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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Микробы распознают буквы 06.06.2021 Благодаря своему недавнему открытию, ученые с факультета биомедицинской инженерии Техниона смогли добиться распознавания определенных геометрических узоров - например, букв - колониями микробов, имитирующими искусственную нейронную сеть. Метод ученых основан на изменении способа коммуникации внутри колоний микробов в природе. Исследование, проведенное доктором Симингом Ли и доцентом Рамезом Даниэлем. Лаборатория профессора Даниэля занимается синтетической биологией, в частности, созданием биологических цепей, по сути сочетающих принципы биологии и электроники. Подобно электронным переключателям, которые можно включать и выключать, клетки спроектированы так, чтобы "включаться" и выполнять функцию, например флуоресценцию, в ответ на определенный стимул. Используя эту технику, группа разработала биологические "датчики", которые распознают присутствие мышьяка и других ядов в воде или наличие крови в моче. Однако клетки способны выполнять более сложные функции, чем простой переключатель "да / нет". Колонии микробов в природе способны к внутренней коммуникации. Например, они могут по-разному реагировать на внешние раздражители, когда колоний мало или же когда их много. Это явление, называемое "восприятием кворума", также проявляется, например, когда наша иммунная система мобилизуется против инфекции - клетки передают информацию о том, какой патоген попал в организм, какая реакция требуется и многое другое. Одна клетка сама по себе а может быть "глупой", но вся колония, как правило, "умная". Именно это явление группа профессора Даниэля использовала, чтобы в несколько раз повысить алгоритмическую сложность задачи и впервые создать биологическую схему, действующую как искусственная нейронная сеть, способная выполнять относительно сложную задачу: распознавание образов. Строительными блоками для нее стали модифицированные бактерии E. coli. Созданные таким образом геометрические узоры - это доказательство концепции того, что могут делать биологические схемы, действующие как искусственная нейронная сеть. В будущем мы можем увидеть биоинженерные системы, отслеживающие токсины, диагностирующие рак и используемые для регенерации тканей. У нас могут даже появиться биологические компьютеры. Интересно наблюдать, как синтетическая биология, стремящаяся имитировать электронику в биологических системах, прошла полный цикл, создав подобие искусственной нейронной сети, которая, конечно же, вдохновлена человеческим мозгом - самой сложной биологической системой.

Другие интересные новости:

▪ Ионный двигатель X-3

▪ Мобильные телефоны не связаны с опухолями мозга

▪ Сердце с автоподзаводом

▪ Отопление улицы

▪ Влияние кофеина на устойчивость к лекарственным препаратам

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Оповещение гражданского населения. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Как возник суд присяжных? Подробный ответ

▪ статья Работа в группе продленного дня. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Светомузыкальная установка на симисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Переворачивающаяся стрелка. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026