Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера

Разъем подключения основного питания. Цветовая маркировка проводов блоков питания компьютеров установка дополнительных разъемов

Модернизация компьютера – дело важно и ответственное, потому что неправильный апгрейд может привести к серьезным неисправностям, из-за которых работоспособность машины может оказаться под угрозой. Важно помнить несколько правил, которые помогут избежать ошибок, и сегодня мы поговорим об том, что такое распиновка блока питания компьютера и как ее правильно осуществить.

Это устройство обязательно входит в состав любой машины, так как его роль заключается в подаче напряжения определенного размера на аппаратные части компьютера, а именно к блоку питания подключены: жесткий диск, приводы дисководов, кулеры, гибкие магнитные диски и, самая главная часть, материнская плата.
В последнее время производители стали выпускать настолько мощные видеокарты, что им уже не хватает питания от материнской платы, поэтому распиновка разъемов блока питания компьютера потребуется для того, чтобы запитать видеокарту.
Иными словами, блок питания работает по следующей схеме: на входе в него поступает напряжение из контактной сети (220 вольт), которое он преобразует в постоянные питающие напряжения величиной -12V, -5V, +3.3V, +5V, +12V. Будьте внимательны: рабочее напряжение внутри устройства составляет приблизительно 100 вольт, поэтому строго следуйте требованиям техники безопасности!

Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера

Во всех современных компьютерах используются блоки питания стандарта ATX. Ранее использовались блоки питания стандарта AT, в них не было возможности удаленного запуска компьютера и некоторых схемотехнических решений. Введение нового стандарта было связано и с выпуском новых материнских плат. Компьютерная техника стремительно развивалась и развивается, поэтому возникла необходимость улучшения и расширения материнских плат. С 2001 года и был введен этот стандарт.

Содержание статьи

Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.

Расположение элементов на плате

Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.

Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.

А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.

На входе блока питания стоит фильтр электромагнитных помех из дросселя и ёмкости (1 блок). В дешевых блоках питания его может не быть. Фильтр нужен для подавления помех в электропитающей сети возникших в результате работы импульсного источника питания.

Все импульсные блоки питания могут ухудшать параметры электропитающей сети, в ней появляются нежелательные помехи и гармоники, которые мешают работе радиопередающих устройств и прочего. Поэтому наличие входного фильтра крайне желательно, но товарищи из Китая так не считают, поэтому экономят на всём. Ниже вы видите блок питания без входного дросселя.

Дальше сетевое напряжение поступает на выпрямительный диодный мост, через предохранитель и терморезистор (NTC), последний нужен для зарядки фильтрующих конденсаторов. После диодного моста установлен еще один фильтр, обычно это пара больших электролитических конденсаторов, будьте внимательны, на их выводах присутствует большое напряжение. Даже если блок питания выключен из сети следует предварительно их разрядить резистором или лампой накаливания, прежде чем трогать руками плату.

После сглаживающего фильтра напряжение поступает на схему импульсного блока питания она сложная на первый взгляд, но в ней нет ничего лишнего. В первую очередь запитывается источник дежурного напряжения (2 блок), он может быть выполнен по автогенераторной схеме, а может быть и на ШИМ-контроллере. Обычно – схема импульсного преобразователя на одном транзисторе (однотактный преобразователь), на выходе, после трансформатора, устанавливают линейный преобразователь напряжения (КРЕНку).

Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:

Вот увеличенная версия схемы каскада из приведенного примера. Транзистор стоит в автогенераторной схеме, частота работы которой зависит от трансформатора и конденсаторов в его обвязке, выходное напряжение от номинала стабилитрона (в нашем случае 9В) который играет роль обратной связи или порогового элемента который шунтирует базу транзистора при достижении определенного напряжения. Оно дополнительно стабилизируется до уровня 5В, линейным интегральным стабилизатором последовательного типа L7805.

Дежурное напряжение нужно не только для формирования сигнала включения (PS_ON), но и для питания ШИМ-контроллера (блок 3). Компьютерные блоки пиатния ATX чаще всего построены на TL494 микросхеме или её аналогах. Этот блок отвечает за управление силовыми транзисторами (4 блок), стабилизацию напряжения (с помощью обратной связи), защиту от КЗ. Вообще 494 – это культовая микросхема используется в импульсной технике очень часто, её можно встретить и в мощных блоках питания для светодиодных лент. Вот её распиновка.

