≡× VALIKKO

• Windows 7
• Windows 8
• Windows XP
• Windows yleinen
• Rauta

Mitä ominaisuuksia ATX-standardi määrittää? Valitse ATX-kotelo. ⇡ Teholähteiden testausmenetelmät

Päivitetty 11.3.2013 klo 23.29

Hei kaikki! Tänään puhumme ATX-muototekijän virtalähteestä.

Henkilökohtaisen tietokoneen virtalähteen valintaan tulee suhtautua erityisen vastuullisesti, koska siitä riippuu suurelta osin koko tietokoneen vakaus ja luotettavuus. Tässä artikkelissa kuvataan virtalähteen suunnitteluominaisuudet, ominaisuudet... Lue lisää...

Virtalähde on olennainen osa jokaista tietokonetta. Koko henkilökohtaisen tietokoneen (PC) toiminta riippuu sen normaalista toiminnasta. Mutta samaan aikaan virtalähteitä ostetaan harvoin, koska kerran ostettu hyvä virtalähde voi tarjota useita sukupolvia jatkuvasti kehittyviä järjestelmiä. Kaiken tämän huomioon ottaen virtalähteen valintaan on suhtauduttava erittäin vakavasti.

Virtalähde tuottaa jännitteen, joka antaa virran kaikille PC:n toiminnallisille lohkoille. Se tuottaa tietokoneen komponenttien pääsyöttöjännitteet: +12 V, +5 V ja 3,3 V. Virtalähde tuottaa myös lisäjännitteitä: -12 V ja -5 V ja lisäksi se tarjoaa galvaanisen eristyksen 220 V verkosta.

ATX PSU:n sisäinen suunnittelu

Kuvassa (kuva 1) on esitetty tyypillisen tehokertoimen korjauksella (PFC) "GlacialPower GP-AL650AA" varustetun teholähteen sisäinen rakenne ja elementtien järjestely. Seuraavat elementit on merkitty numeroilla virtalähdelevyllä:

1. Nykyinen suojauksen ohjausmoduuli;
   
2. Lähtöjännitesuodattimen kuristin +12 V ja +5 V, joka suorittaa myös ryhmän stabilointitoiminnon;
3. Suodattimen kuristin +3,3 V;
4. Patteri tasasuuntaajadiodeilla lähtöjännitteitä varten;
5. Main muunnin muuntaja;
6. Tärkeimmät muunnin keskeinen valvonta muuntaja;
7. Muuntaja, joka muodostaa apumuuntimen valmiustilan jännitteen;
8. Tehokertoimen korjausohjain (erillinen levy);
9. Jäähdytin diodeilla ja päämuuntimen näppäimillä;
10. Verkkojännite suodatin;
11. KKM kaasu;
12. Verkkojännitteen suodattimen kondensaattori.

Tämä ATX-virtalähteiden malli on yleisin ja sitä käytetään eri teholähteissä.

PSU-liittimien tyypit ATX

Virtalähteen takaseinässä on liitin verkkokaapelin ja verkkokytkimen liittämistä varten. Joissakin virtalähdemalleissa ei ole asennettuna virtakytkintä. Joskus vanhemmissa malleissa voit löytää verkkoliittimen vieressä liittimen näytön verkkokaapelin liittämistä varten. Nykyaikaisissa virtalähteissä, takaseinässä, valmistajat voivat asentaa seuraavat liittimet (kuva 2):

• Verkkojännitteen ilmaisin;
• Tuulettimen ohjauspainike;
• Painike tulojännitteen manuaaliseen kytkemiseen (110 V / 220 V);
• Virtalähteeseen sisäänrakennetut USB-portit.
  

Nykyaikaisissa malleissa poistotuuletin asennetaan harvoin takaseinään. Nyt se sijaitsee virtalähteen yläosassa. Tämä mahdollistaa suuren ja hiljaisen jäähdytyselementin asennuksen. Suuritehoisissa virtalähteissä, kuten Chieftec CFT-1000G-DF -virtalähteessä, kaksi tuuletinta on asennettu ylä- ja takakanteen (kuva 3).

Virtalähteen etuseinästä tulee johtosarja, jossa on liittimet emolevyn, kiintolevyjen, näytönohjaimen ja muiden järjestelmäyksikön komponenttien kytkemiseen.

Modulaarisessa virtalähteessä johtosarjan sijasta etuseinässä on liittimet eri lähtöliittimillä varustettujen johtojen kytkemistä varten. Näin voit järjestää järjestelmäyksikön virtajohdot ja liittää vain ne, jotka ovat välttämättömiä tälle kokoonpanolle (kuvat 9 ja 10).

Emolevyyn ja muihin laitteisiin kytkettyjen virtalähteen lähtöliittimien nastat on esitetty kuvassa (Kuva 4).

On huomattava, että johtojen värit ovat yhtenäisiä ja jokainen väri vastaa omaa jännitettä:

• Musta - yhteinen linja-auto (maa);
• Keltainen - +12 V;
• Punainen - +5 V;
• Oranssi - +3,3 V.
  

Kuvassa (kuva 5) näkyvät ATX-virtalähteiden lähtöliittimet.

Näytönohjainkorttien lisävirtaliittimiä ei ole esitetty kuvissa (kuvat 4 ja 5), ​​vaan niiden liitäntä ja ulkonäkö ovat samanlaisia ​​kuin prosessorin lisävirtaliittimien liittimet.

Virtalähteen sähköiset parametrit ja ominaisuudet

Nykyaikaisissa tietokoneiden virtalähteissä on suuri määrä sähköparametreja, joista joitain ei ole mainittu "tietolomakkeen teknisissä tiedoissa", koska niitä ei pidetä käyttäjän kannalta merkityksellisinä. Valmistaja ilmoittaa tärkeimmät parametrit sivuseinässä olevaan tarraan.

Virtalähde virta

Tehoa - tämä on yksi virtalähteen pääparametreista. Se kuvaa, kuinka paljon sähköenergiaa virtalähde pystyy syöttämään siihen liitettyihin laitteisiin (kiintolevy, prosessorilla varustettu emolevy, näytönohjain jne.). Virtalähteen valitsemiseksi näyttää siltä, ​​​​että riittää, kun lasketaan yhteen kaikkien komponenttien kulutus ja valitaan virtalähde, jolla on pieni tehoreservi.

Mutta asiat ovat paljon monimutkaisempia. Virtalähde tuottaa erilaisia ​​jännitteitä jaettuna eri tehoväylille (12 V, 5 V, 3,3 V ja muut), jokainen jänniteväylä (linja) on suunniteltu tietylle teholle. Luulisi, että nämä tehot ovat kiinteitä ja niiden summa on yhtä suuri kuin itse virtalähteen lähtöteho. Mutta ATX-virtalähteissä on yksi muuntaja asennettuna tuottamaan kaikki nämä jännitteet, joten johtojen virta kelluu. Kun yhden linjan kuormitus kasvaa, muiden linjojen teho pienenee ja päinvastoin.

Valmistaja ilmoittaa passissa kunkin linjan enimmäistehon; ne yhteenvetona tuloksena oleva teho on suurempi kuin virtalähde voi todellisuudessa tarjota. Näin ollen valmistaja ilmoittaa usein nimellistehon, jota virtalähde ei pysty tarjoamaan, mikä johtaa käyttäjiä harhaan. Järjestelmäyksikköön asennettu riittämättömästi tehokas virtalähde aiheuttaa jumiutumista, satunnaisia ​​uudelleenkäynnisyksiä, kiintolevypäiden napsautuksia ja halkeamia sekä muuta laitteiden virheellistä toimintaa.

Suurin sallittu linjavirta

Tämä on yksi virtalähteen tärkeimmistä parametreista, mutta käyttäjät eivät usein kiinnitä riittävästi huomiota tähän parametriin virtalähdettä ostaessaan. Mutta kun linjavirta ylittää virransyötön, virtalähde sammuu (suojaus laukeaa). Sinun on irrotettava se 220 V verkosta ja odotettava noin minuutti. On otettava huomioon, että tehokkaimmat kuluttajat - prosessori ja näytönohjain - saavat virran 12 V linjasta, joten virtalähdettä ostettaessa on kiinnitettävä huomiota sille määritettyihin virta-arvoihin. . Teholiittimien virrankuormituksen vähentämiseksi 12 V:n johto on jaettu kahteen rinnakkaiseen (joskus enemmän) ja merkitty +12V1:ksi ja +12V2:ksi. Laskettaessa rinnakkaisten linjojen virrat lasketaan yhteen.

Laadukkaiden virtalähteiden osalta tiedot linjojen enimmäisvirtakuormista on merkitty sivutarraan kilven muodossa (kuva 6).

Jos tällaisia ​​tietoja ei ilmoiteta, voidaan epäillä tämän virtalähteen laatua ja todellisen ja ilmoitetun tehon vastaavuutta.

Käyttöjännitealue

Tämä ominaisuus tarkoittaa verkkojännitealuetta, jolla virtalähde pysyy toimintakunnossa. Nykyaikaiset teholähteet valmistetaan AKKM:llä (aktiivinen tehokertoimen korjaus), joka mahdollistaa 110 V - 230 V tulojännitealueen käytön. Mutta saatavilla on myös edullisia teholähteitä pienellä käyttöjännitealueella 220 V - 240 V ( esimerkiksi FPS FPS400-60THN-P). Tämän seurauksena tällainen virtalähde sammuu, kun verkkojännite laskee, mikä ei ole harvinaista sähköverkoissamme, tai se ei välttämättä käynnisty ollenkaan.

Sisäinen vastus

Differentiaalinen sisäinen vastus (sähköimpedanssi) luonnehtii teholähteen häviöitä vaihtovirran kulkiessa. Tämän torjumiseksi virtalähdepiirissä on alipäästösuodattimet. Mutta impedanssia voidaan vähentää merkittävästi vain asentamalla suurikapasiteettisia kondensaattoreita, joilla on pieni sarjavastus (ESR) ja kuristimia, jotka on kierretty paksulla langalla. Tätä on melko vaikea toteuttaa rakentavasti ja fyysisesti.

Lähtöjännitteen aaltoilu

Henkilökohtaisen tietokoneen virtalähde on muuntaja, joka muuntaa vaihtovirtajännitteen tasajännitteeksi. Tällaisten muunnosten seurauksena voimalinjojen lähdössä esiintyy aaltoilua (pulssimuutoksia jännitteessä). Aaltoilun ongelmana on, että jos sitä ei suodateta kunnolla, se voi vääristää koko järjestelmän suorituskykyä, mikä johtaa vääriin vertailujen vaihtamiseen ja syötetietojen virheelliseen käsitykseen. Tämä puolestaan ​​johtaa toimintavirheisiin ja PC-laitteiden katkeamiseen.

Aaltoilun torjumiseksi lähtöjännitelinjojen piiriin on sisällytetty LC-suodattimet, jotka tasoittavat lähtöjännitteiden aaltoilua mahdollisimman paljon (kuva 8).

Jännitteen vakaus

Virtalähteen käytön aikana sen lähtöjännitteet muuttuvat. Jännitteen nousu aiheuttaa lepotilavirtojen kasvua, mikä puolestaan ​​lisää tehohäviötä ja virtalähteeseen kytkettyjen piirielementtien ylikuumenemista. Lähtöjännitteen lasku johtaa piirien toiminnan heikkenemiseen, ja kun se laskee tietylle tasolle, PC-elementit lakkaavat toimimasta. Tietokoneiden kiintolevyt ovat erityisen herkkiä syöttöjännitteen laskulle.

Lähtölinjojen sallitut ATX-standardin jännitepoikkeamat eivät saa ylittää ±5 % nimellisjännitteestä.

Tehokkuus

Virransyötön hyötysuhde määrää, kuinka paljon hyödyllistä energiaa järjestelmäyksikkö saa teholähteen kuluttamasta energiasta. Useimpien nykyaikaisten virtalähteiden hyötysuhde on vähintään 80 %. Ja PKKM:llä (PPFC) ja AKKM:llä (APFC) varustetut virtalähteet ylittävät tämän luvun huomattavasti.

Tehokerroin

Tämä on parametri, johon sinun tulee kiinnittää huomiota virtalähdettä valittaessa, sillä se vaikuttaa suoraan virtalähteen tehokkuuteen. Pienellä tehokertoimella myös hyötysuhde on alhainen. Siksi nykyaikaisten virtalähteiden piireihin on sisäänrakennettu automaattiset tehokertoimen korjaimet (APCC), jotka parantavat merkittävästi virtalähteen ominaisuuksia.

Ensimmäinen askel virtalähdettä valittaessa on määrittää sen teho. Tarvittavan tehon määrittämiseksi riittää, kun lasketaan yhteen järjestelmäyksikön kaikkien komponenttien teho. Mutta joskus yksittäisillä näytönohjaimilla on erityisvaatimuksia +12-linjan virran määrälle. B, tämä on otettava huomioon valinnassa. Tyypillisesti keskimääräiselle järjestelmäyksikölle, joka on varustettu yhdellä näytönohjaimella, 500-600 watin virtalähde riittää.

Kun valitset mallia ja valmistajaa, sinun tulee lukea tämän virtalähdemallin arvostelut ja arvostelut. On suositeltavaa valita AAFC-piirillä varustettu virtalähde. Toisin sanoen, sinun on valittava virtalähde, joka on tehokas, hiljainen, korkealaatuinen ja täyttää ilmoitetut ominaisuudet. Ei kannata säästää tusinaa tai kahta dollaria. On muistettava, että koko tietokoneen vakaus, kestävyys ja luotettavuus riippuvat suurelta osin virtalähteen toiminnasta..

• < Назад

Tietokonejärjestelmät.

ATX-standardi määrittelee seuraavat ominaisuudet:

• emolevyjen geometriset mitat;
• yleiset vaatimukset liittimien ja reikien sijainnista kotelossa;
• useiden liittimien muoto ja sijainti (pääasiassa teho);
• virtalähteen geometriset mitat;
• virtalähteen sijainti kotelossa;
• virtalähteen sähköiset ominaisuudet;

Tarina

Intel on kehittänyt ja tarjonnut tietokonejärjestelmien valmistajille vuonna 1995 korvaamaan pitkään käytössä olleen. Itse Intelin lisäksi vaihtoja alkoivat tehdä OEM-laitteiden toimittajat (jne.), sitten komponenttitoimittajat - emolevyt ja niiden virtalähteet - ottivat sen vastaan. Edellisen standardin massiivinen siirtymä tapahtui vuoden 2001 lopussa - alussa. Muut modernit standardit (microATX, flexATX, mini-ITX) säilyttävät yleensä ATX:n pääominaisuudet muuttaen vain levyn kokoa ja laajennuspaikkojen määrää.

ATX-spesifikaatioon on sen olemassaolon aikana tehty useita standardeissa ilmaistuja muutoksia:

• ATX 1.0 standardi.
• ATX 1.1 standardi.
• ATX 1.2 standardi.
• ATX 1.3 standardi.
• ATX 2.0 standardi.
• ATX 2.1 standardi.
• ATX 2.2 standardi.
• ATX 2.3 standardi.

• 5V VSB- "valmiustila" 5 V virtalähde (jännite syötetään, kun tietokone on sammutettu)
• PW OK- virtalähde (5V ja 3,3V) on kunnossa
• PS ON#- 14. kosketin oikosulussa maahan (Gnd) - 15. kosketin virtalähde kytkeytyy päälle, auki ollessa sammuu. (Ei ole suositeltavaa käynnistää ilman kuormaa).
• Gnd(maa) - "maa"

4-napainen lisäliitin

24-nastainen liitin

Käytetään PCI Express -väylällä varustettujen Pentium 4- ja Athlon 64 -suorittimien virtalähdepiireissä.

Huomautuksia:

• 24-nastainen liitin eroaa 20-nastaisesta liittimestä vain neljällä uudella nastalla (kuvassa vasemmalla), joten useimmissa tapauksissa se osoittautuu yhteensopivaksi vanhempien laitteiden kanssa.
• Salvan asento on muuttunut standardin mukaan, joten yhteensopivuuden varmistamiseksi vanhempien laitteiden kanssa se on usein tehty riittävän pitkäksi kattamaan halutun asennon molemmissa standardeissa. Lisäksi monissa virtalähteissä on 4 lisänastaa, jotka "irrotetaan" päälohkosta, mikä mahdollistaa niiden liittämisen emolevyihin 20-nastaisella liittimellä.
• Yleensä useimmat 24-nastaisille liittimille suunnitellut emolevyt voivat toimia 20-nastaisen liittimen kanssa, ellei kuormitusta ole suuri.

24+4+6-pin liitin

Huomautuksia:

• Emolevyn 24-nastaisen liittimen ja 4-nastaisen liittimen lisäksi voi olla toinen 6-nastainen liitin, sama kuin näytönohjaimen virransyöttöä varten. Se asennetaan yleensä, kun emolevyssä on toinen tai useampi PCI-E 16x -portti; aiemmin 4-nastaista Molex-liitintä voitiin käyttää samoihin tarkoituksiin.

24+4+4-nastainen liitin

Huomautuksia:

• Emolevyn 24-nastaisen liittimen ja 4-nastaisen liittimen lisäksi voi olla toinen 4-nastainen liitin (P8), joka on yhdistetty edelliseen ja on yksi 8-nastainen liitin (EPS12V-standardi), yleensä asennettu, jos emolevy tukee enemmän tehoa vaativia suorittimia, on rakenteellisesti yhteensopiva 4-nastaisen virtaliittimen kanssa. Joissakin huippuluokan emolevyissä voi olla useita tällaisia ​​liittimiä; 8- ja 4-pinnisten liittimien kokoonpanot tai kaksi 8-nastaista liitintä ovat mahdollisia.

Johdanto

Virtalähde on kiinteä osa jokaista tietokonetta. Se on yhtä tärkeä kuin muu tietokone. Samaan aikaan virtalähteen ostaminen on melko harvinaista, koska hyvä virtalähde voi tarjota virtaa useiden sukupolvien järjestelmille. Kaiken tämän huomioon ottaen virtalähteen hankinta on otettava erittäin vakavasti, koska tietokoneen kohtalo riippuu suoraan virtalähteen suorituskyvystä.

