Sv1ca-4.ru

Строй журнал
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Блоки питания для компьютеров без выключателя

СОБЕРИ САМ

Кнопка включения питания

Существует три основных типа кнопки Power, применявшихся в ПК. Вот как их можно определить:

  • Кнопка на передней панели корпуса, контролирующаяся через материнскую плату (БП стандарта ATX и более современные).
  • Кнопка питания на передней панели, связанная с сетью переменного тока (устаревшие БП AT/LPX).
  • Встроенная в блок питания кнопка, подключенная к сети переменного тока (устаревшие БП PC/XT/AT).

Форм-фактор ATX и более новые версии

Все блоки питания стандарта ATX, либо более поздних версий, используют 20- либо 24-жильные разъёмы для питания материнской платы, посредством которых обеспечивается сигнал PS_ON, который отвечает за включение питания. Данный дизайн предполагает, что питание подводится к материнской плате в standby-режиме, когда компьютер выключен, но кабель питания подключён к сети. Сигнал PS_ON поступает от блока питания к материнской плате через низковольтное соединение с постоянным током, связанное с клавишей Power на передней панели корпуса. В результате, вынесенный на переднюю панель переключатель физически не управляет доступом к сети переменного тока, как это встречается в блоках питания старых стандартов. Вместо этого блок питания работает или отключается в зависимости от статуса сигнала PS_ON, который проходит через основной разъём питания материнской платы. Иногда такой подход называют soft-режимом включения питания (soft-off switch), так как именно так называется данный режим в спецификации ACPI (Advanced Configuration Power Interface), предполагающей прохождение standby-сигнала через материнскую плату на выключенной системе.

Сигналом PS_ON можно управлять либо физически — нажимая кнопку Power на передней панели — либо электронным образом через соответствующие режимы, которые можно включить в BIOS материнской платы. PS_ON — активный низковольтный сигнал, который предполагает, что через коннекторы на блоке питания ток не поступает на материнскую плату (компьютер выключен), когда сигнал PS_ON имеет высокий уровень (равен или превышает 2.0 В).

Это исключает ток +5 VSB (Standby) по проводу pin 9 основного разъёма питания ATX, который поступает всякий раз, когда блок питания подсоединён к сети переменного тока. Блок питания поддерживает сигнал PS_ON на уровне +3.3 В либо +5 В. Данный ток поступает через цепь на материнской плате к кнопке Power на передней панели корпуса. Когда блок питания обнаруживает, что сигнал PS_ON падает до 0,8 В или более низкого напряжения, блок питания и сам компьютер включаются. Таким образом, вынесенная на переднюю панель кнопка Power в системах ATX или более поздних версий управляет лишь низковольтным постоянным током +5 В, что и отличает данные системы от более старых версий, наподобие AT/LPX, где кнопка питания отвечала непосредственно за подключение БП к сети переменного тока.

Ныне использующаяся кнопка включения питания на системах ATX обычно обеспечивает моментальное включение, будучи подключённой к материнской плате через тонкий двухжильный провод. При нажатии на кнопку Power заземляется проходящий через провод ток PS_ON, поступающий от основного 20/24-контактного разъёма на материнской плате, что служит сигналом для включения блока питания и системы.

Внимание! В системах ATX постоянный ток +5 VSB, поступающий через провод pin 9 на основном разъёме питания, всегда получает питание от БП, если блок питания подключён к сети переменного тока, в том числе когда компьютер выключен. В результате, ещё более важно отключать компьютер от сети, прежде чем приступать к работе по замене тех или иных компонентов ПК, чем при работе с более старыми системами, когда это может быть не столь принципиально.

Кнопка включения на системах ATX и более поздних версий, таким образом, может лишь вывести систему в режим «soft-off», при котором система выключена, но продолжает получать сигнал standby. Некоторые блоки питания ATX оснащены тумблером подключения к сети переменного тока, который находится непосредственно на блоке питания (на задней панели) и позволяет полностью отключить БП от сети. В этом случае, если тумблер установлен в положение OFF, система вообще не получает никакого тока точно так же, как если бы кабель питания был отключён от сети.

Кнопка Power на системах ATX устроена таким образом, что материнская плата управляет статусом блока питания . Если система обладает полной поддержкой ACPI, как только вы нажимаете кнопку питания, материнская плата сообщает операционной системе команду корректно завершить работу системы, прежде чем компьютер действительно будет выключен. Однако, если система не отвечает на ваши действия или работает неправильно, вы можете отказаться от цикла завершения работы системы, удерживая кнопку Power в течении четырёх секунд. В этом случае система будет отключена принудительно.

Кнопки питания в системах PC/XT/AT и LPX

Старые блоки питания были напрямую подсоединёны к сети переменного тока. Конструкция была проста, но поскольку блок питания устанавливался справа в задней части корпуса, вам требовалось тянуться, чтобы нажать кнопку включения. Кроме того, подключение к сети напрямую означало, что вы не можете удалённо управлять процессом включения компьютера без использования специальных приспособлений.

Начиная с конца 1980х, в системах с блоками питания LPX начала использоваться кнопка включения, вынесенная на переднюю панель. Эта кнопка по-прежнему отвечала за прямое подключение к сети переменного тока, единственная разница была в том, что она теперь была установлена не на самом блоке питания, а, как правило, находилась на передней панели. Кнопка подсоединялась к блоку питания через 4-контактный провод и разъём на одном из концов провода, выполненный в форме штырька, подключался непосредственно к соответствующему разъёму на блоке питания LPX. Кабель от блока питания до кнопки включения состоял из четырёх проводов, имеющих цветовую маркировку. Кроме того, иногда добавлялся пятый провод для заземления. Кабель, как правило, поставлялся уже вместе с кнопкой включения и имел хорошую изоляцию, чтобы предотвратить удар током.

Такой подход решил проблему с эргономикой: чтобы включить компьютер, вам теперь не требовалось тянуться. Но кнопка включения обеспечивала включение/выключение компьютера механическим способом и не предполагала автоматическое управление питанием компьютера без использования специального оборудования. Кроме того, поскольку высокое напряжение из сети переменного тока подводилось к кнопке по кабелю, проходящему через весь корпус, это приводило к возникновению потенциально опасной ситуации. Некоторые из проводов в любой момент времени были под напряжением, что создавала опасность для пользователя, который мог производить замену комплектующих на выключенном компьютере.

Внимание! Как минимум, два провода в кабеле, связывающем кнопку включения с блоком питания AT/LPX, постоянно находились под напряжением 120/240 В. Вы можете получить удар током, если дотронетесь до оголённых окончаний кабеля, подключённого к БП, даже если система выключена! По этой причине необходимо всегда отключать компьютер от сети, если вы подключаете или отсоединяете провод, который связывает кнопку Power с блоком питания.

Четыре или пять проводов кабеля имели следующие цветовые маркеры:

  • Коричневый и синий — провода с такой маркировкой всегда находились под высоким напряжением, даже если компьютер был выключен.
  • Чёрный и белый — эти провода пропускают переменный ток, когда кнопка Power нажата и блок питания работает.
  • Зелёный либо зелёный с жёлтой полосой — обеспечивают линию заземления. Они должны быть подсоединены к корпусу и отвечают за заземление БП.

На самой кнопке включения клеммы для проводов также обычно имеют цветовую кодировку. В ином случае вы обнаружите, что большинство кнопок имеют по две клеммы, направленные параллельно друг другу, а две расположены под углом. Если клеммы не имеют цветовой маркировки, то синий и коричневый провода подсоединяются к параллельным клеммам, а чёрный и белый — к клеммам, которые расположены под углом друг к другу. Если ни одна из клемм не расположена под углом, удостоверьтесь, что коричневый и синий провода подсоединены к наиболее близко расположенным клеммам на одной стороне тумблера, а чёрный и белый провода — к наиболее близко расположенным клеммам на другой стороне, как показано на следующим рисунке:

Внимание! Хотя данная цветовая кодировка и параллельное/угловое расположение клемм встречается на большинстве БП, она не является универсальной на 100%. Существуют блоки питания, в которых не используется подобная схема маркировки проводов и клемм. Можно с уверенностью сказать лишь то, что два провода будут находиться под опасным для жизни напряжением всё время, когда блок питания подключён к сети переменного тока. Независимо от того, что вы делаете, отсоедините кабель питания от сети, прежде чем приступать к манипуляциям с кнопкой питания. Убедитесь, что оголённые провода были закрыты с помощью изоляционной ленты, чтобы исключить любой контакт с ними при дальнейших манипуляциях внутри корпуса ПК.

Про блоки питания

Что же должен делать блок питания компьютера? Очевидный ответ — питать все компоненты необходимыми напряжениями, преобразовывая 220 переменных вольт (в идеальном случае, в реальности бывает по-разному) в розетке в разные постоянные напряжения. Менее очевидный ответ — защищать компьютер от разных сюрпризов, к сожалению, не редких в наших электросетях. Совсем не очевидный ответ — участвовать в охлаждении компьютера, так как большой вентилятор блока питания играет свою роль в обеспечении нормальной циркуляции воздуха в корпусе.

Давайте по порядку. Какие именно напряжения нужны компьютеру? Стандарт ATX говорит нам, что блок питания должен обеспечивать выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт, а также +5 Вольт дежурного режима (англ. standby). Стоит учитывать, что напряжения –5 и –12 Вольт являются «наследием прошлого» и часто не реализуются в современных БП. Как распределяются остальные напряжения в компьютере?

Большая часть напряжений (±5, ±12, +3,3 В) используется материнской платой. Наиболее мощные потребители (процессор, видеокарта, чипсет) питаются через вторичные преобразователи напряжения, которые размещаются на материнской плате и видеокарте.

Для жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов используются только напряжения +5 и +12 В. Помимо прочих плюсов, разделение питания на +5 и +12 В позволяет оптимизировать потери энергии на преобразователе блока питания.

Напряжение +3,3 В в БП часто формируется из +5 В, поэтому ограничение мощности на ±5 и +3,3 В — общее.

Прежде чем разбираться как все это работает в современных компьютерах, стоит сначала разобраться с «историей»: как работали блоки питания раньше?

Схема трансформаторного блока питания очень простая. Сначала напряжение понижается с помощью трансформатора, потом выпрямляется с помощью диодного моста, и наконец, пульсации сглаживаются фильтром (в приведенной выше схеме в его роли выступает конденсатор). Обычно, в реальности фильтр строится по более сложной схеме, мы не будем углубляться в эту сторону. К достоинствам трансформаторных блоков питания можно отнести простоту, надежность и отсутствие помех. Но, к сожалению, недостатки их перевешивают достоинства: большой вес, габариты и металлоемкость (размеры трансформатора очень сильно зависят от мощности), падение КПД (особенно при использовании продвинутых схем фильтрации), плохая устойчивость к изменению напряжения в сети. Как вы понимаете, с учетом последнего недостатка, использование таких блоков питания в компьютерах — просто невозможно.

На помощь приходят импульсные блоки питания.

В таких блоках питания напряжение сети сначала выпрямляется, потом это постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и заданной скважности, которые подаются либо на трансформатор (если используется гальваническая развязка), либо сразу на выходной фильтр низкой частоты. За счет использования тока высокой частоты, трансформатор можно делать заметно меньше, чем для обычного переменного тока 50 герц, кроме того, можно использовать ферритовый сердечник, а не трансформаторную сталь.

Для борьбы с изменением напряжения в сети используется механизм обратной связи, которая в зависимости от напряжения на выходе изменяет скважность входных сигналов, изменяя напряжение.

Достоинства импульсных блоков питания фактически строятся на инверсии недостатков трансформаторных. Они компактные и не тяжелые, они дешевле трансформаторных, их КПД заметно выше, лучше приспособлены к изменению напряжения в сети (вплоть до того, что есть ИБП работающие и от 110, и от 220 Вольт), позволяют реализовывать эффективные схемы защиты оборудования (про это ниже). Разумеется, не обошлось и без недостатков. Так как основная часть схемы работает от сети без гальванической развязки — ремонт таких блоков является занятием рисковым. Кроме того, такие блоки питания создают очень сильные высокочастотные помехи, что делает практически невозможным их использование, например, в аудиотехнике. Также такие блоки питания часто критичны к «недогрузке», то есть когда мощность нагрузки ниже минимальной, характеристики выходных напряжений могут отличаться от номинальных.

Какую же защиту могут обеспечить современные БП? Обычно разные виды защиты обозначаются такими аббревиатурами.

  • NLO — No-Load Operation, защита при работе в режиме «без нагрузки»
  • OVP — Over-Voltage Protection, защита от перенапряжения
  • UVP — Under-Voltage Protection, защита от пониженного напряжения
  • OLP/OPP — Overload Protection, защита от перегрузки
  • OTP — Overheating Protection, защита от перегрева
  • SCP — Short-Circuit Protection, защита от короткого замыкания
  • OCP — Over-Current Protection, защита от повышенного тока

Импульсные блоки питания позволяют сэкономить на очень многих деталях и узлах, без которых он продолжит работать, но первая же проблема с нагрузкой или входным напряжением приведет к фейерверку, не слабей тех, что запускаются каждый Новый год, а дальше в ход вступает лотерея — какие из узлов компьютера унесет за собой в могилу дешевый блок питания, и не станет ли он причиной пожара. На самом деле, блок питания, пожалуй, тот узел компьютера, на котором экономить стоит меньше всего, но про это чаще всего забывают.

Вооруженные этими теоретическими знаниями, перейдем к рассмотрению героя нашего сегодняшнего обзора.

Запускаем блок питания без компьютера

Чтобы обойти схему с задействованием материнской платы, нам понадобится какая-нибудь металлическая скрепка или небольшой проводок с зачищенными концами. Может пригодится даже обычный технический пинцет.

  • Возьмите основной коннектор БП, который подключается к материнке (обычно это коннектор АТХ с 24 контактами, редко с 20);
  • Подключите один конец проводка (скобки) к 4 контакту (обычно к нему подключён зелёный провод от БП), а другой к 5 контакту (чёрный провод).

Зелёный контакт в схеме обычно изображается как «PS-ON» («Power Supply ON» – включение БП), а чёрный как «COM» («Common» — общий) или GND («Ground» — заземление);

  • Блок питания должен включиться, а его кулер – заработать.

Некоторые умельцы вместо такого проводка подключают полноценный переключатель.

Для правильного выбора источника бесперебойного питания, идеально подходящим для сохранения работоспособности компа, надо учесть некоторые характеристики устройства.

По мощности

Важная характеристика бесперебойника – мощность, от нее зависит надежность защиты от перепадов напряжения и срок службы:

  1. Полная мощность измеряется в ВА, характеризует максимальную величину мощности, которую можно подключить к бесперебойнику.
  2. Активная мощность измеряется в Вт – это максимальная мощность подключенных к ИБП устройств. Мощность бесперебойника должна быть больше на 20-30%.

Считаем суммарную активную мощность оборудования, которое планируем подключить к источнику бесперебойного питания, добавляем к этому числу тридцать процентов и определяем мощность ИБП. Например, мощность домашнего ПК 420 Вт и мощность монитора 45 Вт – суммарная 465 Вт, значит, потребуется ИБП с мощностью не менее 600 Вт.

Рекомендованные величины полных мощностей ИБП:

  • 500 – 700 ВА для домашних и офисных ПК;
  • 700 – 1000 ВА для рабочих станций и игровых ПК;
  • 1000 ВА и выше для серверов.

По длительности работы в автономном режиме

Точное время автономной работы определить сложно, поэтому производитель указывает время работы при полной загрузке ИБП – 3-15 минут, хотя ИБП для сервера могут работать несколько часов.

Для домашнего компьютера достаточно десяти минут, чтобы закончить работы и выключить устройство.

Устройства с ПО

Существуют модели ИБП с программным обеспечением, которое может контролировать работу устройства и отдавать команды на выполнение тех или иных действий. При возникновении нештатной ситуации в ваше отсутствие, бесперебойник самостоятельно закроет открытые программы и выключит компьютер.

Внимание! При покупке модели с ПО следует убедиться, что он совместим с операционной системой вашего персонального компьютера и имеет возможность подключения через USB или Ethernet.

По количеству разъемов

ИБП выпускаются с разным количеством и типом гнезд: есть разъемы, защищенные от отключения электричества и разъемы, защищенные только от перепадов напряжения, а также с розетками RJ-45 для защиты телефонной сети и USB-разъемами.

Для подключения стационарного компа и монитора потребуется ИБП как минимум с двумя розетками с защитой от отключения напряжения.

С возможностью замены батареи

Срок службы аккумуляторных батарей не превышает пяти лет, замена батарей позволит сэкономить на покупке нового бесперебойника – стоит выбрать модель с заменяемыми аккумуляторами.

Как поднять 12В линию до 13.5В

Теория говорит, а практика безукоризненно подтверждает, что нагрузив 5В линию посредством низкоомного резистора приличной мощности, происходит увеличение напряжения на линии 12В. 13.

5В по линии 12В возникают лишь тогда, когда между земляным проводом и линией 5В имеется сборка из 5 последовательно соединенных 22Ом резисторов, суммарная мощность которых равняется 50Вт.

Если у вас не найдется подобных резисторов, то вполне реально нагрузить канал 5В с помощью сборки из последовательно включенных лампочек соответствующего мощностного номинала.

Блока питания стандарта ATX

АТХ блок питания в компьютере сейчас можно встретить наиболее часто. Так как они доминанты на рынке, скорее всего в вашем системном блоке стоит именно такой.

Вот так выглядит структурная схема компьютерных блоков питания типа АТХ.

  1. Сетевого фильтра. В него поступает электричество из розетки.
  2. Двухпозиционный выключатель. Это — кнопка, находящаяся сзади, она отвечает за запуск блока. Присутствует не всегда.
  3. Выпрямитель. Это — диодный мост, который преобразует переменное напряжение в постоянное.
  4. Высоковольтный фильтр. Набор силовых конденсаторов, гасящих остаточные импульсы.
  5. Ключ. Размыкает и замыкает цепь.
  6. Трансформатор. Он понижает напряжение до необходимых 12 и 5 вольт. Вот так выглядит распиновка штекера АТХ блока питания от компьютера.

Отдельно стоит знать о распиновке. Цветами обозначаются электрические линии (3,3, 5 и 12 вольт). Если необходимо запустить блок питания компьютера без материнской платы, можно воспользоваться перемычкой. Если замкнуть любой зеленый (PS ON) и черным (СОМ), БП запустится самостоятельно. Нужна лишь дополнительная нагрузка — в виде дисковода.

Для примера, вот принципиальная схема бп для компьютера на 350w.

Блоки питания ноутбуков

  1. Сначала поступает сетевое напряжение.
  2. Входит в трансформатор, который понижает его до 12 вольт (иногда до 18). На схеме изображен понижающий Tr на 28 микрогенри.
  3. После идет блок конденсаторов. Они выпрямляют напряжение, глушит импульсы и помехи.
  4. Далее идет диодный мост, преобразующий переменное напряжение и постоянное.
  5. Перед выходом установлен фильтр, гасящий последние помехи и искажения.

Какие контакты нужно замкнуть для запуска блока питания

Чтобы запустить блок питания без компьютера, надо сымитировать сигнал Power_ON с материнской платы. Для этого в разъеме источника предусмотрен проводник в изоляции зеленого цвета. В дежурном режиме на нем присутствует напряжение +5 вольт (подтягивается резистором от шины дежурного напряжения). Для запуска этот провод на матплате соединяется с земляной шиной (0 вольт). Чтобы включить компьютерный БП без материнской платы, этот сигнал и надо воспроизвести, замкнув проводник в зеленой изоляции на ноль. Это удобно сделать прямо на разъеме – в нем есть несколько земляных проводов (черного цвета). Проще всего использовать соседний. Для этого подойдет канцелярская скрепка, кусочек провода, вывод неисправного электронного элемента и т.п.

Если принудительный пуск пройдет удачно, это будет понятно и без замеров напряжения. Кулер БП питается от одного из выходных напряжений (как правило, +12 вольт) и по звуку запустившегося вентилятора все станет понятно.

Визуальный осмотр

Здесь уже не нужно задумываться над тем, как включить блок питания без материнской платы – в этом просто нет необходимости. Однако снять устройство с системника все же придется. Для этого раскручивается крепление боковой панели (она убирается в сторону, открывая доступ внутрь компьютера). Затем остается открутить болты, удерживающие само устройство.

После того как блок питания снят, нужно открутить винты уже на его крышке и снять ее. Теперь следует внимательным взором провести визуальный осмотр внутренней части, особенно заостряя внимание на конденсаторах. На их поверхности можно заметить крестообразный «разрез», что обусловлено конструктивной необходимостью. Если она ровная, значит эти элементы в порядке.

Вздувшиеся радиодетали (это легко определить по расходившимся «разрезам») уже отработали свой срок и нуждаются в замене. Их следует выпаять из схемы, а вместо них установить новые радиодетали того же номинала. Эту работу способен проделать любой пользователь, который умеет держать в руках паяльник.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Фиат дукато где находится выключатель заднего хода
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector