3.1 Основные технические карактериаики

Источник питания подобного типа построен по схеме импульсного преобразователя напряжения с бестрансформаторным подключением к питающей сети. Он выполняет преобразование переменного сетевого напряжения в постоянные с различными заданными номиналами и допусками. Гальваническая развязка вторичных цепей питания и питающей сети обеспечивается импульсным трансформатором преобразователя напряжения.

Электропитание цепей системного блока персонального компьютера типа АТ/ХТ осуществляется постоянными стабилизированными напряжениями с номинальными уровнями +12, +5, -12 и -5 В. Последние модификации системных плат AT компьютеров содержат элементы, требующие для питания напряжений 2-3,6 В. Эти напряжения вырабатываются интегральными стабилизаторами, установленными непосредственно на системных платах, а не сетевыми импульсными преобразователями напряжения.

Отдельные позиции технических характеристик для блоков питания AT компьютеров соответствуют параметрам, приведенным в разделе 2.1, к которому можно обращаться за более подробной информацией по основным параметрам блоков питания персональных компьютеров. В настоящем же разделе будут приведены наиболее общие пользовательские характеристики.

Каждая фирма-производитель импульсных блоков питания выпускает серию преобразователей с различной мощностью вторичных цепей. Максимальная мощность указывается в полном наименовании источника. Например, в блоке питания марки LPS-02-200M (Level power supply) цифра 200 обозначает суммарную максимальную мощность вторичных цепей питания. Типовой ряд блоков питания, их характеристики и распределение токов нагрузки для каждого номинала выходного напряжения на примере модификаций изделий LPS-02 приведен в табл. 3.1.

Номиналы и номенклатура вторичных постоянных напряжений стандартизованы. Значения выходных напряжений фиксированы и какие-либо ручные регулировки исключены. Из табл. 3.1 следует, что самыми нагруженными каналами вторичных напряжений являются выходы +5 и +12 В. Поэтому система стабилизации построена таким образом, чтобы слежение за выходными напряжениями вторичных цепей производилось по состоянию самых нагруженных каналов.

Существует зависимость распределения токовой нагрузки между вторичными напряжениями и допустимым уровнем их стабилизации. Так, например, к схеме блока питания предъявляются следующие требования: выходное напряжение +5 В должно меняться не более чем на 0,5% при колебаниях нагрузки от 25 до 100% по этому каналу и постоянной величине нагрузки по остальным каналам, поддерживаемой на уровне 25% от максимальной. При нагрузке от 50 до 100% всех вторичных каналов, кроме +5 В, величины их напряжений не должны изменяться более, чем на 0,1%, при сохранении нагрузки по каналу +5 В на уровне 25% от максимальной.

Параметры источников питания, общие для всех типов:

номинальные значения входных переменных напряжений - 115 и 220 В;

рабочий диапазон для первичных напряжений:

-для 115 В-90-135 В; -для 220 В- 180-265 В;

диапазон частот первичного питающего напряжения - 47-63 Гц;

максимальный уровень пульсаций по вторичным каналам, от номинального уровня напряжения - не более 0,1%;

общий КПД блока питания - не менее 75%;

сопротивление изоляции между входами первичной сети и общим проводом вторичных каналов - не менее 10 МОм;

уровень сигнала питание в норме - ТТЛ (активный - высокий);

задержка появления сигнала питание в норме - 100-500 мс;

минимальное время сохранения уровней выходных напряжений после выключения -20 мс;

диапазон рабочих температур - 0-50 °С.

В состав блоков питания системных модулей компьютеров включены узлы для защиты силовых элементов схемы импульсного преобразователя от короткого замыкания по всем вторичным каналам и чрезмерного неконтролируемого повышения вторичного напряжения. Механизм срабатывания электронной защиты предусматривает блокировку функционирования схемы управления и импульсного преобразователя. После включения блокировки ее действие будет продолжаться до устранения причины короткого замыкания и повторного выключения/включения блока питания. Обязательным элементом защиты в блоке питания является предохранитель, установленный по одному из входных потенциальных проводников первичной сети.

Таблица 3.1. Типовой ряд блоков питания

На корпусе каждого блока питания закреплена этикетка с указанием его конкретной модификации и краткие сведения о характеристиках источника. Как правило, маркировка дополняется сведениями о параметрах семейства преобразователей, к которому принадлежит данное изделие.

3.2. Конструкция блока питания

В состав блока питания для системного модуля персонального компьютера входят: металлический корпус, печатная плата с установленными на ней компонентами электронной схемы, вентилятор, два трехконтактных разъема для подключения к первичной питающей сети. Печатная плата и вентилятор размещены в полости корпуса. Лопасти вентилятора закрыты металлической сеткой или решеткой для предотвращения попадания предметов в.его рабочую зону. Направление воздушного потока -из внутренней полости блока питания наружу.

Компоновка электронных элементов на печатной плате обеспечивает улучшенное охлаждение силовых элементов воздушным потоком, создаваемым вентилятором. Элементы, наиболее подверженные разогреву, размещены на радиаторах. Как

правило, на одном радиаторе устанавливается несколько элементов, работающих в разных цепях блока питания. Напряжения на корпусных элект родах этих элементов также различны. Поэтом)г крепление на общем радиаторе производится через теплопроводящие изолирующие прокладки.

