Каждый из нас когда-нибудь задумывался как устроен блок питания, каковы его функции? Главная задача - преобразовать питание из сети в стабильное питание, то есть однонаправленного тока, который нужен компьютеру. БП должен быть компактным, эффективным в использовании. Они устроены очень сложно, чем многие думают. Все блоки можно разделить на линейные и импульсные. Современные выполнение по импульсной схеме.
Напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, со вторичной мы снимаем пониженное напряжение до нужных пределов. Оно выпрямляется, следом стоит фильтр и схема стабилизации. Схема необходима, так как на вторичной обмотке напряжение напрямую зависит от входного напряжения. По ГОСТу может менять в пределах +- 10%, в реальности больше.
Основные преимущества - достаточно простая конструкция и низкий уровень помех. Главные недостатки - габариты и маленький КПД. Собрать блок питания примерно в 500 ватт будет возможно, но будет иметь огромные размеры, вес и стоимость.
По конструкции более сложные, но компактные.
В импульсном блоке питания сетевое напряжение выпрямляется, сглаживается фильтром, потом преобразуется в переменное, но в более высокие частоты. Затем понижается трансформатором.
Фильтр на входе служит для подавления двух типов электромагнитных помех: дифференциальных – когда ток помехи течет в разные стороны в линиях питания, и синфазных – когда ток течет в одном направлении.
Фильтр работает более эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.
Это минимальный комплект. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.
В современных используется чаще всего полумост. Но имеется еще мостовой. На фотографии приведенная ниже изображен полумост в упрощенном виде.
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 технически сложнее, имеют более высокий КПД.
Выпрямление и стабилизация выходных напряжений
На выходе у БП имеется 4 напряжение:
1) 12 В — отвечает за питание процессора, видеокарты, HDD, вентиляторов.
2) 5 В — питание логики материнской платы, накопителей, USB.
4) -12 В — не используется в современных компьютерах.
По методу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на 4 группы:
1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, групповая стабилизация.
Внешне можно отличить по двум крупным дросселям. На одном — 3 обмотки (12 В, 5 В и тонкий провод -12 В). Второй меньше по размеру, отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте.
2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Пик такой схемотехники 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, 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.
Дежурный источник питания
Он работает 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.
Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке, управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.
Спасибо за уделенное внимание Нашей статье!
Если Вам понравилась статья, то дайте фидбек! Если наберется определенное количество поддержки, то напишем авторский материал, который будет уникален даже для опытных пользователей!
