Самодельный блок питания для компьютера
Компьютерные блоки питания – это очень точные и функциональные устройства. Они имеют низкую погрешность в питании устройств, входящих в состав персонального компьютера (ПК) – не более 5%. И достаточную мощность – от 250 Вт и выше.
Часто компьютерные БП используют не по назначению:
- Они могут питать сторонние устройства.
- БП изрядно модифицируют (улучшают охлаждение, изменяют выходные напряжения и т.п.) для получения заданного уровня тока.
- Разбирают на запчасти для сборки собственных БП.
- И т.д.
Но самая безумная затея – сделать блок питания ПК своими руками!
- Во-первых, компьютерный БП – это не просто источник нескольких уровней напряжений и тока. Это устройство с обратной связью. Имеется специальный контроллер, отвечающий за управление включением и отключением питания, при особом сигнале БП переходит в дежурный режим и т.д.
- Во-вторых, в домашних условиях сложно достичь правильной компоновки элементов и уместить схему в заданные габариты. А значит, БП с большой вероятностью будет размещён вне системного блока.
- В-третьих, даже имея на руках детальную схему БП, её будет сложно собрать своими руками – высокая плотность элементов повышает риск ошибки, не все детали имеются в доступе (скорее всего часть из них будет снята с тех же самых БП, например, с вышедших из строя).
- В-четвёртых, ошибка в сборке может обойтись очень дорого – стоимость сгоревшей материнской платы, как и большинства подключаемых к БП устройств (процессор, жёсткий диск и т.д.), намного выше стоимости нового БП.
Даже простейший подсчёт затрат времени и денег на закупку компонентов говорит о том, что экономического эффекта от сборки БП для ПК своими руками – нет.
Проще всего приобрести новый БП, скомпоновать несколько (если необходимо увеличить мощность) или модифицировать имеющийся (например, залив его маслом и поместив в специальный корпус для снижения шумности, для понижения температуры в корпусе и т.п. – что актуально для оверлокеров).
Если всё вышеизложенное вас не останавливает, а цель – исследование своих возможностей или детальное изучение БП, то материал ниже – для вас.
Схемы компьютерных БП
Рис. 1. Принципиальная схема БП ПК
Итак, первое, что необходимо усвоить при проектировании собственного БП – на выходе должно быть несколько уровней напряжений:
Комбинация +12 и -12 В может питать цепи напряжением в 24 В.
К примеру, блок питания мощностью 350 Вт обеспечивает следующую силу тока на каналах питания:
+5 В – до 32 А (до 160 Вт);
+12 В – до 16А (до 192 Вт);
Если попытаться измерить показатели напряжения на реальном БП без нагрузки, они могут сильно отличаться от заявленных. Кроме того, некоторые блоки питания способны блокировать напряжение, если нагрузка отключена.
Наиболее простой в сборке можно назвать блоки ATX (старого образца с минимумом микроконтроллеров). Типовая схема выглядит следующим образом.
Рис. 2. Типовая схема блока ATX
Рис. 3. Типовая схема блока ATX
Ядром её служит таймер, выполняющий роль генератора частоты.
Чтобы был понятен принцип работы с напряжением, можно изучить следующую схему.
Рис. 4. Схема принципа работы БП
Она соответствует большинству импульсных источников питания. Переменное напряжение преобразовывается в постоянное, затем генератор импульсов преобразует ток в переменный с высокой частотой. Теперь на базе ВЧ сигнала легко сформировать нужное постоянное напряжение заданного уровня или даже нескольких уровней.
Такой подход позволяет избежать применения тяжёлых и габаритных трансформаторов, но имеет свои нюансы:
- Возможны ВЧ-помехи (поэтому системный блок ПК включают в сеть через сетевой фильтр);
- Для БП опасна работа без нагрузки.
Если упомянутую блок-схему наложить на принципиальную схему БП АТХ, то получится следующее.
Выше обозначены основные блоки (легко соотносятся с блок-схемой, обозначенной выше):
1. Выпрямитель сетевого напряжения
2. Генератор частоты
4. Трансформаторный блок
5. Блок выпрямления тока
Из-за того, что первичное выпрямление сетевого напряжения с диодным мостом и конденсатором в роли простейшего фильтра обеспечивало пульсирующий ток, этот подход был пересмотрен.
Более качественный сигнал формируется с применением активного корректора мощности.
