Схемы блоков питания компьютеров с описанием, компьютерный блок питания схема, устройство блока питания

Одна из наиболее важных частей для компьютера – это блок питания, необходимый для обеспечения работы всей техники. Разобраться с его конструкцией поможет структурная схема блока питания, где указаны параметры необходимых компонентов и варианты их соединений. Для наглядности представлены схемы с описанием, что позволит с ними работать даже начинающему электрику в домашних условиях.

Устройство и общая структурная схема

Любой компьютер работает от сети. А подключается он туда с помощью блока питания. Такое же устройство необходимо и для ноутбуков – как минимум, для зарядки аккумулятора или полноценной работы от сети.

Для каждой модели есть свой компьютерный блок питания, но принцип практически у всех одинаковый.

Наиболее простыми источниками питания выступают импульсные БП: в них происходит стабилизация напряжения для дальнейшей подачи на рабочие узлы ПК.

Но в современных компьютерах чаще всего используется блок питания АТХ.

Он отличается лучшими техническими характеристиками, благодаря наличию более эффективных узлов и элементов.

Здесь осуществляется управление модулем сигналов, которые поступают непосредственно от материнской платы.

Поэтому стоит отдельно рассмотреть каждый вид БП компьютера и понять их функциональные возможности.

Видео: Как работает блок питания компьютера? БП ATX — cамый подробный разбор с принципиальной схемой.

Входные цепи

В процессе эксплуатации любой блок питания компьютера генерирует помехи сети. Чтобы их исключить, применяются входные цепи.

Они содержат следующие компоненты:

• предохранитель;
• варистор;
• синфазный дроссель;
• конденсаторы.

Последние устраняют дифференциальные помехи, а дроссель убирает синфазные. Предохранитель необходим для контроля величины тока: если он значительно превышает допустимые нормы, то деталь сгорает.

Варистор не принимает непосредственного участия в работе БП – он нужен для ускорения сгорания плавкого предохранителя. У разных производителей входные цепи могут отличаться схемами, где присутствует разное количество компонентов – в первую очередь, конденсаторов и синфазных дросселей.

Высоковольтный выпрямитель

Схемы компьютерных блоков питания содержат и высоковольтный выпрямитель, в задачу которого входит обеспечение питания полумостового инвертора. Кроме этого, деталь необходима для повышения напряжения до 220 В, если в сети только 110 Вольт.

Основу устройства составляют сглаживающие конденсаторы. Но для увеличения функциональности используются другие компоненты, которые подключаются параллельно конденсаторам.

В первую очередь, это резисторы, использующиеся для быстрого разряда емкостей, если произошло отключение питания. Также с их помощью выравнивают напряжение средней точки. Если в сети фиксируются случаи перенапряжения, для защиты компьютеров подключаются к выпрямителю стабилитроны или варисторы.

Инвертор

Следует понимать, что принцип работы блока питания основывается на преобразовании выпрямленного напряжения в импульсное. При этом используется двухтактная полумостовая схема.

Принцип реализации ее следующий: полумост свободен от различных выбросов напряжения и является компромиссным компонентом между мостовым и пушпульным преобразователем.

Основной компонент инвертора – это 2 транзистора. К первичной обмотке подводится только половина напряжения.

Инверторы бывают двух типов:

• прямоходные однотактные;
• обратноходные.

Последние используются реже, поскольку для них необходимы большие и тяжелые импульсные трансформаторы.

Схема управления ключами

Каждая схема БП предполагает систему управления ключами. Для этого применяется метод широтно-импульсной модуляции. Главная роль тут отводится электродам транзисторов, на которые осуществляется подача импульсов.

Эти импульсы имеют одинаковую частоту, а вот временные отрезки воздействия – разные. При длительном импульсе повышается напряжение. Сокращение подачи ведет к снижению выходного уровня напряжения.

Широтно-импульсная модуляция предполагает использование микросхемы. Она позволяет разместить самые важные элементы, такие как: генератор, выходные транзисторные ключи и усилитель ошибок.

Полезно знать: Ключи обладают достаточно малой мощностью, что позволяет отказаться от силовых транзисторов.

Вторичные цепи

Кроме входных сетей, схема блока питания компьютера предполагает наличие и вторичных. После того как напряжение с импульсного трансформатора переходит в пониженное, на вторичных обмотках, происходит его сглаживание и выпрямление.

Алгоритм процесса следующий:

1. Энергоемкие каналы запитывают от верхней части мостов с помощью вентилей либо сборок.
2. С нижних диодов снимается отрицательное напряжение.
3. Сглаживание выпрямленного напряжения.

Последний этап предполагает использование LC-цепей. Здесь многое зависит от уровня напряжения. Если речь идет про +3,3 VDC, понадобится отдельный выпрямитель. При +5 VDC – дополнительный линейный стабилизатор.

Схема дежурного напряжения

За запуск компьютера отвечает напряжение Stand By – плата блока питания имеет специальный участок, который и питает данное напряжение. Но оно также питает драйвер инвертора и микросхему широтно-импульсной модуляции – даже в то время, когда оборудование выключено. Данный узел представляет собой генератор, а источником его питания выступает высоковольтный выпрямитель.

Формирование сигнала PG и обработка сигнала PS_ON

Если участок схемы atx запитан и есть нужное напряжение, то формируется сигнал PG, главная задача которого – сообщить компьютеру об исправности блока питания. Далее материнская плата оборудования формирует другой сигнал – PS_ON. Он отправляется на генератор контроллера широтно-импульсной модуляции и запускает его. В целом, начинает работу и собственно компьютер.

Не каждый блок питания на компьютер имеет одинаковые микросхемы для формирования и отправки данных типов сигналов.

Производители выпускают устройства со специальными микросхемами, оснащенными отдельными входами – в них обрабатываются сигналы PG и PS_ON.

Есть блоки, где используются схемы-супервайзеры, заточенные под работу с сигналами без использования отдельных микроэлементов.

Также имеется группа источников питания для компьютерной техники, где сигналы PG и PS_ON формируются, отправляются и обрабатываются участками схемы, оснащенными дискретными элементами.

Цепи обратной связи

В любой схеме компьютерного блока питания есть еще и цепи обратной связи.

Сразу нужно отметить, что их роль далеко не самая ведущая, поскольку система групповой стабилизации не обеспечивает высокий коэффициент.

С другой стороны, использование цепей обратной связи существенно упрощает сборку всей схемы устройства.

Создание небольшого БП своими руками

Наконец, стоит немного остановиться на схеме блока питания, сделанного своими руками. Это будет небольшое устройство, обладающее достаточно привлекательной производительностью.

Здесь основными элементами выступают стабилизаторы 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 и других аналогичных серий. Работают они при максимальном показателе тока в 0,1 Ампер: размер очень маленький, поэтому нет нужды садить их на радиатор. В результате подключения устройства преобразуют напряжение 8 В в напряжение 5 В. Это актуально для маломощных транзисторов и нескольких мелких микросхем.

Как видите, разобраться, из чего состоит и как работает БП для компьютерной техники, несложно. Нужно просто изучить схемы, что даст возможность подобрать нужные компоненты и подключить все элементы в правильном порядке. Кроме того, досконально зная схемы блоков питания, можно не только их ремонтировать, но и собирать новые.