонентам компьютера от блока питания предназначены несколько кабелей с колодками на четыре провода для функционирования оптический накопителей, накопителей на гибких дисках и других, а также разъем АТХ с 20 контактами для питания материнской платы. Некоторые блоки питания для определения скорости вращения вентилятора, находящегося в блоке питания, имеют дополнительный желтый кабель с тремя проводами и трехконтактной колодкой FAN для подключения к материнской плате.

Блок питания имеет две стороны, откуда выводятся провода. На задней части системного блока находятся два разъема: для электрошнура, другой конец которого подключается в сеть, и разъем, через который подключается электропитание к дисплею. При этом электропитание на дисплей подается при включении компьютера, то есть одновременно с включением компьютера включается и монитор. Однако последние виды дисплеев комплектуются проводами, которые непосредственно подключаются в сеть. Это сделано для того, чтобы снизить нагрузку на блок питания. Итак, данный разъем в современных компьютерах практически не используется.

Рисунок 2. Расположение блока питания.

 

С другой стороны блока питания, которая входит внутрь системного блока, находятся два отверстия для проводов. Один провод присоединен к кнопке включения компьютера, находящейся на передней панели системного блока. Из второго отверстия тянутся провода разных цветов. При этом цвета означают следующее: красный (+5 вольт), желтый (+12 вольт), синий (-12 вольт), черный – корпус, белый (-5 вольт). А оранжевый передает сигнал Power-Good, который посылается материнской плате после самотестирования блока питания, при включении компьютера.

Важной частью блоков питания является вентилятор, который охлаждает не только блок питания, но и устройства внутри системного блока. Вентиляторы бывают двух видов: с постоянной скоростью вращения и терморегулируемые вентиляторы. Терморегулируемый вентилятор включается, когда температура окружающего его воздуха поднимается выше определенной установленной границы. 

Для обеспечения безопасности необходимо помнить, что при подключении блока питания:

1. Нельзя включать блок питания, неподключенный к устройствам, так как он может быть под нагрузкой. То есть он должен быть подключен не менее чем к двум устройствам, иначе может выйти из строя.

2. Установить на переключателе напряжения – 115 или 230 вольт. У нас в стране чаще используется 220 вольт, хотя очень редко может встретиться 127 вольт.

3. Допустимо, если ноль и заземление сетевого фильтра совпадают, иначе на системном корпусе будет напряжение около 110 вольт, что опасно для человека, если он одной рукой коснется батареи центрального отопления, а другой – корпуса компьютера.

4. Если подключаемое к компьютеру устройство присоединено к разным фазам по сравнению с компьютером, то может произойти пробой и электронные схемы выйдут из строя, особенно при использовании параллельного порта.

Поэтому подключение лучше выполнять при отключенном компьютере.

Как было сказано выше современный блок питания – импульсный блок. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение используется для питания генератора, с помощью которого оно преобразуется в прямоугольные импульсы с частотой от 10 килогерц до 1 мегагерца, подаваемые на трансформатор. В таких блоках питания могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты питающего напряжения уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.

Одна из выходных обмоток трансформатора используется для управления генератором. В зависимости от напряжения на ней (например, при изменении тока нагрузки) изменяется частота или скважность импульсов на выходе генератора. Таким образом, с помощью этой обратной связи блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.

Достоинства импульсных блоков питания:

Небольшой вес;

Высокий КПД (коэффициент полезного действия);

Невысокая общая стоимость;

Повышенная пиковая мощность при сравнимых габаритах;

Широкий диапазон питающего напряжения;

Короткое замыкание на выходе не выводит БП из строя.

Недостатки импульсных блоков питания:

Сложность конструкции;

Высокие требования к качеству компонентов;

Работа основной части схемы без гальванической развязки от сети;

Невозможность работы без нагрузки.

Импульсные блоки питания могут создавать высокочастотные помехи в сети.

Низкая надёжность.

Таким образом, исходя из выше сказанного, было рассмотрено строение и предназначение основных наиболее важных устройств блока питания, а также некоторые характеристики и принципы работы самого блока питания.