Ръководство за подмяна на захранвания в по-стари компютри
Жорди Бартоломе - 2003
1. Въведение
По-голямата част от цифровите електронни устройства, включително микрокомпютри и игрови конзоли, захранват своите вериги с директно напрежение от 3V или 5V. Елементът, който отговаря за захранването на тези напрежения от мрежовото напрежение, е захранването. Целта на тази статия е да представи двата основни типа захранване, особено линейното, за да служи като ориентировъчно ръководство при избора на нов, който да замести този на нашия стар компютър или игрална конзола.
2-Два страхотни типа източник
Двата основни типа шрифтове, които се използват най-често в компютри, игрови конзоли и други електронни устройства, са:
- Импулсно захранване: характерен елемент от тях е превключеният регулатор. Регулаторите са отговорни за поддържането на постоянното напрежение при промени в консумацията на натоварване. В нашия случай натоварването е компютърът. Накратко, този тип регулатор работи чрез модулиране на широчината на импулса на сигнал, който възбужда транзистор (стъпков транзистор), като го включва или изключва. Този транзистор действа като "превключвател", свързващ и изключващ товара от захранването с висока скорост, в зависимост от нуждите на това. По този начин, когато натоварването се нуждае от повече енергия, широчината на импулса се увеличава и транзисторът остава по-дълго проводящ. И когато се нуждаете от по-малко мощност, тя намалява, така че оставате по-скъсани (не шофирате) по-дълго. Регулаторът знае дали натоварването се нуждае от повече или по-малко енергия, като сравнява напрежението, което пада върху него, с референтно напрежение: ако напрежението, което пада върху товара, е по-малко от референтното напрежение, това означава, че натоварването се нуждае от повече ток, докато когато напрежението, което пада върху товара, е по-високо от еталонното напрежение, тъй като натоварването не се нуждае от толкова много ток. Именно от този процес на комутация те получават името си.
Основните добродетели на тях са техните висока ефективност, ниско разсейване на топлината и малък обем. От друга страна, те са много по-сложни от гледна точка на дизайн, скъпи и излъчват много повече електромагнитни шумове.Това е типът източник, използван в персоналните компютри (AT и ATX източници), тъй като в тях изискванията за мощност са големи и варират много.в зависимост от конфигурацията на оборудването. Тоест, в зависимост от броя на дисковите единици, разширителните карти и т.н. Оборудването ще изисква повече или по-малко мощност и затова е необходимо да има източник, способен да задоволи тези променливи нужди по възможно най-ефективния начин, заемайки минималното пространство и разсейвайки минималната топлина (колкото повече топлина, толкова по-малко ефективна). Освен това при тях проблемът с електромагнитния шум се решава лесно чрез адекватното им екраниране (поставянето им в метална кутия).
Фиг. Няколко примера за превключване на захранвания отляво надясно: 12V търговско импулсно захранване, Micro ATX импулсно захранване и AT превключващо захранване.
Това е типът, който се използва най-често в старите домашни компютри и игрови конзоли, които като цяло не изискват много енергия и имат малка променливост в потреблението: те трябва само да захранват дънната платка и в най-лошия случай единична лента или диск.
3-Структура на линейно захранване
Основната структура на типично линейно захранване е както следва:
1 - Трансформатор: Трансформаторът (TX1) е метална сърцевина с цилиндрична или квадратна форма с отвор в средата и с две или повече медни намотки.
Фиг. Различни видове трансформатори
Мисията на това е да намали променливото напрежение на мрежовото напрежение до стойност, по-близка до нуждите на веригата. Двете медни намотки се наричат първични и вторични и именно съотношението между броя на завъртанията на всеки от тях определя колко ще бъде намалено напрежението. При тях променливото напрежение обикновено се посочва под формата на ефективно напрежение: ефективното напрежение не е по-голямо от еквивалента по пряко напрежение на променливото напрежение на трансформатора. Така например променливото напрежение на мрежата в Испания е 220 VAC (променливи волта), което би било еквивалентно на непрекъснато напрежение от 220 VDC (директни волта). Но ако го погледнем с осцилоскопа, ще видим синусоидален сигнал с пикови напрежения от + 311V и -311V. Друг пример: трансформатор, който захранва напрежение от 9 VAC, доставя променливо напрежение, еквивалентно на директно напрежение от 9VDC, но ако го погледнем с осцилоскопа, ще видим синусоидално напрежение с пикови напрежения от + 12.7V и -12.7V.
Фиг. Мрежово напрежение 220V AC. Вход за трансформатор.
Фиг. Мрежовото напрежение се трансформира в 9V AC. Изход на трансформатор.
2 - Изправител: Изправителят (Rec) отговаря за преобразуването на променливото напрежение с положителен и отрицателен компонент, подаван от трансформатора, в пулсиращо напрежение само с положителен компонент. Те могат да бъдат намерени като дискретни компоненти (например в една интегрална схема) или могат да бъдат изградени с помощта на няколко диодни мостови диода). Ако се възползват само от първата половина на периода на входния синусоидален сигнал, те се наричат полувълнови токоизправители, докато ако се възползват от всичко, се наричат токоизправители с пълна вълна.
Фиг. Ректифицирано 9V променливо напрежение. Изход на токоизправител (пълна вълна) .
4 - Филтър: Филтърът (Fil) е изграден от кондензатор C1 и е отговорен за изглаждането на сигнала, който излиза от веригата на токоизправителя, премахване на пулсациите и приближаването му до желаното непрекъснато напрежение. Колкото по-висок е капацитетът на кондензатора и колкото по-малък е разходът на натоварване, толкова по-ниска е пулсацията.
Фиг.Филтрирано напрежение (червена линия). Изход за филтър.
5- Регулатор: Целта на регулатора (Reg) е да поддържа постоянното напрежение на товара постоянно, независимо от вариациите в неговата консумация, вариациите в температурата или вариациите в променливото входно напрежение. Регулаторът в схемата съответства на този на типичен линеен регулатор. Той има входен щифт за изправено напрежение (Vcc), референтен щифт (Gnd) и друг щифт с регулираното изходно напрежение (Vout), двата кондензатора обикновено се поставят по съвет на производителя, за да стабилизират и подобрят регулатора поведение.
Фиг.Напрежение, регулирано до 5V DC на изхода на източника. Изход на регулатора.
6 - Зареждане: В нашия случай товарът ще бъде схемата на компютъра или игровата конзола. Ако приемем, че се използват стандартни компоненти, типът източник в диаграмата би бил подходящ за товари, които не консумират повече от 1 A, тъй като това е максималният ток, който могат да дадат общите линейни регулатори (78XX). По принцип компютрите, които нямат много периферни устройства (дънна платка и касетно или флопи устройство), рядко консумират 1A .
4-Основни параметри
След като видяхме основните видове захранване, остава само да знаем какви са нуждите на нашия стар компютър или игрална конзола. За да направите това, най-добре е да се консултирате с документацията на машината и ако не разполагаме с нея, потърсете в Интернет характеристиките и изискванията за мощност на това. Ако компютърът има външно захранване (дори ако вече не работи), можем да го изследваме, за да видим дали има вложка, където са посочени неговите електрически свойства. Удобно е да знаете следните параметри:
- AC/DC: Необходимо е да се знае дали оборудването използва AC (променлив DC) трансформатор или външен DC (DC) източник. Те често използват AC трансформатори, а коригирането, филтрирането и регулирането се извършват в самата машина. Друг път те се захранват директно от външен източник на постоянен ток.
- Напрежение: Точната величина на напрежението, подавано от оригиналния източник на оборудването, също трябва да бъде известна, като се помни, че ако е променливо напрежение, то винаги се изразява като ефективно напрежение. По този начин, в случай на AC трансформатор, той може да бъде заменен с друг със същото напрежение и с еднаква или по-голяма мощност.
- Максимална налична мощност: Този параметър е много важен, тъй като ако се включи източник с по-малко мощност от исканата от компютъра или игралната конзола, той ще бъде претоварен. Най-вероятно ще се „стопи“, изгори или косвено ще повреди оборудване. Колкото по-актуален може да осигури адаптерът, толкова по-мощен е този адаптер.
- Тип съединител: Е, това е здрав разум, защото колкото и да е готин източникът ни, ако захранващият конектор не влезе в дупката, компютърът вероятно няма да работи:). Ако не знаете името на вида на съединителя, най-добре е да отидете в магазина за електроника с оборудването (ако не е много голямо) и да го поискате там. Преди всичко, внимавайте с полярността при запояване на кабелите, тъй като това може да развали машината, ако е запоено с обърнатата полярност.
Ако по лош късмет не можете да намерите стандартни конектори за захранване на вашия компютър или игрална конзола, винаги можете да добавите такъв. Трябва само да отворите компютъра и да свържете новия конектор директно към захранващите пътеки на компютъра. Този съединител може да бъде антенен. Тоест, да стърчи от компютъра, прикрепен към него чрез малък кабел, който излиза от отвора на оригиналния конектор, вместо да бъде интегриран в кутията.
5-Опции
След като знаем нуждите на нашия екип, това са някои от опциите:
- Универсални постояннотокови адаптери: На пазара има универсални постояннотокови трансформатори с конфигурируеми диапазони на напрежението. Те обикновено включват различни конектори, за да бъдат съвместими с максималния брой устройства. Недостатъкът на тях е, че въпреки че има много видове, те обикновено доставят малко енергия и имат лоша производителност. Внимавайте и с полярността, когато ги включвате в машината.
- Трансформатори: Когато това, от което се нуждаем, е специфично променливо напрежение, решението е да намерим друг променлив трансформатор със същото ефективно напрежение. Най-добре е да отидете в магазина за електроника и да поискате такъв, който отговаря на спецификациите.
- AT източници: Старите компютърни AT превключващи източници са много добро решение, ако това, от което се нуждаем, е + 5VDC или + 12VDC, тъй като те предлагат достатъчно мощност и добра производителност. Ако това, от което се нуждаем, е напрежение, различно от + 5VDC или + 12VDC, това може да се получи чрез добавяне на регулатор (78XX с неговите кондензатори) към някой от предишните гнезда, като се вземе предвид, че поне 2VDC ще бъдат загубени в регулатора. По този начин от контакта 5VDC можете да получите до 3VDC, а от 12VDC до 10VDC. ATX източниците също могат да се използват по същия начин като ATs с тази разлика, че са малко по-сложни за включване. Но с много проста стъпка (чрез късо съединение на PW_ON и COM щифтовете) те могат да бъдат включени чрез обикновен превключвател. Единственият недостатък на тези шрифтове е размерът им, тъй като те се монтират в обемни метални кутии.
- Изградете свое собствено захранване: Друга възможност, ако имате нужда от конкретно постояннотоково напрежение и искате да оптимизирате производителността и размера, е да го изградите сами, следвайки основната схема, описана по-горе. Ясно е, че за това трябва да имате някои понятия за електроника, за да правилно оразмерявате и допълвате всички компоненти, тъй като в противен случай можем да организираме добра разбивка.
- В случай, че сте много изгубени, най-добре е да отидете в магазин за електроника с възможно най-много информация и да поискате източник, който отговаря на спецификациите. Ако не си тръгнете с информация, най-сигурното е, че за първи път ви кажат, че нямат нищо.
6-Важно
Не забравяйте, че захранващите устройства са много опасни устройства, тъй като работят при доста високи напрежения. Преди да се справите, трябва да сте много сигурни в това, което правите, в противен случай може да имате инцидент. Предпазните мерки винаги са малко и преди всичко изключете уреда от контакта, преди да работите с него.
! Авторът на тази статия не носи отговорност за възможни инциденти или аварии, причинени от използването на информацията, която е изложена в това. Този документ е такъв, какъвто е и може да има някои грешки!