Модернизация старых ПК
Сразу отмечу, что статье уже не один год и оставлена она была на сайте для разнообразия. Понятно, что сейчас на рынке присутствует великое многообразие решений и можно купить практически всё. Однако, временами случаются ситуации, когда выручает именно смекалка и руки, растущие откуда положено. А вообще такие вещи делаются что называется just for fun .
Речь пойдет о корпусе системного блока ПК. Понятно, что это прежде всего несущая конструкция для его комплектующих. Я считаю, что возможности по обеспечению вентиляции внутри системного блока куда важнее его внешнего вида, поскольку этот фактор является основным в вопросе долговечности всей системы и ее отказоустойчивости.
В свете вышесказанного отмечу, что мне встречались системные блоки, различные по оформлению, исполнению, но в целом все они делятся на две группы, в зависимости от расположения блока питания, а именно над материнской платой или напротив нее. И речь в этой статье о второй группе.
Не знаю, кому в голову пришла эта гениальная идея расположить блок питания напротив процессора. Выгоды минимальны, а проблем подобное расположение вызывает более чем достаточно. Вот решением этих самых проблем сейчас и займемся. Итак, перед вами типовой корпус под кодовым названием беда .
Из-за подобного расположения блока питания вокруг процессора образуется воздушная термопробка. Даже если на такой корпус ставить современный блок питания с вентилятором 120мм, толку будет мало, поскольку частоту его вращения, а следовательно и воздушную тягу, регулирует БП в зависимости от собственной температуры. А температура БП и процессора, понятное дело, не связана никак. Разве что радиатор процессора накалится до красна и этим нагреет блок питания. Так что будем оформлять переезд БП. Внутри корпуса нужно обеспечить в прямом смысле сквозняк. Будет он у нас двунаправленный — от жесткого диска к процессору (вверху) и от видеокарты к БП (внизу). Результат мы можете наблюдать на рис.2.
Сквозняк в верхней части системного блока обеспечивают вентиляторы 120 и 100мм соответственно, а в нижней — 100мм и 80мм (в блоке питания). Между ними разгоняет воздух видеокарта. Начнем сверху. Жесткий диск компьютера не особо критичен к нагреву, предел рабочих температур колеблется от 45 до 60 градусов, в зависимости от производителя. Однако желательно, чтобы диск находился в температурном коридоре 30-40 градусов.
Это положительно скажется на продолжительности и стабильности его работы. Поэтому не стоит обходить стороной вопрос охлаждения винчестера. Вентилятор поставим 120мм, чтобы хватило на обдув двух или даже трех дисков. Придется отрезав часть корпуса в районе флоппи-дисковода. Я для этих целей использовал маленькие ножницы по металлу и пассатижи. Вместо ножниц можно воспользоваться полотном для ножовки по металлу. Если все сделать аккуратно и точно по размеру, то вентилятор прекрасно вставится и прижмется слева и справа корпусом системного блока, а сверху и снизу его зажмут привода (CD и флоп), так что дополнительного крепежа не потребуется.
У меня подобная доработка снизила максимальную температуру жесткого диска с 40 до 37 градусов. Ускоряем проток воздуха, ставим на заднюю стенку (место крепления БП) вентилятор 80-100мм. Поскольку крепление БП несколько больше самого вентилятора, придется крепить его на железный лист, используя отверстия крепежа вентилятора и блока питания или придумать что-то еще.
Возможно, придется немного посверлить и поработать надфилем. Вентилятор устанавливается на выдув. Вот и все, верхний сквозняк готов. Переходим к установке блока питания.
В большинстве случаев на передней панели есть посадочное место под вентилятор 80 или 120мм. После небольшой доработки передней панели блок отлично прикручивается (если в БП установлен вентилятор 120мм, придется подумать, т.к. расположен он снизу). Возможно, придется сбить клепки на корпусе, лично мне они мешали. После установки БП для удобства нужно перенести разъем питания на заднюю панель. Можно просто подпаять провода, но тогда придется их хорошо изолировать и грамотно выводить, БП – штука чувствительная. Возможен пробой изоляции, в случае опасной близости проводов к некоторым элементам. Поэтому я решил ничего не трогать внутри, а сделать переходник из разъемов сгоревшего блока питания. Все этапы и тонкости процедуры представлены на фото ниже.
Поскольку воздух должен свободно входить и выходить из корпуса, придется его (корпус) немного продырявить. Причем чтобы создавалась тяга, дырявить нужно как раз напротив вентилятора. Отверстие я решил не закрывать, хотя поначалу и хотелось, поскольку слева находится выключатель питания БП, который может пригодится. Пропилы делал лобзиком. Действовал оперативно, но размеренно, поскольку от усердия пластик плавится, а не пилится, а при вялой активности застывает и полотна ломаются как спички.
Заглушки под CD-ROM’ом и над флопом изначально располагались рядом, а CD-ROM находился посредине. При таком расположении между флопом и приводом прекрасно зажимался вентилятор 80мм, которым я пытался выбить тепловую пробку при штатном расположении БП (не вышло). Закрывать пропилы тоже не стал — жене нравится, что видно как вентилятор работает. Мне, собственно, тоже.