Galvaanisen eristyksen toteuttamiseksi riittää, kun valmistetaan muuntaja, jossa on tarvittavat käämit. Mutta tietokoneen virran saaminen vaatii paljon tehoa, etenkin nykyaikaisissa tietokoneissa. Tietokoneen virran saamiseksi olisi tehtävä muuntaja, joka ei olisi vain suuri, vaan myös painaa paljon. Kuitenkin, kun muuntajan syöttövirran taajuus kasvaa, saman magneettivuon luomiseksi tarvitaan vähemmän kierroksia ja pienempi magneettisydämen poikkileikkaus. Muuntajapohjaisissa teholähteissä muuntajan syöttöjännitteen taajuus on 1000 tai enemmänkin kertaa suurempi. Näin voit luoda kompakteja ja kevyitä virtalähteitä.

Yksinkertaisin pulssivirtalähde

Katsotaanpa yksinkertaisen hakkuriteholähteen lohkokaaviota, joka on kaikkien hakkuriteholähteiden taustalla.

Hakkurivirtalähteen lohkokaavio.

Ensimmäinen lohko muuntaa AC-verkkojännitteen tasavirraksi. Tällainen muunnin koostuu diodisillasta, joka tasaa vaihtojännitettä, ja kondensaattorista, joka tasoittaa tasasuuntaisen jännitteen aaltoilua. Tämä laatikko sisältää myös lisäelementtejä: verkkojännitesuodattimet pulssigeneraattorin väreilyistä ja termistoreista virtapiikin tasoittamiseksi päällekytkentähetkellä. Nämä elementit voidaan kuitenkin jättää pois kustannusten säästämiseksi.

Seuraava lohko on pulssigeneraattori, joka tuottaa tietyllä taajuudella pulsseja, jotka syöttävät muuntajan ensiökäämiä. Eri teholähteiden generoivien pulssien taajuus on erilainen ja on välillä 30 - 200 kHz. Muuntaja suorittaa virtalähteen päätoiminnot: galvaaninen eristys verkosta ja jännitteen alentaminen vaadittuihin arvoihin.

Muuntajalta saatu vaihtojännite muunnetaan seuraavalla lohkolla tasajännitteeksi. Lohko koostuu jännitteen tasasuuntausdiodeista ja aaltoilusuodattimesta. Tässä lohkossa aaltoilusuodatin on paljon monimutkaisempi kuin ensimmäisessä lohkossa ja koostuu ryhmästä kondensaattoreita ja kuristimesta. Rahan säästämiseksi valmistajat voivat asentaa pieniä kondensaattoreita sekä alhaisen induktanssin kuristimia.

Ensimmäinen hakkuriteholähde oli push-pull tai yksitahtimuunnin. Push-pull tarkoittaa, että generointiprosessi koostuu kahdesta osasta. Tällaisessa muuntimessa kaksi transistoria avautuu ja sulkeutuu vuorotellen. Vastaavasti yksipäisessä muuntimessa yksi transistori avautuu ja sulkeutuu. Push-pull- ja yksitahtimuuntimien piirit on esitetty alla.

Muuntimen kaavio.

Katsotaanpa lähemmin piirin elementtejä:

X2 - liitin virtalähdepiiri.

X1 on liitin, josta lähtöjännite poistetaan.

R1 on vastus, joka asettaa näppäinten alkuperäisen pienen poikkeaman. Se on tarpeen värähtelyprosessin vakaammalle alkamiselle muuntimessa.

R2 on vastus, joka rajoittaa transistoreiden kantavirtaa; tämä on välttämätöntä transistorien suojaamiseksi palamiselta.

TP1 - Muuntajassa on kolme käämiryhmää. Ensimmäinen lähtökäämi tuottaa lähtöjännitteen. Toinen käämi toimii kuormana transistoreille. Kolmas tuottaa ohjausjännitteen transistoreille.

Ensimmäisen piirin päällekytkemisen alkuhetkellä transistori on hieman auki, koska Positiivinen jännite syötetään kantaan vastuksen R1 kautta. Hieman avoimen transistorin läpi kulkee virta, joka kulkee myös muuntajan käämin II läpi. Käämin läpi kulkeva virta muodostaa magneettikentän. Magneettikenttä luo jännitteen muuntajan jäljellä oleviin käämeihin. Tämän seurauksena käämiin III syntyy positiivinen jännite, joka avaa transistorin entisestään. Prosessi jatkuu, kunnes transistori saavuttaa kyllästystilan. Kyllästystilalle on tunnusomaista se, että transistoriin kohdistetun ohjausvirran kasvaessa lähtövirta pysyy muuttumattomana.

Koska käämien jännite syntyy vain magneettikentän muutoksen, sen lisääntymisen tai pienenemisen yhteydessä, transistorin lähdön virran kasvun puuttuminen johtaa siksi emf:n katoamiseen. käämeissä II ja III. Jännitteen menetys käämissä III johtaa transistorin avautumisasteen laskuun. Ja transistorin lähtövirta pienenee, joten magneettikenttä pienenee. Magneettikentän pienentäminen luo jännitteen, jonka polariteetti on vastakkainen. Käämin III negatiivinen jännite alkaa sulkea transistorin entisestään. Prosessi jatkuu, kunnes magneettikenttä häviää kokonaan. Kun magneettikenttä häviää, katoaa myös käämin III negatiivinen jännite. Prosessi alkaa toistaa itseään uudelleen.

Push-pull-muunnin toimii samalla periaatteella, mutta erona on, että transistoreita on kaksi, ja ne avautuvat ja sulkeutuvat vuorotellen. Eli kun toinen on auki, toinen on kiinni. Push-pull-muunninpiirillä on suuri etu, että se käyttää muuntajan magneettijohtimen koko hystereesisilmukkaa. Vain yhden hystereesisilmukan osan käyttäminen tai magnetointi vain yhteen suuntaan johtaa moniin ei-toivottuihin vaikutuksiin, jotka vähentävät muuntimen tehokkuutta ja heikentävät sen suorituskykyä. Siksi työntö-pull-muunninpiiriä, jossa on vaiheensiirtomuuntaja, käytetään yleensä kaikkialla. Piireissä, joissa tarvitaan yksinkertaisuutta, pieniä mittoja ja pientä tehoa, käytetään edelleen yksitahtipiiriä.

ATX-muotoiset virtalähteet ilman tehokertoimen korjausta

Yllä käsitellyt muuntimet, vaikka ne ovat täydellisiä laitteita, ovat käytännössä hankalia käyttää. Muuntimen taajuus, lähtöjännite ja monet muut parametrit "kelluvat", muuttuvat riippuen syöttöjännitteen, muuntimen lähtökuorman ja lämpötilan muutoksista. Mutta jos näppäimet ohjaavat ohjainta, joka voi suorittaa vakautta ja erilaisia ​​​​lisätoimintoja, voit käyttää piiriä laitteiden virtalähteenä. PWM-ohjainta käyttävä virtalähdepiiri on melko yksinkertainen, ja yleensä se on PWM-ohjaimelle rakennettu pulssigeneraattori.

PWM - pulssinleveysmodulaatio. Sen avulla voit säätää LPF:n (alipäästösuodattimen) läpi kulkevan signaalin amplitudia muuttamalla pulssin kestoa tai toimintajaksoa. PWM:n tärkeimmät edut ovat tehovahvistimien korkea hyötysuhde ja suuret sovellusmahdollisuudet.

Kaavio yksinkertaisesta virtalähteestä PWM-ohjaimella.

Tämä virtalähdepiiri on pienitehoinen ja käyttää avaimena kenttätransistoria, mikä mahdollistaa piirin yksinkertaistamisen ja päästä eroon transistorikytkimien ohjaamiseen tarvittavista lisäelementeistä. Suuritehoisissa teholähteissä PWM-ohjaimessa on ohjauselementit ("ohjain") lähtökytkimelle. IGBT-transistoreja käytetään lähtökytkiminä suuritehoisissa virtalähteissä.

Tämän piirin verkkojännite muunnetaan tasajännitteeksi ja syötetään kytkimen kautta muuntajan ensimmäiseen käämiin. Toinen käämi toimii mikropiirin virtalähteenä ja takaisinkytkentäjännitteen tuottajana. PWM-ohjain generoi pulsseja, joiden taajuus on asetettu nastan 4 liitetyn RC-ketjun avulla. Pulssit syötetään kytkimen tuloon, joka vahvistaa niitä. Pulssien kesto vaihtelee jalan 2 jännitteen mukaan.

Tarkastellaanpa todellista ATX-virtalähdepiiriä. Siinä on paljon enemmän elementtejä ja siinä on lisälaitteita. Virtalähdepiiri on perinteisesti jaettu pääosiin punaisilla neliöillä.

ATX-virtalähdepiiri teholla 150-300 W.

Ohjainsirun virran syöttämiseksi sekä valmiustilan jännitteen +5 generoimiseksi, jota tietokone käyttää, kun se on sammutettu, piirissä on toinen muunnin. Kaaviossa se on merkitty lohkoksi 2. Kuten näette, se on tehty yksitahtimuuntimen piirin mukaan. Toinen lohko sisältää myös lisäelementtejä. Pohjimmiltaan nämä ovat ketjuja, jotka absorboivat muuntimen muuntajan synnyttämiä jännitepiikkejä. Mikropiiri 7805 - jännitteen stabilisaattori tuottaa +5V valmiusjännitteen muuntimen tasasuuntaavasta jännitteestä.

Usein valmiustilan jännitteen tuottavaan yksikköön asennetaan heikkolaatuisia tai viallisia komponentteja, mikä saa muuntimen taajuuden laskemaan äänialueelle. Tämän seurauksena virtalähteestä kuuluu vinkuva ääni.

Koska virtalähde saa virran 220 V AC jänniteverkosta ja muuntaja tarvitsee tasajännitetehoa, jännite on muunnettava. Ensimmäinen lohko tasasuuntaa ja suodattaa vaihtojännitettä. Tämä lohko sisältää myös suodattimen itse teholähteen aiheuttamia häiriöitä vastaan.

Kolmas lohko on TL494 PWM -ohjain. Se suorittaa kaikki virtalähteen päätoiminnot. Suojaa virtalähdettä oikosululta, stabiloi lähtöjännitteitä ja tuottaa PWM-signaalin ohjaamaan muuntajaan ladattuja transistorikytkimiä.

Neljäs lohko koostuu kahdesta muuntajasta ja kahdesta transistorikytkinryhmästä. Ensimmäinen muuntaja tuottaa ohjausjännitteen lähtötransistoreille. Koska TL494 PWM -ohjain tuottaa pienitehoisen signaalin, ensimmäinen transistoreiden ryhmä vahvistaa tämän signaalin ja välittää sen ensimmäiselle muuntajalle. Toinen transistoreiden ryhmä tai lähtötransistorit ladataan päämuuntajalle, joka tuottaa pääsyöttöjännitteet. Tätä monimutkaisempaa lähtökytkimen ohjauspiiriä käytettiin bipolaaristen transistorien ohjaamisen ja PWM-ohjaimen korkeajännitteeltä suojaamisen monimutkaisuuden vuoksi.

Viides lohko koostuu Schottky-diodeista, jotka tasasuuntaavat muuntajan lähtöjännitettä, ja alipäästösuodattimesta (LPF). Alipäästösuodatin koostuu merkittävän kapasiteetin elektrolyyttikondensaattoreista ja kuristimista. Alipäästösuodattimen lähdössä on vastukset, jotka lataavat sitä. Nämä vastukset ovat välttämättömiä sen varmistamiseksi, että virtalähteen kapasiteetti ei jää ladattuna pois päältä kytkemisen jälkeen. Verkkojännitteen tasasuuntaajan lähdössä on myös vastukset.

Loput elementit, joita ei ole ympyröity lohkossa, ovat ketjuja, jotka muodostavat "palvelusignaaleja". Nämä ketjut suojaavat virtalähdettä oikosululta tai valvovat lähtöjännitteiden kuntoa.

ATX virtalähde 200W.

Katsotaan nyt kuinka elementit sijaitsevat 200 W virtalähteen piirilevyllä. Kuvassa näkyy:

Kondensaattorit, jotka suodattavat lähtöjännitteitä.

Juottamattomien lähtöjännitesuodattimen kondensaattorien paikka.

Induktorit, jotka suodattavat lähtöjännitteitä. Suurempi kela ei toimi vain suodattimena, vaan toimii myös ferromagneettisena stabilisaattorina. Näin voit pienentää hieman jännitteen epätasapainoa, kun eri lähtöjännitteiden kuormitus on epätasainen.

WT7520 PWM stabilointisiru.

Patteri, johon on asennettu Schottky-diodit jännitteille +3,3V ja +5V ja jännitteelle +12V on tavallisia diodeja. On huomattava, että usein, varsinkin vanhemmissa virtalähteissä, samaan patteriin sijoitetaan lisäelementtejä. Nämä ovat jännitteen stabilointielementit +5V ja +3,3V. Nykyaikaisissa teholähteissä tähän patteriin sijoitetaan vain Schottky-diodit kaikille pääjännitteille tai kenttätransistoreille, joita käytetään tasasuuntauselementtinä.

Päämuuntaja, joka tuottaa kaikki jännitteet sekä galvaanisen eristyksen verkosta.

Muuntaja, joka tuottaa ohjausjännitteitä muuntimen lähtötransistoreille.

Muuntajamuuntaja, joka tuottaa valmiusjännitettä +5V.

Säteilijä, jossa muuntimen lähtötransistorit sijaitsevat, sekä muuntimen transistori, joka tuottaa valmiustilan jännitteen.

Verkkojännitesuodattimen kondensaattorit. Niitä ei tarvitse olla kahta. Kaksinapaisen jännitteen muodostamiseksi ja keskipisteen muodostamiseksi asennetaan kaksi samankapasiteettista kondensaattoria. Ne jakavat tasasuuntaisen verkkojännitteen kahtia, jolloin muodostuu kaksi eri napaisuutta omaavaa jännitettä, jotka on kytketty yhteiseen pisteeseen. Yksisyöttöpiireissä on vain yksi kondensaattori.

Verkkosuodatinelementit teholähteen tuottamia harmonisia (häiriöitä) vastaan.

Diodisiltadiodit, jotka tasasuuntaavat verkkojännitteen.

ATX virtalähde 350W.

350 W virtalähde on suunniteltu vastaavasti. Silmään kiinnittyy heti suuri levykoko, suuremmat patterit ja suurempi muuntaja.

Lähtöjännitesuodattimen kondensaattorit.

Patteri, joka jäähdyttää lähtöjännitteen tasasuuntaavia diodeja.

PWM-ohjain AT2005 (analogisesti WT7520), joka stabiloi jännitteitä.

Muuntimen päämuuntaja.

Muuntaja, joka tuottaa ohjausjännitteen lähtötransistoreille.

Valmiustilan jännitemuuntaja.

Patteri, joka jäähdyttää muuntajien lähtötransistoreita.

Verkkojännitteen suodatin virtalähteen häiriöitä vastaan.

Diodisiltadiodit.

Verkkojännitesuodattimen kondensaattorit.

Tarkasteltavaa piiriä on käytetty virtalähteissä pitkään ja nyt sitä joskus löytyy.

ATX-muotoiset virtalähteet tehokertoimen korjauksella.

Tarkastetuissa piireissä verkon kuormitus on kondensaattori, joka on kytketty verkkoon diodisillan kautta. Kondensaattori latautuu vain, jos sen yli oleva jännite on pienempi kuin verkkojännite. Tämän seurauksena virta on luonnostaan ​​pulssimainen, jolla on monia haittoja.

Siltajännitetasasuuntaaja.

Luettelemme nämä haitat:

• virrat tuovat verkkoon korkeampia harmonisia (häiriöitä);
• suuri virrankulutuksen amplitudi;
• merkittävä reaktiivinen komponentti kulutusvirrassa;
• verkkojännitettä ei käytetä koko jakson aikana;
• Tällaisten piirien tehokkuudella ei ole suurta merkitystä.

Uusissa virtalähteissä on parannettu moderni piiri, ja siinä on nyt yksi lisäyksikkö - tehokertoimen korjain (PFC). Se parantaa tehokerrointa. Tai yksinkertaisemmin sanottuna se eliminoi joitain verkkojännitteen siltatasasuuntaajan haittoja.

Täyden tehon kaava.

Tehokerroin (PF) kuvaa kuinka paljon kokonaistehosta on aktiivista komponenttia ja kuinka paljon loistehoa. Periaatteessa voidaan sanoa, että miksi ottaa huomioon loisteho, se on kuvitteellista eikä siitä ole mitään hyötyä.

Tehotekijän kaava.

Oletetaan, että meillä on tietty laite, virtalähde, jonka tehokerroin on 0,7 ja teho 300 W. Laskelmista voidaan nähdä, että teholähteemme kokonaisteho (lois- ja pätötehon summa) on suurempi kuin siinä ilmoitettu. Ja tämä teho tulisi tarjota 220 V virtalähteellä. Vaikka tästä tehosta ei ole hyötyä (edes sähkömittari ei tallenna sitä), se on silti olemassa.

Virtalähteen kokonaistehon laskeminen.

Eli sisäiset elementit ja verkkokaapelit on suunniteltava teholle 430 W, ei 300 W. Kuvittele tapaus, jossa tehokerroin on 0,1... Tästä syystä GORSET kieltää laitteiden käytön, joiden tehokerroin on alle 0,6, ja jos sellainen havaitaan, omistajalle määrätään sakko.

Näin ollen kampanjat kehittivät uusia virtalähdepiirejä, joissa oli PFC. Aluksi PFC:nä käytettiin tuloon kytkettyä korkean induktanssin kelaa, jota kutsutaan teholähteeksi PFC:llä tai passiivisella PFC:llä. Tällaisella virtalähteellä on lisääntynyt KM. Halutun CM:n saavuttamiseksi on tarpeen varustaa teholähteet suurella kuristimella, koska virtalähteen tuloresistanssi on luonteeltaan kapasitiivinen johtuen tasasuuntaajan lähtöön asennettuista kondensaattoreista. Rikastin asentaminen lisää merkittävästi virtalähteen massaa ja lisää KM: n arvoon 0,85, mikä ei ole niin paljon.

400 W teholähde passiivisella tehokertoimen korjauksella.

Kuvassa FSP 400 W teholähde passiivisella tehokertoimen korjauksella. Se sisältää seuraavat elementit:

Tasasuunnatut verkkojännitteen suodatinkondensaattorit.

Kaasuvipu suorittaa tehokertoimen korjauksen.

Päämuunnin muuntaja.

Muuntaja, joka ohjaa näppäimiä.

Apumuuntaja (valmiustilajännite).

Verkkojännitesuodattimet virtalähteen väreilyjä vastaan.

Patteri, johon on asennettu lähtötransistorikytkimet.

Patteri, johon on asennettu diodit, jotka tasaavat päämuuntajan vaihtojännitteen.

Tuulettimen nopeuden ohjauskortti.

Levy, johon on asennettu FSP3528 PWM -ohjain (analogisesti KA3511).

Ryhmävakautuskuristin ja lähtöjännitteen aaltoilusuodatinelementit.

1. Lähtöjännitteen aaltoilusuodattimen kondensaattorit.

Kaasun kääntäminen päälle CM:n korjaamiseksi.

Passiivisen PFC:n alhaisen hyötysuhteen vuoksi teholähteeseen liitettiin uusi PFC-piiri, joka on rakennettu kelaan ladatun PWM-stabilisaattorin pohjalta. Tämä piiri tuo monia etuja virtalähteeseen:

• laajennettu käyttöjännitealue;
• tuli mahdolliseksi vähentää merkittävästi verkkojännitesuodattimen kondensaattorin kapasitanssia;
• lisääntynyt merkittävästi CM;
• virtalähteen painon vähentäminen;
• tehostamaan virtalähteen hyötysuhdetta.

Tässä järjestelmässä on myös haittoja - virransyötön luotettavuuden heikkeneminen ja virheellinen toiminta joidenkin keskeytymättömien virtalähteiden kanssa vaihdettaessa akun / verkkovirran toimintatiloja. Tämän piirin virheellinen toiminta UPS:n kanssa johtuu siitä, että verkkojännitesuodattimen kapasitanssi piirissä on laskenut merkittävästi. Sillä hetkellä, kun jännite katoaa hetkeksi, PFC-virta, joka on välttämätön PFC-lähdön jännitteen ylläpitämiseksi, kasvaa suuresti, minkä seurauksena UPS:n oikosulku (oikosulku) -suoja laukeaa. .

Aktiivinen tehokertoimen korjauspiiri.

Jos katsot piiriä, se on pulssigeneraattori, joka ladataan kelaan. Verkkojännite tasasuuntautuu diodisillalla ja syötetään kytkimeen, jota kuormitetaan kelalla L1 ja muuntajalla T1. Muuntaja otetaan käyttöön antamaan palautetta ohjaimesta avaimelle. Induktorin jännite poistetaan diodeilla D1 ja D2. Lisäksi jännite poistetaan vuorotellen diodeilla joko diodisillalta tai induktorista ja varaa kondensaattoreita Cs1 ja Cs2. Avain Q1 avautuu ja tarvittava määrä energiaa kerääntyy kaasuläppään L1. Kertyneen energian määrää säätelee avaimen avoimen tilan kesto. Mitä enemmän energiaa kertyy, sitä enemmän jännitettä kela tuottaa. Kun avain on kytketty pois päältä, induktori L1 vapauttaa kertyneen energian diodin D1 kautta kondensaattoreihin.

Tämä toiminta mahdollistaa verkon vaihtojännitteen koko siniaallon käyttämisen, toisin kuin piireissä ilman PFC:tä, ja myös muuntajaa syöttävän jännitteen stabiloinnin.

Nykyaikaisissa tehonsyöttöpiireissä käytetään usein kaksikanavaisia ​​PWM-ohjaimia. Yksi mikropiiri käyttää sekä muuntajaa että PFC:tä. Tämän seurauksena tehonsyöttöpiirin elementtien määrä vähenee merkittävästi.

Kaavio yksinkertaisesta virtalähteestä kaksikanavaisessa PWM-ohjaimessa.

Tarkastellaan yksinkertaisen 12 V virtalähteen piiriä kaksikanavaisella PWM-ohjaimella ML4819. Yksi osa virtalähteestä tuottaa jatkuvan stabiloidun jännitteen +380V. Toinen osa on muuntaja, joka tuottaa jatkuvan stabiloidun jännitteen +12V. PFC koostuu, kuten edellä tarkastelussa tapauksessa, kytkimestä Q1, siihen ladatusta takaisinkytkentämuuntajan T1 kelasta L1. Diodit D5, D6 lataavat kondensaattorit C2, C3, C4. Muuntaja koostuu kahdesta kytkimestä Q2 ja Q3, jotka on ladattu muuntajaan T3. Pulssijännite tasasuuntautuu diodikokoonpanolla D13 ja suodatetaan kelalla L2 ja kondensaattoreilla C16, C18. Kasettia U2 käyttämällä generoidaan lähtöjännitteen ohjausjännite.

GlacialPower GP-AL650AA virtalähde.

Tarkastellaan virtalähteen suunnittelua, jossa on aktiivinen PFC:

1. Nykyinen suojaus ohjauslevy;
2. Rikastin, joka toimii sekä jännitesuodattimena +12V että +5V ja ryhmästabilointitoimintona;
3. Jännitesuodattimen kuristin +3,3V;
4. Säteilijä, jossa lähtöjännitteiden tasasuuntaajadiodit sijaitsevat;
5. Main muunnin muuntaja;
6. Muuntaja, joka ohjaa päämuuntimen näppäimiä;
7. Apumuunnin (muodostaa valmiustilan jännitteen);
8. Tehokerroin korjaus-ohjain aluksella;
9. Jäähdyttimen, jäähdytysdiodisillan ja päämuuntimen kytkimet;
10. Linjajännitesuodattimet häiriöitä vastaan;
11. Tehokerroin korjausrikastin;
12. Verkkojännitteen suodattimen kondensaattori.

Suunnitteluominaisuudet ja liitintyypit

Katsotaanpa, minkä tyyppisiä liittimiä virtalähteessä voi olla. Virtalähteen takaseinässä on liitin verkkokaapelin ja kytkimen liittämistä varten. Aiemmin virtajohdon liittimen vieressä oli myös liitin näytön verkkokaapelin liittämistä varten. Valinnaisesti mukana voi olla muita elementtejä:

• verkkojännitteen tai virtalähteen toimintatilan indikaattorit;
• tuulettimen toimintatilan ohjauspainikkeet;
• painike tuloverkkojännitteen kytkemiseen 110/220V;
• USB-keskittimen virtalähteeseen sisäänrakennetut USB-portit;
• muu.

Tuulettimet, jotka imevät ilmaa virtalähteestä, sijoitetaan yhä useammin takaseinään. Puhallin sijoitetaan yhä useammin virtalähteen yläosaan, koska tuulettimen asennustila on suurempi, mikä mahdollistaa suuren ja hiljaisen aktiivisen jäähdytyselementin asentamisen. Joissakin virtalähteissä on jopa kaksi tuuletinta asennettuna sekä päälle että taakse.

Chieftec CFT-1000G-DF virtalähde.

Etuseinästä tulee johto, jossa on emolevyn virtaliitin. Joissakin modulaarisissa virtalähteissä se, kuten muutkin johdot, on kytketty liittimen kautta. Alla oleva kuva näyttää kaikkien pääliittimien nastat.

Voit huomata, että jokaisella jännitteellä on oma lankaväri:

• Keltainen väri - +12 V,
• Punainen väri - +5 V,
• Oranssi väri - +3,3V,
• Musta väri on yleinen tai maa.

Muilla jännitteillä johtojen värit voivat vaihdella valmistajasta toiseen.

Kuvassa ei näy näytönohjainkorttien lisävirtaliittimiä, koska ne ovat samanlaisia ​​kuin prosessorin lisävirtaliittimet. On myös muun tyyppisiä liittimiä, joita löytyy DelL:n, Applen ja muiden merkkitietokoneista.

Virtalähteiden sähköiset parametrit ja ominaisuudet

Virtalähteessä on monia sähköisiä parametreja, joista suurinta osaa ei ole merkitty tietolehteen. Virtalähteen sivutarraan on yleensä merkitty vain muutama perusparametri - käyttöjännitteet ja teho.

Virtalähde virta

Teho on usein merkitty tarrassa suurella fontilla. Virtalähteen teho kuvaa, kuinka paljon sähköenergiaa se pystyy syöttämään siihen liitettyihin laitteisiin (emolevy, näytönohjain, kovalevy jne.).

Teoriassa riittää, kun lasketaan yhteen käytettyjen komponenttien kulutus ja valitaan varaukseksi virtalähde, jossa on vähän enemmän tehoa. Tehon laskemiseen voit käyttää esimerkiksi sivustoa http://extreme.outervision.com/PSUEngine, näytönohjaimen passissa määritettyjä suosituksia, jos sellainen on, prosessorin lämpöpakettia jne. ovat myös varsin sopivia.

Mutta todellisuudessa kaikki on paljon monimutkaisempaa, koska... Virtalähde tuottaa erilaisia ​​jännitteitä - 12V, 5V, -12V, 3,3V jne. Jokainen jännitelinja on suunniteltu omalle teholleen. Oli loogista ajatella, että tämä teho on kiinteä ja niiden summa on yhtä suuri kuin virtalähteen teho. Mutta virtalähde sisältää yhden muuntajan, joka tuottaa kaikki nämä tietokoneen käyttämät jännitteet (paitsi valmiustilan jännite +5V). Totta, se on harvinaista, mutta voit silti löytää virtalähteen kahdella erillisellä muuntajalla, mutta tällaiset virtalähteet ovat kalliita ja niitä käytetään useimmiten palvelimissa. Perinteisissä ATX-virtalähteissä on yksi muuntaja. Tästä johtuen kunkin jännitelinjan teho voi kellua: se kasvaa, jos muita linjoja kuormitetaan kevyesti, ja pienenee, jos muita linjoja kuormitetaan voimakkaasti. Siksi kunkin linjan maksimiteho kirjoitetaan usein virtalähteisiin, ja sen seurauksena, jos ne lasketaan yhteen, ulostulo on jopa suurempi kuin virtalähteen todellinen teho. Siten valmistaja voi hämmentää kuluttajaa esimerkiksi ilmoittamalla liian suuren nimellistehon, jota virtalähde ei pysty tarjoamaan.

Huomaa, että jos tietokoneeseen asennetaan riittämättömän tehon omaava virtalähde, se aiheuttaa laitteiden epänormaalia toimintaa ("jäätyy", käynnistyy uudelleen, kiintolevypäiden napsahtaa) aina siihen asti, että tietokonetta ei voida käynnistää. Ja jos tietokoneeseen on asennettu emolevy, jota ei ole suunniteltu siihen asennettujen komponenttien teholle, emolevy toimii usein normaalisti, mutta ajan myötä virtaliittimet palavat jatkuvan kuumenemisen ja hapettumisen vuoksi.

Poltetut liittimet.

Suurin sallittu linjavirta

Vaikka tämä on yksi virtalähteen tärkeimmistä parametreista, käyttäjä ei usein kiinnitä siihen huomiota ostaessaan. Mutta jos linjan sallittu virta ylittyy, virtalähde sammuu, koska suojaus laukeaa. Jos haluat sammuttaa sen, sinun on katkaistava virtalähde ja odotettava hetki, noin minuutti. Kannattaa huomioida, että nyt kaikki virtaa kuluttavat komponentit (prosessori, näytönohjain) saavat virran +12V linjasta, joten sille ilmoitettuihin virtojen arvoihin on kiinnitettävä enemmän huomiota. Laadukkaiden virtalähteiden osalta nämä tiedot esitetään yleensä kilven (esimerkiksi Seasonic M12D-850) tai luettelon (esimerkiksi FSP ATX-400PNF) muodossa sivutarrassa.

Virtalähteet, jotka eivät sisällä tällaisia ​​​​tietoja (esimerkiksi Gembird PSU7 550W), herättävät välittömästi epäilyksiä suorituskyvyn laadusta ja ilmoitetun tehon vastaavuudesta todellista.

Muut virtalähteiden parametrit eivät ole säänneltyjä, mutta ne eivät ole vähemmän tärkeitä. Nämä parametrit on mahdollista määrittää vain suorittamalla erilaisia ​​testejä virtalähteen kanssa.

Käyttöjännitealue

Käyttöjännitealue viittaa verkkojännitearvojen alueeseen, jolla virtalähde säilyttää toimintakykynsä ja sen luokitusparametrien arvot. Nykyään tuotetaan yhä enemmän teholähteitä, joissa on PFC (aktiivinen tehokerroin korjaus), mikä mahdollistaa käyttöjännitealueen laajentamisen 110:stä 230:een. Myös pienellä käyttöjännitealueella on teholähteitä, esim. FPS FPS400-60THN- P-virtalähteen vaihteluväli on 220–240. Tämän seurauksena tämä virtalähde, vaikka se olisi yhdistetty massiiviseen keskeytymättömään virtalähteeseen, sammuu, kun verkkojännite laskee. Tämä johtuu siitä, että perinteinen UPS stabiloi lähtöjännitteen alueella 220 V +/- 5 %. Eli akkuun kytkemisen vähimmäisjännite on 209 (ja jos otamme huomioon relekytkennän hitauden, jännite voi olla jopa pienempi), mikä on pienempi kuin virtalähteen käyttöjännite.

Sisäinen vastus

Sisäinen vastus kuvaa teholähteen sisäisiä häviöitä virran kulkiessa. Sisäinen vastus tyypeittäin voidaan jakaa kahteen tyyppiin: perinteinen tasavirralle ja differentiaali vaihtovirralle.

Virtalähteen ekvivalenttipiiri.

Tasavirtavastus koostuu niiden komponenttien resistanssista, joista virtalähde on rakennettu: johtojen resistanssista, muuntajan käämien resistanssista, induktorijohtimien resistanssista, piirilevyn raitojen resistanssista jne. tämän vastuksen olemassaoloon, kun virtalähteen kuormitus kasvaa, jännite laskee. Tämä vastus voidaan nähdä piirtämällä virtalähteen ristikuormituskäyrä. Tämän vastuksen vähentämiseksi virtalähteissä toimii erilaisia ​​stabilointipiirejä.

Virtalähteen ristikuormitusominaisuudet.

Differentiaalivastus kuvaa teholähteen sisäisiä häviöitä vaihtovirran kulkiessa. Tätä vastusta kutsutaan myös sähköiseksi impedanssiksi. Tämän vastuksen vähentäminen on vaikeinta. Sen vähentämiseksi virtalähteessä käytetään alipäästösuodatinta. Impedanssin pienentämiseksi ei riitä, että virtalähteeseen asennetaan suurikapasiteettisia kondensaattoreita ja korkean induktanssin keloja. On myös välttämätöntä, että kondensaattoreilla on pieni sarjavastus (ESR) ja kuristimet on valmistettu paksusta johdosta. Tämän toteuttaminen on fyysisesti erittäin vaikeaa.

Lähtöjännitteen aaltoilu

Virtalähde on muuntaja, joka muuttaa toistuvasti jännitteen AC:sta DC:ksi. Tämän seurauksena sen linjojen ulostulossa on aaltoilua. Ripple on jännitteen äkillinen muutos lyhyen ajan kuluessa. Suurin ongelma aaltoilussa on, että jos piirissä tai laitteessa ei ole suodatinta tehonsyöttöpiirissä tai se on huono, nämä aaltoilut kulkevat läpi koko piirin ja vääristävät sen suorituskykyominaisuuksia. Tämä näkyy esimerkiksi, jos käännät kaiuttimen äänenvoimakkuuden maksimiin, kun äänikortin lähdössä ei ole signaaleja. Kuuluu erilaisia ​​ääniä. Tämä on aaltoilua, mutta se ei välttämättä johdu virtalähteen kohinasta. Mutta jos tavanomaisen vahvistimen toiminnassa aaltoilusta ei ole suurta haittaa, vain melutaso kasvaa, niin esimerkiksi digitaalisissa piireissä ja komparaattoreissa ne voivat johtaa väärään kytkentään tai väärään tuloinformaation havaitsemiseen, mikä johtaa virheisiin. tai laitteen toimintakyvyttömyys.

Antec Signature SG-850 -virtalähteen lähtöjänniteaaltomuoto.

Jännitteen vakaus

Seuraavaksi tarkastelemme sellaista ominaisuutta kuin virtalähteen toimittamien jännitteiden vakautta. Käytön aikana, riippumatta siitä, kuinka ihanteellinen virtalähde on, sen jännitteet muuttuvat. Jännitteen nousu aiheuttaa ensinnäkin kaikkien piirien lepotilavirtojen kasvun sekä muutoksen piirien parametreissa. Joten esimerkiksi tehovahvistimen jännitteen lisääminen lisää sen lähtötehoa. Jotkut elektroniset osat eivät ehkä kestä lisääntynyttä tehoa ja voivat palaa. Tämä sama tehon lisäys johtaa elektronisten elementtien hajauttaman tehon kasvuun ja siten näiden elementtien lämpötilan nousuun. Mikä johtaa ylikuumenemiseen ja/tai suorituskyvyn muutoksiin.

Jännitteen alentaminen päinvastoin vähentää lepovirtaa ja huonontaa myös piirien ominaisuuksia, esimerkiksi lähtösignaalin amplitudia. Kun se laskee tietyn tason alapuolelle, tietyt piirit lakkaavat toimimasta. Kiintolevyjen elektroniikka on erityisen herkkä tälle.

Virtalähteen linjojen sallitut jännitepoikkeamat on kuvattu ATX-standardissa, eivätkä ne saa keskimäärin ylittää ±5 % linjan nimellisarvosta.

Jännitehäviön suuruuden näyttämiseksi kattavasti käytetään ristikuormitusominaisuutta. Se on värinäyttö valitun linjan jännitepoikkeaman tasosta, kun kaksi linjaa on ladattu: valittu yksi ja +12V.

Tehokkuus

Siirrytään nyt suorituskertoimeen tai lyhyesti tehokkuuteen. Monet ihmiset muistavat koulusta - tämä on hyödyllisen työn suhde käytettyyn työhön. Tehokkuus osoittaa, kuinka suuri osa käytetystä energiasta muuttuu hyödylliseksi energiaksi. Mitä korkeampi hyötysuhde, sitä vähemmän joudut maksamaan tietokoneen kuluttamasta sähköstä. Useimmilla korkealaatuisilla virtalähteillä on samanlainen hyötysuhde; se vaihtelee enintään 10 %:n alueella, mutta PPFC- ja APFC-virtalähteiden hyötysuhde on huomattavasti korkeampi.

Tehokerroin

Parametrina, johon sinun tulee kiinnittää huomiota virtalähdettä valittaessa, tehokerroin on vähemmän merkittävä, mutta muut arvot riippuvat siitä. Jos tehokerroin on pieni, hyötysuhde on alhainen. Kuten edellä todettiin, tehokertoimen korjaimet tuovat monia parannuksia. Suurempi tehokerroin johtaa alhaisempiin virtoihin verkossa.

Virtalähteiden ei-sähköiset parametrit ja ominaisuudet

Yleensä, kuten sähköisten ominaisuuksien osalta, kaikkia ei-sähköisiä parametreja ei ole ilmoitettu passissa. Vaikka virtalähteen ei-sähköiset parametrit ovat myös tärkeitä. Luettelemme tärkeimmät:

• Käyttölämpötila;
• virtalähteen luotettavuus (vikojen välinen aika);
• virtalähteen aiheuttama melutaso käytön aikana;
• virtalähde tuulettimen nopeus;
• virtalähteen paino;
• virtajohtojen pituus;
• helppokäyttöisyys;
• virtalähteen ympäristöystävällisyys;
• valtion ja kansainvälisten standardien noudattaminen;
• Virtalähteen mitat.

Useimmat ei-sähköiset parametrit ovat selviä kaikille käyttäjille. Keskitytään kuitenkin asiaankuuluvampiin parametreihin. Useimmat nykyaikaiset virtalähteet ovat hiljaisia, ja niiden melutaso on noin 16 dB. Vaikka virtalähteeseen, jonka nimellismelutaso on 16 dB, voidaan asentaa tuuletin, jonka pyörimisnopeus on 2000 rpm. Tässä tapauksessa, kun virtalähteen kuormitus on noin 80 %, puhaltimen nopeuden säätöpiiri kytkee sen päälle maksiminopeudella, mikä aiheuttaa merkittävää melua, joskus yli 30 dB.

On myös tarpeen kiinnittää huomiota virtalähteen mukavuuteen ja ergonomiaan. Virtakaapeleiden modulaarisella liitännällä on monia etuja. Tämä tekee myös laitteiden liittämisestä helpompaa, vähentää tilaa tietokoneen kotelossa, mikä puolestaan ​​​​ei ole vain kätevää, vaan parantaa tietokoneen komponenttien jäähdytystä.

Standardit ja sertifikaatit

Kun ostat virtalähteen, sinun on ensin tarkasteltava sertifikaattien saatavuutta ja sen vastaavuutta nykyaikaisten kansainvälisten standardien kanssa. Seuraavat standardit löytyvät useimmiten virtalähteistä:

RoHS, WEEE - ei sisällä haitallisia aineita;

UL, cUL - sertifikaatti sen teknisten ominaisuuksien noudattamisesta sekä sisäänrakennettujen sähkölaitteiden turvallisuusvaatimukset;

CE - sertifikaatti, joka osoittaa, että virtalähde täyttää Euroopan komitean direktiivien tiukimmat vaatimukset;

ISO - kansainvälinen laatusertifikaatti;

CB - kansainvälinen todistus sen teknisten ominaisuuksien noudattamisesta;

FCC - virtalähteen tuottamien sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) ja radiotaajuushäiriöiden (RFI) standardien noudattaminen;

TUV - sertifikaatti kansainvälisen standardin EN ISO 9001:2000 vaatimusten noudattamisesta;

CCC - Kiinan sertifikaatti turvallisuuden, sähkömagneettisten parametrien ja ympäristönsuojelun noudattamisesta.

On olemassa myös ATX-muotokertoimen tietokonestandardeja, jotka määrittelevät virtalähteen mitat, suunnittelun ja monet muut parametrit, mukaan lukien sallitut jännitepoikkeamat kuormitettuna. Nykyään ATX-standardista on useita versioita:

• ATX 1.3 -standardi;
• ATX 2.0 -standardi;
• ATX 2.2 -standardi;
• ATX 2.3 standardi.

Ero ATX-standardien versioiden välillä koskee pääasiassa uusien liittimien käyttöönottoa ja uusia vaatimuksia teholähteen tehonsyöttölinjoille.

Kun on tarpeen ostaa uusi ATX-virtalähde, sinun on ensin määritettävä teho, joka tarvitaan sen tietokoneen virtalähteeseen, johon tämä virtalähde asennetaan. Sen määrittämiseksi riittää, kun lasketaan yhteen järjestelmässä käytettyjen komponenttien teho esimerkiksi outervision.com-laskimella. Jos tämä ei ole mahdollista, voimme edetä säännöstä, että keskimääräiselle tietokoneelle, jossa on yksi pelinäyttökortti, riittää virtalähde, jonka teho on 500-600 wattia.

Ottaen huomioon, että suurin osa virtalähteen parametreista selviää vain testaamalla, seuraava askel on vahvasti suositella, että tutustut mahdollisten kilpailijoiden testeihin ja katsauksiin - virtalähdemalleihin, jotka ovat saatavilla alueellasi ja täyttävät tarpeitasi osoitteessa ainakin tarjotun tehon suhteen. Jos tämä ei ole mahdollista, sinun on valittava virtalähteen nykyaikaisten standardien mukainen (mitä suurempi numero, sitä parempi), ja on toivottavaa, että virtalähteessä on APFC-piiri. Virtalähdettä ostettaessa on myös tärkeää kytkeä se päälle, mikäli mahdollista heti ostopaikalla tai heti kotiin saavuttuaan, ja seurata sen toimintaa, jotta virtalähteestä ei kuulu vinkua, huminaa tai muuta ylimääräistä ääntä.

Yleensä sinun on valittava virtalähde, joka on tehokas, hyvin valmistettu, jolla on hyvät ilmoitetut ja todelliset sähköparametrit ja joka on myös helppokäyttöinen ja hiljainen käytön aikana, jopa suurella kuormituksella. Älä missään tapauksessa saa säästää muutamaa dollaria ostaessasi virtalähdettä. Muista, että koko tietokoneen vakaus, luotettavuus ja kestävyys riippuvat pääasiassa tämän laitteen toiminnasta.

Artikkeli luettu 171175 kertaa

Tilaa kanavamme

ATX (Edistynyttä teknologiaa laajennettu) - muototekijä pöytätietokoneille. Siitä lähtien, kun se tuli markkinoille vuonna 2001, tämä muototekijä on toiminut johtavana standardina tietokonejärjestelmien massatuotettujen muototekijöiden markkinoilla.

ATX määrittää seuraavat emolevyn parametrit:

• Emolevyn geometria;
• Perusvaatimukset liittimien ja reikien sijainnille kotelossa;
• Joidenkin liittimien muoto ja sijainti (pääasiassa virtaliittimet);
• Virtalähteen mittojen geometria;
• Virtalähteen sijainti kotelossa;
• Virtalähteen sähköiset parametrit;

Lautojen koot

Nimi	Laudan mitat (mm)
EATX(Laajennettu)
microBTX
Ultra ATX
Mini-DTX
microATX(min.)
Mini-ITX
EEPPINEN(Ilmaista)
Mini ATX
Nano-ITX
COM Express
ESMexpress
Pico-ITX
PC/104 (-Plus)
matkapuhelin-ITX
CoreExpress

Tarina

ATX-muototekijä luotiin ja julkistettiin tietokonejärjestelmien valmistajien keskuudessa vuonna 1995. Kehityksen kirjoittaja on Intel. ATX-standardi toimi loogisena vaihtoehtona ja kehittyvänä korvaajana pitkään käytetylle ja jo vanhentuneelle AT-standardille.

Intelin lisäksi muut OEM-laitetoimittajat ovat alkaneet aktiivisesti tuottaa niille emolevyjä ja virtalähteitä (sekä muita komponentteja) uudessa ATX-muodossa. Vanhan standardin globaali korvaaminen tapahtui vuoden 1999 lopussa - vuoden 2001 alussa. Tuolloin muut modernit standardit ( microATX, flexATX, mini-ITX), säilytti suurimmaksi osaksi jäljen ATX-standardin tärkeimmistä ominaisuuksista muuttaen vain levyjen kokoa ja korttipaikkojen määrää.

Kehittyessään ATX-spesifikaatio kävi läpi seuraavan standardikehityksen:

• ATX 1.0 standardi.
• ATX 1.1 standardi.
• ATX 1.2 standardi.
• ATX 1.3 standardi.
• ATX 2.0 standardi.
• ATX 2.1 standardi.
• ATX 2.2 standardi.
• ATX 2.3 standardi.

Vuonna 2003 Intel julkisti uuden standardin nimeltä BTX. Se luotiin lisäämään järjestelmäyksikön jäähdytyksen tasoa ja intensiteettiä. ATX:n korvaaminen johtui tietokonekomponenttien lämpötehon kasvusta. Ensinnäkin nämä olivat prosessoreita. Uusi vaihe uuteen muotoon siirtymisessä alkoi, joka kuitenkin pysähtyi pian. Useimmat tietokoneteollisuuden edustajat luopuivat uuden muodon massajakelusta PC-komponenttien aiheuttaman tehon vähenemisen vuoksi.

Tähän päivään asti ATX ja sen johdannaiset ovat markkinoiden yleisimpiä muototekijöitä, eikä niille ole lähitulevaisuudessa kiinnostavampaa vaihtoehtoa.

Tärkeimmät erot ATX:n ja AT:n välillä

• Emolevy vastaa prosessorin virransyötöstä. Ohjausyksikön ja joidenkin oheislaitteiden toiminnan varmistamiseksi piirilevylle lähetetään 5/3,3 voltin valmiustilajännite. Vaikka monissa ohjeissa vaaditaan virtajohdon irrottamista osien turvallisen vaihtamisen varmistamiseksi, monet ATX-virtalähteet on varustettu katkaisukytkimellä, joka on asennettu suoraan koteloon.
• Virtalähteen takaseinässä olevaa tuuletinta voidaan täydentää tai korvata 12/14 cm tuulettimella, joka asennetaan virtalähteen pohjalle. Tämä mahdollistaa suuren ilmavirran luomisen pienemmillä nopeuksilla, mikä johtaa vastaavasti melutasojen laskuun. Emolevyn elementit on järjestetty siten, että prosessorin jäähdytyselementti on asennettu virtalähteen tuulettimen ilmavirran reitille.
• Virtaliitin on vaihtunut. Kahden samanlaisen virtaliittimen virheellisen kytkemisen estämiseksi (kuten edellisessä standardissa) ATX-standardi on varustettu avainliittimellä, jota ei voida kytkeä väärin. Tehonkulutuksen kasvun vuoksi ATX-virtaliittimen nastojen määrä kasvoi ensin 20:een ja sitten 24:ään.
• Myös kotelon takapaneeli on saanut päivityksen. AT-standardissa oli vain reikä näppäimistön liitintä varten takapaneelissa. Muut laitteet yhdistettiin erityisillä korteilla, joiden liittimet oli asennettu emolevylle ja kiinnitetty erityisiin korttipaikkoihin. ATX-standardi eroaa siinä, että näppäimistön (ja hiiren) liittimet sijaitsevat perinteisesti päällä, lopun tilan vie kiinteän kokoinen suorakaiteen muotoinen reikä, joka emolevyn valmistajasta riippuen voidaan täyttää erilaisilla liittimillä missä tahansa järjestyksessä. Emolevyn mukana tulee erityinen "pistoke", jossa on paikat tietylle emolevylle. Tämä on erittäin kätevää, koska käyttäjällä on mahdollisuus käyttää samaa koteloa emolevyjen kanssa, jotka on varustettu täysin erilaisilla liitinsarjoilla. Tällä "pistokkeella" on myös joitain muita toimintoja: se vähentää emittoituja EMR-arvoja ja muodostaa yhden alustan maasilmukan.

Liittimet ja pistoke

Kotelon takana oleva metallinen "tulppa" suorittaa erittäin tärkeän toiminnon. Sen ansiosta emolevyvalmistajat voivat integroida erilaisia ​​liitäntälaitteita tuotteisiinsa varsin vapaasti sijoittaa liittimet ilman, että heidän tarvitsee koordinoida asemaansa kotelovalmistajien kanssa.

Ainoa pistokkeen vaatimus on ulkoiset geometriset mitat:

• leveys: 158,75 ± 2 mm;
• korkeus: 44,45 ± 2 mm;
• paksuus 0,94 - 1,32 mm;
• paneelin pyöristys enintään 0,99 mm.

ATX-kotelon vakioliittimet ovat:

• PS/2-liitin näppäimistön ja hiiren liittämiseen. Joissakin tapauksissa on yleisliitin, joka tukee molempia laitteita. Mutta tällä hetkellä on yleinen suuntaus vaihtaa tämä liitin moderniksi USB-liitännäksi. Budjettilevyjen joukossa näitä liittimiä käytetään kuitenkin edelleen.
• Integroidun äänikortin 3,5 mm:n liittimet (3 - 6 kpl). Nämä sisältävät:
  • linjalähtö (vihreä);
  • linjatulo (sininen);
  • mikrofonitulo (vaaleanpunainen);
• USB-liittimet (4 - 8);
• Liitin paikalliseen verkkoon liittämistä varten.

Lisäksi voidaan asentaa seuraavat liittimet:

• Rinnakkaisviestintäportti;
• Sarjaportti (1-2) - yksinkertainen 9-nastainen liitin;
• Peliportti joystickin tai syntetisaattorin liittämiseen;
• Digitaaliset äänilähdöt (koaksiaaliset ja/tai optiset);
• Sisäänrakennettu videosovitin;
• Integroitu videolähtö (D-sub, S-Video, DVI tai HDMI);
• Toinen portti integroiduille verkkokorteille;
• IEEE 1394 -liitäntä;
• Liitin WiFi-antennille;
• BIOSin pikanollauspainike.

Tietokonekoteloiden ja emolevyjen muototekijä on yksi niiden merkittävistä ominaisuuksista. Ihmiset kohtaavat usein väärinkäsityksen ATX:n ja mATX:n erosta joko uutta järjestelmää kootessaan tai vanhaa päivittäessään. Useimmat ihmiset tuntevat vain nämä lyhenteet, vaikka muut voivat esiintyä kontekstissa. Molemmat standardit ovat samankaltaisia ​​toistensa kanssa, ja niillä on identtiset vaatimukset useille komponenteille, joten kannattaa harkita ATX ja mATX erityisesti emolevyjen suhteen - muototekijä on tässä ratkaiseva.

Määritelmä

ATX— pöytätietokoneiden täysikokoisten emolevyjen muotokerroin, joka määrittää mitat, porttien ja liittimien lukumäärän ja muut ominaisuudet. Se on myös henkilökohtaisten pöytätietokoneiden muototekijä, joka määrittää kotelon mitat, kiinnikkeiden sijainnin, virtalähteen sijainnin, koon ja sähköiset ominaisuudet.

mATX- pienikokoisten emolevyjen muotokerroin, joissa on pienempi määrä portteja ja liitäntöjä. Myös - järjestelmäyksikkötapausten muotokerroin.

Vertailu

Ero ATX:n ja mATX:n välillä on ensisijaisesti koossa. Täysikokoiset emolevyt asennetaan full-tower- ja midi-torni-muotoihin, mATX-emolevyt asennetaan myös minitornikoteloihin. ATX-levyjen vakiomitat ovat 305x244 mm, vaikka ne voivat olla hieman pienempiä leveydeltään - jopa 170 mm. mATX-levyjen (usein nimeltään micro-ATX) vakiomitat ovat 244x244 mm, mutta ne voidaan leikata 170 mm:iin. Standardit eivät ole kovin tiukkoja, ja muutaman mm:n ero valmistajasta tai toisesta on yleistä eikä vaikuta mihinkään. Mutta asennuspaikat ovat tiukasti standardoituja muototekijän mukaan, ja ne ovat ehdottomasti aina samat kuin emolevyjen asennuksen kotelon reikiä. Visuaalisesti se määritetään seuraavasti: ensimmäinen pystysuora reikärivi pistokkeesta on universaali, toinen on tarkoitettu mATX:lle ja kolmas on ATX-kortille. ATX-korttia ei voi asentaa pieniin mATX-koteloihin, päinvastoin, useimmissa tapauksissa asennus ei aiheuta vaikeuksia.

Toinen ero on porttien ja liitäntöjen määrä. Tämä ei ole standardoinnin alainen ja jää valmistajan harkinnan varaan. Useimmissa mATX-korteissa on kuitenkin minimaalinen herrasmiessarja: kaksi, ei neljä, kuten ATX:ssä, paikat RAM-muistille, vähemmän SATA- ja USB-liitäntöjä, yksi videolähtö takapaneeli (jos on), I/O-portit, usein yhdistetty, vähintään USB, useimmiten ei ole eSATA:n tai HDMI:n kaltaisia ​​tavaroita. Nykyään kaikki emolevyt on varustettu ethernet-portilla. PCI-paikkojen määrä mATX-korteilla on minimaalinen, joten näytönohjaimen ja muutaman lisäkortin asentaminen on lopullinen unelma. Lisäksi pienten levyjen pinta-alan pienenemisen vuoksi integrointi on aina olennaista, ja juotettujen osien määrä on pienempi.

Käytännössä tietokoneen käyttäjä ei löydä juuri mitään eroja emolevyjen muototekijöiden välillä. Koteloiden pienen koon ja mATX-elektroniikan ”klusteroitumisen” vuoksi mATX saattaa lämmetä enemmän ja uusien komponenttien asentaminen voi olla hankalaa tilansäästön vuoksi.

Päätelmien verkkosivusto

1. ATX on suurempi sekä emolevyn että kotelon muototekijänä.
2. mATX:n toiminnallisuus on vähentynyt porttien ja liittimien määrän vähentymisen vuoksi.
3. mATX-kortit voidaan asentaa ATX-koteloihin, eikä päinvastoin.
4. Joissakin tapauksissa mATX aiheuttaa hankaluuksia komponenttien asennuksessa.