Посібник із заміни джерел живлення на старих комп’ютерах
Жорді Бартоломе - 2003 рік
1. Вступ
Переважна більшість цифрових електронних пристроїв, включаючи мікрокомп'ютери та ігрові приставки, живлять свої схеми прямою напругою 3 В або 5 В. Елементом, відповідальним за подачу цих напруг від напруги мережі, є джерело живлення. Завдання цієї статті полягає в тому, щоб представити два основні типи джерел живлення, особливо лінійний, для того, щоб слугувати орієнтиром при виборі нового, який замінить такий на нашому старому комп’ютері чи ігровій консолі.
2-Два чудові типи джерел
Двома основними типами шрифтів, які найбільш часто використовуються в комп’ютерах, ігрових приставках та інших електронних пристроях, є:
- Імпульсні джерела живлення: характерним елементом їх є імпульсний регулятор. Регулятори відповідають за підтримання постійної напруги в умовах змін споживання навантаження. У нашому випадку навантаженням є комп’ютер. Коротше кажучи, цей тип регулятора працює, модулюючи ширину імпульсу сигналу, який збуджує транзистор (кроковий транзистор), включаючи або вимикаючи його. Цей транзистор діє як "перемикач", підключаючи і відключаючи навантаження від джерела живлення на високій швидкості, залежно від потреб цього. Таким чином, коли навантаженню потрібно більше енергії, ширина імпульсу збільшується, а транзистор довше залишається провідним. І коли вам потрібно менше енергії, вона зменшується, тому ви довше залишаєтесь в русі (не їздите). Регулятор знає, чи потрібно навантаженню більше або менше енергії, порівнюючи напругу, яка падає на нього, з опорною напругою: якщо напруга, що падає на навантаження, менше опорної, це означає, що навантаженню потрібно більше струму, тоді як коли напруга, яка падає на навантаження, вище опорної напруги, оскільки навантаженню не потрібно стільки струму. Саме завдяки цьому процесу комутації вони отримують свою назву.
Головні чесноти цих - їх висока ефективність, низька тепловіддача та малий обсяг. З іншого боку, вони набагато складніші з точки зору дизайну, дорогі та випромінюють набагато більше електромагнітних шумів. Це тип джерела, що використовується в ПК (джерела AT та ATX), оскільки в них вимоги до потужності великі і варіюються багато. залежно від конфігурації обладнання. Тобто, залежно від кількості дискових блоків, карт розширення тощо. Обладнання потребуватиме більшої або меншої потужності, і тому необхідно мати джерело, здатне максимально ефективно задовольнити ці змінні потреби, займаючи мінімальний простір та відводячи мінімальне тепло (чим більше тепла, тим менш ефективно). Крім того, в них проблема електромагнітних шумів легко вирішується шляхом адекватного екранування їх (покладання в металеву коробку).
Рис. Деякі приклади перемикання живлення зліва направо: комерційне імпульсне живлення 12 В, комутаційне живлення Micro ATX та імпульсне живлення AT.
Цей тип найбільш часто використовується у старих домашніх комп’ютерах та ігрових консолях, які, як правило, не вимагають великої потужності та мають незначну мінливість у споживанні: їм потрібно лише живити материнську плату та, у гіршому випадку, модульну стрічку чи диск.
3-Структура лінійного джерела живлення
Основна структура типового лінійного джерела живлення така:
1 - Трансформатор: Трансформатор (TX1) - це металевий сердечник циліндричної або квадратної форми з отвором посередині та з двома або більше мідними обмотками.
Рис. Різні типи трансформаторів
Завданням цього є зменшення змінної напруги мережевої напруги до значення, ближчого до потреб схеми. Дві мідні обмотки називаються первинною та вторинною, і саме співвідношення між кількістю витків кожної з них визначає, наскільки зменшиться напруга. У них змінна напруга зазвичай вказується у вигляді ефективної напруги: ефективна напруга не перевищує еквівалент прямої напруги змінної напруги трансформатора. Так, наприклад, змінна напруга мережі в Іспанії становить 220 В змінного струму (змінні вольт), що було б еквівалентно постійній напрузі 220 В постійного струму (прямі вольти). Але якщо ми подивимося на це за допомогою осцилографа, ми побачимо синусоїдальний сигнал з піковими напругами + 311В і -311В. Інший приклад: трансформатор, що подає напругу 9 В змінного струму, постачає змінну напругу, еквівалентну постійній напрузі 9 В постійного струму, але якщо ми подивимось на це за допомогою осцилографа, ми побачимо синусоїдальну напругу з піковими напругами + 12,7 В і -12,7 В.
Рис. Напруга мережі 220 В змінного струму. Вхід трансформатора.
Рис. Напруга мережі перетворена на 9 В змінного струму. Вихід трансформатора.
2 - Випрямляч: Випрямляч (Rec) відповідає за перетворення змінної напруги з позитивною і негативною складовою, що подається трансформатором, в пульсуючу напругу лише з позитивною складовою. Вони можуть бути знайдені як дискретні компоненти (наприклад, в одній інтегральній схемі), або вони можуть бути побудовані за допомогою декількох діодних мостових діодів). Якщо вони користуються перевагою лише першої половини періоду вхідного синусоїдального сигналу, їх називають напівхвильовими випрямлячами, тоді як, якщо вони користуються всіма перевагами, їх називають повноволновими випрямлячами.
Рис. Випрямлена напруга змінного струму 9 В. Вихід випрямляча (повна хвиля) .
4 - Фільтр: Фільтр (Fil) складається з конденсатора C1 і відповідає за згладжування сигналу, що виходить з ланцюга випрямляча, усунення пульсацій і наближення його до бажаної безперервної напруги. Чим вище ємність конденсатора, і чим менше споживання навантаження, тим менше пульсація.
Рис.Відфільтрована напруга (червона лінія). Випускний отвір фільтра.
5- Регулятор: Призначення регулятора (Reg) - підтримувати постійну напругу на навантаженні постійною, незалежно від коливань його споживання, коливань температури або змін змінної вхідної напруги. Регулятор на схемі відповідає типовому лінійному регулятору. Він має вхідний штифт для випрямленої напруги (Vcc), опорний штифт (Gnd) та ще один штифт з регульованою вихідною напругою (Vout), два конденсатори зазвичай ставлять за порадою виробника для стабілізації та вдосконалення регулятора поведінки.
Рис.Напруга регулюється при напрузі 5 В постійного струму на виході джерела. Вихід регулятора.
6 - Навантаження: У нашому випадку навантаженням буде комп’ютерна або ігрова консоль. Якщо припустити, що використовуються стандартні компоненти, тип джерела на схемі підійде для навантажень, які не споживають більше 1 А, оскільки це максимальний струм, який можуть дати загальні лінійні регулятори (78XX). Взагалі, комп’ютери, які не мають багато периферійних пристроїв (материнська плата, касета чи дискеті), рідко споживають 1А .
4-Основні параметри
Побачивши основні типи джерел живлення, залишається лише знати, які потреби нашого старого комп’ютера чи ігрової консолі. Для цього найкраще ознайомитися з документацією на машину, а якщо у нас її немає, шукайте в Інтернеті характеристики та вимоги до енергії. Якщо комп’ютер має зовнішнє джерело живлення (навіть якщо він більше не працює), ми можемо перевірити його на наявність вставки, де вказані його електричні властивості. Зручно знати такі параметри:
- AC/DC: Необхідно знати, чи використовує обладнання обладнання змінного (змінного) трансформатора або зовнішнього джерела постійного струму (прямого). Вони часто використовують трансформатори змінного струму, а випрямлення, фільтрація та регулювання виконуються всередині самої машини. В інших випадках вони живляться безпосередньо від зовнішнього джерела постійного струму.
- Напруга: також повинна бути відома точна величина напруги, що подається від першоджерела обладнання, пам’ятаючи, що якщо це напруга змінного струму, вона завжди виражається як ефективна напруга. Таким чином, у випадку трансформатора змінного струму його можна замінити іншим з такою ж напругою та рівною або більшою потужністю.
- Максимальна доступна потужність: Цей параметр дуже важливий, оскільки якщо підключити джерело з меншою потужністю, ніж те, що вимагається комп’ютером або ігровою консоллю, воно буде перевантажено. Швидше за все, воно «розплавиться», перегорить або побічно пошкодить обладнання . Чим більше струму може подати адаптер, тим потужнішим він є.
- Тип роз'єму: Ну, це здоровий глузд, адже яким би крутим не було наше джерело, якщо роз'єм живлення не зайде в отвір, комп'ютер, ймовірно, не буде працювати:). Якщо ви не знаєте назви типу роз’єму, найкраще зайти до магазину електроніки з обладнанням (якщо воно не дуже велике) і попросити його там. Перш за все, будьте обережні з полярністю при пайці кабелів, оскільки це може дратувати машину, якщо вона припаяна до зворотної полярності.
Якщо за нещасливим випадком ви не можете знайти стандартні роз'єми для живлення комп'ютера або ігрової консолі, ви завжди можете додати їх. Вам просто потрібно відкрити комп'ютер і підключити новий роз'єм безпосередньо до доріжок живлення комп'ютера. Цей роз'єм може бути антенним. Тобто стирчить із приєднаного до нього комп’ютера маленьким кабелем, який виходить із отвору оригінального роз’єму, замість того, щоб вбудовуватися в корпус.
5 варіантів
Після знання потреб нашої команди, ось кілька варіантів:
- Універсальні адаптери постійного струму: на ринку представлені універсальні трансформатори постійного струму з регульованим діапазоном напруги. Як правило, вони мають різні роз'єми, щоб бути сумісними з максимальною кількістю пристроїв. Недоліком цього є те, що, хоча існує багато типів, вони, як правило, постачають мало енергії і мають низьку продуктивність. Також будьте обережні з полярністю, підключаючи їх до машини.
- Трансформатори: коли нам потрібна конкретна напруга змінного струму, рішення полягає в тому, щоб знайти інший трансформатор змінного струму з такою ж ефективною напругою. Найкраще зайти в магазин електроніки і попросити той, який відповідає технічним характеристикам.
- Джерела АТ: старі джерела перемикання АТ для ПК є дуже хорошим рішенням, якщо нам потрібно + 5 В постійного струму або + 12 В постійного струму, оскільки вони пропонують велику потужність та хорошу продуктивність. Якщо нам потрібна напруга, відмінна від + 5 В постійного струму або + 12 В постійного струму, це можна отримати, додавши регулятор (78XX з його конденсаторами) до будь-якого з попередніх розеток, беручи до уваги, що принаймні 2 В постійного струму буде втрачено в регуляторі. Таким чином, від розетки 5 В постійного струму ви можете отримати до 3 В постійного струму, а від 12 В постійного струму до 10 В постійного струму. Джерела ATX також можна використовувати так само, як AT, з тією різницею, що їх дещо складніше вмикати. Але дуже простим кроком (шляхом короткого замикання контактів PW_ON і COM) їх можна було б увімкнути простим перемикачем. Єдиним недоліком цих шрифтів є їх розмір, оскільки вони поставляються в об’ємних металевих коробках.
- Створіть власний блок живлення: Іншим варіантом, якщо вам потрібна певна напруга постійного струму і ви хочете оптимізувати продуктивність та розмір, є його побудова самостійно, дотримуючись основної схеми, описаної вище. Зрозуміло, що для цього ви повинні мати деякі поняття електроніки, щоб правильно встановлювати розміри та доповнювати всі компоненти, оскільки в іншому випадку ми можемо організувати хороший розподіл.
- Якщо ви дуже загубилися, найкраще звернутися до магазину електроніки з якомога більшою кількістю інформації та попросити джерело, яке відповідає технічним характеристикам. Якщо ви не підете з інформацією, найбезпечніше те, що вперше вони кажуть вам, що нічого не мають.
6-Важливо
Пам'ятайте, що джерела живлення - це дуже небезпечні пристрої, оскільки вони працюють при досить високій напрузі. Перш ніж поводитись із будь-яким, ви повинні бути дуже впевнені в тому, що робите, інакше у вас може статися аварія. Запобіжних заходів завжди мало, і перш за все, вимкніть будь-який прилад перед поводженням з ним.
! Автор цієї статті не несе відповідальності за можливі аварії або поломки, спричинені використанням інформації, яка викрита в цьому. Цей документ є таким, як є, і може мати деякі помилки!