Приборные части разъемов для подключения сетевого электропитания размещены на одной боковой стенке корпуса с вентилятором. Один из разъемов - сетевая вилка типа IEC320 с тремя ножевыми контактами, второй - аналогичная по конструкции розетка на три контакта. Два контакта каждого из разъемов используются для передачи напряжен питания, а через третий, средний контакт осуществ ляется заземление корпуса блока питания.

Отличие блоков питания компьютеров АТ/Х от источников питания для модулей АТХ форм-фактора заключается в наличии дополнительного кабеля соединения с сетевым выключателем. В блоках для компьютеров АТХ стандарта такой кабель отсутствует, питание в них вводится через приборную вилку, закрепленную на корпусе преобразователя, и сразу подается на каскады электронной схемы. Первичное подключение сети к источникам АТ/ХТ модулей производится через аналогичную вилку, но далее кабелем подводится к сетевому выключателю. Через сетевой выключатель напряжение

I питания подается на входные цепи электронной Лсхемы преобразователя и на розетку, установлен- ную на корпусе блока питания. Сетевая розетка служит для транзита сетевого напряжения. Наибо-к лее часто к ней подключается монитор компьютера. I Включение импульсного блока питания происхо-I дит при замыкании контактов сетевого выключателя, выключение - их размыканием. Размыканием контактов сетевого выключателя напряжение первичной сети снимается с входных клемм блока питания и транзитной розетки. Кабель, подводимый к сетевому выключателю от блока питания, состоит из четырех проводов, помещенных в общую изолирующую трубку. Токоведущие проводники кабе-

Iля заканчиваются лепестками, которые надеваются на ножевые контакты сетевого выключателя. Расположение сетевого выключателя на блоке жестко [е определено. Он может быть установлен на лю-юй из боковых стенок настольного корпуса типа )ESKTOP. На корпусе типа TOWER сетевой вык-ючатель, как правило, выведен на его переднюю анель.

Через отверстие в корпусе блока питания выве-енжгут проводников каналов вторичных постоян-X напряжений. Проводники можно условно разделить на три группы в соответствии с числом модификаций и назначением розеток разъемов, гадключенных к проводникам каждой группы. Лервая группа проводников предназначена для Вачи электропитания на системную плату. Про-Иодники подключены к контактам двух идентичных разъемов, имеющих маркировку Р8 и Р9. Розетки разъемов имеют ключ , исключающий неправильный монтаж к ответным приборным частям материнской платы. При подключении к плате разъемы устанавливаются таким образом, что общие проводники (черного цвета) обоих разъемов располагаются рядом. Именно такое положение разъемов на плате является правильным. Номера контактов и назначение проводников в разъеме Р8 следующие: (1) сигнал питание в норме ; (2) +5 В, (3) +12 В; (4) -12 В; (5), (6) общий провод. Разъем Р9: (1),(2) общий провод; (3) 5 В; (4), (5), (6) +5 В.

Вторая группа проводников разведена на четырехконтактные розетки, предназначенные для подключения к периферийным устройствам. Тип розеток - AMP 1-480424-0 либо MOLEX 8981-04Р. Разводка контактов у этих розеток полностью вдентична и имеет следующее назначение: (1) +12 В; (2), (3) общий; (4) +5 В.

Третья, последняя, группа проводников подводится к контактам разъемов типа AMP 171822-4. Эти розетки соединяются с ответными частями разъемов, установленных на приводах гибких

магнитных дисков, Они имеют следующую разводку: (1) +5 В; (2), (3) общий; (4) +12 В.

Цветовая маркировка одноименных токоведу-щих проводников вторичных каналов следующая: +5 В - красный, +12 В - желтый, -5 В - белый, -12 В - синий, общий провод вторичной цепи - черный, сигнал питание в норме (POWERGOOD или PG) - оранжевый.

При установке источника питания в системный модуль разъемы подключения сетевого напряжения и вентилятор имеют выход на заднюю стенку блока. Для выбора рабочего уровня входного напряжения на блоке питания установлен переключатель - селектор напряжения. Он также находится на задней стенке блока и доступ к нему постоянно открыт. На движке переключателя нанесена цифровая маркировка для каждого положения.

3.3. Структурная схема

Структурная схема импульсного блока питания для компьютеров типа АТ/ХТ, содержащая типовой набор функциональных узлов, представлена на рис. 3.1. Модификации блоков питания могут иметь различия только в схемотехнической реализации узлов с сохранением их функционального назначения.

На структурной схеме, приведенной на рис. 3.1, указано наименование узлов совместно с позиционным обозначением основных элементов, на которых выполнен данный каскад или узел. Позиционное обозначение соответствует принципиальной схеме базовой модели импульсного блока питания. Логические связи на структурной схеме показаны стрелками, которые указывают направление передачи сигналов, воздействий или подачу напряжений питания.

Блок питания, соответствующий данной структурной схеме, выполнен по схеме ВЧ преобразователя с внешним возбуждением.

Первым каскадом, на который поступает первичное переменное напряжение, является помехоподав-ляющий индуктивно-емкостный сетевой фильтр НЧ. Он установлен для ограничения влияния помех, проникающих через входные цепи из питающей сети, на работу ВЧ преобразователя. Появление помех в сети может отразиться на выходных характеристиках вторичных постоянных напряжений, вырабатываемых блоком питания. Если бы входной НЧ фильтр отсутствовал, то все помехи, возникающие в сети, трансформировались бы во вторичные цепи. Природа их различна, поэтому по каналам вторичных напряжений пришлось бы устанавливать дополнительные элементы, исключающие воздействие помех на электронные схемы нагрузки.