На приведенном примере силовые транзисторы (2SC4242) из 4 блока включаются через «раскачку» выполненную на двух ключах (2SC945) и трансформаторе. Ключи могут быть любыми, как и остальные элементы обвязки – это зависит от конкретной схемы и производителя. Обе пары ключей нагружены на первичные обмотки соответствующих трансформаторов. Раскачка нужна, поскольку для управления биполярными транзисторами нужен приличный ток.

Последний каскад – выходные выпрямители и фильтры, там расположены отводы от обмоток трансформаторов, диодные сборки Шоттки, дроссель групповой фильтрации и сглаживающие конденсаторы. Компьютерный блок питания выдаёт целый ряд напряжений для функционирования узлов материнской платы, питания устройств ввода-вывода, питания HDD и оптических приводов: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В. От выходной цепи запитан и охлаждающий кулер.

Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.

Дополнительные функции

Продвинутые модели компьютерных блоков питания могут дополнительно оснащаться платой контроля оборотов кулера, которая подстраивает их под соответствующую температуру, когда вы нагружаете блок питания, кулер крутится быстрее. Такие модели более комфортны в использовании, поскольку создают меньше шума при малых нагрузках.

В дешевых источниках питания кулер подключен напрямую к линии 12В и работает на полную мощность постоянно, это усиливает его износ, в результате чего шум станет еще больше.

Если ваш блок питания имеет хороший запас по мощности, а материнская плата и комплектующие довольно скромные по потреблению – можно перепаять кулер на линию 5В или 7В припаяв его между проводами +12В и +5В. Плюс кулера к желтому проводу, а минус к красному. Это снизит уровень шума, но не стоит так делать, если блок питания нагружен полностью.

Еще более дорогие модели оснащены активным корректором коэффициента мощности, как уже было сказано, он нужен для уменьшения влияния источника питания на питающую сеть. Он формирует нужные напряжения на входных каскадах ИП, при этом сохраняя изначальную форму питающего напряжения. Достаточно сложное устройство и в пределах этой статьи подробнее рассказывать о нем не имеет смысла. Ряд эпюр отображает примерный смысл использования корректора.

Проверка работоспособности

К компьютеру ИП подключается через стандартизированный разъём, он универсален в большинстве блоков, за исключением специализированных источников питания, которые могут использовать ту же клеммную колодку, но с иной распиновкой, давайте рассмотрим стандартный разъём и назначение его выводов. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода.

Кроме основного 20-24 контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода. Все их распиновки вы видите на картинке ниже.

Конструкция всех разъёмов таков, чтобы вы случайно не вставили его «вверх ногами», это приведет к выходу из строя оборудования. Главное, что стоит запомнить: красный провод – это 5В, Жёлтый – 12В, Оранжевый – 3.3В, Зеленый – PS_ON – 3. 5В, Фиолетовый – 5В, это основные которые приходится проверять до и после ремонта.

Помимо общей мощности блока питания большую роль играет мощность, а вернее ток каждой из линий, обычно они указываются на наклейке на корпусе блока. Эта информация станет очень кстати, если вы собрались запускать свой блок питания ATX без компьютера для питания других устройств.

При проверке блока желательно его отключить от материнской платы, это предотвратит превышение напряжений выше номинальных (если блок всё же не исправен). Но на холостом ходу запускать его не рекомендуют, это может привести к проблемам и поломке. Да и напряжения на холостом ходу могут быть в норме, но под нагрузкой значительно проседать.

В качественных блоках питания установлена защита, которая отключает схему при отклонении от нормальных напряжений, такие экземпляры вообще не включатся без нагрузки. Далее мы подробно рассмотрим, как включать блок питания без компьютера и какую можно повесить нагрузку.

Использование блока питания без компьютера

Если вы вставите вилку в розетку и включите тумблер на задней панели блока, напряжений на выводах не будет, но должно появиться напряжение на зеленом проводе (от 3 до 5В), и фиолетовом (5В). Это значит, что источник дежурного питания в норме, и можно пробовать запускать блок питания.

На самом деле всё достаточно просто, нужно замкнуть зеленый провод на землю (любой из черных проводов). Здесь всё зависит от того как вы будете использовать блок питания, если для проверки, то можно это сделать пинцетом или скрепкой. Если он будет включен постоянно или вы будете выключать его пол линии 220В, то скрепка, вставленная между зеленым и черным проводом рабочее решение.

Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.

Чтобы напряжения блока питания были в норме при его проверке нужно установить нагрузочный блок, можно его сделать из набора резисторов по такой схеме. Но обратите внимание на величину резисторов, по каждому из них будет протекать большой ток, по линии 3.3 вольта порядка 5 Ампер, по линии 5 вольт – 3 Ампера, по линии 12В – 0.8 Ампер, а это от 10 до 15Вт общей мощности по каждой линии.

Резисторы нужно подбирать соответствующие, но не всегда их можно найти в продаже, особенно в небольших городах, где малый выбор радиодеталей. В других вариантах схемы нагрузки, токи еще больше.

Один из вариантов исполнения подобной схемы:

Другой вариант использовать лампы накаливания или галогеновые лампы, на 12В подойдут от автомобиля их можно использовать и на линиях с 3.3 и 5В, стоит только подобрать нужные мощности. Еще лучше найти автомобильные или мотоциклетные 6В лампы накаливания и подключить несколько штук параллельно. Сейчас продаются 12В светодиодные лампы большой мощности. Для 12В линии можно использовать светодиодные ленты.

Если вы планируете использовать компьютерный блок питания, например, для питания светодиодной ленты, будет лучше, если вы немного нагрузите линии 5В и 3.3В.

Заключение

Блоки питания ATX отлично подходят для питания радиолюбительских конструкций и как источник для домашней лаборатории. Они достаточно мощные (от 250, а современные от 350Вт), при этом можно найти на вторичном рынке за копейки, также подойдут и старые модели AT, для их запуска нужно лишь замкнуть два провода, которые раньше шли на кнопку системного блока, сигнала PS_On на них нет.

Если вы собрались ремонтировать или восстанавливать подобную технику, не забывайте о правилах безопасной работы с электричеством, о том, что на плате есть сетевое напряжение и конденсаторы могут оставаться заряженными долгое время.

Включайте неизвестные блоки питания через лампочку, чтобы не повредить проводку и дорожки печатной платы. При наличии базовых знаний электроники их можно переделать в мощное зарядное для автомобильных аккумуляторов или в лабораторный блок питания. Для этого изменяют цепи обратной связи, дорабатывают источник дежурного напряжения и цепи запуска блока.

Все разъёмы компьютера – название и фото

Всего при работе БП используется 8 типов разъемов, их вид и названия представлены на фото. Чтобы включился блок питания AT-ATX – надо замкнуть GND и PWR SW коннекторы. Он будет работать до тех пор, пока они замкнуты.Если используете его отдельно – ставьте на эти контакты кнопку.

Назначение разъемов блока питания ПК.

Количество разъемов, которые выведены из БП на проводах может быть разное. В среднестатистическом блоке офисного ПК присутствует от 3-х до 5-ти типов разъемов. Все разъемы имеют «защиту от дурака» и подключить неправильно их невозможно (возможно, конечно, но нужно постараться). Особые ключи или формы разъемов, которые вставляются в ответную часть только одним способом не позволяют совершить ошибку. Рассмотрим кратко основные, часто используемые в системном блоке офисного ПК разъемы.
1. 20 или 24-х контактный двурядный разъем . Его еще называют MOLEX 20 PIN, 24 PIN или 20+4 pin разъем для БП стандарта АТХ (более ранние АТ). С помощью этого разъема подводится основное питание к материнской плате. Постоянное напряжение на выводах определяется по цвету проводов.

Куда подключать разъем видно по фото. Каждая ячейка розетки имеет фигурную форму. Вставить в неё разъем можно только одним способом.

Если на мат. плате ответная часть с 24 контактами, а в разъеме БП их только 20, то есть вероятность, что мат. плата будет работать. В офисном ПК точно работает. Дополнительные контакты нужны для материнских плат, потребляющих больше мощности. Повышенное потребление энергии появляется при подключении в мат. плату устройств через PCI разъемы. Это могут быть в первую очередь видео карты, сетевые карты, ТВ-тюнеры и т.п.
Если получается наоборот и в розетке на мат. плате 20 контактов, а в разъеме БП их 24, то можно отсоединить 4 доп. контакта и подключить разъем обычным образом.

2. Четырех-контактный разъем в два ряда с желтыми и черными проводами – ATX 12VP4.

Он нужен для дополнительного питания мат. платы т.к. в 20-ти контактном разъеме из п.1 только один вывод для 12В (в 24Pin – 2 контакта 12В). Если этот разъем не подключить, то вся нагрузка перейдет на единственный контакт основного разъема (или на 2 в 24Pin), тот не выдержит большого тока и перегорит. Подключается этот разъем в соответствующую розетку см. фото.

Защелка должна попасть на зацеп. В более новых мат. платах этот разъем бывает шести- восьми- контактным.

Существуют так-же переходники 4—>6, 4—>8 контактов или MOLEX—>6 — 8.

3. Разъем типа MOLEX 4Pin служит для подачи питания в дисковод, жесткий диск или некоторым вентиляторам.

Подключается он к соответствующему ответному разъему на устройстве. С одной из сторон разъема есть скошенные уголки. По ним нужно ориентироваться при подключении. Бывает, что на жестком диске отсутствует выход для MOLEX. В этом случае переходим к п.4.

4. Разъем для питания SATA.

Разъем подключается согласно фото ниже. На нем так же есть ключ и перепутать подключение сложно.

Если на проводах БП такого разъема нет, то необходим SATA-MOLEX переходник.

Еще в блоках питания, особенно старых, часто присутствует вот такой разъем.

Он нужен для подключения Floppy Drive (дискетный дисковод) и в современных компьютерах практически не используется. В следующей статье можно узнать как и куда в системном блоке подключать провода для обмена данными, провода кнопок, диодов и пр.

Коннекторы для видеокарт

В стандартных БП и более высокого уровня используются коннекторы 6 и 8 пин, а могут присутствовать сразу оба, для дополнительного питания видеокарт. Современные видеокарты предназначены для установки в разъём PCI-E материнской платы. Бюджетные и видеокарты начального уровня не нуждаются в дополнительном питании, а получают его от шины PCI-E до максимального потребления мощности в 75 ватт. А вот игровые и профессиональные видеокарты, возможно и несколько карт, подключённых при помощи технологии CrossFireX или SLI, в зависимости от «начинки» требуют повышенной мощности и питания.

Если видеокарта имеет средние требования к потреблению питания, то на ней устанавливается дополнительный разъём в 6 или 8 пин. Разъём в 6 пин добавляет мощности в 75 ватт, а 8 пиновый 150 ватт. На очень мощных видеокартах могут быть задействованы сразу два разъёма, и суммарная мощность потребляемой энергии составит 300 ватт. Распиновка для этих коннекторов выглядит так:

8 пин: 1-2-3 – жёлтые +12V, 4-5-6-7-8 4 – черные GND.

Подобные компоненты требуют повышенную мощность блока питания, а также следует учитывать, что при работе в режимах CrossFireX или SLI будет происходить повышенная теплоотдача, а соответственно потребуются ещё и дополнительные мощности для охлаждения. В зависимости от модели блока питания, линии для подачи напряжения в +12V могут быть раздельными, о чём написано на кожухе БП или в его техническом паспорте. 8 пиновые коннекторы предназначены не только для питания видеокарт, а также и для дополнительного питания процессора.

Стоит заметить, что сами коннекторы с виду очень похожи и на первый взгляд кажутся одинаковыми. На самом деле коннекторы имеют разную распиновку и форм-фактор, не следует пытаться вставлять коннектор питания процессора в разъём видеокарты или наоборот. Если для видеокарты требуется дополнительное питание, а оно по каким-либо причинам не подключено или не поступает, то возможен как отказ работы самой карты, так и запуска компьютера в целом.

Блок питания ПК — распиновка.

Блок питания вашего компьютера на сегодняшний день ничем не отличается от многих. Как правило распиновка компьютерных блоков питания везде одинакова. Могут отличатся старые версии от новых количеством проводов в разъеме.

Но некоторые производители, такие как например Lenovo, используют блоки питания со своей распиновкой. Соответственно и на системной плате разъем нестандартный.

Еще на серверных станциях, как правило, встречаются блоки питания подобного вида — отличающиеся от обычных блоков питания.

Блок питания для сервера

Блок питания Lenovo? в продаже я не видел, такой как встретился мне. Имеется выход только на системную плату состоящий из восьми проводов, черные и желтые. То есть идет четыре линии по 12 вольт.

Иногда, чтоб выйти из подобных ситуаций приходится переделывать классические блоки питания под необходимые нужды.

Технические детали и нюансы переделки описывать не буду, просто выкладываю наиболее часто встречающиеся виды разъемов и их распиновка.

Не спешите сразу переделывать, вначале сфотографируйте все разъемы, дабы потом не забыть где как было и как надо сделать.

Оцените свои силы и знания. Иногда проще заказать переходник — адаптер на всеми любимом китайском интернет рынке.

Если необходимо проверить работоспособность своего блока питания то обязательно прочитайте эту статью, все подробно написано о проверке исправности вашего Блока Питания.

Так же в википедии очень большая и полезная статья о компьютерных блоках питания.

Очень подробно описана работа, подключение, распиновка и многое многое другое — рекомендую почитать.