Как можно использовать блок питания от компьютера
Не секрет, что современная вычислительная техника морально устаревает задолго до своего физического износа. У многих до сих пор пылятся на чердаках ПК, которые вроде исправны, но просто «не тянут» современное программное обеспечение. И выбросить жалко, и проку никакого. Тем не менее прок есть. Сегодня поговорим о блоке питания от компьютера (БП) — узнаем, что он умеет и как его можно использовать в нестандартных решениях.
Назначение компьютерного БП состоит в преобразовании сетевого напряжения переменного тока в постоянное, необходимое для узлов вычислительной машины. Рассмотрим основные параметры блоков питания этого типа:
Выходное напряжение. Их несколько и измеряются они относительно общей шины:
- +3,3 В (кроме AT);
- +5 В;
- +5 В дежурные (кроме AT);
- -5 В (в новых модификациях ATX может отсутствовать);
- +12 В;
- -12 В.
Важно. Кроме шин подачи питающих напряжений БП, ATX оснащаются служебными входами и выходами, о которых поговорим позже.
Общая выходная мощность. Может меняться от 200 Вт до 800 Вт и выше. Сам по себе параметр даёт только общее представление о выдаваемой мощности, поскольку блок питания создаёт несколько различных напряжений, рассчитанных каждый на свою нагрузку.
Ток или мощность на линии. Параметр указывает, какую мощность может выдать БП по той или иной шине. Некоторые производители вместо мощности указывают ток или и то и другое.
Форм-фактор. Промышленность выпускает блоки питания нескольких форм-факторов. Они зависят от габаритов системного блока, для которого они предназначены. Кроме разных габаритов, такие БП практически ничем друг от друга не отличаются и характеризуются теми же основными параметрами.
Старый и новый БП: в чем отличия?
У старых блоков питания ATX разъем питания материнской платы на 20 контактов, а у новых — на 24. Состоит из двух блоков: 20 + 4.
У старых блоков питания, хотя бы с эпохи четвертого пня, есть отдельный кабель на питание процессора. В новых БП это 8 или 12 проводов, а в старых всего четыре.
Понимание вашего источника питания
Хотя спецификации вашей компьютерной системы можно анализировать с помощью инструментов для тестирования
блок питания отличается. Чтобы узнать больше об этом, вам нужно взглянуть на устройство.
Вы должны были заметить, что блок питания имеет метку с указанием максимальной мощности и другой информации. Хотя ярлыки различаются в зависимости от модели и производителя, должен быть раздел, описывающий максимальную нагрузку или мощность.
Это общее количество энергии, которое блок питания может обрабатывать в целом. Вы можете использовать эту цифру и сравнить ее с рекомендациями для нового оборудования, которое вы хотели бы приобрести.
Большинство блоков питания также имеют раздел, описывающий выход для каждого типа напряжения. Это список + 5 В, + 3,3 В, + 12 В и т. Д. Каждое значение отображается вместе с номиналом усилителя. Обратите особое внимание на значение 12 В (он же рельс). Видеокарта, которая часто является одним из самых энергоемких компонентов в системе, потребляет энергию от нее.
Чтобы запустить умеренно мощную видеокарту, ищите блок питания с напряжением около 30 А на шине 12 В.
Если для устанавливаемых компонентов достаточно максимальной мощности и шины 12 В, проблем не должно быть.
Описание схем блоков питания компьютера стандарта ATX
В качестве примеров рассматриваются несколько схем источников питания различной мощности. Схемы подобраны так, чтобы одинаковые функциональные узлы строились на различных элементах.
300-ваттный БП производства JNC computer
В качестве первого примера приведена схема электрическая принципиальная БП SY-300ATX 300W. Входные цепи построены несколько упрощенно. В нем отсутствует конденсатор Cx для защиты от дифференциальных помех. Также нет варистора для защиты от выбросов сетевого напряжения. Полностью выполнена лишь схема защиты от синфазных помех – на дросселе LF1 и конденсаторах CY1 и CY2.
