Управление питанием компьютерной периферии, 1200 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Подключенное к персональному компьютеру оборудование может потреблять от сети переменного тока в режиме простоя десятки или даже сотни Ватт мощности. Кроме того, если электрооборудование длительное время без необходимости, например, находясь в дежурном режиме, подключено к сети переменного тока, то повышается вероятность его повреждения.

Чтобы автоматически выключать питание подключенных к компьютеру устройств, можно собрать несложную конструкцию, принципиальная схема которой представлена на рис. 1. Устройство рассчитано на подключение нагрузок общей мощностью до 1200 Вт.

В зависимости от способа подключения устройство может работать в двух режимах:

1 - питание на нагрузки подается всегда, если на сам компьютер подано напряжение сети;
2 - питание на нагрузки поступает, только если компьютер находится в рабочем состоянии.

Первый режим работы обеспечивается за счет того, что если компьютер находится в дежурном, ждущем или спящем режиме, то на USB портах обычно присутствует напряжение питания +5 В, что можно отключить в настройках BIOS некоторых компьютерных системных плат.

Во втором режиме вход управления следует подключать к силовой линии +5 В компьютера, напряжение на которой обычно отсутствует, если компьютер не работает. Напряжение силовых +5 В подается на все провода красного цвета, выходящие из блока питания настольного компьютера.

Второй режим затруднительно реализовать для ноутбуков и нетбуков. Первый режим работы наиболее целесообразен, если это устройство будет управлять питанием различных дисковых накопителей, напряжение которых нежелательно отключать при переходе компьютера в ждущий режим. При поступлении на вход управления напряжения 5 В постоянного тока, зажигается светодиод HL1 и замыкаются контакты К1.1 электромагнитного реле. Это реле обеспечивает необходимую электрическую развязку между компьютером и напряжением сети 220 В. Для этой же цели и повышения надежности устройства предприняты и другие методы дополнительной развязки узлов компьютера от сети 220 В. С этой целью контакты реле включены через последовательно включенные резисторы R1 - R4. Эти резисторы значительно снижают ток утечки сеть - компьютер-человек заземление в случае пробоя изоляции электромагнитного реле. Кроме того, значительно снижается вероятность повреждения компьютера в случае близкого удара молнии при грозе. Также повышают уровень защиты от неблагоприятных коллизий в сети питания следующие элементы: U1, R7, R9, R10, R11, R14, R15, С5, С6.

Помимо защитных функций эти радиоэлементы выполняют и иные функции, необходимые для работы соответствующих узлов. При замкнутых контактах К1.1 открываются транзисторы VT1, VT2 включенные как составной транзистор по схеме Дарлингтона. Применение составного транзистора позволяет увеличить сопротивление резисторов R1 - R4. Конденсатор С1 устраняет чувствительность этого узла к помехам. Когда транзисторы открыты, горит светодиод HL2. а также и светодиод симисторного оптрона U1. Симистор оптрона открывается на каждой полуволне сетевого напряжения, вместе с ним открывается мощный симистор VS1. На нагрузку поступает напряжение питания, о чем сигнализирует ярко светящийся двухкристальный светодиод HL3. Резисторы R10, R11уменьшают постоянный и импульсный ток через фотосимистор, а также защищают его в случае повреждения или обрыва цепи симистор а VS1

Узел на транзисторах и оптроне U1 питается напряжением +33 В от конденсаторного источника постоянного тока, реализованного на гасящих избыток мощности конденсаторах С5, С6. Мостовой выпрямитель переменного тока реализован на диодах VD2...VD5. Резисторы R14, R15 уменьшают импульсный ток конденсаторного источника питания. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает оксидный конденсатор С2. Стабилитрон VD1 ограничивает выпрямленное напряжение на уровне около 33 В. При открытых транзисторах VT1, VT2 напряжение на обкладках конденсатора С2 снижается до 24 В.

Напряжение сети 220 В переменного тока на это устройство и подключенные к нему нагрузки поступает через плавкие предохранители FU1, FU2 и LC помехоподавляющий фильтр C3L1C4. Параллельно включенные варисторы RU1, RU2 устраняют высоковольтные импульсные помехи и защищают подключенные нагрузки от перенапряжения.

Устройство можно смонтировать на печатной плате размерами 155x70 мм, эскиз которой приводится на рис. 2. На ней размещены все элементы, кроме дросселя L1 В левой части платы в месте установки электромагнитного реле для уменьшения вероятности пробоев сделаны две воздушные прорези, в конструкции можно применить резисторы типов CM, С2-23, С2-33, МЛТ, РПМ с мощностью, указанной на схеме. Варисторы FNR-20K471 можно заменить на FNR-20K431, MYG20-471, MYG20-431. При установке варисторов следует предусмотреть защиту конструкции от возгорания их корпуса, например, с помощью асбестовой бумаги или стеклоткани.

Количество параллельно включенных варисторов можно увеличить. Конденсатор С3 керамический высоковольтный К15-15 емкостью 2200...10000 пФ. Конденсаторы С4...С6 пленочные типа. К73-17, К73-24 или аналогичные импортные на рабочее напряжение не ниже 250 В переменного тока. Конденсатор С1 любого типа малогабаритный, конденсатор С2 оксидный К50-35, К50-68 или аналог.

Диоды. ВА159 можно заменить на любые из серий 1N4001...1N4007, UF4001... UF4007, КД105, КД209, КД243, КД247. Вместо стабилитрона Д816В в этой конструкции можно использовать Д816Б, 1N5362, 1N5363, 1N5364 или два последовательно включенных стабилитрона КС509А, КС515А, 2С515А. Светодиоды RL50-YG413 и RL50-HY213 можно заменить любыми общего применения непрерывного свечения без встроенных резисторов. Светодиод L-57SRCRD можно заменить любым из серий L-57, L-937. При отсутствии двухкристальных светодиодов со встречно-параллельным включением кристаллов можно установить обычный светодиод, включив его в диагональ маломощного диодного мостового выпрямителя.

Транзисторы 2SC945 можно заменить любыми из. ВС547, SS9011, SS9014, 2SC1815, 2SC1845 или отечественными из серий КТ3117, КТ645, КТ6114. Вместо симисторного оптрона S21ME3 можно применить S21ME4, который содержит встроенный "детектор нуля".

Подойдет и другой маломощный симисторный оптрон, оптосимистор которого рассчитан на рабочее напряжение не ниже 400 В. Мощный симистор. ВТ139-800Е рассчитан на рабочее напряжение до 800 В, постоянный ток 16 А, импульсный 140 А. Можно заменить любым аналогичным из серий. ВТ139-600, ВТ139-800, ВТ145-600, ВТ145-800, ВТА216-600, ВТА216-800, или МАС320-А8. Симистор устанавливают на теплоотвод, площади охлаждающей поверхности которого должно быть достаточно, чтобы при длительной работе с максимальным током нагрузок температура корпуса симистора не превышала 60°С.

Избыточная мощность симистора необходима для того, чтобы симистор смог выдержать импульсный ток зарядки конденсаторов фильтра сетевого напряжения подключенных нагрузок. Дроссель L1 любой двухобмоточный с индуктивностью полуобмоток от 100 мкГн, обмотки которого рассчитаны на максимальный ток нагрузок.

Можно применить готовый двухобмоточный дроссель, например, от крупноформатного копировального аппарата, мощного компьютерного блока питания или изготовить самостоятельно на основе ферритового сердечника от выходного строчного трансформатора кинескопного телевизора или монитора. Сердечник должен быть собран с немагнитным зазором около 0,5 мм. В этом случае, например, 15 витков обмоточного провода на сердечнике от трансформатора. ТВС-90ЛЦ5 дадут индуктивность около 100 мкГн. Диаметр медного обмоточного провода не менее 1,2 мм. Плавкие предохранители FU1, FU2 установлены на ток 8 А исходя из возможности работы устройства совместно с лазерным принтером.

Если не предполагается подключать к этому устройству сильноточные потребители электроэнергии, то можно установить плавкие предохранители на меньший ток. Реле 65V-1 имеет обмотку сопротивлением около 160 Ом, рассчитанную на рабочее напряжение 5 В. Его можно заменить на GJ-SH-105LM, катушка которого также рассчитана на рабочее напряжение 5 В. При отсутствии подобных реле можно применить распространенные электромагнитные реле с обмоткой на 12 В, например, RAS1215, SDT-SS-112DM, G2R-14 В этом случае вход управления подключают к источнику напряжения +12 В компьютера, например, с помощью стандартной четырех-контактной вилки "Molex".

Реле не впаивают в отверстия печатной платы, а приклеивают к ней корпусом полимерным клеем, соединения выполнены короткими монтажными проводами.

Это необходимо для повышения безопасности эксплуатации устройства. Безошибочно собранное из исправных радиодеталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. Для проверки работоспособности в качестве источника управляющего напряжения целесообразно использовать не компьютер, а лабораторный блок питания. При эксплуатации конструкции следует учитывать, что большинство ее элементов (кроме R6, VD6 и HL1) находятся под напряжением сети переменного тока.

Автор: Бутов А.Л.

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Переработка старого пластика в мыло 23.08.2023 Научная группа из Соединенных Штатов Америки произвела удивительное открытие, превратив отходы пластиковых материалов в жирные кислоты - ключевой компонент для производства мыла. Согласно материалам исследования, пластиковые полимеры имеют химическое сходство с жирными кислотами, используемыми в составе мыла. Гуолян Лю, адъюнкт профессор химии Технологического университета Виргинии, сразу обратил внимание на эту аналогию и предположил, что полиэтилен, из которого создан пластик, можно превратить в жирные кислоты, а затем в высококачественное мыло. Главной сложностью оказался размер молекулярных частиц, но Лю разработал уникальный метод, который включал сжигание пластика. По словам ученого, "Когда древесина сгорает, полимеры, такие как целлюлоза, разлагаются на короткие цепи и затем на газообразные молекулы до полного окисления. Аналогичным образом, мы можем использовать этот процесс для разложения синтетического полиэтилена. Если мы остановим разложение на этапе образования небольших газообразных молекул, то получим короткие полимерные цепи, которые идеально подходят для производства мыла". Исследователи разработали специальный реактор, напоминающий печь, который обеспечивал безопасное сжигание пластика. В нижней части реактора температура была достаточно высока, чтобы разрушить полимерные связи, и при этом в верхней части она поддерживалась на низком уровне, предотвращая полное разложение. В результате исследования команда ученых собрала получившиеся остатки и изготовила мыло. Получившееся изделие стало первым в мире экологически безопасным мылом, созданным из пластиковых отходов. Оно, возможно, обладает некоторым нетрадиционным цветом, однако оно успешно выполняет свою основную функцию, подмечают ученые. В то же время Лю подчеркнул, что проблема загрязнения пластиком является всемирной и требует совместных усилий со стороны научного и промышленного сообществ. Он призывает к сокращению использования пластика во избежание его загрязнения окружающей среды.

Другие интересные новости:

▪ Портативная игровая консоль KT R1

▪ Пчелиная огневка против полиэтилена

▪ Корпоративные SSD и мобильные HDD с функцией криптографического стирания

▪ Рекорды молекулярных узлов

▪ Легко ли прокормиться киту

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Сарынь на кичку. Крылатое выражение

▪ статья Почему в пустыне нет воды? Подробный ответ

▪ статья Укладчик-выбиральщик мокрого товара и пряжи вручную. Должностная инструкция

▪ статья Примерный перечень электротехнических устройств, необходимых для устройства электропроводки в жилом доме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бегемот и птичка. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026