Подключение блока питания в розетку
Обновлено: 07.07.2024
12 вольт постоянного тока – достаточно популярное напряжение. Оно широко используется для питания электроники и другой бытовой аппаратуры, 12 В – напряжение бортовой сети подавляющего большинства автомобилей. Выпускается огромное количество источников света, рассчитанных на это напряжение – светодиодные лампочки, прожекторы, светодиодные ленты и пр. Кроме того 12 В согласно ПУЭ и ПТЭЭП запрещает использование напряжения 220 В в помещениях повышенной опасности. В этой статье мы выясним, как проще всего получить 12 вольт из 230, живущих в наших розетках.
Рассматриваем варианты
Чаще всего для питания приборов требуется постоянное двенадцативольтовое напряжение. Исключение могут составлять лишь некоторые типы электроинструмента, лампы накаливания и нагревательные элементы – им все равно – переменное или постоянное. Значит, кроме того, что сетевое напряжение нужно понизить, его нужно еще и выпрямить. Рассмотрим три наиболее простых решения этого вопроса.
- Использовать готовый импульсный блок питания от бытовой техники.
- Самостоятельно собрать трансформаторный блок питания.
- Использовать балласт.
Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.
Импульсный
Возьмем персональный компьютер. Буквальное через 5-6 лет машины морально устаревают или апгрейдятся до такой степени, что штатные блоки питания такое море «железа» просто не тянут. В обоих случаях устаревшее оборудование, как правило, отдается за копейки небольшим частным магазинчикам компьютерной техники или мастерским. Также подобное оборудование можно найти и на досках объявлений в Интернете.
Вот за этот трехсотваттный и полностью исправный БП просят всего 220 рублей Вот за этот трехсотваттный и полностью исправный БП просят всего 220 рублейВажно! Прежде, чем покупать такой БП, имеет смысл пробежаться по всем компьютерным магазинчикам, мастерским и всевозможным разборкам и прицениться, поскольку цена такого оборудования, как правило, зависит не от его себестоимости, а от жадности продавца. Нередки случаи, когда подобное железо отдавалось даром.
Прелесть подобного приобретения – дополнительные 5 вольт, который тоже можно использовать. Причем все напряжения в таком блоке стабилизированы, имеют минимум переменной составляющей и могут обеспечить достаточно большой выходной ток.
Для тех же, кого не устраивает БУ (не пристало Нашему Величеству, так сказать), есть еще один, хотя и не самый дешевый вариант. Купить сие изделие в магазине. Причем необязательно покупать БП именно от компьютера. В продаже полно 12-тивольтовых блоков самого различного назначения. К примеру, для питания светодиодной ленты, ноутбука или вообще универсальных.
Но стоить это будет, повторимся, намного дороже предыдущего варианта. Драйвер для светодиодной ленты мощностью 350 Вт, изображенный на фото выше, обойдется нам примерно в 1 300 рублей. Как раз для Его Величества.
Трансформаторный
Такое решение вопроса, конечно, подойдет только тем, кто дружит с электрикой и радиотехникой. Этот вариант менее затратен предыдущего, поскольку трансформатор можно:
- а) выдрать готовый из старой бытовой техники, которая годами валяется у нас в гаражах и на чердаках;
- б) обзвонить друзей и выдрать трансформатор из их пылящейся в гараже техники, которая у большинства как чемодан без ручки – и нести тяжело, и бросить жалко;
- б) перемотать сетевой трансформатор подходящей мощности, если он выдает напряжение отличное от 12 В. Его почти наверняка можно найти все на том же чердаке.
В крайнем случае, подходящий трансформатор можно купить БУ или в магазине. Но тут может оказаться (и наверняка окажется), что гораздо дешевле приобрести импульсный БУ от того же компьютера со встроенными выпрямителем и стабилизатором, чем просто понижающий трансформатор той же мощности, которому еще нужно добавить выпрямитель и сглаживающий фильтр.
Важно! Если нас не интересует род тока – постоянный или переменный, а требуемая величина этого тока небольшая (скажем, пара-тройка ампер), то трансформатор будет все же предпочтительнее, дешевле и проще. И он окажется совсем незаменимым, если нам для тех или иных целей необходим именно переменный ток.
Если нам все же нужен постоянный ток, то вместе с трансформатором из техники извлекаем выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор. Схема же нашего трансформаторного БП постоянного тока будет выглядеть следующим образом:
12-тивольтовый трансформаторный нестабилизированный блок питания 12-тивольтовый трансформаторный нестабилизированный блок питанияЭто тоже трансформаторный вариант, только трансформатор использован особый – с одной обмоткой и 12-ти вольтовым отводом от нее же.
Такая конструкция будет несколько дешевле классической трансформаторной схемы, но она имеет один существенный недостаток – гальваническую связь с сетью. Благодаря этой связи все элементы схемы, включая лампочки, инструмент и пр., подключенные к такому БП, окажутся под опасным для жизни напряжением 230 В.
Это само по себе опасно, а если использовать такой источник в помещении повышенной опасности (железный контейнер или цистерна, сырой подвал и т.п.), то может оказаться и смертельным. Таким образом, прежде чем попытаться сэкономить несколько копеек и устанавливать автотрансформатор, стоит 10 раз подумать.
Важно! Использование понижающих блоков питания, выполненных по схеме с автотрансформатором, в помещениях повышенной опасности категорически запрещено! Это будет то же, что и питание от сети 230 В напрямую.
Балласт
Самый простой и бюджетный, но одновременно и самый неудачный вариант. В качестве балласта, «поедающего» лишнее напряжение, можно использовать активное и реактивное сопротивления. Первые представляют собой обычные резисторы. В роли вторых может выступать конденсатор или дроссель.
Принцип работы прост – благодаря активному сопротивлению на резисторе падают лишние 218 вольт, оставшиеся 12 питают нагрузку.
Все просто, все доступно, но только с первого взгляда. На самом деле это самый неудачный вариант. Во-первых, отсутствует гальваническая развязка, а значит, на выходе такого БП присутствует опасный для жизни потенциал 230 В. Во-вторых, рассеиваемая на резисторе мощность имеет чудовищные величины.
Если, к примеру, нагрузка будет потреблять ток 1 А и мощность 12 Вт (1 А * 12 В = 12 Вт), то на резисторе будет рассеиваться мощность 218 В * 1 А = 218 Вт). Резистор такой мощности будет иметь размеры буханки хлеба, к тому же он будет греться как печка. Соответственно КПД такого БП составит не более 5 %. Все остальное – на отопление.
Есть и еще одна проблема – сопротивление гасящего резистора необходимо подбирать под конкретный потребитель и требуемый ему ток. То есть ни о какой универсальности этого блока питания и речи быть не может. И последний недостаток. Как только мы отключим нагрузку, напряжение на низковольтных сглаживающих конденсаторах поднимется до 230 В и они просто взорвутся. Значит, нагрузку отключать можно только тогда, когда сам блок питания обесточен.
Важно! Использование понижающих блоков питания, выполненных по схеме с гасящим резистором, в помещениях повышенной опасности категорически запрещено! Это будет то же, что и питание от сети 220 В напрямую.
Поскольку балласт работает в цепи с переменным напряжением, в его качестве может выступать конденсатор, имеющий для переменного тока реактивное сопротивление.
Благодаря реактивной составляющей на конденсаторе рассеивается намного меньшая мощность, чем на резисторе, а значит, КПД такого устройства будет много выше, а габариты меньше. Остальные же проблемы, аналогичные проблемам с гасящим резистором остались. Гальванической развязки нет, емкость конденсатора рассчитывается под конкретную нагрузку, причем расчеты будут гораздо сложнее. При отключении нагрузки сглаживающие конденсаторы выходят из строя.
Еще один вариант использования реактивного сопротивления, поскольку дроссель, как и конденсатор, его имеет, работая в цепи переменного тока.
КПД такого источника будет примерно таким же, как и в случае с конденсатором, а ко всем проблемам, которые никуда не делись, добавятся новые. Мало того, что нужно рассчитать индуктивность дросселя, его еще нужно изготовить. И то и другое под силу только человеку с определенными знаниями и умениями.
Важно! Кроме того, при отключении нагрузки от такой схемы благодаря самоиндукции катушки дросселя на сглаживающих конденсаторах напряжение может "скакануть" до 1 000 В и более. Тут уже точно никакой конденсатор не выживет кроме высоковольтного, который при соответствующей емкости будет размером с ведро а то и поболее.
Подведем итог
Итак, что мы имеем? Имеем мы тот факт, что более-менее удачных способа получить 12 вольт из 230 только два – при помощи импульсного или трансформаторного блоков питания. Автотрансформаторная схема, в принципе, приемлема, но опасна в плане поражения электрическим током.
Что касается схем с балластом – да, конденсатор в качестве ограничителя тока использовать можно (и нередко его используют), но только в маломощных конструкциях с токами потребления пару сотен миллиампер. К примеру, для питания карманного радиоприемника, зарядки фонарика или обеспечения энергией пары светодиодов. Но при этом надо учитывать, что опасное напряжение будет присутствовать на всех элементах как БП, так и питаемого им прибора и отключать нагрузку при работающем блоке питания нельзя.
Вот мы и выяснили, как проще всего получить 12 вольт из 230. Варианты, как мы видим, есть, но удачных среди них немного. Тем не менее, мы рассмотрели их все. А какой выбрать – решать вам.
Подключение проводов блока питания при сборке ПК — одна из самых серьезных задач, с которой сталкиваются начинающие пользователи. Все слышали фразу «с электричеством шутки плохи», и нужно понимать, что в случае неправильного подключения проводов можно запросто повредить дорогие комплектующие. Чтобы этого не случилось, нужно знать распиновку разъемов БП, максимальную нагрузку на каждый разъем и положение ключей, которые не дают подключить провода неправильно. В этой статье вы найдете всю информацию на эту тему.
Стандарты блоков питания для ПК и их разъемов развиваются уже почти 40 лет — со времен выхода первых компьютеров IBM PC. За это время сменилось несколько стандартов AT и ATX. Казалось бы, все возможные разъемы уже придуманы и ничего нового не требуется, но осенью этого года ожидается выход видеокарт Nvidia GeForce RTX 3000-й серии, который принесет с собой новый, 12-контактный разъем питания. Производители уже стали добавлять в комплекты проводов новых БП коннектор 12-Pin Micro-Fit 3.0. Будет неудивительно, если этот разъем питания дополнит новые стандарты ATX.
Перед тем, как перейти к описанию и распиновке всех разъемов в современном БП, хотелось бы напомнить, что основные напряжения, которые нам встретятся, это +3.3 В, +5 В и +12 В. Сейчас основное напряжение, которое требуется и процессору, и видеокарте — это +12 В. В свою очередь, +5 В нужно накопителям, а +3.3 В используется все реже.
И если взглянуть на табличку, которая есть на боку каждого БП, мы увидим выдаваемые им напряжения, токи и мощность по каждому из каналов.
Разъем Molex
Начнем с самого древнего разъема, который почти без изменений дошел до наших времен, появившись у первых «персоналок». Это всем известный 4-контактный разъем, называемый Molex.
Сегодня сфера применения этого разъема сузилась до питания корпусных вентиляторов, передних панелей корпусов ПК, разветвителей и переходников питания видеокарт и накопителей. Например, переходников питания видеокарты «Molex — PCI-E 6 pin». Несмотря на то, что разъем выдает до 11 А на контакт, а значит, может дать видеокарте, в теории, 132 ватта мощности, использовать его стоит крайне осторожно.
Надо учитывать, что толщина проводов может не соответствовать такой мощности, а сами контакты могут быть разболтанными, с неплотной посадкой. В результате это чревато нагревом проводов, контактов и расплавлению изоляции.
Если вам обязательно требуется такой переходник, выбирайте модель с двумя разъемами Molex.
Обязательно проверяйте качество контактов переходника и вставляйте его надежно, до упора. Для защиты от неправильного подключения в разъеме предусмотрены два скоса.
Внимание! Несмотря на то, что скосы не дают воткнуть разъем другой стороной, при определенном усилии и разболтанных гнездах есть вероятность воткнуть разъем, развернутый на 180 градусов, что приведет к выходу из строя оборудования.
24-контактный разъем питания материнской платы
Этот разъем появился в спецификациях ATX12V 2.0 в 2004 году и заменил устаревший 20-контактный разъем. Он может обеспечить довольно серьезные мощности для питания процессора, видеокарты и материнской платы: по линии +3.3 В — 145.2 Вт, по линии +5 В — 275 Вт и 264 Вт по линии +12 В (при использовании контактов Molex Plus HCS).
