Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2 Схемы

Как сделать зарядное устройство из компьютерного БП АТХ

Схема на зарядное устройство из компьютерного БП АТХ 40 ампер

ЗУ оснащено модулем контроля и регулировки тока и измерения напряжения. Индикатор светодиодный цифровой (можете купить готовый с Алиэкспресс). Один переключаемый режим (зеленый светодиод) — это измерение напряжения, второй (красный светодиод) — это измерение тока. Хотя если будете собирать конструкцию — ставьте сразу два.

  • Диапазон регулировки тока 1.9 до 42 А, напряжение зарядки выставлено на 15 В.

Это устройство состоит из двух преобразователей: главного и вспомогательного, в котором есть 15 В для питания контроллера и вентиляторов, а также 5 В для питания измерительного прибора. Преобразователь резервный (stand-by) как в блоке питания ATX.

Характеристики блока питания

Итак, каждый отдельный блок питания обладает своими характеристиками и параметрами. Ниже перечислим их основные параметры.

Тип выходного напряжения

В основном радиоэлектронные устройства питаются переменным и постоянным током. Поэтому, блоки питания могут выдавать переменное или постоянное напряжение. В большинстве случаев используется именно постоянное напряжение.

К блокам питания с постоянным выходным напряжением можно отнести компьютерные блоки питания

Блок питания

а также различные зарядные устройства для ваших гаджетов.

блок питания постоянного тока

К блокам питания с переменным напряжением можно отнести трансформаторы

однофазный трансформатор

А также инверторы. Инверторы — это устройства, которые из постоянного напряжения делают переменное напряжение.

Выходное напряжение

Блок питания выдает какое-либо определенное напряжение, которое требуется для какого-либо конкретного устройства. Поэтому, самый главный параметр — это напряжение в Вольтах, которое выдает блок питания.

Например, для зарядки наших смартфонов требуется блок питания с постоянным напряжение в 5 Вольт, а для того, чтобы горела автомобильная лампочка, нам потребуется блок питания с напряжением в 12 Вольт.

Выходная мощность

Каждый блок питания наряду с выходным напряжением также должен уметь выдавать в нагрузку и требуемую силу тока. Хочу напомнить, что мощность постоянного тока рассчитывается по формуле P=IU, где P — это мощность, I — сила тока, U — напряжение. Следовательно, мощный блок питания должен уметь выдавать и большую силу тока, если от этого потребует нагрузка. Рассчитать максимальную силу тока, которую способен выдавать такой блок в нагрузку, вы можете по формуле I=P/U. Но чаще всего силу тока пишут также на самой этикетке блока питания.

Те, кто занимается компьютерами, знают, что на самом компьютерном блоке питания на этикетке написана мощность, которую может выдать блок питания. Поэтому, геймеры берут очень мощный блок питания, так как железо мощного компьютера потребляет очень много электрической энергии.

Устраняем неисправности

Для поиска неисправности необходимо провести диагностику, самостоятельно. Для этого надо:

  • аккуратно извлечь БП из компа и вскрыть его;
  • произвести очистку от пыли всего блока. Используя ворсовую кисточку, баллончик со сжатым воздухом или пылесос;
  • очистить плату от потеков электролита, он вызывает коррозию и разъедает элементы, расположенные рядом на плате;
  • при наличии следов подгоревшего текстолита необходимо очистить и пропаять пайку. Скорее всего, там холодная пайка или пробился полупроводник, и через него шёл большой ток;
  • при помощи мультиметра выявить пробитые детали и заменить их.

Поиск постороннего звука лучше начинать при работе блока в дежурном режиме. Включить БП в сеть, но ПК не запускать. Установить перемычку в 20-пиновом разъёме. Один конец вставить в контакт с зелёным проводом (PowerOn), а другой – в любой контакт с чёрным проводом (14к+15к). При этом блок включится и заработает вентилятор. Если вы случайно замкнете не те контакты, ничего страшного не случится. Блок не сгорит. Он просто не запустится.

