Блоки питания системного блока персонального компьютера. Принцип работы блока питания

1. Блоки питания системного блока персонального компьютера Принцип работы блока питания

2. БЛОК ПИТАНИЯ

Это устройство, которое преобразует электрическую
энергию в постоянный ток, необходимый для правильной
работы компьютерной системы. Оно обеспечивает энергией
все компоненты компьютера, включая процессор, видеокарту,
жёсткий диск и другие периферийные устройства.
Блоки питания можно классифицировать по типу
преобразования энергии и по мощности.

3. ПО МОЩНОСТИ БЛОКИ ПИТАНИЯ БЫВАЮТ

01
02
Низкой мощности
Используются для небольших систем,
включая офисные и домашние
компьютеры.
Мощность
таких
устройств обычно составляет до 250
Вт.
Средней мощности
Подходят для более продвинутых
компьютерных систем. Мощность
таких блоков питания — от 300
до 600 Вт.
03
04
Высокой мощности
Разработаны
для
игровых
компьютеров, а также станций
видеомонтажа,
серверов,
требующих
значительной
производительности. Мощность
таких устройств — от 700 до 1500
Вт.

4. ПО ТИПУ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫДЕЛЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ВИДЫ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

01
02
Линейные
Импульсные
Работают на основе классического
трансформатора
и
стабилизаторов
напряжения.
Обеспечивают
низкий
уровень помех, но имеют низкую КПД
(40–60%) и большие размеры. Такие
блоки
питания
незаменимы
в
аудиоаппаратуре, где важна чистота
выходного сигнала.
Работают
на
основе
классического
трансформатора
и
стабилизаторов
напряжения. Обеспечивают низкий уровень
помех, но имеют низкую КПД (40–60%) и
большие размеры. Такие блоки питания
незаменимы в аудиоаппаратуре, где важна
чистота выходного сигнала.

5. ЛИНЕЙНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Сетевое напряжение поступает на первичную
обмотку трансформатора, а со вторичной мы
снимаем уже пониженное до нужных пределов
Схема линейного источника питания
переменное
напряжение.
Далее
оно
выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном
случае нарисован обычный электролитический
конденсатор) и схема стабилизации. Схема
стабилизации необходима, так как напряжение
на вторичной обмотке напрямую зависит от
входного напряжения, а оно только по ГОСТу
может меняться в пределах ±10 %, а в
реальности — и больше.

6. ЛИНЕЙНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и
низкий уровень помех. Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД.
Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он
будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).

7. ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛИНЕЙНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Высокое переменное напряжение со входа оказывается на первичной обмотке понижающего
трансформатора, после чего со вторичной обмотки снимается пониженное, но все еще переменное
напряжение. Напряжение проходит через выпрямитель, преобразовываясь в постоянное, после чего, с
помощью фильтра на основе конденсатора большой емкости, подавляется его переменная составляющая,
которую также называют пульсациями. В итоге, на выход блока питания поступает несколько
напряжений:
+12 В — основная линия питания, отвечает за питание центрального процессора, графического
процессора (видеокарты), материнской платы, жестких дисков и системы охлаждения корпуса;
+5 В — дополнительная линия питания, в основном используется для питания USB-портов и
твердотельных накопителей;
+3,3 В — используется для питания SSD-накопителей, вставляемых в M.2-слоты на материнской
плате. Также с этой линии подается питание на слоты PCI и PCI-Express, называемых иначе слотами
расширения;
+5VSB (SB — Stand By, с англ.: быть наготове) — линия дежурного питания, обеспечивает
компьютер питанием, когда тот находится в «спящем режиме»;

8. ИМПУЛЬСНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Импульсные блоки питания также называют инверторными. В таких
блоках, как и в линейных, присутствует трансформатор. Однако в импульсных блоках
питания трансформатор — высокочастотный. На входе стоит фильтр, который
работает тем лучше, чем ближе находится к источнику помех, потому расположен он
зачастую прямо на контактах с розетки. После фильтра располагается выпрямитель,
преобразующий переменное напряжение в постоянное. Преобразователь в схеме,
стоящий после выпрямителя, вновь преобразует постоянное напряжение в
переменное, повышая при этом его частоту. Далее схема повторяет схему линейного
блока
питания,
за
исключением
отсутствия
стабилизатора.
Помимо
всего
вышеперечисленного, в схеме присутствует активный корректор коэффициента
мощности (APFC — Active Power Factor Corrector), снижающий нагрузку на сеть,
супервизор, а также дежурный источник питания. Супервизор представляет собой
микросхему, которая выполняет роль стабилизатора, при этом обеспечивая защиту от
перегрузок и короткого замыкания.

9. ИМПУЛЬСНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Свое название импульсные блоки питания (они же инверторные) получили из-за
преобразователя, который в схеме стоит перед трансформатором. Этот преобразователь является
инвертором, который из выпрямленного напряжения создает прямоугольные импульсы высокой частоты и
состоит из двух мощных ключевых транзисторов, управляемых ШИМ-контроллером.
Поскольку преобразователь на выходе дает прямоугольные импульсы, в таких блоках питания
используется импульсный трансформатор. Этим и объясняется превосходство в массе и размерах
импульсных блоков питания перед линейными, так как такие трансформаторы работают на более высоких
частотах, что позволяет получить больший КПД и уменьшить теплопотери. Это, в свою очередь, снижает
массу и размер трансформатора, а значит, и самого блока питания.

10. ИМПУЛЬСНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Схема компьютерного импульсного источника питания

11. ПРИНЦИП РАБОТЫ ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Принцип работы отличается от линейного блока
питания: переменное напряжение, пройдя входной фильтр,
сразу же преобразовывается в постоянное. Постоянное
напряжение, проходя через преобразователь, снова становится
переменным, но имеет при этом более высокую частоту
(десятки кГц), после чего понижается, проходя через
понижающий
высокочастотный
трансформатор.
Далее
напряжение преобразуется в постоянное с помощью
выпрямителя и проходит через фильтр. Выходные напряжения
соответствуют тем, что были описаны для линейного блока
питания.