Примечание. Контакты Molex сертифицированы на ток 6 А. Molex HCS — до 9 А. А Molex Plus HCS — до 11 А.
Разъемы питания процессора
Энергопотребление процессоров неуклонно росло последние 20 лет, что потребовало дополнительных разъемов питания для них. И в спецификациях ATX12V был введен дополнительный 4-контактный разъем питания процессора +12 В.
Сегодня даже на бюджетных материнских платах мы встречаем именно этот разъем, который теоретически может подать на питание процессора мощность до 576 Вт.
Разъем питания 3.5" дисководов
Еще один разъем, уже практически не встречающийся на новых БП. Ранее использовался для питания дисководов 3.5" и некоторых карт расширения.
Разъем питания SATA
Стандартный разъем для питания HDD, DVD и 2.5" SSD-приводов. Надежный и удобный разъем, воткнуть который другой стороной не получится из-за расположения специальных выступов. Ток, потребляемый HDD и SSD, довольно небольшой и беспокоиться о нагреве таких разъемов не стоит.
Разъемы дополнительного питания видеокарт
В начале нулевых годов резко выросло энергопотребление видеокарт, что потребовало для них специальных разъемов питания, принятых в спецификациях ATX12V 2.x.
Спецификация PCI Express x16 Graphics 150W-ATX Specification 1.0 была принята рабочей группой PCI-SIG в 2004 году. Она представила 6-контактный разъем, который может давать видеокарте 75 Вт мощности. И еще 75 Вт берутся со слота PCI-E x16. Получившиеся в сумме 150 ватт достаточны для питания видеокарт среднего уровня, например, GeForce GTX 1650 SUPER.
Производители видеокарт обычно стараются разгрузить питание по слоту PCI-E x16 и обеспечить запас питания для разгона, поэтому видеокарты с потреблением 120 ватт и выше, например, GeForce GTX 1660 SUPER, все чаще оснащаются восьмипиновым разъемом питания.
Вставить неправильно разъемы этого типа не получится: скосы на пинах расположены в строго определенном порядке. Но нужно подключать питание до упора — до защелкивания предохранительного язычка.
Выводы
Как вы могли заметить, все разъемы на современных БП разработаны так, чтобы исключить неправильное подключение. Также они обеспечивают избыточную надежность по нагрузке питания, что достигается увеличением числа контактов.
Но при сборке ПК не помешает помнить распиновки всех разъемов и максимальную силу тока, которую может выдержать разъем. Если пренебречь этими знаниями, можно рано или поздно повредить комплектующие. С подобным в период «крипто-лихорадки» 2017-2018 года столкнулись майнеры, у которых массово горели дешевые переходники питания видеокарт «Molex — PCI-E 6 pin».
Нельзя сказать, что практически каждому понадобится включить блок питания без ПК, но такая необходимость всё же изредка возникает. В этой статье мы выясним, как можно включить блок питания без компьютера и сделать элементарную его проверку.
Особенности включения блока питания
Времена, когда компьютеры включались и выключались обыкновенным выключателем, давно прошли. Современные машины стали «умнее» и в состоянии самостоятельно управлять включением своего БП. А пользователь сегодня производит пуск машины нажатием на обычную, нефиксируемую кнопку. Что происходит в это время с ПК и как он управляет питанием?
Практически каждый современный блок питания оснащён специальным узлом, вырабатывающим дежурное напряжение +5 В, которое присутствует, даже когда компьютер выключен, но вилка его питания вставлена в розетку. Это напряжение поступает на материнскую плату, постоянно питая некоторые его узлы. Среди них и узел включения.
Когда мы нажимаем на кнопку включения, материнская плата подаёт на БП сигнал «Включиться». БП включается, выставляет на всех шинах необходимое напряжение и, если оно в норме, докладывает компьютеру, что всё в порядке, можно запускаться.
Выключение происходит подобным образом: мы нажимаем на кнопку питания или говорим ПК выключиться программно. Он закрывает все задачи, сохраняет данные и снимает сигнал с БП «Включиться». Блок питания отключается.
Важно! Как уже было проверено, после отключения ПК дежурное питание на материнской плате сохраняется до тех пор, пока шнур питания подключён к розетке.
