ВІДОМОСТІ ПРО КОМП'ЮТЕРНИЙ БЛОК ЖИВЛЕННЯ

1.Серков Б.Б. Безопасная эвакуация людей при строительстве и эксплуатации высотных зданий / Б.Б. Серков, Д.А. Самошин // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. — 2009. — № 2. — С. 32—36.

2.Сотникова, И.И. Переславцева, О.Н. Филатова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. — 2011. — № 2. — С. 46—49.

3.Холщевников В.В. Проблема беспрепятственной эвакуации людей из зданий, пути ее решения и оценки // Алгоритм безопасности. — 2006. — № 4. — С. 60—63.

4. Технология возведения зданий и сооружений: Теличенко В. И., Лапидус А. А., Терентьев О. М., Соколовский В.

5. Проектирование современных высотных зданий: Сюй Пэйфу, Фу Сюеи, Ван Цуйкунь, Сяо Издательство Ассоциации, 2008 г.- 480 с.

6. Копылов Н.П. Сравнительный анализ противопожарных требований к высотным и многофункциональным зданиям а России и за рубежом // Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений. Материалы XIX науч.- практ. конф. 4 3 - М.: ВПИИПО, 2005. - С. 31- 47.

7. Болодьян И.А., Хасанов И.Р., Гомозоа А.В. Концептуальный подход к обеспечению пожарной безопасности высотного строительства и формирование противопожарных норм для высотных и многофункциональных комплексов // Современные системы и средства комплексной безопасности и противопожарной защиты объектов строительства. Материалы 2-й науч.-практ. конф. - М.: Строй безопасность, 2003. - С. 14-15.

8.Т.Уилмот, Т.Пейш. Ужасающие показатели смертности при пожарах в Восточной Европе // Пожар взрывобезопасность. - 2003. - № 1. - С.17-18.

9. П.В.Корчагин. Будущее высотного строительства. Система АДК - основа концепции «умного небоскреба» // Глобальная безопасность. - 2007. - № 1. - с.38-51.

 

 

Зміст

Вступ та історичні відомості............................................................................3

Відомості про комп'ютерний блок живлення................................................7

AT (застарілий)......................................................................................12

ATX (сучасний)....................................................................................13

Роз'єми БЖ для споживачів.................................................................14

ККД - "80 PLUS"...................................................................................15

Необхідна потужність...........................................................................15

Блоки живлення ноутбуків...................................................................16

Виробники комп'ютерних блоків живлення.......................................17

Види несправностей та методика пошуку, їх усунення..............................18

Електрорадіовимірювальні пристрої.............................................................21

Робоче місце та техніка безпеки електромеханіка.......................................25

Робоче місце...........................................................................................25

Основні вимоги до користувачів ПК з охорони праці,

техніки безпеки, пожежної безпеки...................................................26

Висновок..........................................................................................................33

Література........................................................................................................34

 

 

ВСТУП

Інтенсифікація сучасного виробництва є неможливою без прискореного розвитку приладобудування, обчислюваної техніки, радіотехніки. Каталізатором розвитку цих галузей є розвиток електроніки і мікроелектроніки.

Розвиток електроніки розпочався з використанням електровакуумних приладів.

Першими електровакуумними приладами, які знайшли широке використання, були освітлювальні лампи розжарення. Заслуга у винайдені і створенні дослідних взірців такий електровакуумних ламп належить російському електротехніку Я.М. Лодигіну.

Послідуюче вдосконалення виробництва освітлювальних ламп призвело до створення матеріальної бази, яка відіграла велику роль в розвитку електровакуумної техніки і в випуску нових видів електровакуумних приладів.

Появі електровакуумних приладів, дія яких побудована на використанні явищ, зв’язаних з проходженням струму через вакуумний проміжок, передували ряд важливих відкриттів.

Так в 1893 р. відомий американський вчений і винахідник Т.Едісон відкрив явище випускання електронів розігрітим в вакуумі катодом, яке пізніше було названо явищем термоелектронної емісії.

В 1888 р. російським фізиком, професором Московського університету А.Г.Столєтовим вперше було виявлено явище випускання електролітів металом під впливом падаючого на нього сонячного світла. Це явище було названо явищем фотоелектронної емісії.

В послідуючі роки вчені багатьох країн приділяли велику увагу глибоким і всестороннім дослідженням електронних явищ в вакуумі.
зародження електронної техніки ознаменувало початок створення радіотехніки. Знаменитою подією в історії розвитку радіотехніки було обгрунтування можливості передачі електричних сигналів на відстань нашим співвітчизником Г.Пулюєм і створення в 1885 р. першого в світі радіопередавача і радіоприймача. Подальше радіотехніка і електротехніка розвивалась сумісно і в наш час перетворились в комплексну науку, яка називається радіоелектронікою.

Перша електронна лампа – діод була виготовлена англійцем Д.П.Флемінг–ом в 1904р. Пізніше американець Лі-де-Форест ввів в електричну лампу Едісона нерухому сітку і створив електронну лампу-тріод, яка мала здатність не тільки підсилювати а й генерувати електричні сигнали.

В 1909 р. був виготовлений і введений в експлуатацію ртутний вентиль,в в1910 р. П.Я.Лошанський створив електронно-променеву трубку.

Перша електронна лампа в Росії була виготовлена Н.Д.Папалексі в 1913 р.

З цього періоду і починається виробництво електронних ламп в нашій країні. В 1918 р. Була створена Нижньо-Новгородська радіолабораторія, в якій радянські вчені і інженери М.А.Бонч-Бруєвич, В.П.Вологді, А.А.Пістолькорс і інші в важких умовах того часу розробили перші взірці приймально-підсилювальних ламп і організували їх серійне виробництво, створили потужні генераторні лампи з водяним охолодженням.

В 1922 р. в Москві було побудована найпотужніша в світі радіотелефонна передавальна станція. В тому ж році О.В.Лосєв вперше використав кристалічний детектор з “падаючою” характеристикою для генерування і підсилення електричних коливань.

В 1924 р. була розроблена 4-х електродна електронна лампа, а в 1930 р. був виготовлений і перший пентод.

Після цього було створено цілий ряд електронних ламп, які дозволили зменшити габарити і підвищити економність і надійність електронних ламп, а отже і електронної апаратури.

Починаючи з 30-х років завдяки освоєнню діапазону ультракоротких хвиль, проводились роботи по вдосконаленню звичайних радіоламп і по створенню спеціальних ламп, придатних для роботи в усьому діапазоні частот.

В цей період появились електронні лампи типу “жолудь”: керамічні, металокерамічні і маячкові лампи. Розробляються електровакуумні прилади зовсім нового типу – магнетрони, клістрони і ряд інших.

В зв’язку з вдосконаленням електронної апаратури і з намаганням різко зменшити її габарити і збільшити надійність її роботи заново відродилась проблема використання напівпровідникових приладів.

В 50-ті роки на базі нової техніки були створені напівпровідникові тріоди, які, як виявилось, мають ряд переваг перед електронними лампами. В цей період почався бурхливий розвиток електронної напівпровідникової техніки.

До 1952 р. були розроблені всі основні типи підсилювальних напівпровідникових приладів транзисторів. В теперішній час ми все частіше зустрічаємося з електронною апаратурою, в якій зустрічаються тільки напівпровідникові прилади і розроблені на їх основі інтегральні мікросхеми.

В наш час радіоелектроніка проникла в усі галузі народного господарства. Вона стала основою комплексної механізації і автоматизації виробничих процесів. Розвиток кібернетики, електронних обчислювальних машин, персональних комп’ютерів виявилось можливим тільки завдяки високому рівню сучасної електронної техніки,і зокрема напівпровідникових приладів.

Електроніка успішно допомагає лікарям лікувати хворих, стимулювати ріст рослин в сільському господарстві, сприяє продовженню зберігання кормових продуктів, дозволяє з великою точністю контролювати складні технологічні процеси, знаходить широке використання в установках для розщеплення атомних ядер, служить при вимірюванні яскравості зірок і для тонкої автоматичної обробки механічних деталей. Електронні прилади посилають вченим інформацію із космосу, здійснюють контроль за траєкторією польоту ракети і дають можливість здійснювати ї посадку в любій ланці нашої планети і навіть інших планет.

В кожну сім’ю прийшли такі вірні і надійні помічники, як радіо, телефон, телевізор, комп’ютер і інші електронні пристрої. Вони до невпізнанності змінили побут людей, надали їм багато таких необхідних зручностей.

Особлива роль в розвитку радіоелектроніки належить джерелам живлення – пристроям, які забезпечують електронні пристрої електричною енергією для їх живлення. Їм належить особлива роль, так я к жоден електронний пристрій не може нормально функціонувати без блоку живлення.

В зв’язку з надзвичайно широкою областю використання блоків живлення існує надзвичайно велика різноманітність їх типів. По принципу роботи блоки живлення можуть бути гальванічними, електричними, термоелектричними, механічними, п’єзоелектричними, комбінованими.

Особливу роль в цій гамі блоків живлення відіграють блоки живлення з перетворенням напруги. Це дає можливість споживачу значно зменшити габаритні розміри блоку живлення, знизити рівень пульсації вихідної напруги із-за підвищення частоти, яка поступає на вхід випрямляча.

Більшість імпульсних блоків живлення мають подібні структурні схеми. Обов’язковими елементами, що входять до складу структурної схеми, повинні бути вхідний фільтр, випрямляч змінної напруги в постійну, автогенератор, трансформатор і вихідний випрямляч. Дуже часто на виході може працювати кілька випрямлячів разом з стабілізаторами напруги та струму. Іноді в структурні схеми входять додаткові пристрої для покращення запуску автогенератора, а також схеми для захисту блоку живлення від пере навантаження. В схемі потрібно передбачити пристрій для захисту блоку живлення від перенавантаження, так як при його наявності можуть вийти з ладу транзистори автогенератора, які є найбільш разючими в схемі.

ВІДОМОСТІ ПРО КОМП'ЮТЕРНИЙ БЛОК ЖИВЛЕННЯ

Комп'ютерний блок живлення (англ. powersupplyunit, PSU - Блок живлення, БЖ) - джерело електроживлення, призначене для постачання вузлів комп'ютера електричною енергією постійного струму, шляхом перетворення мережевої напруги до необхідних значень.

Мал. 1 - Сучасний імпульсний блок живлення персонального комп'ютера потужністю 450 Вт

Мал. 2 - Дублювання блоку живлення з підтримкою гарячої заміни в відмовостійкості сервері.

Комп'ютерний блок живлення для настільного комп'ютера стандарту PC, персонального або ігрового, згідно специфікації ATX 2.x, повинен забезпечувати вихідні напруги 5, 12, +3,3 Вольт, а також +5 Вольт чергового режиму (англ. standby).

• Основними силовими ланцюгами є напруги +3,3, +5 і +12 В. Причому, чим вище напруга, тим більша потужність передається по даним ланцюгах. Негативні напруги живлення (-5 і -12 В) допускають невеликі струми і в сучасних материнських платах в даний час практично не використовуються.
• Напруга -5 В використовувався тільки інтерфейсом ISA материнських плат. Для забезпечення -5 В постійного струму в ATX і ATX12V версії до 1.2 використовувався контакт 20 і білий провід. Напруга -12 В необхідний лише для повної реалізації стандарту послідовного інтерфейсу RS-232, тому також часто відсутня.
• Напруги 5, 12, +3,3, +5 В чергового режиму використовуються материнською платою. Для жорстких дисків, оптичних приводів, вентиляторів використовуються тільки напруги +5 та +12 В.
• Сучасні електронні компоненти використовують напруга живлення не вище +5 Вольт. Найбільш потужні споживачі енергії, такі як відеокарта,центральний процесор, північний міст підключаються через розміщені на материнській платі або на відеокарті вторинні перетворювачі з живленням від ланцюгів як +5 В так і +12 В.
• Напруга +12 В використовується для живлення найбільш потужних споживачів. Поділ живлять напруг на 12 і 5 В доцільно як для зниження струмів по друкованим провідникам плат, так і для зниження втрат енергії на вихідних випрямних діодах блоку живлення.
• Напруга +3,3 В в блоці живлення формується з напруги +5 В, а тому існує обмеження сумарної споживаної потужності по 5 і +3,3 В.

У більшості випадків використовується імпульсний блок живлення, виконаний за полумостовой (двотактної) схемою. Блоки живлення з накопичують енергію трансформаторами (обратноходовая схема) природно обмежені за потужністю габаритами трансформатора і тому застосовується значно рідше.

Мал. 3

Імпульсний блок живлення комп'ютера (ATX) зі знятою кришкою (мал. 3): A - вхідний діодний випрямляч, нижче видно вхідний фільтр; B - вхідні зглажуючі конденсатори, правіше видно радіатор високовольтних транзисторів; C - імпульсний трансформатор, правіше видно радіатор низьковольтних діодних випрямлячів; D - дросель групової стабілізації; E - конденсатори вихідного фільтра.

Широко поширена схема імпульсного джерела живлення складається з наступних частин:

Вхідні ланцюги:

• Вхідний фільтр, що запобігає поширення імпульсних перешкод в живильну мережу. Також, вхідний фільтр зменшує кидок струму заряду електролітичних конденсаторів при включенні БП в мережу (це може призвести до пошкодження вхідного випрямного моста).
• У якісних моделях - пасивний (в дешевих) або активний коректор потужності (PFC) знижує навантаження на живильну мережу.
• Вхідний випрямний міст, перетворюючий змінну напругу в постійне пульсуюче.
• Конденсаторний фільтр, що згладжує пульсації випрямленої напруги.

• Окремий малопотужний блок живлення, що видає +5 В чергового режиму мат. плати та +12 В для живлення мікросхеми перетворювача самого ІБЖ. Зазвичай він виконаний у вигляді обратноходового перетворювача на дискретних елементах (або з групової стабілізацією вих. напружень через оптрон плюс регульований стабілітрон TL431 в ланцюзі ОС, або лінійними стабілізаторами 7805/7812 на виході) або ж (в топових моделях) на мікросхемі типу TOPSwitch.

Перетворювач

• Полумостовой перетворювач на двох біполярних транзисторах
• Схема управління перетворювачем і захисту комп'ютера від перевищення / зниження живлячих напруг, зазвичай на спеціалізованій мікросхемі (TL494, UC3844, KA5800, SG6105 і пр.).
• Імпульсний високочастотний трансформатор, який служить для формування необхідних номіналів напруги, а також для гальванічної розв'язки ланцюгів (вхідних від вихідних, а також, при необхідності, вихідних один від одного). Пікові напруги на виході високочастотного трансформатора пропорційні вхідному живлячої напруги і значно перевищують необхідні вихідні.
• Ланцюги зворотного зв'язку, яка підтримує стабільну напругу на виході блоку живлення.
• Формувач напруги PG (Power Good, "напруга в нормі"), зазвичай на окремому ОУ.

Вихідні ланцюги:

• Вихідні випрямлячі. Позитивні та негативні напруги (5 і 12 В) використовують одні й ті ж вихідні обмотки трансформатора, з різним напрямком включення діодів випрямляча. Для зниження втрат, при великому споживаної струмі, в якості випрямлячів використовують діоди Шотткі, що володіють малим прямим падінням напруги.
• Дросель вихідний групової стабілізації. Дросель згладжує імпульси, накопичуючи енергію між імпульсами з вихідних випрямлячів. Друга його функція - перерозподіл енергії між ланцюгами вихідних напруг. Так, якщо по якомусь каналу збільшиться споживаний струм, що знизить напругу в цьому ланцюзі, дросель групової стабілізації як трансформатор знизить напругу по інших ланцюгах. Ланцюг зворотного зв'язку виявить зниження вихідних ланцюгів, збільшить загальну подачу енергії, і відновить необхідні значення напруг.
• Вихідні фільтруючі конденсатори. Вихідні конденсатори, разом з дроселем групової стабілізації інтегрує імпульси, тим самим одержуючи необхідні значення напруг, які значно нижче напруг з виходу трансформатора
• Один (на одну лінію) або кілька (на кілька ліній, зазвичай +5 і +3,3) навантажувальних резисторів 10-25 Ом, для забезпечення безпечної роботи нахолостому ходу.

Переваги такого блоку живлення:

• Проста і перевірена часом схемотехніка із задовільною якістю стабілізації вихідних напруг.
• Високий ККД (65-70%). Основні втрати припадають на перехідні процеси, які тривають значно менший час, ніж стійкий стан.
• Малі габарити і маса, обумовлені як меншим виділенням тепла на регулюючому елементі, так і меншими габаритами трансформатора, завдяки тому, що останній працює на більш високій частоті.
• Менша металоємність, завдяки чому потужні імпульсні джерела живлення коштують дешевше трансформаторних, незважаючи на велику складність
• Можливість включення в мережі широкого діапазону напруг і частот, або навіть постійного струму. Завдяки цьому можлива уніфікація техніки, виробленої для різних країн світу, а значить і її здешевлення при масовому виробництві.

Недоліки полумостового блоку живлення на біполярних транзисторах:

• При побудові схем силової електроніки використання біполярних транзисторів у якості ключових елементів знижує загальний ККД пристрою. Управління біполярними транзисторами вимагає значних витрат енергії.
  Все більше комп'ютерних блоків живлення будується на більш дорогих потужних MOSFET -транзисторах. Схемотехніка таких комп'ютерних блоків живлення реалізована як у вигляді полу мостова схема, так і обратноходових перетворювачів. Для задоволення масогабаритних вимог до комп'ютерного блоку живлення, в обратноходових перетворювачах використовуються значно більш високі частоти перетворення (100-150 кГц).
• Велика кількість намотувальних виробів, індивідуально розробляються для кожного типу блоків живлення. Такі вироби знижують технологічність виготовлення БП.
• У багатьох випадку недостатня стабілізація вихідної напруги по каналах. Дросель групової стабілізації не дозволяє з високою точністю забезпечувати значення напруг у всіх каналах. Більш дорогі, а також потужні сучасні блоки живлення формують напруги 5 і 3,3 В за допомогою вторинних перетворювачів з каналу 12 В.

AT (застарілий)

У блоках живлення в комп'ютерів форм-фактора AT вимикач живлення розриває силовий ланцюг і зазвичай винесений на передню панель корпусу окремими проводами; харчування чергового режиму з відповідними ланцюгами відсутня в принципі. Однак майже всі материнські плати стандарту АТ + ATX мали вихід управління блоком живлення, а блоки живлення, в той же час, вхід, що дозволяє материнській платі стандарту АТ управляти їм (включати і вимикати).

Блок живлення стандарту AT підключається до материнської плати двома шестиконтактних роз'ємами, що включаються в один 12-контактний роз'єм на материнській платі. До роз'ємів від блоку живлення йдуть різнокольорові дроти, і правильним є підключення, коли контакти роз'ємів з чорними проводами сходяться в центрі роз'єму материнської плати. Напруги AT-роз'єму на материнській платі в таблиці 1.

Таблиця 1 - 12-контактний роз'єм на материнській платі.

	-
PG	порожній	+12 V	-12V	загальний	загальний	загальний	загальний	-5V	+5 V	+5 V	+5 V

 

ATX (сучасний)

 

Мал.4 - 20-контактний роз'єм ATX (вид на материнську плату)

 

У 24-контактного ATX роз'єму, останні 4 контакту можуть бути знімними, для забезпечення сумісності з 20-контактним гніздом на материнській платі.

1. На піковому навантаженні +12 VDC, діапазон вихідної напруги +12 VDC може коливатися в межах 10.

2. Мінімальна напруга рівнем 11.0 VDC під час пікового навантаження по +12 V2DC.

3. Витримка в діапазоні вимагається роз'єму основного живлення материнської плати і роз'єму живлення S-ATA.

4. Підвищено вимоги до +5 VDС - тепер БП повинен віддавати струм не менше 12 А (+3.3 VDC - 16,7 А відповідно, але при цьому сукупна потужність не повинна перевищити 61 Вт) для типової системи споживання потужністю 160 Вт Виявився перекіс вихідної потужності: раніше основним був канал +5 В, тепер були продиктовані вимоги щодо мінімального току +12 В. Вимоги були обумовлені подальшим зростанням потужності комплектуючих (в основному, відеокарти), чиї вимоги не могли бути задоволені лініями +5 В з- за дуже великих струмів у цій лінії.