Schema a blocchi di un alimentatore per computer. Alimentazione del computer

Il circuito basato sul transistor T9 e gli stadi successivi è responsabile dell'accensione dell'alimentazione ATX. Nel momento in cui l'alimentatore è collegato alla rete, una tensione di 5V viene fornita alla base del transistor attraverso il resistore limitatore di corrente R58 dall'uscita del generatore di standby, nel momento in cui il filo PS-ON è chiuso a massa, il circuito avvia il controller PWM TL494. In questo caso, l'interruzione dell'alimentazione di riserva comporterà l'incertezza del funzionamento del circuito di avviamento dell'alimentazione e la probabile mancata accensione, come già accennato.

Alimentatori lineari e switching

Cominciamo con le basi. L'alimentatore del computer svolge tre funzioni. Innanzitutto, la corrente alternata dalla rete elettrica domestica deve essere convertita in corrente continua. Il secondo compito dell'alimentatore è abbassare la tensione di 110-230 V, che è ridondante per l'elettronica dei computer, ai valori standard richiesti dai convertitori di potenza per i singoli componenti del PC - 12 V, 5 V e 3,3 V (come oltre alle tensioni negative, di cui parleremo poco dopo) . Infine, l'alimentatore svolge il ruolo di stabilizzatore di tensione.

Esistono due tipi principali di alimentatori che svolgono queste funzioni: lineare e switching. L'alimentatore lineare più semplice si basa su un trasformatore, sul quale la tensione CA viene ridotta al valore richiesto, quindi la corrente viene rettificata da un ponte a diodi.

Tuttavia, l'alimentatore è necessario anche per stabilizzare la tensione di uscita, che è dovuta sia all'instabilità della tensione nella rete domestica che alla caduta di tensione in risposta all'aumento della corrente nel carico.

Per compensare la caduta di tensione, in un alimentatore lineare, il trasformatore è dimensionato per fornire potenza in eccesso. Quindi, con una corrente elevata nel carico, verrà osservata la tensione richiesta. Tuttavia, è inaccettabile anche la sovratensione che si verificherà senza alcun mezzo di compensazione a bassa corrente nel carico utile. La tensione eccessiva viene eliminata includendo un carico non utile nel circuito. Nel caso più semplice, questo è un resistore o un transistor collegato tramite un diodo Zener. In uno più avanzato, il transistor è controllato da un microcircuito con un comparatore. Comunque sia, la potenza in eccesso viene semplicemente dissipata sotto forma di calore, che influisce negativamente sull'efficienza del dispositivo.

Nel circuito di alimentazione switching compare un'altra variabile, da cui dipende la tensione di uscita, oltre alle due già disponibili: la tensione di ingresso e la resistenza di carico. In serie al carico è presente un tasto (che nel caso di nostro interesse è un transistor), comandato da un microcontrollore in modalità modulazione di larghezza di impulso (PWM). Maggiore è la durata degli stati aperti del transistor in relazione al loro periodo (questo parametro è chiamato duty cycle, nella terminologia russa viene utilizzato il valore inverso - duty cycle), maggiore è la tensione di uscita. Per la presenza di una chiave, un alimentatore switching viene anche chiamato Switched-Mode Power Supply (SMPS).

Nessuna corrente scorre attraverso un transistor chiuso e la resistenza di un transistor aperto è idealmente trascurabile. In realtà, un transistor aperto ha resistenza e dissipa parte della potenza sotto forma di calore. Inoltre, la transizione tra gli stati del transistor non è perfettamente discreta. Eppure, l'efficienza di una sorgente di corrente pulsata può superare il 90%, mentre l'efficienza di un alimentatore lineare con stabilizzatore raggiunge al massimo il 50%.

Un altro vantaggio degli alimentatori switching è una riduzione radicale delle dimensioni e del peso del trasformatore rispetto agli alimentatori lineari di pari potenza. È noto che maggiore è la frequenza della corrente alternata nell'avvolgimento primario del trasformatore, minore è la dimensione del nucleo richiesta e il numero di spire dell'avvolgimento. Pertanto, il transistor chiave nel circuito viene posizionato non dopo, ma prima del trasformatore e, oltre alla stabilizzazione della tensione, viene utilizzato per ottenere corrente alternata ad alta frequenza (per gli alimentatori per computer, va da 30 a 100 kHz e oltre, e di regola - circa 60 kHz). Un trasformatore operante ad una frequenza di 50-60 Hz, per la potenza richiesta da un normale computer, sarebbe dieci volte più massiccio.

Gli alimentatori lineari oggi sono utilizzati principalmente in applicazioni a bassa potenza in cui l'elettronica relativamente complessa richiesta per un alimentatore switching è una spesa più costosa di un trasformatore. Si tratta, ad esempio, di alimentatori da 9 V, che vengono utilizzati per i pedali degli effetti per chitarra e una volta - per console di gioco, ecc. Ma i caricabatterie per smartphone sono già completamente pulsati - qui i costi sono giustificati. A causa dell'ampiezza notevolmente inferiore dell'ondulazione di tensione in uscita, gli alimentatori lineari vengono utilizzati anche in aree in cui questa qualità è richiesta.

⇡ Lo schema generale dell'alimentatore standard ATX

L'alimentatore del computer desktop è un alimentatore switching, il cui ingresso viene fornito con la tensione di un alimentatore domestico con parametri di 110/230 V, 50-60 Hz e all'uscita sono presenti numerose linee CC, il i principali dei quali hanno una potenza di 12, 5 e 3,3 V Inoltre, l'alimentatore fornisce i -12V e, contemporaneamente, i -5V richiesti per il bus ISA. Ma quest'ultimo è stato ad un certo punto escluso dallo standard ATX a causa della cessazione del supporto per ISA stessa.

Nello schema semplificato di un alimentatore switching standard presentato sopra, si possono distinguere quattro stadi principali. Nello stesso ordine, consideriamo i componenti degli alimentatori nelle recensioni, vale a dire:

1. Filtro EMI - interferenza elettromagnetica (filtro RFI);
2. circuito primario - raddrizzatore di ingresso (raddrizzatore), transistor a chiave (commutatore) che creano corrente alternata ad alta frequenza sull'avvolgimento primario del trasformatore;
3. trasformatore principale;
4. circuito secondario - raddrizzatori di corrente dall'avvolgimento secondario del trasformatore (raddrizzatori), filtri di livellamento in uscita (filtraggio).

⇡ Filtro EMI

Il filtro all'ingresso dell'alimentatore serve a sopprimere due tipi di interferenza elettromagnetica: differenziale (modo differenziale) - quando la corrente di disturbo scorre in direzioni diverse nelle linee elettriche e modo comune (modo comune) - quando la corrente scorre in una direzione.

Il rumore differenziale è soppresso da un condensatore CX (grande condensatore a film giallo nella foto sopra) collegato in parallelo al carico. A volte un'induttanza è inoltre appesa a ciascun filo, che svolge la stessa funzione (non nel diagramma).

Il filtro di modo comune è formato da condensatori CY (condensatori ceramici blu a forma di lacrima nella foto), in un punto comune che collega le linee elettriche a terra, e il cosiddetto. induttanza di modo comune (induttanza di modo comune, LF1 nel diagramma), la cui corrente nei due avvolgimenti scorre nella stessa direzione, il che crea resistenza al rumore di modo comune.

Nei modelli economici viene installato un set minimo di parti del filtro, nei più costosi gli schemi descritti formano collegamenti ripetuti (in tutto o in parte). In passato, non era raro vedere alimentatori senza un filtro EMI. Ora questa è piuttosto un'eccezione curiosa, anche se quando acquisti un alimentatore molto economico, puoi comunque imbatterti in una tale sorpresa. Di conseguenza, non solo e non tanto il computer stesso ne risentirà, ma anche altre apparecchiature incluse nella rete domestica: gli alimentatori a impulsi sono una potente fonte di interferenza.

Nell'area del filtro di un buon alimentatore, puoi trovare diversi dettagli che proteggono il dispositivo stesso o il suo proprietario da eventuali danni. C'è quasi sempre un semplice fusibile per la protezione da cortocircuito (F1 nello schema). Si noti che quando il fusibile si brucia, l'oggetto protetto non è più l'alimentatore. Se si è verificato un cortocircuito, significa che i transistor chiave si sono già sfondati ed è importante almeno impedire l'accensione del cablaggio elettrico. Se un fusibile si brucia improvvisamente nell'alimentatore, è molto probabile che sia inutile sostituirlo con uno nuovo.

Separatamente, protezione contro breve termine sovratensioni mediante varistore (MOV - Metal Oxide Varistore). Ma non ci sono mezzi di protezione contro un aumento prolungato della tensione negli alimentatori dei computer. Questa funzione è svolta da stabilizzatori esterni con il proprio trasformatore all'interno.

Il condensatore nel circuito PFC dopo il raddrizzatore può mantenere una carica significativa dopo essere stato scollegato dall'alimentazione. Affinché una persona negligente che infila il dito nel connettore di alimentazione non venga scossa, tra i fili è installato un resistore di scarica di alto valore (resistore di spurgo). In una versione più sofisticata, insieme a un circuito di controllo che impedisce la fuoriuscita della carica quando il dispositivo è in funzione.

A proposito, la presenza di un filtro nell'alimentatore del PC (ed è anche nell'alimentatore di un monitor e di quasi tutte le apparecchiature informatiche) significa che l'acquisto di un "protettore di sovratensione" separato invece di una prolunga convenzionale è, in generale, inutile. Ha lo stesso dentro. L'unica condizione in ogni caso è il normale cablaggio a tre poli con messa a terra. In caso contrario, i condensatori CY collegati a terra semplicemente non saranno in grado di svolgere la loro funzione.

⇡ Raddrizzatore di ingresso

Dopo il filtro, la corrente alternata viene convertita in corrente continua utilizzando un ponte a diodi, solitamente sotto forma di un assieme in un alloggiamento comune. Un radiatore separato per il raffreddamento del ponte è fortemente apprezzato. Un ponte assemblato da quattro diodi discreti è un attributo di alimentatori economici. Puoi anche chiedere quale corrente è progettata per il bridge per determinare se corrisponde alla potenza dell'alimentatore stesso. Sebbene questo parametro, di regola, vi sia un buon margine.

⇡ Blocco PFC attivo

In un circuito AC con un carico lineare (come una lampada a incandescenza o una stufa elettrica), la corrente che scorre segue la stessa sinusoide della tensione. Ma questo non è il caso dei dispositivi che hanno un raddrizzatore di ingresso, come gli alimentatori a commutazione. L'alimentatore fa passare corrente in brevi impulsi, approssimativamente coincidenti nel tempo con i picchi dell'onda sinusoidale di tensione (cioè la massima tensione istantanea), quando il condensatore di livellamento del raddrizzatore viene ricaricato.

Il segnale di corrente distorto viene scomposto in più oscillazioni armoniche in totale con una sinusoide di una data ampiezza (un segnale ideale che si verificherebbe con un carico lineare).

La potenza utilizzata per svolgere un lavoro utile (che, appunto, è il riscaldamento dei componenti del PC) è indicata nelle caratteristiche dell'alimentatore ed è detta attiva. Il resto della potenza generata dalle oscillazioni della corrente armonica è chiamata potenza reattiva. Non fa un lavoro utile, ma riscalda i cavi e mette a dura prova i trasformatori e altre apparecchiature elettriche.

La somma vettoriale della potenza reattiva e attiva è chiamata potenza apparente. E il rapporto tra potenza attiva e piena potenza è chiamato fattore di potenza (fattore di potenza) - da non confondere con l'efficienza!

Un alimentatore switching ha inizialmente un fattore di potenza piuttosto basso - circa 0,7. Per un consumatore privato la potenza reattiva non è un problema (fortunatamente non viene presa in considerazione dai contatori elettrici), a meno che non utilizzi un UPS. Il gruppo di continuità sopporta solo la piena potenza del carico. Sulla scala di un ufficio o di una rete cittadina, l'eccesso di potenza reattiva generata dagli alimentatori switching riduce già significativamente la qualità dell'alimentazione e provoca costi, quindi viene attivamente contrastata.

In particolare, la stragrande maggioranza degli alimentatori per computer è dotata di circuiti di correzione del fattore di potenza attivo (Active PFC). L'unità con PFC attivo è facilmente identificabile dall'unico grande condensatore e induttore installati dopo il raddrizzatore. In sostanza, Active PFC è un altro convertitore di commutazione che mantiene una carica costante sul condensatore di circa 400 V. In questo caso, la corrente dalla rete viene consumata da impulsi brevi, la cui larghezza è scelta in modo che il segnale sia approssimato di una sinusoide, necessaria per simulare un carico lineare. Per sincronizzare il segnale di richiesta di corrente con l'onda sinusoidale di tensione, il controller PFC ha una logica speciale.

Il circuito PFC attivo contiene uno o due transistor chiave e un potente diodo, che sono posti sullo stesso radiatore con i transistor chiave del convertitore di alimentazione principale. Di norma, il controller PWM della chiave del convertitore principale e la chiave PFC attiva sono un chip (PWM/PFC Combo).

Il fattore di potenza degli alimentatori a commutazione con PFC attivo raggiunge 0,95 e oltre. Inoltre, hanno un ulteriore vantaggio: non richiedono un interruttore di rete da 110/230 V e un corrispondente duplicatore di tensione all'interno dell'alimentatore. La maggior parte dei circuiti PFC digeriscono tensioni da 85 a 265 V. Inoltre, la sensibilità dell'alimentatore ai cali di tensione a breve termine è ridotta.

A proposito, oltre alla correzione PFC attiva, ce n'è anche una passiva, che prevede l'installazione di un induttore ad alta induttanza in serie con il carico. La sua efficacia è bassa ed è improbabile che lo trovi in ​​un alimentatore moderno.

⇡ Trasduttore principale

Il principio generale di funzionamento per tutti gli alimentatori a impulsi di una topologia isolata (con trasformatore) è lo stesso: il transistor a chiave (o transistor) crea una corrente alternata sull'avvolgimento primario del trasformatore e il controller PWM controlla il ciclo di lavoro del loro passaggio. I circuiti specifici, tuttavia, differiscono sia per il numero di transistor chiave e altri elementi, sia per le caratteristiche qualitative: efficienza, forma del segnale, interferenza, ecc. Ma qui troppo dipende dall'implementazione specifica su cui vale la pena concentrarsi. Per gli interessati, presentiamo una serie di schemi e una tabella che consentirà di individuarli in dispositivi specifici per composizione delle parti.

Oltre alle topologie di cui sopra, in costosi alimentatori ci sono versioni risonanti (risonanti) di Half Bridge, che sono facili da identificare da un grande induttore aggiuntivo (o due) e un condensatore che forma un circuito oscillatorio.

⇡ Circuito secondario

Il circuito secondario è tutto ciò che si trova dopo l'avvolgimento secondario del trasformatore. Nella maggior parte dei moderni alimentatori, il trasformatore ha due avvolgimenti: 12 V viene rimosso da uno di essi e 5 V dall'altro La corrente viene prima rettificata utilizzando un insieme di due diodi Schottky, uno o più per bus (su il bus più pesantemente caricato - 12 V - ci sono quattro gruppi in potenti alimentatori). Più efficienti in termini di efficienza sono i raddrizzatori sincroni, che utilizzano transistor ad effetto di campo anziché diodi. Ma questa è prerogativa di alimentatori veramente avanzati e costosi che vantano il certificato 80 PLUS Platinum.

La guida da 3,3 V è in genere derivata dallo stesso avvolgimento della guida da 5 V, solo la tensione viene ridotta con un induttore saturabile (Mag Amp). Un avvolgimento speciale su un trasformatore da 3,3 V è un'opzione esotica. Delle tensioni negative nell'attuale standard ATX, rimangono solo -12 V, che vengono rimossi dall'avvolgimento secondario sotto il bus a 12 V attraverso diodi separati a bassa corrente.

Il comando a chiave PWM del convertitore modifica la tensione sull'avvolgimento primario del trasformatore, e quindi su tutti gli avvolgimenti secondari contemporaneamente. Allo stesso tempo, il consumo di corrente del computer non è distribuito in modo uniforme tra i bus PSU. Nell'hardware moderno, il bus più caricato è a 12 V.

Sono necessarie misure aggiuntive per la stabilizzazione della tensione separata su bus diversi. Il metodo classico prevede l'utilizzo di una strozzatura di stabilizzazione di gruppo. Tre pneumatici principali vengono fatti passare attraverso i suoi avvolgimenti e, di conseguenza, se la corrente aumenta su un bus, la tensione diminuisce sugli altri. Supponiamo che la corrente sia aumentata sul bus a 12 V e, per evitare una caduta di tensione, il controller PWM abbia ridotto il duty cycle dei transistor chiave. Di conseguenza, la tensione sul bus 5 V potrebbe superare i limiti consentiti, ma è stata soppressa dall'induttore di stabilizzazione del gruppo.

La tensione del rail da 3,3 V è inoltre regolata da un'altra induttanza saturabile.

In una versione più avanzata, viene fornita una stabilizzazione separata dei bus a 5 e 12 V a causa delle induttanze saturabili, ma ora questo progetto in costosi alimentatori di alta qualità ha lasciato il posto ai convertitori CC-CC. In quest'ultimo caso il trasformatore ha un unico secondario con una tensione di 12 V, e le tensioni di 5 V e 3,3 V sono ottenute tramite convertitori DC. Questo metodo è più favorevole per la stabilità della tensione.

Filtro di uscita

Lo stadio finale su ciascun bus è un filtro che attenua l'ondulazione di tensione causata dai transistor chiave. Inoltre, le pulsazioni del raddrizzatore di ingresso, la cui frequenza è pari al doppio della frequenza della rete, sfondano in un modo o nell'altro nel circuito secondario dell'alimentatore.

Il filtro ondulato include un'induttanza e grandi condensatori. Gli alimentatori di alta qualità sono caratterizzati da una capacità di almeno 2.000 microfarad, ma i produttori di modelli economici hanno una riserva di risparmio quando installano condensatori, ad esempio, della metà del valore, che inevitabilmente influisce sull'ampiezza dell'ondulazione.

⇡ Alimentazione in standby +5VSB

Una descrizione dei componenti dell'alimentatore sarebbe incompleta senza citare la tensione di standby di 5 V, che consente di mettere in pausa il PC e garantisce il funzionamento di tutti i dispositivi che devono essere sempre accesi. "Duty room" è alimentato da un convertitore di impulsi separato con un trasformatore a bassa potenza. In alcuni alimentatori è presente anche un terzo trasformatore utilizzato nel circuito di feedback per isolare il controller PWM dal circuito primario del convertitore principale. In altri casi, questa funzione è svolta da fotoaccoppiatori (LED e fototransistor in un unico pacchetto).

⇡ Metodologia di test dell'alimentatore

Uno dei parametri principali dell'alimentatore è la stabilità della tensione, che si riflette nel cosiddetto. caratteristica di carico incrociato. KNKH è un diagramma in cui viene tracciata la corrente o la potenza sul bus a 12 V su un asse e sull'altro la corrente o la potenza totale sui bus a 3,3 e 5 V. Nei punti di intersezione, per valori diversi di entrambe le variabili, la deviazione della tensione dal valore nominale di uno pneumatico o dell'altro. Di conseguenza, pubblichiamo due diversi KNX: per il bus a 12 V e per il bus a 5 / 3,3 V.

Il colore del punto indica la percentuale di deviazione:

• verde: ≤ 1%;
• verde chiaro: ≤ 2%;
• giallo: ≤ 3%;
• arancione: ≤ 4%;
• rosso: ≤ 5%.
• bianco: > 5% (non consentito dallo standard ATX).

Per ottenere il CNC si utilizza un banco prova alimentatore su misura, che crea un carico dovuto alla dissipazione del calore su potenti transistor ad effetto di campo.

Un altro test altrettanto importante è determinare la gamma di increspature all'uscita dell'alimentatore. Lo standard ATX consente ripple entro 120 mV per un bus a 12 V e 50 mV per un bus a 5 V. Esistono ripple ad alta frequenza (al doppio della frequenza del tasto del convertitore principale) e a bassa frequenza (al doppio della frequenza di rete ).

Misuriamo questo parametro utilizzando l'oscilloscopio USB Hantek DSO-6022BE al carico massimo sull'alimentatore specificato dalle specifiche. Nell'oscillogramma sottostante, il grafico verde corrisponde al bus 12 V, giallo - 5 V. Si può vedere che le increspature rientrano nell'intervallo normale e anche con un margine.

Per confronto, presentiamo un'immagine delle increspature all'uscita dell'alimentatore di un vecchio computer. Inizialmente questo blocco non era eccezionale, ma chiaramente non è migliorato nel tempo. A giudicare dalla gamma delle ondulazioni a bassa frequenza (notare che la divisione di base della tensione è aumentata a 50 mV per adattarsi alle oscillazioni sullo schermo), il condensatore di livellamento all'ingresso è già diventato inutilizzabile. L'ondulazione ad alta frequenza sul bus a 5 V è sull'orlo di un accettabile 50 mV.

Il test seguente determina l'efficienza dell'unità con un carico dal 10 al 100% della potenza nominale (confrontando la potenza di uscita con la potenza di ingresso misurata con un wattmetro domestico). Per confronto, il grafico mostra i criteri per le diverse categorie di 80 PLUS. Tuttavia, non suscita molto interesse in questi giorni. Il grafico mostra i risultati del miglior alimentatore Corsair rispetto all'economico Antec, e la differenza non è così grande.

Un problema più urgente per l'utente è il rumore della ventola integrata. È impossibile misurarlo direttamente vicino al ruggente banco di prova dell'alimentatore, quindi misuriamo la velocità di rotazione della girante con un contagiri laser - anche a potenza dal 10 al 100%. Nel grafico sottostante, puoi vedere che a basso carico su questo alimentatore, la ventola da 135 mm mantiene un basso numero di giri ed è appena udibile. Al massimo carico, il rumore si può già distinguere, ma il livello è comunque abbastanza accettabile.

Se hai un vecchio alimentatore per computer (ATX) a casa, non dovresti buttarlo via. Dopotutto, può essere utilizzato per creare un eccellente alimentatore per scopi domestici o di laboratorio. La raffinatezza sarà minima e alla fine si otterrà un alimentatore quasi universale con un numero di voltaggi fissi.

Gli alimentatori per computer hanno una grande capacità di carico, un'elevata stabilizzazione e protezione da cortocircuito.

Pinout delle uscite di alimentazione del computer

La rielaborazione è iniziata

• - Morsetti a vite.
• - Resistori con una potenza di 10 W e una resistenza di 10 ohm (puoi provare 20 ohm). Useremo un composto di due resistori da cinque watt.
• - Guaina termorestringente.
• - Una coppia di LED con resistenze di smorzamento da 330 ohm.
• - Interruttori. Uno per la rete, uno per il controllo

Schema per finalizzare l'alimentazione del computer

Iniziamo

Guarda il video di come realizzare un blocco di laboratorio con le tue mani

Attualmente, non sono praticamente utilizzati.

• La tensione -5 V è stata utilizzata solo dall'interfaccia ISA e, a causa della virtuale assenza di questa interfaccia sulle moderne schede madri, il filo -5 V è assente nei nuovi alimentatori.
• La tensione -12 V è necessaria solo per la piena implementazione dello standard di interfaccia seriale RS-232, quindi è anche spesso assente.

Nella maggior parte dei casi viene utilizzato un alimentatore switching, realizzato secondo uno schema a mezzo ponte (push-pull). Gli alimentatori con trasformatori ad accumulo di energia (circuito flyback) sono naturalmente limitati in potenza dalle dimensioni del trasformatore e quindi vengono utilizzati molto meno frequentemente.

Dispositivo (circuito)

Alimentatore switching per computer (ATX) con coperchio rimosso: A - ingresso raddrizzatore a diodi, visto sotto filtro di ingresso; B - ingresso condensatori di livellamento, il radiatore è visibile a destra transistor ad alta tensione; C- trasformatore di impulsi, a destra c'è un radiatore a bassa tensione raddrizzatori a diodi; D- acceleratore di stabilizzazione del gruppo; E- condensatori del filtro di uscita

Un circuito di alimentazione switching ampiamente utilizzato è costituito dalle seguenti parti:

Circuiti di ingresso

• Un alimentatore separato a bassa potenza che produce un tappetino in standby di +5 V. scheda e +12 V per alimentare il chip convertitore dell'UPS stesso. Solitamente è realizzato sotto forma di convertitore flyback su elementi discreti (o con stabilizzazione di gruppo delle tensioni di uscita tramite un fotoaccoppiatore più un diodo zener regolabile TL431 nel circuito OS, o stabilizzatori lineari 7805/7812 in uscita) o (in alto modelli) su un chip di tipo TOPSwitch.

• Convertitore a mezzo ponte su due transistor bipolari
• Schema per controllare il convertitore e proteggere il computer dal superamento/decremento delle tensioni di alimentazione, solitamente su un microcircuito specializzato (TL494, UC3844, KA5800, SG6105, ecc.).
• Trasformatore ad alta frequenza a impulsi, che serve a formare i valori di tensione necessari, nonché per l'isolamento galvanico dei circuiti (ingresso dall'uscita e anche, se necessario, uscita l'uno dall'altro). Le tensioni di picco all'uscita di un trasformatore ad alta frequenza sono proporzionali alla tensione di alimentazione in ingresso e superano notevolmente la tensione di uscita richiesta.
• Circuito di retroazione che mantiene una tensione stabile all'uscita dell'alimentatore.
• Driver di tensione PG (Power Good, "la tensione è normale"), di solito su un amplificatore operazionale separato.

• Raddrizzatori di uscita. Le tensioni positive e negative (5 e 12 V) utilizzano gli stessi avvolgimenti di uscita del trasformatore, con una diversa direzione di accensione dei diodi raddrizzatori. Per ridurre le perdite, con un grande consumo di corrente, i diodi Schottky vengono utilizzati come raddrizzatori, che hanno una piccola caduta di tensione diretta.
• Stabilizzazione del gruppo di uscita dell'acceleratore. L'induttore attenua gli impulsi immagazzinando energia tra gli impulsi provenienti dai raddrizzatori di uscita. La sua seconda funzione è la ridistribuzione dell'energia tra i circuiti della tensione di uscita. Quindi, se la corrente consumata aumenta in qualsiasi canale, riducendo la tensione in questo circuito, l'induttore di stabilizzazione del gruppo come trasformatore ridurrà la tensione in altri circuiti. Il circuito di feedback rileverà la riduzione dei circuiti di uscita, aumenterà l'alimentazione complessiva e ripristinerà i valori di tensione desiderati.
• Condensatori del filtro di uscita. I condensatori di uscita, unitamente all'induttanza di stabilizzazione del gruppo, integrano gli impulsi ottenendo così i valori di tensione richiesti, che sono notevolmente inferiori alle tensioni di uscita del trasformatore
• Una (linea singola) o più (linee multiple, tipicamente +5 e +3,3) resistori di terminazione da 10-25 ohm per garantire un funzionamento a vuoto sicuro.

Vantaggi un tale alimentatore:

• Circuito semplice e collaudato con una qualità soddisfacente di stabilizzazione della tensione di uscita.
• Alta efficienza (65-70%). Le perdite principali sono dovute a processi transitori, che durano molto meno tempo rispetto allo stato stazionario.
• Piccole dimensioni e peso, dovute sia alla minore generazione di calore sull'elemento di regolazione, sia alle minori dimensioni del trasformatore, dovute al fatto che quest'ultimo opera a frequenza maggiore.
• Minore consumo di metallo, grazie al quale i potenti alimentatori switching sono più economici di quelli a trasformatore, nonostante la maggiore complessità
• Possibilità di inserimento in rete di un'ampia gamma di tensioni e frequenze, o anche corrente continua. Grazie a ciò, è possibile unificare le apparecchiature prodotte per vari paesi del mondo, e quindi ridurne il costo nella produzione di massa.

svantaggi alimentazione a semiponte su transistor bipolari:

Standard

AT (obsoleto)

Negli alimentatori per computer con fattore di forma, l'interruttore di alimentazione interrompe il circuito di alimentazione e di solito è posizionato sul pannello anteriore del case con fili separati; in linea di principio non esiste un'alimentazione in standby con i circuiti corrispondenti. Tuttavia, quasi tutte le schede madri AT + ATX avevano un'uscita di controllo dell'alimentatore e alimentavano, allo stesso tempo, un ingresso che consentiva alla scheda madre standard AT di controllarlo (accenderlo e spegnerlo).

L'alimentatore standard AT è collegato alla scheda madre con due connettori a sei pin, inclusi in un connettore a 12 pin sulla scheda madre. I fili multicolori vanno ai connettori dall'alimentatore e la connessione corretta è quando i contatti dei connettori con fili neri convergono al centro del connettore della scheda madre. La piedinatura del connettore AT sulla scheda madre è la seguente:

ATX (moderno)

Su un connettore ATX a 24 pin, gli ultimi 4 pin possono essere rimovibili per garantire la compatibilità con la presa a 20 pin sulla scheda madre

I requisiti per + 5 V CC sono stati aumentati: ora l'alimentatore deve fornire una corrente di almeno 12 A (+3,3 V CC - 16,7 A, rispettivamente, ma la potenza totale non deve superare i 61 W) per un tipico sistema di consumo energetico di 160 W. Si è rilevata una distorsione della potenza di uscita: prima il canale principale era di +5 V, ora si dettavano i requisiti per una corrente minima di +12 V. I requisiti erano dovuti ad un ulteriore aumento della potenza dei componenti (principalmente schede video) , i cui requisiti non possono essere soddisfatti da linee +5 V a causa di correnti molto elevate in questa linea.

Connettori alimentazione/utenza

Pinout dei connettori SATA

Connettore ATX PS 12V (connettore di alimentazione P4)

Uno dei due connettori di alimentazione AT a sei pin

• Connettore di alimentazione principale a 20 pin +12V1DCV utilizzato con le prime schede madri con fattore di forma ATX, prima dell'avvento delle schede madri bus PCI-Express.

Inoltre sul BP sono posti:

Efficienza - "80 PLUS"

Produttori di alimentatori per computer

• maestro più freddo
• Corsaro

Guarda anche

Appunti

1. per soddisfare i requisiti della legislazione dei paesi sulle radiazioni elettromagnetiche, in Russia - i requisiti di SanPiN 2.2.4.1191-03 2.2.4.1191-03.htm “Campi elettromagnetici in condizioni di produzione, sui luoghi di lavoro. Norme e regolamenti sanitari ed epidemiologici"
2. B.Yu. Semenov Elettronica di potenza: dal semplice al complesso. - M.: SOLOMON-Press, 2005. - 415 p. - (Biblioteca dell'ingegnere).
3. Con un carico di picco di +12 VDC, l'intervallo della tensione di uscita di +12 VDC può oscillare entro ± 10.
4. Livello di tensione minimo di 11,0 V CC durante il carico di picco a +12 V2 CC.
5. La resistenza nella gamma è richiesta dal connettore di alimentazione principale della scheda madre e dal connettore di alimentazione S-ATA.
6. La potenza totale sulle linee +3,3 VDC e +5 VDC non deve superare i 61 W
7. La potenza totale sulle linee +3,3 VDC e +5 VDC non deve superare i 63 W
8. La potenza totale sulle linee +3,3 VDC e +5 VDC non deve superare gli 80 W