Выпрямитель на сборке RL205 особенностей не имеет, сглаживающий фильтр С1С2 одновременно выполняет функции делителя напряжения. Для выравнивания средней точки и быстрого разряда емкостей при выключении применены резисторы R13, R12 и варисторы V1, V2. От выпрямленного напряжения величиной около 310 вольт работает схема, формирующая дежурное напряжение.
Генератор выполнен на транзисторе Q3, первичные обмотки трансформатора T3 выполняют функцию нагрузки и обратной связи. Нижняя половина вторичной обмотки формирует собственно напряжение Stand By, которое выпрямляется диодом D7, сглаживается фильтром C13L2C14. Для его стабилизации организован еще один контур обратной связи через оптрон U1. Если выходной уровень повышается, свечение светодиода оптрона становится интенсивнее, приемный транзистор открывается, прикрывая транзистор Q4, который уменьшая напряжение на базе Q3, уменьшает время его открытого состояния. С двух обмоток (суммы верхней и нижней половин) снимается питание для микросхемы генератора и предварительного каскада инвертора. Оно выпрямляется диодом D8, сглаживается емкостью C12.
Средняя точка делителя выпрямленного высокого напряжения подключена к одному концу первичной обмотки импульсного трансформатора T3, защищенной от коммутационных выбросов снаббером R16C10. Другой конец первичной обмотки подключен к средней точке полумостового инвертора, образованного транзисторами Q1,Q2. Полумост изолирован от низковольтной части трансформатором T2. Импульсы на вторичных обмотках формируются драйвером на транзисторах Q5, Q6, которые, в свою очередь, попеременно открываются и закрываются под управлением выводов 7 и 8 микросхемы AT2005. Эта микросхема разработана для использования в качестве контроллера ШИМ в компьютерных блоках питания.
Как и любой PWM-контроллер она выполняет функции:
- формирование импульсов управлениями транзисторами инвертора;
- регулировка длительности импульсов в целях стабилизации выходных напряжений.
Кроме этого, она выполняет специфические для компьютерных БП задачи:
- формирование сигнала Power_OK (PG);
- запуск инвертора при получении сигнала Power_ON от материнской платы;
- защита от превышения напряжений;
- защита от снижения напряжений (при перегрузке).
Назначение выводов микросхемы указано в таблице.
| Тип | Описание | Номер | Номер | Описание | Тип |
|---|---|---|---|---|---|
| Аналоговый вход | Контроль канала +3,3 вольта | 1 | 16 | Прямой вход усилителя ошибки | Аналоговый вход |
| Аналоговый вход | Контроль канала +5 вольт | 2 | 15 | Инверсный вход усилителя ошибки | Аналоговый вход |
| Аналоговый вход | Контроль канала +12 вольт | 3 | 14 | Выход усилителя ошибки | Аналоговый выход |
| Аналоговый вход | Внешняя блокировка | 4 | 13 | VCC | Питание |
| Питание | GND | 5 | 12 | Внешняя блокировка сигнала PG | Аналоговый вход |
| Подключение частотозадающего конденсатора | 6 | 11 | Сигнал PG | Логический выход | |
| Аналоговый выход | Управление транзисторами драйвера | 7 | 10 | Конденсатор времени задержки сигнала PG | |
| Аналоговый выход | Управление транзисторами драйвера | 8 | 9 | Включение микросхемы при низком уровне, выключение при высоком | Логический вход |
В данном БП применяется микросхема AT2005. Ее не следует путать с широко распространенной AT2005B, имеющей иное расположение выводов. Полным аналогом AT2005 является микросхема LPG899.
Сигнал PG снимается с вывода 11, если напряжения на 1,2,3 выводах находятся в пределах нормы. С материнской платы сигнал Power_ON приходит на вывод 9 — если уровень становится низким, генерация запускается. При таком построении управление контроллером ШИМ не требует дополнительных элементов.
На выход 12 подается напряжение от средней точки драйвера – при исчезновении импульсов микросхема выключается. На вход 16 подается напряжение канала +12 вольт – так сформирована цепь обратной связи для регулирования напряжения. При повышении напряжения на выходе канала, длительность импульсов уменьшается, при снижении – увеличивается. Остальные каналы стабилизируются с помощью дросселя групповой стабилизации – он на схеме своего буквенного обозначения не имеет.
Он представляет собой дроссель с 5 обмотками, намотанными на одном тороидальном сердечнике. Каждая обмотка включается в цепь своего напряжения. Если изменяется напряжение любого канала, это приводит к соответствующему изменению в остальных каналах, включая +12 вольт. Изменение этого напряжения задействует ШИМ-регулятор и все остальные напряжения возвращаются в установленные пределы.
Импульсный трансформатор выполнен с одной вторичной обмоткой с выведенной средней точкой и двумя симметричными отводами, с которых снимается напряжение для каналов +5 и -5 вольт. С крайних выводов снимается напряжение для канала +12 VDC и -12 VDC. Все напряжения выпрямляются двухтактными мостовыми выпрямителями и сглаживаются фильтрами, в которые входит соответствующая обмотка дросселя групповой стабилизации, индивидуальные для каждого канала дроссели L6..L9 и конденсаторы. От канала +12 VDC питается вентилятор охлаждения – стабилизатор собран на транзисторе Q6 и стабилитроне ZD2.
Канал +3,3 VDC выполнен от отдельного выпрямителя на сборке D17 и диодах D14, D15. В схему группового регулирования этот канал не включен.
ATX 350 WP4
Следующий источник питания имеет мощность 350 W. Он построен по похожей схеме, в которой содержится ряд отличий от предыдущего БП:
- входные цепи содержат два конденсатора защиты от синфазных помех (Cx, Cx2) и терморезистор для ограничения тока заряда конденсаторов;
- в выходном каскаде инвертора применены намного более мощные транзисторы (с током коллектора 12 А против 3 А у предыдущего узла);
- генератор дежурного напряжения выполнен на MOSFET.
Более глубокая разница состоит в применении микросхемы для ШИМ и в формировании сигнала PG и обработке команды PS_ON. Для управления широтно-импульсной модуляцией применена микросхема AZ7500BP – полный аналог популярнейшей TL494.
Эта микросхема более универсальна, содержит два усилителя ошибки, что позволяет организовать стабилизацию не только по напряжению, но и по току. TL494 позволяет более гибко управлять ШИМ (за счет настройки времени Dead Time – паузы между импульсами). Но она не содержит супервайзера по наличию и уровню выходных напряжений, и эту задачу надо решать отдельно. В данной схеме для этого применена микросхема LP7510. При наличии трех напряжений — +12 VDC, +5 VDC, +3,3 VDC на выводе 8 появится сигнал PG, который сообщит компьютеру об исправности БП. При получении от материнской платы на выводе 4 сигнала низкого уровня Power_ON, на выводе 3 появится высокий уровень, разрешающий запуск микросхемы TL494 и запуск БП.
Sparkman 400 W
Следующий блок питания – Sparkman 400 W. Его основная особенность – однотактный прямоходовый преобразователь. В качестве силового транзистора применен MOSFET SVD7N60F с током стока до 7 А, который напрямую управляется микросхемой KA3842. На ее вывод 1 через оптрон U38 заведена обратная связь, посредством которой регулируется выходной уровень путем изменения длительности импульсов.
Также применен дроссель групповой стабилизации. Для напряжения +3,3 VDC отдельной обмотки и выпрямителя не предусмотрено, оно формируется от канала +5 вольт с помощью отдельного стабилизатора на MOSFET SD1. Супервайзером напряжений, формирователем сигнала PG служит микросхема WT7510 в стандартном включении.
Схема формирования +5 V Stand By и другие узлы особенностей не имеют. Фильтр высоковольтного выпрямителя выполнен в виде делителя со средней точкой, которая в данном случае нужна для переключения сетевого напряжения с 220 VAC на 110 VAC. Во втором случае выпрямитель из мостового становится удвоителем сетевого напряжения.
«Что-то выключаться стал периодически»
Будто бабушка на зиму утепляла или в хлеву стоял)
Преобразователь
Обычно используется мостовая или полумостовая схема. Чаще всего встречается полумост. На картинке ниже он изображен в упрощенном виде.
Как видно по схеме, транзисторы открываются поочередно с небольшой задержкой, чтобы не случилось ситуации, когда оба окажутся открыты. В таком случае получаем на первичной обмотке переменный ток высокой частоты, а на вторичной — уже пониженный до нужной величины.
В топовых блоках применяются резонансные преобразователи (LLC), которые имеют более высокий КПД, но они технически сложнее.
Распиновка выходов блока питания компьютера
Цветовой стандарт, в принципе, един. И эта схема цветовых подключений на 99 процентов подойдет и вам. Может что-то добавиться или удалиться, но конечно все не критично.
Светодиодные ленты можно запитать от компьютерного БП
Сегодня стало очень модно и экономически выгодно применять светодиодные ленты для освещения помещений. Сократить расходы на конструирование светодиодного освещения поможет компьютерный блок питания.
На выходе БП имеется напряжение 12В, которое необходимо для запитки светодиодной ленты. Остается сделать всего несколько доработок и все готово.
Рассчитайте мощность, которую будет потреблять ваша светодиодная лента. В цепи 12В на БП замените провода на более толстые (иногда сечение маловато).
Далее на выход БП подключите диммер для регулировки яркости. На выход диммера подключите саму ленту.
Готово. Валявшийся раньше без дела БП может сэкономить вал от 1500 до 5000 рублей!
Только в этом случае необходимо учесть уровень шума от БП (возможно заменить в нем вентилятор на более тихий). И определиться с типом включения: включать по замыканию Power On или подачей на вход БП напряжения сети — 220В (в этом случае Power On все время замкнут).
Старенький БП отлично подойдет для запитки различных моторчиков. Ведь он обладает целым набором выходных напряжений: 3,3В, 5В, 12В, -12В.
Таким образом, легко вдохнуть жизнь в любой моторчик микро-дрели, шлифовальной или гравировочной машинки. Да много каких устройств домашней мастерской.
Сделать из БП зарядное устройство для батарей и аккумуляторов
Более продвинутые люди делают из компьютерных блоков различные устройства для заряда АКБ различных типов. Я эту процедуру описывать в этой статье не буду, так как в данном случае блок сильно дорабатывается и доработка завязана на конкретную схему. Но вы легко можете найти схемы доработок в интернете.
Что еще можно сделать с применением компьютерного БП
Еще можно сделать вентилятор или сушилку на основе вентиляторов.
В продаже или в старых компьютерах полно вентиляторов, работающих от напряжения 5 или 12 вольт. Подключив к блоку питания вентилятор или много вернтиляторов, вы можете спастись от жары. Также можно сделать установку для сушки фруктов и овощей, которые не желательно сушить в духовке. Бесконечное множество типов, форм и мощностей вентиляторов открывает в этом направлении широкие возможности.
К примеру, если вы любите паять, то не понаслышке знаете, как важно иметь вытяжку на рабочем месте. Блок питания, пара вентиляторов и кусок вентиляционной трубы легко решат эту проблему.
Вообще компьютерный блок питания может служить источником питания для многих бытовых нужд. Главное не перегружать выходные цепи. Поэтому сопоставляйте токи, которые написаны на наклейке БП с токами потребления.
Более подробно о том, как и какие напряжения можно получить с компьютерного БП читайте в статье «Какие напряжения можно получить с компьютерного блока питания»
А как вы используете компьютерные блоки питания в нестандартных целях? Делитесь в комментариях!
