Главная  Источники питания 

[ 0 ] [1]

источники ПИТАНИЯ

Юрий Гончаров Анатолий Орехов

Компьютерная техника в последнее время стремительно развивается - совершенств/ется технология изготовления, высокими темпами растут быстродействие, емкость оперативной и буферной памяти, емкость жестких дисков.

На фоне такого стремительного развития компьютеров блоки питания изменились незначительно. За последнее время самое существенное изменение связано со способом включения блока питания. В блоках питания, выпускаемых ранее, включение производилось механическим замыканием контактов, через которые подается высокое внешнее напряжение сети.

В последнее время широкое развитие получили источники питания типа АТХ.

УСТРОЙСТВО и РАБОТА

Стондорт АТХ (АТ E>rtension) установлен корпорацией INTEL с введением нового формфоктора на материнские платы (формфоктор - отношение ширины платы к ее длино, о также плин размещения посадочных гнезд) Появление нояого формфокторо обусловлено ожидаемым расширением возможностей персонольных компьютеров: оудио- и видеовходы, поддержка виртуальной реальности, рволизоция вво-до-выводо TV, о также факсмодема. Стондорт АТХ предполагает снижение общей стоимости комплектующих за счет уменьшения длины кобелей, снижения и> числа посредством схемотехнических решений, уменьшения числа вентипяторов и дополнительных карт Снижение числе компонентов на пготе предполагает и смену корпусов, поскольку новые платы не соответствуют старым корпусам по габаритом.

В источниках питания для конструктива АТХ (в дольнейшем - источник) изменен разъем для подключения питания к системной плоте. Он имеет 20 kohiqktob, и через него подаются ноприжения ±5 В, ± 12 В, +3 3 В (для будущих моделей PC! плат расширения) Кроме того, на разъем выводится сигнал P5-ON, предноз-наченный для выключения питония прогроммными средствами, нопример, по команде "Shut down the compuler ("выключить компькэтер") в среде WINDOWS.

Б связи с этим в блок питания добавлен вспомоготельньй источник дежурного питания +5 VSB и дистонционное управление включением и выключением выходов источников постоянного нопри-жения. Все выходные напряжения, кроме "+5 VSB", запрещаются сигналом гог "V на входе °PS-ON.

Спецификой иоочников конструктива АТХ являются высокие массогоборитные хороктеристики при средней МОЩИОСГИ1 230 Вт:

• КПД не менее 65% при полной ногрузке на всех выходах;

значительный диопазон изменения тока нагрузки -от 10 до 100%;

• низкий уровень шума и пульсаций всех выходных нопряжений;

• низкий уровень излучения электромагнитных помех;

хорошая изоляция выходных напряжений от питающей сети;

• широкий диопазон допустимого напряжения сети -180 265 В для стандорта 220 В и 90... 135 В для стандарта 110 В,

рабочий диапазон изменения частоты питоющего нопряжеиия от 4В до 63 Гц;

• диапазон рюбочих темперотур от О до 40°С при относительной вложности от 10 до 85% без выпадения конденсата.

Структурная схеме истачнико (рис 1) состоит из двух функциональных узлов - сетевого выпрямителя (СВ) и преобразователя нопряжения (ПН). Првобразо-вотепь нопряжения включает в себя конвертор (К) и устройство управления (УУ). Конвертор, в свою очередь, состоит из инвертора (И), првоброзую1цвго постоянное выходное напряжение СВ в переменное прямоугольной формы, силового тронсформоторс, роботающего но повышенной чостоте {-60 кГц] и обеспечивающего гальвоническую розвяэку сети с погрузкой; выпрямителя и высокочастотного LC фильтре (ВФ). Устройство управления обеспечивоет мощные транзисторы инвертора импульсами возбуждения изменяемой длительности, реопизуя, таким образом, принцип широтно-импульсного рег/лирово-мия и стабилизации выходного нопряжения Uh.

Кроме того, устройство упровления выполняет функции пловного включения и оворийиого отключения блока питания.

Согласование маломощных выходных сигналов логических элементов УУ с входами силовых транзисторов выгопнвется усилителями (-мпугьсов [УИ] через трансформстор Т2, который обеспечивает гальвониче-скую развязку.

Схема вспомогательного преоброзовотеля (ВПр) обеспечивоет напряжениями питония усилители импульсов, узлы схемы упровления и линейный стобилиза-тор + SVSB"

После зону ска инвертора устройство упровления получает питание от вспомоготегьного выпрямителя (ВВ1

Сетевой выпрямитель (рис. 2) выполняет функции выпрямления напряжения сети и сглаживания пульсаций; обеспечивоет режим пловной зорядки конденсаторов фильтро С5 и С6 (термореэистор ТН1 ограничивоет пусковой ток зарядо конденсаторов С5, С6 до допустимого значения) при включении источника; обеспечивает бесперебойность подочи энергии в ногрузку при кротковременных (до 300 мсек] проволох



СВ - сетевой выпрямитель, И - регулируемый инвертор,

ВПр ~ вспомогс1тепьный преобразовотель дпя "+5VSB*, УИ - усилители импульсов базового тока сиго""- иивертора

ВФ - выпрямитель и сглпжиоиющий фильтр; СС - схема сровнения. М ~ модулятор;

СТ ~ линейный стобилизотор *t-5VSB*, ВВ - вспомогательный выгрямитель.

Рис.1. Структурная с

напряжения сети ниже допустимого уровня и уменьшает уровень помех за счет применения помехоподсв-ляющих фильтров (элементы CXI, DL1, BL2, BL3, CY1, CY2,CbLFl,C2. СЗ, С41

Для выровнивонив напряжений конденсаторы С5 и Сб шунтируются резистороми R2, R3 (с допуском не более ±2%), которые, к тому же. обеспечивают разрядку этих конденсоторов При выключении источнике питания

Но выходе СВ формируется постоянное напряжение, которое может состовлять 964-340 В для одно-фознпй сети -790 В с учгтим допуске -15% +10%

Двухполюсный выключотель SW1 коммутируе! оход-ное сетевое напряжение Ключ SW2 служит для перехода на стондорт питоющего напряжения -110 В При его замыкании входной рыпрмитсть переходит s режим удвоителя напряжении по схеме Латуро

Силовой часть регулируемого инвертера выполнена FIO полумостовой схеме но тронзисторох Q1 и Q2 (рис. 2). Транзисторы Q1 и Q2 открываются протмво фозно па раоныс временные интерволы t и t2 (рис. 3).

Временные интернплы открытого состояния грон-зисторов разделены зощитным интервалом At, исключающим возникновение ckroimofo тока через Q1 и Q2 Выходной сигнол инвертора подается через токовый дотчик Т4 на первичную обмотку силового трансформатора Tl. Силовой трансформотор Т1 noKJTru4ucTc» к выходу емкостного делителя напряжения С5, С6 через кондемсоюр С7, исключоющий подмогничивание сердечника трансформотора и одностороннее насыщение его могнитопроводо в устоно-вившемся режиме роботы Зошкту от коммугоционных импугьсоБ нопрйжения обеспечивоют варисторы VD1 и VD2 Цепочка R4, С8, шунтирующон первичную обмотку тронсформотора 11, снижает до6ротнос1ь резононсного коигуро, что также способствует уменьшению импульсных помех.

Возвротные диоды D1 и D2 огроничивоют напряжения но коллекторах тронзистороь Q1 и 02, обеспечи-воя их безопасную po6oiy в инверсном режиме при розвроте реактивной энергии, нокопленной в нагрузке и трансформоторе, в систему эгектрогнобжения через Открытый тронэистор

Усилители импульсов на трпнзигторох Q4 и Q5 сигноломи от tCl (Т1494) с помощью согласующего тронсформоторо Т2 упровляют работой сиповых

ключей (транзисторы Q1 и Q2). Особенностью работы доннык усилителей является положительное напряжение смещения на емкости С15 Падение нопряжения но диодах D10 и D11 используется для динамического лапирония транзисторов Q4 и Q5

Управление базовыми цепями тронзисторов ОТ и Q2 осуществляется через ускоряющие цепочки D3, R7, С9, R5 и D4, R8, СЮ, R6, которые форсируют прямые и обратные токи без Q1 и Q2 на этопох их включения и выключения.

Тронсфорыотор т4 служит для формировонии сигноло оворийного выКЛЮ1ения источника при превышении мощности по1реблеиия свыше 250 Вт. Порог срабатывания защиты устонавливоется перемен! рым резистором VR1

Но могнитопроводе силового трансформатора Т1 роспологаются вторичные обмотки для получения выходных нопряжений ±12 В, ±5 В, +3.3 В. Выпрямители напряжений вторичных обмоток выпопнены по двух-полупериодной схеме, причем для получения выходных нопряжений Ъ, +5 В. +3.3 В используются сдвоенные диоды, усюновленные на родисторе. Трансформатор Т5 снижоет уровень синфазных помех в выходных нолряжениях +12 В, +5 В, -12 В Широт но-импульсноя стобилизация применяется только для сомых мощиых источников +12V" (!мокс=8А) и "+5 V (!макс =22 А) В этой ситуации стобильность остальных источников окоэывоегся непостоточной, и для ее повышения испопьзуюгся либо интегрольные линейные сюбилизоторы напряжения (IC4 в канале "-12 V" и IC5 в коноле "-5 V"), либо стобилизотор но дискретных эпементах (канал "+3-3 V"). Последний выполнен но регу,пирующем транзисторе Q10, рыис-торок R60 R63, VR3, конденсоторе СЗ и микросхеме IC7. Микросхеме !С7 (TL431) представляе! собой маломощный регулируемый стобилизотор постоянного нопряжения параллельного типо положительной полярности и используется в качостве регулируемого источники оперного нопряжения {регулируемого сто-билитроно") [3]

Всиомоготельный преобразователь, обеспечи-воющий нопряжениями питания узлы устройства упровлений и источника "+5 VSB", прсдстовляет собой однотцкт1гый прсоброэовотель напряжения (ОПН) с сомовозбуждением. Положительной обратная связь обеспечивоется дополнительной обмоткой, рослоло-женной на могнитапрОБОде тронсформотора ТЗ




Рис. 2. Принци

Резистор R10 обеспечиеает самовозбуждение ОПН Богипип коммутационные перегр1аки трпнзигтпрп

посредсшом начальною зсиускою1цего токо r боэу Q3 по току копгекторп ярпяются основным недостпт-

гранзисюра Q3 Дем1 [фироиоиие импульсного кол- ком роггмотреннои схемы и требуют применении

лекторною нопряжения танзисгора выполняется довольно мощного л ы со ко do л ьт и ого ключрпого трси-

цепью R14. С13 зисюро, нониимер, 2SC4050



[ 0 ] [1] изготовление зеркал Лыткарино. Наши зеркала очень высокого качества.

0.0011