Все о блоках питания пк

Батарея и мощность

От АКБ зависит и пригодность преобразователя для той или иной цели. Повышающий инвертор напряжения не берет энергию для потребителей из «темной материи» Вселенной, черных дыр, духа святого или откуда-то еще просто так. Только – из АКБ. А от нее он возьмет мощность, отдаваемую потребителям, деленную на КПД самого преобразователя.

Автолюбители знают: гонял стартер 20 мин – покупай новый аккумулятор. Правда, в новых машинах есть ограничители времени его работы, так что, возможно, и не знают. И точно не все знают, что стартер легковушки, раскрутившись, берет ток ок. 75 А (в течение 0,1-0,2 с при запуске – до 600 А). Простейший расчет – и выходит, что, если в инверторе нет автоматики, ограничивающей разряд батареи, то наша за 15 мин сядет полностью. Так что выбирайте или конструируйте свой преобразователь с учетом возможностей наличной АКБ.

Ресурс кислотных АКБ заметно не уменьшается, если они разряжаются 2-х часовым током (12 А для 60 А/ч, 24 А для 120 А/ч и 42 А для 210 А/ч). С учетом КПД преобразования это дает допустимую долговременную мощность нагрузки в прим. 120 Вт, 230 Вт и 400 Вт соотв. Для 10 мин. нагрузки (напр., для запитки электроинструмента) она может быть увеличена в 2,5 раза, но после этого АБК должна отдохнуть не менее 20 мин.

В целом итог получается не совсем уж плохой. Из обычного бытового электроинструмента только болгарка может брать 1000-1300 Вт. Остальные, как правило, обходятся мощностью до 400 Вт, а шуруповерты до 250 Вт. Холодильник от АКБ 12 В 60 А/ч через инвертор проработает 1,5-5 час; вполне достаточно, чтобы принять необходимые меры. Поэтому делать преобразователь на 1кВт для батареи 60 А/ч смысл имеет.

Классификация

Основными критериями классификации этих приборов являются мощность, форма тока и входное напряжение. Выбор конкретной модели зависит от целей, с которыми приобретается устройство.

Для подключения к автомобильному прикуривателю используются простейшие компактные преобразователи небольшой мощности. От них могут получать питание гаджеты с низким потреблением электроэнергии (телефоны, ноутбуки, вентиляторы, фонарики).

Мощность инвертора, включаемого в прикуриватель, не должна превышать 150 Вт. В противном случае можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля.

Преобразователи для питания приборов мощностью от 150 Вт присоединяют напрямую к клеммам аккумулятора. Чтобы снизить потери КПД, не рекомендуется использовать «крокодильчики», которые входят в комплектацию некоторых моделей. Для стабильного и надёжного подключения больше подойдут медные клеммы с винтовым соединением.

Номинальная и пиковая мощность

При выборе преобразователя следует суммировать мощность всех потребителей, которые будут к нему подключены. К полученному результату прибавляют ещё 20%, так как прибор не сможет долго работать на пределе возможностей. Кроме того, возможны потери вследствие плохого контакта в соединениях или низкого качества кабеля. Также нужно учитывать ёмкость аккумулятора.

Рассчитывать мощность инвертора необходимо по двум характеристикам: номинальной и пиковой. Первая из них определяет нагрузку, под которой прибор может работать длительное время. У бытовых моделей она обычно составляет от 60 до 1000 Вт. Однако существуют модификации, у которых этот показатель превышает 1 кВт. С их помощью можно обустроить мобильную мини-электростанцию. Их целесообразно покупать, например, для подключения электроинструментов.

Пиковая мощность характеризует максимальную нагрузку, которую инвертор может выдержать в течение короткого промежутка времени. Она варьируется в пределах 150 – 10000 Вт. Ток, потребляемый некоторыми электроприборами при начале работы, в несколько раз превышает номинальное значение

Выбирая преобразователь, нужно обязательно обратить внимание на этот момент, иначе подключенное к нему оборудование может не запуститься

Мнение эксперта
Кузнецов Василий Степанович

Если устройство используется при работающем двигателе автомобиля, ток его нагрузки не должен быть выше тока, вырабатываемого генератором.

Для бытовых нужд (например, путешествий на автомобиле) обычно бывает достаточно инвертора мощностью до 600 Вт. Этого хватит, чтобы включить холодильник, зарядить телефон, ноутбук или фонарик. Ток нагрузки такого прибора составляет примерно 50 А, что значительно меньше показателей современных автомобильных генераторов.

Форма тока

Важным критерием выбора преобразователя является форма тока, получаемая на выходе. От этого параметра зависит, какие приборы к нему можно подключить.

Существует два вида формы:

1. Чистая (непрерывная) синусоида. Диаграмма тока представляет собой ровную синусоиду. Такие приборы обеспечивают безопасное подключение любого оборудования. В схему этих устройств входят дорогостоящие комплектующие, поэтому цена на них достаточно высока.
2. Модифицированная (изменённая) синусоида. Диаграмма тока – ступенчатая. Такие инверторы нельзя использовать для подключения электроинструмента с асинхронными двигателями, компрессоров и приборов, восприимчивых к помехам. Оборудование либо вообще не запустится, либо будет работать в экстремальном режиме, что приводит к снижению КПД и сокращению срока службы. Преобразователи с модифицированной синусоидой подходят для питания ламп, обогревателей, коллекторных двигателей, телефонов, ноутбуков, телевизоров. Повысить качество работы можно за счёт дополнительной установки устройства плавного пуска.

Стоимость инверторов с чистым синусом достаточно высока. Приобретать их целесообразно только при необходимости подключить оборудование, несовместимое с модифицированной синусоидой.

Варианты: глобально

Преобразователь напряжения 12-220 В для питания нагрузки до 1000 Вт и более в целом можно сделать самостоятельно такими способами (в порядке повышения затрат):

1. Оформить в корпус с теплоотводом готовый блок с Avito, Ebay или AliExpress. Ищется по запросу «inverter 220» или «inverter 12/220»; можно сразу добавить требуемую мощность. Обойдется прим. вдвое дешевле такого же заводского. Электротехнических навыков не нужно, но – см. ниже;
2. Собрать такой же из набора: печатная плата + «россыпь» компонент. Приобретается там же, но к запросу добавляется diy, что значит под самосборку. Цена еще прим. в 1,5 раза ниже. Нужны начальные навыки в радиоэлектронике: умение паять пользоваться мультиметром, знание разводок (распиновок) выводов активных элементов или умение их искать, правил включения в схему полярных компонент (диодов, электролитических конденсаторов) и умение определять, на какой ток какого сечения нужны провода;
3. Приспособить под инвертор компьютерный источник бесперебойного питания (ИБП, UPS). Исправный ИБП б/у без штатной АКБ можно найти за 300-500 руб. Навыков не нужно никаких – к ИБП просто подключается авто АКБ. Но заряжать ее придется отдельно, также см. ниже;
4. Выбрать способ преобразования, схему (см. далее) сообразно своим потребностям и наличию деталей, рассчитать и собрать полностью самостоятельно. Возможно совсем даром, но кроме начальных электронных навыков понадобится умение пользоваться некоторыми специальными измерительными приборами (тоже см. далее) и производить простейшие инженерные расчеты.

Из готового модуля

Способы сборки по пп. 1 и 2 на самом деле не такие уж простые. Корпуса готовых заводских инверторов служат одновременно и теплоотводами для мощных транзисторных ключей внутри. Если брать «полуфабрикат» или «россыпь», то корпуса к ним не будет: при теперешней себестоимости электроники, ручного труда и цветных металлов разница в ценах объясняется как раз отсутствием второго и, возможно, третьего. Т.е., радиатор для мощных ключей придется делать самому или искать готовый алюминиевый. Его толщина в месте установки ключей должна быть от 4 мм, а площади на каждый ключ должно приходиться от 50 кв. см. на каждый кВт отдаваемой мощности; с обдувом от компьютерного вентилятора-кулера на 12 В 110-130 мА – от 30 кв. см*кВт*ключ.

Готовые модули инверторов напряжения 12/220 В

Напр., в наборе (модуле) 2 ключа (их видно, они торчат из платы, см. слева на рис.); модули с ключами на радиаторе (справа на рис.) стоят дороже и рассчитаны на определенную, как правило, не очень большую мощность. Кулера нет, мощность нужна 1,5 кВт. Значит, нужен радиатор от 150 кв. см. Кроме него еще установочные комплекты для ключей: изолирующие теплопроводящие прокладки и фурнитура под крепежные винты – изолирующие чашечки и шайбы. Если модуль с теплозащитой (между ключами будет торчать еще какая-то фитюлька – термодатчик), то немного термопасты для приклеивания его к радиатору. Провода – само собой, см. далее.

Из ИБП (UPS)

Инвертор 12В DC/220 В AC 50 Гц, к которому можно подключать любые приборы в пределах допустимой мощности, делается из компьютерного ИБП совсем просто: штатные провода к «своей» АКБ заменяются длинными с зажимами под клеммы авто АКБ. Сечение проводов рассчитывается исходя из допустимой плотности тока 20-25 А/кв. мм, см. также далее. Но вот из-за нештатной батареи могут возникнуть проблемы – с нею же, а она дороже и нужнее преобразователя.

В ИБП применяются тоже свинцово-кислотные АКБ. Это на сегодня единственно широко доступный вторичный химический источник электропитания, способный регулярно отдавать большие токи (экстратоки), не «убиваясь» полностью за 10-15 циклов заряд-разряд. В авиации используются серебряно-цинковые АКБ, которые еще мощнее, но они чудовищно дороги, в широкий оборот не выпускаются, а их ресурс по бытовым меркам ничтожен – ок. 150 циклов.

Разряд кислотных АКБ четко отслеживается по напряжению на банку, и контроллер ИБП не даст «чужой» батарее разрядиться сверх меры. Но в штатных АКБ ИБП электролит гелевый, а в автоаккумуляторах жидкий. Режимы заряда в том и другом случае существенно отличаются: сквозь гель нельзя пропускать такие токи, как сквозь жидкость, а в жидком электролите при слишком малом токе заряда подвижность ионов будем мала и они не все вернутся на свои места в электродах. В результате ИБП будет хронически недозаряжать авто АКБ, она скоро засульфатируется и придет в полную негодность. Поэтому в комплект к инвертору на ИБП нужно зарядное устройство для аккумуляторов. Сделать его своими руками можно, но это уже другая тема.

Для тех, кто любить эксперименты: как включить блок питания без компьютера?

У многих энтузиастов компьютерного дела появляется вопрос: «Как включить блок питания без компьютера?» Такая необходимость вызвана различными причинами, в большинстве случаев идет речь о проверке на работоспособность катодных ламп либо новых кулеров.

К чему такие трудности?

Включить блок питания без компьютера просто нужно в случае его ремонта, ведь если повсевременно выключать–включать компьютер, это плохо скажется на девайсов ПК, из-за досрочной поломки частей питания. Не считая того, любые опыты с компом могут повлечь нестабильную работу операционной системы.

1-ый пуск

Как говорит компьютерная мудрость, если вы смогли отыскать блок питания ПК, как включить его – осознать и того проще. Все современные компьютерные блоки соответствуют АТХ (особенному интернациональному эталону). Таким макаром, 20-pin разъем имеет контакт, который отвечает за активное состояние хоть какого такового агрегата.

Идет речь о четвертом слева контакте (считать необходимо от фиксатора крепления). В большинстве случаев нужный нам контакт бывает зеленоватого цвета. Провод этот необходимо испытать замкнуть с землей (т. е. хоть каким черным). Удобнее всего применить примыкающий, 3-й контакт.

Если все изготовлено правильно, мгновенно оживится блок питания, и зашумит кулер.

Как включить блок питания без компьютера: подробности

Устройства эталона ATX могут выдавать последующие напряжения: 3,3, 12 и 5 В. Не считая того, они имеют хорошую мощность (от 250 до 350 Вт). Но вот вопрос: «Как включить компьютерный блок питания?» Выше мы уже, так сказать, в 2-ух словах выложили функцию, а сейчас попробуем разобраться подробнее.

В прежние времена проще было

Интересно, что старенькые блоки, которые относятся к эталону AT, можно было запустить впрямую. Со эталоном ATX все намного труднее. Но решение большой препядствия сводится к небольшому проводку, который необходимо спецефическим образом подключить.

Как включить блок питания без компьютера, мы уже обрисовали, но просим вас отключить все провода, идущие к материнской плате, жестким дискам, приводам и иным комплектующим. А еще лучше – изъять нужный нам элемент из системного блока и работать вдали от него.

Очередной принципиальный момент, который не стоит упускать из виду: не заставляйте блок питания работать вхолостую. Вы таким макаром сможете укоротить ему жизнь. Непременно необходимо давать нагрузку. С этой целью можно подключить старенькый винчестер либо вентилятор.

Как ранее говорилось, для пуска пригодится темный и зеленоватый контакты. Но помните, что некие производители по непонятным причинам отрешаются следовать установленной цветовой маркировке. В таком случае целенаправлено поначалу пристально изучить распиновку.

Если ваши познания позволяют, сможете сделать специальную кнопку для включения блока питания.

Непонятные препядствия с питанием компьютера: ПК закончил врубаться

Для начала проверим наличие на входе БП первичного электропитания ~220V. Посреди обстоятельств отсутствия можно именовать неисправность сетевого фильтра, розетки, вилки, обрыв кабеля. Также неувязка может крыться в источнике бесперебойного питания. На задней стороне многих блоков размещен выключатель электропитания – он также может быть неисправен либо выключен.

В случае подачи первичного питания, даже если компьютер выключен, на выходе БП имеется напряжение +5V (если все исправно). Это можно проверить, тестером испытав контакты разъема БП. Нас интересует контакт 9, который имеет провод фиолетового цвета (+5VSB).

Нередко материнская плата располагает светодиодом индикации дежурного напряжения. В случае если он активен, находится и дежурное, и первичное питание.

Если компьютер все равно не врубается, ищем другие источники проблемы. Более всераспространенные предпосылки мы разглядим ниже.

1. Обрыв цепи в кнопке включения. Чтоб это проверить, замкните пинцетом контакты, отвечающие за включение электропитания на вашей материнской плате, или запустите БП вне системного блока (о том, как включить блок питания без компьютера, мы тщательно обрисовали выше).

3. Неисправность материнской платы либо БП. Если к блоку питания подключена только материнская плата, но он не врубается, возможно, неисправен конкретно сам блок.

Что касается неисправности “материнки”, которая приводит к невозможности включения электропитания компьютера, то заметим, что на теоретическом уровне это может быть, но на практике очень изредка встречается.

Чтоб это проверить, включите блок питания, не подключая разъем к вашей материнской плате. Если БП включился – неисправна конкретно материнская плата.

Какой форм-фактор выбрать?

Несмотря на то, что у каждого блока питания имеется целый букет различных характеристик и особенностей, первым делом нужно всегда смотреть на размер. Ведь если «железка» физически не поместится в корпус, то она будет бесполезна вне зависимости от того, какая у нее мощность, верно? Так что форм-фактор — это отправная точка поиска. В зависимости от размера блоки питания делятся на три основные категории: ATX, SFX и TFX.

Блоки питания по порядку: ATX, SFX, TFX и FlexATXБлоки питания по порядку: ATX, SFX, TFX и FlexATX

Разумеется, есть и другие типы. Например, иногда вам может понадобиться блок питания в формате ITX или FlexATX, но это скорее исключение из правил. Если у вас стандартный корпус типа (от Mini-Tower до Full-Tower), то вам с вероятностью 99% нужен блок питания ATX. Если не уверены, то обязательно спросите у продавца насчет форм-фактора совместимых БП. Эту информацию также всегда пишут в списке характеристик любого корпуса, так что найти ее не составит труда.

Зачем же тогда нужны SFX и TFX? Ответ прост: эти форм-факторы предназначены для компактных или нестандартных корпусов. Такие обычно используются для мультимедийных компьютеров или серверов. При этом SFX по форме ближе к квадрату, нежели ATX, а TFX, напротив, имеет более вытянутый корпус. На всякий случай вот вам стандартные габариты блока питания ATX — 150x86x140 мм, если в описании не указан форм-фактор.

Коннекторы БП

В блоке питания присутствуют основные коннекторы (электрические соединители), используемые ранее в старых БП, с подачей напряжений 3,3, 5 и 12 Вольта. Каждый контакт коннектора это один Pin. 

Материнская плата подключается к БП по коннектору (папа) 24 Pin (так называемой шине), который с усовершенствованием системных плат претерпел изменений. Предыдущие поколения материнских плат подключались к БП по шине в 20 Pin.

Из-за этого, чтобы поддерживать любой вид подключения к материнской плате, коннектор выполнен в виде разборной конструкции с 20 Pin основной и 4 Pin дополнительный разъем питания.

Если материнке нужно только 20 Pin, коннектор 4 Pin снимается (потяните вниз по пластмассовым рельсам) и отгибается для удобства установки 20-ти пиновой шины.

Для запитки оптических дисков и иных накопителей с интерфейсом подключения PATA (Parallel ATA) используются коннекторы molex 8981 (по названию фирмы разработчика-производителя).

Сейчас вытеснены современным интерфейсом подключения SATA (Serial ATA) для накопителей всех видов.

Обычно, для питания накопителей, в БП присутствует два специальных разъема в 15 Pin (или существует переходник для питания PATA HDD — SATA HDD).

Совет! Подключить современный жесткий диск можно и через molex, однако подключение через SATA и molex одновременно не рекомендуется, так как HDD может не выдержать нагрузки и сгореть.

Центральному процессору необходимо питание от коннектора 4 или 8 Pin (может быть разборной).

Видеокарте нужно питание 6 или 8 Pin. Коннектор может быть разборным на 6+2 Pin

Некоторые современные БП могут содержать устаревший 4 Pin коннектор для флоппи дисководов, картридеров и т.д.

Также 3 и 4 Pin коннекторы используются для подключения кулеров.

Как подобрать для питания конкретной нагрузки

Предположим, нам необходимо запитать какую-то конструкцию или готовый механизм. Как подобрать подходящий БП? Для этого учитываем три основных критерия:

• необходимое для прибора напряжение;
• потребляемый прибором ток;
• наличие или отсутствие стабилизаторов тока или напряжения.

Пусть нам нужно питать низковольтный светодиодный прожектор. Рассчитан он, как указал производитель, на напряжение 12 В, потребляемая мощность 7 Вт.

Сначала рассчитываем потребляемый осветителем ток: 7 : 12 = 0,58 А. Как правило, осветительные приборы требуют стабилизации тока. Значит, нам нужен БП со стабилизатором тока на 580 А. Попробуем найти такой источник питания в интернете. Вот он. Ток стабилизации, правда, на 20 мА больше положенного, но это некритично, поскольку найти источник на точно заданный ток невозможно.

Теперь запитаем магнитолу. Точно так же рассчитываем, читаем на шильдике или измеряем ток на максимальной громкости. Предположим, 8А. Напряжение электропитания бортовой сети автомобиля нам известно — 12–14 В. Какая стабилизация нужна? В принципе, никакой — в автомагнитоле есть встроенный стабилизатор

Важно, чтобы БП выдавал 12–14 В и обеспечивал ток до 10 А (с запасом). Это составит 140 Вт

Для питания светодиодной ленты, конечно, мы выберем БП соответствующей мощности со стабилизатором напряжения 12 или 24 В (зависит от типа используемой ленты).

Импульсный, с трансформатором или гасящим конденсатором? От последнего лучше сразу отказаться — очень опасно. Но если БП будет встроен в прибор, и его никто не будет разбирать, то останется на крайний случай. При этом, конечно, питаемое устройство должно быть маломощным.

Ну а импульсный или трансформаторный — тут решать каждому индивидуально. Если потребляемые токи большие, лучше предпочесть импульсные приборы, поскольку трансформаторные большего размера и веса. Малое потребление? Подойдёт и трансформаторный, особенно если он уже лет 5 валяется на чердаке без дела.

Единственное, выбирая импульсный БП, не следует забывать про электромагнитные помехи и  помехи по цепям питания, которые он создаёт. Если в помещении есть оборудование, чувствительное к электромагнитным помехам, то, конечно, нужно выбирать трансформаторную конструкцию.

Вот мы и выяснили, что такое блок питания и для чего служит. Каких типов и видов бывают и чем отличаются друг от друга. Теперь мы без проблем подберём БП для своих целей.

Сейчас читают:

Все про ИБП (источник бесперебойного питания): зачем нужен и как работает

Из чего состоит и как работает солнечная батарея

Как сделать блок питания для шуруповерта

Как сделать импульсный блок питания своими руками: лучшие сборки и схемы

Как сделать самодельный регулируемый блок питания – подборка схем

Чем отличается от трансформаторного блока питания

Блок-схемы трансформаторного и импульсного блоков питания

Как работает трансформаторный блок питания

В линейном блоке питания основное преобразование происходит при помощи трансформатора. Его первичная обмотка рассчитана под сетевое напряжение, вторичная обычно понижающая. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П. Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

Следующий блок — выпрямитель, на котором синусоида сглаживается, превращается в пульсирующее напряжение. Этот блок выполнен на основе выпрямительных диодов. Диод может стоять один, может быть установлен диодный мост (мостовая схема). Разница между ними — в частоте импульсов, которые получаем на выходе. Дальше стоит стабилизатор и фильтр, придающие выходному напряжению нужный уровень и форму. На выходе имеем постоянное напряжение.

Самый простой линейный блок питания с двухполупериодным выпрямителем без стабилизации

Основной недостаток линейных источников питания — большие габариты. Они зависят от размеров трансформатора — чем выше требуется мощность, тем больше размеры блока питания. Нужен еще стабилизатор, который корректирует выходное напряжение, а это еще увеличивает габариты, снижает КПД. Зато это устройство не грозит помехами работающему рядом оборудованию.

Устройство импульсного блока питания и его принцип работы

В импульсном блоке питания преобразование сложнее. На входе стоит сетевой фильтр, задача которого не допустить в сеть высокочастотные колебания, вырабатываемые этим устройством. Они могут повлиять на работу рядом расположенных приборов. Сетевой фильтр в дешевых моделях стоит не всегда, и в этом зачастую кроется проблема с нестабильной работой каких-то устройств, которые мы часто списываем на «падение напряжения в сети».

Далее стоит сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе пилообразное напряжение подается на инвертор, преобразуется в импульсы, имеющие положительную и отрицательную полярность

Их параметры (частота и скважность) задаются при помощи блока управления. Частота обычно выбирается высокой — от 10 кГц до 50 кГц

Именно наличие этой ступени преобразования — генерации импульсов — и дало название этому типу преобразователей.

Блок-схема ИИП с формами напряжения в ключевых точках

Высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, который является гальванической развязкой от сети. Трансформаторы эти небольшие, так как с возрастанием частоты сердечники нужны все меньше. Причем сердечник может быть набран из ферромагнитных пластин (в линейных БП должен быть из более дорогой электромагнитной стали).

На выходном выпрямителе биполярные импульсы превращаются в положительные, а выходной фильтр на их основе формирует постоянное напряжение. Основное достоинство ИБП в том, что существует обратная связь, которая позволяет регулировать работу устройства таким образом, чтобы напряжение на выходе было близко к идеалу. Это дает возможность получать стабильные параметры на выходе, независимо от того, что имеем на входе.

Достоинства и недостатки импульсных блоков питания

Для новичков не сразу становится понятным, почему лучше использовать импульсные выпрямители, а не линейные. Дело не только в габаритах и материалоемкости. Дело в более стабильных параметрах, которые выдают импульсные устройства. Качество напряжения на выходе не зависит от качества сетевого напряжения. Для наших сетей это актуально. Но не только это. Такое свойство позволяет использовать импульсный блок питания в сети разных стран. Ведь параметры сетевого напряжения в России, Англии и в некоторых странах Европы отличаются. Не кардинально, но отличается напряжение, частота. А зарядки работают в любой из них — практично и удобно.

Размер тоже имеет значение

Кроме того импульсники имеют высокий КПД — до 98%, что не может не радовать. Потери минимальны, в то время как в трансформаторных много энергии уходит на непродуктивный нагрев. Также ИБП меньше стоят, но при этом надежны. При небольших размерах позволяют получить широкий диапазон мощностей.

Но импульсный блок питания имеет серьезные недостатки. Первый — они создают высокочастотные помехи. Это заставляет ставить на входе сетевые фильтры. И даже они не всегда справляются с задачей. Именно поэтому некоторые устройства, особо требовательные к качеству электропитания, работают только от линейных БП. Второй недостаток — импульсный блок питания имеет ограничение по минимальной нагрузке. Если подключенное устройство обладает мощностью ниже этого предела, схема просто не будет работать.

Схема

Импульсный БП состоит из следующих функциональных блоков:

• фильтр. Не пропускает помехи из сети и обратно (генерируются самим БП);
• выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Обычный диодный мост, дает на выходе почти ровное (с низким коэффициентом пульсаций) постоянное напряжение, равное действующему значению переменного селевого напряжения — 311 В;
• инвертор. Состоит из быстро переключающихся силовых ключевых транзисторов и управляющей ими микросхемы. На выходе дает прямоугольный переменный ток. Процесс преобразования в инверторе называют широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), а микросхему — ШИМ-контроллером. В рабочем режиме реализована обратная связь, потому в зависимости от мощности подключенной к БП загрузки, контроллер регулирует продолжительность открытия транзисторов, то есть ширину импульсов. Также благодаря обратной связи, компенсируются скачки напряжения на входе и броски, обусловленные коммутацией мощных потребителей. Это обеспечивает высокое качество выходного напряжения;
• импульсный высокочастотный трансформатор. Понижает напряжение до требуемых 12 или 24 В;
• выпрямитель со сглаживающим конденсатором. Преобразует высокочастотное переменное напряжение в постоянное.

Дроссель переменного тока

Основной элемент сетевого фильтра — дроссель. Его сопротивление (индуктивное) возрастает с увеличением частоты тока, потому высокочастотные помехи нейтрализуются, а ток частотой 50 Гц проходит свободно. Дроссель работает тем эффективнее, чем больше размеры магнитопровода, толщина проволоки и больше витков. Дополнительно установленные конденсаторы улучшают фильтрацию, закорачивая высокочастотные помехи и отводя их на «землю».

Также емкостные сопротивления не позволяют в/ч помехам, генерируемым БП, поступать в сеть. Высокочастотный трансформатор отличается от обычного материалом магнитопровода: используются ферриты или альсифер. Выпрямитель после трансформатора собирается на диодах Шоттки, отличающихся высоким быстродействием.

Существует два способа генерации высокочастотного переменного тока:

1. однотактная схема. Применяется в БП небольшой мощности — до 50 Вт (зарядки телефонов, планшетов и т.п.). Конструкция простая, но у нее велика амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора (защищается резисторами и конденсаторами);
2. двухтактная схема. Сложнее в устройстве, но выигрывает в экономичности (выше КПД). Двухтактная схема делится на три разновидности:
   1. двухполупериодная. Самый простой вариант;
   2. двухполярная. Отличается от предыдущей присутствием 2-х дополнительных диодов и сглаживающего конденсатора. Реализован обратноходовый принцип работы. Такие схемы широко применяются в усилителях мощности. Важная особенность: продлевается срок службы конденсаторов за счет того, что через них протекают меньшие токи;
   3. прямоходовая. Используется в БП большой мощности (В ПК и т.п. устройствах). Выделяется наличием габаритного дросселя, накапливающего энергию импульсов ШИМ (направляются на него через два диода, обеспечивающих одинаковую полярность).

2-тактные БП отличаются схемой силового каскада, есть три модификации:

1. полумостовая: чувствительна к перегрузкам, потому требуется сложная защита;
2. мостовая: более экономична, но сложна в наладке;
3. пушпульная. Наиболее экономична и потому весьма востребована, особенно в мощных БП. Отличается присутствием среднего вывода у первичной и вторичной обмоток трансформатора. В течение периода работает то одна, то другая полуобмотка, подключаемая соответствующим ключевым транзистором.

Стабилизации выходного напряжения добиваются следующими способами:

• применением дополнительной обмотки на трансформаторе. Это самый простой способ, но и наименее действенный. Снимаемое с нее напряжение корректирует сигнал на первичной обмотке;
• применением оптопары. Это более эффективный способ. Основные элементы оптопары — светодиод и фототранзистор. Схема устроена так, что протекающий через светодиод ток пропорционален выходному напряжению. Свечение диода управляет работой фототранзистора, подающего сигналы ШИМ-контроллеру.

Таким образом, в данной методике контролируется непосредственно напряжение на вторичной обмотке, при этом отсутствует гальваническая связь с генератором ключевого каскада.

При подключении последовательно с оптопарой стабилитрона качество стабилизации становится еще выше.

Разъемы и провода блока питания

Вот тут и начинается самый «хардкор», потому что у блоков питания бывают разные комплекты проводов, равно как и у комплектующих бывают различные разъемы. А что, если на БП не найдется нужного провода?.. В процессе выбора этот вопрос будет мучить любого неопытного пользователя. И вот тут у нас для вас есть две новости — хорошая и плохая. Начнем с плохой: чтобы грамотно выбрать блок питания, вам будет полезно узнать, какие бывают провода и разъемы.

Вот наглядный коллаж с фотографиями шести основных разъемов, которые используются в современных компьютерах. Далее по порядку рассмотрим назначение каждого из них:

• Кабель питания диска SATA: используется с жесткими (HDD) и твердотельными (SSD) накопителями;
• Кабель питания ЦПУ: обеспечивает питанием процессор, разъем для этого кабеля есть на каждой материнской плате, при этом он может быть и 8-штырьковым, но это встречается редко.
• Кабель питания материнской платы: как уже упоминалось выше, предназначен для запитывания «материнки»;
• Кабель питания флоппи-привода: раньше такой кабель использовался для подачи энергии на отсек для дискет;
• Кабель питания PCI-Express: предназначен для обеспечением электроэнергией видеокарт и вообще любых карт расширения PCI-e, также стоит отметить, что чаще всего он структуру 6+2 pin или 4+4 pin, а еще их может понадобиться сразу две штуки, если у видеокарты высокое энергопотребление
• Кабель питания периферии (он же Molex): когда-то он запитывал жесткие диске IDE-типа, а также CD/DVD-приводы, но сейчас используется разве что для подключения регулярно вращения вентиляторов или какой-нибудь выносной панели на корпусе.

Кстати, если кабель питания ЦПУ на БП 4-штырьковый, а разъем на материнской планете 6- или 8-штырьковый, то ничего страшного. Ставьте свой 4-pin, его вполне хватит, если вы не собираетесь практиковать экстремальный разгон.

А теперь, пока вы укладываете в голове все эти знания, поделимся с вами хорошей новостью: компоновка проводов на всех современных блоках питания примерно одинаковая. В этом плане разница между современными БП разве что в количестве проводов разного типа. Таким образом, вам не нужно маниакально записывать все разъемы на своих комплектующих, если только вы не собираете какой-то странный агрегат вместо игрового компьютера.

Кабели для дисков всегда идут с несколькими коннекторами, обычно по три на каждыйКабели для дисков всегда идут с несколькими коннекторами, обычно по три на каждый

Кстати, на рынке также можно найти модульные блоки питания со съемными кабелями. Они позволяют пользователю самостоятельно распределить мощность, что довольно удобно, если вы любите все тонко настраивать под себя. Но такие БП стоят дороже, да и к тому же придется вручную их присоединять, а также искать дополнительные провода, если у компьютера нестандартный набор комплектующих. Например, три видеокарты или очень много жестких дисков.

К тому же блоки питания со съемными кабелями, как правило, менее надежные. Из-за наличия дополнительного звена в виде разъема для подключения кабеля возникает избыточный нагрев. Это в общем-то не страшно, но и хорошего в этом ничего нет.

Принцип работы

Частотный преобразователь — это устройство, которое плавно изменяет частоту исходного напряжения. Есть устройства, работающие как от однофазной (220 В), так и от трехфазной сети (380 В). Предел изменения частоты — от 0,1 Гц до 500 Гц. Существуют преобразователи двух типов — индукционного и электронного. Индукционные имеют невысокий КПД, так что используются реже. Практически все современные частотные преобразователи — электроника с системой управления и контроля.

Как работает преобразователь частоты с электродвигателем? Известно, что вал асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором вращается со скоростью, которая зависит от частоты питающего напряжения. Частота вращения ротора определяется по следующей формуле:

n = 60 * f / p

где n — частота вращения ротора; f — частота питающего напряжения, p — число пар полюсов статора. Как видите, зависимость прямая. Чем выше частота питающего напряжения, тем быстрее вращается ротор, чем меньше частота, тем медленнее вращение. Вот на этой зависимости и построено управление асинхронным двигателем при помощи преобразователя частоты, его плавный старт и останов. Осталось разобраться как частотный регулятор это делает.