Схема платы бп. Схемотехника питания материнких плат. Разъёмы для материнской платы блоков питания ATX и ATX12V

Распиновка блока питания компьютера

Схема платы бп. Схемотехника питания материнких плат. Разъёмы для материнской платы блоков питания ATX и ATX12V

В данной статье речь пойдет о блоках питания для компьютера. Конкретно, хочу донести информацию о распиновке разъема и назначении коннекторов, о маркировке и напряжении на каждом проводе. Материал будет полезен каждому, кто собирает собственный компьютер и всем, кто желает знать о современных блоках питания немножко больше.

Особенности

Не секрет, что современные блоки питания (БП) стали мощнее, имеют улучшенные характеристики и конечно же современный дизайн, нежели их предшественники те же 10-15 лет назад.

Также, многие из вас знают (или узнают сейчас), что современные БП имеют новые коннекторы для комплектующих, ранее не используемых в персональных компьютерах (ПК).

Наличие новых коннекторов связано с появлением новых (или модернизацией старых) комплектующих компьютера, улучшения их ТТХ и как следствие, потребность в дополнительном питании.

На рынке, кроме обычных, можно найти модульные или частично модульные БП. Отличительная черта модульного от обычного – кабели из блока заменены разъемами для подключения кабелей с коннекторами. Так, вы можете отключить неиспользуемые кабели в блоке питания, освободив место в системном блоке для лучшей вентиляции.

Современный БП соответствует стандартам сертификации энергоэффективности и коэффициенту полезного действия, которые применяются для распределения мощности и эффективности подачи питания на комплектующие компьютера. Благодаря “большей прожорливости” в питании тех же видеокарт, материнских плат, БП содержит дополнительные провода, контакты и коннекторы.

Коннекторы БП

В блоке питания присутствуют основные коннекторы (электрические соединители), используемые ранее в старых БП, с подачей напряжений 3,3, 5 и 12 Вольта. Каждый контакт коннектора это один Pin. 

Материнская плата подключается к БП по коннектору (папа) 24 Pin (так называемой шине), который с усовершенствованием системных плат претерпел изменений. Предыдущие поколения материнских плат подключались к БП по шине в 20 Pin.

Из-за этого, чтобы поддерживать любой вид подключения к материнской плате, коннектор выполнен в виде разборной конструкции с 20 Pin основной и 4 Pin дополнительный разъем питания.

Если материнке нужно только 20 Pin, коннектор 4 Pin снимается (потяните вниз по пластмассовым рельсам) и отгибается для удобства установки 20-ти пиновой шины.

Для запитки оптических дисков и иных накопителей с интерфейсом подключения PATA (Parallel ATA) используются коннекторы molex 8981 (по названию фирмы разработчика-производителя).

Сейчас вытеснены современным интерфейсом подключения SATA (Serial ATA) для накопителей всех видов.

Обычно, для питания накопителей, в БП присутствует два специальных разъема в 15 Pin (или существует переходник для питания PATA HDD – SATA HDD).

Совет! Подключить современный жесткий диск можно и через molex, однако подключение через SATA и molex одновременно не рекомендуется, так как HDD может не выдержать нагрузки и сгореть.

Центральному процессору необходимо питание от коннектора 4 или 8 Pin (может быть разборной).

карте нужно питание 6 или 8 Pin. Коннектор может быть разборным на 6+2 Pin

Некоторые современные БП могут содержать устаревший 4 Pin коннектор для флоппи дисководов, картридеров и т.д.

Также 3 и 4 Pin коннекторы используются для подключения кулеров.

Маркировка для проводов БП

Чтобы обслуживание и ремонт материнских плат и блоков питания не были страшной мукой, используется единый стандарт цветовой маркировки.

Каждому проводу присвоен цвет, который привязан к подаваемому напряжению на этот провод. Маркировка по буквам используется только в технической документации, где можно сопоставить цвет с его буквенным значением.

Для удобства, вся информация распиновки по каждому коннектору вынесена в таблицы.

Коннектор мат. платы

Форм фактор ATX является доминирующим стандартом для всех выпускаемых настольных ПК с 2001 года. Отталкиваясь от данного форм фактора, внизу приведу таблицу распиновки контакта (шины) блока питания ПК, что подключается к материнской плате.

