- Первинні і вторинні джерела електроживлення
- Вхідний фільтр, високовольтний випрямляч і ємнісний фільтр
- Джерело чергової напруги
- Пристрій джерела чергової напруги
Наши партнеры ArtmMisto
Добрий день друзі!
А ви хотіли б дізнатися, як влаштований блок живлення комп'ютера? Зараз ми спробуємо розібратися в цьому питанні.
Для початку зазначимо, що комп'ютера , Як і будь-якого електронного пристрою, необхідне джерело електричної енергії. Згадаймо, що бувають
Первинні і вторинні джерела електроживлення
Первинні - це, зокрема, хімічні джерела струму (елементи живлення і акумулятори) і генератори електричної енергії, що знаходяться на електростанціях.
У комп'ютерах можуть застосовуватися:
- літієві елементи напругою 3 В для живлення КМОП мікросхеми, в якій зберігаються установки BIOS,
- літій-іонні акумулятори (в ноутбуках).
Літієві елементи 2032 живлять мікросхему структуру CMOS, що зберігає настройки BIOS Setup комп'ютера.
Споживання струму при цьому невелика (порядку одиниць мікроампер), тому енергії батареї вистачає на кілька років.
Після вичерпання енергії такі джерело енергії відновленню не підлягають.
На відміну від елементів літій-іонні акумулятори є поновлюваними джерелами. Вони періодично то запасають енергію, то віддають її. Відразу відзначимо, що будь-які акумулятори мають обмежену кількість циклів заряд-розряд.
Але більша частина стаціонарних комп'ютерів харчується немає від акумуляторів, а від мережі змінного напруги.
В даний час в кожному будинку є розетки зі змінним напругою 220 В (в деяких країнах 110 - 115 В) частотою 50 Герц (в деяких країнах - 60 Герц), які можна вважати первинними джерелами.
Але основні компоненти комп'ютера не можуть безпосередньо використовувати таку напругу.
Його необхідно перетворити. Виконує цю роботу джерело вторинного електроживлення (народна назва - «блок живлення») комп'ютера. В даний час майже всі блоки живлення (БП) - імпульсні. Розглянемо більш докладно, як влаштований імпульсний блок живлення.
Вхідний фільтр, високовольтний випрямляч і ємнісний фільтр
На вході імпульсного БП є вхідний фільтр. Він не пропускає перешкоди, які завжди є в електричної мережі, в блок живлення.
Перешкоди можуть виникати при комутації потужних споживачів енергії, зварюванні і т.п.
У той же час він затримує перешкоди і самого блоку, не пропускаючи їх в мережу.
Якщо бути більш точним, перешкоди в БП і з нього проходять, але досить сильно послаблюються.
Вхідний фільтр являє собою фільтр нижніх частот (ФНЧ).
Він пропускає низькі частоти (в тому числі мережеве напруга, частота якого дорівнює 50 Гц) і послаблює високі.
Відфільтроване напруга надходить на високовольтний випрямляч (ВВ). Як правило, ВВ виконаний по мостовій схемі з чотирьох напівпровідникових діодів.
Діоди можуть бути як окремими, так і змонтованими в одному корпусі. Існує й інша назва такого випрямляча - «діодний міст».
Випрямляч перетворює змінну напругу в пульсуюче, т. Е. Однієї полярності.
Грубо кажучи, діодний міст «загортає» негативну півхвилю, перетворюючи її в позитивну.
Пульсує напруга являє собою ряд полуволн позитивної полярності. На виході ВВ варто ємнісний фільтр - один або два послідовно включених електролітичних конденсатора.
Конденсатор - це буферний елемент, який може заряджатися, запасаючи енергію і розряджатися, віддаючи її.
Коли напруга на виході випрямляча нижче якоїсь величини ( «провал»), конденсатор розряджається, підтримуючи його на навантаженні. Якщо ж воно вище, конденсатор заряджається, обрізаючи піки напруги.
В курсі вищої математики доводиться, що пульсує напруга являє собою суму постійної складової і гармонік, частоти яких кратні основній частоті мережі.
Таким чином, ємнісний фільтр можна розглядати тут як фільтр нижніх частот, що виділяє постійну складову і послабляє гармоніки. У тому числі і основну гармоніку мережі - 50 Гц.
Джерело чергової напруги
У комп'ютерному блоці живлення є так званий джерело чергової напруги (+5 VSB).
Якщо вилка кабелю вставлена в мережу живлення, це напруга присутня на відповідному контакті роз'єму блоку живлення. Потужність цього джерела невелика, він здатний віддавати струм 1 - 2 А.
Саме цей малопотужний джерело і запускає набагато більш потужний інвертор. Якщо роз'єм блоку живлення вставлений в материнську плату, то частина її компонентів знаходиться під напругою + 5 VSB.
Сигнал на запуск інвертора подається з материнської плати. Причому для включення можна використовувати малопотужну кнопку.
У старіших моделях комп'ютерів встановлювалися БП старого стандарту АТ. Вони мали громіздкі вимикачі з потужними контактами, що здорожувало конструкцію. Використання нового стандарту АТХ дозволяє «будити» комп'ютер одним рухом або кліком «мишки». Або натисканням клавіші на клавіатурі. Це, звичайно, зручно.
Але при цьому треба пам'ятати, що конденсатори в джерелі чергової напруги завжди знаходяться під напругою. Електроліт в них підсихає, термін служби зменшується.
Більшість користувачів традиційно включає комп'ютер кнопкою на корпусі, маючи його через фільтр-подовжувач. Таким чином, можна рекомендувати після відключення комп'ютера виключати подачу напруги на блок живлення за допомогою вимикача фільтру.
Вибір - зручність чи надійність - за вами, шановний читачі.
Пристрій джерела чергової напруги
Джерело чергової напруги (ІДН) містить в собі малопотужний інвертор.
Цей інвертор перетворює високу постійну напругу, отриману з високовольтного фільтра, в змінне. Ця напруга знижується до необхідної величини малопотужним трансформатором.
Інвертор працює на набагато більш високій частоті, ніж частота мережі, тому розміри його трансформатора невеликі. Напруга з вторинної обмотки подається на випрямляч і низьковольтний фільтр (електролітичні конденсатори).
Напруга ІДН має перебувати в межах 4,75 - 5,25 В. Якщо воно буде менше - основний потужний інвертор може не запуститися. Якщо воно буде більше, комп'ютер може «подвисать» і давати збої.
Для підтримки стабільного напруги в ІДН часто використовується регульований стабілітрон (інакше званий джерелом опорного напруги) і зворотний зв'язок. При цьому частина вихідної напруги ІДН подається у вхідні високовольтні ланцюги.
Закінчуючи першу частину статті, відзначимо, що для гальванічної розв'язки вхідних і вихідних ланцюгів використовується оптопара.
Оптопара містить джерело і приймач випромінювання. В блоках харчування найчастіше використовується оптопара, що містить в собі світлодіод і фототранзистор.
Інвертор в ІДН зібраний найчастіше на потужному високовольтному польовому або біполярному транзисторі. Потужний транзистор відрізняється від малопотужних тим, що розсіює більшу потужність і має більші габарити.
У цьому місці зробимо паузу. У другій частині статті ми розглянемо основний інвертор і низьковольтну частина комп'ютерного блоку живлення.
З вами був Віктор Геронда.
До зустрічі на блозі!
PS Фото клікабельні, клікайте, розглядайте уважно схеми і дивуйте знайомих своєю ерудицією!
А ви хотіли б дізнатися, як влаштований блок живлення комп'ютера?
