Многие пользователи недооценивают важность блока питания в обеспечении корректной и стабильной работы компьютера, хотя этого делать не стоит. Именно от хорошего блока питания будет зависеть, насколько уверенно, быстро и эффективно будут работать все составляющие компьютера. В том случае, если вы решили заменить блок питания на новый, вам необходимо его правильно подключить. Данный вопрос и будет рассмотрен подробнее.
Замена блока питания – процесс не такой сложный, как может показаться на первый взгляд. Если к делу подходить основательно и с должной аккуратностью, то процедура снятия старого блока питания и установки нового будет происходить в считаные минуты.
Выбор блока питания
Блок питания (БП) подбирается с учетом следующих особенностей персонального компьютера (ПК):
- форм-фактор корпуса: их несколько, ATX самый распространенный;
- мощность установленных модулей: самые большие потребители – это процессор и видеокарта, иногда может стоять 2 видеокарты;
- форм-фактор самого БП;
- вид распиновки разъемов модулей: они должны быть у блока питания;
- количество шлейфов и контактных разъемов должно обеспечить подключение всех модулей ПК.
Производителей силовых блоков для ПК несколько десятков. Среди популярных можно назвать: Corsair, FSP, SeaSonic, Thermaltake, ZALMAN, DeepCool, ENERMAX, ASUS, Gigabyte.
Последовательное соединение элементов.
При последовательном соединении элементов питания выделяются две схемы: последовательно-дополняющая и последовательно-препятствующая. В последовательно-дополняющей схеме положительный вывод первого элемента питания соединяется с отрицательным выводом второго элемента питания; положительный вывод второго элемента питания соединяется с отрицательным выводом третьего элемента питания и т.д. (рисунок 3.11.)
Рисунок 3.11.Последовательное соединение элементов питания.
При таком соединении источников питания через все элементы будет течь одинаковый ток:
Iобщ=I1=I2=I3
Индексы в обозначениях токов указывают на номера отдельных источников питания (элементов или батарей питания) А полное напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений (ЭДС) отдельных элементов:
Еобщ = Е1 + Е2 + Е3.
При последовательно-препятствующем включении источников питания, они соединяются друг с другом одноименными выводами. Но на практике такая схема не применяется или применяется, но очень редко.
Пошаговая инструкция
Компьютер следует отключить от сети питания. Отсоединить все провода периферийных устройств: клавиатуры, монитора, мыши, акустических колонок, Интернета, видеокамеры и т.п.
Снять боковые крышки с ПК и расположить корпус на боку.
Отсоединить все провода с разъемами от внутренних модулей. Некоторые разъемы имеют фиксирующие защелки. Их следует отогнуть перед разъединением. Выкрутить из БП винты, удерживающие его в корпусе. Обычно их 4 штуки. Вынуть БП из корпуса.
Установка в корпус
- Вставить новый блок питания в корпус системного блока, при этом отверстия для крепления винтами на блоке питания должны совпасть с отверстиями на корпусе ПК. Вкрутить монтажные винты.
- Проверить вращение вентилятора, толкнув его за лопасть. Он должен вращаться свободно, без подклинивания.
- Снять фиксирующую ленту или стяжку и разобрать провода, чтобы они не мешали друг другу.
Подключение к материнской плате и другим комплектующим
Для подключения блока питания к материнской плате нужно поочередно присоединить провода БП к модулям с учетом распиновки. Материнская плата может иметь 20 или 24 контакта, которые еще называют pin, в переводе с английского означает “штырьковый контакт”.
Разъем питания процессора выполнен отдельным шлейфом с коннектором на 4 или 8 контактов. Дополнительно может иметься шлейф для подключения куллера, также на 4 контакта.
Разъем питания процессора на материнской плате 8 pin
Простые видеокарты или, как их еще называют, “затычки” получают питание через слот PCI. Но относительно мощные модели имеют дополнительное питание через разъемы с 6 или 8 (6+2) контактами.
Остальные модули имеют 4 контакта для подключения различных устройств:
- жесткие диски;
- привод DVD/CDROM;
- дополнительное питание видеокарты;
- дополнительные кулеры для охлаждения ПК.
Схема подключения силового блока к модулям компьютера
Убедиться, что провода не мешают вращению установленных внутри корпуса системного блока вентиляторов. По окончании подключений нужно проверить положение клавиши включения БП и перевести ее в состояние “Выключено”, оно помечено “0”. Не стоит подключать шнур питания к сети при включенной клавише БП.
Вставить сетевой шнур сначала в БП, а затем подключить к сети. Перевести клавишу на БП в положение “Включено”, помечено “I”. Произвести пробный пуск ПК в работу стандартным образом через пусковую кнопку на корпусе.
Если все модули подключены правильно, произойдет запуск компьютера и загрузка операционной системы.
В противном случае раздастся звуковой сигнал, свидетельствующий о неправильном подключении. Следует отключить ПК путем нажатия кнопки пуск на корпусе компьютера и удержания её в течение 10 секунд. Если отключения не произошло и сигнал продолжает звучать, отключить БП клавишей.
Проверить правильность всех подключений. Обратить внимание на качественное соединение контактов. При подключении разъемов следует прижать колодку до щелчка фиксатора. В сомнительных случаях подключить провод заново и повторить пуск компьютера.
Как проверить ATX БП без компьютера
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Чтобы запустить неподключенный к компьютеру силовой модуль, нужно замкнуть 2 контакта на шлейфе для материнской платы с колодкой на 20 или 24 pin. Провод зеленого цвета (PS-ON) отвечает за включение ПК, его нужно соединить с черным проводом – “массой”. Однако включать БП без нагрузки нельзя. Импульсные блоки без нагрузки могут выдавать очень высокое напряжение, которое повредит электрические элементы самого БП.
