Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера
Современные компьютеры используют блоки питания стандарта ATX. Ранее применялись менее функциональные модели формата AT, в которых отсутствовала возможность дистанционного запуска и некоторые современные электронные решения. Введение стандарта ATX было связано с развитием материнских плат и потребностью в их модернизации. С 2001 года этот стандарт стал общепринятым.
Рассмотрим устройство типового блока питания ATX.
Основные компоненты внутри блока питания
На приведённой ниже иллюстрации показаны ключевые элементы конструкции. Далее мы кратко опишем их назначение.
Для лучшего понимания дальнейшего материала ознакомьтесь со структурной схемой устройства.
Ниже представлена принципиальная электрическая схема, разбитая на функциональные блоки.
На входе расположен фильтр электромагнитных помех (ЭМП), состоящий из дросселя и конденсаторов (блок 1). В бюджетных моделях он может отсутствовать. Его задача — подавлять шумы, возникающие при работе импульсного преобразователя.
Импульсные источники питания могут негативно влиять на параметры питающей сети, создавая паразитные гармоники. Это влияет на работу радиоустройств. Поэтому наличие фильтра крайне желательно, хотя производители недорогих решений часто им пренебрегают.
Далее сетевое напряжение проходит через предохранитель и терморезистор NTC, который обеспечивает плавную зарядку фильтрующих конденсаторов. После диодного моста установлен сглаживающий фильтр — обычно это пара больших электролитических конденсаторов. Будьте осторожны: на них может быть высокое напряжение даже после отключения от сети. Перед работой с платой рекомендуется их разрядить.
За фильтром следует основная схема импульсного преобразователя. Она сложна по конструкции, но лишних деталей в ней нет. Первым включается источник дежурного напряжения (блок 2), работающий по автогенераторной схеме или на ШИМ-контроллере. Обычно это однотактный преобразователь на одном транзисторе, с линейным стабилизатором на выходе.
Пример типовой схемы с ШИМ-контроллером:
Вот увеличенная версия одного из каскадов. Транзистор работает в автогенераторной схеме, частота которой зависит от трансформатора и конденсаторов в цепи. Выходное напряжение регулируется стабилитроном, который служит пороговым элементом обратной связи. Дополнительно напряжение стабилизируется до уровня 5В с помощью L7805.
Дежурное питание необходимо для формирования сигнала PS_ON и питания ШИМ-контроллера (блок 3). Многие блоки выполнены на микросхеме TL494 или её аналогах. Она управляет силовыми транзисторами (блок 4), обеспечивает стабилизацию напряжения и защиту от КЗ. Это одна из самых популярных ИС в импульсных источниках питания.
В приведённом примере силовые транзисторы (2SC4242) управляются через «раскачку» на двух ключах (2SC945) и трансформаторе. Такая схема позволяет получить достаточный ток для управления биполярными транзисторами.
Выходной каскад состоит из выпрямителей, фильтров, дросселей и сглаживающих конденсаторов. Блок питания выдает несколько напряжений: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В, необходимых для питания различных компонентов ПК. Также через него запитывается вентилятор охлаждения.
Диодные сборки Шоттки обеспечивают быстрое выпрямление с малым падением напряжения.
Дополнительные возможности
Более продвинутые модели имеют плату регулировки оборотов вентилятора. Она изменяет скорость вращения в зависимости от температуры, что делает работу более тихой при низкой нагрузке.
В бюджетных моделях кулер подключен напрямую к 12В и работает постоянно, что повышает уровень шума и износ.
Если ваш блок питания имеет запас мощности, можно перепаять кулер на 5В или 7В, подключив между проводами +12В и +5В. Однако такой метод не рекомендуется при полной нагрузке.
Топовые модели оснащены активным корректором коэффициента мощности. Он снижает влияние блока питания на электросеть, сохраняя форму напряжения на входе.
Проверка работоспособности
Блок питания подключается к материнской плате через стандартный разъём (обычно 20–24 контакта). Также есть провода для подключения SATA-устройств, процессора, видеокарты и других компонентов.
Красный — 5В, Жёлтый — 12В, Оранжевый — 3.3В, Зелёный — сигнал PS_ON, Фиолетовый — 5В дежурного питания.
Перед запуском рекомендуется проверить напряжения под нагрузкой. Для этого можно использовать резисторы, автомобильные лампы или светодиодные ленты.
Запуск блока питания без компьютера
Для запуска достаточно замкнуть зелёный провод (PS_ON) на любой черный (GND). Это можно сделать скрепкой, кнопкой или тумблером.
Заключение
Блоки питания ATX отлично подходят для самодельных проектов и лабораторных источников питания. Они мощные, доступные и легко переделываются под нужды пользователя. При ремонте не забывайте о правилах электробезопасности и используйте лампочку в качестве защиты.