Как понизить выходное напряжение блока питания?

Как понизить напряжение?

За счет наличия большого количества международных стандартов и технических решений питание электронных устройств может осуществляться от различных номиналов. Но, далеко не все они присутствуют в свободном доступе, поэтому для получения нужной разности потенциалов придется использовать преобразователь. Такие устройства можно найти как в свободной продаже, так и собрать самостоятельно из радиодеталей.

В связи с наличием двух родов электрического тока: постоянного и переменного, вопрос, как понизить напряжение, следует рассматривать в ключе каждого из них отдельно.

Понижение напряжения постоянного тока

В практике питания бытовых приборов существует масса примеров работы электрических устройств от постоянного тока. Но номинал рабочего напряжения может существенно отличаться, к примеру, если из 36 В вам нужно получить 12 В, или в ситуациях, когда от USB разъема персонального компьютера нужно запитать прибор от 3 В вместо имеющихся 5 вольт.

Для снижения такого уровня от блока питания или другого источника почти вполовину можно использовать как простые методы – включение в цепь дополнительного сопротивления, так и более эффективные – заменить стабилизатор напряжения в ветке обратной связи.

Рис. 1. Замена резистора или стабилитрона

На рисунке выше приведен пример схемы блока питания, в котором вы можете понизить вольтаж путем изменения параметров резистора и стабилитрона. Этот узел на рисунке обведен красным кругом, но в других моделях место установки, как и способ подсоединения, может отличаться. На некоторых схемах, чтобы понизить напряжение вы сможете воспользоваться лишь одним стабилитроном.

Если у вас нет возможности подключаться к блоку питания – можно обойтись и менее изящными методами. К примеру, вы можете понизить напряжение за счет включения в цепь резистора или подобрать диоды, второй вариант является более практичным для цепей постоянного тока. Этот принцип основан на падении напряжения за счет внутреннего сопротивления элементов. В зависимости от соотношения проводимости рабочей нагрузки и полупроводникового элемента может понадобиться около 3 – 4 диодов.

Рис. 2. Понижение постоянного напряжения диодами

На рисунке выше показана принципиальная схема понижения напряжения при помощи диодов. Для этого они включаются в цепь последовательно по отношению к нагрузке. При этом выходное напряжение окажется ниже входного ровно на такую величину, которая будет падать на каждом диоде в цепи. Это довольно простой и доступный способ, позволяющий понизить напряжение, но его основной недостаток – расход мощности для каждого диода, что приведет к дополнительным затратам электроэнергии.

Понижение напряжения переменного тока

Переменное напряжение в 220 Вольт повсеместно используется для бытовых нужд, за счет физических особенностей его куда проще понизить до какой-либо величины или осуществлять любые другие манипуляции. В большинстве случаев, электрические приборы и так рассчитаны на питание от электрической сети, но если они были приобретены за рубежом, то и уровень напряжения для них может существенно отличаться.

К примеру, привезенные из США устройства питаются от 110В переменного тока, и некоторые умельцы берутся перематывать понижающий трансформатор для получения нужного уровня. Но, следует отметить, что импульсный преобразователь, которым часто комплектуется различный электроинструмент и приборы не стоит перематывать, так как это приведет к его некорректной работе в дальнейшем. Куда целесообразнее установить автотрансформатор или другой на нужный вам номинал, чтобы понизить напряжение.

С помощью трансформатора

Изменение величины напряжения при помощи электрических машин используется в блоках питания и подзарядных устройствах. Но чтобы понизить вольтаж источника в такой способ, можно использовать различные типы преобразовательных трансформаторов:

• С выводом от средней точки – могут выдавать разность потенциалов как 220В, так и в два раза меньшее – 127В или 110В. От него вы сможете взять установленный номинал на те же 110В со средней точки. Это заводские изделия, которые массово устанавливались в старых советских телевизорах и других приборах. Но у этой схемы преобразователя имеется существенный недостаток – если нарушить целостность обмотки ниже среднего вывода, то на выходе трансформатора получится номинал значительно большей величины.