В качестве нагрузки можно использовать любое устройство для системника. Например, привод DVD или жесткий диск. Подключив нагрузку и замкнув контакт PS-ON, можно присоединить блок питания к сети и нажать кнопку “Включение” на БП. Вращение вентилятора и характерное гудение будет свидетельствовать о работе модуля питания.
Обычные ошибки на уровне платы
В общем случае, в многослойных платах сплошные земляные полигоны и полигоны питания обеспечивают целостность сигналов в максимальной степени.
На начальном этапе следует выбрать точки подключения земли на шасси и на всех печатных платах. Некоторые неопытные разработчики рассматривают землю как некое магическое место, в котором исчезают все наводки и нивелируются все просчеты. Иногда они выбирают вначале точку земли, но не обеспечивают раздельных путей протекания возвратных токов к этой точке от схем разных типов. Подобную ошибку иллюстрирует рисунок 2.
Рис. 2. Ошибки, приводящие к зашумленной земле
Начнем с отмеченной звездочкой точки заземления на источнике питания +5 В. Генерируемые цифровыми схемами шумы будут попадать как в источник питания 5 В, так и на землю. Понятно, что аналоговой схеме требуется «чистое» напряжение +3,3 В, но мыполенились провести отдельные дорожки земли и шины +5 В к обозначенным звездочками точкам на источнике питания. Линейный LDO-стабилизатор необходим для создания чистых 3,3 В, во всяком случае, нам так кажется. В действительности напряжение на выходе линейного стабилизатора всегда будет ровно на 3,3 В выше опорного напряжения или потенциала земли. Следовательно, если LDO-стабилизатор выполняет свою работу, а потенциал земли скачет вверх и вниз, словно дрожащая красная стрелка индикатора, то выходное напряжение +3,3 В станет изменяться вслед за потенциалом земли. А теперь поинтересуемся, сколько времени понадобится на поиск причин некорректной работы модуля, в котором не предусмотрено раздельное подключение цифровых и аналоговых схем к источнику питания? Лучший способ подключения аналоговой схемы показан на рисунке 3.
Рис. 3. Надлежащее подключение к земле и питанию. Предполагается, что в точках подключения земля и питание чистые
Утверждение, что в точках, помеченных на рисунке 3 звездочками, земля и питание чистые, означает, что в этих точках они однородны, между землей и питанием нет дифференциального шума. В идеале выходной импеданс источника питания должен быть почти нулевым, или на выходе должны стоять развязывающие конденсаторы с низким эквивалентным последовательным сопротивлением в интересуемом диапазоне частот. У индивидуальных проводников, подключающих различные схемы к точкам земли и питания, также имеется свое сопротивление и индуктивность. Мы рассчитываем на то, что эти сопротивление и индуктивность изолируют шумящие схемы от чистых схем. Последовательно включенные сопротивление и индуктивность, а также развязывающие конденсаторы на выходах схемных блоков формируют фильтр нижних частот. Если проводник, идущий к схемному блоку, относительно короток – может потребоваться дискретный резистор или индуктивность.
Рис. 4. Конденсатор с присущими ему паразитны- ми компонентами
Обеспечить развязку не так уж просто, поскольку у конденсаторов имеются паразитные индуктивности. На практике конденсатор описывают в виде последовательной RCL-схемы (рисунок 4). Емкость доминирует на низких частотах, но выше частоты последовательного резонанса (Self-Resonance Frequency (SRF) – собственная резонансная частота), показанной для различных номиналов конденсаторов на графиках (рисунок 5), находится область, в которой импеданс конденсатора носит индуктивный характер. Таким образом, конденсатор полезен для развязки только в диапазоне частот, находящихся вблизи или ниже его SRF, то есть там, где его импеданс мал.
Рис. 5. Шесть конденсаторов разных номиналов и их собственные резонансные частоты
На рисунке 5 показаны типичные частотные характеристики конденсаторов разных номиналов [1]. На рисунке ясно видны собственные резонансные частоты (спады на графиках). Приведенные характеристики также показывают, что на низких частотах конденсаторы с более высокими значениями емкостей (обладающие более низким импедансом) обеспечивают более качественную развязку, чем конденсаторы меньших номиналов. Для построения частотных характеристик конденсаторов можно использовать бесплатные SPICE-программы [2…4].
Обзор схем источников питания
Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь. Работа преобразователей этого типа заключается в использовании двухтактного режима.
Стабилизация выходных параметров ИП осуществляется применением широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) управляющих сигналов.
В импульсных источниках питания часто используется микросхема ШИМ-контроллера TL494, которая обладает рядом положительных свойств:
- приемлемые рабочие характеристики микросхемы. Это – малый пусковой ток, быстродействие;
- наличие универсальных внутренних элементов защиты;
- удобство использования.
Простой импульсный БП
Принцип работы обычного импульсного
БП можно увидеть на фото.
Первый блок выполняет изменение переменного тока в постоянный. Преобразователь выполнен в виде диодного моста, который преобразовывает напряжение, и конденсатора, сглаживающего колебания.
Кроме этих элементов могут присутствовать еще дополнительные комплектующие: фильтр напряжения и термисторы. Но, из-за дороговизны, эти комплектующие могут отсутствовать.
Генератор создает импульсы с определенной частотой, которые питают обмотку трансформатора. Трансформатор выполняет главную работу в БП, это – гальваническая развязка и преобразование тока до требуемых величин.
Далее переменное напряжение, генерируемое трансформатором, идет на следующий блок. Этот блок из диодов, выравнивающих напряжение, и фильтра пульсаций. Фильтр состоит из группы конденсаторов и дросселя.