Осторожно. Элементы схемы блока питания при этом находятся под напряжением. Можно получить удар электрическим током, опасным для жизни. Для обеспечения безопасности блок питания необходимо заземлить. В современном шнуре питания в паре розетка-вилка предусмотрены отдельные контакты для подключения заземления.

Прижимаем детали поочередно деревянной палочкой или иным диэлектриком (карандаш, коктейльная трубочка) и слушаем, изменяется ли звук. Если меняется тональность, то это та деталь, из-за которой блок пищит, и её нужно заменить или отремонтировать.

Читайте так же:
Гонки с рулем и педалями на компьютер

Крепление деталей

После удаления пыли надо визуально внимательно проверить качество пайки всех соединений, отсутствие микротрещин на дорожках. Убедиться в надёжности крепления габаритных деталей (трансформатора, дросселя, радиатора). От вибрации ослабленная деталь со временем нарушит пайку соединения. В этом месте возникнет сопротивление, которое под действием тока будет нагревать участок. Это выведет из строя БП. Подозрительные контакты необходимо пропаять с флюсом.

холодная пайка

Кулер

Надёжность компонентов сильно зависит от температурного режима работы.

Выход их из строя вызван высокой или низкой температурой воздуха, повышенной влажностью, наличием различных примесей в нем. Важную роль в обеспечении надежной работы БП играет вентиляция, которую обеспечивает встроенный вентилятор.

Кулер шумит из-за засыхания смазки или когда забивается пылью. Крыльчатка вентилятора, как правило, собирает много пыли, что уменьшает проток охлаждающего воздуха. Если чистый охладитель при работе сильно шумит (трещит), то его необходимо смазать.

Почему пищит или свистит блок питания компьютера

Для смазки необходимо;

  • приподнять фирменную наклейку на корпусе;
  • вытащить резиновую заглушку, расположенную над подшипником;
  • стопорную шайбу не снимать;
  • остатки старой смазки не вытирать;
  • капнуть две-три капли силиконовой смазки или масла для швейных машин (часовую смазку). Можно использовать шприц с тонкой иглой;
  • вставить заглушку и закрепить наклейку на месте.

На время проверки вентилятор можно отключить. Шум вентилятора может заглушать свист блока.

Почему пищит или свистит блок питания компьютера

Трансформаторы и дроссели

Слышимый звук иногда возникает при сильном магнитном поле. Это следствие воздействия магнитострикционных пульсаций ферритового сердечника и в исправном трансформаторе. При этом он сам по себе не опасен, но служит сигналом о работе блока на предельной нагрузке. Желательно определить источник перегрузки.

Звук, издаваемый расслабленной обмоткой транса, дросселя или индуктивности, вступает в резонанс с треснутым сердечником и усиливается. Для устранения звука пропитать сердечник, обмотку и стыковочные швы сердечника лаком (клеем).

Важно! Клей не должен разъедать склеиваемые поверхности, так как это может повредить изоляцию обмоточного провода.

Конденсаторы

В блоке питания применяются много разных конденсаторов. Некоторые из них имеют большую емкость, другие работают при высоких напряжениях, третьи имеют малый ток утечки, четвертые обладают небольшой индуктивностью. Применение того или иного типа конденсатора определяет их назначение. Например, если у частотно задающего керамического конденсатора изменилась ёмкость, то нарушится режим работы БП. Ёмкость может измениться при нагреве, от старости или у низкокачественного конденсатора.

Почему пищит или свистит блок питания компьютера

Конденсатор выходит из строя, когда:

  • закорочен внутри;
  • оборван;
  • возник большой ток утечки;
  • произошла потеря емкости.

Электролитические конденсаторы сглаживают пульсации постоянного напряжения. Вспученный корпус конденсатора может вызывать срабатывание схемы защиты. Такие электролиты меняют сразу, и не надо тратить время на их проверку.

Для проверки конденсатора с помощью тестера необходимо отпаять один из выводов. Мультиметр включается на измерение сотен кОм или даже мОм. Для конденсаторов с большой емкостью в начальный момент происходит бросок показаний на ноль и затем переход к 1 (бесконечность). Хороший конденсатор покажет более 100 кОм. Если он в обрыве, то измеритель сразу покажет 1 (бесконечность).

Читайте так же:
Графический процессор nvidia geforce gtx 1050

При ёмкости меньше 1 мкф прибор не определит обрыв. Прибор при этом покажет ноль, если он закорочен (пробой), или 1, если он исправный или в обрыве.

Для проверки целостности керамическ ого конденсатора маленькой ёмкости нужно собрать схему, состоящую из следующих элементов: проверяемого конденсатора, миллиамперметра переменного тока, резистора (ограничивающего) и источника переменного напряжения, включенных последовательно.

Напряжение источника при этом составляет не больше 20% от напряжения конденсатора. Величина тока зависит от величины ёмкости: чем меньше ёмкость, тем меньше ток. Нулевой ток амперметра говорит об обрыве.

Отмечу, что сейчас проще проверять конденсатор универсальным прибором, который называется транзистор-тестером или ESR-метром. Он дает довольно точные показания, а его использование значительно проще описанного выше метода, при этом стоит он меньше 1000 рублей. Ниже прилагаю видео об одном из таких приборов.

После устранения свиста нужно собрать БП и установить на место. Если не получится устранить причину звука самостоятельно, стоит отдать блок в сервисную мастерскую или купить новый.

Мощность — это один из главных параметров БП. Она характеризует, сколько электрической энергии может отдать блок питания подключенным к нему устройствам (жесткий диск, материнская плата с процессором, видео карта и др.). Для выбора БП, казалось бы, достаточно просуммировать потребление всех комплектующих и выбрать блок питания с небольшим запасом по мощности.

Но все обстоит намного сложнее. Блок питания формирует различные напряжения, распределенные по разным шинам питания (12 В, 5 В, 3,3 В и другие), каждая шина (линия), напряжения рассчитана на определенную мощность. Можно было бы подумать, что эти мощности фиксированы, и их сумма равна выходной мощности самого блока питания. Но в блоках питания АТХ установлен один трансформатор для формирования всех этих напряжений, поэтому мощность на линиях плавает. При увеличении нагрузки на одной из линий мощность на остальных линиях уменьшается и наоборот.

Производитель в паспорте указывает максимальную мощность каждой линии, просуммировав их, получится мощность больше, чем может реально обеспечить блок питания. Таким образом, часто, производитель заявляют номинальную мощность, которую БП обеспечить не в состоянии, тем самым вводя пользователей в заблуждение. Установленный в системном блоке БП недостаточной мощности взывает «зависания», произвольные перезагрузки, щелканье и треск головок жесткого диска, и другую некорректную работу устройств.

Практика.

Частоту можно изменить заменив конденсатор C или(и) резистор R на другой номинал.

Было бы правильно поставить конденсатор с меньшей емкостью, а резистор заменить на последовательно соединенные постоянный резистор и переменный типа СП5 с гибкими выводами.

Фото 1. Подстроечный резистор СП5

Затем, уменьшая его сопротивление, измерять напряжение, пока напряжение не достигнет 5.0 вольт. Затем впаять постоянный резистор на место переменного, округлив номинал в большую сторону.

Я пошел по более опасному пути — резко изменил частоту впаяв конденсатор меньшей ёмкости.

По формуле получаем

f=61,1 кГц

После замены конденсатора

Фото 2. Конденсаторы: 1нФ и 1,2нФ

f =91,6 кГц

частота увеличилась на 50% соответственно и мощность возросла.

Если R не будем менять, то формула упрощается:

Или если С не будем менять, то формула :

Читайте так же:
Для чего используется внешняя память

Проследите конденсатор и резистор подключенные к 5 и 6 ножкам микросхемы. и замените конденсатор на конденсатор с меньшей ёмкостью.

Фото 3. Вид со стороны элементов Фото 4. Вид со стороны платы

Фото 5. Вид со стороны элементов

Принцип действия

Работа ИБП простой конструкции следующая. Если входной ток является переменным, как в большинстве бытовых приборах, то сначала происходит преобразование напряжения в постоянное. Некоторые конструкции блоков имеют переключатели, удваивающие напряжение. Это делается для того, чтобы подключаться к сети с разным номиналом напряжения, например, 115 и 230 вольт.

Выпрямитель выравнивает переменное напряжение и на выходе отдает постоянный ток, который поступает в фильтр конденсаторов. Ток от выпрямителя выходит в виде малых импульсов высокой частоты. Сигналы обладают высокой энергией, за счет которой снижается коэффициент мощности трансформатора импульсов. Благодаря этому габариты импульсного блока небольшие.

Impulsnye bloki pitaniia ustroistvo

Чтобы скорректировать уменьшение мощности в новых блоках питания применяют схему, в которой ток на входе получается в виде синуса. По такой схеме смонтированы блоки в компьютерах, видеокамерах и других устройствах. Импульсный блок работает от постоянного напряжения, проходящего через блок, не изменяясь. Такой блок называют обратноходовым. Если он служит для 115 В, для работы на постоянном напряжении необходимо уже 163 вольта, это рассчитывается как (115 × √2).

Для выпрямителя такая схема вредна, так как половина диодов не используется в работе, это вызывает перегрев рабочей части выпрямителя. Долговечность в этом случае снижается.

После выпрямления напряжения сети в действие вступает инвертор, который преобразовывает ток. Пройдя через коммутатор, имеющий большую энергию выхода, из постоянного получается переменный ток. С обмоткой трансформатора в несколько десятков витков и частотой сотни герц блок питания работает в качестве усилителя низкой частоты, она получается больше 20 кГц, она не доступна слуху человека. Коммутатор изготовлен на транзисторах с многоступенчатым сигналом. Такие транзисторы имеют низкое сопротивление, высокую возможность прохода токов.

Схема работы ИБП

Impulsnye bloki pitaniia skhema 1

В сетевых блоках вход и выход изолируют между собой, в импульсных блоках ток применяется для первичной обмотки высокой частоты. На вторичной обмотке трансформатор создает нужное напряжение.

Для напряжения выхода более 10 В применяют кремниевые диоды. На низких напряжениях ставят диоды Шоттки, которые имеют достоинства:
  • Быстрое восстановление, что дает возможность иметь малые потери.
  • Малое падение напряжения. Для снижения напряжения выхода применяют транзистор, в нем выпрямляется основная часть напряжения.

Далее напряжение сглаживается фильтром, в него входят конденсатор, дроссель. Для частот коммутации выше требуются составляющие с малой индуктивностью и емкостью.

Схема импульсного блока минимального размера

Impulsnye bloki pitaniia skhema 2

В простой схеме ИБП вместо трансформатора применен дроссель. Это преобразователи для понижения или повышения напряжения, относятся к самому простому классу, применяется один переключатель и дроссель.

Некоторые виды ИБП
  • Простой ИБП на IR2153, распространен в России.
  • Импульсные блоки питания на TL494.
  • Импульсные блоки питания на UC3842.
  • Гибридного типа, из энергосберегающей лампы.
  • Для усилителя с повышенными данными.
  • Из электронного балласта.
  • Регулируемый ИБП, механическое устройство.
  • Для УМЗЧ, узкоспециализированный блок питания.
  • Мощный ИБП, имеет высокие характеристики.
  • На 200 В – на напряжение не более 220 вольт.
  • Сетевой ИБП на 150 ватт, только для сети.
  • Для 12 В – нормально работает при 12 вольтах.
  • Для 24 В – работает только на 24 вольта.
  • Мостовой – применена мостовая схема.
  • Для усилителя на лампах – характеристики для ламп.
  • Для светодиодов – высокая чувствительность.
  • Двухполярный ИБП, отличается качеством.
  • Обратноходовый, имеет повышенные напряжение и мощность.
Читайте так же:
Видеокарта не показывает изображение вентилятор крутится
Особенности

Простой ИБП может состоять из трансформаторов малых размеров, так как при повышении частоты эффективность трансформатора выше, требования к размерам сердечника меньше. Такой сердечник изготовлен из ферромагнитных сплавов, а для низкой частоты используется сталь.

Напряжение в блоке питания стабилизируется путем обратной связи отрицательной величины. Осуществляется поддержка напряжения выхода на одном уровне, не зависит от нагрузки и входных колебаний. Обратная связь создается разными методами. Если в блоке есть гальваническая развязка от сети, то применяется связь одной обмотки трансформатора на выходе или с помощью оптрона. Если развязка не нужна, то используют простой резистивный делитель. За счет этого напряжение выхода стабилизируется.

Особенности лабораторных блоков

Принцип действия осуществлен на активном преобразовании напряжения. Для удаления помех ставят фильтры в конце и начале цепи. Насыщение транзисторов положительно отражается на диодах, имеется регулировка напряжения. Встроенная защита блокирует короткие замыкания. Кабели питания применены немодульной серии, мощность достигает 500 ватт.

В корпусе установлен вентилятор охлаждения, скорость вентилятора регулируется. Наибольшая нагрузка блока составляет 23 ампера, сопротивление 3 Ом, наибольшая частота 5 герц.

Применение импульсных блоков

Сфера их использования постоянно растет как в быту, так и в промышленном производстве.

Импульсные блоки питания применяются в источниках бесперебойного питания, усилителях, приемниках, телевизорах, зарядных устройствах, для низковольтных линий освещения, компьютерной, медицинской технике и других различных приборах, и устройствах широкого назначения.

Достоинства и недостатки
ИБП имеет следующие преимущества и достоинства:
  • Небольшой вес.
  • Увеличенный КПД.
  • Небольшая стоимость.
  • Интервал напряжения питания шире.
  • Встроенные защитные блокировки.

Уменьшенная масса и размеры связано с применением элементов с радиаторами охлаждения линейного режима, импульсного регулирования вместо тяжелых трансформаторов. Емкость конденсаторов уменьшена за счет увеличения частоты. Схема выпрямления стала проще, самая простая схема – однополупериодная.

У трансформаторов низкой частоты теряется много энергии, рассеивается тепло во время преобразований. В ИБП максимальные потери возникают при переходных процессах коммутации. В другое время транзисторы устойчивы, они закрыты или открыты. Созданы условия для сохранения энергии, КПД достигает 98%.

Стоимость ИБП снижена из-за унификации элементов широкого ассортимента на роботизированных предприятиях. Силовые элементы из управляемых ключей состоят из полупроводников меньшей мощности.

Технологии импульсов дают возможность применять сеть питания с разной частотой, что расширяет применение блоков питания в различных сетях энергии. Модули на полупроводниках с небольшими габаритами с цифровой технологией имеют защиты от короткого замыкания и других аварий.

Недостатки

Импульсные блоки питания функционируют с помощью преобразования импульсов высокой частоты, создают помехи, уходящие в окружающую среду. Возникает необходимость подавления и борьбы с помехами разными методами. Иногда подавление помех не дает эффекта, и применение импульсных блоков становится невозможным для некоторых типов устройств.

Виды блоков питания и их различия

Существуют трансформаторные и импульсные блоки питания.

Рассмотрим их отличия, преимущества и недостатки.

Простой классический вид блока питания в современных ПК практически не используется, схема устройства с двухполероудным выпрямителем представлена ниже.

Основными элементами устройства являются:

  1. Трансформатор;
  2. Выпрямитель;
  3. Сетевой фильтр.

Один из трансформаторных блоков представлен ниже.

Трансформатор через первичную обмотку принимает на себя из сети входящее напряжение.

Выпрямитель выполняет задачу преобразования переменного тока в постоянный однонаправленный.

Как правило, используются два типа выпрямителей:

  1. Двухполупериодный;
  2. Однополупериодный.

В обоих типах устройств используются диодные мосты состоящие:

  • в первом типе – из четырех диодов;
  • во втором – из двух диодов.
Читайте так же:
Веб камера настройка на компьютер

Использование других элементов в выпрямителе свойственно для блоков питания с удвоенным напряжением или трехфазных устройствах.

Сетевой фильтр представляет из себя обычный конденсатор обладающий большой емкостью. С помощью него сглаживаются пульсации тока.

Вместо обычных трансформаторов могут быть установлены автоматические устройства.

Чтобы понять, как работают блоки питания, необходимо обладать базовыми знаниями законов электротехники.

Габариты БП прямо пропорционально зависят от габаритов трансформаторов.

Размеры последних рассчитываются по специальной формуле.

  • n – количество витков на 1В напряжения;
  • f – частота переменного тока;
  • S – площадь сечения магнитопровода;
  • B – индукция магнитного поля, которая образуется в магнитопроводе.

Чем больше сечение магнитопровода S и количество витков N, тем больше будет трансформатор (его вес и габариты), это логично.

Но если площадь сечения провода уменьшить, то необходимо будет увеличить и количество витков N, которые могут не поместиться на трансформаторах небольших размеров.

При этом большое количество витков увеличит показатели активного сопротивления обмотки.

Если трансформатор маломощный, то большое количество витков с малым сечением никак не повлияет на работу такого БП, так как сила тока в таких устройствах мала.

Но если на таком трансформаторе увеличить мощность, соответственно увеличиться и сила тока, но так как сопротивление обмотки высокое, это приведет к большому рассеиванию тепловой мощности.

Отсюда можно сделать вывод что блоки питания, сконструированные для компьютеров на основе классических трансформаторах и работающие на частоте 50Гц могут иметь только большие размеры и вес.

Преимущества трансформаторных блоков питания:

  1. Надежная и простота конструкция устройств;
  2. Удобство ремонта (все элементы доступны и заменяемы);
  3. Радиопомехи минимальны или отсутствуют совсем.
  1. Прямая пропорциональность мощности устройства к его весу и габаритам;
  2. Зависимость стабильности рабочего напряжения от КПД работы трансформатора и наоборот.
  3. Использование электротехнической стали повышает стоимость устройства и его металлоемкость.

Сфера применения ИБП

Эра классических трансформаторных БП уходит в небытие. Импульсные преобразователи на основе полупроводниковых стабилизаторов повсеместно их вытесняют, поскольку при тех же значениях выходной мощности характеризуются гораздо меньшими весогабаритными показателями, они надёжнее аналоговых оппонентов и обладают намного более высоким КПД, позволяя снизить тепловые потери. Наконец, ИБП могут функционировать с входным напряжением в обширном диапазоне значений. Импульсный блок такого же размера, как трансформаторный, обладает в разы большей мощностью.

В настоящее время в сферах, требующих преобразования переменного напряжения в постоянное, используются практически только импульсные инверторы, при этом они могут обеспечить и повышение напряжения, что недоступно для классических аналоговых блоков. Ещё одним достоинством ИБП является способность обеспечить смену полярности выходного напряжения. Работа на высоких частотах облегчает функцию стабилизации/фильтрации выходных импульсов.

Малогабаритные инверторы, построенные на специализированных микросхемах, являются основой зарядных устройств всевозможных мобильных гаджетов, а надёжность их такова, что срок службы существенно превышает ресурс мобильных устройств. О компьютерных блоках питания мы уже упоминали. Отметим, что принцип работы ИБП используется в 12-вольтовых драйверах питания светодиодов.

Помогла ли вам данная статья разобраться с тем, какой же всё-таки принцип работы импульсного блока питания? Если что-то осталось непонятным или вы просто хотите поблагодарить за информацию, ждём вас в комментариях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector