Блок питания уходит в защиту: Please Wait… | Cloudflare

Содержание

Блок питания уходит в защиту при включении

Users browsing this forum: Google [Bot] and 0 guests. Quick links. Ремонт импульсных блоков питания. МногА букв!!!


Поиск данных по Вашему запросу:

]]>

Базы онлайн-проектов:

Данные с выставок и семинаров:

Данные из реестров:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Не включается компьютерный блок питания.
Ремонтирую.

Блок питания ATX MPT-303 уходит в защиту


Войдите , пожалуйста. Все сервисы Хабра. Как стать автором. Войти Регистрация. Ремонт БП FSP Epsilon , принцип работы APFC Компьютерное железо Из песочницы Идея написать родилась после очередной непредвиденной поломки блока питания, чтобы поделиться опытом да и самому было где почитать в следующий раз, если попадётся на ремонт подобный блок питания далее — БП или понадобится вспомнить схему. Сразу скажу, статья рассчитана на простого пользователя ПК, хотя можно было и углубиться в академические подробности.

Необходимость вникнуть в работу APFC у меня появилась в году, когда я имел проблему с произвольной перезагрузкой компьютера. В сервисе не помогли: на фирме работает, а у меня перезагружается.

Я понял, что пришла очередь напрячься самому… Оказалось проблема в домашней сети, которая вечером просаживалась скачками до В! Начал искать схему, увеличивать ёмкость входных конденсаторов, слегка попустило, но проблему не решило.

Начались другие проблемы — выбивает бесперебойник при включении системника и пропадании сети, в сервисе разводят руками. Сдал его обратно, купил в 3 раза мощнее, работает по сей день без проблем. Поделюсь с вами своим опытом и надеюсь, вам будет интересно узнать немного больше про компонент системника — БП, которому несправедливо отводят чуть ли не последнюю роль в работе компьютера.

Блоки питания FSP Epsilon представляют собой качественные и надёжные устройства, но учитывая проблемы наших сетей и другие случайности, они иногда тоже выходят из строя.

Выкидывать такой блок жалко, а ремонт может приблизиться к стоимости нового. Но бывают и мелочи, устранив которые, можно вернуть его к жизни. Приведу пример фрагментов схем типового блока FSP Epsilon, которые мной нарыты в нете. Схемы составлены вручную очень усидчивым и грамотным человеком, который любезно вложил их для общего доступа: 1. Основная схема: Рисунок 1: Ссылка на полный размер: s PFC — это коррекция коэффициента мощности англ.

Если показать это на трёх пальцах, то это выглядит так: — запустили блок питания, конденсаторы начали заряжаться — пошёл пик потребления тока совпадающий с пиком синусоиды переменного тока В 50Гц лень рисовать. Почему совпадающий? Пики будут в каждой полуволне синусоиды, так как перед конденсатором стоит диодный мост. А чего тут страшного, нехай себе дергает, скажете вы.

А вот тут и порылась собака Баскервилей: эти пики перегружают электрическую проводку и даже могут привести к пожару при номинально рассчитанном сечении проводов.

А если учитывать, что блок в сети не один? Мало того, при заявленной паспортной мощности БП, вы будете платить за свет больше, так как нагрузкой уже выступают ваши сетевые провода в квартире офисе.

Возникает задача сбить пики потребления тока по времени в строну провалов синусоиды, тоесть приблизиться к подобию линейности и разгрузить проводку. PPFC — пассивная коррекция коэффициента мощности. Это значит, что перед одним сетевым проводом БП стоит массивный дроссель, задача которого сбить по времени пики потребления тока во время заряда конденсаторов, учитывая нелинейные свойства дросселя тоесть то, что ток через него отстаёт от приложенного к нему напряжения — вспоминайте школу.

Выглядит это так: на максимуме синусоиды должен заряжаться конденсатор и он этого ждёт, но вот незадача — перед ним поставили дроссель. А вот дроссель не совсем обеспокоен тем, что нужно конденсатору — к нему приложили напряжение и возникает ток самоиндукции, который направлен в обратную сторону. Таким образом дроссель препятствует заряду конденсатора на пике входной синусоиды — в сети пик, а конденсатор разряжен.

Странно, правда? А не этого ли мы хотели? Теперь синусоида спадает, но дроссель и тут ведёт себя как и большинство людей: имеем — не ценим, теряем — жалеем опять возникает ток самоиндукции только уже совпадающий с убывающим током, что и заряжает конденсатор. Что мы имеем: на пике — ничего, на провалах — заряд!

Задача выполнена! Именно так и работает схема PPFC за счет затягивания пиков потребления тока на провалы синусоиды восходящий и нисходящий участки с помощью всего лишь одного дросселя. Коэффициент мощности близок к 0,6. Неплохо, но не идеально. APFC — активная коррекция коэффициента мощности. Это значит с использованием электронных компонентов, для которых требуется питание.

В этом блоке питания фактически два блока питания: первый — стабилизатор В, второй — обычный классический импульсный блок питания. Это мы рассмотрим ниже. APFC и принцип работы. Рисунок 3: Мы только подошли к принципу работы активной коррекции коэффициента мощности, поэтому определим некоторые моменты для себя сразу.

Помимо основного назначения приближение к линейности потребления тока по времени , APFC решает триединую задачу и имеет особенности: — блок питания с APFC состоит из двух блоков: первый — стабилизатор В собственно APFC , второй — обычный классический импульсный блок питания. Согласитесь, дёрнуть ток раз в секунду по отношению к 50 Гц — это практически в каждый момент времени, тоесть линейно.

Это значит, что промышленная сеть практически не влияет на работу внутренних стабилизаторов. Работа схемы: Принцип работы APFC основан на накоплении энергии в дросселе и последующей отдаче её в нагрузку. При подаче питания через дроссель, его ток отстаёт от напряжения.

При снятии напряжения возникает явление самоиндукции. Вот его и кушает блок питания, а так как напряжение самоиндукции может приближаться у двойному приложенному — вот вам и работа от В!

Задача схемы APFC — с заданной точностью дозировать ток через дроссель, чтобы на выходе всегда было напряжение В независимо от нагрузки и входного напряжения. На рисунке 3 мы видим DC — источник постоянного напряжения после моста не стабилизированный , накопительный дроссель L1, транзисторный ключ SW1, которым управляет компаратор и ШИМ. Схема сделана довольно смело на первый взгляд, так как ключ фактически делает короткое замыкание в розетке в момент открытия, но мы его простим, учитывая что замыкание происходит на микросекунды с частотой раз в секунду.

А вот при неисправностях схемы управления ключом вы обязательно услышите и даже понюхаете, а может и увидите как сгорят силовые ключи в подобной схеме. Но дроссель сопротивляется движению тока самоиндукция начало , при этом идёт накопление энергии в дросселе L1 — на нём растёт напряжение практически до напряжения DC, так как это короткое замыкание правда на долю времени пока всё исправно.

Диод SW2 предотвращает разряд конденсатора C1 в момент открытия транзистора. Транзистор SW1 закрылся… напряжение на нагрузке будет равно сумме напряжений источника DC1 и дросселя L1, который только что некисло приложился к источнику и выбросил ток самоиндукции с обратной полярностью. Магнитное поле дросселя пропадая пересечёт его, индуцируя на нём ЭДС самоиндукции противоположной полярности. Теперь ток самоиндукции имеет одно направление с пропадающим током источника самоиндукция конец.

Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл. Так вот, в момент самоиндукции после закрытия транзистора и получается наша добавочка до В из-за добавления энергии от дросселя. Почему добавочка? Вспоминайте школу, сколько будет на выходе моста с конденсатором, если на входе в? Вот это было бы без работы схемы APFC. Всё это строго контролируется схемой управления с помощью обратной связи от точки В. Регулируется уровень самоиндукции временем открытия транзисторов, тоесть временем накопления энергии L1 — это широтно-импульсная стабилизация.

Вот и получается, что в блоке питания с APFC — два блока питания: стабилизатор В и сам классический блок питания.

Сбивание зависимости пиков потребления тока от пиков синусоиды обеспечивается перенесением этих пиков на частоту работы схемы APFC — раз в секунду, что приближается к линейному потреблению тока в каждый момент времени синусоиды 50Гц В. Что и требовалось доказать. Достоинства APFC: — коэффициент мощности около 0,9; — работа от любой капризной сети — В, в том числе нестабильной сельской; — помехоустойчивость: — высокий коэффициент стабилизации выходных напряжений за счёт стабильного входного В; — низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений; — малые размеры фильтров, так как частота около КГц.

Это позволит уйти от тех несчастных 15 минут работы от UPS до 10 часов от станционных батарей, чтобы не легла вся система управления в случае незапуска дизеля. А на это многие не обращают внимание или об этом не думали, пока дизель не обидится как-нибудь разок… Всё оборудование будет продолжать работать, а управлять будет нечем, так как компы поотрубаются через 15 минут.

Изготовителем представлен диапазон работы 90 — В по причине отсутствия такого стандарта питания как переменные 60В, но практический предел работы был получен на величине 40В, ниже проверять небыло смысла. Перечитайте пункт внимательно ещё раз и оцените возможности своих бесперебойников для критических серверов! Выбирать UPS нужно с двукратным запасом мощности. А теперь рассмотрим схему блока питания FSP Epsilon на рис. Наш блок просто мощнее.

Далее через резистор R8 за затворы ключей. Так происходит управление APFC. Но запускается она только после запуска блока на нагрузку по сигналу PW-ON зелёный провод 24 контактного разъёма на землю. Значит повреждения грозят обернуться более дорогим ремонтом. Диагноз: отказ схемы APFC. Выпаиваем транзисторы. Ну а далее уже меняем транзисторы на новые, но включаем блок последовательно через лампу накала В Вт.

Блок нагружаем например на старый HDD. Если лампа горит в пол накала и HDD запустился трогаем пальцами , на блоке крутится вентилятор — есть вероятность, что на этом ремонт закончен.

Запускаем без лампы с уменьшенной в 3 раза величиной предохранителя. И сейчас не сгорел? Ну тогда впаиваем родной F1 и вперёд на часовой тест под эквивалентом нагрузки ватт на ! Горящая полным накалом лампа вам говорит об полном открытии ключевых транзисторов или их заупокойном состоянии, ищем проблему перед ними.

Если на каком-то этапе не повезло, возвращаемся к новой покупке транзисторов, не забыв при этом купить и контроллер CMG. Меняем детали, повторяем всё заново. Не забываем визуально осмотреть всю плату! Симптомы: — блок запускается через раз или когда постоит 5 минут включенным в сеть; — у вас ниоткуда появился неисправный HDD; — вентиляторы крутятся, но система не загружается, BIOS не пикает при запуске; — вздулись конденсоры на материнской плате, видеокарте; — система произвольно перезагружается, зависает.

Диагноз: высохли электролитические конденсаторы.


Почему блок питания уходит в защиту

Модератор: Ozzy. Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 4. Ремонт: Ноутбуков, Компьютеров Виртуальная лаборатория ремонта. Совместно решаема любая проблема. FAQ Личный раздел. Предыдущее посещение: менее минуты назад Текущее время: 15 дек ,

ATX блок питания на Z уходит в защиту, свистит дежурка. Radioblogful. Видеоблог паяльщика. feb.. ; 30 k; ; Nedlasting. Канал «Проект.

Переводим шуруповёрт на питание от сети 220

Требуется прошивка для китайского видеорегистратора. Не крутится барабан в стиралке Индезит. Нужен ТЭН испарителя для холодильника. Не парит увлажнитель Бонеко Внезапная остановка стиральной машины в процессе работы. При нажатии на пульте дистанционного управления Panasonic SC-BT или на проигрывателе на кнопку вкл. Лаборатория Ремонта в Щукино

Не запускается — уходит в защиту

Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Небось, без воды помпу включаете, вот она и перегревается. Питайте лучше от старого БП, глядишь, подольше проработает Тогда нужно провести эксперимент: Запитайте помпу от нового БП, а когда она остановится, сразу же включите от старого БП.

Вопрос знатокам: В чем может быть проблема?

Компьютерный блок питания запускается и отключается

Тема в разделе » Ремонт ресиверов «, создана пользователем seal , 6 сен Войти или зарегистрироваться. Форум Sat-Expert. Спутниковое телевидение глазами профессионалов. Метки: sat-integral блок питания дроссель конденсатор напряжение преобразователь программы ресивер светодиод сигнал фильтр.

Проблемы с блоком питания

Bad, ol bresults. Badrnd background — color transparent border — right none border — bottom 1px solid ebebeb margin — bottom 1px padding — right 20px padding — bottom 5px ol bresults. Badbottom border — top 1px solid ebebeb border — bottom 0 padding — bottom 0 ol bcontext. Bad, ol bcontext. Badrnd background — color transparent. Sbadd cite font — weight.

Прежде всего нужно вместо АКБ подать питание от ЛБП и при замери от БП, блок питания сразу уходит в защиту (как будто КЗ). При включении светани ярким свтом на дисплей и посмотри нет ли яблочка.

Блок ушел в защиту?

Просмотр полной версии : iphone 6 не включается , нужна помощь. Всем Здравствуйте. Ситуация обстоит в следующем. Принесли iphone 6 на замену корпуса была загнута вверхняя часть телефона.

Почему компьютер при включении сразу выключается и опять включается?

При включении загорается подсветка и уходит в перезапуск, при отключенном MAIN частота перезапусков увеличивается При отключенной матрице подсветка присутствует. Виновник SLCM, ведется на прогрев! Неисправность Main платы. Прошиваем контроллер weltrend wt61p Нездоровую тенденцию наблюдаем посаны

В ТВ вышел из строя БП. После ремонта БП телевизор заработал, но проявился следующий дефект.

Notebook1 форум

Сразу хочу оговориться, что ремонт обычного, недорого блока питания имеет смысл, если он не требует значительных трудовых и материальных затрат. То есть я лично ремонтирую только блоки питания, неисправность которых легко обнаруживается и устраняется. Блоки питания с более сложными неисправностями я либо пускаю на запчасти, либо откладываю на потом, то есть на случай если уж совсем нет другой работы. Если блок питания не подлежит ремонту, то его нужно заменить на новый или рабочий б. О выборе блоков питания можно почитать здесь. При ремонте блока питания компьютера нужно соблюдать меры безопасности , так как здесь присутствует высокое напряжение и существует опасность поражения электрическим током, взрыва и воспламенения компонентов. Для обеспечения безопасности нужно:.

Форум сайта Электрон Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.


Бп при нагрузке уходит в защиту

В этой статье, я немного расскажу об основах ремонта компьютерных, импульсных блоков питания стандарта ATX. Это одна из первых моих статей, я написал её примерно 5 лет назад, по этому прошу строго не судить.

Меры предосторожности.
Ремонт импульсных БП, довольно опасное занятие, особенно если неисправность касается горячей части БП. Поэтому делаем всё вдумчиво и аккуратно, без спешки, с соблюдением техники безопасности.

Силовые конденсаторы могут длительное время держать заряд, поэтому не стоит прикасаться к ним голыми руками сразу после отключения питания. Ни в коем случае не стоит прикасаться к плате или радиаторам при подключенном к сети блоке питания.

Для того чтобы избежать фейерверка и сохранить ещё живые элементы следует впаять 100 ватную лампочку вместо предохранителя. Если при включении БП в сеть лампа вспыхивает и гаснет – все нормально, а если при включении лампа зажигается и не гаснет – где-то короткое замыкание.

Проверять блок питания после выполненного ремонта следует вдали от легко воспламеняющихся материалов.

Паяльник, припой, флюс. Рекомендуется паяльная станция с регулировкой мощности или пара паяльников разной мощности. Мощный паяльник понадобиться для выпаивания транзисторов и диодных сборок, которые находятся на радиаторах, а так же трансформаторов и дросселей. Паяльником меньшей мощности паяется разная мелочевка.
Отсос для припоя и (или) оплетка. Служат для удаления припоя.
Отвертка
Бокорезы. Используются для удаления пластиковых хомутов, которыми стянуты провода.
Мультиметр
Пинцет
Лампочка на 100Вт
Очищенный бензин или спирт. Используется для очистки платы от следов пайки.
Устройство БП.

Немного о том, что мы увидим, вскрыв блок питания.

Внутреннее изображение блока питания системы ATX

A – диодный мост, служит для преобразования переменного тока в постоянный

B – силовые конденсаторы, служат для сглаживания входного напряжения

Между B и C – радиатор, на котором расположены силовые ключи

C – импульсный трансформатор, служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки

между C и D – радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений

D – дроссель групповой стабилизации (ДГС), служит для сглаживания помех на выходе

E – выходные, фильтрующие, конденсаторы, служат для сглаживания помех на выходе

Распиновка разъема 24 pin и измерение напряжений.

Знание контактов на разъеме ATX нам понадобится для диагностики БП. Прежде чем приступать к ремонту следует проверить напряжение дежурного питания, на рисунке этот контакт отмечен синим цветом +5V SB, обычно это фиолетовый провод. Если дежурка в порядке, то следует проверить наличие сигнала POWER GOOD (+5V), на рисунке этот контакт помечен серым цветом, PW-OK. Power good появляется только после включения БП. Для запуска БП замыкаем зеленый и черный провод, как на картинке. Если PG присутствует, то, скорее всего блок питания уже запустился и следует проверить остальные напряжения. Обратите внимание, что выходные напряжения будут отличаться в зависимости от нагрузки. Так, что если увидите на желтом проводе 13 вольт, не стоит беспокоиться, вполне вероятно, что под нагрузкой они стабилизируются до штатных 12 вольт.

Если у вас проблема в горячей части и требуется измерить там напряжения, то все измерения надо проводить от общей земли, это минус диодного моста или силовых конденсаторов.

Первое, что следует сделать, вскрыть блок питания и произвести визуальный осмотр.

Если БП пыльный вычищаем его. Проверяем, крутится ли вентилятор, если он стоит, то это, скорее всего и является причиной выхода из строя БП. В таком случае следует смотреть на диодные сборки и ДГС. Они наиболее склонны к выходу из строя из- за перегрева.

Далее осматриваем БП на предмет сгоревших элементов, потемневшего от температуры текстолита, вспученных конденсаторов, обугленной изоляции ДГС, оборванных дорожек и проводов.

Перед вскрытием блока питания можно попробовать включить БП, чтобы наверняка определиться с диагнозом. Правильно поставленный диагноз – половина лечения.

БП не запускается, отсутствует напряжение дежурного питания
БП не запускается, но дежурное напряжение присутствует. Нет сигнала PG.
БП уходит в защиту,
БП работает, но воняет.
Завышены или занижены выходные напряжения
Предохранитель.

В этой статье, я немного расскажу об основах ремонта компьютерных, импульсных блоков питания стандарта ATX. Это одна из первых моих статей, я написал её примерно 5 лет назад, по этому прошу строго не судить.

Меры предосторожности.
Ремонт импульсных БП, довольно опасное занятие, особенно если неисправность касается горячей части БП. Поэтому делаем всё вдумчиво и аккуратно, без спешки, с соблюдением техники безопасности.

Силовые конденсаторы могут длительное время держать заряд, поэтому не стоит прикасаться к ним голыми руками сразу после отключения питания. Ни в коем случае не стоит прикасаться к плате или радиаторам при подключенном к сети блоке питания.

Для того чтобы избежать фейерверка и сохранить ещё живые элементы следует впаять 100 ватную лампочку вместо предохранителя. Если при включении БП в сеть лампа вспыхивает и гаснет – все нормально, а если при включении лампа зажигается и не гаснет – где-то короткое замыкание.

Проверять блок питания после выполненного ремонта следует вдали от легко воспламеняющихся материалов.

Паяльник, припой, флюс. Рекомендуется паяльная станция с регулировкой мощности или пара паяльников разной мощности. Мощный паяльник понадобиться для выпаивания транзисторов и диодных сборок, которые находятся на радиаторах, а так же трансформаторов и дросселей. Паяльником меньшей мощности паяется разная мелочевка.
Отсос для припоя и (или) оплетка. Служат для удаления припоя.
Отвертка
Бокорезы. Используются для удаления пластиковых хомутов, которыми стянуты провода.
Мультиметр
Пинцет
Лампочка на 100Вт
Очищенный бензин или спирт. Используется для очистки платы от следов пайки.
Устройство БП.

Немного о том, что мы увидим, вскрыв блок питания.

Внутреннее изображение блока питания системы ATX

A – диодный мост, служит для преобразования переменного тока в постоянный

B – силовые конденсаторы, служат для сглаживания входного напряжения

Между B и C – радиатор, на котором расположены силовые ключи

C – импульсный трансформатор, служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки

между C и D – радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений

D – дроссель групповой стабилизации (ДГС), служит для сглаживания помех на выходе

E – выходные, фильтрующие, конденсаторы, служат для сглаживания помех на выходе

Распиновка разъема 24 pin и измерение напряжений.

Знание контактов на разъеме ATX нам понадобится для диагностики БП. Прежде чем приступать к ремонту следует проверить напряжение дежурного питания, на рисунке этот контакт отмечен синим цветом +5V SB, обычно это фиолетовый провод. Если дежурка в порядке, то следует проверить наличие сигнала POWER GOOD (+5V), на рисунке этот контакт помечен серым цветом, PW-OK. Power good появляется только после включения БП. Для запуска БП замыкаем зеленый и черный провод, как на картинке. Если PG присутствует, то, скорее всего блок питания уже запустился и следует проверить остальные напряжения. Обратите внимание, что выходные напряжения будут отличаться в зависимости от нагрузки. Так, что если увидите на желтом проводе 13 вольт, не стоит беспокоиться, вполне вероятно, что под нагрузкой они стабилизируются до штатных 12 вольт.

Если у вас проблема в горячей части и требуется измерить там напряжения, то все измерения надо проводить от общей земли, это минус диодного моста или силовых конденсаторов.

Первое, что следует сделать, вскрыть блок питания и произвести визуальный осмотр.

Если БП пыльный вычищаем его. Проверяем, крутится ли вентилятор, если он стоит, то это, скорее всего и является причиной выхода из строя БП. В таком случае следует смотреть на диодные сборки и ДГС. Они наиболее склонны к выходу из строя из- за перегрева.

Далее осматриваем БП на предмет сгоревших элементов, потемневшего от температуры текстолита, вспученных конденсаторов, обугленной изоляции ДГС, оборванных дорожек и проводов.

Перед вскрытием блока питания можно попробовать включить БП, чтобы наверняка определиться с диагнозом. Правильно поставленный диагноз – половина лечения.

БП не запускается, отсутствует напряжение дежурного питания
БП не запускается, но дежурное напряжение присутствует. Нет сигнала PG.
БП уходит в защиту,
БП работает, но воняет.
Завышены или занижены выходные напряжения
Предохранитель.

Теоретически, работа датчиков токовой защиты блока питания могла бы со­сто­ять в измерении падения напряжения на ре­зис­то­рах, включенных по­сле­до­ва­тель­но с на­груз­кой. Та­кой пря­мо­ли­ней­ный под­ход в про­ек­ти­ро­ва­нии це­пей, спо­соб­ных обес­пе­чи­вать то­ки в де­сят­ки ам­пер, при­вел бы к боль­шим по­те­рям. Оче­вид­ный трюк, уже мно­го лет ис­поль­зуме­мый раз­ра­бот­чи­ка­ми им­пуль­с­ных бло­ков пи­та­ния для пер­со­наль­ных ком­пью­те­ров, — за­ме­рять па­­де­­ние на­пря­же­ния на ин­дук­тив­но­стях в це­пи LC-филь­тра вы­ход­ных напряжений +12V, +5V, +3.3V.

Давайте рассмотрим, как реализована защита блока питания от превышения потребляемого тока на примере ис­поль­зо­ва­ния одного из лучших управляющих контроллеров WT7527 от Weltrend Semiconuctor. Этот чип с успехом применяется в серии Prime блоков питания Seasonic, пользующихся заслуженным уважением самых взы­с­ка­тель­ных пользователей.


Рис 1. Фрагмент принципиальной схемы подключения управляющего контроллера Weltrend Semiconuctor WT7527

Как следует из заводской документации, контроллер WT7527 обеспечивает четыре линии токовой защиты: две для линий +12V, и по одной для +3.3V и +5V. В связи с тем, что основной отбор мощности современные системные платы и вы­со­ко­у­ров­не­вые ви­део адап­теры вы­пол­ня­ет по двенадцативольтовой шине, остановимся на тонкостях ре­а­ли­за­ции OCP (Over Current Protection) именно для нее.

Ограничения по току

Если вы думаете, что в цепях питания персонального компьютера возможен любой произвол, с этой мыслью мож­но рас­про­щать­ся. Международный стандарт IEC 60950-1, логотип которого вынесен в заголовок статьи, де­кла­ри­ру­ет предел мощности — не более 240VA по каждой шине. Физический смысл такого ограничения — пред­от­вра­тить си­ту­а­цию, при которой аварийная мощность, потребляемая в случае короткого замыкания, может быть вос­при­ня­та схе­мой то­ко­вой защиты как допустимая (потребляемая нагрузкой), что может при­вес­ти к раз­ру­ше­нию эле­мен­тов уст­ройства и да­же возгоранию.

В случае с постоянным током можно говорить о 240 Ваттах, что устанавливает для 12-вольтовой линии лимит в 20 А. Обойти это ограничение очень просто: достаточно развести напряжения по разным шинам, как это де­ла­ет, на­при­мер, Chieftec в блоках питания APS-500C:

Как следует из информации на самом блоке питания по каждой их линий +12V1 и +12V2 подается ток 18А. Обыч­но, од­на из них делегируется для питания процессора, другая используется для накопителей и со­пут­ству­ю­щей пе­ри­фе­рии. Каждая из них обслуживается своей схемой токовой защиты: и овцы целы требования IEC 60950-1 со­блю­де­ны, и пи­та­ние в норме.

В 700-ваттнике от FSP Group также востребован экстенсивный метод: 12-вольтовые линии разнесены на че­ты­ре ка­на­ла, каждый из которых ограничен 18-амперным потреблением тока. При этом общая мощность че­ты­рех­ка­наль­но­го регулятора ограничена величиной 680 Ватт, что формально оз­на­ча­ет — суммарный ток че­ты­рех 12-вольтовых ка­на­лов не должен превышать лимит в 56.6 Ампер. (680W/12V=56.6A). Вни­ма­тель­ный читатель заметит, что согласно дополнительному комментарию на этикетке имеют место более строгие ог­ра­ни­че­ния: суммарный ток по линиям +12V не должен превышать 50 Ампер, а общий выходной ток ог­ра­ни­чен лимитом в 70 Ампер. Очевидно, что умножение 18 ампер на четыре канала не дает сколько-нибудь по­лез­ной информации.

Современные тенденции в архитектуре блоков питания

Разделение нагрузки на примерно равные части является не более, чем трюком, ко­то­рым удачно вос­поль­зо­ва­лись раз­ра­бот­чи­ки — питание неделимой нагрузки, потребляющей более 20 ампер по линии +12 вольт невозможно без нарушения норм безопасности. Очевидно, соблюдение этих норм зависит не только от раз­де­ле­ния каналов в бло­ке питания, но и разводки силовых цепей в нагрузке.

Если мощный потребитель (например, видео адаптер), к которому подключено более одного разъема до­пол­ни­тель­но­го питания, соединяет их 12-вольтовые цепи в одну точку, либо соединяет 12-вольтовые линии разъема PCI Express и дополнительного питания, то результатом будет не только нарушение спецификации, но и риск создания дисбаланса в таких принудительно коммутируемых каналах. Это значит, что грамотная сборка высокоуровневых платформ и май­нин­го­вых ферм невозможна без верификации системы с помощью омметра. Или, перефразируя известного ав­то­ра, «воз­мож­на, если вам не важен результат».

Если требуется питать неразделимую нагрузку большим током, соединение линий из недостатка пре­вра­ща­ет­ся в пре­и­му­ще­ст­во — при раздельных каналах встречаются варианты, когда ток, обеспечиваемый блоком пи­та­ния по ли­нии дополнительного питания видео карты, недостаточен, хотя он и меньше суммарного тока всех ка­на­лов. При одной 100-амперной линии потребитель застрахован от данного типа несовместимости.

Дополнительные минусы единого канала также существуют, ведь потребляемый от линии питания ток яв­ля­ет­ся фун­к­ци­ей времени. Например, для жесткого диска уровень потребления увеличивается при выполнении по­зи­ци­о­ни­ро­ва­ния, для CPU и GPU изменения могут быть обусловлены циклическим выполнением фраг­мен­тов кода, со­зда­ю­ще­го раз­лич­ную вычислительную нагрузку. В результате взаимовлияния компонентов и вслед­ст­вие уве­ли­че­ния по­треб­ле­ния то­ка может возрасти уровень помех по ли­ни­ям питания. Выведя ре­гу­ля­тор громкости на пол­ную мощ­ность и за­пус­тив майнинг, не услы­шим ли мы в динамиках «звон бит­ко­и­нов»?

XBOX One не включается. Одна из причин. Диагностика

   Бывают случаи, что ваша консоль XBOX One S выключилась во время работы и перестала вообще включатся или вы её выключили и спустя некоторое время приставка больше не включилась. Причин, почему XBOX One S не включается достаточно много, это может быть и неисправность блока питания и проблемы на материнской плате. попробуем с этим разобраться….

 

   Привезли на ремонт приставку XBOX One S которая не включается, со слов владельца — поиграли, выключили и больше она не включилась. Попробуем разобраться и понять почему не включается XBOX One S.
   Для начала разбираем консоль и пытаемся понять проблема в блоке питания или на плате. Для этого, после того как разберёте консоль XBOX One S, открутите шурупы фиксирующие жёсткий диск (HDD) и вытащите его из корпуса. После чего проверьте наличии напряжения 12В на выходе из блока, это можно сделать прямо на коннекторе блока питания или на одной из точек материнской платы.

 увеличить

   Если напряжение 12В присутствует, то проблема однозначно на материнской плате, а не в блоке питания. И это совсем не тот случай, который рассмотрен в данной статье!
   А вот если 12В нет, то здесь два варианта — или неисправен блок питания или есть замыкание на плате, вследствии чего блок питания уходит в защиту из-за повышенного тока потребления и напряжение на выходе блока питания также отсутствует. Это легко проверить если отключить блок питания от платы и включить его без нагрузки, если напряжение появилось то почти со 100% увереностью можно говорить о неисправности платы.
   Именно такой случай попался мне — блок питания под нагрузкой (подключенный к плате XBOX One S) не выдавал выходное напряжение, а отключенный от платы стабильно выдавал 12В. Поэтому я решил проверить, что не так с нагрузкой (материнской платой) блока питания и замерил сопротивление на разъёме блока питания. Результат оказался неприятный — сопротивление было меньше 1 Ома.

 увеличить

   От 12В запитывается достаточно много частей схемы, точнее запитываются понижающие преобразователи, собранные на парных mosfet. Для некоторого упрощения поиска короткого замыкания, было решено выпаять дроссель L9B1 который несколько разделяет цепь питания 12В.

 увеличить

   После удаления  элемента  L9B1 точка короткого замыкания стала более локальной и указывала что короткое замыкание присутствует в схеме формирования GFX_CORE и CPU_CORE.
   Так как схема включения цепей формирования напряжений GFX_CORE и CPU_CORE запараллелена на точке подачи напряжения 12В, то только как последовательной выпайкой mosfet подключенных к шине +12В локализовать неисправность не получится — надо выпаивать Q9D2, Q9D4, Q9E2, Q9F1.

   Мне повезло и короткое замыкание по +12В пропало после выпайки первого мосфета Q9D2. На всякий случай я поменял оба мосфета работающие в этом канале Q9D2 и Q9D3. После установки новых силовых транзисторов (mosfet) и установки на место дросселя, короткое замыкание отсутствовало и приставка XBOX One S снова стала включаться и стала полностью работоспособной.

 увеличить

   Надеюсь эта статья кому нибудь поможет при  ремонте Microsoft XBOX One S.

   Если вы ищете, где отремонтировать консоль XBOX One S, вы можете обратится в наш сервисный центр.

   Наш сервис центр специализируется на ремонте Microsoft XBOX One (One S, One X)
   Осуществляем ремонт любой сложности в кратчайшие сроки, с гарантией до 12 месяцев.
   Замена разъёмовлазерных головокреболлзамена чипов и SMD компонентов, восстановление работоспособности приставки после удара, механического повреждение, попадания жидкости или насекомых.
Замена термопасты и чистка системы охлаждения.

 Диагностика бесплатно!!!

    Если у Вас возникли вопросы, вы можете задать их через форму обратной связи, чат или воспользоваться формой комментариев, расположенной внизу статьи, также вы можете позвонить нам и вам ответят на любые ваши вопросы.

 

Защита источника питания и его нагрузки

Защита источника питания похожа на страховку: вы платите за нее, но надеетесь, что она вам не нужна. Но это не простая «покупка». Первый вопрос защиты: «Что я хочу защитить и от каких событий?» Ответ двоякий: источник питания и его компоненты нуждаются в защите от сбоев нагрузки, а нагрузка нуждается в защите от сбоев питания.

Второй вопрос: «Какого рода неисправности?» Это может быть чрезмерный ток или напряжение, от короткого замыкания и связанных с ним высоких токов до переходных процессов и скачков напряжения из-за ESD (электростатического разряда) или даже молнии.Некоторые неисправности возникают из-за отказа компонентов, а другие могут быть вызваны ошибкой подключения. Наконец, в некоторых случаях причиной неисправности может быть даже слишком низкое напряжение питания.

Компоненты, которые необходимо добавить в схему или систему для обеспечения защиты схемы, не получают особой оценки. Они не улучшают функциональность, не добавляют привлекательности или привлекательности продукту. Они занимают место, увеличивают стоимость, усложняют ведомость материалов (BOM) и обычно сидят тихо, ничего не делая.Это ситуация до тех пор, пока они не понадобятся, когда от них ожидается, что они быстро отреагируют и защитят другие компоненты цепи от неисправности или даже разрушения.

Защита от любых возможных проблем с питанием — сложная, дорогостоящая и, как правило, ненужная задача. Роль инженера-проектировщика состоит в том, чтобы оценить, нужна ли защита от неисправностей; В конце концов, нет особых причин защищать смартфон от скачков напряжения питания, вызванных молнией.

Существует множество компонентов и методов защиты на выбор.Большинство из них пассивны, но некоторые активны. В этой статье речь пойдет только о пассивных или в основном пассивных типах.

Как и в случае с большинством проблем проектирования, существуют пересекающиеся точки зрения на одну и ту же основную тему. Что касается защиты электропитания, вы можете сначала взглянуть на нее с точки зрения условий потенциальных неисправностей, а затем вариантов их устранения, или с точки зрения различных компонентов защиты, а затем неисправностей, для которых они используются. Схема или система могут использовать один или несколько уровней и типов защиты.Многие из этих функций защиты встроены в источник питания, будь то ИС преобразователя постоянного тока в постоянный или более крупный блок переменного тока в постоянный. В других случаях, например, когда инженер разрабатывает поставку из отдельных компонентов, может потребоваться добавить некоторые из них.

Все начинается с перегрузки по току и предохранителей

Перегрузка по току является серьезной проблемой, независимо от того, является ли она результатом короткого замыкания вне источника питания или внутри него. Он может вызвать каскад дополнительных сбоев, подвергнуть пользователей риску и даже вызвать пожар.Самым старым решением является предохранитель (также называемый плавкой вставкой) (рис.1) с очевидной простой работой: когда ток превышает пороговое значение тока предохранителя, ток вызывает перегрев специального провода внутри предохранителя (I 2 R нагрев), плавятся и размыкаются, таким образом уменьшая ток до нуля.

При срабатывании предохранителя ток полностью прерывается, и его можно восстановить, только заменив сам предохранитель, что является преимуществом или недостатком, в зависимости от области применения.Более сложный автоматический выключатель является альтернативой предохранителю, который не требует замены после срабатывания. Некоторые выключатели активируются термически, некоторые — магнитно; в любом случае, как и предохранитель, прерыватель является устройством срабатывания по току.

Хотя предохранитель «древний», он недорогой, надежный, простой в установке и эффективный. Доступны основные предохранители номиналом от 1 А до сотен ампер (рис. 2) . Хотя у предохранителей есть номинальное напряжение, это в первую очередь связано с номиналом контактов и физическим расстоянием, поскольку сам предохранитель срабатывает только током, проходящим через него, а не напряжением.

Для некоторых устройств плавкий предохранитель не является хорошим выбором (вспомните о внутренних цепях питания смартфона с ограниченным энергопотреблением), в то время как он является лучшим выбором для других и часто используется в сочетании с другими методами защиты. Предохранитель часто добавляется, чтобы помочь продукту соответствовать нормативным требованиям безопасности из-за непосредственного функционирования.

Обратите внимание, что, несмотря на их простой принцип, они предлагаются во многих вариациях и тонкостях, таких как время, необходимое для реакции и размыкания цепи (что является функцией как текущего, так и прошедшего времени).В технических паспортах предохранителей есть множество диаграмм, показывающих характеристики в различных условиях, и для особых ситуаций доступны специальные предохранители.

Блокировка минимального напряжения (UVLO)

UVLO гарантирует, что преобразователь источника питания (или постоянного тока в постоянный) не пытается работать, когда его собственное входное напряжение слишком низкое. (Рис. 3) . Это сделано по двум причинам. Во-первых, схема в источнике питания или преобразователе может работать со сбоями или действовать неопределенным образом, если входное напряжение постоянного тока слишком низкое, а некоторые компоненты более высокой мощности могут действительно быть повреждены.Во-вторых, он не позволяет источнику питания / преобразователю потреблять первичную мощность, если он не может обеспечить допустимую выходную мощность.

Для реализации UVLO небольшая схема сравнения с низким энергопотреблением в блоке питания / преобразователе сравнивает входное напряжение с предварительно установленным пороговым значением и переводит устройство в режим покоя до тех пор, пока пороговое значение не будет превышено. Чтобы гарантировать, что UVLO не «болтает» около порогового значения, добавлен небольшой гистерезис.

Защита от перенапряжения (OVP)

Хотя источник питания или преобразователь питания обычно рассчитаны на получение фиксированного выходного напряжения постоянного тока, внутренний сбой в источнике питания может вызвать повышение этого напряжения и, возможно, повредить нагрузку, на которую поставка подключена.OVP — это функция, которая контролирует выход питания / преобразователя по сравнению с внутренним опорным сигналом и замыкает выходной сигнал, если напряжение поднимается выше порогового значения. OVP должен делать несколько вещей:

  • Очевидно, предотвращать появление чрезмерного напряжения на защищаемых компонентах.
  • Не мешать нормальной работе, а быть «невидимым» для источника питания.
  • Различают нормальные переходные колебания напряжения и чрезмерное перенапряжение.
  • Будьте быстры и отреагируйте до того, как нагрузка будет повреждена, если действительно возникнет ситуация перенапряжения.
  • Не иметь ложных срабатываний (ложных срабатываний), которые доставляют неудобства, и не может не реагировать на реальные условия перенапряжения.

The Crowbar

Одной из широко используемых функций OVP является «лом», якобы названный так потому, что он имеет тот же эффект, что и размещение металлического лома на выходе и, таким образом, закорачивает выходное напряжение. Есть два типа ломов: один, в котором лом после срабатывания сбрасывается только при отключении питания; и тот, где он сам сбросится после устранения неисправности.Второй полезен, когда состояние, при котором сработал лом, вызвано каким-то переходным процессом, а не серьезным отказом в питании. В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.

Ломик — это обычно цепь с высоким сопротивлением на выходе источника питания (или входе нагрузки, которую необходимо защитить) (рис. 4) . Когда возникает ситуация перенапряжения, она преобразуется в схему с низким импедансом и запускает ее, и остается в режиме низкого импеданса до тех пор, пока ток не упадет ниже «тока удержания».Затем он возвращается в нормальное рабочее состояние с высоким сопротивлением. Ломик должен выдерживать ток, протекающий через него, пока источник питания находится в состоянии перенапряжения.

Другие распространенные ломы основаны на тиристорных устройствах защиты от перенапряжения (TSP). Это устройства PNPN на основе кремния, напряжение пробоя которых может быть точно установлено их производителем. TSP предлагаются во многих типах корпусов и могут рассеивать скачки напряжения разного уровня.

Существует также газоразрядная трубка (GDT), которая представляет собой миниатюрный разрядник, обычно помещенный в керамический корпус и совместимый с печатными платами.При срабатывании высокого напряжения искровой промежуток проводит, и весь ток отклоняется. Искровые разрядники могут быть изготовлены таким образом, чтобы они защищали от небольших напряжений (около 100 В) до тысяч вольт. Когда ситуация с перенапряжением исчезает, TSP или GDT возвращаются в нормальный высокоимпедансный режим.

Зажим

Дополнением к лому является зажим, который предотвращает превышение напряжением заданного уровня. Зажимы часто называют ограничителями переходного напряжения (TVS), поскольку они могут защищать от переходного процесса при запуске или индуктивного переходного процесса, а не от фактического отказа (рис.5) . Для большинства клещей функция фиксации срабатывает, когда исчезает состояние перенапряжения.

Клещи проводят достаточно тока, чтобы поддерживать напряжение на них на безопасном, желаемом значении, когда переходный процесс превышает напряжение проводимости клещей. Он должен быть рассчитан на мощность, которую он должен рассеять в течение определенного времени, обычно относительно короткого переходного процесса. Зажим TVS — кремниевое биполярное переходное устройство, подобное базовому выпрямительному диоду, но спроектированное таким образом, чтобы выдерживать обратное напряжение пробоя — доступно с пробивным напряжением от 4 до 500 В и с различными номинальными мощностями для обеспечения различных возможностей защиты от перенапряжения.TVS — это устройство с биполярным переходом.

По сравнению с зажимом, низкое удерживающее напряжение лома позволяет ему переносить более высокий ток короткого замыкания, не рассеивая большую мощность, так что он может выдерживать более высокие токи и выдерживать это в течение более длительных периодов (рис. 6) . Также проще сконфигурировать схему так, чтобы лом также приводил к перегоранию предохранителя (и, таким образом, полностью прекращал ток), если это необходимо.

Зажим также может быть построен с использованием металлооксидного варистора (MOV), двунаправленного полупроводникового устройства подавления переходных процессов напряжения.Он проводит (то есть переключает) под напряжением, зависящим от размера и количества специальных зерен между его выводами. Напряжения пробоя MOV находятся в диапазоне от примерно 14 В до более 1000 В, причем более крупные предназначены для работы в несколько киловольт-ампер (кВА), например, от грозового перенапряжения.

MOV недорогие, быстродействующие, простые в использовании и предлагаются во многих номинальных напряжениях, а их собственный режим отказа — короткое замыкание (что предпочтительнее в большинстве отказоустойчивых конструкций). Однако они могут рассеивать только небольшое количество энергии, поэтому они подходят только для кратковременных и переходных ситуаций OVP

В общем, ломы лучше подходят для долговременных неисправностей, а зажимы лучше подходят для переходных событий, а не сразу сбои в поставках.Многие коммерческие источники питания содержат как лом, так и зажим. Если проблема заключается в полном отказе и связанном с ним сильном токе, который вскоре превысит номинальные параметры рассеивания лома или зажима, конструкция также должна включать предохранитель или автоматический выключатель. Предохранитель / прерыватель в конечном итоге сработает от перегрузки по току, связанной с повышенным напряжением, и, таким образом, обеспечит многофакторную защиту.

Не забудьте о тепловой защите

Наконец, есть проблема защиты от тепловой перегрузки.По своей природе любой источник питания выделяет тепло, потому что его КПД менее 100%, и даже эффективный источник питания генерирует потенциально неприятное количество. Например, источник питания мощностью 100 Вт с эффективностью 90% все же рассеивает 10 Вт, что вполне может согреть небольшой герметичный корпус. По этой причине источник питания должен быть спроектирован с достаточным активным охлаждением (например, с помощью вентилятора) или пассивным охлаждением (достигаемым за счет конвекционного воздушного потока и проводящих путей охлаждения).

Но что происходит, когда вентилятор выходит из строя, поток воздуха блокируется или в шкаф попадает другой источник тепла? Блок питания может превышать допустимую температуру, что сокращает срок его службы и даже может вызвать немедленную неисправность.Решением является датчик в источнике питания (как отдельное устройство или встроенный в ИС), который измеряет температуру окружающей среды и переводит источник питания в режим покоя, если она превышает заданный предел. Некоторые реализации позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.

Защита источников питания — неудивительно, что тема очень тонкая. Существуют проблемы, связанные с током, напряжением и мощностью, рассеянием на схеме или компонентах защиты и продолжительностью неисправности, а также размещением компонентов защиты, стоимостью и площадью основания.Но защита также является хорошей инженерной практикой и часто требуется нормативными стандартами. Опять же, это похоже на страхование: оно бывает разных форм и покрывает многие типы плохих событий. Вы надеетесь, что он вам не нужен, но есть вероятность, что он вам понадобится по разным причинам.

Ссылки

Microsemi Corp., MicroNote 106, «Ломы и зажимы: в чем их основные различия?»

Sunpower Electronics Ltd., «Что такое защита от перенапряжения?»

Bourns Inc., «Защита от переходного перенапряжения

Texas Instruments SLVA769,« Общие сведения о блокировке при пониженном напряжении в устройствах питания дисплея »

Гурсимран Сингх Чавла, Инженерная школа Чамели Деви,« Предохранители и их тип в системе питания »

PSU 101: PSU Protections

Защита блока питания

В этом разделе мы рассмотрим различные средства защиты, которые имеет блок питания, чтобы избежать повреждения не только источника питания, но и системы, в которую он питается. Многие бюджетные блоки питания имеют только необходимую защиту, требуемую спецификацией ATX (OCP, SCP, OVP), в то время как блоки более высокого уровня обычно имеют гораздо большую защиту.

Power Good or PWR_OK Signal

Как указано в спецификации ATX, блок питания использует сигнал задержки Power Good или PWR_OK, чтобы указать, что выходы + 5V, +3,3 V и + 12V находятся в пределах пороговых значений регулирования источника питания и что преобразователь сохраняет достаточную сетевую энергию, чтобы гарантировать непрерывную работу в пределах спецификации в течение не менее 17 мсек при полной нагрузке (16 мсек для времени удержания потери переменного тока до PWR_OK). Период задержки PWR_OK согласно спецификации ATX должен быть менее 500 мс, а в идеале — менее 250 мс.В любом случае оно должно быть не менее 100 мс.

(OCP) Защита от перегрузки по току

Защита от перегрузки по току (OCP) — это популярная защита, используемая во всех блоках питания с несколькими шинами +12 В, и в большинстве случаев она также защищает второстепенные шины. OCP срабатывает, когда ток в рельсах превышает определенный предел. В спецификации ATX 2.2 указано, что если нагрузка на каждой тестируемой выходной шине достигает или превышает 240 ВА, то OCP должен создавать помехи (параграф 3.4.4). Однако ATX 2.31 спецификация опускает этот предел. Чтобы обойти это, некоторые производители внедрили множество виртуальных шин +12 В, каждая из которых рассчитана на 240 ВА. Однако в большинстве случаев точка срабатывания OCP была установлена ​​намного выше, чтобы выдерживать пиковые токи, которые могут потреблять некоторые системные компоненты (например, видеокарты).

Для реализации OCP в блоке питания необходимы две вещи: шунтирующие резисторы и управляющая ИС, поддерживающая OCP. Шунтирующие резисторы представляют собой высокоточные резисторы с низким сопротивлением, используемые для измерения тока на выходах блока питания, используя падение напряжения, которое эти токи создают на резисторах.Измеряя количество шунтов в блоке питания в области пайки проводов +12 В, мы обычно можем найти реальное количество виртуальных шин +12 В. В некоторых случаях, когда производитель изначально построил блок питания как блок с несколькими шинами +12 В, а затем преобразовал его в один блок с шинами +12 В, шунтирующие резисторы просто закорачивают вместе.

Шунтирующие резисторы, используемые в Corsair AX1200i

OVP / UVP (защита от перенапряжения / пониженного напряжения)

В спецификации ATX указано, что схема считывания защиты от перенапряжения и источник опорного напряжения должны находиться в корпусах, отдельных от регулятора. схема управления и справочная информация.Таким образом, ни одна неисправная точка не должна вызывать устойчивое перенапряжение на любом выходе. Другими словами, все блоки питания должны иметь независимую схему защиты и не рассчитывать исключительно на ШИМ-контроллер для контроля выходных напряжений. Мы также должны добавить, что UVP не является обязательным, поскольку он не упоминается в спецификации ATX.

Как вы уже могли догадаться, OVP и UVP постоянно проверяют напряжения на каждой шине и срабатывают, когда эти напряжения превышают или опускаются ниже точки срабатывания.Спецификация ATX предоставляет таблицу с минимальными, номинальными и максимальными значениями для триггерных точек OVP. Спецификация включает шину 5VSB, хотя и заявляет, что защита OVP на этой шине рекомендуется, но не требуется. Ниже вы найдете соответствующую таблицу.

Выход Минимум (В) Номинал (В) Максимум (В)
12 В постоянного тока и 12 В постоянного тока4 15 15,6
+5 В пост. Тока 5,74 6,3 7
+3,3 В пост. 6,3 7

Как видите, точки срабатывания слишком высоки. Производитель может установить OVP равным 15,6 для шин +12 В и при этом оставаться в пределах спецификации. Представьте себе, что 15,6 В проходит через компоненты вашей системы!

Поскольку точки срабатывания UVP не охватываются спецификацией ATX, все производители схем защиты IC могут устанавливать свои собственные.

OPP (Защита от превышения мощности)

Защита от превышения мощности (OPP) срабатывает, когда мощность, которую мы получаем от блока питания, превышает его максимальную номинальную мощность. Обычно производители оставляют немного места для перегрузки блока питания, поэтому порог OPP устанавливается на 50–100 Вт (в некоторых случаях даже больше) выше максимальной номинальной мощности блока питания. В блоках питания с одной шиной +12 В, где OCP в большинстве случаев не имеет смысла, OPP берет на себя его роль и отключает блок питания в случае перегрузки шины +12 В.

OTP (Защита от перегрева)

Когда присутствует защита от перегрева (OTP), мы обычно находим термистор, присоединенный к вторичному радиатору (блок управления вентилятором обычно использует термистор в том же радиаторе).Термистор сообщает схеме защиты о температуре радиатора, и если она превышает указанный порог, блок питания отключается. Повышенная температура может быть результатом перегрузки или отказа охлаждающего вентилятора, поэтому OTP предотвращает (дальнейшее) повреждение блока питания.

В некоторых случаях и из-за того, что OTP не поддерживается большинством доступных в настоящее время ИС супервизора, он может быть реализован другим методом (например, путем активации другой защиты при обнаружении избыточных температурных уровней во внутренних компонентах блока питания).Мы считаем, что OTP является одной из самых важных защит в любом блоке питания, хотя во многих моделях он отсутствует.

SCP (Защита от короткого замыкания)

Защита от короткого замыкания (SCP) постоянно контролирует выходные шины и, если обнаруживает сопротивление менее 0,1 Ом, немедленно отключает источник питания. Другими словами, если каким-либо образом происходит короткое замыкание выходных шин, эта защита срабатывает и отключает блок питания, чтобы предотвратить повреждение или возгорание. Согласно спецификации ATX 2.31, каждая шина +12 В должна иметь отдельное короткое замыкание.Эта защита присутствует практически во всех современных БП (по крайней мере, в брендовых).

Что защищает ваш блок питания?

Убедитесь, что ваша система защищена от сбоев источника питания, а также от дополнительных сценариев.

Неопытные инженеры-электронщики часто предполагают, что хорошая шина источника питания просто «случается», в то время как более опытные знают, что надежная, бесшумная шина не дается легко, но необходима для стабильной, стабильной работы и сбоев. -свободная производительность системы.Но источник питания — это нечто большее, чем просто его способность обеспечивать стабильное напряжение постоянного тока, несмотря на изменения нагрузки и линии, переходные процессы в системе, шум и другие отклонения.

Как так? Хороший источник питания не просто обеспечивает, он также защищен от временных и постоянных сбоев, которые могут возникнуть внутри или снаружи, и защищает от причинения непоправимого ущерба системе, которая является ее нагрузкой.

Прежде чем мы рассмотрим различные типы защиты, стоит кратко рассмотреть четыре класса источников питания постоянного тока, также называемых регуляторами или преобразователями постоянного тока; обратите внимание, что указанные рейтинги текущей выходной мощности являются приблизительными и не имеют жестких или официальных границ:

1) для больших нагрузок, порядка 20 А и выше, имеется множество готовых к использованию открытых или полностью металлических источников питания для приложений AC-DC и DC-DC.

2) для умеренных нагрузок от 10 до 20 А есть модульные блоки питания; они часто залиты эпоксидной смолой для физической защиты

3) при токе менее 10 А существует множество доступных ИС, которым требуется несколько внешних пассивных и активных компонентов для работы в качестве полных источников питания

4) наконец, вы можете построить базовый источник питания из отдельных компонентов, таких как диоды и конденсаторы, часто в сочетании с небольшим LDO или контроллером переключения, необходимым

Итак, какие существуют типы защиты?

a) Защита от перегрузки (перегрузки по току / короткого замыкания) (OP), включая классический плавкий предохранитель, защищает источник питания в случае короткого замыкания в цепи нагрузки или начала потребления слишком большого тока.Многие поставляют «самоограничение» в том смысле, что они могут подавать только до определенного количества тока, и поэтому предохранитель не нужен. Стандартный предохранитель, который «перегорает» (размыкает цепь) и прекращает прохождение тока, необходимо заменить вручную; В одних ситуациях это проблема, в других — достоинство. Также есть электронные предохранители с автоматическим самовозвратом.

b) Ограничение тока и обратная связь по току являются расширениями защиты от перегрузки. Если ток, из которого нагрузка потребляет питание, превышает расчетный предел, функция обратного преобразования тока снижает как выходной ток, так и соответствующее напряжение до значений ниже нормальных рабочих пределов.В крайнем случае, если нагрузка переходит в короткое замыкание, ток ограничивается небольшой долей максимального значения, в то время как выходное напряжение, очевидно, стремится к нулю.

c) Блокировка пониженного напряжения (UVLO) гарантирует, что преобразователь постоянного тока не пытается работать, когда входное напряжение, которое он видит на своем входе, слишком низкое, Рисунок 1 . Почему это может быть проблемой? Во-первых, выход источника питания может быть неопределенным, если его напряжение постоянного тока слишком низкое, что может вызвать проблемы в системе. Во-вторых, он предотвращает «вампирское» истощение энергии из источника даже при низком напряжении; это может привести к разрядке аккумулятора, который система пытается зарядить.UVLO также помогает правильному функционированию последовательности включения питания (если таковая имеется). В-третьих, сам преобразователь постоянного тока в постоянный может быть поврежден, если он попытается повернуться, когда его собственный вход слишком низкий для правильного функционирования.

Во время различных режимов источника питания, когда он переходит из выключенного состояния в полностью включенное и обратно в выключенное, UVLO следит за тем, чтобы блок питания не пытался включиться и обеспечивать выход, если его входное напряжение ниже минимума, необходимого для правильной работы. . (Источник: Texas Instruments)

d) Защита от перенапряжения (OVP) срабатывает, если внутренний сбой в источнике питания вызывает повышение выходного напряжения выше указанного максимума с вероятным повреждением нагрузки.OVP отключает питание или ограничивает выход, когда напряжение превышает заданный уровень. Цепь OVP часто называют «ломом», предположительно потому, что она имеет тот же эффект, что и металлический лом на выходе источника питания. Правильно сконструированный лом работает независимо от самого источника питания.

Лом одного типа будет сброшен (после срабатывания) только при отключении питания; в другом типе он сбрасывается сам по себе после устранения неисправности выходного напряжения. Последний полезен, когда состояние, при котором сработал лом, является временным, а не серьезным отказом в питании.В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.

e) Тепловая перегрузка возникнет, если система охлаждения источника питания неправильно спроектирована или не используется (вентилятор останавливается, поток воздуха блокируется). В этом случае источник питания, вероятно, превысит допустимую температуру, что значительно сократит срок его службы и может даже вызвать немедленную неисправность. Решение простое: цепь измерения температуры внутри или рядом с источником питания, которая переводит источник питания в режим покоя или отключения, если он превышает заданный предел.Некоторые тепловые отсечки автоматически позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.

f) Защита от обратного подключения блокирует прохождение тока и обнуляет напряжение, если нагрузка подключена в обратном направлении (положительный выход питания к отрицательной нагрузочной шине и наоборот). Это особенно популярно в приложениях, где аккумулятор отключается, а затем снова подключается, например, в автомобиле или где аккумулятор не запирается.

Итак, какие типы защиты вам нужно добавить в свой запас? Это, конечно, частично определяется приложением, но также зависит от конструкции поставки (пункты с 1 по 4 выше).Для источников питания в металлическом корпусе или модульных (типы питания 1 и 2) большинство этих режимов защиты обычно являются стандартными и включены (кроме предохранителя). Для типа 3 микросхемы питания могут предлагать некоторые или все функции защиты, но они также могут быть отключены (что необходимо в некоторых особых случаях, но также опасно). Обратное соединение — это особый случай и добавляется только там, где это имеет смысл. Его можно реализовать с помощью простого диода, но это увеличивает потери на падение напряжения, поэтому необходима идеальная диодная схема.

Относитесь к источнику питания с должным уважением: убедитесь, что он защищен, а также защищает вашу электрическую цепь.Ваш дизайн и система будут вам благодарны.

Номер ссылки

Texas Instruments, Отчет по применению SLVA769A, «Понимание блокировки при пониженном напряжении в силовых устройствах»

Основы самозащиты источников питания — Power Electronic Tips

Источники питания переменного / постоянного и постоянного / постоянного тока обычно относительно надежны при нормальной работе. Тем не менее, в большинство этих устройств встроены некоторые защитные функции, гарантирующие, что они не «самоуничтожатся» или не повредят связанные схемы — в первую очередь их нагрузки — в случае отказа или режима работы вне спецификации.

(примечание: строго говоря, источник питания — это блок переменного / постоянного или постоянного / постоянного тока, но последние также называются преобразователями или регуляторами. Однако использование, связанное с этими терминами, часто бывает небрежным, особенно в повседневной разговор.)

Разве предохранитель не все, что нужно для защиты источника питания и нагрузки?

Да и нет. Предохранитель защищает источник питания в случае короткого замыкания в цепи нагрузки или возникновения слишком большого тока. Плавкий предохранитель может не понадобиться, так как многие источники питания «самоограничиваются» в том смысле, что они могут подавать только до определенного количества тока.Открывающийся предохранитель необходимо будет заменить вручную, и это проблема для многих приложений (но преимущество для других). Кроме того, предохранитель не может защитить от других типов отказов или неправильной работы, кроме слишком большого тока на выходе.

Что такое блокировка при пониженном напряжении (UVLO)?

UVLO гарантирует, что преобразователь постоянного тока в постоянный не будет пытаться работать, когда входное напряжение, которое он видит, слишком низкое, Рисунок 1 . Это делается по двум причинам: во-первых, схема внутри преобразователя может работать со сбоями или действовать неопределенным образом, если входное напряжение постоянного тока слишком низкое, и некоторые компоненты с более высокой мощностью могут фактически быть повреждены; во-вторых, он не позволяет преобразователю потреблять первичную мощность, даже если он не может обеспечить допустимую выходную мощность.Этот последний аспект означает, что такой источник, как аккумулятор, который подавал недостаточное напряжение на преобразователь, все еще мог быть разряжен преобразователем. Как следствие, время перезарядки батареи будет больше, особенно если она от источника с ограниченным энергопотреблением, такого как сбор энергии.

Рис. 1. Источник питания не «мгновенно» выходит на полную мощность, а вместо этого имеет переходные диапазоны включения и выключения и время; UVLO гарантирует, что источник питания не пытается обеспечить полную выходную мощность, когда его входное напряжение ниже минимума, необходимого для правильной работы.(Источник: Texas Instruments)

Для реализации UVLO небольшая схема сравнения с низким энергопотреблением в преобразователе сравнивает входное напряжение с заданным пороговым значением и переводит источник питания в режим покоя до тех пор, пока пороговое значение не будет превышено. Чтобы гарантировать, что UVLO не колеблется около порогового значения, с ним используется небольшой гистерезис. Так, например, питание отключится, когда входное напряжение упадет ниже 5,0 В, но не включится, пока возрастающее напряжение не достигнет 5,5 В

Что такое защита от перенапряжения (OVP)?

Хотя источник питания или преобразователь обычно предназначены для выработки фиксированного выходного напряжения постоянного тока, внутренний сбой в источнике питания может вызвать повышение этого напряжения и, возможно, повредить нагрузку, к которой подключен источник.Этот отказ может быть вызван коротким замыканием в жгуте проводов, отказом пассивного компонента или отказом активного устройства, такого как полевой МОП-транзистор. Независимо от источника, это, конечно, нежелательно само по себе, но особенно если оно также может повредить нагрузку. OVP — это функция, которая контролирует выход по сравнению с внутренним опорным сигналом и закорачивает выход, если напряжение поднимается выше порогового значения.

Контур, который отслеживает и отключает, называется «лом», якобы названный так потому, что он имеет тот же эффект, что и металлический лом на выходе.Ключом к правильно спроектированному лому является то, что он прост и функционирует независимо от самого источника питания, Рисунок 2 .

Рис.2: Эта схема лома работает от источника питания 8 В и имеет защиту от перенапряжения, установленную на 9,1 В (это можно изменить, используя другой стабилитрон ZD1 на диод с предпочтительным напряжением; при 9,1 В стабилитрон начинает работать проводит и вызывает триггерный сигнал для включения тиристора Q1 (обратите внимание, что предохранитель предназначен для защиты от чрезмерного тока).

Есть два типа ломов: первый, в котором лом после срабатывания сбрасывается, только если я отключил питание; и тот, где он сам сбросится после устранения неисправности выходного напряжения. Второй полезен, когда состояние, при котором сработал лом, вызвано каким-то переходным процессом, а не серьезным отказом в питании. В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.

Что такое тепловая защита от перегрузки?

По своей природе любой блок питания выделяет тепло, поскольку его КПД менее 100%. Даже эффективный источник питания создает потенциально проблемную сумму: источник питания мощностью 100 Вт, который эффективен на 90%, все же рассеивает 10 Вт, что очень хорошо для нагрева корпуса. По этой причине источник питания должен быть спроектирован с достаточным активным охлаждением (например, вентилятором) или пассивным охлаждением (достигаемым за счет конвекционного и кондуктивного охлаждения).

Но что происходит, если вентилятор выходит из строя, или блокируется поток воздуха, или в шкаф попадает другой источник тепла? Блок питания может превышать допустимую температуру, что значительно сокращает срок его службы и может даже вызвать немедленную неисправность. Решением является цепь в источнике питания, которая определяет температуру и переводит источник в режим покоя, если она превышает заданный предел. Как и в случае с OVP, некоторые тепловые отсечки автоматически позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.Какой подход «лучше», зависит от характера приложения и цикла использования.

Это основные механизмы внутренней защиты в источнике питания или преобразователе. Также существуют «защиты» от внешних событий и неисправностей, которые обычно предоставляются вне источника питания или в качестве дополнительных устройств.

Артикул:

Texas Instruments SLVA769, «Понимание блокировки при пониженном напряжении в устройствах питания дисплея»

Предотвращение выдувания блока питания (БП) материнской платы или наоборот

Существуют ли какие-либо компьютерные компоненты, которые можно разместить где-нибудь на между блоком питания и настенной розеткой , чтобы свести к минимуму вероятность того, что источник питания выйдет из строя материнскую плату и наоборот? Например, будет ли здесь какая-либо польза от устройства защиты от перенапряжения, резервного источника питания или источника бесперебойного питания?

№Исходя из выделенной части.

Не поймите меня неправильно, есть много очень веских причин для установки устройства защиты от перенапряжения или источника бесперебойного питания (ИБП) со стабилизированным напряжением в линию питания переменного тока компьютера, и на самом деле я почти уверен, что потерял свой предыдущий компьютер на нефильтрованный кондиционер. Но что-то подобное не предотвратит внутреннее повреждение компьютера, вызванное неисправным или неисправным (внутренним компьютером) блоком питания, потому что сетевой фильтр не может знать, является ли потребляемый ток результатом нормального, но более мощного использования, или результат неисправности.Я считаю, что большинство устройств защиты от перенапряжения — это устройства защиты от перенапряжения , а не устройства защиты от перенапряжения (также известные под термином «предохранители»). Также важно поставить все, что подключено к компьютеру, на одинаково хорошую защиту; Хотя это маловероятно, но если скачок напряжения может перескочить через ваш принтер на компьютер, тот факт, что компьютер работает от фильтрованного источника питания, не сильно поможет. Много лет назад у меня был ЭЛТ-монитор, убивающий материнскую плату через кабель VGA с по видеокарту.

Предположим, вы отсоединяете материнскую плату своего устройства от текущего блока питания, а затем подключаете его к новому блоку питания, обеспечивающему гораздо больше энергии. Что вы можете сделать, чтобы ваша материнская плата не была повреждена новым блоком питания или не включилась?

Вы делаете все возможное, платите немного больше и покупаете высококачественный блок питания.

Электрический компонент — любой электрический компонент — потребляет от источника питания ровно столько энергии, сколько ему нужно.Источник питания должен быть в состоянии подавать количество энергии, потребляемой компонентом, при напряжении, с которым компонент может работать. Рассмотрим лампочку, которую вы подключаете к той же розетке, которая может так же легко привести в действие ваш фен или пылесос, оба из которых могут потреблять примерно в 100 раз больше энергии, чем лампочка. (Диапазон в киловаттах, а не в десятках ватт.)

Номинальные характеристики блока питания говорят вам (одну часть), сколько мощности блок питания может выдавать .(Другой очень важный аспект, особенно в установках с высокой мощностью, — это мощность источника питания на каждую шину. Третий аспект — это количество энергии, которое он может подавать при различных напряжениях. Два последних очень часто тесно связаны, но не обязательно одинаковы. .)

Высококачественный источник питания будет содержать схемы в дополнение к тому, что абсолютно необходимо для обеспечения питания с необходимыми напряжениями. В частности, как указывалось в другом месте в ответ на этот вопрос, он будет иметь защитную схему для предотвращения, например, состояния перенапряжения, вызывающего повреждение.Это, конечно, не является гарантией, но значительно повышает вероятность того, что неисправность блока питания или даже короткое замыкание не приведет к дальнейшему повреждению оборудования.

Защита источника питания — Новости

При разработке платы всегда важно учитывать мощность. Независимо от того, является ли источник питания батареями или настенной бородавкой, вы должны подумать, как пользователь будет подключать источник питания. Учитывая возможность, мы должны предположить, что питание будет подключено неправильно.Это вызывает обсуждение «защиты от обратной мощности».

Как бы вы спроектировали схему, чтобы выдержать обратную подачу мощности?

Если вы когда-либо подключали чип назад, перемычку назад или закорачивали VCC на GND, вы знаете, о чем мы говорим. И если вы не подключили что-то задом наперед, вы не человек.

Крис Андерсон недавно поднял со мной эту дискуссию по поводу ArduPilot.Эта небольшая доска — хороший пример различных доступных опций. Вы можете увидеть небольшой диод BAS16, выделенный на приведенном выше макете печатной платы Eagle. Этот небольшой диод встроен в изделие для защиты от обратной поляризации. Если кто-то подключает питание в обратном направлении, диод не смещается вперед, и плата просто не включается, защищая ее от повреждений.

1) Встроенный защитный диод: Проблема заключается в прямом падении напряжения на диоде.


D1 — это встроенный защитный диод

Дешевые диоды имеют теоретический 0.Падение 7В. Таким образом, если вы подключите 5 В к плате, вы получите 5-0,7 = 4,3 В, доставленное на плату. На практике прямое падение диода немного ниже (0,5 В), и существуют специальные диоды, которые имеют еще меньшее прямое падение (германий?). Все это отлично работает, если ваша входящая мощность на 2-3 вольта выше, чем ваша выходная, но если вы используете плату 5V от источника 5V, диод значительно снизит напряжение в вашей системе.

2) Без защиты: Это мой любимый, потому что он очень опасен!
Нет защитного диода!
Мы действительно заботимся? Сможет ли электроника выжить, если мы вставим батареи задом наперед? Если вы разрабатываете свою собственную доску, работа без какой-либо защиты может быть очень сомнительной.Многие современные электронные устройства могут выдержать обратную мощность без каких-либо вредных последствий, но если вы играете с какой-либо частью стоимостью более 5 долларов, я бы нашел на плате что-нибудь для защиты своих частей. Начальный урок по встроенной электронике №1 покажет вам, как создать хороший макетный блок питания. По крайней мере, я рекомендую большие и прозрачные метки на контактах питания:


Ознакомьтесь с учебным курсом Eagle DFM для получения дополнительной информации о маркировке вашей платы.

3) Регулятор напряжения : Многие регуляторы напряжения хороши тем, что в них встроена защита от короткого замыкания и обратной поляризации!

LDO-стабилизатор напряжения с двумя танталовыми конденсаторами по 10 мкФ

Нам нравится деталь Micrel (MIC5207).Вы можете сделать с этим V-reg SOT-23 (показанным выше) действительно серьезные вещи, и он выживет и защитит электронику за секцией регулятора источника питания. Эти регуляторы лучше диодных, потому что прямое падение MIC5207 составляет ~ 100 мВ под нагрузкой — намного меньше падения, чем у диодного варианта. Проблема в том, что стабилизатор напряжения может выдерживать меньший ток (максимум 180 мА), физически больше (с необходимыми конденсаторами) и дороже (0,50 доллара против 0,07 доллара), чем диод аналогичного размера.

Примечание: Перепутать напряжение на электролитических или танталовых крышках — плохо.Тантал с номинальным напряжением 16 В может «взорваться» (взорваться с большой силой), если вы подадите 10 В неправильно. Электролитические колпачки не взорвутся так сильно, но могут немного расшириться или вздохнуть.

4) Разъем поляризованного аккумулятора: Использование поляризованного разъема, такого как 2-контактный разъем SMD JST, вместо неизолированного разъема с интервалом 0,1 дюйма.


Разъемы питания с поляризацией

Этот разъем затрудняет для людей волей-неволей присоединение аккумуляторной батареи или источника питания. Сначала это может расстраивать, но вынуждает человека правильно отключить батарею или источник питания.После завершения пользователь может быстро подключить аккумулятор и не думать об этом. Это работает, но не может обеспечить надежную защиту (пользователь может подключить стенную бородавку 12 В к предусмотренному разъему 3,7 В). Мы постоянно используем эту опцию для наших проектов на LiPo-батареях.
PTC отключит питание, если потребляемый ток превышает 250 мА. Устранение проблемы или короткого замыкания позволит PTC остыть, и ток снова потечет. Подробнее в этом руководстве. Подумайте об этом внимательно, так как дополнительные периферийные устройства могут добавить до 250 мА, что приведет к неправильному срабатыванию PTC.Нам нравится использовать PTC для защиты электроники от короткого замыкания, однако многие регуляторы напряжения уже имеют эту встроенную функцию.

Любой проект потребует тщательного обдумывания и планирования при создании надежного источника питания, выдерживающего регулярные злоупотребления. Какие еще уловки вы нашли, чтобы защитить ваш дизайн?

Защита питания компьютера — iFixit

Даже самый лучший источник питания беспомощен без надежного и стабильного источника переменного тока.Просто подключите вашу систему к розетке и надеясь на лучшее, рано или поздно вернется к катастрофе. До того, как мы наладились, мы потеряли много часов работы из-за сбоев в электроснабжении и более одной системы из-за повреждения молнией. Все это можно было предотвратить, если бы мы только установили надлежащую защиту по мощности. Есть два типа защиты по мощности.

Пассивная защита электропитания защищает вашу систему от скачков и других аномалий электропитания, которые могут повредить систему или привести к ее зависанию, но ничего не делает для защиты от сбоев электропитания.Наиболее распространенной формой пассивной защиты электропитания является знакомая розетка с ограничителем перенапряжения.

Активная защита питания обеспечивает резервное питание, позволяя системе продолжать работу при сбое питания от электросети. Наиболее распространенной формой активной защиты мощности является резервный источник питания с резервным питанием от батарей. Большинство устройств защиты от активной мощности также обеспечивают, по крайней мере, минимальную пассивную защиту.

В этом разделе мы кратко рассмотрим оба типа защиты.

Лучшим первым шагом в защите вашего компьютера от скачков напряжения, скачков напряжения и прочего мусора на линии электропередач является установка некоторой формы пассивной защиты электропитания.Существует огромное количество доступных устройств пассивной защиты питания: от розеток за 5 долларов, продаваемых в хозяйственных магазинах, до кондиционеров за 500 долларов, продаваемых специализированными поставщиками. Как и следовало ожидать, более дорогие устройства превосходят по надежности, уровню защиты, который они обеспечивают, и их способности противостоять повреждениям.

Вам не нужно тратить 500 долларов на пассивную защиту питания, но мы рекомендуем использовать высококачественные устройства защиты от перенапряжения во всех ваших системах. Выбирайте топовые модели APC (http: // www.apc.com), Belkin (http://www.belkin.com) или Tripp Lite (http://www.tripplite.com), и вы не ошибетесь. Планируйте потратить не менее 40–50 долларов на высококачественный сетевой фильтр с базовой защитой переменного тока и до 100 долларов на устройство аналогичного качества с дополнительными функциями, такими как видео и широкополосные Интернет-порты. На рис. 16-17. На рисунке показан сетевой фильтр Tripp Lite HT10DBS за 90 долларов, который разработан для систем домашнего кинотеатра, но в равной степени подходит для защиты нашей компьютерной комнаты.

Рисунок 16-17: Устройство защиты от перенапряжения Tripp Lite HT10DBS (изображение любезно предоставлено Tripp Lite)

QUIS CUSTODIET IPSOS CUSTODES?

Древние римляне размышляли над вопросом: кто будет охранять стражей? Когда дело доходит до устройств защиты от перенапряжения, возникает вопрос: что защитит эти устройства защиты? Ответ: глубокая защита .Лучшая первая линия защиты — это подавитель перенапряжения для всего дома. Эти относительно недорогие устройства подключаются между электросетью и панелью выключателя у служебного входа, откуда в ваш дом поступает электроэнергия. Хороший ограничитель перенапряжения для всего дома надежно рассеивает сильные перенапряжения и сверхтоки, например, возникающие при ударах молнии поблизости. Ограничитель перенапряжения для всего дома не заменяет использование индивидуальных ограничителей на чувствительном оборудовании, но он снижает выбросы и скачки напряжения до уровня, с которым могут легко справиться отдельные устройства защиты.

В большинстве юрисдикций эти устройства должен устанавливать лицензированный электрик. Даже если там, где вы живете, это не так, мы рекомендуем платить квалифицированному специалисту, который выполнит эту работу. Либо так, либо пусть ваш супруг будет рядом с дефибриллятором 2 x 4 и комплектом для ожогов на случай, если вы возьмете не тот провод.

Не оставляйте заднюю дверь открытой

При установке защиты по электропитанию обязательно защитите каждый кабель, который подключается к вашей системе. Если оставить линию факсимильной связи, линию кабельного телевидения или линию кабельного модема незащищенными, это бесполезно.Скачки и пики могут приходить на любой провод, который прямо или косвенно подключается к вашему компьютеру.

Для корпорации активная защита мощности может означать что угодно, вплоть до резервных генераторов и альтернативных электрических сетей. Однако в домашних условиях или в среде SOHO под активной защитой питания подразумевается резервный источник питания.

ОНИ ГОВОРЯТ UPS, МЫ ГОВОРИМ BPS

На самом деле существует разница между источником бесперебойного питания (ИБП) и резервным источником питания (SPS) , но при обычном использовании теперь устройство, правильно называемое SPS, обозначается как ИБП.Мы называем устройство любого типа резервным источником питания (BPS) , что позволяет обойти проблему терминологии.

BPS состоит из батареи и некоторой вспомогательной схемы и предназначен для подачи питания на ваш компьютер на короткий период в случае сбоя в электросети. Эта временная отсрочка позволяет вам сохранить вашу работу и корректно выключить компьютер. BPS различаются по качеству питания, которое они подают, сколько мощности они могут подавать и как долго они могут ее подавать.BPS также регулируют энергоснабжение, чтобы защитить оборудование от скачков напряжения, скачков напряжения, падений, отключений и электрических помех.

Все BPS имеют три общих элемента: батарею , которая накапливает электроэнергию от сбоев питания; инвертор , который преобразует напряжение постоянного тока, подаваемое батареей, в напряжение переменного тока, требуемое нагрузкой; и схема зарядки , которая преобразует мощность переменного тока в напряжение постоянного тока, необходимое для зарядки аккумулятора. IEEE распознает три категории BPS:

Онлайн-ИБП (часто называемый истинным ИБП или ИБП с двойным преобразованием , чтобы отличить его от SPS) подключает нагрузку напрямую к инвертору, который преобразует постоянное напряжение, подаваемое батареей, в стандартное переменное напряжение. .Схема зарядки постоянно заряжает аккумулятор во время работы ИБП, а оборудование всегда работает от аккумуляторной батареи, поступающей от инвертора. Онлайн-ИБП стоят больше, чем SPS, описанные вкратце, но имеют два преимущества. Поскольку ПК постоянно работает от батареи, нет времени переключения и нет переключателя, который мог бы выйти из строя. Кроме того, поскольку компьютер не подключается к электросети, он эффективно изолирован от проблем с сетью переменного тока.

Линейно-интерактивный ИБП , также называемый онлайн-ИБП с одинарным преобразованием, отличается от онлайн-ИБП тем, что нагрузка обычно работает в основном от электросети, пока эта мощность доступна.Вместо того, чтобы преобразовывать сетевое питание в постоянный ток, использовать его для зарядки батареи, а затем повторно преобразовывать его в переменный ток для нагрузки (часть «двойного преобразования»), линейно-интерактивный ИБП подает питание от электросети непосредственно на нагрузку в нормальных условиях. Незначительные колебания мощности электросети сглаживаются инвертором, питающимся от батареи. Определяющими характеристиками линейно-интерактивного ИБП является то, что инвертор работает постоянно, а нагрузка всегда динамически распределяется между инвертором и сетью электроснабжения. Во время обычной работы электросеть может поддерживать 99% нагрузки, а инвертор — только 1%.Во время отключения инвертор может поддерживать 10% или более нагрузки. Только во время отключения электроэнергии инвертор принимает на себя 100% нагрузки. Настоящий линейно-интерактивный ИБП не имеет времени переключения, потому что инвертор и сетевое питание динамически распределяют нагрузку в любое время, поэтому сбой питания просто означает, что инвертор мгновенно принимает на себя 100% нагрузки. Хотя линейно-интерактивные блоки не изолируют нагрузку от линии переменного тока в той степени, в которой это делает онлайн-ИБП, они довольно хорошо поддерживают чистый и стабильный переменный ток к нагрузке.Линейно-интерактивные ИБП распространены в центрах обработки данных, но нечасты в среде ПК.

Наиболее распространенной формой BPS, используемой с ПК, является автономный источник питания , иногда называемый резервным источником питания (SPS) . Маркетологи BPS не любят «режим ожидания» и откровенно ненавидят «автономный режим», поэтому автономные источники питания всегда описываются как «бесперебойные» источники питания, а это не так. Определяющими характеристиками SPS являются наличие переключателя и то, что инвертор не всегда работает.Во время нормальной работы коммутатор направляет сетевое питание непосредственно на нагрузку. При сбое сетевого питания этот переключатель быстро отключает нагрузку от электросети и снова подключает ее к инвертору, который продолжает питать оборудование от батареи. SPS менее дороги, чем интерактивные и линейно-интерактивные устройства, потому что они могут использовать относительно недорогой инвертор, рассчитанный на низкий рабочий цикл и короткое время работы.

ПОДОЖДИТЕ ТОЛЬКО МОМЕНТ, ПОЖАЛУЙСТА,

Большинство блоков питания ПК имеют достаточно времени «задержки», чтобы продолжать подавать питание на систему в течение нескольких миллисекунд, необходимых SPS для переключения на питание от батареи.Это не обязательно верно для внешних устройств, которые питаются от блока питания, которому может не хватить «инерции», чтобы поддерживать питание внешнего устройства в течение времени, необходимого для переключения SPS на питание от батареи. Для некритичных устройств с внешним питанием, таких как динамики, это не имеет значения. Но это может иметь очень большое значение для внешнего жесткого диска, который может привести к повреждению данных в случае кратковременного сбоя питания, включая сбои, которые слишком короткие, чтобы индикаторы мерцали.

Мы никогда не задумывались об этой проблеме, пока один из наших читателей не указал на нее.Оглядываясь назад, это может объяснить несколько загадочных сообщений о повреждении внешних жестких дисков USB без каких-либо очевидных объяснений.

В отличие от сетевых и линейно-интерактивных устройств, SPS не кондиционируют и не регенерируют входящий переменный ток перед подачей его на нагрузку. Вместо этого они пропускают электроэнергию переменного тока через пассивный фильтр, аналогичный обычному ограничителю перенапряжения, что означает, что SPS не обеспечивают такое чистое питание, как сетевое и линейно-интерактивное устройства. Теоретически у SPS есть еще один недостаток по сравнению с онлайновыми и линейно-интерактивными устройствами.Фактическое время переключения может быть значительно больше номинального в условиях длительного низкого напряжения и с частично разряженными батареями. Поскольку время удержания источника питания ПК уменьшается в условиях предельного низкого напряжения, теоретически для переключения SPS может потребоваться больше времени, чем время удержания источника питания ПК, что приводит к сбою системы. На практике хорошие SPS имеют типичное время переключения от 2 до 4 мс и максимальное время переключения 10 мс или меньше, а хорошие блоки питания ПК имеют время удержания 20 мс или более при номинальном напряжении и 15 мс или более при устойчивом предельном напряжении. условия пониженного напряжения, что означает, что это редко является проблемой.Распространены два типа СПС:

Специалист по маркетингу

В настоящее время даже лучшие производители описывают свои линейно-импульсные модели как «линейно-интерактивные» устройства. Хотя мы предпочитаем зарезервировать термин «линейно-интерактивный» для онлайн-ИБП с дельта-преобразованием, это, вероятно, проигрышная битва. Нет ничего плохого в хорошем блоке линейного усиления. Фактически, это лучший выбор для большинства домашних приложений и приложений SOHO. Мы используем линейные повышающие устройства Falcon Electric для защиты нескольких наших собственных систем.

A стандартный SPS имеет только два режима полной мощности от сети или от полной батареи. Пока сетевое питание находится в пределах порогового напряжения (которое может быть установлено на многих устройствах), SPS просто передает сетевое питание на оборудование. Когда мощность в сети падает ниже порогового значения, SPS переключает нагрузку со 100% электроснабжения на 100% заряда батареи. Некоторые стандартные SPS также переключаются на аккумулятор, когда напряжение в сети превышает верхний порог. Это означает, что SPS переключается на батарею каждый раз, когда происходит скачок напряжения, провисание или отключение питания, что может происходить довольно часто.Такой подход по принципу «все или ничего» часто переключает аккумулятор, что сокращает срок его службы. Что еще более важно, частые сигналы тревоги при незначительных проблемах с питанием заставляют многих людей выключать сигнал тревоги, что может задержать распознавание фактического отключения питания до такой степени, что батарея разрядится и работа будет потеряна. Большинство моделей SPS начального уровня являются стандартными SPS. Например, серия Back-UPS компании American Power Conversion (APC) представляет собой стандартные источники бесперебойного питания.

A line-boost SPS добавляет режим line-boost к двум режимам стандартного SPS.Линейно-импульсный SPS иногда рекламируется как линейно-интерактивный ИБП, но это не так. В отличие от линейно-интерактивных устройств, которые используют питание от батареи для повышения выходного напряжения переменного тока до номинального, устройства линейного повышения просто имеют дополнительный отвод трансформатора, который они используют для увеличения выходного напряжения на фиксированный процент (обычно от 12% до 15%), когда входное напряжение падает ниже порогового значения. Например, когда входное напряжение переменного тока падает до 100 В переменного тока, линейно-интерактивный блок использует питание от батареи, чтобы поднять номинальное напряжение с 15 В до 115 В переменного тока. Для входа 95 В переменного тока линейно-интерактивный блок повышает его номинальное напряжение с 20 В до 115 В переменного тока.Для входа 100 В переменного тока блок линейного повышения использует дополнительный отвод для повышения выходного напряжения на фиксированный процент (мы предполагаем, что 12%), что дает выход 112 В переменного тока. Для входа 95 В переменного тока блок линейного повышения повышает его на тот же фиксированный процент, в данном случае до 106,4 В переменного тока. Это означает, что выходное напряжение следует за входным напряжением для блоков линейного повышения, с результирующими переходными процессами и скачками тока на стороне нагрузки при включении и выключении инвертора. Большинство моделей SPS для ПК среднего и высокого класса — это линейные SPS. Например, серии Back-UPS Pro и Smart-UPS от American Power Conversion (APC) представляют собой линейные ИБП с повышенным напряжением.

Вот наиболее важные характеристики BPS:

Номинал ВА BPS определяет максимальную мощность, которую может выдать блок, и определяется мощностью инвертора. Номинальная мощность в ВА — это произведение номинального выходного переменного напряжения и максимальной силы тока инвертора. Например, блок на 120 В и 650 ВА может выдавать около 5,4 А (650 ВА / 120 В). Подключение нагрузки, превышающей номинальную силу тока инвертора, приводит к перегрузке инвертора и вскоре его выходу из строя, если BPS не имеет схемы ограничения тока.Ватты равны ВА только при 100% резистивных нагрузках (например, лампочка). Если нагрузка включает в себя емкостные или индуктивные компоненты, как и блоки питания ПК, потребляемая мощность в ВА равна мощности, деленной на коэффициент мощности (PF) нагрузки . Блоки питания ПК без PFC обычно имеют коэффициент мощности от 0,65 до 0,7. Например, один из наших SPS рассчитан на 1000 ВА, но всего на 670 Вт, что означает, что производитель предполагает коэффициент мощности 0,67 при номинальной мощности для этого устройства.

Время работы BPS определяется многими факторами, в том числе типом и состоянием батареи, емкостью в ампер-часах; состояние зарядки; температура окружающей среды; КПД инвертора; и процентная нагрузка.Из них процентная нагрузка наиболее изменчива. Количество ампер-часов, которое может обеспечить батарея, зависит от того, сколько ампер вы от нее потребляете, а это означает, что зависимость между нагрузкой и временем работы не является линейной. Например, SPS на 600 ВА может обеспечивать 600 ВА в течение 5 минут, но 300 ВА (половину нагрузки) в течение 20 минут (в четыре раза дольше). Удвоение нагрузки сокращает время работы более чем вдвое; уменьшение нагрузки вдвое увеличивает время работы более чем в два раза.

ВА ОТНОСИТЕЛЬНО ВРЕМЕНИ РАБОТЫ

Многие люди считают, что рейтинг VA и время работы каким-то образом связаны.Это не так, за исключением того, что блоки с более высокими номинальными значениями VA обычно также имеют большую батарею, которая обеспечивает более длительное время работы для данной нагрузки, как потому, что сама батарея больше, так и потому, что блок выдает меньше ампер, чем его номинальный максимум. Однако вполне возможно построить BPS с очень высоким номиналом VA и крошечной батареей или наоборот.

Сетевое переменное напряжение номинально представляет собой синусоидальную форму волны, для которой предназначены блоки питания и другое оборудование.Форма выходного сигнала, генерируемого BPS, варьируется. В порядке увеличения желательности (и цены) выходные формы волны включают в себя: прямоугольную волну , пилообразную волну, модифицированную прямоугольную волну (часто несколько обманчиво называемую около синусоидальной волны, ступенчатое приближение к синусоиде, модифицированная синусоида или ступенчатая синусоида . wave маркетологи отчаянно пытаются добавить сюда слово «синусоида», особенно для единиц, которые этого не заслуживают). Самые дешевые устройства генерируют прямоугольный сигнал на выходе, который по сути представляет собой биполярное напряжение постоянного тока с почти нулевым временем нарастания и спада, что позволяет маскироваться под переменный ток.Устройства среднего уровня обычно обеспечивают выход псевдосинусоидальной волны, которая может быть чем угодно, от очень близкого приближения к синусоиде до чего-то не намного лучше, чем немодифицированная прямоугольная волна. Форма выходного сигнала определяется инвертором. Инвертор — это самый дорогой компонент BPS. Более качественные инверторы, которые генерируют синусоидальную волну или близкое приближение, более дороги, поэтому качество выходного сигнала обычно близко коррелирует с ценой за единицу. Удивительно, но однажды мы видели спецификации безымянного BPS, в которых форма выходного сигнала указывалась как «чистая прямоугольная волна», предположительно с намерением сбить покупателей с толку «чистой» (Хорошая вещь) и «прямоугольной волной» (Плохая вещь).

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ, ИСПОЛЬЗУЯ ПОДАВИТЕЛЬ ПЕРЕГРУЗКИ С SPS

Мы слышали сообщения о пожарах, вызванных подключением ограничителя перенапряжения между BPS и ПК. Хотя нам не удалось проверить отчеты, логично, что подача мощности прямоугольной волны на ограничитель перенапряжения, предназначенный для приема синусоидального сигнала, может вызвать его перегрев. С другой стороны, нет ничего плохого в использовании ограничителя перенапряжения между BPS и настенной розеткой. Фактически, мы рекомендуем его как для обеспечения повышенной защиты от скачков, достигающих ПК, так и для защиты самого BPS.

При выборе BPS руководствуйтесь следующими рекомендациями:

В настоящее время вы можете купить BPS за 40 долларов в больших магазинах. Это не очень хорошие BPS, правда, но они лучше, чем ничего. Когда новый, дешевый BPS может дать вам всего пару минут работы; по мере старения батареи время работы может снизиться до нескольких секунд. Тем не менее, подавляющее большинство отключений электроэнергии длятся одну секунду или меньше, поэтому даже пятисекундное время работы обеспечивает некоторую защиту.

Следующий шаг — это SPS потребительского уровня, такой как один из блоков APC Back-UPS или Back-UPS Pro.Эти устройства обеспечивают гораздо лучшую защиту и гораздо более длительное время работы, чем устройства низкого уровня. Мы считаем, что эти устройства являются минимумом для «серьезной» защиты электропитания, и используем их в некоторых из наших вторичных систем. Еще лучше — линейные повышающие блоки, такие как APC Smart-UPS и серии SMP и SUP Falcon Electric (http://www.falconups.com), которые мы считаем минимально приемлемыми для важных систем. Наконец, есть настоящие ИБП, такие как блоки серий Falcon Electric SG и SSG, которые мы используем на серверах и основных настольных системах.

ЗАЩИТИТЕ BPS

Купите ли вы дешевый ИБП за 40 долларов или онлайн-ИБП за 1000 долларов, не используйте его отдельно. Всегда устанавливайте сетевой фильтр между розеткой на стене и BPS. Устройство за 40 долларов не обеспечивает достаточной защиты от скачков и скачков напряжения, поэтому сетевой фильтр необходим для защиты вашего оборудования. ИБП за 1000 долларов прекрасно защищает ваш компьютер, но заслуживает защиты самостоятельно. Если в проводе происходит сильный скачок напряжения или скачок напряжения, гораздо лучше купить новый сетевой фильтр за 50 долларов, чем новый ИБП за 1000 долларов.

Вы можете рассчитать требования в ВА, проверив максимальную силу тока, указанную на блоке питания ПК и на каждом другом компоненте, который будет питать ИБП. Суммируйте эти максимальные значения силы тока и умножьте на номинальное напряжение переменного тока, чтобы определить требования в ВА. Проблема с этим методом заключается в том, что он требует много времени и приводит к гораздо более высокой ВА, чем вам действительно нужно. Лучшим методом является использование одного из инструментов определения размера, которые большинство производителей BPS предоставляют на своих веб-сайтах. Например, APC UPS Selector (http: // www.apc.com/sizing/selectors.cfm) позволяет указать конфигурацию системы, необходимое время выполнения и допуск на рост. На основе этой информации он возвращает список подходящих моделей APC с расчетным временем работы для каждой.

Если вам нужно защитить несколько компьютеров в непосредственной близости, подумайте о покупке одного устройства большего размера, а не нескольких недорогих устройств меньшего размера. Устройство большего размера, вероятно, будет стоить меньше при той же совокупной ВА и времени работы и, вероятно, обеспечит превосходные функции (такие как линейное усиление и лучшая форма сигнала).

Самые дешевые устройства обеспечивают выходной сигнал прямоугольной формы, который блоки питания ПК могут использовать в течение коротких периодов времени без повреждений. Тем не менее, работа компьютера с прямоугольной волной в течение длительного времени приводит к перегрузке источника питания и, в конечном итоге, к его повреждению. Кроме того, блоки прямоугольной формы совершенно не подходят для других электронных устройств, которые они могут быстро повредить. Покупайте прямоугольный прибор только в том случае, если альтернатива вообще не может позволить себе BPS. Для общего использования купите устройство, которое обеспечивает имитацию синусоидальной волны, если вы планируете проработать ПК в течение 10 минут или меньше от резервного питания перед его выключением.Купите устройство с истинной синусоидой, если вы планируете использовать ПК в течение продолжительных периодов времени на резервном питании или если вы также планируете питать оборудование, которое не переносит мощность псевдосинусоид (например, некоторые дисплеи).

Итак, что мы на самом деле используем? В течение многих лет мы использовали и рекомендовали исключительно агрегаты APC. Затем преждевременно вышел из строя один из наших блоков APC Smart-UPS. Мы списали это на невезение. Затем, через пару месяцев, отказал Back-UPS Pro. Затем Back-UPS. Потом еще один Smart-UPS. Это также не было отказом батареи, чего мы ожидаем от любого ИБП.Это были отказы инверторов или схем управления, и всем, кроме одного, отказавшим блокам было два года или меньше.

Очевидно, что четыре сбоя — это не статистическая вселенная, даже среди ограниченного числа единиц, которые мы запускаем, но это заставило нас задуматься. Затем мы начали получать сообщения от читателей, чей опыт был похож на наш собственный. Как и мы, они без проблем использовали устройства APC в течение многих лет, и, как и мы, в последнее время они начали испытывать более высокий уровень преждевременных отказов своих новых устройств APC.Очевидно, и это ничего не доказало, но мы очень забеспокоились.

Однажды мы разговаривали с нашим другом и коллегой Джерри Пурнеллем, который более 20 лет вел колонку BYTE «Chaos Manor». Мы рассказали ему о нашей озабоченности по поводу количества отказов на бронетранспортерах. «Поговорите с Falcon Electric, — сказал Джерри, — я использую их ИБП в течение многих лет. Они пуленепробиваемые. Один из моих даже был сбит с ног в результате землетрясения и ни разу не промахнулся».

Мы поверили Джерри на слове и заказали немного Falcon Electric (http: // www.falconups.com) единиц. Изучив и протестировав их, мы решили, что Джерри был прав. Falcon Electric производит лучшие ИБП, поэтому мы их стандартизировали. Список клиентов Falcon сильно смещен в сторону военных, промышленных, телекоммуникационных и медицинских организаций, что было немаловажным фактором в нашем решении. Этим ребятам нужна прочная надежная защита электропитания, и того, что достаточно для НАТО, Lucent и General Atomics, достаточно для нас.

Роберт использует ИБП Falcon Electric 2 кВА серии SG Plus, показанный на рис. 16-18 , для защиты всех своих офисных серверов и настольных систем.Эти устройства напоминают стандартный мини-башенный ПК (включая охлаждающие вентиляторы). Устройство внизу, как вы, возможно, уже догадались, представляет собой внешний аккумуляторный блок, который продлевает время работы достаточно долго, чтобы выдержать около 95% перебоев в подаче электроэнергии, с которыми мы, вероятно, столкнемся.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *