Опубликовать ОпубликоватьРеферат на тему:
Дублирование блока питания с поддержкой горячей замены в отказоусточивом сервере.
FSP ATX-450PNF — современный импульсный блок питания персонального компьютера небольшой мощности (450 Вт)
Компьютерный блок питания — вторичный источник электропитания (блок питания, БП), предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, а также преобразования сетевого напряжения до заданных значений.
В некоторой степени блок питания также:
Дополнительные сведения: Источник бесперебойного питания
Дополнительные сведения: Система охлаждения компьютера
Мощность, отдаваемая в нагрузку существующими БП, в значительной степени зависит от сложности компьютерной системы и варьируется в пределах от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1 800 Вт (большинство высокопроизводительных рабочих станций, серверов начального уровня или геймерских машин). В случае построения кластера, расчёт необходимого количества подводимой энергии учитывает потребляемую кластером мощность, мощность систем охлаждения и вентиляции, КПД которых в свою очередь отличный от единицы. По данным компании APC by Schneider Electric, на каждый Ватт потребляемой серверами мощности, требуется обеспечение 1,06 Ватта систем охлаждения. Особую важность грамотный рассчёт имеет при создании ЦОД с резервированием по формуле N+1.
Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкойA — входной диодный выпрямитель. Ниже виден входной фильтрB — входные сглаживающие конденсаторы. Правее виден радиатор высоковольтных транзисторовC — импульсный трансформатор. Правее виден радиатор низковольтных диодных выпрямителейD — дроссель групповой стабилизацииE — конденсаторы выходного фильтра
БП должен обеспечивать выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт, а также +5 и +3,3 Вольта дежурного режима (англ. standby).
В большинстве случаев используется импульсный блок питания.
Из появившихся тенденций — построение для персонального компьютера модульного БП, например Cooler Master Silent Pro Gold 600W[1].
Широко распространённая схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:
Достоинства такого блока питания:
В блоках питания компьютера AT выключатель питания находится в силовой цепи и обычно выводится на переднюю панель корпуса отдельными проводами, питание дежурного режима с соответствующими цепями отсутствует в принципе. Однако почти все материнские платы стандарта АТ+ATX имели выход управления блоком питания, а блоки питания, в то же время, вход, позволяющий материнской плате стандарта АТ управлять им (включать и выключать). Блок питания стандарта AT подключается к материнской плате двумя шестиконтактными разъёмами, включающимися в один 12-контактный разъём на материнской плате. К разъёмам от блока питания идут разноцветные провода, и правильным является подключение, когда контакты разъёмов с чёрными проводами сходятся в центре разъёма материнской платы. Цоколёвка AT-разъёма на материнской плате следующая:
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| - | |||||||||||
| PG | пустой | +12V | -12V | общий | общий | общий | общий | -5V | +5V | +5V | +5V |
Дополнительные сведения: ATX
20-контактный разъём ATX (вид на материнскую плату)
Для совместимости с 20-контактным гнездом на материнской плате, 24-контактны может быть составной конструкции
| +12V1DC[2] | ±5% | +11.40 | +12.00 | +12.60 | Вольт |
| +12V2DC[3] | ±5% | +11.40 | +12.00 | +12.60 | Вольт |
| +5 VDC | ±5% | +4.75 | +5.00 | +5.25 | Вольт |
| +3.3 VDC[4] | ±5% | +3.14 | +3.30 | +3.47 | Вольт |
| -12 VDC | ±10% | -10.80 | -12.00 | -13.20 | Вольт |
| +5 VSB | ±5% | +4.75 | +5.00 | +5.25 | Вольт |
Повышены требования к +5VВС — теперь БП должен отдавать ток не менее 12 А (+3.3 VDC — 16,7 А соответственно, но при этом совокупная мощность не должная превысить 61 Вт) для типовой системы потребления мощностью 160 Вт. Выявился перекос выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по минимальному току +12 В. Требования были обусловлены дальнейшим ростом мощности комплектующих (в основном, видеокарты), чьи требования не могли быть удовлетворены линиями +5 В из-за очень больших токов в этой линии.
|
|
|
|
Разъёмы Molex: ATX12V для подключения основного питания материнской платы, питания периферийного устройства 12 и 5 Вольтами мини- (обычно, дисковод) и обычного размера (molex 8981)
Разъём для подключения питания к устройству с интерфейсом SATA
Распиновка SATA-разъёмов
Разъём ATX PS 12V (P4 power connector)
| Оранжевый | +3.3 V | 1 | 13 | +3.3 V | Оранжевый |
| +3.3 V sense | Коричневый | ||||
| Оранжевый | +3.3 V | 2 | 14 | −12 V | Синий |
| Чёрный | Земля | 3 | 15 | Земля | Чёрный |
| Красный | +5 V | 4 | 16 | Power on | Зелёный |
| Чёрный | Земля | 5 | 17 | Земля | Чёрный |
| Красный | +5 V | 6 | 18 | Земля | Чёрный |
| Чёрный | Земля | 7 | 19 | Земля | Чёрный |
| Серый | Power good | 8 | 20 | Не подключен | |
| Фиолетовый | +5 VSB[11] | 9 | 21 | +5 V | Красный |
| Жёлтый | +12 V | 10 | 22 | +5 V | Красный |
| Жёлтый | +12 V | 11 | 23 | +5 V | Красный |
| Оранжевый | +3.3 V | 12 | 24 | Земля | Чёрный |
| Три затененных контакты (8, 13 и 16) сигналы управления, а не питания.
| |||||
| Контакт 20 (и белый провод) используется для обеспечения −5 В постоянного тока в ATX и ATX12V версии до 1.2. Это напряжение не является обязательным уже в версии 1.2 и полностью отсутствует в версиях 1.3 и старше. | |||||
| В 20-контактный версии правые контакты нумеруются с 11 по 20. | |||||
| Провод +3.3 VDC оранжевого цвета и отводка +3.3 V sense коричневого цвета, подключенные к 13-му контакту, имеют толщину 18 AWG; все остальные — 22 AWG | |||||
Также, на БП размещаются:
Блок питания ноутбука
Блок питание для ноутбуков, как правило, применяется для зарядки АКБ, а также для обеспечения ноутбука питанием в обход аккумулятора. По типу исполнения, БП ноутбука чаще всего внешний блок. В виду практики выпускать БП под конкретную модель (серию) ноутбуков и учитывая тот факт, что характеристики разных моделей значительно разнятся, на внешние блоки питания нет единого стандарта, и сами БП обычно не взаимозаменяемы. Также, производители ноутбуков часто используют различные разъёмы питания.
Существует инициатива по стандартизации блоков питания для ноутбуков[14].
Категории: Источники питания, Компьютерное аппаратное обеспечение.
Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike.wreferat.baza-referat.ru
Реферат на тему:
Промышленные модули электропитания Siemens SITOP Power.
Вторичный источник электропитания — это устройство, предназначенное для обеспечения питания электроприбора электрической энергией, при соответствии требованиям её параметров: напряжения, тока, и т. д. путём преобразования энергии других источников питания[1]. Согласно ГОСТ Р 52907-2008 слово «вторичный» опускается[2]. Источник электропитания может быть интегрированным в общую схему (обычно в простых устройствах, либо когда недопустимо даже незначительное падение напряжения на подводящих проводах — например материнская плата компьютера имеет встроенные преобразователи напряжения для питания процессора), выполненным в виде модуля (блока питания, стойки электропитания и т. д.), или даже расположенным в отдельном помещении (цехе электропитания).
Чаще всего перед вторичными источниками питания стоит задача преобразования электроэнергии из сети переменного тока промышленной частоты (Например, в России — 220 В 50 Гц, в США — 120 В 60 Гц). Рассмотрим две наиболее типичных конструкции.
Схема простейшего трансформаторного источника питания без стабилизации с двухполупериодным выпрямителем
Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель). Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков (варисторы), защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока.
Существует формула, несложно выводимая из базовых законов электротехники (и даже уравнений Максвелла):
( 1 / n ) ~ f * S * Bгде n — число витков на 1 вольт (в левой части формулы стоит ЭДС одного витка, которая есть по уравнению Максвелла производная от магнитного потока, поток есть нечто в виде sin (f * t), в производной f выносится за скобку), f — частота переменного напряжения, S — площадь сечения магнитопровода, B — индукция магнитного поля в нем. Формула описывает амплитуду B, а не мгновенное значение.
Величина B на практике ограничена сверху возникновением гистерезиса в сердечнике, что приводит к потерям на перемагничивание и перегреву трансформатора.
Если принять, что f есть частота сети (50 Гц), то единственные два параметра, доступные для выбора при разработке трансформатора, есть S и n. На практике принята эвристика n = (от 55 до 70) / S в см².
Увеличение S означает повышение габаритов и веса трансформатора. Если же идти по пути снижения S, то это означает повышение n, что в трансформаторе небольшого размера означает снижение сечения провода (иначе обмотка не поместится на сердечнике).
Увеличение n и снижение сечения означает сильное увеличение активного сопротивления обмотки. В маломощных трансформаторах, где ток через обмотку невелик, этим можно пренебречь, но с повышением мощности ток через обмотку растет и, при высоком сопротивлении обмотки, рассеивает на ней значительную тепловую мощность, что недопустимо.
Перечисленные выше соображения приводят к тому, что на частоте 50 Гц трансформатор большой (от десятков ватт) мощности может быть успешно реализован только как устройство большого габарита и веса (по пути повышения S и сечения провода со снижением n).
Потому в современных БП идут по другому пути, а именно по пути повышения f, то есть переходу на импульсные блоки питания. Таковые блоки питания в разы легче (причем основная часть веса приходится на экранирующую клетку) и значительно меньше габаритами, чем классические. Кроме того, они не требовательны к входному напряжению и частоте.
Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкойA — входной выпрямитель. Ниже виден входной фильтрB — входные сглаживающие конденсаторы. Правее виден радиатор высоковольтных транзисторовC — импульсный трансформатор. Правее виден радиатор низковольтных ключейD — катушка выходного фильтраE — конденсаторы выходного фильтра
Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.
В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящему от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.
Сравнимые по выходной мощности с линейными стабилизаторами соответствующие им импульсные стабилизаторы обладают следующими основными достоинствами:
wreferat.baza-referat.ru
Министерство общего и профессионального образования
Томский политехнический университет
Курсовая работа по электронике
Универсальный блок питания
Выполнил: студент гр.В8701
Вилипп К.А.
Принял: преподаватель
Белозеров Н.Л.
Томск 2001
Введение
Устройство преобразующее переменный ток в ток одного направления называется выпрямителем. Постоянный ток используется для питания радио электронной аппаратуры, в транспорте, получение чистых металлов, покрытие одних металлов другими, разложение воды на водород и кислород.
В случае потребителей постоянного тока с самым разным напряжением питания: 4,5; 9; 12В. И каждый раз нужно было приобретать соответствующее число батареек или элементов. Но не всегда в продаже есть нужные источники питания, да и срок службы их ограничен. Универсальный источник работает от сети переменного тока и обеспечивает постоянное напряжение от 0,5 до 15В. В то время как величина тока, потребляемого от блока, может достигать 0,3А, выходное напряжение остается стабильным. И еще одно достоинство блока он не боится коротких замыканий.
Данная работа выполнена в Electronics Workbench version 5.12 (EWB 5.12).
Принципиальная схема блока питания приведена ниже.
Схема блока питания
Структурная схема
сеть
силовой трансформатор
вентиль(диодный мост)
сглаживающий фильтр
стабилизатор
нагрузка
Силовой трансформатор преобразует переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величены. На схеме заменен на генератор синусоидального напряжения 20В, с частотой 50Гц.
Вентиль преобразует переменный ток в ток одного направления. На схеме это диодный мост VD1-VD4, действие основано на односторонней проводимости диода.
До выпрямления
после выпрямления
Сглаживающий фильтр для повышения качества выпрямленного напряжения, уменьшение пульсации выпрямленного напряжения, простым емкостным фильтром достигается аккумулированием энергии емкости в период роста Uвх и отдачи ее нагрузке в период спада. Для большей наглядности зададим С1=10мкФ.
На схеме С1=1000мкФ*25В (советуется брать емкость не меньше 500мкФ, а лучше 4700мкФ или больше, если необходимо и на напряжение в 1,5-2 раза больше рабочего).
Стабилизатор предназначен для поддержания напряжения питания на постоянном уровне при изменении параметров среды и нагрузки.
Работа схемы
Сетевое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора.
Это понижающий трансформатор, поэтому напряжение на его вторичной обмотке значительно меньше сетевого. Переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямитель на диодах VT1-VT4. На выходе выпрямителя будет постоянное напряжение, оно сглаживается конденсатором С1.
Далее следует стабилизатор напряжения, в который входят резисторы R2-R5, транзисторы VT2, VT3 и стабилитрон VD6. Переменным резистором R3 можно устанавливать на выходе блока любое напряжение от 0,5 до 15В.
Стабилитрон VD6 имеет не линейную вольт амперную характеристику, он обеспечивает опорное напряжение.
Пусть Uвх увеличивается, увеличивается - на базе VT2, VT2 подоткроется, увеличится ток через VT2, увеличится напряжение на R4, VT3 подзакроется, увеличится падение напряжения на VT3,U нагрузки остается первоначальным.
Каскад на транзисторе VT1 постоянно следит за состоянием нагрузки это автомат защиты от короткого замыкания. Если в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, т.е. окажутся замкнутыми выходные гнезда блока питания, транзистор VT1 откроется, замкнет выводы стабилитрона и снимет таким образом напряжение с нагрузки. Как только короткое замыкание будет устранено, выходное напряжение появится вновь.
Роль понижающего трансформатора может выполнять выходной трансформатор кадровой развертки телевизора (ТВК-110ЛМ). Подойдет и другой понижающий трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмотке около 17В при токе потребления до 0,3А.
Диоды могут быть любые из серии КД226 (например, КД226В, КД226Д и т.д.). Конденсатор С1 типа К50-6. Постоянные резисторы МЛТ 0,5Вт,
переменный - СП-1. Вместо стабилитрона Д815Е можно применить Д814Д.
Транзисторы VT1, VT2 надо взять типа МП39Б, МП41, МП41А, МП42Б с возможно большим коэффициентом передачи тока. Транзистор VT3 П213, П216, П217 с любым буквенном индексом. Подойдут и П201 П203. Транзистор нужно установить на радиатор пластину из алюминия размером 70*40 мм, толщиной 1,5…2мм.
Таблица изменения выходного напряжения в зависимости от входного:
Вход
www.studsell.com
| |
Белозеров Н.Л.
Устройство преобразующее переменный ток в ток одного направления называется выпрямителем. Постоянный ток используется для питания радио электронной аппаратуры, в транспорте, получение чистых металлов, покрытие одних металлов другими, разложение воды на водород и кислород.
В случае потребителей постоянного тока с самым разным напряжением питания: 4,5; 9; 12В. И каждый раз нужно было приобретать соответствующее число батареек или элементов. Но не всегда в продаже есть нужные источники питания, да и срок службы их ограничен. Универсальный источник работает от сети переменного тока и обеспечивает постоянное напряжение от 0,5 до 15В. В то время как величина тока, потребляемого от блока, может достигать 0,3А, выходное напряжение остается стабильным. И еще одно достоинство блока – он не боится коротких замыканий.
Данная работа выполнена в Electronics Workbench version 5.12 (EWB 5.12).
Принципиальная схема блока питания приведена ниже.
сеть
¯
силовой трансформатор
¯
вентиль(диодный мост)
¯
сглаживающий фильтр
¯
стабилизатор
¯
нагрузкаСиловой трансформатор – преобразует переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величены. На схеме заменен на генератор синусоидального напряжения 20В, с частотой 50Гц.
Вентиль – преобразует переменный ток в ток одного направления. На схеме это диодный мост VD1-VD4, действие основано на односторонней проводимости диода.До выпрямления
после выпрямления
Сглаживающий фильтр – для повышения качества выпрямленного напряжения, уменьшение пульсации выпрямленного напряжения, простым емкостным фильтром достигается аккумулированием энергии емкости в период роста Uвх и отдачи ее нагрузке в период спада. Для большей наглядности зададим С1=10мкФ.
На схеме С1=1000мкФ*25В (советуется брать емкость не меньше 500мкФ, а лучше 4700мкФ или больше, если необходимо и на напряжение в 1,5-2 раза больше рабочего).
Стабилизатор – предназначен для поддержания напряжения питания на постоянном уровне при изменении параметров среды и нагрузки.Работа схемы Сетевое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора.
Это понижающий трансформатор, поэтому напряжение на его вторичной обмотке значительно меньше сетевого. Переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямитель на диодах VT1-VT4. На выходе выпрямителя будет постоянное напряжение, оно сглаживается конденсатором С1.
Далее следует стабилизатор напряжения, в который входят резисторы R2-R5, транзисторы VT2, VT3 и стабилитрон VD6. Переменным резистором R3 можно устанавливать на выходе блока любое напряжение от 0,5 до 15В.
Стабилитрон VD6 имеет не линейную вольт амперную характеристику, он обеспечивает опорное напряжение.
Пусть Uвх увеличивается, увеличивается « - » на базе VT2, VT2 подоткроется, увеличится ток через VT2, увеличится напряжение на R4, VT3 подзакроется, увеличится падение напряжения на VT3,U нагрузки остается первоначальным.
Каскад на транзисторе VT1 постоянно «следит» за состоянием нагрузки – это автомат защиты от короткого замыкания. Если в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, т.е. окажутся замкнутыми выходные гнезда блока питания, транзистор VT1 откроется, замкнет выводы стабилитрона и снимет таким образом напряжение с нагрузки. Как только короткое замыкание будет устранено, выходное напряжение появится вновь.
Роль понижающего трансформатора может выполнять выходной трансформатор кадровой развертки телевизора (ТВК-110ЛМ). Подойдет и другой понижающий трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмотке около 17В при токе потребления до 0,3А.
Диоды могут быть любые из серии КД226 (например, КД226В, КД226Д и т.д.). Конденсатор С1 типа К50-6. Постоянные резисторы – МЛТ 0,5Вт,
переменный - СП-1. Вместо стабилитрона Д815Е можно применить Д814Д.
Транзисторы VT1, VT2 надо взять типа МП39Б, МП41, МП41А, МП42Б с возможно большим коэффициентом передачи тока. Транзистор VT3 – П213, П216, П217 с любым буквенном индексом. Подойдут и П201 – П203. Транзистор нужно установить на радиатор – пластину из алюминия размером 70*40 мм, толщиной 1,5…2мм.
Таблица изменения выходного напряжения в зависимости от входного:
| Входное напряжение(с тран.) | Выходное напряжение |
| 17 | 15.0 |
| 20 | 15.1 |
| 15 | 14.5 |
| 12 | 11.4 |
Список используемой литературы· Иванов Б.Г. Электронные самоделки 2-е изд., доп. – М .: Просвещение 1993. – 191 с.
· Вилипп К.А. Основы радиолокации и построение ЗРК
bukvasha.ru
Министерство общего и профессионального образования
Томский политехнический университет
/>
Курсовая работа по электронике«Универсальный блок питания»Выполнил: студент гр.В8701
Вилипп К.А.
Принял: преподаватель
Белозеров Н.Л.
Томск 2001ВведениеУстройство преобразующее переменный ток в ток одногонаправления называется выпрямителем. Постоянный ток используется для питаниярадио электронной аппаратуры, в транспорте, получение чистых металлов, покрытиеодних металлов другими, разложение воды на водород и кислород.
В случае потребителейпостоянного тока с самым разным напряжением питания: 4,5; 9; 12В. И каждый разнужно было приобретать соответствующее число батареек или элементов. Но не всегдав продаже есть нужные источники питания, да и срок службы их ограничен. Универсальный источник работает от сети переменного тока и обеспечиваетпостоянное напряжение от 0,5 до 15В. В то время как величина тока,потребляемого от блока, может достигать 0,3А, выходное напряжение остаетсястабильным. И еще одно достоинство блока – он не боится коротких замыканий.
Данная работа выполнена вElectronics Workbench version 5.12 (EWB 5.12).
Принципиальная схема блокапитания приведена ниже.
Схема блока питания/>
Структурная схемасеть
¯
силовой трансформатор
¯
вентиль(диодный мост)
¯
сглаживающий фильтр
¯
стабилизатор
¯
нагрузка
Силовой трансформатор – преобразует переменное напряжениеодной величины в переменное напряжение другой величены. На схеме заменен нагенератор синусоидального напряжения 20В, с частотой 50Гц.
Вентиль – преобразует переменный ток в ток одногонаправления. На схеме это диодный мост VD1-VD4, действие основано на односторонней проводимости диода.
До выпрямления
/>
после выпрямления
/>
Сглаживающий фильтр – для повышения качества выпрямленногонапряжения, уменьшение пульсации выпрямленного напряжения, простым емкостнымфильтром достигается аккумулированием энергии емкости в период роста Uвх и отдачи еенагрузке в период спада. Для большей наглядности зададим С1=10мкФ.
/>
На схеме С1=1000мкФ*25В (советуется брать емкость неменьше 500мкФ, а лучше 4700мкФ или больше, если необходимо и на напряжение в 1,5-2раза больше рабочего).
Стабилизатор – предназначен для поддержания напряженияпитания на постоянном уровне при изменении параметров среды и нагрузки.
Работа схемы
Сетевое напряжение подается на первичную обмоткутрансформатора.
Это понижающий трансформатор, поэтому напряжение на еговторичной обмотке значительно меньше сетевого. Переменное напряжение совторичной обмотки поступает на выпрямитель на диодах VT1-VT4. На выходе выпрямителя будет постоянное напряжение, оносглаживается конденсатором С1.
Далее следует стабилизатор напряжения, в которыйвходят резисторы R2-R5,транзисторы VT2, VT3 истабилитрон VD6. Переменным резистором R3 можно устанавливать на выходе блока любое напряжение от0,5 до 15В.
Стабилитрон VD6 имеет нелинейную вольт амперную характеристику, он обеспечивает опорное напряжение.
Пусть Uвх увеличивается,увеличивается « — » на базе VT2, VT2подоткроется, увеличится ток через VT2, увеличитсянапряжение на R4, VT3подзакроется, увеличится падение напряжения на VT3,U нагрузки остается первоначальным.
Каскад на транзисторе VT1постоянно «следит» за состоянием нагрузки – это автомат защиты от короткогозамыкания. Если в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, т.е. окажутсязамкнутыми выходные гнезда блока питания, транзистор VT1откроется, замкнет выводы стабилитрона и снимет таким образом напряжение снагрузки. Как только короткое замыкание будет устранено, выходное напряжениепоявится вновь.
Роль понижающего трансформатора может выполнятьвыходной трансформатор кадровой развертки телевизора (ТВК-110ЛМ). Подойдет идругой понижающий трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмоткеоколо 17В при токе потребления до 0,3А.
Диоды могут быть любые из серии КД226 (например, КД226В,КД226Д и т.д.). Конденсатор С1 типа К50-6. Постоянные резисторы – МЛТ 0,5Вт,
переменный — СП-1. Вместо стабилитрона Д815Е можноприменить Д814Д.
Транзисторы VT1, VT2надо взять типа МП39Б, МП41, МП41А, МП42Б с возможно большим коэффициентомпередачи тока. Транзистор VT3 – П213, П216, П217 слюбым буквенном индексом. Подойдут и П201 – П203. Транзистор нужно установитьна радиатор – пластину из алюминия размером 70*40 мм, толщиной 1,5…2мм.
Таблица изменения выходного напряжения в зависимостиот входного:
Входное напряжение(с тран.) Выходное напряжение 17 15.0 20 15.1 15 14.5 12 11.4Списокиспользуемой литературы
· Иванов Б.Г. Электронные самоделки 2-е изд., доп. – М .:Просвещение 1993. – 191 с.
· Вилипп К.А. Основы радиолокации и построение ЗРК
www.ronl.ru
Министерство общего и профессионального образования
Томский политехнический университет
Курсовая работа по электронике
Выполнил: студент гр.В8701
Вилипп К.А.
Принял: преподаватель
Белозеров Н.Л.
Устройство преобразующее переменный ток в ток одного направления называется выпрямителем. Постоянный ток используется для питания радио электронной аппаратуры, в транспорте, получение чистых металлов, покрытие одних металлов другими, разложение воды на водород и кислород.
В случае потребителей постоянного тока с самым разным напряжением питания: 4,5; 9; 12В. И каждый раз нужно было приобретать соответствующее число батареек или элементов. Но не всегда в продаже есть нужные источники питания, да и срок службы их ограничен. Универсальный источник работает от сети переменного тока и обеспечивает постоянное напряжение от 0,5 до 15В. В то время как величина тока, потребляемого от блока, может достигать 0,3А, выходное напряжение остается стабильным. И еще одно достоинство блока – он не боится коротких замыканий.
Данная работа выполнена в Electronics Workbench version 5.12 (EWB 5.12).
Принципиальная схема блока питания приведена ниже.
сеть
¯
силовой трансформатор
¯
вентиль(диодный мост)
¯
сглаживающий фильтр
¯
стабилизатор
¯
нагрузка
Силовой трансформатор – преобразует переменное напряжение одной величины в переменное напряжение другой величены. На схеме заменен на генератор синусоидального напряжения 20В, с частотой 50Гц.
Вентиль – преобразует переменный ток в ток одного направления. На схеме это диодный мост VD1-VD4, действие основано на односторонней проводимости диода.
До выпрямления
после выпрямления
Сглаживающий фильтр – для повышения качества выпрямленного напряжения, уменьшение пульсации выпрямленного напряжения, простым емкостным фильтром достигается аккумулированием энергии емкости в период роста Uвх и отдачи ее нагрузке в период спада. Для большей наглядности зададим С1=10мкФ.
На схеме С1=1000мкФ*25В (советуется брать емкость не меньше 500мкФ, а лучше 4700мкФ или больше, если необходимо и на напряжение в 1,5-2 раза больше рабочего).
Стабилизатор – предназначен для поддержания напряжения питания на постоянном уровне при изменении параметров среды и нагрузки.
Работа схемы
Сетевое напряжение подается на первичную обмотку трансформатора.
Это понижающий трансформатор, поэтому напряжение на его вторичной обмотке значительно меньше сетевого. Переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямитель на диодах VT1-VT4. На выходе выпрямителя будет постоянное напряжение, оно сглаживается конденсатором С1.
Далее следует стабилизатор напряжения, в который входят резисторы R2-R5, транзисторы VT2, VT3 и стабилитрон VD6. Переменным резистором R3 можно устанавливать на выходе блока любое напряжение от 0,5 до 15В.
Стабилитрон VD6 имеет не линейную вольт амперную характеристику, он обеспечивает опорное напряжение.
Пусть Uвх увеличивается, увеличивается « — » на базе VT2, VT2 подоткроется, увеличится ток через VT2, увеличится напряжение на R4, VT3 подзакроется, увеличится падение напряжения на VT3,U нагрузки остается первоначальным.
Каскад на транзисторе VT1 постоянно «следит» за состоянием нагрузки – это автомат защиты от короткого замыкания. Если в цепи нагрузки произойдет короткое замыкание, т.е. окажутся замкнутыми выходные гнезда блока питания, транзистор VT1 откроется, замкнет выводы стабилитрона и снимет таким образом напряжение с нагрузки. Как только короткое замыкание будет устранено, выходное напряжение появится вновь.
Роль понижающего трансформатора может выполнять выходной трансформатор кадровой развертки телевизора (ТВК-110ЛМ). Подойдет и другой понижающий трансформатор с переменным напряжением на вторичной обмотке около 17В при токе потребления до 0,3А.
Диоды могут быть любые из серии КД226 (например, КД226В, КД226Д и т.д.). Конденсатор С1 типа К50-6. Постоянные резисторы – МЛТ 0,5Вт,
переменный — СП-1. Вместо стабилитрона Д815Е можно применить Д814Д.
Транзисторы VT1, VT2 надо взять типа МП39Б, МП41, МП41А, МП42Б с возможно большим коэффициентом передачи тока. Транзистор VT3 – П213, П216, П217 с любым буквенном индексом. Подойдут и П201 – П203. Транзистор нужно установить на радиатор – пластину из алюминия размером 70*40 мм, толщиной 1,5…2мм.
Таблица изменения выходного напряжения в зависимости от входного:
Входное напряжение(с тран.) | Выходное напряжение |
17 | 15.0 |
20 | 15.1 |
15 | 14.5 |
12 | 11.4 |
Список используемой литературы
· Иванов Б.Г. Электронные самоделки 2-е изд., доп. – М .: Просвещение 1993. – 191 с.
· Вилипп К.А. Основы радиолокации и построение ЗРК
www.ronl.ru
Содержание:
Введение
Назначение БП
Линии питания
Регулятор напряжения
Устройство
Стандарты
Компьютерный блок питания - предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.
Назначение БП
Основная функция БП заключается в том, чтобы преобразовать электрическую энергию, доступную из розетки на стене, в ту форму, которую используют компоненты компьютера. Блок питания в стандартном настольном ПК разработан таким образом, чтобы преобразовать любое переменное напряжение 127 В/50 Гц или 240 В/50 Гц в постоянный ток напряжением +3,3 В, +5 В и + 12 В. Некоторые блоки имеют тумблер переключения входящего напряжения (127/240 В), другие же его определяют автоматически.
Линии питания
Блок питания стандартно обеспечивает линии +3.3 В, +5 В и +12 В. Данные напряжения часто называют линиями или шинами питания. Это отсылает нас к тому факту, что хотя в стандартном ПК есть много проводов, которые несут определённые напряжения к тому или иному компоненту, они все привязаны к одной из линий, предоставляемых БП. Множество проводов используется по той причине, что, если бы весь поток поступал по единственному проводу, потребовался бы слишком толстый провод, и точно так же слишком толстыми должны были быть, в таком случае, проводники на материнской плате, чтобы справиться с такой нагрузкой. Вместо этого дешевле и эффективнее распределить нагрузку между несколькими более тонкими проводами, идущими от БП к различным компьютерным компонентам.
Электронные компоненты и цепи в системе (материнская плата, карты расширения, электронные компоненты дисковых накопителей) стандартно используют линии +3.3 В или +5 В, а приводы (жёстких дисков и любых вентиляторов) используют линию +12 В. Кроме того, стабилизаторы напряжения на материнской плате и других компонентах преобразуют стандартные напряжения в специфические для той нагрузки, которую они обслуживают (например, стабилизатор питания процессора). В следующей таблице мы приводим список компьютерных компонентов в соответствии с линией питания, к которой они обычно подключены: +3.3 В: Чипсеты, некоторые модули памяти, карты PCI/AGP/PCI-E, различные контроллеры, +5 В: Дисковые накопители, электроприводы низкого напряжения, SIMMs, карты PCI/AGP/ISA, стабилизаторы напряжения, +12 В: Приводы, стабилизаторы с высоким напряжением, карты AGP/PCI-E
Регулятор напряжения
Блок питания должен выдавать хороший, стабильный постоянный ток таким образом, чтобы система могла правильно функционировать. Компоненты, работающие от напряжений, которые отличаются от номинальных, должны питаться не напрямую от той или иной линии питания, а посредством регуляторов напряжения, которые используют линии 5 В или 12 В, и преобразуют их в ток с более низким напряжением, который требуется тому или иному компоненту. Например, старая память типов DDR и RIMM требует напряжения 2,5 В, в то время, как модули DDR2 и DDR3 требуют напряжения 1,8 В и 1,5 В. Карты устаревшего стандарта AGP требуют напряжения 1,5 В, а нынешний стандарт PCI-E использует напряжение всего 0,8 В - все подобные компоненты питаются от собственных стабилизаторов, расположенных на материнской плате. Процессоры также требуют различных напряжений (столь низких, как 1,3 В или меньше), которые обеспечивает сложный модуль регулирования напряжения (VRM - Voltage Regulator Module), который либо встроен, либо подключается к материнской плате. Таким образом, вы можете найти три или более различных цепи стабилизации напряжения на современной материнской плате.
Устройство
Входные цепи
Входной фильтр, предотвращающий распространение импульсных помех в питающую сеть[1]. Также, входной фильтр уменьшает бросок тока заряда электролитических конденсаторов при включении БП в сеть (это может привести к повреждению входного выпрямительного моста).
В качественных моделях — пассивный (в дешёвых) либо активный корректор мощности (PFC) снижающий нагрузку напитающую сеть.
Входной выпрямительный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное пульсирующее.
Конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения.
Отдельный маломощный блок питания, выдающий +5 В дежурного режима мат. платы и +12 В для питания микросхемы преобразователя самого ИБП.
Преобразователь
Полумостовой преобразователь на двух биполярных транзисторах
Схема управления преобразователем и защиты компьютера от превышения/снижения питающих напряжений, обычно на специализированной микросхеме (TL494, UC3844, KA5800, SG6105 и пр.).
Импульсный высокочастотный трансформатор, который служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга). Пиковые напряжения на выходе высокочастотного трансформатора пропорциональны входному питающему напряжению и значительно превышают требуемые выходные.
Цепи обратной связи, которая поддерживает стабильное напряжение на выходе блока питания.
Формирователь напряжения PG (Power Good, «напряжение в норме»), обычно на отдельном ОУ.
Выходные цепи
Выходные выпрямители. Положительные и отрицательные напряжения (5 и 12 В) используют одни и те же выходные обмотки трансформатора, с разным направлением включения диодов выпрямителя. Для снижения потерь, при большом потребляемом токе, в качестве выпрямителей используют диоды Шоттки, обладающие малым прямым падением напряжения.
Дроссель выходной групповой стабилизации. Дроссель сглаживает импульсы, накапливая энергию между импульсами с выходных выпрямителей. Вторая его функция — перераспределение энергии между цепями выходных напряжений. Так, если по какому-либо каналу увеличится потребляемый ток, что снизит напряжение в этой цепи, дроссель групповой стабилизации как трансформатор снизит напряжение по другим цепям. Цепь обратной связи обнаружит снижение выходных цепей, увеличит общую подачу энергии, и восстановит требуемые значения напряжений.
Выходные фильтрующие конденсаторы. Выходные конденсаторы, вместе с дросселем групповой стабилизации интегрирует импульсы, тем самым получая необходимые значения напряжений, которые значительно ниже напряжений с выхода трансформатора
Один (на одну линию) или несколько (на несколько линий, обычно +5 и +3,3) нагрузочных резисторов 10-25 Ом, для обеспечения безопасной работы на холостом ходу.
Стандарты
АТ
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
- | |||||||||||
PG | пустой | +12V | -12V | общий | общий | общий | общий | -5V | +5V | +5V | +5V |
АТХ
Цвет | Сигнал | Контакт | Контакт | Сигнал | Цвет |
Оранжевый | +3.3 V | 1 | 13 | +3.3 V | Оранжевый |
+3.3 V sense | Коричневый | ||||
Оранжевый | +3.3 V | 2 | 14 | −12 V | Синий |
Чёрный | Земля | 3 | 15 | Земля | Чёрный |
Красный | +5 V | 4 | 16 | Power on | Зелёный |
Чёрный | Земля | 5 | 17 | Земля | Чёрный |
Красный | +5 V | 6 | 18 | Земля | Чёрный |
Чёрный | Земля | 7 | 19 | Земля | Чёрный |
Серый | Power good | 8 | 20 | −5 V | Белый |
Фиолетовый | +5 VSB[2] | 9 | 21 | +5 V | Красный |
Жёлтый | +12 V | 10 | 22 | +5 V | Красный |
Жёлтый | +12 V | 11 | 23 | +5 V | Красный |
Оранжевый | +3.3 V | 12 | 24 | Земля | Чёрный |
yaneuch.ru
