Цель: Знать основные компоненты Блока питания и форм-факторы

Лабораторная работа № 1

Тема: Форм- факторы БП, основные компоненты БП

Цель: Знать основные компоненты Блока питания и форм-факторы.

Блок схема импульсного блока питания.

Первый блок осуществляет преобразование переменного напряжения сети в постоянное. Такой преобразователь состоит из диодного моста, выпрямляющего переменное напряжение, и конденсатора, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения. В этом боке также находятся дополнительные элементы: фильтры сетевого напряжения от пульсаций генератора импульсов и термисторы для сглаживания скачка тока в момент включения. Однако эти элементы могут отсутствовать с целью экономии на себестоимости.

Следующий блок – генератор импульсов, который генерирует с определенной частотой импульсы, питающие первичную обмотку трансформатора. Частота генерирующих импульсов разных блоков питания различна и лежит в пределах 30 – 200 кГц. Трансформатор осуществляет главные функции блока питания: гальваническую развязку с сетью и понижение напряжения до необходимых значений.

Переменное напряжение, получаемое от трансформатора, следующий блок преобразует в постоянное напряжение. Блок состоит из диодов выпрямляющих напряжение и фильтра пульсаций. В этом блоке фильтр пульсаций намного сложнее, чем в первом блоке и состоит из группы конденсаторов и дросселя. С целью экономии производители могут устанавливать конденсаторы малой емкости, а также дроссели с малой индуктивностью.

Первый импульсный блок питания представлял собой двухтактный или однотактный преобразователь. Двухтактный означает, что процесс генерации состоит из двух частей. В таком преобразователе по очереди открываются и закрываются два транзистора. Соответственно в однотактном преобразователе один транзистор открывается и закрывается. Схемы двухтактного и однотактного преобразователей представлены ниже.

 

Блок питания АТХ мощностью 200 Вт.

Теперь посмотрим, как на печатной плате блока питания мощностью 200 Вт расположены элементы. На рисунке показаны:

  1. Конденсаторы, выполняющие фильтрацию выходных напряжений.
  2. Место не распаянных конденсаторов фильтра выходных напряжений.
  3. Катушки индуктивности, выполняющие фильтрацию выходных напряжений. Более крупная катушка играет роль не только фильтра, но и еще работает в качестве ферромагнитного стабилизатора. Это позволяет немного снизить перекосы напряжений при неравномерной нагрузке различных выходных напряжений.
  4. Микросхема ШИМ-стабилизатора WT7520.
  5. Радиатор на котором установлены диоды Шоттки для напряжений +3.3В и +5В, а для напряжения +12В обычные диоды. Необходимо отметить, что часто особенно в старых блоках питаниях, на этом же радиаторе размещаются дополнительно элементы. Это элементы стабилизации напряжений +5В и +3,3В. В современных блоках питаниях размещаются на этом радиаторе только диоды Шоттки для всех основных напряжений или полевые транзисторы, которые используются в качестве выпрямительного элемента.
  6. Основной трансформатор, который осуществляет формирование всех напряжений, а также гальваническую развязку с сетью.
  7. Трансформатор, формирующий управляющие напряжения для выходных транзисторов преобразователя.
  8. Трансформатор преобразователя, формирующий дежурное напряжение +5В.
  9. Радиатор, на котором размещены выходные транзисторы преобразователя, а также транзистор преобразователя формирующего дежурное напряжение.
  10. Конденсаторы фильтра сетевого напряжения. Их не обязательно должно быть два. Для формирования двухполярного напряжения и образования средней точки устанавливают два конденсатора равной емкости. Они делят выпрямленное сетевое напряжение пополам, тем самым формируя два напряжения разной полярности, соединенных в общей точке. В схемах с однополярным питанием конденсатор один.
  11. Элементы фильтра сети от гармоник (помех), генерирующихся блоком питания.
  12. Диоды диодного моста, осуществляющие выпрямление переменного напряжения сети.

Блок питания АТХ мощностью 350 Вт.

Блок питания 350 Вт устроен эквивалентно. Сразу бросается в глаза больших размеров плата, увеличенные радиаторы и большего размера трансформатор преобразователя.

  1. Конденсаторы фильтра выходных напряжений.
  2. Радиатор, охлаждающий диоды, выпрямляющие выходное напряжение.
  3. ШИМ-контролер АТ2005 (аналог WT7520), осуществляющий стабилизацию напряжений.
  4. Основной трансформатор преобразователя.
  5. Трансформатор, формирующий управляющее напряжение для выходных транзисторов.
  6. Трансформатор преобразователя дежурного напряжения.
  7. Радиатор, охлаждающий выходные транзисторы преобразователей.
  8. Фильтр сетевого напряжения от помех блока питания.
  9. Диоды диодного моста.
  10. Конденсаторы фильтра сетевого напряжения.

Рассмотренная схема долго применялась в блоках питаниях и сейчас иногда встречается.

400 Вт блок питания с пассивной коррекцией коэффициента мощности.

На рисунке представлен блок питания компании FSP мощностью 400 Вт с пассивной коррекцией коэффициента мощности. Он содержит следующие элементы:

  1. Конденсаторы фильтра выпрямленного сетевого напряжения.
  2. Дроссель, осуществляющий коррекцию коэффициента мощности.
  3. Трансформатор главного преобразователя.
  4. Трансформатор, управляющий ключами.
  5. Трансформатор вспомогательного преобразователя (дежурного напряжения).
  6. Фильтры сетевого напряжения от пульсаций блока питания.
  7. Радиатор, на котором установлены выходные транзисторные ключи.
  8. Радиатор, на котором установлены диоды, выпрямляющие переменное напряжение главного трансформатора.
  9. Плата управления скоростью вращения вентилятора.
  10. Плата, на которой установлен ШИМ-контроллер FSP3528 (аналог KA3511).
  11. Дроссель групповой стабилизации и элементы фильтра пульсаций выходного напряжения.
  12. Конденсаторы фильтра пульсаций выходного напряжения.

 

Блок питания GlacialPower GP-AL650AA.

Рассмотрим конструкцию блока питания, в которой есть активный ККМ: