Elegir una fuente de alimentación para su computadora. fuente de alimentación atx
¡Buenas tardes amigos!
¿Quieres saber cómo funciona la fuente de alimentación de una computadora? Ahora intentaremos comprender este problema.
Para empezar, observamos que, como cualquier dispositivo electrónico, necesita fuente de energía eléctrica. Recordemos lo que pasa
Fuentes de alimentación primaria y secundaria.
Los primarios son, en particular, fuentes de corriente química(baterías y acumuladores) y generadores de energía eléctrica ubicados en centrales eléctricas.
Se pueden utilizar ordenadores:
- Celdas de litio de 3V para alimentar el chip CMOS que almacena la configuración del BIOS,
- Baterías de iones de litio (en portátiles).
2032 celdas de litio alimentan el chip CMOS que almacena la configuración de configuración de la computadora.
El consumo de corriente es pequeño (del orden de unos pocos microamperios), por lo que la energía de la batería es suficiente para varios años.
Una vez que se agota la energía, dichas fuentes de energía no se pueden restaurar.
A diferencia de las celdas, las baterías de iones de litio son fuentes renovables. Periódicamente almacenan energía o la liberan. Observemos de inmediato que cualquier batería tiene un número limitado de ciclos de carga y descarga.
Pero la mayoría de las computadoras de escritorio no funcionan con baterías, sino con una red de voltaje alterno.
Actualmente, en cada hogar hay enchufes con voltaje alterno de 220 V (en algunos países, 110 - 115 V) con una frecuencia de 50 Hercios (en algunos países, 60 Hercios), que se puede considerar fuentes primarias.
Pero los componentes principales de la computadora no pueden usar este voltaje directamente.
Necesita ser transformado. Este trabajo lo realiza una fuente de energía secundaria (nombre popular - " unidad de potencia") computadora. Actualmente, casi todas las fuentes de alimentación (PSU) son conmutadas. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona una fuente de alimentación conmutada.
Filtro de entrada, rectificador de alto voltaje y filtro capacitivo.
Hay un filtro de entrada en la entrada de la fuente de alimentación de impulsos. No permite que las interferencias, que siempre están presentes en la red eléctrica, entren en la fuente de alimentación.
Pueden producirse interferencias al conectar consumidores de energía potentes, al soldar, etc.
Al mismo tiempo, retrasa las interferencias de la propia unidad, impidiendo que entre a la red.
Para ser más precisos, las interferencias entran y salen de la fuente de alimentación, pero con bastante fuerza. estan debilitados.
El filtro de entrada es un filtro de paso bajo (LPF).
Deja pasar las bajas frecuencias (incluida la tensión de red, cuya frecuencia es de 50 Hz) y atenúa las altas frecuencias.
El voltaje filtrado se suministra a rectificador de alto voltaje(CAMA Y DESAYUNO). Como regla general, el explosivo se fabrica mediante un circuito puente de cuatro diodos semiconductores.
Los diodos pueden estar separados o montados en una sola carcasa. Hay otro nombre para dicho rectificador: " puente de diodos».
El rectificador convierte la tensión alterna en tensión pulsante, es decir, de la misma polaridad.
En términos generales, el puente de diodos "envuelve" la media onda negativa, convirtiéndola en positiva.
El voltaje pulsante es una serie de medias ondas de polaridad positiva. A la salida del explosivo hay un filtro capacitivo: uno o dos condensadores electrolíticos conectados en serie.
Un condensador es un elemento amortiguador que puede cargar, almacenar energía y descargar, liberándola.
Cuando el voltaje en la salida del rectificador está por debajo de cierto valor (“hundimiento”), el capacitor se descarga, manteniéndolo en toda la carga. Si es mayor, el condensador se carga, cortando los picos de tensión.
En un curso superior de matemáticas se demuestra que el voltaje pulsante es suma de componente CC y armónicos, cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia de la red principal.
Por tanto, el filtro capacitivo puede considerarse aquí como un filtro de paso bajo que extrae la componente CC y atenúa los armónicos. Incluyendo el armónico principal de la red: 50 Hz.
Fuente de voltaje en espera
La fuente de alimentación del ordenador dispone de la denominada fuente de tensión de reserva (+5 VSB).
Si el enchufe del cable está insertado en la fuente de alimentación, esta tensión está presente en el contacto correspondiente del conector de la fuente de alimentación. La potencia de esta fuente es pequeña; es capaz de entregar una corriente de 1 a 2 A.
Es esta fuente de baja potencia la que pone en marcha el inversor mucho más potente. Si el conector de la fuente de alimentación está insertado en la placa base, entonces algunos de sus componentes están bajo voltaje + 5 VSB.
La señal para arrancar el inversor se suministra desde la placa base. Además, para encender puedes usar baja potencia botón.
En los modelos de computadora más antiguos, se instalaron fuentes de alimentación del antiguo estándar AT. Tenían interruptores voluminosos con contactos potentes, lo que aumentaba el coste del diseño. El uso del nuevo estándar ATX le permite "despertar" su computadora con un solo movimiento o clic del mouse. O presionando una tecla del teclado. Por supuesto, esto es conveniente.
Pero debemos recordar que los condensadores de la fuente de tensión de reserva siempre están llenos de energía. El electrolito que contienen se seca y su vida útil disminuye.
La mayoría de los usuarios tradicionalmente encienden la computadora con un botón en la carcasa y la alimentan a través de un filtro de extensión. Por lo tanto, se puede recomendar que después de apagar la computadora, corte el suministro de voltaje a la fuente de alimentación mediante el interruptor del filtro.
La elección (conveniencia o fiabilidad) es suya, queridos lectores.
Dispositivo de fuente de voltaje en espera
La fuente de voltaje de reserva (SVS) contiene un inversor de baja potencia.
Este inversor convierte el alto voltaje CC recibido del filtro de alto voltaje en voltaje CA. Este voltaje se reduce al valor requerido mediante un transformador de baja potencia.
El inversor funciona a una frecuencia mucho más alta que la frecuencia de la red, por lo que el tamaño de su transformador es pequeño. El voltaje del devanado secundario se suministra al rectificador y al filtro de bajo voltaje (condensadores electrolíticos).
El voltaje IDV debe estar en el rango de 4,75 - 5,25 V. Si es menor, es posible que el potente inversor principal no arranque. Si es mayor, la computadora puede congelarse y fallar.
Para mantener un voltaje estable, el IDN suele utilizar un diodo zener ajustable (también llamado fuente de voltaje de referencia) y retroalimentación. En este caso, parte del voltaje de salida del IDN se suministra a los circuitos de entrada de alto voltaje.
Concluyendo la primera parte del artículo, observamos que para el aislamiento galvánico de circuitos de entrada y salida se utiliza optoacoplador.
El optoacoplador contiene una fuente de radiación y un receptor. El más utilizado es un optoacoplador que contiene un LED y un fototransistor.
El inversor en el IDN se ensambla con mayor frecuencia utilizando un potente transistor bipolar o de efecto de campo de alto voltaje. Un transistor de alta potencia se diferencia de uno de baja potencia en que disipa más potencia y tiene mayores dimensiones.
Hagamos una pausa en este punto. En la segunda parte del artículo veremos el inversor principal y la parte de bajo voltaje de la fuente de alimentación de la computadora.
Víctor Geronda estaba contigo.
¡Nos vemos en el blog!
PD Se puede hacer clic en las fotos, hacer clic, mira atentamente los diagramas¡Y sorprende a tus amigos con tu erudición!
Fuente de alimentación de la computadora (PSU) es un dispositivo electrónico de pulso independiente diseñado para convertir el voltaje de CA en una serie de voltajes de CC (+3,3 / +5 / +12 y -12) para alimentar la placa base, la tarjeta de video, el disco duro y otras unidades de computadora.
Antes de comenzar a reparar la fuente de alimentación de la computadora, debe asegurarse de que esté defectuosa, ya que la imposibilidad de iniciar la computadora puede deberse a otras razones.
Foto de la apariencia de una fuente de alimentación ATX clásica para una computadora estacionaria (escritorio).
¿Dónde está ubicada la fuente de alimentación en la unidad del sistema y cómo desmontarla?
Para acceder a la fuente de alimentación de la computadora, primero debe quitar la pared lateral izquierda de la unidad del sistema desatornillando dos tornillos en la pared trasera en el lado donde se encuentran los conectores.
Para quitar la fuente de alimentación de la caja de la unidad del sistema, debe desatornillar los cuatro tornillos marcados en la foto. Para realizar una inspección externa de la fuente de alimentación, basta con desconectar de las unidades de la computadora solo aquellos cables que interfieran con la instalación de la fuente de alimentación en el borde de la caja de la unidad del sistema.
Después de colocar la fuente de alimentación en la esquina de la unidad del sistema, debe desatornillar los cuatro tornillos ubicados en la parte superior, en la foto rosa. A menudo, uno o dos tornillos se esconden debajo de una pegatina y, para encontrarlo, es necesario despegarlo o perforarlo con la punta de un destornillador. También hay pegatinas en los lados que dificultan la extracción de la cubierta; es necesario cortarlas a lo largo de la línea de las partes coincidentes de la carcasa de la fuente de alimentación.
Después de quitar la cubierta de la unidad de fuente de alimentación, asegúrese de quitar todo el polvo con una aspiradora. Es una de las principales causas de fallo de los componentes de radio, ya que al cubrirlos con una capa gruesa se reduce la transferencia de calor de las piezas, se sobrecalientan y, trabajando en condiciones difíciles, fallan más rápido.
Para un funcionamiento confiable de la computadora, es necesario eliminar el polvo de la unidad del sistema y de la fuente de alimentación, así como verificar el funcionamiento de los refrigeradores al menos una vez al año.
Diagrama de bloques de la fuente de alimentación de una computadora ATX.
La fuente de alimentación de una computadora es un dispositivo electrónico bastante complejo y su reparación requiere un conocimiento profundo de la ingeniería de radio y la disponibilidad de equipos costosos, pero, sin embargo, el 80% de las fallas se pueden eliminar de forma independiente, teniendo las habilidades para soldar, trabajar con un destornillador y conocer el diagrama de bloques de la fuente de energía.
Casi todas las fuentes de alimentación para computadoras se fabrican de acuerdo con el diagrama de bloques a continuación. He mostrado los componentes electrónicos en el diagrama solo aquellos que fallan con mayor frecuencia y que están disponibles para que los no profesionales los reemplacen por su cuenta. Al reparar una fuente de alimentación ATX, definitivamente necesitará una codificación de colores de los cables que salen de ella.
La tensión de alimentación se suministra a través de un cable de alimentación a través de una conexión enchufable a la placa de alimentación. El primer elemento de protección es el fusible Pr1, normalmente de 5 A. Pero dependiendo de la potencia de la fuente, puede tener un valor nominal diferente. Los condensadores C1-C4 y el inductor L1 forman un filtro que sirve para suprimir el ruido diferencial y de modo común que surge del funcionamiento de la propia fuente de alimentación y puede provenir de la red.
Los filtros contra sobretensiones ensamblados de acuerdo con este esquema deben instalarse en todos los productos en los que el suministro de energía se realiza sin transformador de potencia, en televisores, videograbadoras, impresoras, escáneres, etc. La máxima eficiencia del filtro solo es posible cuando se conecta a un red con un cable de tierra. Desafortunadamente, las fuentes de alimentación baratas para computadoras chinas a menudo no tienen elementos filtrantes.
Aquí hay un ejemplo de esto: los condensadores no están instalados y, en lugar del inductor, se sueldan puentes. Si está reparando una fuente de alimentación y descubre que faltan elementos filtrantes, es recomendable instalarlos.
Aquí hay una foto de una fuente de alimentación de computadora de alta calidad; como puede ver, en la placa están instalados condensadores de filtro y un estrangulador de supresión de ruido.
Para proteger el circuito de alimentación de sobretensiones, en los modelos caros se instalan varistores (Z1-Z3), que se muestran en el lado derecho en azul. Su principio de funcionamiento es simple. A tensión de red normal, la resistencia del varistor es muy alta y no afecta el funcionamiento del circuito. Si el voltaje en la red aumenta por encima del nivel permitido, la resistencia del varistor disminuye drásticamente, lo que provoca que se funda el fusible y no que falle la costosa electrónica.
Para reparar una unidad defectuosa debido a una sobretensión, bastará con reemplazar el varistor y el fusible. Si no tiene un varistor a mano, solo podrá arreglárselas reemplazando el fusible; la computadora funcionará normalmente. Pero en la primera oportunidad, para no correr riesgos, es necesario instalar un varistor en el tablero.
Algunos modelos de fuentes de alimentación ofrecen la posibilidad de cambiar para funcionar con una tensión de alimentación de 115 V; en este caso, los contactos del interruptor SW1 deben estar cerrados.
Para una carga suave de los condensadores electrolíticos C5-C6, conectados inmediatamente después del puente rectificador VD1-VD4, a veces se instala un termistor RT con un TCR negativo. En estado frío, la resistencia del termistor es de unos pocos ohmios; cuando la corriente lo atraviesa, el termistor se calienta y su resistencia disminuye entre 20 y 50 veces.
Para poder encender el ordenador de forma remota, la fuente de alimentación dispone de una fuente de alimentación adicional, independiente y de bajo consumo, que siempre está encendida, aunque el ordenador esté apagado, pero no se retira el enchufe de la toma de corriente. Genera un voltaje de +5 B_SB y está construido de acuerdo con el circuito de un oscilador de bloqueo autooscilante de transformador en un solo transistor, alimentado por un voltaje rectificado mediante diodos VD1-VD4. Este es uno de los componentes menos confiables de la fuente de alimentación y es difícil de reparar.
Los voltajes necesarios para el funcionamiento de la placa base y otros dispositivos de la unidad del sistema, al salir de la unidad de generación de voltaje, se filtran para evitar interferencias mediante estranguladores y condensadores electrolíticos y luego se suministran a las fuentes de consumo a través de cables con conectores. El refrigerador, que enfría la fuente de alimentación, se alimenta, en los modelos de fuente de alimentación más antiguos con un voltaje de menos 12 V, en los modernos con un voltaje de +12 V.
Reparación de fuente de alimentación de computadora ATX
¡Atención! Para evitar dañar la computadora, desacoplar y conectar los conectores de la fuente de alimentación y otros componentes dentro de la unidad del sistema debe realizarse solo después de desconectar completamente la computadora de la fuente de alimentación (desenchufe el enchufe del tomacorriente o apague el interruptor en el " Piloto").
Lo primero que debe hacerse es verificar la presencia de voltaje en el tomacorriente y el estado de funcionamiento del cable de extensión tipo "Pilot" mediante el brillo de su llave de interruptor. A continuación, debe verificar que el cable de alimentación de la computadora esté insertado firmemente en el "Pilot" y en la unidad del sistema y que el interruptor (si lo hay) en la pared posterior de la unidad del sistema esté encendido.
Cómo encontrar un fallo en el suministro eléctrico pulsando el botón “Inicio”
Si se suministra energía a la computadora, en el siguiente paso debe mirar el refrigerador de la fuente de alimentación (visible detrás de la rejilla en la pared posterior de la unidad del sistema) y presionar el botón "Inicio" de la computadora. Si las aspas del enfriador se mueven aunque sea un poco, significa que el filtro, el fusible, el puente de diodos y los capacitores en el lado izquierdo del diagrama de bloques están funcionando, así como la fuente de alimentación independiente de baja potencia +5 B_SB.
En algunos modelos de fuente de alimentación, el refrigerador está en el lado plano y, para verlo, es necesario quitar la pared lateral izquierda de la unidad del sistema.
Girar en un ángulo pequeño y detener el impulsor del enfriador cuando presiona el botón "Inicio" indica que aparecen voltajes de salida momentáneamente en la salida de la unidad de fuente de alimentación, después de lo cual se activa la protección, deteniendo el funcionamiento de la unidad de fuente de alimentación. La protección está configurada de tal manera que si el valor actual de uno de los voltajes de salida excede un umbral específico, todos los voltajes se apagan.
La causa de una sobrecarga suele ser un cortocircuito en los circuitos de baja tensión de la propia fuente de alimentación o en una de las unidades del ordenador. Un cortocircuito suele ocurrir cuando hay una avería en los dispositivos semiconductores o en el aislamiento de los condensadores.
Para determinar el nodo en el que se produjo un cortocircuito, es necesario desconectar todos los conectores de alimentación de las unidades de la computadora, dejando solo los conectados a la placa base. Luego conecte la computadora a la fuente de alimentación y presione el botón "Inicio". Si el refrigerador de la fuente de alimentación estaba girando, significa que uno de los nodos desconectados está defectuoso. Para determinar el nodo defectuoso, debe conectarlos en serie a la fuente de alimentación.
Si la fuente de alimentación conectada únicamente a la placa base no funciona, debe continuar solucionando problemas y determinar cuál de estos dispositivos está defectuoso.
Comprobación de la fuente de alimentación de la computadora
medir el valor de resistencia de los circuitos de salida
Al reparar una fuente de alimentación, algunos tipos de mal funcionamiento se pueden determinar midiendo con un óhmetro el valor de resistencia entre el cable negro común GND y los contactos restantes de los conectores de salida.
Antes de comenzar las mediciones, la fuente de alimentación debe desconectarse de la fuente de alimentación y todos sus conectores deben desconectarse de los componentes de la unidad del sistema. El multímetro o tester debe estar encendido en modo de medición de resistencia y seleccionar un límite de 200 ohmios. Conecte el cable común del dispositivo al contacto del conector al que va el cable negro. El extremo de la segunda sonda toca los contactos uno por uno, según la tabla.
La tabla muestra datos generalizados obtenidos como resultado de medir el valor de resistencia de los circuitos de salida de 20 unidades de fuente de alimentación en servicio de computadoras de diferentes capacidades, fabricantes y años de fabricación.
Para poder conectar una fuente de alimentación para realizar pruebas sin carga, se instalan resistencias de carga dentro de la unidad en algunas salidas, cuyo valor depende de la potencia de la fuente de alimentación y de la decisión del fabricante. Por lo tanto, la resistencia medida puede fluctuar en un amplio rango, pero no debe estar por debajo del valor permitido.
Si no se instala una resistencia de carga en el circuito, las lecturas del óhmetro variarán desde un valor pequeño hasta el infinito. Esto se debe a la carga del condensador electrolítico del filtro desde el óhmetro e indica que el condensador está funcionando. Si intercambia las sondas, se observará una imagen similar. Si la resistencia es alta y no cambia, es posible que el condensador esté roto.
Una resistencia inferior al valor permitido indica la presencia de un cortocircuito, que puede deberse a una rotura del aislamiento en un condensador electrolítico o en un diodo rectificador. Para determinar la pieza defectuosa, deberá abrir la fuente de alimentación y desoldar un extremo del inductor del filtro de este circuito del circuito. A continuación, verifique la resistencia antes y después del acelerador. Si después, entonces hay un cortocircuito en el capacitor, los cables, entre las pistas de la placa de circuito impreso, y si antes, entonces el diodo rectificador está roto.
Solución de problemas de la fuente de alimentación mediante inspección externa
Inicialmente, se deben inspeccionar cuidadosamente todas las piezas, prestando especial atención a la integridad de la geometría de los condensadores electrolíticos. Como regla general, debido a condiciones severas de temperatura, los condensadores electrolíticos fallan con mayor frecuencia. Alrededor del 50% de los fallos en el suministro eléctrico se deben a condensadores defectuosos. A menudo, el hinchamiento de los condensadores es consecuencia de un mal rendimiento del enfriador. Los cojinetes más fríos se quedan sin lubricación y la velocidad disminuye. La eficiencia de enfriamiento de las piezas de la fuente de alimentación disminuye y se sobrecalientan. Por lo tanto, a la primera señal de un mal funcionamiento del refrigerador de la fuente de alimentación, generalmente aparece un ruido acústico adicional, es necesario limpiar el refrigerador del polvo y lubricarlo;
Si el cuerpo del capacitor está hinchado o se ven rastros de electrolito fugado, entonces la falla del capacitor es obvia y debe reemplazarse por uno que esté en buen estado. El condensador se hincha en caso de rotura del aislamiento. Pero sucede que no hay signos externos de falla, pero el nivel de ondulación del voltaje de salida es mayor. En tales casos, el condensador está defectuoso debido a la falta de contacto entre su terminal y la placa que se encuentra en su interior, como dicen, el condensador está roto. Puede verificar si el capacitor tiene un circuito abierto usando cualquier probador en modo de medición de resistencia. La tecnología para probar condensadores se presenta en el artículo del sitio web "Medición de resistencia".
A continuación se inspeccionan el resto de elementos, fusibles, resistencias y dispositivos semiconductores. Dentro del fusible, debe pasar un alambre de metal delgado a lo largo del centro, a veces con un engrosamiento en el medio. Si el cable no es visible, lo más probable es que se haya quemado. Para verificar con precisión el fusible, debe probarlo con un óhmetro. Si el fusible está fundido, deberá sustituirse por uno nuevo o repararse. Antes de realizar un reemplazo, para verificar la fuente de alimentación, no se puede soldar el fusible fundido de la placa, sino soldar un cable de cobre con un diámetro de 0,18 mm a sus terminales. Si el cableado no se quema cuando enciende la fuente de alimentación de la red, entonces tiene sentido reemplazar el fusible por uno que funcione.
Cómo verificar la capacidad de servicio de la fuente de alimentación cerrando los contactos PG y GND
Si la placa base solo se puede verificar conectándola a una fuente de alimentación en buen estado, entonces la fuente de alimentación se puede verificar por separado usando un bloque de carga o iniciar conectando los contactos +5 V PG y GND entre sí.
Desde la fuente de alimentación hasta la placa base, las tensiones de alimentación se suministran mediante un conector de 20 o 24 pines y un conector de 4 o 6 pines. Para mayor confiabilidad, los conectores tienen pestillos. Para quitar los conectores de la placa base, debe presionar el pestillo hacia arriba con el dedo al mismo tiempo, aplicando mucha fuerza, balanceándolo de lado a lado, y extraiga la parte acoplada.
A continuación, debe cortocircuitar entre sí los dos terminales del conector retirado de la placa base, utilizando un trozo de cable o quizás un clip de metal. Los cables están ubicados en el lado del pestillo. En las fotografías se indica en amarillo la ubicación del jumper.
Si el conector tiene 20 contactos 14 (cable verde, en algunas fuentes de alimentación puede ser gris, POWER ON) y salida 15 (cable negro, GND).
Si el conector tiene 24 contactos, entonces necesitas conectar la salida. 16 (verde verde, en algunas fuentes de alimentación el cable puede ser gris, ENCENDIDO) y salida 17 (cable GND negro).
Si el impulsor en el refrigerador de la fuente de alimentación gira, entonces la fuente de alimentación ATX puede considerarse operativa y, por lo tanto, la razón por la que la computadora no funciona está en otras unidades. Pero dicha verificación no garantiza el funcionamiento estable de la computadora en su conjunto, ya que las desviaciones en los voltajes de salida pueden ser mayores de lo permitido.
Comprobación de la fuente de alimentación de la computadora
Medición de voltajes y niveles de ondulación.
Después de reparar la fuente de alimentación o en caso de funcionamiento inestable de la computadora, para estar completamente seguro de que la fuente de alimentación está en buen estado de funcionamiento, es necesario conectarla al bloque de carga y medir el nivel de voltajes de salida y la rango de ondulación. La desviación de los valores de voltaje y los rangos de ondulación en la salida de la fuente de alimentación no debe exceder los valores indicados en la tabla.