Питание к разъему на задней панели подвел клеммами с изоляцией. Провода, которые я использовал, заметно тоньше тех, что в блоке используются, решил не рисковать — пустил по два на каждую клему.
Все вентиляторы запитал от переходника-самоделки. После доработки температура процессора упала на 15 градусов, жесткого диска — на 3 градуса, на видеокарте и блоке питания датчиков нет, к сожалению. Но по косвенным признакам там тоже все в порядке.
Сетевой фильтр и выпрямитель.
Отсюда, собственно, и начинается блок питания. С сетевого шнура и вилки. Вилка используется, естественно, по «евростандарту» с третьим заземляющим контактом.
Следует обратить внимание, что многие недобросовестные производители в целях экономии не ставят конденсатор С2 и варистор R3, а иногда и дроссель фильтра L1. То есть посадочные места есть, и печатные дорожки тоже, а деталей нет. Ну, вот прям как здесь.
Как говорится: «No comment «.
Во время ремонта желательно довести фильтр до нужной кондиции. Резисторы R1, R4, R5 выполняют функцию разрядников для конденсаторов фильтра после того как блок отключен от сети. Термистор R2 ограничивает амплитуду тока заряда конденсаторов С4 и С5, а варистор R3 защищает блок питания от бросков сетевого напряжения.
Стоит особо рассказать о выключателе S1 («230/115»). При замыкании данного выключателя, блок питания способен работать от сети с напряжением 110. 127 вольт. В результате выпрямитель работает по схеме с удвоением напряжения и на его выходе напряжение вдвое больше сетевого.
Если необходимо, чтобы блок питания работал от сети 220. 230 вольт, то выключатель S1 размыкают. В таком случае выпрямитель работает по классической схеме диодный мост. При такой схеме включения удвоения напряжения не происходит, да это и не нужно, так как блок работает от сети 220 вольт.
В некоторых блоках питания выключатель S1 отсутствует. В других же его располагают на тыльной стенке корпуса и помечают предупреждающей надписью. Нетрудно догадаться, что если замкнуть S1 и включить блок питания в сеть 220 вольт, то это кончится плачевно. За счёт удвоения напряжения на выходе оно достигнет величины около 500 вольт, что приведёт к выходу из строя элементов схемы инвертора.
Поэтому стоит внимательнее относиться к выключателю S1. Если предполагается использование блока питания только совместно с сетью 220 вольт, то его можно вообще выпаять из схемы.
Вообще все компьютеры поступают в нашу торговую сеть уже адаптированными на родные 220 вольт. Выключатель S1 либо отсутствует, либо переключен на работу в сети 220 вольт. Но если есть возможность и желание то лучше проверить. Выходное напряжение, подаваемое на следующий каскад составляет порядка 300 вольт.
Можно повысить надёжность блока питания небольшой модернизацией. Достаточно подключить варисторы параллельно резисторам R4 и R5. Варисторы стоит подобрать на классификационное напряжение 180. 220 вольт. Такое решение сможет уберечь блок питания при случайном замыкании выключателя S1 и включении блока в сеть 220 вольт. Дополнительные варисторы ограничат напряжение, а плакий предохранитель FU1 перегорит. При этом после несложного ремонта блок питания можно вернуть в строй.
Конденсаторы С1, С3 и двухобмоточный дроссель на ферритовом сердечнике L1 образуют фильтр способный защитить компьютер от помех, которые могут проникнуть по сети и одновременно этот фильтр защищает сеть от помех, создаваемых компьютером.
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.
Подключение
Устанавливать параллельно моторчику конденсатор емкостью несколько десятков тысяч микрофарад, как советуют некоторые мастера, не следует. Во-первых, при пусковом токе около 20 А от него будет мало прока. Во-вторых, он затруднит запуск блока питания. Если же при постепенном нажатии на пусковую кнопку патрон разгоняется и вращается нормально, а после резкого старта шуруповерта происходит остановка двигателя, значит, срабатывает защита БП по току. Удалять из устройства ее не следует, нужно только повысить порог отключения. Как это сделать на практике, зависит от конструкции вашего БП. Теоретически нужно ослабить на ее входе сигнал, пропорциональный выходному току.
Чтобы не разбирать шуруповерт и не паять провода к клеммам мотора, для подключения БП можно использовать негодную батарею.
- Разберите корпус неисправной батареи. Для этого при помощи крестовой отвертки или звездочки выверните саморезы из днища и снимите его;
- Удалите из корпуса аккумуляторы;
- В днище сделайте отверстие для проводов;
- Вставьте в него провода;
- Зачистите их концы, облудите и, соблюдая полярность, припаяйте к контактам на торце корпуса;
- Провода в отверстии зафиксируйте при помощи клеящего пистолета. А если у вас его нет, то намотайте на них несколько витков изоленты со стороны корпуса и вытяните провода так, чтобы днище делило намотку пополам;
- Соберите корпус, поставив днище на место, и вверните на место саморезы;
- Установка доработанного корпуса в рукоять шуруповерта закончена. Теперь вставьте вилку сетевого шнура в розетку 220В. Включите клавишу выключателя БП и, нажав на пусковую кнопку «Шурика», проверьте, все ли вы правильно сделали.