Рис. 3. Понижение трансформатором с отводом от средней точки

• Автотрансформатором – это универсальная электрическая машина, которая способна не только понизить вольтаж, но и повысить его до нужного вам уровня. Для этого достаточно перевести ручку в нужное положение и проследить полученные показания на вольтметре.

Рис. 4. Использование автотрансформатора

• Понижающим трансформатором с преобразованием 220В на нужный вам номинал или с любого другого напряжения переменной частоты. Реализовать этот метод можно как уже готовыми моделями трансформаторов, так и самодельными. За счет наличия большого количества инструментов и приспособлений, сегодня каждый может собрать трансформатор с заданными параметрами в домашних условиях. Более детально об этом вы можете узнать из соответствующей статьи: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html

Выбирая конкретную модель электрической машины, чтобы понизить напряжение, обратите внимание на характеристики конкретной модели по отношению к тем устройствам, которые вы хотите запитать.

Наиболее актуальными параметрами у трансформаторов являются:

• Мощность – трансформатор должен не только соответствовать, подключаемой к нему нагрузке, но и превосходить ее, хотя бы на 10 – 20%. В противном случае максимальный ток приведет к перегреву обмоток трансформатора и дальнейшему выходу со строя.
• Номинал напряжения – выбирается и для первичной, и для вторичной цепи. Оба параметра одинаково важны, так как, выбрав модель с входным напряжением на 200 или 190В, на выходе вы при питании от 220В получится пропорционально большая величина.
• Защита от поражения электротоком – все обмотки и выводы от них должны обязательно иметь достаточную изоляцию и защиту от прикосновения.
• Класс пыле- влагозащищенности – определяет устойчивость оборудования к воздействию окружающих факторов. В современных приборах обозначается индексом IP.

Помимо этого любой преобразователь напряжения, даже импульсный трансформатор, следовало бы защитить от токов короткого замыкания и перегрузки в обмотках. Это существенно сократит затраты на ремонт при возникновении аварийных ситуаций.

С помощью резистора

Для понижения напряжения в цепь нагрузки последовательно включается делитель напряжения в виде активного сопротивления.

Основной сложностью в регулировке напряжения на подключаемом приборе является зависимость от нескольких параметров:

• величины напряжения;
• сопротивления нагрузки;
• мощности источника.

Если вы будете понижать от бытовой сети, то ее можно считать источником бесконечной мощности и принять эту составляющую за константу. Тогда расчет резистора будет выполняться таким методом:

• R – сопротивление резистора;
• R_Н – сопротивление прибора нагрузки;
• I – ток, который должен обеспечиваться в номинальном режиме прибора;
• U_C – напряжение в сети.

После вычисления номинала резистора можете подобрать соответствующую модель из имеющегося ряда. Стоит отметить, что куда удобнее менять потенциал при помощи переменного резистора, включенного в цепь. Подключив его последовательно с нагрузкой, вы можете подбирать положение таким образом, чтобы понизить напряжение до необходимой величины. Однако эффективным способ назвать нельзя, так как помимо работы в приборе, электрическая энергия будет просто рассеиваться на резисторе, поэтому этот вариант является временным или одноразовым решением.

Видео по теме

Сообщества › Электронные Поделки › Блог › Как изменить напряжение блока питания?

Привет друзья. Имеется блок питания 24в 4а. Подскажите, как изменить выходное напряжение на 18в без потери мощности.

Я пытался изменить напряжение путем замены резиcтора R19 на подстроечный, напряжение регулируется до 18.5в, если опускать ниже блок питания уходит в защиту.

Метки: блок питания

Комментарии 44

надо чтобы была просто дополнительная катушка, на али купи, там 140 рублей,

Mouflon привёл схему, её и прокоментирую. Делитель для TL считается по формуле (R1/R2+1)*2.5=Uвых. И нашем случае R1 — R18, a R2 — R19, по любому — R19 ниже 1кОм не опускать. Проблемма может возникнить в другом. С понижением выходного напряжения падает амплитуда на вспомогательной обмотке трасформатора (через диод и резистор идёт на 7 ногу микросхемы), получаемого напряжения просто не хватает для устойчивой работы ШИМа на холостом ходу. Возможно достаточно будет дополнительно подгрузить БП.

там на канале много видосов про эти блоки

там на канале много видосов про эти блоки

Я смотрел, там тоже самое что я и сделал. Больше ничего.

Я помимо R19 ещё R17 уменьшал… примерно до 600Ом. как на 12и вольтовой схеме.

может, будет полезно, как я там переделывал БП в зарядник

ютуб канал Remonter у него в видосах ищи))

Он точно так же способен лишь впаять переменник, точно так же при 18в блок уходит в защиту.

купи на кит сайте dc-dc понижающий преобразователь и подключи его на выходе, его можно регулировать и стоит он рублей 50

за 50р преобразователь не потянет. у него потолок 2А — при больших выходит из строя

Ну можно и покруче найти

есть на ютубе сравнение DC-DC оно как раз поможет в выборе.

R18 оно где то 20к, ставь переменый

Как вариант, вообще без переделки, доп. PWM стаб. регулируемый на выход поставить). А так, конечно, надо обвес 431 править, как ниже пишут.

Той-же мощности не получится, только на тот-же ток, т.к. выходная обмотка трансформатора рассчитана на 4 ампера, при большем токе будет греться. Если перематывать, то необходимо учитывать, что на больших токах обмотки мотаются в несколько проводов. чтобы уменьшить потери от скин-эффекта, но думаю проще купить другой БП или подобрать в эту схему трансформатор от компьютерного блока питания (в компах встречаются и однотактные источники), а еще проще целиком БП от компа переделать на 18 вольт, и ток будет не меньше 10 ампер.

ну от части вы правы. но только от части.
по суте после понижения напряжения на импульснике будет тажа мощность а не ток.
фишка в том что в первичке стоит ограничитель. и когда ток через него превышен срабатывает защита.
но он в первичке! и мощность ограничивается напряжением питания на вводном конденсаторе и током через силовой ключ.
такчто вторичка может начать больше греться(но это импульсник, там вторичка не большая)
больше греться диод выпрямительный
но блок сможет выдавать больше тока. так как тов вторички не отслеживается.

короче. по любезно предоставленной нам схеме
a.d-cd.net/9e8cf8es-960.jpg от pranic (в предыдущей теме)
для понижения напряжения питания до 18 вольт, всем понятно что надо изменить номиналы выходного делителя р18 и р19. это понятно практически всем кто хоть чуть чуть слышал о принципах работы импульсника.
но редко кто залезает дальше .
у нас есть микросхема которая регулирует скважность импульсов на силовом транзисторе.
для её запуска на её ножке 7 должно появится напряжение этого запуска(от разных микросхем это от 7 до 15 вольт

заряжается этот кондер от дополнительной обмотки через диод.
понижая делителем напругу на выходе, понижается и напруга на этом конденсаторе, и в определенный момент её просто становится недостаточно.
что делать?
вариантов два. 1 геморойный, уменьшить количество витков вторички.
второй проще, добавить 1-или несколько витков на эту доп обмотку.
как это сделать? при желании почти во все импульсники можно засунуть тонкий эмаль провод не разбирая его.
делаем смело пару витков, диод вд1 отпаиваем один конец, тот что идет к обмотке.
и припаиваем 1 провод от добавленных витков на него а второй в то место где он был впаян.
это должно увеличить напряжение питания микросхемы(если это понизило напругу надо витки поменять местами.
это делать быстрее чем я это печатал.
тем самым понизить напругу на импульснике раза в 2 можно не пребегая к какимто значительным переделкам блока питания.
по суте их две. 1 изменить выходной делитель, и обеспечить питание микросхемы нужным напряжением докинув несколько витков на транс. при этом провод которым доматывать витки может быть практически любой
хоть в лаке, хоть в винилке(если влезет) да и ток там минимальный такчто к сечению тут особых требований нет, ну скажем от 0.1мм легко потянет.
удачных переделок.

В принципе все понятно, только не пойму где именно этот диод. А все нашел диод DB9.

ну так по ссылке вд1 (буквы латинские я пишу кирилицей)

В принципе все понятно, только не пойму где именно этот диод. А все нашел диод DB9.

смотри на схему по ссылке в моем сообщении.диод между самой нижней обмоткой трансформатора(с левой стороны от сердечника) и резистором р 06
в твоем блоке обозначения естественно могут различаться, но суть не меняется.

Я все нашел, спасибо огромное. Все элементарно. Все работает. Еще раз спасибо.

короче. по любезно предоставленной нам схеме
a.d-cd.net/9e8cf8es-960.jpg от pranic (в предыдущей теме)
для понижения напряжения питания до 18 вольт, всем понятно что надо изменить номиналы выходного делителя р18 и р19. это понятно практически всем кто хоть чуть чуть слышал о принципах работы импульсника.
но редко кто залезает дальше .
у нас есть микросхема которая регулирует скважность импульсов на силовом транзисторе.
для её запуска на её ножке 7 должно появится напряжение этого запуска(от разных микросхем это от 7 до 15 вольт

заряжается этот кондер от дополнительной обмотки через диод.
понижая делителем напругу на выходе, понижается и напруга на этом конденсаторе, и в определенный момент её просто становится недостаточно.
что делать?
вариантов два. 1 геморойный, уменьшить количество витков вторички.
второй проще, добавить 1-или несколько витков на эту доп обмотку.
как это сделать? при желании почти во все импульсники можно засунуть тонкий эмаль провод не разбирая его.
делаем смело пару витков, диод вд1 отпаиваем один конец, тот что идет к обмотке.
и припаиваем 1 провод от добавленных витков на него а второй в то место где он был впаян.
это должно увеличить напряжение питания микросхемы(если это понизило напругу надо витки поменять местами.
это делать быстрее чем я это печатал.
тем самым понизить напругу на импульснике раза в 2 можно не пребегая к какимто значительным переделкам блока питания.
по суте их две. 1 изменить выходной делитель, и обеспечить питание микросхемы нужным напряжением докинув несколько витков на транс. при этом провод которым доматывать витки может быть практически любой
хоть в лаке, хоть в винилке(если влезет) да и ток там минимальный такчто к сечению тут особых требований нет, ну скажем от 0.1мм легко потянет.
удачных переделок.

Спасибо!
А можно по этой же схеме провести ликбез, как наоборот, поднять напряжение…

сильно поднимать не стоит, а так точно также, делителем. если напруга на питающей ножки микросхемы дойдет до верхнего порога напряжения, то его надо понизить, но лучше так высоко напругу не задирать.

Давай меняться, у меня как раз есть на 19в от ноута 🙂 а мне нужен 24в для паяльника Hakko

От ноута я рассматривал вариант, но его крепить не удобно к металлическому корпусу.

Давай меняться, у меня как раз есть на 19в от ноута 🙂 а мне нужен 24в для паяльника Hakko

Как понизить постоянное и переменное напряжение — обзор способов

Эффективные способы понижения постоянного и переменного напряжения. Узнайте, как понизить напряжение с 220 до 110 или 36 Вольт, либо с 12 до 5 Вольт.

Согласно ПУЭ для питания переносного освещения должно применяться напряжение не выше 50 Вольт, а при работе в особо опасных и замкнутых пространствах – 12 Вольт (ПУЭ 6.1.16-18). При этом питание должно осуществляться через трансформаторы. Это нужно для того, чтобы исключить поражение электрическим током. Да и не всегда выходные параметры блоков питания или аккумуляторов позволяют подключить гаджеты или другую электронику. В связи со всем этим мы расскажем о том, как понизить напряжение постоянного и переменного тока до нужного вам значения. Содержание:

• Понижаем переменное напряжение
• Подключение бытовой техники из США на 110 В к сети 220 В
• Понижаем напряжение для питания низковольтных светильников
• Понижение напряжения в доме
• Балластный конденсатор для питания маломощных устройств
• Понижаем постоянное напряжение

Понижаем переменное напряжение

Рассмотрим типовые ситуации, когда нужно опустить напряжение, чтобы подключить прибор, который работает от переменного тока, но напряжение его питания не соответствует привычным 220 Вольтам. Это может быть, как различная бытовая техника, инструмент, так и упомянутые выше светильники.

Понижаем постоянное напряжение

При конструировании электроники часто возникает необходимость понижения напряжения имеющегося блока питания. Мы также рассмотрим несколько типовых ситуаций.

Если вы работаете с микроконтроллерами – могли заметить, что некоторые из них работают от 3 Вольт. Найти соответствующие блоки питания бывает непросто, поэтому можно использовать зарядное устройство для телефона. Тогда вам нужно понизить его выход с 5 до 3 Вольт (3,3В). Это можно сделать, если опустить выходное напряжение блока питания путём замены стабилитрона в цепи обратной связи. Вы можете добиться любого напряжения как повышенного, так и пониженного – установив стабилитрон нужного номинала. Определить его можно методом подбора, на схеме ниже он выделен красным эллипсом.

А на плате он выглядит следующим образом:

На следующем видео автор демонстрирует такую переделку, только не на понижение, а на повышение выходных параметров.

На зарядных устройствах более совершенной конструкции используется регулируемый стабилитрон TL431, тогда регулировка возможна заменой резистора или соотношением пары резисторов, в зависимости от схемотехники. На схеме ниже они обозначены красным.

Кроме замены стабилитрона на плате ЗУ, можно опустить напряжение с помощью резистора и стабилитрона – это называется параметрический стабилизатор.

Еще один вариант – установить в разрыв цепи цепочку из диодов. На каждом кремниевом диоде упадёт около 0,6-0,7 Вольт. Так опустить напряжение до нужного уровня можно, набрав нужное количество диодов.

Часто возникает необходимость подключить устройство к бортовой сети автомобиля, оно колеблется от 12 до 14,3-14,7 Вольт. Чтобы понизить напряжение постоянного тока с 12 до 9 Вольт можно использовать линейный стабилизатор типа L7809, а, чтобы опустить с 12 до 5 Вольт – используйте L7805. Или их аналоги ams1117-5.0 или ams1117-9.0 или amsr-7805-nz и подобные на любое нужное напряжение. Схема подключения таких стабилизаторов изображена ниже.

Для питания более мощных потребителей удобно использовать импульсные преобразователи для понижения и регулировки напряжения от источника питания. Примером таких устройств являются платы на LM2596, а в англо-язычных интернет-магазинах их можно найти по запросам «DC-DC step down» или «DC-DC buck converter».

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на которых наглядно рассмотрены способы понижения напряжения:

Вот и все наиболее рациональные варианты, позволяющие понизить напряжение постоянного и переменного тока. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

• Что делать, если низкое напряжение в сети
• Как сделать сетевой фильтр своими руками
• Как сделать трансформатор в домашних условиях

Как Понизить Напряжение В Atx Бп

• ATX
• БП
• ИБП

• Ответить в тему
• Создать тему

Рекомендованные сообщения

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы оставляете комментарий в качестве гостя. Если у вас есть аккаунт, войдите в него для написания от своего имени.
Примечание: вашему сообщению потребуется утверждение модератора, прежде чем оно станет доступным.

Объявления

Сообщения

Похожие публикации

Как из «коаксиального кабеля» сделать антенну для приема fm диапазона.
* Если можно то схематически с размерами или словесное описание.

Схематично или словесно описать создания антенны СВ и КВ.
* Можно ссылку на сайт или схематику.

Можно ли ИБП питать устройство для которых оно не предназначено.
* Запитывать радиолу. Характеристики ИБП(220 v, 50 Гц), Характеристики радио (220 — 110 — 127 v, 50 Гц) но очень старая 1960 год.
* Если нет, то как его запитать от аккумулятора.

Можно ли увеличить запас энергии ИБП заменой аккумулятора.
* На какой другой акум. Заменить штатный.

Заранее благодарю.
Пожалуйста объясняйте как для школьника и по существу.
P.S. задавал этот вопрос, но его заблокировали.

Здравствуйте, у меня простые вопросы про радиолу «Латвия».

1) Перевел в радио-лавке радиолу на fm частоты и проверка происходила через ради-точку. Дома радио точки нет, однако со штатной антенны ловит малый диапазон и плохо. Сходил в магазин (купить антенну), мне сказали не париться, дали провод и сказали задать на форуме как из неё сделать антенну.
* Как сделать антенну из провода ? (желательно внутри корпуса антенны)

2) Хочется добавить источник питания (аккумулятор). Имеется ненужный ИБП (Компьютерный рассчитанный на 8 мин. работы, слишком мало не знаю как для радио) ippon back offfice 600. Можно-ли поставить его как в П.К., что-бы радиола работала от батарейки.
* ИБП можно-ли использовать для радиолы ? (если нет, то как его заменить что бы концепция не поменялась)
* Как увеличить время работы ИБП ? (просто заменить аккумулятор на машинный)

3) Есть диапазоны КВ1, КВ2, ДВ, МА, СВ, УКВ.
*Они в 21 век. Бесполезны ? (если да, то как их можно переделать, что бы они стали полезные)
*На них можно поймать радио ? (надо ли для них другую антенну)

4) Объясните как пользоваться задними портами.

Фото
P.S. Я студент, но объяснения нужны как для школьника. Извините.

Всем доброго времени суток.
Есть блок питания мини ATX на 400 W, который уходит в защиту.
Продиагностировал на сколько мог. Дальше мыслей нет Сейчас сузил проблему до 5 вольтовой линии. Если откинуть защиту по 5 вольтам и на ШИМ на 3 ногу кинуть перемычку с 5 вольт дежурки , то БП стартует и все напряжения поднимаются. Но в таком случае нет стабилизации по напряжению(что как бы естественно )

БП на ШИМ HS8108B полный аналог SG6105 (распиновку прилагаю) и дежурке DM311A . Силовые транзисторы Jingdao 13007T. Диодные сборки : 12v — Jingdao 12F020(маркировка на плате D27), 5v — Jingdao 16S45T (D26), 3.3 — S1045 (D25) (не нашел на него датащит, но проверил , все ок)

Что проверял и не обнаружил отклонений от нормы:
КЗ нет . Сопротивления 12v — 260 Ом, 5v — 76 Ом, 3.3v — 40 Ом
Входные высоковольтные электролиты. Электролиты в дежурке, по 12v, 5v и 3,3v
Менял сборку D26 на SBL1040CT (не помогло)
Перебрал всю 5 Вольтовою линию , все элементы соответствуют своим характеристикам.
P.S. На фото есть потемнения , это спиртоканифоль , не бейте сильно ) Так же на фото нет электролитов по 5 v и одного по 3.3 v . Я их подпаял с обратной стороны платы , для удобного доступа к перемычке которая идет с 5v к ШИМ (Обвел синим)
Зеленим обвел элементы которые задействованы в 5v линии , не считаю дросселя групповой стабилизации.

Приветствую дорогие форумчане. И так немного отступлю от темы дабы не запинали раньше времени. В электронике пытаюсь разбираться сам, но увы мои силы усё, не понимаю и всё. Стараюсь на форумах вообще не писать, только читаю, учусь, и стараюсь сам найти ответы на свои вопросы.
1)Я не понимаю как работает защита по току в ATX блоке питания на шим-TL494. Может кто то мне разжевать каким образом вообще отслеживается ? И чем и как задаётся максимальная защита по току (мощности) ? По поводу инвертирующих и неинвертирующих входов вроде понял, вчера читал пол вечера.
Если есть тема, то скиньте почитаю.
2) Для чего служит схема Power Good, я имею ввиду что будет если её удалить ? что я теряю ? Я знаю что Power Good нужна для того чтобы говорит мат.плате о том что все напряжения в норме и можно стартовать.

Блок питания будет использоваться для питания автоусилителя. Собирать блок питания с нуля сложно (пока что), поэтому начинаю изучения ИИП с переделки.
По поводу переделки:
1)Для начала избавился от всех ненужных линий а то есть +5В, +3.3В, -5В, -12В.
2)Оставлена только линия +12В
3)Убраны обратные связи по всем ненужным линиям.
4)Поднято напряжение до 14В.
5)Заменены ВВ электролитические конденсаторы с 220мкф до 820мкф
6)Заменены силовые ключи в высоковольтной части с C4106 на D209L
7) Заменен силовой трансформатор от БП на 450ватт.
8)Заменена диодная сборка на более мощную по линии +12В.

Электролиты по выходу пока что не менял на более высоковольтные. Дросселем ещё не занимался (это следующий этап)

С блока питания МАКСИМАЛЬНО снял 20A после блок уходит в защиту при напряжение под нагрузкой 13.4. вольта.
В холостом режиме напряжение 13.99.
Нужно получить ещё 10Ампер сверху, то есть 30 ампер снять с блока.

Тот трансформатор который я снял с 450ваттного БП по 12В линии по заявлению производителей должен выдать 27.4 ампера.

Схему блока питания прилагаю.

То что обведено красным, я так понимаю и есть защита по макс. току. и управляет она 4 ногой. Если верно, то прошу далее разжевать мне каким образом она работает ?

Как работает блок питания компьютера

Содержание

Содержание

Большинство рассказов про блоки питания начинается с подчеркивания их важнейшей и чуть ли не главенствующей роли в составе компьютера. Это не так. БП — просто один из компонентов системы, без которого она не будет работать. Он обеспечивает преобразование переменного напряжения из сети в необходимые для работы ПК стабилизированные напряжения. Все блоки можно разделить на импульсные и линейные. Современные компьютерные блоки выполнены по импульсной схеме.

Линейные блоки питания

Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, а со вторичной мы снимаем уже пониженное до нужных пределов переменное напряжение. Далее оно выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном случае нарисован обычный электролитический конденсатор) и схема стабилизации. Схема стабилизации необходима, так как напряжение на вторичной обмотке напрямую зависит от входного напряжения, а оно только по ГОСТу может меняться в пределах ±10 %, а в реальности — и больше.

Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и низкий уровень помех (поэтому аудиофилы часто используют их в усилителях). Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД. Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).

Импульсные блоки питания

Далее в тексте сократим название «импульсный источник питания» до ИИП. Такие блоки питания более сложны, но гораздо более компактны. Для примера на фото ниже показана пара трансформаторов.

Слева — отечественный сетевой с номинальной мощностью 17 Вт, справа — выпаянный из компьютерного БП мощностью 450 Вт. Кстати, отечественный еще и весит раз в 5 больше.

В ИИП сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается фильтром, а потом опять преобразуется в переменное, но уже гораздо более высокой частоты (несколько десятков килогерц). А затем оно понижается трансформатором.

Так выглядит плата вживую:

Фильтр

Фильтр в блоке питания двунаправленный: он поглощает разного рода помехи: как созданные самим БП, так и приходящие из сети. В самых бюджетных БП предприимчивые китайцы вместо дросселей распаивали перемычки (или, как их называют ремонтники, «пофигисторы»), а конденсаторы не ставили вообще. Чем это плохо: помехи будут влиять на другую аппаратуру, подключенную к данной сети, а напряжение на выходе получится с «мусором». Сейчас таких блоков уже немного. Встречается также экономия на размерах: фильтр как бы есть, но работать он будет кое-как.

Фильтр работает эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.

На картинке изображен фильтр в минимальной комплектации. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.

Еще одна опасная для жизни пользователей экономия — когда вместо специальных Х- и Y-конденсаторов ставят обычные. Впрочем, встречается она редко. Автор видел такое всего один раз и очень давно. Экономия очень незначительна, а риск для пользователей очень велик, так как, например, Y-конденсаторы подключаются одной «ногой» на фазу, а другой — на корпус. В случае пробоя конденсатора можно получить опасное для жизни напряжение на корпусе.

Корректор коэффициента мощности

Не будем вдаваться в подробности, поскольку статьи на эту тему уже были: раз и два. Скажем только, что корректор коэффициента мощности должен быть во всех компьютерных БП, желательно активного типа (A-PFC).

Плюсы корректора:
1) Снижается нагрузка на сеть.
2) Повышенный диапазон входного напряжения (чаще всего, но не всегда).
3) Улучшение работы инвертора.

Минусы:
1) Увеличивается сложность конструкции, соответственно, снижается надежность.
2) Возможны проблемы при работе с UPS.

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.

Выпрямление и стабилизация выходных напряжений

На выходе БП имеется четыре напряжения:
1) 12 В — отвечает за питание процессора, видеокарты, HDD, вентиляторов.
2) 5 В — питание логики материнской платы, накопителей, USB.
3) 3,3 В — питание оперативной памяти.
4) -12 В — считается атавизмом и не используется в современных компьютерах.

По способу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на четыре группы:

1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки (полупроводниковый прибор, у которого при прямом включении падение напряжения будет в три-четыре раза меньше, чем у обычных кремниевых), групповая стабилизация.

Внешне их можно определить по двум крупным дросселям. На одном — три обмотки (12 В, 5 В и тонкий провод -12 В).

Второй имеет меньший размер. Это отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте. Например:

Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:

2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Внешне их можно отличить по наличию в выходных цепях трех крупных дросселей. Данная схема в современных БП не используется: ее вытеснили более производительные решения. Пик такой схемотехники — начало 2000-х годов.

3) Выпрямление канала 12 В с помощью диодов Шоттки. Напряжения 5 В и 3,3 В получают из 12 В с помощью преобразователей DC-DC. Развитие электроники позволило производить недорогие и эффективные преобразователи такого рода. БП будет ненамного эффективнее обычных с групповой стабилизацией (так как нагрузка на низковольтные каналы небольшая), но стабильность напряжений выше.

4) Канал 12 В — синхронный выпрямитель на MOSFET (полевой транзистор с изолированным затвором), остальные напряжения получают при помощи преобразователей DC-DC.

Это наиболее эффективная и точная, но и более сложная схемотехника. В соответствии с ней делают все топовые блоки питания. Отклонения выходных напряжений у таких блоков укладываются в один-два процента при допустимых 5 %.

Дежурный источник питания

Представляет из себя маломощный ИИП с напряжением на выходе 5 В. Он работает все время, пока БП подключен к сети. Обеспечивает питание микросхем внутри блока и питание логики на материнской плате, а также подает питание на порты USB при выключенном компьютере.

Супервизор

Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке (превышения выходных напряжений, превышение выходного тока и прочее), управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.

Теперь вы представляете, как обстоит дело со схемотехникой в наши дни. А что нас ждет в будущем? В мае 2020 года компания Интел выпустила новый ATX12VO (12 V Only) Desktop Power Supply Disign Guide в котором описывает совершенно новые БП: у блока осталось только одно напряжение — 12 В. Нужные напряжения будет преобразовывать материнская плата. Дежурный источник питания с напряжения 5 В перейдет на 12 В. При этом размеры блоков АТХ остаются такими же. Это сделано для того, чтобы сохранить совместимость со старыми корпусами. Правда, пока производители не торопятся переходить на этот формфактор.