Puede prescindir de un bloque de carga midiendo el voltaje y el nivel de ondulación directamente en los terminales de los conectores de la fuente de alimentación en una computadora en funcionamiento.
| Tabla de voltajes de salida y rango de ondulación de la fuente de alimentación ATX | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensión de salida, V | +3,3 | +5,0 | +12,0 | -12,0 | +5,0 SB | +5.0 PG | Tierra |
| Color del cable | naranja | rojo | amarillo | azul | violeta | gris | negro |
| Desviación permitida, % | ±5 | ±5 | ±5 | ±10 | ±5 | – | – |
| Tensión mínima permitida | +3,14 | +4,75 | +11,40 | -10,80 | +4,75 | +3,00 | – |
| Tensión máxima permitida | +3,46 | +5,25 | +12,60 | -13,20 | +5,25 | +6,00 | – |
| Rango de ondulación no superior a mV | 50 | 50 | 120 | 120 | 120 | 120 | – |
Al medir voltajes con un multímetro, el extremo "negativo" de la sonda se conecta al cable negro (común) y el extremo "positivo" a los contactos del conector requeridos.
Voltaje +5 V SB (Stand-by), cable violeta: produce una fuente de alimentación independiente de baja potencia integrada en la fuente de alimentación, formada por un transistor de efecto de campo y un transformador. Este voltaje asegura que la computadora funcione en modo de espera y sirve solo para iniciar el suministro de energía. Cuando la computadora está funcionando, no importa la presencia o ausencia de +5 V SB. Gracias a +5 V SB, la computadora se puede iniciar presionando el botón "Inicio" en la unidad del sistema o de forma remota, por ejemplo, desde una fuente de alimentación ininterrumpida en caso de una ausencia prolongada de voltaje de suministro de 220 V.
Voltaje +5 V PG (Power Good): aparece en el cable gris de la fuente de alimentación después de 0,1-0,5 segundos si funciona correctamente después de la autoprueba y sirve como señal de habilitación para el funcionamiento de la placa base.
Solo se necesita un voltaje de menos 12 V (cable azul) para alimentar la interfaz RS-232, que no existe en las computadoras modernas. Por tanto, es posible que las fuentes de alimentación de los últimos modelos no tengan este voltaje.
Cómo reemplazar un fusible en la fuente de alimentación de una computadora
Por lo general, las fuentes de alimentación de las computadoras están equipadas con un fusible tubular de vidrio diseñado para una corriente de protección de 6,3 A. Para mayor confiabilidad y compacidad, el fusible se suelda directamente a la placa de circuito impreso. Para ello se utilizan fusibles especiales que tienen terminales para sellar. El fusible suele instalarse horizontalmente junto al protector contra sobretensiones y es fácil de detectar por su apariencia.
Pero a veces hay fuentes de alimentación en las que el fusible se instala en posición vertical y se le coloca un tubo termorretráctil, como en la foto de arriba. Como resultado, es difícil de detectar. Pero ayuda la inscripción en la placa de circuito impreso al lado del fusible: F1: así es como se designa el fusible en los circuitos eléctricos. Junto al fusible también se puede indicar la corriente para la que está clasificado; en la placa presentada se indica una corriente de 6,3 A.
Al reparar la fuente de alimentación y comprobar con un multímetro el fusible instalado verticalmente, se descubrió que estaba roto. Después de desoldar el fusible y quitar el tubo termorretráctil, se hizo evidente que se había fundido. El interior del tubo de vidrio estaba completamente cubierto con una capa negra del alambre quemado.
Los fusibles con cables son raros, pero se pueden reemplazar con éxito con fusibles ordinarios de 6,3 amperios soldando trozos de alambre de cobre de un solo núcleo con un diámetro de 0,5 a 0,7 mm en los extremos de las copas.
Todo lo que queda es soldar el fusible preparado en la placa de circuito impreso de la fuente de alimentación y comprobar su funcionalidad.
Si, cuando se enciende la fuente de alimentación, el fusible se funde nuevamente, significa que hay una falla en otros elementos de radio, generalmente una falla en las transiciones en los transistores clave. Reparar una fuente de alimentación con un fallo de este tipo requiere altas cualificaciones y no es económicamente viable. Reemplazar un fusible diseñado para una corriente de protección superior a 6,3 A no conducirá a un resultado positivo. El fusible aún se fundirá.
Búsqueda de condensadores electrolíticos defectuosos en la fuente de alimentación
Muy a menudo, debido al hinchamiento de las carcasas de los condensadores electrolíticos, se produce una falla en el suministro de energía y, como resultado, un funcionamiento inestable de la computadora en su conjunto. Para proteger contra explosiones, se hacen muescas en los extremos de los condensadores electrolíticos. A medida que aumenta la presión dentro del capacitor, la carcasa se hincha o se rompe en la muesca, y por esta señal es fácil encontrar un capacitor averiado. La razón principal del fallo de los condensadores es su sobrecalentamiento debido a un mal funcionamiento del enfriador o al exceso de voltaje permitido.
La foto muestra que el condensador del lado izquierdo tiene un extremo plano, mientras que el extremo de la derecha está hinchado, con rastros de fuga de electrolito. Este condensador ha fallado y debe ser reemplazado. En la fuente de alimentación, los condensadores electrolíticos en el bus de alimentación de +5 V suelen fallar, ya que se instalan con un pequeño margen de voltaje, solo 6,3 V. Me he encontrado con casos en los que todos los condensadores en la fuente de alimentación en el circuito de +5 V estaban hinchado.
Al reemplazar condensadores en un circuito de alimentación de 5 V, recomiendo instalar condensadores que estén diseñados para un voltaje de al menos 10 V. Cuanto mayor sea el voltaje para el que está diseñado el condensador, mejor, lo principal es que las dimensiones encajan en el ubicación de instalación. Si un condensador de mayor voltaje no encaja debido a su tamaño, se puede instalar un condensador de menor capacidad, pero diseñado para un voltaje mayor. De todos modos, la capacitancia de los condensadores instalados de fábrica tiene una reserva mayor y dicho reemplazo no empeorará el rendimiento de la fuente de alimentación ni de la computadora en su conjunto.
No tiene sentido sustituir los condensadores electrolíticos de la fuente de alimentación si están todos hinchados. Esto significa que el circuito de estabilización de voltaje de salida falló y se aplicó a los capacitores un voltaje que excedió el valor permitido. Una fuente de alimentación de este tipo sólo puede repararse con educación profesional e instrumentos de medición, pero dichas reparaciones no son económicamente viables.
Lo principal a la hora de reparar una fuente de alimentación es no olvidar que los condensadores electrolíticos tienen polaridad. En el lado del terminal negativo del cuerpo del condensador hay una marca en forma de una franja vertical ancha y clara, como se muestra en la foto de arriba. En la placa de circuito impreso, el orificio para el terminal negativo del condensador se encuentra en el área de marcado del semicírculo blanco (negro), o el orificio para el terminal positivo se indica con un signo "+".
Comprobación del estrangulador de estabilización del grupo BP ATX
Si de repente huele algo quemado en la unidad del sistema informático, entonces una de las razones puede ser el sobrecalentamiento del estrangulador de estabilización del grupo en la fuente de alimentación o un devanado quemado de uno de los refrigeradores. La computadora generalmente continúa funcionando normalmente. Si, después de abrir la unidad del sistema e inspeccionarla, todos los refrigeradores giran, entonces el acelerador está defectuoso. La computadora debe apagarse inmediatamente y repararse.
La foto muestra una fuente de alimentación de computadora sin la cubierta, en el centro de la cual se puede ver el inductor, cubierto con aislamiento verde, quemado en la parte superior. Cuando conecté esta fuente de alimentación a la carga y le apliqué voltaje de suministro, después de un par de minutos salió una fina corriente de humo del inductor. La verificación mostró que todos los voltajes de salida dentro de la tolerancia y el rango de ondulación no exceden el valor permitido.
La corriente de todos los voltajes que alimentan la computadora pasa a través del inductor y es obvio que hubo una violación del aislamiento de los cables de los devanados, como resultado de lo cual se cortocircuitaron entre sí.
Los devanados se pueden rebobinar en el mismo núcleo, pero como resultado de un fuerte calentamiento, el magnetodieléctrico del núcleo puede perder su factor de calidad, como resultado, debido a las altas corrientes de Foucault, se calentará incluso con los devanados intactos; Por lo tanto, recomiendo instalar un acelerador nuevo. Si no hay un análogo, entonces debe contar las vueltas de los devanados, enrollarlos en el inductor quemado y enrollarlos con un cable aislado de la misma sección transversal en un nuevo núcleo. En este caso se debe respetar la dirección de los devanados.
Comprobación de otros elementos de alimentación.
Las resistencias y condensadores simples no deben presentar oscurecimientos ni depósitos. Las carcasas de los dispositivos semiconductores deben estar intactas, sin astillas ni grietas. Al realizar reparaciones usted mismo, es recomendable reemplazar únicamente los elementos que se muestran en el diagrama de bloques. Si la pintura de la resistencia se ha oscurecido o el transistor se ha desmoronado, entonces no tiene sentido cambiarlos, ya que lo más probable es que esto sea consecuencia del fallo de otros elementos que no se pueden detectar sin instrumentos. Un cuerpo de resistencia oscurecido no siempre indica un mal funcionamiento. Es muy posible que solo la pintura se haya oscurecido, pero la resistencia de la resistencia es normal.
Cualquier computadora no puede funcionar sin una fuente de alimentación. Por lo tanto, debes tomarte en serio tu elección. Después de todo, el rendimiento de la computadora dependerá del funcionamiento estable y confiable de la fuente de alimentación.
Qué es
La tarea principal de la fuente de alimentación es convertir la corriente alterna y generar aún más el voltaje requerido para el funcionamiento normal de todos los componentes de la PC.
Tensión necesaria para el funcionamiento de los componentes:
- +12V;
- +3,3V.
Además de estos valores declarados, existen valores adicionales:
- -12V;
La fuente de alimentación actúa como un aislamiento galvánico entre la corriente eléctrica del tomacorriente y los componentes que consumen la corriente. Un ejemplo sencillo: si se produjera una fuga de corriente y una persona tocara el cuerpo de la unidad del sistema, recibiría una descarga eléctrica, pero gracias a la fuente de alimentación esto no sucede. A menudo se utilizan fuentes de alimentación (PS) de formato ATX.
Descripción general de los circuitos de suministro de energía.
La parte principal del diagrama de bloques de la fuente de alimentación, formato ATX, es un convertidor de medio puente. El funcionamiento de convertidores de este tipo es en modo push-pull.
La estabilización de los parámetros de salida del IP se realiza mediante modulación de ancho de pulso (controlador PWM) de las señales de control.
Las fuentes de alimentación conmutadas suelen utilizar el chip controlador TL494 PWM, que tiene una serie de propiedades positivas:
- características de rendimiento aceptables del microcircuito. Esta es una corriente de arranque baja, velocidad;
- presencia de elementos de protección interna universal;
- facilidad de uso.
Fuente de alimentación conmutada sencilla
Principio de funcionamiento de los convencionales. legumbres La fuente de alimentación se puede ver en la foto.
El primer bloque realiza el cambio de corriente alterna a corriente continua. El convertidor tiene la forma de un puente de diodos, que convierte el voltaje, y un condensador, que suaviza las oscilaciones.
Además de estos elementos, pueden estar presentes componentes adicionales: un filtro de voltaje y termistores. Pero, debido al alto costo, es posible que estos componentes no estén disponibles.
El generador crea pulsos con una determinada frecuencia que alimentan el devanado del transformador. El transformador realiza el trabajo principal en la fuente de alimentación; este es el aislamiento galvánico y la conversión de corriente a los valores requeridos.
Vídeo: Principio de funcionamiento del controlador PWM.
ATX sin corrección de coeficiente
Una fuente de alimentación conmutada simple, aunque es un dispositivo que funciona, es inconveniente de usar en la práctica. Muchos de sus parámetros de salida “flotan”, incluido el voltaje. Todos estos indicadores cambian debido a la inestabilidad del voltaje, la temperatura y la carga en la salida del convertidor.
Pero si controla estos indicadores mediante un controlador que actuará como estabilizador y funciones adicionales, entonces el circuito será bastante adecuado para su uso.
El diagrama de bloques de una fuente de alimentación que utiliza un controlador de modulación de ancho de pulso es simple y representa un generador de pulsos en un controlador PWM.
Foto: IP para una computadora con un controlador PWM
El controlador PWM regula la amplitud de los cambios en las señales que pasan a través de un filtro de paso bajo (LPF). La principal ventaja es la alta eficiencia de los amplificadores de potencia y las amplias posibilidades de uso.
ATX con corrección del factor de potencia
En las nuevas fuentes de alimentación para PC, aparece una unidad adicional: un corrector del factor de potencia (PFC). El PFC elimina los errores emergentes del puente rectificador de CA y aumenta el factor de potencia (PF).
Por lo tanto, los fabricantes están produciendo activamente fuentes de alimentación con corrección CM obligatoria. Esto significa que la fuente de alimentación de la computadora funcionará en el rango de 300W o más.
Foto: diagrama de fuente de alimentación de computadora de 300w
Estas fuentes de alimentación utilizan un estrangulador especial con una inductancia superior a la de la entrada. Una IP de este tipo se denomina PFC o PFC pasiva. Tiene un peso impresionante debido al uso adicional de condensadores en la salida del rectificador.
Las desventajas incluyen la baja confiabilidad del suministro de energía y el funcionamiento incorrecto del UPS al cambiar el modo de funcionamiento "batería/red".
Esto se debe a la pequeña capacidad del filtro de tensión de red y en el momento en que la tensión cae, la corriente PFC aumenta, y en ese momento se activa la protección contra cortocircuitos.
En un controlador PWM de dos canales
Los controladores PWM de doble canal se utilizan a menudo en las fuentes de alimentación de computadoras modernas. Un solo microcircuito es capaz de desempeñar la función de convertidor y corrector CM, lo que reduce el número total de elementos en el circuito de alimentación.
Foto: circuito de alimentación mediante un controlador PWM de dos canales
En el circuito anterior, la primera parte genera un voltaje estabilizado de +38 V y la segunda parte es un convertidor que genera un voltaje estabilizado de +12 V.
Diagrama de conexión de la fuente de alimentación de la computadora.
Para conectar la fuente de alimentación a la computadora, debes realizar una serie de pasos secuenciales:
Características de diseño
Para conectar componentes de una computadora personal, la fuente de alimentación tiene varios conectores. En la parte posterior hay un conector para el cable de red y un botón de interruptor.
Además, también puede haber un conector para conectar un monitor en la pared trasera de la fuente de alimentación.
Diferentes modelos pueden tener otros conectores:
En las fuentes de alimentación de PC modernas, es menos común instalar un ventilador en la pared trasera, que extrae aire caliente de la fuente de alimentación. Para sustituir esta solución, empezaron a utilizar un ventilador en la pared superior, que era más grande y silencioso.
En algunos modelos es posible encontrar dos ventiladores a la vez. De la pared, que se encuentra dentro de la unidad del sistema, sale un cable con un conector especial para suministrar corriente a la placa base.
La foto muestra posibles conectores de conexión y designaciones de contactos.
Foto: designación de pines de los conectores de fuente de alimentación.
- Cada color de cable suministra un voltaje específico:
- amarillo - +12 V;
- rojo - +5 V;
- naranja - +3,3 V;
negro – conexión a tierra.
También hay conectores para suministrar corriente a los componentes de la computadora.
Foto: conectores especiales para componentes.
Parámetros y características.
La fuente de alimentación de una computadora personal tiene muchos parámetros que pueden no estar indicados en la documentación. En la etiqueta lateral se indican varios parámetros: voltaje y potencia.
El poder es el indicador principal.
Esta información está escrita en la etiqueta en letra grande. La potencia nominal de una fuente de alimentación indica la cantidad total de electricidad disponible para los componentes internos.
Parecería que elegir una fuente de alimentación con la potencia requerida sería suficiente para sumar los indicadores consumidos de los componentes y seleccionar una fuente de alimentación con un pequeño margen. Por tanto, no habrá una gran diferencia entre 200w y 250w.
Foto: Fuente de alimentación conmutada de la computadora (ATX) 300 W
Pero en realidad la situación parece más complicada, porque el voltaje de salida puede ser diferente: +12V, -12V y otros. Cada línea de voltaje consume una cierta cantidad de energía. Pero en la fuente de alimentación hay un transformador que genera todos los voltajes que utiliza la PC. En casos raros, se pueden colocar dos transformadores. Esta es una opción costosa y se utiliza como fuente en los servidores.
En fuentes de alimentación simples se utiliza 1 transformador. Debido a esto, la potencia en las líneas de voltaje puede cambiar, aumentar con una carga baja en otras líneas y viceversa disminuir.
Tensión de funcionamiento
Al elegir una fuente de alimentación, se debe prestar atención a los valores máximos de voltaje de funcionamiento, así como al rango de voltaje entrante, que debe ser de 110 V a 220 V;
Es cierto que la mayoría de los usuarios no prestan atención a esto y, al elegir una fuente de alimentación con clasificaciones de 220 V a 240 V, corren el riesgo de que el PC se apague con frecuencia.
Foto: parámetros de la fuente de alimentación de la computadora.
Dicha fuente de alimentación se apagará cuando baje el voltaje, lo que no es raro en nuestras redes eléctricas. Superar los valores declarados hará que la PC se apague y la protección funcionará. Para volver a encender la alimentación tendrás que desconectarla de la red y esperar un minuto.
Cabe recordar que el procesador y la tarjeta de video consumen un voltaje de funcionamiento máximo de 12V. Por lo tanto, se debe prestar atención a estos indicadores para reducir la carga en los conectores, la línea de 12V se divide en un par paralelo con la designación +12V1 y +12V2. Estos indicadores deben estar indicados en la etiqueta.
Antes de elegir una fuente de alimentación para comprar, debes prestar atención al consumo de energía de los componentes internos de la PC.
Pero algunas tarjetas de video requieren un consumo de corriente especial de +12 V y estos indicadores deben tenerse en cuenta al elegir una fuente de alimentación. Normalmente, para una PC con una tarjeta de video instalada, una fuente con una potencia de 500 W o 600 es suficiente.
También deberías leer las opiniones de los clientes y de los expertos sobre el modelo seleccionado y el fabricante. Los mejores parámetros a los que prestar atención son: potencia, funcionamiento silencioso, calidad y cumplimiento de las características escritas en la etiqueta.
No es necesario ahorrar dinero, porque el funcionamiento de toda la PC dependerá del funcionamiento de la fuente de alimentación. Por tanto, cuanto mejor y más fiable sea la fuente, más durará el ordenador. El usuario puede estar seguro de haber tomado la decisión correcta y no preocuparse por apagados repentinos de su PC.
Si compras una computadora, probablemente ya vendrá con una fuente de alimentación estándar. Pero, dada la función más importante de esta unidad para un funcionamiento estable y a largo plazo, vale la pena familiarizarse con sus características y, si es necesario, reemplazarla por otra más adecuada para usted, teniendo en cuenta todos los requisitos para este elemento. . Puede seleccionar una fuente de alimentación potente y confiable para su computadora leyendo los requisitos generales para la misma, eligiendo el tipo, la potencia y el fabricante, teniendo en cuenta las características específicas del equipo instalado en la unidad de su sistema.
¿Qué es una fuente de alimentación de computadora?
La mayoría de las computadoras están conectadas directamente a una toma de corriente pública sin el uso de estabilizadores adicionales que suavicen las sobretensiones, las caídas de voltaje y la frecuencia de la red de suministro. Un dispositivo de suministro de energía moderno debe proporcionar a todos los componentes de la computadora un voltaje estable de la potencia requerida, teniendo en cuenta las cargas máximas al realizar tareas gráficas complejas. Todos los componentes costosos de la computadora (tarjetas de video, disco duro, placa base, procesador y otros) dependen de la potencia y la estabilidad de este módulo.
¿En qué consiste?
Los dispositivos de alimentación de computadoras modernos tienen varios componentes principales, muchos de los cuales están montados en radiadores de refrigeración:
- Filtro de entrada al que se suministra tensión de red. Su tarea es suavizar el voltaje de entrada, suprimir las ondulaciones y el ruido.
- El inversor de tensión de red aumenta la frecuencia de red de 50 Hz a cientos de kilohercios, permitiendo reducir el tamaño del transformador principal manteniendo su potencia útil.
- El transformador de pulso convierte el voltaje de entrada a bajo voltaje. Los modelos caros contienen varios transformadores.
- Transformador de tensión de reserva y controlador que controla la inclusión de la fuente de alimentación principal en modo automático.
- Un rectificador de señal de CA basado en un conjunto de diodos, con bobinas de choque y condensadores que suavizan las ondulaciones. Muchos modelos están equipados con una corrección activa del factor de potencia.
- La estabilización del voltaje de salida se realiza en dispositivos de alta calidad de forma independiente para cada línea eléctrica. Los modelos económicos utilizan un estabilizador de grupo.
- Un elemento importante para reducir los costes energéticos y reducir el ruido es el termostato de velocidad del ventilador, cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de un sensor de temperatura.
- Las unidades de señalización incluyen un circuito de control de voltaje y consumo de corriente, un sistema de prevención de cortocircuitos, sobrecargas de consumo de corriente y protección contra sobretensiones.
- La caja debe acomodar todos los componentes enumerados, incluido un ventilador de 120 mm. Una fuente de alimentación de alta calidad permitirá desconectar los arneses no utilizados.
Tipos de fuentes de alimentación
Los dispositivos de alimentación para sistemas de PC de escritorio difieren de los utilizados en las computadoras portátiles. Existen varios tipos de estos dispositivos en función de su diseño:
- Los dispositivos modulares brindan la capacidad de desconectar mazos de cables no utilizados.
- Los dispositivos sin ventilador y con refrigeración pasiva son silenciosos y caros.
- Los dispositivos de potencia semipasivos están equipados con un ventilador de refrigeración con un controlador de control.
Para estandarizar el tamaño y el diseño físico de los módulos de computadora, se utiliza el concepto de factor de forma. Los nodos que tienen el mismo factor de forma son completamente intercambiables. Uno de los primeros estándares internacionales en esta área fue el factor de forma AT (Advanced Technology), que apareció simultáneamente con las primeras computadoras compatibles con IBM y se utilizó hasta 1995. La mayoría de los dispositivos de fuente de alimentación modernos utilizan el estándar ATX (Advanced Technology Extended).
En diciembre de 1997, Intel presentó una placa base de la nueva familia microATX, para la cual se propuso un dispositivo de fuente de alimentación más pequeño: Small Form Factor (SFX). Desde entonces, el estándar SFX se ha utilizado en muchos sistemas informáticos. Su ventaja es la posibilidad de utilizar cinco formas físicas y conectores modificados para conectarse a la placa base.
Las mejores fuentes de alimentación para ordenadores.
Al elegir fuentes de alimentación para su computadora, no debe ahorrar dinero. Muchos fabricantes de estos sistemas de clase económica excluyen importantes elementos antiinterferencias para reducir los precios. Esto se nota en los puentes instalados en la placa de circuito. Para estandarizar el nivel de calidad de estos dispositivos se creó el Certificado 80 PLUS, que indica un factor de eficiencia del 80%. Las mejoras en las características y componentes de las fuentes de alimentación de ordenadores han llevado a la actualización de variedades de esta norma a:
- Bronce – eficiencia 82%;
- Plata – 85%;
- Oro: 87%;
- Platino – 90%;
- Titanio – 96%.
Puede comprar una fuente de alimentación para su computadora en tiendas de informática o supermercados en Moscú, San Petersburgo y otras ciudades rusas, que ofrecen una gran selección de componentes. Los usuarios activos de Internet pueden averiguar cuánto cuesta, hacer una selección entre una gran cantidad de modelos, comprar una fuente de alimentación para una PC en tiendas en línea, donde pueden seleccionarlas fácilmente por foto, pedirlas según promociones, rebajas, descuentos y realizar una compra. Todos los productos se entregan mediante servicios de mensajería o, más barato, por correo.
AeroCool Kcas 500W
Para la mayoría de las computadoras de escritorio domésticas, 500 W serán suficientes. La opción propuesta de fabricación china combina buenos indicadores de calidad y un precio asequible:
- Nombre del modelo: AEROCOOL KCAS-500W;
- precio: 2.690 rublos;
- características: factor de forma ATX12V B2.3, potencia – 500 W, PFC activo, eficiencia – 85%, estándar 80 PLUS BRONZE, color – negro, conectores MP 24+4+4 pines, longitud 550 mm, tarjetas de video 2x(6+ 2) pin, Molex – 4 piezas, SATA – 7 piezas, conectores para FDD – 1 pieza, ventilador de 120 mm, dimensiones (AnxAlxPr) 150x86x140 mm, cable de alimentación incluido;
- ventajas: función de corrección activa del factor de potencia;
- Contras: la eficiencia es solo del 85%.
Aerocool VX-750 750W
La línea de fuentes de alimentación VX de 750 W está ensamblada a partir de componentes de alta calidad y proporciona energía estable y confiable a sistemas de nivel básico. Este dispositivo de Aerocool Advanced Technologies (China) está protegido contra sobretensiones:
- Nombre del modelo: AeroCool VX-750;
- precio: 2700 rublos;
- características: estándar ATX 12V 2.3, PFC activo, potencia – 750 W, corriente en las líneas +5 V – 18A, +3,3 V – 22 A, +12 V – 58 A, -12 V – 0,3 A, +5 V – 2,5 A, ventilador de 120 mm, conectores 1 unidad ATX de 20+4 pines, 1 unidad de disquete, 1 unidad de CPU de 4+4 pines, 2 unidades de PCI-e de 8 pines (6+2), 3 unidades de Molex, 6 unidades , dimensiones – 86x150x140 mm, peso – 1,2 kg;
- ventajas: control de velocidad del ventilador;
- Contras: sin certificado.
Grupo FSP ATX-500PNR 500W
La empresa china FSP produce una amplia gama de componentes de alta calidad para equipos informáticos. La opción que ofrece este fabricante tiene un precio reducido, pero está equipada con un módulo de protección contra sobrecargas en redes públicas:
- Nombre del modelo: FSP Group ATX-500PNR;
- precio: 2500 rublos;
- características: estándar ATX 2V.2, PFC activo, potencia – 500 W, carga de línea +3,3 V – 24 A, +5 V – 20 A, +12 V – 18 A, +12 V – 18 A, +5 V – 2,5 A, - 12 V – 0,3 A, ventilador de 120 mm, 1 conector ATX de 20+4 pines, 1 PCI-e de 8 pines (6+2), 1 disquete, 1 CPU de 4+4 pines, 2 Molex, 3 unidades SATA, dimensiones – 86x150x140 mm, peso – 1,32 kg;
- ventajas: hay protección contra cortocircuitos;
- Contras: sin certificación.
Corsario RM750x 750W
Los productos Corsair proporcionan un control de voltaje confiable y funcionan de manera silenciosa. La versión presentada del dispositivo de alimentación tiene certificado 80 PLUS Gold, bajo nivel de ruido y un sistema de cableado modular:
- Nombre del modelo: Corsair RM750x;
- precio: 9.320 rublos;
- características: ATX 12V 2.4 estándar, PFC activo, potencia – 750 W, carga de línea +5 V – 25 A, +3,3 V – 25 A, +12 V – 62,5 A, -12 V – 0,8 A, +5 V – 1 A, ventilador de 135 mm, conectores 1 unidad ATX de 20+4 pines, 1 unidad de disquete, 1 unidad de CPU de 4+4 pines, 4 unidades CI-e de 8 pulgadas (6+2), 8 unidades Molex, 9 unidades SATA , Certificado 80 PLUS GOLD, protección contra cortocircuitos y sobrecargas, dimensiones – 86x150x180 mm, peso – 1,93 kg;
- ventajas: ventilador con temperatura controlada;
- Contras: alto costo.
Los dispositivos de alimentación Thermaltake se distinguen por su alta funcionalidad y estabilidad de todas las características. La versión propuesta de dicho dispositivo es adecuada para la mayoría de las unidades del sistema:
- nombre del modelo: Thermaltake TR2 S 600W;
- precio: 3.360 rublos;
- características: estándar ATX, potencia – 600 W, PFC activo, corriente máxima 3,3 V – 22 A, +5 V – 17 A, + 12 V – 42 A, +12 V – 10 A, ventilador de 120 mm, conector de placa base – 20 +4 pines;
- pros: se puede utilizar en computadoras nuevas y antiguas;
- Contras: no incluye cable de red.
Corsario CX750 750W
La compra de un dispositivo de suministro de energía costoso y de alta calidad se justifica cuando se utilizan otros componentes costosos. El uso de productos Corsair hará que sea poco probable que este equipo falle debido a un fallo del dispositivo de alimentación:
- Nombre del modelo: Corsair CX 750W RTL CP-9020123-EU;
- precio: 7.246 rublos;
- características: estándar ATX, potencia – 750 W, carga +3,3 V – 25 A, +5 V – 25 A, +12V – 62,5 A, +5 V – 3 A, -12 V – 0,8 A, dimensiones – 150x86x160 mm, 120 ventilador de mm, eficiencia – 80%, dimensiones – 30x21x13 cm;
- ventajas: controlador de velocidad del ventilador;
- Desventajas: caro.
Deepcool DA500 500W
Todos los productos Deepcool están certificados según el estándar 80 PLUS. El modelo propuesto del dispositivo de alimentación tiene un certificado de grado Bronce, tiene protección contra sobrecargas y cortocircuitos:
- Nombre del modelo: Deepcool DA500 500W;
- precio: 3.350 rublos;
- características: factor de forma Estándar-ATX 12V 2.31 y EPS12V, PFC activo, Conector principal – (20+4) pines, 5 interfaces SATA de 15 pines, 4 conectores molex, para tarjeta de video – 2 interfaces (6+2) pines , potencia – 500 W, ventilador de 120 mm, corrientes +3,3 V – 18 A, +5 V – 16 A, +12 V – 38 A, -12 V – 0,3 A, +5 V – 2,5 A;
- pros: certificado 80 PLUS Bronce;
- contras: no señalado.
Zalman ZM700-LX 700W
Para los modelos de procesadores modernos y tarjetas de video costosas, es recomendable comprar fuentes de alimentación certificadas de al menos el estándar Platinum. La fuente de alimentación para computadora presentada por Zalman tiene una eficiencia del 90% y una alta confiabilidad:
- nombre del modelo: Zalman ZM700-LX 700W;
- precio: 4.605 rublos;
- características: estándar ATX, potencia - 700 W, PFC activo, +3,3 V - 20 A, corriente +5 V - 20 A, + 12V - 0,3 A, ventilador de 140 mm, dimensiones 150x86x157 mm, peso 2,2 kg;
- ventajas: protección contra cortocircuitos;
- contras: no señalado.
Cómo elegir una fuente de alimentación para tu computadora
No confíe su costoso equipo informático a fabricantes poco conocidos. Algunos fabricantes deshonestos disfrazan la baja calidad de sus equipos bajo certificados de calidad “falsos”. Chieftec, Cooler Master, Hiper, SeaSonic, Corsair tienen altas calificaciones entre los fabricantes de dispositivos de alimentación para computadoras. Es deseable disponer de protección contra sobrecargas, sobretensiones y cortocircuitos. La apariencia, el material de la carcasa, los soportes del ventilador y la calidad de los conectores y arneses pueden decir mucho.
Conector de alimentación de la placa base
La cantidad y el tipo de conectores instalados en la placa base dependen de su tipo. Los principales son conectores:
- 4 pines – para alimentación del procesador, unidades de disco duro;
- 6 pines – para alimentar tarjetas de video;
- 8 pines – para tarjetas de video potentes;
- SATA de 15 pines: para conectar la interfaz SATA con discos duros, CD-ROM.
Fuente de alimentación
Todos los requisitos para un funcionamiento estable se pueden cumplir con fuentes de alimentación para computadoras, cuya potencia se selecciona con una reserva y excede el consumo nominal de todos los componentes de la computadora en un 30-50%. La reserva de marcha garantiza que se superen las propiedades refrigerantes de los radiadores, cuya finalidad es eliminar el sobrecalentamiento excesivo de sus elementos. Es difícil determinar el dispositivo que necesita basándose en una revisión de su oferta en Internet. Para ello, existen sitios donde, ingresando los parámetros de sus componentes, puede calcular las características requeridas de los dispositivos de suministro de energía.
Los índices de consumo de energía para computadoras domésticas oscilan entre 350 y 450 W. Es mejor comprar fuentes de alimentación para fines comerciales a partir de un valor nominal de 500 W. Las computadoras y servidores para juegos deben funcionar con fuentes de alimentación de 750 W o más. Un componente importante de un dispositivo de suministro de energía es el PFC o corrección del factor de potencia, que puede ser activo o pasivo. El PFC activo aumenta el valor del factor de potencia hasta un 95%. Este parámetro siempre está indicado en el pasaporte y las instrucciones del producto.
Video
Introducción
Una parte integral de cada computadora es la fuente de alimentación. Es tan importante como el resto de la computadora. Al mismo tiempo, comprar una fuente de alimentación es bastante raro, porque una buena fuente de alimentación puede proporcionar energía a varias generaciones de sistemas. Teniendo todo esto en cuenta, la compra de una fuente de alimentación debe tomarse muy en serio, ya que el destino de la computadora depende directamente del rendimiento de la fuente de alimentación.
Para implementar el aislamiento galvánico basta con fabricar un transformador con los devanados necesarios. Pero alimentar una computadora requiere mucha energía, especialmente para las PC modernas. Para alimentar el ordenador habría que fabricar un transformador, que no sólo sería de gran tamaño, sino que además pesaría mucho. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia de la corriente de suministro del transformador, para crear el mismo flujo magnético, se requieren menos vueltas y una sección transversal más pequeña del núcleo magnético. En las fuentes de alimentación construidas sobre la base de un convertidor, la frecuencia de la tensión de alimentación del transformador es 1000 o más veces mayor. Esto le permite crear fuentes de alimentación compactas y livianas.
La fuente de alimentación por impulsos más sencilla.
Veamos el diagrama de bloques de una fuente de alimentación conmutada simple, que subyace a todas las fuentes de alimentación conmutadas.
Diagrama de bloques de una fuente de alimentación conmutada.
El primer bloque convierte el voltaje de la red de CA a CC. Un convertidor de este tipo consta de un puente de diodos que rectifica la tensión alterna y un condensador que suaviza las ondulaciones de la tensión rectificada. Esta caja también contiene elementos adicionales: filtros de tensión de red contra las ondulaciones del generador de impulsos y termistores para suavizar el aumento de corriente en el momento del encendido. Sin embargo, estos elementos pueden omitirse para ahorrar costes.
El siguiente bloque es un generador de impulsos, que genera impulsos a una determinada frecuencia que alimentan el devanado primario del transformador. La frecuencia de generación de impulsos de diferentes fuentes de alimentación es diferente y se encuentra en el rango de 30 a 200 kHz. El transformador realiza las funciones principales de la fuente de alimentación: aislamiento galvánico de la red y reducción de la tensión a los valores requeridos.
El voltaje alterno recibido del transformador es convertido por el siguiente bloque en voltaje continuo. El bloque consta de diodos rectificadores de tensión y un filtro de ondulación. En este bloque, el filtro de ondulación es mucho más complejo que en el primer bloque y consta de un grupo de condensadores y una bobina de choque. Para ahorrar dinero, los fabricantes pueden instalar pequeños condensadores, así como bobinas de baja inductancia.
La primera fuente de alimentación conmutada fue un convertidor push-pull o de ciclo único. Push-pull significa que el proceso de generación consta de dos partes. En un convertidor de este tipo, dos transistores se abren y cierran a su vez. En consecuencia, en un convertidor de un solo extremo, un transistor se abre y se cierra. A continuación se presentan los circuitos de convertidores push-pull y de ciclo único.
Diagrama esquemático del convertidor.
Echemos un vistazo más de cerca a los elementos del circuito:
X2 - circuito de alimentación del conector.
X1 es el conector del cual se elimina el voltaje de salida.
R1 es una resistencia que establece el pequeño sesgo inicial en las teclas. Esto es necesario para un inicio más estable del proceso de oscilación en el convertidor.
R2 es una resistencia que limita la corriente de base en los transistores; esto es necesario para evitar que los transistores se quemen.
TP1 - El transformador tiene tres grupos de devanados. El primer devanado de salida genera el voltaje de salida. El segundo devanado sirve como carga para los transistores. El tercero genera el voltaje de control para los transistores.
En el momento inicial de encender el primer circuito, el transistor está ligeramente abierto, porque Se aplica un voltaje positivo a la base a través de la resistencia R1. Por el transistor ligeramente abierto circula una corriente que también circula por el devanado II del transformador. La corriente que fluye a través del devanado crea un campo magnético. El campo magnético crea voltaje en los devanados restantes del transformador. Como resultado, se crea un voltaje positivo en el devanado III, lo que abre aún más el transistor. El proceso continúa hasta que el transistor entra en modo de saturación. El modo de saturación se caracteriza por el hecho de que a medida que aumenta la corriente de control aplicada al transistor, la corriente de salida permanece sin cambios.
Dado que el voltaje en los devanados se genera solo en caso de un cambio en el campo magnético, su aumento o disminución, la ausencia de un aumento en la corriente en la salida del transistor conducirá, por lo tanto, a la desaparición de la fem. en los devanados II y III. Una pérdida de tensión en el devanado III provocará una disminución del grado de apertura del transistor. Y la corriente de salida del transistor disminuirá, por lo tanto, el campo magnético disminuirá. Disminuir el campo magnético creará un voltaje de polaridad opuesta. El voltaje negativo en el devanado III comenzará a cerrar aún más el transistor. El proceso continuará hasta que el campo magnético desaparezca por completo. Cuando el campo magnético desaparece, el voltaje negativo en el devanado III también desaparecerá. El proceso comenzará a repetirse nuevamente.
Un convertidor push-pull funciona según el mismo principio, pero la diferencia es que hay dos transistores que se abren y cierran a su vez. Es decir, cuando uno está abierto, el otro está cerrado. El circuito convertidor push-pull tiene la gran ventaja de utilizar todo el bucle de histéresis del conductor magnético del transformador. Usar solo una sección del bucle de histéresis o magnetizar en una sola dirección produce muchos efectos indeseables que reducen la eficiencia del convertidor y degradan su rendimiento. Por lo tanto, generalmente se utiliza en todas partes un circuito convertidor push-pull con un transformador desfasador. En circuitos donde se necesita simplicidad, pequeñas dimensiones y baja potencia, todavía se utiliza un circuito de ciclo único.
Fuentes de alimentación de factor de forma ATX sin corrección del factor de potencia
Los convertidores discutidos anteriormente, aunque son dispositivos completos, son incómodos de usar en la práctica. La frecuencia del convertidor, el voltaje de salida y muchos otros parámetros “flotan”, cambiando dependiendo de los cambios en: voltaje de suministro, carga de salida del convertidor y temperatura. Pero si las teclas controlan un controlador que podría realizar la estabilización y varias funciones adicionales, entonces puedes usar el circuito para alimentar los dispositivos. El circuito de alimentación que utiliza un controlador PWM es bastante simple y, en general, es un generador de impulsos integrado en un controlador PWM.
PWM: modulación de ancho de pulso. Le permite ajustar la amplitud de la señal que pasa a través del LPF (filtro de paso bajo) cambiando la duración o el ciclo de trabajo del pulso. Las principales ventajas de PWM son la alta eficiencia de los amplificadores de potencia y las grandes posibilidades de aplicación.
Esquema de una fuente de alimentación sencilla con un controlador PWM.
Este circuito de alimentación tiene baja potencia y utiliza un transistor de efecto de campo como interruptor, lo que permite simplificar el circuito y eliminar elementos adicionales necesarios para controlar los interruptores de transistores. En las fuentes de alimentación de alta potencia, el controlador PWM tiene elementos de control (“Driver”) para el interruptor de salida. Los transistores IGBT se utilizan como interruptores de salida en fuentes de alimentación de alta potencia.
La tensión de red en este circuito se convierte en tensión continua y se suministra a través de un interruptor al primer devanado del transformador. El segundo devanado sirve para alimentar el microcircuito y generar voltaje de retroalimentación. El controlador PWM genera pulsos con una frecuencia establecida por una cadena RC conectada al tramo 4. Los pulsos se alimentan a la entrada del interruptor, que los amplifica. La duración de los pulsos varía según la tensión en el tramo 2.
Consideremos un circuito de alimentación ATX real. Tiene muchos más elementos y dispositivos adicionales. El circuito de alimentación se divide convencionalmente en partes principales mediante cuadrados rojos.
Circuito de alimentación ATX con una potencia de 150-300 W.
Para alimentar el chip controlador, además de generar el voltaje de espera +5, que utiliza la computadora cuando está apagada, hay otro convertidor en el circuito. En el diagrama se designa como bloque 2. Como puede ver, está realizado según el circuito de un convertidor de ciclo único. El segundo bloque también contiene elementos adicionales. Básicamente, se trata de cadenas para absorber las sobretensiones generadas por el transformador convertidor. Microcircuito 7805: un estabilizador de voltaje genera un voltaje de espera de +5 V a partir del voltaje rectificado del convertidor.
A menudo, se instalan componentes de baja calidad o defectuosos en la unidad generadora de voltaje de reserva, lo que hace que la frecuencia del convertidor disminuya al rango de audio. Como resultado, se escucha un chirrido en la fuente de alimentación.
Dado que la fuente de alimentación se alimenta desde una red de voltaje de CA de 220 V y el convertidor necesita alimentación de voltaje de CC, se debe convertir el voltaje. El primer bloque rectifica y filtra la tensión alterna de la red. Este bloque también contiene un filtro contra las interferencias generadas por la propia fuente de alimentación.
El tercer bloque es el controlador PWM TL494. Realiza todas las funciones principales de la fuente de alimentación. Protege la fuente de alimentación de cortocircuitos, estabiliza los voltajes de salida y genera una señal PWM para controlar los interruptores de transistores que se cargan en el transformador.
El cuarto bloque consta de dos transformadores y dos grupos de interruptores de transistores. El primer transformador genera el voltaje de control para los transistores de salida. Dado que el controlador TL494 PWM genera una señal de baja potencia, el primer grupo de transistores amplifica esta señal y la pasa al primer transformador. El segundo grupo de transistores, o de salida, se cargan en el transformador principal, que genera las tensiones de alimentación principales. Este circuito de control del interruptor de salida más complejo se utilizó debido a la complejidad de controlar los transistores bipolares y proteger el controlador PWM del alto voltaje.
El quinto bloque consta de diodos Schottky, que rectifican la tensión de salida del transformador, y un filtro de paso bajo (LPF). El filtro de paso bajo consta de condensadores electrolíticos de gran capacidad y bobinas de choque. A la salida del filtro de paso bajo hay resistencias que lo cargan. Estas resistencias son necesarias para garantizar que la capacidad de la fuente de alimentación no permanezca cargada después del apagado. También hay resistencias a la salida del rectificador de tensión de red.
Los elementos restantes que no están encerrados en el bloque son cadenas que forman “señales de servicio”. Estas cadenas protegen la fuente de alimentación de cortocircuitos o monitorean el estado de los voltajes de salida.
Fuente de alimentación ATX 200 W.
Ahora veamos cómo se ubican los elementos en la placa de circuito impreso de una fuente de alimentación de 200 W. La imagen muestra:
Condensadores que filtran voltajes de salida.
Lugar de condensadores de filtro de voltaje de salida sin soldar.
Inductores que filtran los voltajes de salida. La bobina más grande no sólo desempeña el papel de filtro, sino que también actúa como estabilizador ferromagnético. Esto le permite reducir ligeramente los desequilibrios de voltaje cuando la carga de diferentes voltajes de salida es desigual.
Chip estabilizador WT7520 PWM.
Un radiador en el que se instalan diodos Schottky para tensiones de +3,3V y +5V, y para tensiones de +12V hay diodos ordinarios. Cabe señalar que a menudo, especialmente en las fuentes de alimentación más antiguas, se colocan elementos adicionales en el mismo radiador. Se trata de elementos de estabilización de tensión +5V y +3,3V. En las fuentes de alimentación modernas, en este radiador solo se colocan diodos Schottky para todas las tensiones principales o transistores de efecto de campo, que se utilizan como elemento rectificador.
El transformador principal, que genera todas las tensiones, así como el aislamiento galvánico de la red.
Un transformador que genera voltajes de control para los transistores de salida del convertidor.
Transformador convertidor que genera voltaje de espera +5V.
El radiador en el que se encuentran los transistores de salida del convertidor, así como el transistor del convertidor que genera la tensión de reserva.
Condensadores de filtro de tensión de red. No es necesario que sean dos. Para formar un voltaje bipolar y formar un punto medio, se instalan dos condensadores de igual capacidad. Dividen la tensión de red rectificada por la mitad, formando así dos tensiones de diferente polaridad, conectadas en un punto común. En los circuitos de alimentación única sólo hay un condensador.
Elementos filtrantes de red contra armónicos (interferencias) generados por la fuente de alimentación.
Diodos puente de diodos que rectifican la tensión de red CA.
Fuente de alimentación ATX 350 W.
La fuente de alimentación de 350 W tiene un diseño equivalente. Lo que inmediatamente llama la atención es el gran tamaño de la placa, los radiadores más grandes y el transformador convertidor más grande.
Condensadores de filtro de voltaje de salida.
Un radiador que enfría los diodos que rectifican la tensión de salida.
Controlador PWM AT2005 (análogo al WT7520), que realiza la estabilización de voltaje.
El transformador principal del convertidor.
Un transformador que genera voltaje de control para los transistores de salida.
Transformador convertidor de tensión de reserva.
Un radiador que enfría los transistores de salida de los convertidores.
Filtro de tensión de red contra interferencias en el suministro eléctrico.
Diodos de puente de diodos.
Condensadores de filtro de tensión de red.
El circuito considerado se ha utilizado en fuentes de alimentación durante mucho tiempo y ahora se encuentra a veces.
Fuentes de alimentación en formato ATX con corrección del factor de potencia.
En los circuitos considerados, la carga de la red es un condensador conectado a la red a través de un puente de diodos. El condensador se carga sólo si el voltaje a través de él es menor que el voltaje de la red. Como resultado, la corriente es de naturaleza pulsada, lo que tiene muchas desventajas.
Puente rectificador de tensión.
Enumeramos estas desventajas:
- las corrientes introducen armónicos más altos (interferencias) en la red;
- gran amplitud de consumo actual;
- componente reactivo significativo en la corriente de consumo;
- la tensión de red no se utiliza durante todo el período;
- La eficiencia de tales circuitos tiene poca importancia.
Las nuevas fuentes de alimentación tienen un circuito moderno mejorado; ahora tienen una unidad adicional: un corrector del factor de potencia (PFC). Mejora el factor de potencia. O, en términos más simples, elimina algunas de las desventajas de un puente rectificador para la tensión de red.
Fórmula de máxima potencia.
El factor de potencia (PF) caracteriza qué parte de la potencia total hay un componente activo y cuánto es reactivo. En principio, se puede decir, ¿por qué tener en cuenta la potencia reactiva? Es imaginaria y no tiene ningún beneficio.
Fórmula del factor de potencia.
Digamos que tenemos un determinado dispositivo, una fuente de alimentación, con un factor de potencia de 0,7 y una potencia de 300 W. De los cálculos se desprende que nuestra fuente de alimentación tiene una potencia total (la suma de la potencia reactiva y activa) mayor que la indicada en ella. Y esta energía debe ser proporcionada por una fuente de alimentación de 220V. Aunque este poder no es útil (ni siquiera el contador de la luz lo registra), todavía existe.
Cálculo de la potencia total de la fuente de alimentación.
Es decir, los elementos internos y los cables de red deben estar diseñados para una potencia de 430 W, no 300 W. Imagine un caso en el que el factor de potencia es 0,1... Debido a esto, GORSET prohíbe el uso de dispositivos con un factor de potencia inferior a 0,6, y si se detectan, se impone una multa al propietario.
En consecuencia, las campañas desarrollaron nuevos circuitos de suministro de energía que tenían PFC. Inicialmente, como PFC se utilizaba un inductor de alta inductancia conectado en la entrada; dicha fuente de alimentación se denomina fuente de alimentación con PFC o PFC pasivo. Una fuente de alimentación de este tipo tiene un KM aumentado. Para lograr el CM deseado, es necesario equipar las fuentes de alimentación con un estrangulador grande, ya que la resistencia de entrada de la fuente de alimentación es de naturaleza capacitiva debido a los condensadores instalados en la salida del rectificador. La instalación de un estrangulador aumenta significativamente la masa de la fuente de alimentación y aumenta el KM a 0,85, que no es tanto.
Fuente de alimentación de 400 W con corrección pasiva del factor de potencia.
La figura muestra una fuente de alimentación FSP de 400 W con corrección pasiva del factor de potencia. Contiene los siguientes elementos:
- Condensadores de filtro de ondulación de voltaje de salida.
Condensadores de filtro de tensión de red rectificados.
Acelerador realizando corrección del factor de potencia.
Transformador convertidor principal.
Transformador que controla las teclas.
Transformador convertidor auxiliar (tensión de reserva).
Filtros de tensión de red contra ondulaciones en el suministro eléctrico.
Un radiador en el que están instalados los interruptores del transistor de salida.
Un radiador sobre el que se instalan diodos que rectifican la tensión alterna del transformador principal.
Tablero de control de velocidad del ventilador.
Una placa en la que está instalado el controlador PWM FSP3528 (análogo al KA3511).
Choque de estabilización de grupo y elementos filtrantes de ondulación de voltaje de salida.
Activando el acelerador para corregir el CM.
Debido a la baja eficiencia del PFC pasivo, se introdujo un nuevo circuito PFC en la fuente de alimentación, que se basa en un estabilizador PWM cargado en un inductor. Este circuito aporta muchas ventajas a la fuente de alimentación:
- rango de voltaje operativo extendido;
- fue posible reducir significativamente la capacitancia del condensador del filtro de tensión de red;
- CM significativamente mayor;
- reducir el peso de la fuente de alimentación;
- aumentando la eficiencia del suministro de energía.
Este esquema también tiene desventajas: una disminución en la confiabilidad de la fuente de alimentación y un funcionamiento incorrecto de algunas fuentes de alimentación ininterrumpida al cambiar los modos de funcionamiento de la batería/red. El funcionamiento incorrecto de este circuito con un UPS se debe al hecho de que la capacidad del filtro de tensión de red en el circuito ha disminuido significativamente. En el momento en que el voltaje desaparece por un corto tiempo, la corriente PFC requerida para mantener el voltaje en la salida del PFC aumenta considerablemente, como resultado de lo cual se activa la protección contra cortocircuitos (cortocircuito) en el UPS.
Circuito de corrección del factor de potencia activo.
Si nos fijamos en el circuito, se trata de un generador de impulsos que se carga en el inductor. La tensión de red se rectifica mediante un puente de diodos y se suministra al interruptor, que se carga mediante el inductor L1 y el transformador T1. Se introduce un transformador para proporcionar retroalimentación desde el controlador a la llave. El voltaje del inductor se elimina mediante los diodos D1 y D2. Además, la tensión se elimina alternativamente mediante diodos, ya sea del puente de diodos o del inductor, y carga los condensadores Cs1 y Cs2. La llave Q1 se abre y la cantidad de energía necesaria se acumula en el acelerador L1. La cantidad de energía acumulada está regulada por la duración del estado abierto de la llave. Cuanta más energía se acumule, más voltaje producirá el inductor. Después de apagar la llave, el inductor L1 libera la energía acumulada a través del diodo D1 a los condensadores.
Esta operación permite utilizar toda la sinusoide de la tensión alterna de la red, a diferencia de los circuitos sin PFC, y también estabilizar la tensión que alimenta el convertidor.
En los circuitos de suministro de energía modernos, a menudo se utilizan controladores PWM de doble canal. Un microcircuito opera tanto el convertidor como el PFC. Como resultado, el número de elementos en el circuito de alimentación se reduce significativamente.
Esquema de una fuente de alimentación simple en un controlador PWM de dos canales.
Consideremos el circuito de una fuente de alimentación simple de 12 V utilizando un controlador PWM de dos canales ML4819. Una parte de la fuente de alimentación genera un voltaje estabilizado constante de +380V. La otra parte es un convertidor que genera un voltaje estabilizado constante de +12V. El PFC consta, como en el caso considerado anteriormente, del interruptor Q1, el inductor L1 del transformador de realimentación T1 cargado en él. Los diodos D5, D6 cargan los condensadores C2, C3, C4. El convertidor consta de dos interruptores Q2 y Q3, cargados en el transformador T3. La tensión del pulso se rectifica mediante el conjunto de diodos D13 y se filtra mediante el inductor L2 y los condensadores C16, C18. Usando el cartucho U2, se genera el voltaje de control de voltaje de salida.
Fuente de alimentación GlacialPower GP-AL650AA.
Consideremos el diseño de una fuente de alimentación que tiene un PFC activo:
- Tablero de control de protección actual;
- Un estrangulador que actúa como filtro de voltaje de +12 V y +5 V y como función de estabilización de grupo;
- Estrangulador del filtro de voltaje +3,3 V;
- Un radiador en el que se ubican los diodos rectificadores de voltajes de salida;
- Transformador convertidor principal;
- Transformador que controla las teclas del convertidor principal;
- Transformador convertidor auxiliar (formando voltaje de reserva);
- Tablero controlador de corrección del factor de potencia;
- Interruptores de radiador, puente de diodos de refrigeración y convertidor principal;
- Filtros de tensión de línea contra interferencias;
- Estrangulador corrector del factor de potencia;
- Condensador de filtro de tensión de red.
Características de diseño y tipos de conectores.
Veamos los tipos de conectores que pueden estar presentes en la fuente de alimentación. En la pared posterior de la fuente de alimentación hay un conector para conectar el cable de red y un interruptor. Anteriormente, junto al conector del cable de alimentación, también había un conector para conectar el cable de red del monitor. Opcionalmente pueden estar presentes otros elementos:
- indicadores de tensión de red o estado de funcionamiento de la fuente de alimentación;
- botones de control del modo de funcionamiento del ventilador;
- botón para cambiar la tensión de red de entrada 110/220V;
- Puertos USB integrados en la fuente de alimentación del concentrador USB;
- otro.
Los ventiladores que aspiran aire de la fuente de alimentación se colocan cada vez más en la pared trasera. Cada vez más, el ventilador se coloca en la parte superior de la fuente de alimentación debido al mayor espacio para instalar el ventilador, lo que permite instalar un elemento de refrigeración activo grande y silencioso. Algunas fuentes de alimentación incluso tienen instalados dos ventiladores, tanto en la parte superior como en la trasera.
Fuente de alimentación Chieftec CFT-1000G-DF.
De la pared frontal sale un cable con un conector de alimentación para la placa base. En algunas fuentes de alimentación modulares, al igual que otros cables, se conecta a través de un conector. La siguiente figura muestra la distribución de pines de todos los conectores principales.
Puedes notar que cada voltaje tiene su propio color de cable:
- Color amarillo - +12 V,
- color rojo - +5 V,
- Color naranja - +3,3 V,
- El color negro es común o tierra.
Para otros voltajes, los colores de los cables pueden variar de un fabricante a otro.
La figura no muestra los conectores de alimentación adicionales para tarjetas de video, ya que son similares a los conectores de alimentación adicionales para el procesador. También existen otros tipos de conectores que se encuentran en computadoras de marcas como DelL, Apple y otras.
Parámetros eléctricos y características de las fuentes de alimentación.
La fuente de alimentación tiene muchos parámetros eléctricos, la mayoría de los cuales no se indican en la hoja de datos. En la etiqueta lateral de la fuente de alimentación, generalmente solo están marcados algunos parámetros básicos: voltajes de funcionamiento y potencia.
Fuente de alimentación
El poder a menudo se indica en la etiqueta en letra grande. La potencia de la fuente de alimentación caracteriza cuánta energía eléctrica puede suministrar a los dispositivos conectados a ella (placa base, tarjeta de video, disco duro, etc.).
En teoría, basta con sumar el consumo de los componentes utilizados y elegir una fuente de alimentación con un poco más de potencia de reserva. Para calcular la potencia, puede utilizar, por ejemplo, el sitio http://extreme.outervision.com/PSUEngine, las recomendaciones especificadas en el pasaporte de la tarjeta de video, si la hay, el paquete térmico del procesador, etc. . también son bastante adecuados.
Pero en realidad todo es mucho más complicado, porque... La fuente de alimentación produce diferentes voltajes: 12 V, 5 V, -12 V, 3,3 V, etc. Cada línea de voltaje está diseñada para su propia energía. Era lógico pensar que esta potencia es fija y su suma es igual a la potencia de la fuente de alimentación. Pero la fuente de alimentación contiene un transformador para generar todos estos voltajes utilizados por la computadora (excepto el voltaje de espera +5V). Es cierto que es raro, pero aún puede encontrar una fuente de alimentación con dos transformadores separados, pero dichas fuentes de alimentación son caras y se utilizan con mayor frecuencia en servidores. Las fuentes de alimentación ATX convencionales tienen un transformador. Debido a esto, la potencia de cada línea de voltaje puede flotar: aumenta si otras líneas están ligeramente cargadas y disminuye si las líneas restantes están muy cargadas. Por lo tanto, la potencia máxima de cada línea a menudo está escrita en las fuentes de alimentación y, como resultado, si se suman, la salida será incluso mayor que la potencia real de la fuente de alimentación. Así, el fabricante puede confundir al consumidor, por ejemplo, declarando una potencia nominal demasiado alta que la fuente de alimentación no es capaz de proporcionar.
Tenga en cuenta que si se instala una fuente de alimentación de potencia insuficiente en el ordenador, esto provocará un funcionamiento anormal de los dispositivos (“congelaciones”, reinicios, clics de los cabezales del disco duro), hasta la imposibilidad de encender el ordenador. Y si la PC tiene instalada una placa base que no está diseñada para la potencia de los componentes que están instalados en ella, entonces a menudo la placa base funciona normalmente, pero con el tiempo los conectores de alimentación se queman debido a su constante calentamiento y oxidación.
Conectores quemados.
Corriente de línea máxima permitida
Aunque este es uno de los parámetros importantes de la fuente de alimentación, el usuario a menudo no le presta atención al comprar. Pero si se excede la corriente permitida en la línea, la fuente de alimentación se corta, porque se activa la protección. Para apagarlo, es necesario apagar la fuente de alimentación y esperar un momento, aproximadamente un minuto. Vale la pena considerar que ahora todos los componentes que consumen más energía (procesador, tarjeta de video) se alimentan desde la línea de +12V, por lo que es necesario prestar más atención a los valores de las corrientes indicadas para ello. Para fuentes de alimentación de alta calidad, esta información generalmente se presenta en forma de placa (por ejemplo, Seasonic M12D-850) o lista (por ejemplo, FSP ATX-400PNF) en una etiqueta lateral.
Las fuentes de alimentación que no incluyen dicha información (por ejemplo, Gembird PSU7 550W) inmediatamente plantean dudas sobre la calidad del rendimiento y la correspondencia de la potencia declarada con la real.
El resto de parámetros de las fuentes de alimentación no están regulados, pero no son menos importantes. Es posible determinar estos parámetros sólo realizando varias pruebas con la fuente de alimentación.
Rango de voltaje de funcionamiento
El rango de tensión de funcionamiento se refiere al rango de valores de tensión de red en el que la fuente de alimentación conserva su funcionalidad y los valores de sus parámetros nominales. Hoy en día se producen cada vez más fuentes de alimentación con PFC (corrección activa del factor de potencia), lo que permite ampliar el rango de tensión de funcionamiento de 110 a 230. También existen fuentes de alimentación con un rango de tensión de funcionamiento pequeño, por ejemplo, la FPS FPS400-60THN- La fuente de alimentación P tiene un rango de 220 a 240. Como resultado, esta fuente de alimentación, incluso cuando se combina con una fuente de alimentación ininterrumpida masiva, se apagará cuando caiga el voltaje de la red. Esto se debe a que un UPS convencional estabiliza el voltaje de salida en el rango de 220 V +/- 5%. Es decir, el voltaje mínimo para cambiar a la batería será 209 (y si tenemos en cuenta la lentitud de conmutación del relé, el voltaje puede ser incluso menor), que es menor que el voltaje de funcionamiento de la fuente de alimentación.
Resistencia interna
La resistencia interna caracteriza las pérdidas internas de la fuente de alimentación cuando fluye corriente. La resistencia interna por tipo se puede dividir en dos tipos: convencional para corriente continua y diferencial para corriente alterna.
Circuito equivalente equivalente de la fuente de alimentación.
La resistencia CC consta de las resistencias de los componentes a partir de los cuales se construye la fuente de alimentación: la resistencia de los cables, la resistencia de los devanados del transformador, la resistencia de los cables inductores, la resistencia de las pistas de la placa de circuito impreso, etc. Debido a la presencia de esta resistencia, a medida que aumenta la carga en la fuente de alimentación, el voltaje cae. Esta resistencia se puede ver trazando la característica de carga cruzada de la fuente de alimentación. Para reducir esta resistencia, en las fuentes de alimentación operan varios circuitos de estabilización.
Características de carga cruzada de la fuente de alimentación.
La resistencia diferencial caracteriza las pérdidas internas de la fuente de alimentación cuando fluye corriente alterna. Esta resistencia también se llama impedancia eléctrica. Reducir esta resistencia es lo más difícil. Para reducirlo, se utiliza un filtro de paso bajo en la fuente de alimentación. Para reducir la impedancia, no basta con instalar grandes condensadores y bobinas con alta inductancia en la fuente de alimentación. También es necesario que los condensadores tengan una resistencia en serie baja (ESR) y que las bobinas estén hechas de alambre grueso. Es físicamente muy difícil implementar esto.
Ondulación del voltaje de salida
La fuente de alimentación es un convertidor que convierte repetidamente el voltaje de CA a CC. Como resultado, se producen ondulaciones en la salida de sus líneas. La ondulación es un cambio repentino de voltaje durante un corto período de tiempo. El principal problema de las ondulaciones es que si un circuito o dispositivo no tiene un filtro en el circuito de alimentación o está defectuoso, entonces estas ondulaciones viajan por todo el circuito, distorsionando sus características de rendimiento. Esto se puede ver, por ejemplo, si sube el volumen del altavoz al máximo mientras no hay señales en la salida de la tarjeta de sonido. Se escucharán varios ruidos. Esto es una onda, pero no es necesariamente el ruido de la fuente de alimentación. Pero si en el funcionamiento de un amplificador convencional las ondulaciones no causan mucho daño, solo aumenta el nivel de ruido, entonces, por ejemplo, en circuitos y comparadores digitales pueden provocar una conmutación falsa o una percepción incorrecta de la información de entrada, lo que conduce a errores. o inoperancia del dispositivo.
Forma de onda de voltaje de salida de la fuente de alimentación Antec Signature SG-850.
Estabilidad de voltaje
A continuación, consideraremos una característica como la estabilidad de los voltajes suministrados por la fuente de alimentación. Durante el funcionamiento, por muy ideal que sea la fuente de alimentación, sus voltajes cambian. Un aumento de voltaje provoca, en primer lugar, un aumento de las corrientes de reposo de todos los circuitos, así como un cambio en los parámetros de los circuitos. Entonces, por ejemplo, para un amplificador de potencia, aumentar el voltaje aumenta su potencia de salida. Es posible que algunas piezas electrónicas no puedan soportar el aumento de potencia y se quemen. Este mismo aumento de potencia conlleva un aumento de la potencia disipada por los elementos electrónicos y, en consecuencia, un aumento de la temperatura de estos elementos. Lo que provoca sobrecalentamiento y/o cambios en el rendimiento.
Reducir el voltaje, por el contrario, reduce la corriente de reposo y también empeora las características de los circuitos, por ejemplo, la amplitud de la señal de salida. Cuando cae por debajo de cierto nivel, ciertos circuitos dejan de funcionar. La electrónica de los discos duros es especialmente sensible a esto.
Las desviaciones de voltaje permitidas en las líneas de la fuente de alimentación se describen en el estándar ATX y en promedio no deben exceder el ±5% de la clasificación de la línea.
Para mostrar de manera integral la magnitud de la caída de voltaje, se utiliza una característica de carga cruzada. Es una visualización en color del nivel de desviación de voltaje de la línea seleccionada cuando se cargan dos líneas: la seleccionada y +12V.
Eficiencia
Pasemos ahora al coeficiente de rendimiento, o eficiencia para abreviar. Mucha gente recuerda de la escuela: esta es la proporción entre el trabajo útil y el trabajo gastado. La eficiencia muestra cuánta energía consumida se convierte en energía útil. Cuanto mayor sea la eficiencia, menos tendrás que pagar por la electricidad consumida por la computadora. La mayoría de las fuentes de alimentación de alta calidad tienen una eficiencia similar; varía en el rango de no más del 10%, pero la eficiencia de las fuentes de alimentación con PPFC y APFC es significativamente mayor.
factor de potencia
Como parámetro al que debes prestar atención a la hora de elegir una fuente de alimentación, el factor de potencia es menos significativo, pero otros valores dependen de él. Si el factor de potencia es bajo, la eficiencia será baja. Como se señaló anteriormente, los correctores del factor de potencia aportan muchas mejoras. Un factor de potencia más alto conducirá a corrientes más bajas en la red.
Parámetros no eléctricos y características de las fuentes de alimentación.
Por lo general, en cuanto a las características eléctricas, no todos los parámetros no eléctricos están indicados en el pasaporte. Aunque también son importantes los parámetros no eléctricos de la fuente de alimentación. Te enumeramos los principales:
- rango de temperatura de funcionamiento;
- confiabilidad del suministro de energía (tiempo entre fallas);
- nivel de ruido creado por la fuente de alimentación durante el funcionamiento;
- velocidad del ventilador de la fuente de alimentación;
- peso de la fuente de alimentación;
- longitud de los cables de alimentación;
- facilidad de uso;
- respeto al medio ambiente del suministro de energía;
- cumplimiento de estándares estatales e internacionales;
- Dimensiones de la fuente de alimentación.
La mayoría de los parámetros no eléctricos son claros para todos los usuarios. Sin embargo, centrémonos en parámetros más relevantes. La mayoría de las fuentes de alimentación modernas son silenciosas, con un nivel de ruido de unos 16 dB. Aunque incluso en una fuente de alimentación con un nivel de ruido nominal de 16 dB se puede instalar un ventilador con una velocidad de rotación de 2000 rpm. En este caso, cuando la carga de la fuente de alimentación es aproximadamente del 80%, el circuito de control de velocidad del ventilador lo encenderá a la velocidad máxima, lo que provocará un ruido significativo, a veces superior a 30 dB.
También es necesario prestar atención a la comodidad y ergonomía de la fuente de alimentación. Utilizar una conexión modular de cables de alimentación tiene muchas ventajas. Esto también hace que sea más conveniente conectar dispositivos y ocupa menos espacio en la carcasa de la computadora, lo que a su vez no solo es conveniente, sino que mejora la refrigeración de los componentes de la computadora.
Normas y certificados
Al comprar una fuente de alimentación, en primer lugar es necesario observar la disponibilidad de certificados y su cumplimiento con los estándares internacionales modernos. Los siguientes estándares se pueden encontrar con mayor frecuencia en las fuentes de alimentación:
RoHS, WEEE: no contiene sustancias nocivas;
UL, cUL: certificado de cumplimiento de sus características técnicas, así como de requisitos de seguridad para aparatos eléctricos integrados;
CE: un certificado que demuestra que la fuente de alimentación cumple con los requisitos más estrictos de las directivas del Comité Europeo;
ISO - certificado de calidad internacional;
CB - certificado internacional de cumplimiento de sus características técnicas;
FCC: cumplimiento de las normas sobre interferencias electromagnéticas (EMI) e interferencias de radiofrecuencia (RFI) generadas por la fuente de alimentación;
TUV - certificado de cumplimiento de los requisitos de la norma internacional EN ISO 9001:2000;
CCC: certificado de cumplimiento de seguridad, parámetros electromagnéticos y protección ambiental de China.
También existen estándares informáticos del factor de forma ATX, que definen las dimensiones, el diseño y muchos otros parámetros de la fuente de alimentación, incluidas las desviaciones de voltaje permitidas bajo carga. Hoy en día existen varias versiones del estándar ATX:
- Estándar ATX 1.3;
- Estándar ATX 2.0;
- Estándar ATX 2.2;
- Estándar ATX 2.3.
La diferencia entre las versiones de los estándares ATX se refiere principalmente a la introducción de nuevos conectores y nuevos requisitos para las líneas de alimentación de la fuente de alimentación.
Cuando sea necesario comprar una nueva fuente de alimentación ATX, primero deberá determinar la potencia necesaria para alimentar la computadora en la que se instalará esta fuente de alimentación. Para determinarlo, basta con sumar la potencia de los componentes utilizados en el sistema, por ejemplo, utilizando una calculadora de outsidevision.com. Si esto no es posible, entonces podemos partir de la regla de que para una computadora promedio con una tarjeta de video para juegos, una fuente de alimentación con una potencia de 500 a 600 vatios es suficiente.
Teniendo en cuenta que la mayoría de los parámetros de una fuente de alimentación solo se pueden descubrir probándola, el siguiente paso es recomendar encarecidamente que se familiarice con las pruebas y revisiones de posibles competidores: modelos de fuentes de alimentación que están disponibles en su región y satisfacen sus necesidades al menos en términos de potencia proporcionada. Si esto no es posible, entonces debe elegir según el cumplimiento de la fuente de alimentación con los estándares modernos (cuanto mayor sea el número, mejor), y es deseable tener un circuito APFC en la fuente de alimentación. A la hora de adquirir una fuente de alimentación, también es importante encenderla, si es posible directamente en el lugar de compra o inmediatamente al llegar a casa, y controlar su funcionamiento para que la fuente de alimentación no emita chirridos, zumbidos u otros ruidos extraños.
En general, es necesario elegir una fuente de alimentación que sea potente, esté bien fabricada, tenga buenos parámetros eléctricos declarados y reales, y que además sea fácil de usar y silenciosa durante el funcionamiento, incluso bajo cargas elevadas. Y bajo ninguna circunstancia debes ahorrar unos cuantos dólares a la hora de adquirir una fuente de alimentación. Recuerde que la estabilidad, confiabilidad y durabilidad de toda la computadora depende principalmente del funcionamiento de este dispositivo.
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