Распиновка основных разъёмов БП
Прежде чем выяснить, как запустить компьютерный блок питания, разберёмся с основными разъёмами этого узла. Их немного, но распиновку контактов этих разъёмов нужно знать.
Основной разъём
Он имеет 24 контакта (pin), причём 4 из них съёмные. Это позволяет использовать БП в старых моделях ПК с 20 контактами. Через этот разъём на материнскую плату подаются практически все напряжения, вырабатываемые БП, включая служебные «Все напряжения в норме» и «Включить БП».
Разъем видеокарты
Существует два вида таких разъёмов — восьми- и шестиконтактный. В зависимости от мощности и производительности видео используется либо тот, либо другой, либо оба вместе. По этой шине подаётся напряжение +12 В.
Коннектор процессора
Этот разъём тоже подключается к материнской плате и отвечает за энергоснабжение процессора. В зависимости от производительности и мощности ЦП, таких разъёмов может подключаться один или два. Материнские платы без такого гнезда уже практически не выпускают. Имеют четыре контакта, по которым подаётся +12 В, два из четырёх контактов (пинов) общие.
Разъём устройств SATA
В основном это относительно современные жёсткие диски (включая и твердотельные) и SD-приводы, но может быть и другая периферия. Коннектор пятиконтактный, по его шинам на устройство подаётся +3.3, +5 и +12 В.
Коннектор IDE устройств
Относительно старый разъём Molex, но всё ещё широко используемый. Он предназначен для питания устройств (жёсткие диски, SD-приводы), работающие через интерфейс IDE. Добавочно разъём может использоваться для питания дополнительных вентиляторов (через соответствующие переходники). На его шинах можно найти +5 и +12 В.
Как подключить блок питания без компьютера (без материнской платы)
А теперь пора выяснить, как запустить блок питания компьютера без самого компьютера. Для этого необходимо сымитировать сигнал, который посылает материнская плата при нажатии на кнопку «Пуск». Сделать это несложно. Для запуска блока питания достаточно подать на его специальный вход, называемый «PS-ON», низкий уровень. То есть закоротить его на корпус. После этого вставляем шнур питания в розетку и включаем механический выключатель на «спине» БП (если он есть). Немногие знают, но в большинстве современных блоков питания этот выключатель находится на самом БП, с задней стороны компьютера.
Какие контакты нужно замкнуть
Какой сигнал послать блоку питания, мы разобрали. Но куда его подавать? Взглянем на распиновку основного разъёма питания материнской платы (см. выше). Один из проводов на нём зелёный и идёт на 16-й контакт вилки. Именно на него и нужно подать низкий уровень, то есть замкнуть с общим, цвет которого чёрный. Чёрных проводов на колодке много, можно выбрать любой. К примеру, идущий на 15 или 17 контакт. Это самый удобный вариант. Берём кусочек провода, зачищаем концы и вставляем в колодку, замкнув зелёный и чёрный. На худой конец, можно использовать разогнутую скрепку.
Важно! Подавать питание на БП лучше только после установки перемычки на колодке. Это избавит нас от проблем, если перемычку сразу и надёжно установить не удастся и в процессе манипуляций с проводами и скрепками блок питания будет многократно стартовать и отключаться. Это может легко вывести его из строя.
Если мы всё сделали правильно, то после подачи питания БП должен запуститься. Это будет слышно по характерному шуму вентилятора охлаждения.
Что делать, если блок питания не включается
Как включить блок питания от компьютера без самого компьютера мы выяснили, и если он включился, то всё в порядке. Можно переходить к измерению выходных напряжений и прочей диагностике. Но что делать, если БП так и не ожил?
Вариантов тут немного, поскольку мы изначально исключили поломку кнопки и материнской платы, произведя запуск БП компьютера напрямую. В первую очередь проверяем наличие напряжения в розетке. Как это ни банально, очень часто мы забываем сделать, и ломаем голову над проблемой, которая не есть проблема. Включаем мультиметр на измерение переменного напряжения с пределом не менее 400 В и просто устанавливаем щупы в розетку.
Дальше нужно проверить кабель питания. Поломка его происходит редко, но всё же случается. Осматриваем, выдёргиваем из ПК, включаем в розетку и при помощи этого же мультиметра измеряем напряжение на двух крайних контактах (средний — заземление).
