Типова схема блоку живлення АТ 200W.

 

1. Головний недолік всіх дешевих БЖ.

Ось так виглядає осцилограму напруги +5 В дешевого БЖ.

Ріс1. Статичне навантаження 30%

Загалом-то все в межах норми. =;)
Помітні короткі викиди напруги. Із збільшенням навантаження – збільшуються викиди. Наслідок – глюки пам'яті та інших цифрових елементів PC. Відзначимо, що навантаження
30% – Це більшість PC не обтяжених більш ніж одним HDD. Мають простеньку відеокарту і CPU споживає не більше 15W.

2. Другий недолік.

У теорії сказано, що ДБЖ дуже критичні до нестабільності струму навантаження. У нашому випадку цей недолік проявляється у всій красі. Так виглядає осцілограм напруги +12 В при динамічної навантаженні.

Ріс2. Комбінована навантаження 50% (2 і більше HDD)

На Рис.2 ділянка № 1 – статичне навантаження. Ділянка № 2 – HDD в режимі читання / запису. Характерні провали напруги живлення +12 В. Величина і тривалість провалу залежить від параметрів фільтра блоку живлення та потужності HDD. Слідство: Через нестабільність шини живлення +12 В жорсткий диск починає плескати головами за "млинців". З'являються беди. Глюки утройств живляться від шини +12 В (ISA карти, COM порти)

3. Як з цим боротися.

Розглянемо фільтр блока живлення.

Ріс3. Фільтр (який він є)

У більшості АТ блоках фільтр для шини харчування +5 В складається з двох електролітичних конденсаторів 1000мкФх10В. Для шини харчування +12 В одного конденсатора 1000мкФх16В. Для імпульсних блоків живлення ємність фільтруючих конденсаторів береться з розрахунку 500 .. 1000мкФ на струму навантаження. У нашому випадку отримуємо для шини +5 В максимальний струм навантаження складе . Для шини харчування +12 В максимальний струм навантаження складе 2А.
У більшості випадків аварійна ситуація не виникає. Але ось при використанні навіть одного HDD типу IBM DPTA 7200RPM (або з аналогічним енергоспоживанням) спостерігалися вищевказані глюки.

Ріс4. Фільтр. (Який він повинен бути)

Для цієї схеми (Ріс4.) справедливі наступні параметри: Шина +5 В – Максимальний динамічний струм навантаження 20А.
Шина +12 В – Максимальний динамічний струм навантаження 8А.

Електролітичні конденсатори усувають нестабільність по струму. Керамічні (2.2мкФ 3 .. 6шт.) Усувають імпульсні викиди напруги. Рекомендується серія з низьким опором для імпульсних струмів (здається так називається) Кожна фірма маркує їх посвоєму. З того, що можна дістати в Пітері – наприклад Hitano, Серія EXR, робоча температура до 105 Цельсія. Для +5 В – дві штучки 2200мкФ або 3300мкФ 6,3 або 10В (потрібно дивитися габарити, виробники БП дуже сильно економити місце) З керамікою нічого порадити не можу. З того що бачив відрізняються тільки ТКЕ і точністю (наприклад +80 -50%). Думаю в фільтрах такого роду це не принципово. Тут чим більше ємність, тим краще. Напевно краще брати SMD (безкорпусні) і паяти зі зворотного боку плати прямо на провідники. За приводу котушок у вихідних фільтрах: Якщо немає досвіду намотування – краще не експериментувати. Якщо є можливість купити, то можна спробувати. Або випаять з мертвого БЖ. З котушками на виході – потрібно бути дуже обережним. Блок перевіряти тільки навантажуючи на резистори. Після модернізації фільтра дивимося осцилограму.

Ріс5. Статичне навантаження 30% (шина +5 В)

Так виглядає під навантаженням "поверхня" напруження брендового блоку живлення. Присутні викиди напруги, але вони незначні (багато менше допустимої норми) і з збільшенням навантаження практично не збільшуються. Сумарна ємність (мій варіант) електролітичних конденсаторів 6800мкФ. Керамічних конденсаторів 1.5мкФ. (Все що було під рукою). Для інтересу був протестований блок живлення АТХ фірми PowerMan з корпусу InWin A500 –
осцілограм схожа, але викиди напруги відсутні. =:)

Ріс6. Комбінована навантаження 50% (2 і більше HDD)

На Мал.6 ділянка 2 відповідає динамічному навантаженні.

Ємність фільтра – один конденсатор 4700мкФх25В (HDD в режимі читання / запис). Максимальна перешкода не більше 100мВ. Блок живлення АТХ фірми PowerMan показав приблизно той самий результат.

4. Безпека / надійність високовольтної частини БП.

Ріс7. Осцилограми мережевої напруги. Ідеальна =:)

… Знову хтось вимкнув світло.

Ріс8. Осцилограми мережевої напруги. Робота декількох РС без фільтра.

Хтось скаже: "ну а нам пофігу паскудить наш РС в мережу чи ні. Ну заощадили спритні китайці на мережевому фільтрі, ну і що. "Можливо вас переконає наступна осцілограм.

Ріс9. Робота в мережі (220В) деяких потужних споживачів.

На Ріс9. Ділянка № 1 – робота потужного перфоратора. Ділянка № 2 – включення потужного індуктивного споживача. (Наприклад холодильник або пилосос) Включення індуктивного навантаження завжди супроводжується могутнім сплеском напруги. Напруга імпульсної перешкоди розраховується за наступною формулою. Де: – Опір контактів у момент розмикання. – Опір контуру ланцюга 220В. -Напруга мережі. (220В)

Неважко здогадатися, що чисельник завжди більше ніж знаменник. =:)

На осцілограм (Рис.9) ділянка 2 – присутня "провал" мережевої напруги тривалістю 20 .. 500мсек. (Харктерно для включення в мережу споживачів з реактивним характером опору) Від коротких провалів напруги рятує UPS. (мінімальний час включення Безперебійники 4мсек) Це добре якщо він є. Можливо знадобиться збільшити ємність високовольтного фільтра постійного струму. (На Мал.10 – електроліти 680х250V ). Зазвичай встановлені 220х200V При споживаної потужності 100Ватт запасу ємності (220х200V) вистачає на 70 .. 100мсек. Якщо збільшувати ємність до 680 .. 1000мкФх200В, то не забудьте замінити діодні збірку RS205 (2A 500V) на RS507 (5A 700V). !!! Обов'язково налічае терморезистора. 4,7 … 10 Ом на 10А На терморезистора зазвичай економлять. Ставлять звичайне опір 1 Ом 1Ватт

Мал.10. Мережевий фільтр + випрямляч. Якими вони повинні бути.

З усіх елементів у схемі фільтра звичайного БЖ присутня тільки терморезистор PS405L і запобіжник. (Найнеобхідніше) Іноді ставлять симетричний трансформатор (на схемі – 5mH). Само собою – випрямляч RS205 і високовольтний фільтр постійного струму (2 електроліту 220х200В)

5. Збільшення ККД

.

5.1 Заміна потужних ключових транзисторів .

Міняти будемо імпортні біполярні KSE13007 (або NT405F, 2SC3306) на наш радянський Польовик КП948А.

Рис.11 Типова схема включення польового транзистора.

Такий варіант годиться для АТХ блоків живлення, оскільки запуск блоку відбувається від окремого малопотужного джерела живлення. Для АТ блоків така схема не годиться. Тому я залишив обв'язку транзистора як є, додавши 15В стабілітрон. (як показано на схемі Рис.11) Стабілітрони ставити необов'язковості, тому що пряму напругу на затворі не перевищує 1в (прямий діод), а напруга його зворотного пробою не більше 10в, Конденсатори 1 * 50v (Ріс12.) варто ставити керамічні (якщо ставиться завдання підвищення надійності), висихання цих електролітів (особливо поряд з гарячим радіатором) є основною причиною виходу блоку живлення з ладу, тому що недостатньо різко замикаються силові транзистори.

Рис.12 Рекомендована схема включення КП948А для блоку АТ.

Не знаю чому-но у мене працює. Падіння потужності на транзисторах зменшується на 3 .. 5Ватт. Хоча стабілітрони я всетаки залишив. Як наслідок – перестає грітися.

5.2 випрямні діоди.

Потужні випрямні діоди ставимо на нормальні радіатори. Підійде радіатор від CPU – пиляємо поплив. Одна половинка на +5 В випрямляч. Друга – для +12 В випрямляча. Рекомендують також силові діодні збірки замінити на наші радянські діоди КД2998А Радіатори – збільшити. Все! Тепер вентилятор з БП можна викинути. При цьому порушується нормальний теплообмін усередині корпусу. Але якщо це БЖ для маршрутизатора – то грітися всередині корпусу особливо нічому. Якщо це файл сервер – тоді на свій страх і ризик. Хоча Manowar Manowar'ич стверджує, що у нього перероблений АТХ блок живлення навантажений на 2HDD 7200RPM + УНЧ і все це господарство працює без вентилятора.

Загалом – успіхів вам!

Автор: Pavel pv2222@mail.ru
При тих. підтримки: Manowar Manowar'ич. manowar@ipc.ru

У даній статті використовувалися тільки факти, перевірені та випробувані часом.
Автор статті не ставить собі за мету переконувати читача в чому-небудь.
І вже тим більше не несе ніякої відповідальності за ваші експерименти з вашим же обладнанням.
Інформація справедлива для блоків живлення вартістю багато менше 40$.