Как сделать самодельный регулируемый блок питания

Разъемы и напряжения компьютерного блока питания

Цветовая маркировка напряжений компьютерного блока питания

Как вы могли заметить, провода, выходящие из блока питания, имеют свой цвет. Это не просто так. Каждый цвет обозначает напряжение. Большинство производителей стараются придерживаться одного стандарта, но бывают совсем китайские блоки питания и цвет может не совпадать (именно поэтому мультиметр в помощь).

В нормальных БП маркировка по цветам проводов такая:

• Черный — общий провод, «земля», GND
• Белый — минус 5V
• Синий — минус 12V
• Желтый — плюс 12V
• Красный — плюс 5V
• Оранжевый — плюс 3.3V
• Зеленый — включение (PS-ON)
• Серый — POWER-OK (POWERGOOD)
• Фиолетовый — 5VSB (дежурного питания).

Распиновка разъемов блока питания AT и ATX

Для вашего удобства я подобрал ряд картинок с распиновкой всех типов разъемов блока питания на сегодняшний день.

Для начала изучим типы и виды разъемов (коннекторов) стандартного блока питания.

Для «запитки» материнской платы используется разъем ATX с 24 контактами или разъем AT с 20-ю контактами. Он же используется для включения блока питания.

Для жестких дисков, сидиромов, картридеров и прочего используется MOLEX.

Большая редкость сегодня разъем для flopy — дисков. Но на старых БП можно встретить.

Для питания процессора используется 4-контактный разъем CPU. Их бывает два или еще сдвоеный, то есть 8-контактный, для мощных процессоров.

Разъем SATA — пришел на смену разъема MOLEX. Используется для тех же целей, что и MOLEX, но на более новых устройствах.

Разъемы PCI, чаще всего служат для подачи дополнительного питания на разного рода PCI express устройства (наиболее распространены для видеокарт).

Перейдем непосредственно к распиновке и маркировке. Где же наши заветные напряжения? А вот они!

Еще одна картинка с распиновкой и цветовым обозначением напряжений на разъемах БП.

Ниже приведена распиновка блока питания типа AT.

Ну вот. С распиновкой компьютерных блоков питания разобрались! Самое время перейти к тому, как получить необходимые напряжения из блока питания.

Получение напряжений с разъемов компьютерного блока питания

Теперь, когда мы знаем, где взять напряжения, воспользуемся таблицей, которую я привел ниже. Пользоваться ей надо следующим образом: положительное напряжение+ ноль= итого.

Важно помнить, что ток итогового напряжения будет определяться минимальным значением по использованным номиналам для его получения. Я рекомендую на протяжении всей работы проверять результат мультиметром

Так спокойнее

Я рекомендую на протяжении всей работы проверять результат мультиметром. Так спокойнее.

Также не забывайте, что для больших токов желательно использовать толстый провод.

Самое главное!!! Блок питания запускается замыканием проводов GND и PWR SW. Работает до тех пор, пока данные цепи замкнуты!

 ПОМНИТЕ! Любые эксперименты с электричеством необходимо проводить со строгим соблюдением правил электробезопасности!!!

Дополнение по разъемам. Уточнение распиновки PCIe и EPS разъемов.

PCIe и EPS

Что делать, если блок питания не включается

Как включить блок питания от компьютера без самого компьютера мы выяснили, и если он включился, то всё в порядке. Можно переходить к измерению выходных напряжений и прочей диагностике. Но что делать, если БП так и не ожил?

Вариантов тут немного, поскольку мы изначально исключили поломку кнопки и материнской платы, произведя запуск БП компьютера напрямую. В первую очередь проверяем наличие напряжения в розетке. Как это ни банально, очень часто мы забываем сделать, и ломаем голову над проблемой, которая не есть проблема. Включаем мультиметр на измерение переменного напряжения с пределом не менее 400 В и просто устанавливаем щупы в розетку.

Дальше нужно проверить кабель питания. Поломка его происходит редко, но всё же случается. Осматриваем, выдёргиваем из ПК, включаем в розетку и при помощи этого же мультиметра измеряем напряжение на двух крайних контактах (средний — заземление).

Проверяем, не забыли ли мы включить сетевой выключатель на БП и не напутали ли с перемычкой. Всё на месте и верно? Попробуем разобрать устройство и поискать неисправность.

Схема доработки блока питания компьютера

это просто, так что не бойтесь. Первым делом нужно разобрать и подключить провода по цвету. Затем по схеме подключите светодиоды. Первый слева будет указывать на наличие выходной мощности после включения. А второй справа горит всегда, пока на блоке присутствует сетевое напряжение.

Включите выключатель. Он запустит главную цепь, замкнув зеленый провод на общий. И выключите агрегат, как только он откроется.
Также, в зависимости от марки блока, необходимо будет повесить нагрузочный резистор 5-20 Ом между общим выводом и напряжением более пяти вольт, иначе блок может не запуститься из-за встроенной защиты. Также, если это не сработает, будьте готовы повесить такие резисторы на все напряжения: «+3,3», «+12». Но обычно на выход 5 вольт хватает одного резистора.

Начнем

Снимите верхнюю крышку корпуса.
Втыкаемся в разъемы питания, которые идут к материнской плате компьютера и другим устройствам.
Распутаем нити по цвету.
Просверливаем в задней стенке отверстия под клеммы. Для точности продеваем сначала тонкое сверло, а затем толстое под размер терминала.
Будьте осторожны, чтобы не разбрызгивать металлическую стружку на плату питания.
Вставьте клеммы и затяните.
Черные нити загибаем, будет обычным и зачищаем. Затем залуживаем паяльником, ставим термоусадочную трубку. Привариваем к клемме и на сварной шов надеваем трубу — продуваем термофеном.
Делаем это со всеми нитками. Что вы не собираетесь использовать: вы кусаете корень доски.
Также просверливаем отверстия под тумблер и светодиоды.
Устанавливаем и фиксируем светодиоды горячим клеем. Свариваем по схеме.
Ставим на схему нагрузочные резисторы и прикручиваем.
Закрываем крышкой. Включаем и тестируем ваш новый лабораторный блок питания.
Не лишним будет замерить выходное напряжение на выходе каждой клеммы. Чтобы убедиться, что ваш старый блок питания полностью исправен, а выходное напряжение находится в допустимых пределах.
Как видите, я использовал два переключателя — один в цепи и запускает блок. А второй, побольше, двухполюсный — переключает входное напряжение 220В на входе блока. Вам не нужно его надевать.
Итак, друзья, возьмите свой блок и используйте его для своего здоровья.

Маркировка проводов блока питания компьютера

Блок питания подключается к потребителям внутри корпуса компьютера через жгуты с разъемами. Принят стандарт, согласно которому маркировка каждого напряжения питания выполняется проводником с соответствующим цветом изоляции.

Цвет провода Напряжение, В

Помимо цепей питания, жгуты содержат проводники с управляющими сигналами (они находятся на разъеме, идущем на материнскую плату).

Цвет провода Название Функция Уровень напряжения

Большая часть цепочек изменений в LBP не понадобится; их нужно будет обрезать во время работы.

Переделка БП ATX в регулируемый или лабораторный блок питания

А теперь самое время сделать своими руками импульсный лабораторный блок питания из компьютерного блока питания. Доработаем блок питания, ШИМ-контроллер которого собран на специализированной микросхеме TL494 (также известной как μA494, μPC494, M5T494P, KIA494, UTC51494, AZ494AP, KA7500, IR3M02, AZ7500BP, KR1114EU4, MV3759 и тому подобное).

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задайте вопрос Сразу оговоримся — хотя типовые схемы включения этих микросхем одинаковы, все же есть некоторые отличия в зависимости от модели блока питания. Поэтому универсального решения по переделке всех блоков питания не существует.

Например, доработаем блок питания, схема которого представлена ​​ниже. Поняв идею происходящих изменений, не составит труда выбрать алгоритм для изменения любого другого блока.

Разбираем блок питания, вытаскиваем плату. Сразу отпаиваем все ненужные провода силовых цепей, оставляя один желтый, один черный и один зеленый.

Также паяем сглаживающие электролитические конденсаторы на всех линиях электропередачи. На схеме они обозначены как C30, C27, C29, C28, C35. Значительно увеличим (до 25 В на шине +12 В) выходное напряжение, на которое эти конденсаторы не рассчитаны. На место того, что был на шине +12 В, устанавливаем конденсатор такой же или большей емкости на напряжение не менее 35 В. Остальные места оставляем пустыми. Припаиваем зеленый провод в том месте, где должен был быть черный провод, для подачи питания. Теперь вы можете приступить к модификации контроллера.

Давайте посмотрим на назначение контактов микросхемы TL494. Нас интересуют два узла: усилитель ошибки 1 и усилитель ошибки 2. На первом собран регулятор напряжения, на втором — регулятор тока. То есть нас интересует обвязка шпилек 1, 2, 3, 4, 13, 14, 15, 16.

Мы меняем трубопровод так, чтобы усилитель ошибки 1 отвечал за регулирование выходного напряжения, а усилитель 2 — за регулирование тока. Сначала нарежем крестиками следы, указанные на схеме ниже.

Теперь находим резисторы R17 и R18. Первый имеет сопротивление 2,15 кОм, второй — 27 кОм. Меняем их на номиналы 1,2 кОм и 47 кОм соответственно. Добавьте в схему два переменных резистора, постоянный 10 кОм (обозначен зеленым), клеммы для подключения внешнего потребителя, амперметр и вольтметр. В итоге получаем следующую схему.

Как видно из схемы, резистор 22 кОм позволяет плавно регулировать напряжение в пределах 3-24 В, резистор 330 Ом — ток от 0 до 8 А. Для подключения нагрузки используются Cl1 и CL2. Вольтметр имеет предел измерения 25-30 В, амперметр — 10 А. Приборы могут быть как циферблатами, так и цифровыми шкалами, особенно маленькими — ведь они должны помещаться в корпусе блока питания. Можно начинать тестирование и калибровку.

Все отлично? Включаем питание напрямую в сеть, резисторные моторы выводим в нижнее положение по схеме. Подключаем нагрузку к клеммам КЛ1, Кл2 — 2 лампы дальнего света, соединенные последовательно. Вращаем резистор регулирования напряжения и с помощью встроенного вольтметра убеждаемся, что напряжение плавно меняется от 3 до 24 вольт. На всякий случай подключаем к клеммам контрольный вольтметр, например тестер. Градуируем ручку регулятора напряжения, руководствуясь показаниями приборов.

Возвращаем мотор в нижнее положение по схеме, отключаем питание и параллельно подключаем лампы. Включите питание, установите регулятор тока в среднее положение, а регулятор напряжения на отметку 12 В. Поверните ручку регулятора тока. При этом показания амперметра должны постепенно изменяться от 0 до 8 А, а яркость ламп должна постепенно меняться. Градуируем регулятор тока, руководствуясь показаниями амперметра.

Отключите устройство и соберите его. Наш лабораторный блок питания готов. С его помощью мы можем получить любое напряжение от 3 до 24 вольт и установить ограничение тока через нагрузку в диапазоне 0-10 А.

Немного теории

Но прежде чем мы начнем копаться во внутренностях, давайте зададимся вопросом, действительно ли блок питания настолько необходим? Почему нельзя подключить компьютер напрямую к розетке? Ответ заключается в том, что компьютерные комплектующие рассчитаны на совсем другое напряжение, нежели сетевое.

На графике ниже показано, каким должно быть электричество сети (в США = синяя и зеленая кривые; Великобритания = красная кривая). Ось X представляет время в миллисекундах, а ось Y – напряжение (voltage) в вольтах. Проще всего понять, что такое напряжение, глядя на разность энергий между двумя точками.

Если напряжение приложено к проводнику (например, к металлической проволоке), разница в энергии заставит электроны в материале проводника течь от более высокого энергетического уровня к более низкому. Электроны – составляющие атомов, из которых состоит проводник, и металлы имеют много электронов, которые могут свободно перемещаться. Этот поток электронов называется током (current) и измеряется в амперах.

Хорошую аналогию можно провести с садовым шлангом: напряжение сродни давлению, которое вы используете, а расход воды – это ток. Любые ограничения и препятствия в шланге – по сути как электрическое сопротивление.

Мы видим, что электричество в сети варьируется с течением времени, из-за чего оно называется напряжением переменного тока (AC, alternating current). В США сетевое напряжение меняется 60 раз в секунду, достигая пиковых значений 340 В или 170 В, в зависимости от местоположения и способа подключения. В Великобритании пиковые напряжения пониже, и частота этих колебаний также немного отличается. Большинство стран придерживаются схожих стандартов сетевого напряжения, и лишь в немногих странах пиковые напряжения более низкие или более высокие.

Потребность в блоке питания заключается в том, что компьютеры не работают с переменным током: им нужно постоянное напряжение, которое никогда не меняется, и кроме того – гораздо более низкое. На том же графике оно будет выглядеть примерно вот таким:

Но современному компьютеру требуется не одно постоянное напряжение, а четыре: +12 вольт, -12 вольт, +5 вольт и +3,3 вольта. И поскольку эти значения не меняются, такой ток называется постоянным (DC, direct current). Преобразование тока из переменного в постоянный (т.н. выпрямление) – одна из основных функций блока питания. Пришло время вскрыть его и посмотреть, как он это делает!

Преобразование тока из переменного в постоянный – одна из основных функций PSU. Пришло время посмотреть, как он это делает!

Здесь мы должны предупредить вас, что в блоке питания есть элементы, накапливающие электричество, в том числе смертельное. Поэтому разбирать PSU потенциально опасно.

Официальное фото блока питания Cooler Master.

Принцип работы этого блока питания аналогичен многим другим, и хоть маркировки на различных деталях внутри будут отличаться, принципиальных различий это не делает.

Разъём сетевого шнура находится в верхнем левом углу фотографии, и ток по сути идет по часовой стрелке, пока не достигнет выхода из блока питания (пучок цветных проводов, нижний левый угол).

Источник фото techspot.com

Если мы перевернем плату, мы увидим, что по сравнению с материнской платой, проводники и соединения на ней более широкие и массивные – это потому, что они рассчитаны на более высокие токи. Также, бросается в глаза широкая полоса в середине, будто текущая по равнине река.

Это снова говорит о том, что все блоки питания имеют два четко разделённых узла: первичный и вторичный. Первый – это настройка входного напряжения, чтобы его можно было эффективно понижать; второй – это все настройки уже выпрямленного и пониженного напряжения.

Где 12 вольт, а где 5? Разбираемся с цветовой маркировкой

Как узнать, на каких нитях образуется напряжение? Где, например, на блоке питания компьютера 12 вольт? Тестер для этого не понадобится, так как все провода, выходящие из блока питания компьютера, имеют строго определенный общепринятый цвет. Поэтому вместо тестера вооружаемся табличкой внизу.

Расцветка и назначение проводов блока питания ATX

Табличка в особых пояснениях не нуждается. С зеленым проводом (Power) мы познакомились в предыдущем разделе — материнская плата посылает сигнал низкого уровня (короткое замыкание на общий) для включения питания. Синий провод в новых моделях блоков питания может отсутствовать, поскольку производители материнских плат отказались от интерфейса RS-232C (COM-порт), для которого требуется -12 В.

Фиолетовый провод (+5 VSB) — это только действующий +5 В, который питает служебные узлы материнской платы. На сером проводе (Power good) блок питания показывает, что все напряжения в норме и компьютер можно включать. Если какое-либо напряжение выходит за пределы допустимого диапазона или исчезает во время работы, сигнал удаляется. Кроме того, это происходит до того, как накопительные конденсаторы источника питания успевают разрядиться, что дает процессору время для принятия экстренных мер по выключению системы. Остальные кабели — это силовые кабели для материнской платы и периферийных устройств: дисководов гибких дисков, внешних видеокарт и т.д.

Виды расположения блока питания в корпусе компьютера

Блок питания в компьютере всегда крепится у тыловой стенки корпуса. Это связано с необходимостью выброса нагретого воздуха за пределы компьютера. Раньше источник располагался в верхней части ПК и на своей тыльной части имел вытяжной вентилятор, который совмещался с вентиляционными отверстиями в стенке компьютера. Таким способом производился отвод нагретого воздуха наружу.

БП для верхней (слева) и нижней установки.

С развитием компьютерной техники энергопотребление ПК увеличилось, блоки питания стали мощнее. Разработчики стали искать более эффективные способы отвода тепла. Сейчас оптимальным считается расположение БП в нижней части корпуса – в наиболее холодной локации. Изменилось и расположение вентилятора. Теперь его ставят на вертикальной стенке корпуса БП и, вместо вытяжной, он выполняет приточную функцию – засасывает воздух из внутреннего пространства ПК. Потом воздушный поток обтекает внутренние элементы источника напряжения и уносит тепло за пределы корпуса. Для этого на тыльной стенке источника есть вентиляционные отверстия, которые совмещаются с отверстиями на корпусе компьютера.

Направление воздушного потока через источник питания.

Здесь возможны два варианта установки БП – вентилятором вниз и вентилятором вверх. Оба способа имеют свои преимущества и недостатки,

Блок питания, установленный в нижнем отсеке крыльчаткой вниз.

Основной минус установки БП крыльчаткой вверх в том, что в блок питания засасывается воздух, уже нагретый другими компонентами компьютера. Поэтому большинство специалистов склоняются к монтажу вентилятором вниз. В этом случае воздух поступает снаружи, через вентиляционные отверстия в корпусе. Если таких отверстий нет, значит, этот вариант установки неприемлем.

Вентиляционные отверстия и противопыльный фильтр на нижней панели корпуса ПК.

Также следует упомянуть о блоках питания с полуактивной и пассивной системами охлаждения, пока не получившими широкого распространения. Они имеют выносной радиатор, при монтаже располагающийся вне системного блока. При покупке надо учесть возможность установки такого устройства в имеющийся корпус компьютера.

Источники напряжения с внешним теплообменником.

Определение и назначение

Согласно техническому определению, блок питания — это электрическое устройство, предназначенное для формирования напряжений питания. БП — вторичный источник электропитания.

Открываем техдокументацию и читаем. Вторичный источник электропитания преобразует параметры электроэнергии основного источника электроснабжения, например, промышленной сети в электроэнергию с параметрами, необходимыми для работы вспомогательных устройств.

Делаем вывод: назначение блока питания — обеспечение устройств, работающих от электроэнергии, напряжением с заданными параметрами, необходимыми для их функционирования.

Информация из обзоров

Ряд важных параметров, влияющих на выбор качественного БП, не указывается ни на коробке, ни на сайте производителя. Возможно, только кратко и не детально в виде маркетинговой рекламы – «использование японского конденсатора».

Данные характеристики можно узнать только из подробных обзоров конкретных моделей в сети, в том числе и на нашем ресурсе.

Стабильность напряжений

По требованиям стандарта ATX12V отклонение напряжений должно укладываться в 5%. Например, для линии +12 В стабильным считается напряжение при различных нагрузках в пределах от +11.4 до +12.6 В. У качественно выполненной схемотехники отклонения укладываются в 1-2%, и это значение иногда указывается на сайте производителя.

В последнее время даже в бюджетных БП отказываются от групповой стабилизации напряжений, применяя DC-DC преобразователи. Это положительно влияет на стабильность напряжений по всем линиям. Аббревиатура DC-DC на упаковке дает некую гарантию.

Схемотехника

Фото вскрытого блока питания только в редких случаях можно увидеть на упаковке или на сайте производителя. В основном это фрагменты в виде упомянутой выше платы DC-DC преобразователя или японского конденсатора, который может быть единственным во всей схемотехнике.

Давайте рассмотрим типичную схемотехнику:

Фильтр электромагнитных помех в виде конденсаторов и дросселей. Если он отсутствует, а такое возможно в очень бюджетных моделях, то такой БП не следует рассматривать к покупке. Часть фильтра распаивается непосредственно на розетке.
Для защиты БП от короткого замыкания или импульсов напряжения устанавливается варистор и плавкий предохранитель

Они также могут отсутствовать, часто экономят именно на варисторе. 
Выпрямитель тока в виде одной или двух диодных сборок, могут быть на радиаторе или без. 
Корректор мощности APFC присутствует во всех современных БП, его задача обеспечивать работу в широком диапазоне входных напряжений – от 100 до 250 В.
Высоковольтный конденсатор – именно его часто ставят японского производства, но это не столь важно, если прочие комплектующие низкого качества. 
Главный преобразователь. Топологии различаются: это может быть прямоходовой преобразователь (Forward), мостовой преобразователь (Bridge)

В более дорогих БП используется LLC-преобразователь, о чем производитель непременно указывает на упаковке. Его можно распознать по дополнительному дросселю и конденсатору колебательного контура.
Основной трансформатор. С него снимается напряжение +12 В. При групповой стабилизации также и +5 В.
Трансформатор дежурного питания. К дежурному питанию относиться ШИМ-контроллер и конденсаторы. К ним повышенные требования, так как они работают при выключенном ПК и вентилятор при этом не крутится. 
Выпрямитель вторичной цепи. Может быть на основе диодов Шоттки в бюджетных вариантах или на основе синхронных выпрямителей в виде мосфетов, что предпочтительнее.
Групповую стабилизацию можно определить по двум дросселям – групповой стабилизации и насыщаемого дросселя. 
Как мы говорили выше, все чаще используют преобразователь DC-DC. В этом случае трансформатор имеет единственную вторичную обмотку с напряжением +12 В, а напряжения +5 В и +3,3 В получают, уже преобразуя постоянный ток. Такой способ наиболее благоприятен для стабильности напряжений.
Выходной фильтр. Его задача сглаживать пульсации напряжений. В состав выходного фильтра входит дроссель и конденсаторы, в том числе и твердотельные. Экономия на данном фильтре, уменьшение количества конденсаторов и их емкости меньше 2000 мкФ приводит к большей амплитуде пульсаций, что сказывается на качестве напряжений. 
В модульных БП также имеется вертикальная плата с разъемами. В современных моделях питание на нее подается по шине, в бюджетных вариантах — по проводам.
Для охлаждения силовых элементов используются металлические радиаторы. Комплектующие с большими тепловыми потерями требуют крупных радиаторов, более эффективные могут охлаждаться и небольшими радиаторами. 
Защита БП. За нее отвечает специальный контроллер – супервизор. Стандарт ATX12V предусматривает основные виды защиты, но на практике они не всегда реализованы. Важно наличие защиты от короткого замыкания по всем линиям. По спецификации установленного супервизора можно определить, какие виды защиты он поддерживает.

Как определить, какие провода отвечают за подачу 12В

Во многих блоках питания 12В провода маркируются желтым цветом. Следовательно, скручиваем все желтые провода в один единый толстый кабель, который сможет нормально передать значительный ток по 12В линии. Несмотря на всеобщую стандартизацию, встречаются отдельные производители, которые маркируют 12В линию другими цветами. Следовательно, перед тем как скручивать все желтые провода, потрудитесь проверить мультиметром при включенном блоке с перемычкой между PC-ON и общим проводом, действительно ли каждый желтый провод является линией 12В. Если перепутать, то велика вероятность выхода блока питания из строя. Общий провод или «земля», как правило, — это любой черный провод. Черный провод – это вполне стандартное обозначение общей шины или «земли». Именно относительно черного провода необходимо проверять величину напряжения остальных проводов, то есть поставили черный щуп вольтметра на землю (черный провод), а красный щуп вольтметра – на исследуемый вывод блока питания. Равные по величине и полярности напряжения скручиваются в единую скрутку

Важно при этом не перепутать полярность, то есть нельзя скручивать воедино провода, на которых +12 и -12В, равно как -5В и +5В. Учтите, что такая досадная ошибка однозначно выведет из строя ваш блок питания

Похожие записи:

Цвет #fffff0, цвет слоновой кости, ivory Как выбрать и пользоваться клеммниками wago для соединения проводов Линолеум для кухни: разновидности и советы по выбору типа раскроя и фактуры, фото интерьеров Как сделать реле времени для включения и выключения электроприборов своими руками Деревянное колесо своими руками Делаем клеймо своими руками