Проверяем, не забыли ли мы включить сетевой выключатель на БП и не напутали ли с перемычкой. Всё на месте и верно? Попробуем разобрать устройство и поискать неисправность.
Способы проверки и ремонта БП
Для работы нам понадобится маленькая крестообразная отвёртка и мультиметр (тестер). Вскрываем крышку корпуса, отвернув 4 фиксирующих её винта.
Важно! Перед началом работ отключаем БП, в том числе и от розетки, чтобы не попасть под высокое напряжение, которое будет присутствовать на некоторых элементах устройства, даже если оно неисправно.
Внимательно осматриваем все элементы на плате, ища подозрительные — потемневшие и даже взорвавшиеся. Откручиваем плату, переворачиваем её и изучаем все пайки. Делать это желательно с лупой. Всё везде должно быть пропаяно, плата иметь равномерный цвет без потемневших участков.
Проверка входных узлов
Теперь вооружаемся тестером, включённым в режим проверки диодов, и проверяем входные цепи. В первую очередь — предохранитель. Если он в стеклянном корпусе, то можно оценить его исправность визуально, но это не всегда реально сделать с достаточной точностью. Тем более, если на него надета термоусадочная защитная трубка, как изображено на фото ниже слева.
Прозванивать предохранитель можно, не выпаивая из платы. Если он сгорел, меняем на прибор того же номинала, но БП пока не включаем, поскольку выход из строя предохранителя — чаще всего следствие, а не причина неисправности. Внимательно осматриваем варистор и терморезистор. Внешне они похожи, но имеют разную маркировку. На фото ниже слева варистор, справа терморезистор.
Прозваниваем. Исправный терморезистор имеет малое сопротивление (единицы Ом), варистор — очень большое. При этом терморезистор можно не выпаивать, варистор выпаять придётся. Теперь диодный мост. Это 4 рядом расположенных диода. Находятся они в непосредственной близости от перечисленных узлов.
Прозваниваем каждый диод. При подключении мультиметра в одной полярности он покажет относительно небольшое сопротивление (несколько сотен Ом), в другой — очень большое. Диоды для прозвонки можно не выпаивать.
Проверка на вздутие конденсаторов
Особенно перенапряжения не любят электролитические конденсаторы, поэтому осматриваем их очень внимательно, обращая особое внимание на высоковольтные. Они расположены рядом с диодным мостом. Основной признак выхода их из строя — вздутие верхней крышки, а нередко и её разрыв.
При малейшем подозрении на вздутие конденсатор нужно будет заменить прибором той же ёмкости и того же рабочего напряжения. Если защитная верхняя крышка не справляется с выбросом газов, то конденсатор вообще может разорваться.
После замены неисправных деталей пробуем включить БП через лампу накаливания 220 В 150 Вт. Если лампа светится вполнакала, а вентилятор БП запустился, то ремонт можно считать удачным. Если лампа горит в полный накал, а БП так и не заработал, то лучше обратиться к профессионалу — более глубокая диагностика и ремонт потребуют специальных знаний.
Измерение выходного напряжения
После запуска блока питания без компьютера необходимо проверить наличие и величину всех напряжений. Причём измерять нужно на всех разъёмах блока питания, перечисленных в разделе «Распиновка основных разъёмов БП». Для измерений можно воспользоваться табличками, приведёнными в том же разделе, а можно ориентироваться на цвет проводов, которые связаны с напряжением следующим стандартом:
- желтый: +12 В;
- красный: +5 В;
- оранжевый: +3.3 В;
- синий: -12 В;
- фиолетовый: +5 В дежурные (присутствует при выключенном БП);
- чёрный — общий («масса»).
Для измерения ставим мультиметр на измерение постоянного напряжения с пределом измерения 20–25 В. Если все напряжения в норме, то можно попробовать нагрузить шину +12 В автомобильной лампой мощностью 55 Вт («дальний свет»). Всё в порядке? Этой же лампой нагружаем шину +5 В. Если величина всех напряжений существенно не изменилась (не более 5 %), а блок питания не ушел в защиту, то, вероятнее всего, наш БП исправен. Пора попробовать поставить его в системный блок.
Вот мы и выяснили, как можно запустить БП компьютера без самого компьютера, а заодно разобрались с простейшей его диагностикой и ремонтом.
Спасибо, помогло! 6
Распиновка разъёмов компьютерного блока питания и их назначение
Как отремонтировать блок питания компьютера своими руками
Неисправности блока питания компьютера и способы их устранения
Как можно использовать блок питания от компьютера
Почему сильно гудит блок питания в компьютере
Как вы уже догадались, это обычная электрическая розетка на 220 вольт, которая дополнительно имеет встроенный источник питания 5 В / 2 А, позволяющий питать устройства через два USB-разъема, например им можете заряжать мобильный телефон, планшет или повербанк.
По-сути это бытовая электрическая розетка. Имеет сетевое напряжение, естественно опасное для жизни. Только электрики должны устанавливать её.
В продаже есть несколько различных типов подобных розеток. Есть версия на 1 А, 1,5 A и 2 A. Тут выбрана самая мощная версия 5V 2A.
Передняя часть имеет стандартные размеры, но, конечно, задняя немного больше за счёт платы импульсного преобразователя. Вот сравнение её со старой, которая стояла в стене до замены:
Около 30 мм глубины. Это неплохо, в большинство банок подойдет.
Белую фронтальную часть держит 4 пластиковых крючка-защёлки.
Вид после снятия крышки спереди:
Плата с импульсным источником питания может быть просто извлечена изнутри, хотя нужно быть осторожным с проводами, лучше аккуратно отодвинуть их отверткой:
Плата преобразователя 220/5 во всей красе. Некоторые элементы в SMD виде, некоторые в THT (сквозная сборка):
LED индикатор между портами USB горит постоянно при наличии сетевого напряжения. Весь блок питания собран по типичной топологии обратноходового преобразования напряжения.
Вот расстояние между первичной и вторичной сторонами (изоляция от сети), однако в конечном итоге трудно оценить развязку, поскольку она также зависит от качества трансформатора.
Контакты D+ и D- от разъемов USB находятся вместе. Контакты 5 В от USB портов также подключены и к заземлению. Есть специальный конденсатор, который находится между первичной и вторичной сторонами.
На фотографии нижней части платы видно, что трансформатор имеет одну обмотку на вторичной стороне и две обмотки на первичной. По-видимому тут регулирование напряжения полностью на первичной стороне, с использованием обмотки обратной связи, это не похоже на многие другие преобразователи, использующие оптрон.
На контроллере импульсного преобразователя можно прочитать: HX3612A и P31O557.
На плате нет транзисторов, и эта микросхема подключена непосредственно к обмоткам трансформатора, поэтому можно легко сделать вывод, что это преобразователь со встроенным транзистором MOSFET.
Под конденсатором с первичной стороны находится выпрямительный мост, установленный на поверхности платы, он имеет обозначение MB10F. Его даташит легко найти в Интернете:
Перед диодным мостом резистор FR1, точнее своеобразный предохранитель (плавкий резистор). Это резистор, который после превышения номинальной мощности быстро перегорает и разрывает цепь, защищая схему от повреждений.
Однако тут не видно никакого фильтра подавления помех, поэтому этот преобразователь может теоретически распространять помехи по сети.
Наконец, диоды D3 и D4 (маркировка SS54), которые находятся на вторичной стороне трансформатора и выпрямляют ток перед подачей его на конденсатор 470 мкФ и на разъемы USB. Диодов два, соединены параллельно. Это позволяет разделить общий ток пополам, слегка ослабляя нагрузку на каждый из диодов. А кусок фольги текстолита создает примитивный радиатор.
Диоды D3 и D4 являются диодами Шоттки, информация о них легко доступна в Сети:
Схема инвертора розетки 220 / 5 В
Далее схема соединений радиоэлементов с платы. На ней отсутствуют два резистора, но она уже дает некоторое представление о том, что там собрано:
БП работает так: фазный провод подключается к диодному мосту MB10F через резистор-предохранитель, который ограничивает зарядный ток конденсатора E1 и в то же время защищает от чрезмерного потребления тока, вызванного неправильной работой инвертора.
Полезное: Датчик ардуино для движения робота по черной линииЭлементы R2, C3, D1 представляют собой демпфер, роль которого состоит в уменьшении импульсов напряжения, которые наводятся на первичной обмотке во время переключения.
На вторичной стороне все понятно. Два диода Шоттки выпрямляют напряжение, которое поступает на электролитический конденсатор E3 (470 мкФ, 6,3 В), затем резистор 1 кОм R6 постоянно нагружает выход инвертора плюс светодиод режима ожидания.
Измерения и тесты розетки
Для начала, используя мультиметр, который был под рукой, измерим потребление тока от сети 220 В импульсным источником питания без нагрузки:
Вышло 5,21 В, то есть в пределах стандарта USB. Но значение напряжения холостого хода мало что говорит, поэтому попробуем нагрузить инвертор и посмотрим, что произойдет.
- Ток зарядки: 0,67 А
- Напряжение: 5,13 В
- Мощность, потребляемая от сети: 4,6 Вт
Теперь проверим как БП будет вести себя под нагрузкой в 1 ампер.
Если мы знаем, что напряжение составляет 5 В, и хотим чтобы ток протекал 1 А, то можем рассчитать по закону Ома, что потребуется резистор на 5 Ом. Вот подходящий с аналогичным значением на 4,7 Ом:
Для этого взял разъем micro-USB и подготовил соответствующую нагрузку:
Вот результат тестов с резистором 4,7 Ом в качестве нагрузки.
- Нагрузочный ток: 0,97 А
- Напряжение: 5,17 В
- Мощность потребляемая от сети: 6,5 Вт.
Попробуем загрузить блок питания еще больше. Подготовим вторую нагрузку из двух параллельно подключенных резисторов:
И используем простой USB-концентратор для одновременного подключения обеих нагрузок:
- Нагрузочный ток: 1,62 А
- Напряжение: 5,03 В
- Мощность: 10,5 Вт.
Результаты теста оказались довольно хорошими. Даже при 1,62 А выходное напряжение не опускается ниже 5 В.
Превышение тока USB 2 А
А теперь проверим, что произойдет если превысить номинальный уровень 2 А этого преобразователя. Вот тут уже выходное напряжение выходит далеко за пределы стандарта USB. Но по паспорту инвертор имеет ток до 2 А, поэтому он так приблизительно и должен работать при перегрузке.
- Нагрузочный ток: 2,20 А
- Напряжение: 3,12 В
- Мощность, потребляемая от сети: 9,6 Вт
Проведём 12-ти часовой тест под нагрузкой 1,5 A. Розетка была нагружена таким образом, чтобы в течение 12 часов потреблялось приблизительно 1,5 А тока. Все при комнатной температуре. Постепенно все больше и больше блок питания нагревался до 55 C. Но барьер 60 C не был превышен. Все время выходное напряжение и ток оставались более-менее одинаковыми.
Ничего не плавилось, не дымило, тест прошел довольно хорошо.
Подведем итоги
Ещё один момент: с некоторыми зарядными устройствами сенсорные экраны в смартфонах глючат, другими словами, они живут своей жизнью. Эксплуатация устройства становится практически невозможной. Например некоторые настольные розетки 220 В с USB (смотрите фото ниже) дают неплохой ток, но имеют похожую проблему.
Преобразователь всё-же имеет несколько недостатков:
Кстати, ошибкой является отсутствие конденсатора между первичной и вторичной сторонами. Этот конденсатор должен рассеивать радиочастотные помехи, проходящие через трансформатор от первичной до вторичной стороны. Кроме того, он не вводит «покалывание» утечки, поскольку относится к массе стороны сети, которая связана с постоянным потенциалом коллективного конденсатора.
Когда преобразователь имеет только L и N провода на входе, используется схема делителя RC, которая формирует искусственную массу (нейтральную точку), а вторичная масса заземления подключается через конденсатор CY.
В тестируемом здесь блоке питания не видно такого решения. Конденсатор Y связывает массу первичной цепи, которая вполне может иметь потенциал линии L.
Конечно, чтобы полностью оценить устройство, было бы полезно сделать больше тестов, посмотреть на обмотки трансформатора и оценить его изоляцию, проверить как блок питания справляется с большими отклонениями сетевого напряжения, измерить пульсацию напряжения и насколько схема излучает помехи в сеть. В любом случае установка USB-разъемов в стенах в розетках очень удобное решение.
Читайте также: