Экономическая сторона при подборе блока питания.

Стабильная и надежная работа компьютера зависит от качества и свойств его комплектующих. С процессором, памятью, материнкой более-менее все понятно – чем больше мегагерц, гигабайт и т. д., тем лучше.

А чем отличаются блоки питания за 15 $ и за, скажем, 60 $?

Те же напряжения, та же мощность на этикетке – зачем платить больше? В результате приобретается блок питания с корпусом за 25-35 $ Себестоимость же блока питания в нем с учетом доставки из Китая, растаможки и перепродажи 2-3 посредниками, составляет всего 5-7 $!!! В результате компьютер может глючить, зависать, перезагружаться ни с того ни с сего.

Срок работы качественного блока питания составляет 4-7 лет, а продлить его можно тем, что реже выключать и включать компьютер, причем интервал между последовательным выключением и включением должен составлять не менее 10 секунд.

Модернизация блока питания.

Стабильность работы компьютерной сети также зависит от качества блоков питания компьютеров, ее составляющих. При работе с блоком бесперебойного питания, и в момент переключения его на внутреннюю батарею, перезагружаться. Но самое страшное, если в результате выхода из строя, такой блок питания похоронит еще полкомпьютера включая жесткий диск. Восстановление информации с жестких дисков, сожженных блоком питания, нередко превышает стоимость самого жесткого диска в 3-5 раз… Объясняется все просто – так, как качество блоков питания сложно сходу проконтролировать, особенно если они продаются внутри корпусов, то это повод для китайского дядюшки Ли сэкономить за счет качества и надежности – за наш счет.

А делается все чрезвычайно просто – наклейкой новых бирок с большей заявленной мощностью на старые блоки питания. Мощность на наклейках из года в год все больше и больше, а начинка блоков все та же. Этим грешат Codegen, JNC, Sunny, Ultra, разные «no name».

Рис.1 Типичный китайский дешевый блок питания ATX. Доработка целесообразна.

Факт: новый блок питания Codegen 300W нагрузили на сбалансированную нагрузку 200 Вт. Через 4 минуты работы задымились его провода, ведущие к разъёму ATX. При этом наблюдался разбаланс выходных напряжений: по источнику +5В – 4, 82В, по +12В – 13,2В.

Чем конструктивно отличается хороший блок питания от тех «no name», что обычно покупаются? Даже не вскрывая крышку, как правило, можно заметить разницу в весе и толщине проводов. За редким исключением хороший блок питания тяжелее.

Но главные отличия внутри. На плате дорогого блока питания все детали на месте, достаточно плотный монтаж, основной трансформатор приличных размеров. В отличие от него, дешевый кажется полупустым. Вместо дросселей вторичных фильтров - перемычки, часть фильтрующих конденсаторов не запаяна вообще, сетевой фильтр отсутствует, трансформатор малых размеров, вторичные выпрямители тоже, либо выполнены на дискретных диодах. Наличие корректора фактора мощности вообще не предусмотрено.

Зачем нужен сетевой фильтр? Во время своей работы любой импульсный блок питания наводит высокочастотные пульсации как по входной (питающей) линии, так и по каждой из выходных. Компьютерная электроника весьма чувствительна к этим пульсациям, поэтому даже самый дешевый блок питания использует пусть упрощенные, минимально достаточные, но все же фильтры выходных напряжений. На сетевых фильтрах обычно экономят, что является причиной выброса в осветительную сеть и в эфир достаточно мощных радиочастотных помех. На что это влияет и к чему это приводит? В первую очередь это «необъяснимые» сбои в работе компьютерных сетей, коммуникаций. Появление дополнительных шумов и помех на радиоприемниках и телевизорах, особенно при приеме на комнатную антенну. Это может вызывать сбои в работе другой высокоточной измерительной аппаратуры, находящейся рядом, или включенной в ту же фазу сети.

Факт: чтобы исключить влияние разных приборов друг на друга, вся медицинская техника проходит жесткий контроль на предмет электромагнитной совместимости. Хирургическая установка на базе персонального компьютера, которая всегда с успехом проходила эту проверку с большим запасом по характеристикам, оказалась забракованной по причине превышения предельно допустимого уровня помех в 65 раз. А там всего то в процессе ремонта был заменен блок питания компьютера на приобретенный в местном магазине.

Еще факт: медицинский лабораторный анализатор со встроенным персональным компьютером вышел из строя – в результате броска сгорел штатный блок питания ATX. Чтобы проверить, не сгорело ли еще что, на место сгоревшего подключили первый попавшийся китаец (оказался JNC-LC250). Нам так и не удалось запустить этот анализатор, хотя все напряжения, выдаваемые новым блоком питания и измеренные мультиметром, были в норме. Хорошо догадались снять и подключить блок питания ATX от другого мед прибора (тоже на базе компьютера).

Наилучший с точки зрения надежности вариант – изначально приобретение и использование качественного блока питания. Но что делать, если денег в обрез? Если голова и руки на месте, то неплохие результаты можно получить уже доработкой дешевых Китайцев. Они – люди экономные и предусмотрительные – спроектировали печатные платы по критерию максимальной универсальности, т. е. таким образом, чтобы в зависимости от количества установленных комплектующих можно было бы варьировать качеством и, соответственно, ценой. Другими словами, если мы установим те детали, на которых производитель сэкономил, и еще кое – что поменяем – получим неплохой блок средней ценовой категории. Конечно, это не сравнить с дорогими экземплярами, где топология печатных плат и схемотехника изначально рассчитывалась для получения хорошего качества, как и все детали. Но для среднестатистического домашнего компьютера вполне приемлемый вариант.

Итак, какой блок подойдет? Критерий первоначального отбора – величина самого большого ферритового трансформатора. Если он имеет бирку, на которой вначале идут цифры 33 или больше и имеет размеры 3х3х3 см или больше – имеет смысл возиться. В противном случае приемлемого баланса напряжений +5В и +12В при изменении нагрузки добиться не удастся, и кроме того трансформатор будет сильно греется, что значительно снизит надежность.

Дальше доработка, состоящая из следующих этапов: заменяем 2 электролитических конденсатора по сетевому напряжению на максимально возможные, способные поместиться на посадочные места. Обычно в дешевых блоках их номиналы 200 µF х 200 V, 220 µF x 200 V или в лучшем случае 330 µF x 200 V. Меняем на 470 µF x 200 V или лучше на 680 µF x 200 V. Эти электролиты, как и любые другие в компьютерных блоках питания, ставить только из серии 105 градусов!

Рис. 2 Высоковольтная часть блока питания, включающая выпрямитель, полумостовой инвертор, электролиты на 200 V (330 µF, 85 градусов). Сетевой фильтр отсутствует.

Установка конденсаторов и дросселей вторичных цепей. Дросселя можно взять из разборки на радиорынке или намотать на соответствующем куске феррита или кольце 10-15 витков провода в эмалевой изоляции диаметром 1,0-2,0 мм (больше лучше). Конденсаторы подойдут на 16 V, Low ESR типа, 105 градусов серия. Емкость следует выбирать максимальной, чтобы конденсатор смог поместиться на штатное место. Обычно 2200 µF. При мотаже соблюдаем полярность!

Рис.3 Низковольтная часть блока питания. Вторичные выпрямители, электролитические конденсаторы и дроссели, некоторые из них отсутствуют.

Меняем выпрямительные диоды и модули вторичных выпрямителей на более мощные. В первую очередь это касается выпрямительных модулей на 12 V. Это обьясняется тем, что в последние 5-7 лет энергопотребление компьютеров, в частности материнских плат с процессором, возрастало в большей степени по шине + 12 V.

Рис. 4 Выпрямительные модули для вторичных источников: 1 - наиболее предпочтительные модули. Устанавливаются в дорогих блоках питания; 2 - дешевые и менее надежные; 3 - 2 дискретных диода - самый экономный и ненадежный вариант, подлежащий замене.

Устанавливаем дроссель сетевого фильтра (место для его установки см. рис. 2).

Если радиаторы блока питания выполнены в виде пластин с прорезанными лепестками, разгибаем эти лепестки в разные стороны, чтобы максимально повысить эффективность радиаторов.

Рис. 5 Блок питания ATX с доработанными радиаторами охлаждения.

Одной рукой держим подвергающийся доработке радиатор, другой рукой с помощью плоскогубец с тонкими кончиками отгибаем лепестки радиатора. Держать за печатную плату не следует - высока вероятность повредить пайку деталей, находящихся на радиаторе и вокруг него. Эти повреждения могут быть не видны невооруженным глазом и привести к печальным последствиям.

Блоки питания боятся нагрева, который приводит к выходу из строя полупроводников и электролитических конденсаторов. Усугубляется это тем, что воздух проходит через компьютерный блок питания уже предварительно нагретый элементами системного блока. Рекомендую вовремя чистить блок питания от пыли изнутри и за одно проверять, нет ли вздутых электролитов внутри.

Рис. 6 Вышедшие из строя электролитические конденсаторы - вздувшиеся верхушки корпусов.

В случае обнаружения последних, меняем на новые и радуемся, что все осталось целым. Это же относится и ко всему системному блоку.

Внимание - брак! Электролитические конденсаторы фирмы CapXon серии LZ 105 oC (устанавливаемые в материнские платы и компьютерные блоки питания), пролежавшие в отапливаемом жилом помещении от 1 до 6-ти месяцев вздулись, из некоторых выступил электролит (рис. 7). Электролиты в употреблении не были, находились на хранении, как и остальные детали мастерской. Измеренное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) оказалось в среднем на 2 порядка! выше предельного для этой серии.

Рис. 7 Бракованные электролитические конденсаторы - вздувшиеся верхушки корпусов и завышенное эквивалентное последовательное сопротивление (ESR).

 

Техника безопасности при ремонте, модернизации, чистка блока питания.

При ремонте блока питания компьютера нужно соблюдать меры безопасности, так как здесь присутствует высокое напряжение и существует опасность поражения электрическим током, взрыва и воспламенения компонентов. Для обеспечения безопасности нужно:

1. Подключать ремонтируемый блок питания через дополнительный предохранитель на ток не более 2А, плавкий или автоматический.

2. Кроме предохранителя первое включение после ремонтных операций производить через последовательно включенную лампу накаливания. Если лампа горит полным накалом, то это говорит о коротком замыкании в цепи.

3. После каждого включения блока питания в сеть необходимо разряжать входные высоковольтные электролитические конденсаторы. Во избежание искрения нужно разряжать конденсаторы на лампу накаливания 220 вольт. Вспышка лампы является индикатором разряда конденсаторов.

4. Не забывать и строго следить за тем, чтобы блок питания был отключен от сети при проведении ремонтных работ и модернизации (кроме проведения измерений напряжений, токов, снятия осцилограмм).

5. Рядом не должно быть заземленных предметов, например водопроводных труб, батарей отопления и т.п., либо подключаться к сети нужно через разделительный трансформатор.

6. С высоковольтной частью блока питания нужно работать особенно осторожно и стараться не допускать ошибок.

 

 

 

Заключение

Итак, качественный блок питания – основа стабильной работы всей системы. Блок питания также является важной составляющей вентиляции.

Для производителей блоков питания главной целью должно являться не создание самых мощных моделей, а увеличение эффективности. Конечно, есть пользователи, кому действительно нужны 600-ваттные блоки питания, но их доля очень мала. В общем, если знать кое-что о блоках питания и уметь выполнять несложные подсчёты, то можно сэкономить деньги, как при покупке, так и при дальнейшем использовании.

В моей курсовой работе отражены принципы работы блоков питания, правильность его подключения к компьютеру, основные аспекты по ремонту и тестированию блоков питания. Вместе с тем, рассмотрены важные характеристики блоков питания и дан сравнительный анализ различных моделей источников питания. Эта информация позволит выбрать качественный и долговечный блок питания. Таким образом, поставленные передо мною цели и задачи полностью выполнены.

Из всего вышесказанного ясно, что блок питания является очень важной частью системного блока, без которого функционирование компьютера практически невозможно.

 

Список литературы

1. Глазенко Т.А., Прянишников В.А. «Электротехника и основы электроники», – М., Высшая школа, 2006.

2. Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. «Источники электропитания электронных средств», - М., 2003г.

3. Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. «Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для вузов», - 2-е изд. – М., 2004.

4. Косцов А.В., Косцов В.В. «Железо ПК. Настольная книга пользователя», - М.: «Мартин», 2006 г.

5. Марголис А. «Поиск и устранения неисправностей в персональных компьютерах». – Киев, 2004.

6. Перельман Б.Л. «Полупроводниковые приборы. Справочник», - “Солон”, “Микротех”, 2005 г.

7. Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии», - М.: БИНОМ, 2003 г.