Новые поколения компьютерных БП собираются по следующим схемам.
Рис. 6. Схема БП ПК
Они получаются ещё компактнее и надёжнее предшественников – ATX.
Даже собрав БП своими руками, вы не сможете просто так запитать все необходимые узлы и устройства.
Основные типы разъёмов блоков питания
Рассмотрим виды разъемов, которые могут присутствовать на блоке питания.
С передней стенки БП выходит провод с разъемом подключения питания материнской платы. В некоторых блоках питаниях (модульных) он, как и другие провода, подключается через разъем. Ниже на рис. 32432-22442 указаны все основные разъёмы блока питания.
Основные типы разъёмов
Основные типы разъёмов
Можно заметить, что каждое напряжение имеет свой цвет провода:
1. Желтый цвет — +12 В,
2. Красный цвет — +5 В,
3. Оранжевый цвет — +3,3 В,
4. Черный цвет — общий или земля
Для остальных напряжений цвета проводов у каждого производителя могут варьироваться. [7]
На рисунке не отображены разъемы дополнительного питания видеокарт, так как они подобны разъема дополнительного питания процессора. Также существуют другие виды разъемов, которые встречаются в компьютерах фирменной сборки компаний DelL, Apple и других.
Часто задаваемые Hardware вопросы 6 — PSU (БП)
Каждый день огромное количество людей на форумах задают множество вопросов, просят помочь или посоветовать продукт в той или иной секции. И наш родной гудгейм (goodgame.ru) — не исключение. В сегодняшнем креативе я попытаюсь рассмотреть широкий спектр наиболее популярных и часто задаваемых hardware вопросов и их последовательные решения. И сегодня пойдёт речь о Блоке питания (БП/PSU).
Что такое блок питания?
Компьютерный блок питания или так же PSU (от английского Power Supply) — это механическое или электронное устройство, вторичный источник электропитания (блок питания, БП), предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, а также преобразования сетевого напряжения до заданных значений.
Так же блок питания персонального компьютера (ПК) представляет собой металлическую коробку, которую обычно располагают в углу/внизу корпуса. Часто он виден с тыльной стороны корпуса, так как содержит гнездо для подключения сетевого шнура и вентилятор охлаждения.
Такие блоки питания часто называют импульсными источниками питания, поскольку для преобразования напряжения сети переменного тока в меньшие напряжения питания постоянного тока в них используются ключевые преобразователи. Как правило, на выходе блока питания ПК имеются следующие напряжения:
Напряжения 3,3 и 5 вольт обычно используются для питания цифровых схем, а 12 вольт – для обеспечения работы вентиляторов и электродвигателей дисководов. Основным параметром блока питания является его мощность в ваттах. Мощность в ваттах равна произведению значения напряжения, измеряемого в вольтах, и значения тока, измеряемого в амперах.
Что такое блок питания ноутбука?
Блок питания для ноутбуков, как правило, применяется для зарядки АКБ, а также для обеспечения ноутбука питанием в обход аккумулятора. По типу исполнения, БП ноутбука чаще всего внешний блок. В виду практики выпускать БП под конкретную модель (серию) ноутбуков и учитывая тот факт, что характеристики разных моделей значительно разнятся, на внешние блоки питания нет единого стандарта, и сами БП обычно не взаимозаменяемы. Также, производители ноутбуков часто используют различные разъёмы питания.
Большинство разъёмов питания ноутбуков выполняются с положительным внутренним проводником, но существуют разъёмы и с обратной полярностью. Обычно ноутбуки питаются от напряжения 18.5В или 19В, хотя достаточно часто встречаются варианты с напряжением 15В, 16В, 19.5В, 20В или даже 24В (Apple). Кроме того, блоки питания отличаются максимальной выходной мощностью. Использование несовместимых блоков питания практически всегда приводит к выходу ноутбуков из строя, за исключением случаев, когда полярность совпадает, разница в питающем напряжении не превышает 0.5 Вольт и БП достаточно мощный. Разница в конструктивном исполнении штекеров спасает от неправильного подключения не всегда.
Как работает блок питания?
Преобразование напряжения в импульсном источнике питания включает в себя несколько шагов. Фильтр основного напряжения отвечает за пики напряжения, гармоники и помехи, возникающие в сети. На втором этапе переменный ток выпрямляется и стабилизируется. Сейчас мы имеем дело с напряжением 350 В, которое потом через инвертор трансформируется в переменное напряжение с частотой от 35 до 50 кГц. Современные компактные трансформаторы работают именно с такой частотой.
Системе требуются разные напряжения: 3,3, 5 и 12 В, поэтому у простых блоков питания может использоваться одна выходная обмотка с отводами для напряжений с разным количеством витков, или отдельные обмотки для каждого напряжения. Блоки питания высшей ценовой категории имеют отдельные трансформаторы для разных рабочих напряжений, которые затем снова выпрямляются и стабилизируются. Важно, чтобы эти напряжения оставались постоянными. Вне зависимости от степени потребления энергии системы, напряжение не должно отклоняться больше, чем на 5 процентов. В блоки питания для этого встраивается специальный контур регулирования. По этой же причине импульсный источник питания всегда находится в работе: в противном случае вам грозит перепад напряжения.
ПС: взято из thg.ru -> советую статью прочитать полноcтью, так как там много интересного и полезного!
Что такое модульный блок питания?
Модульный блок питания отличается от обычного блока питания в основном возможностью подключить только те провода, которые нужны пользователю, что избавляет его от гидры в внутри корпуса из неиспользованных проводов.
Особенно ценятся данные блоки питания любителями моддинга и просто аккуратными людьми.
Интересные материалы/статьи о блоке питания!
1) Мощность (измеряется в Ватт/W)
2) КПД (Коэффициент полезного действия), измеряется в %
3) Распайка компонент + их качество
4) Модулярность
5) Форм-фактор (ATX. )
6) Стабильность, напряжение, отклонение
Что такое КПД?
Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η (« эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах.
Общая суммарная мощность?
Общая суммарная мощность ничего не говорит о распределении мощностей по каналам +3V, +5V, +12V и т.д. Поэтому следует изучить соответствующую таблицу характеристик конкретной модели. Когда говорится, что для такой-то системы достаточно блока питания на 450W, то подразумевается что около 380-400 из них могут быть отданы на наиболее востребованную 12-вольтовую нагрузку (т.е. около 85% общей нагрузки).
Чем измеряется нагрузка и мощность БП?
TrueRMS приборами (вольт/амперметром и ваттметром соответственно!), честно интегрирующими измеряемую величину – в противном случае ошибка измерений будет весьма велика. Эти штуки не из дешевых (если хотите чтобы замерка произошла правильно и аппарат вам долго и счастливо прослужил).
Чем должен обладать БП по нынешним стандартам?
По нынешним стандартам БП должен обладать защитами от перенапряжения, перенагрузки, перегрева. Допустимые отклонения от выдаваемых на выходе напряжений — 5%, но такой БП на практике считается посредственным, т.к. качественные БП показывают достаточно высокий уровень стабильности напряжений. Современные БП снабжаются блоком PFC (Power Factor Correction). Побочный эффект активного PFC (APFC) заключается в том, что он по сути является стабилизатором напряжения. Обычно блоки питания с APFC способны работать в диапазоне напряжений от 110115V до 230240V. Т.е. если напряжение в сети упадет до катастрофических 180V вы спокойно сможете продолжать работу, не беспокоясь о последствиях. В крайнем случае БП выключится, если ему что-то не понравится.
Какие форм-факторы и стандарты используются (существуют) для БП?
ATX — 30,5 × 24,4 см (наиболее массовый форм-фактор)
Mini-ATX — 28,4 × 20,8 см
Micro-ATX — 24,4 × 24,4 см
Flex-ATX — 22,9 × 20,3 см
AT
ATX 1.0 Standard.
ATX 1.1 Standard.
ATX 1.2 Standard.
ATX 1.3 Standard.
ATX 2.0 Standard.
ATX 2.1 Standard.
ATX 2.2 Standard.
ATX 2.3 Standard.
Блоки питания каких фирм лучше покупать?
Их очень много, например: Enermax, Be quiet, Chieftec, Gigabyte, Antec, CoolerMaster, Tagan, Thermaltake, Seasonic, FSP, Xilence, Zalman итп.
Существую-ли калькуляторы мощности для БП?
Стоит-ли мне экономить при выборе БП?
Очевидно, что любой, кто выложил за системник несколько тысяч рублей, хочет быть спокойным за «здоровье» и благополучие своих комплектующих. Так же очевидно, что если что-то и сгорит при неожиданном форс-мажоре в сети, то хотелось бы, чтобы это был максимум БП, а лучше, чтобы вообще сработала защита. Тем не менее, многие при выборе БП пытаются найти нужное кол-во ватт как можно дешевле, но не задумываются что удешевление производится за счет менее надежных и выносливых компонентов, возможно даже под нож идут и некоторые защиты.
Не следует экономить на том, на что возлагается одна из самых важных миссий — обеспечение стабильным и безопасным питанием чувствительных электронных комплектующих ПК. Более того, встречаются случаи когда некачественный БП, казалось бы достаточной мощности, не выдерживает нагрузки и сгорает, при чем увлекает за собой на тот свет и материнскую плату, что вообще не допустимо. Вот после таких случаев и возникают мифы о необходимости попуки киловаттных БП.
Самые важные схемы защиты в современных блоках питания!
Знание — это полдела, как гласит пословица, и поэтому мы собираемся предоставить вам полную информацию. В таблице ниже вы найдёте расшифровки обозначений наиболее важных составных частей современных блоков питания. После этого достаточно будет убедиться, что в ваш блок питания включены необходимые элементы безопасности.
Качественные блоки питания, как правило, включают цифровые схемы защиты. К сожалению, некоторые компании до сих пор продают дешёвые модели, оснащённые обычным предохранителем, функции которого ограничены «защитой от короткого замыкания и перегрева».
Какие типы БП существуют?
1) Трансформаторные БП
2) Импульсные БП
1. Трансформаторный (сетевой) источник питания
Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.
2. Импульсный источник питания
Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.
В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящему от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.
Что такое разъём?
Разъём — электромеханическое устройство для осуществления коммутации (соединения) электрических проводников. Электрическое соединение осуществляется путём механического контакта проводников. Число контактов определяется назначением и типом разъёма. Разъём имеет две составляющие: вилку и розетку, конструктивно состоящие из корпуса, контактной группы и кабельного ввода. Корпуса разъёмов могут быть разборными и не разборными.
Что такое распиновка разъёмов?
Распиновка (распайка) разъемов — актуальная информация, которая необходима при решении интерфейсных проблем.
Распиновка разъемов блока питания АТХ!
Здесь представлены типичные разъемы имеющиеся на АТХ блоке питания:
1. ВКЛ/ВЫКЛ блока питания осуществляется через разъем питания на материнской плате, путем замыкания 13 и 14 контактов.
Схемы блока питания компьютера
Схемы блока питания компьютера. В этой рубрике представлены различные компьютерные схемы. Советы как подключить электронные устройства.
Схема БП — мне нужен был новый настольный источник питания, который был бы переменным и недорогим. Я решил повторно использовать старый адаптер питания ноутбука, который больше не использовался,…
Блок питания схема, которого представлена в этой статье подходит для использования с мощным усилителем низкой частоты. Первое, что нужно сделать, это выбрать подходящий трансформатор. Я предлагаю тороидальный трансформатор,…
Блок питания является неотъемлемой частью каждого компьютера. От его нормальной работы зависит функционирование всего персонального компьютера (PC). Но при этом блоки питания покупаются редко, поскольку однажды приобретенный хороший…
Настоящее руководство предназначено для ознакомления с основными техническими характеристиками, принципом и режимами работы и правилами эксплуатации источника бесперебойного питания NTT UPS-800. ИБП обеспечивает питание персональных компьютеров или другой…
Корпус блока питания Power Master 250W сделан из качественного листового металла. 120 мм вентилятор S1202512M (12 В, 0,3 А) размещен снизу устройства и прикрыт золотистой решеткой. На задней…
Как известно, одним из самых важных компонентов компьютера считается блоки питания. При относительно небольшой цене, они представляют собой мощный, компактный источник напряжения 5 и 12 В 200 –…
Производя ремонт компьютеров очень часто приходится заглядывать под крышку БП: осматривать его узлы, замерять напряжения, иногда перепаивать компоненты. Блоки питания компьютеров, являясь высоковольтными силовыми устройствами, выходят из строя…
Под брендом KRAULER предлагается достаточно много электротехнических устройств бытовой и компьютерной направленности. Это и стабилизаторы напряжения, источники бесперебойного питания, блоки питания, сетевые фильтры и сетевые шкафы. Ассортимент устройств…