Коннектор материнской платы
№ PinЗначениеЦвет№ PinЗначение
13.3 VОранжевый133.3 V/ +3.3 V sense
23.3 VОранжевый14-12 V
3GNDЧерный15GND
4+5 VКрасный16Power ON/ PC ON
5GNDЧерный17GND
6+5 VКрасный18GND
7GNDЧерный19GND
8Power GoodСерый20-5 V
95VSB (дежурный режим +5 V)Фиолетовый21+5 V
10+12 VЖелтый22+5 V
11+12 VЖелтый23+5 V
123.3 VОранжевый24GND

GND – земля;

Контакты 8, 13, 16 – сигналы управления;

Контакт 13 имеет сразу 2 провода, один из них это отвод. Эти два провода меньшего сечения.

Таблица является универсальной и подходит для всех материнских плат ATX форм фактора.

Совет! Замкнув контакты 15 и 16 или 16 и любой черный GND, можно запустить БП без подключения материнской платы.

Molex коннекторы

Устаревший, но не канувший в историю 4 Pin коннектор PATA представляет собой универсальный продукт. Если отсутствует нужный разъем, то molex + переходник 4 Pin – 6 Pin позволит записать видеокарту. А molex + переходник 4 Pin – 3 Pin позволит подключить еще один куллер в системном блоке.

Почему он универсальный? Потому как на контактах используется “востребованное” напряжение.

Распиновка контактов коннектора molex такая.

Разъем питания жесткого диска HDD IDE (ATA) – Molex
№ PinЦветЗначение
1Желтый+12 V
2ЧерныйGND
3ЧерныйGND
4Красный+5 V

Также, с помощью molex разъема к блоку питания может подключаться несколько устройств, компонентов, разветвителей, переходников, но ограниченных в количестве мощностью БП и системой охлаждения в корпусе ПК. С помощью разветвителей, можно получить из одного – два или три molex разъема.

SATA коннекторы

Подключение по SATA в основном используется в жестких дисках и приводах оптических дисков для питания и передачи информации. Питание подается на контакты 15 Pin коннектора, с помощью пяти проводов. Отсюда и пошла молва, что SATA – 5 Pin, хотя это неправильное утверждение.

Распиновка представлена в таблице.

SATA
№ PinЦветЗначение
1Оранжевый+3.3 V
2Оранжевый+3.3 V
3Оранжевый+3.3 V
4ЧерныйGND
5ЧерныйGND
6ЧерныйGND
7Красный+5 V
8Красный+5 V
9Красный+5 V
10ЧерныйGND
11Черный / СерыйGND – Сигнальный
12ЧерныйGND
13Желтый+12 V
14Желтый+12 V
15Желтый+12 V

Указанная в таблице распиновка относится к предустановленным SATA коннекторам питания, потому как в ней есть серый сигнальный провод и оранжевый, с напряжением в 3.3 V.

Данный тип проводов необходим для правильной работы RAID-массивов (объединение нескольких физических дисков в один логический элемент) и замены винчестеров “на горячую” (при включенной машине, для включения – сперва интерфейс, затем питание, для выключения – сперва питание, затем интерфейс).

Кстати, современные винчестеры, питающиеся от разъема SATA, могут быть запитаны и от 4 Pin PATA. В жестких дисках есть преобразователи напряжения, поэтому через переходник PATA (в уме molex) – SATA можно без проблем запитать HDD, если SATA отсутствуют или закончились в БП.

Коннекторы для графической карты

Современные БП наличествуют 6-ти и 8-ми Pin коннекторами для подключения графических карт. Как уже оговаривалось ранее, еще 2 контакта нужно для дополнительного питания мощной видеокарты.

карта получает питание от шины PCI-E, мощностью до 75 Ватт. Если видеокарта у вас игровая, аля GeForce GTX 1050 Ti, то ей необходима дополнительная мощность (в данном случае выделен один разъем на 6 Pin).

6-ти пиновые коннекторы добавляют к видеокартам мощность в 75 Ватт.

8-ми пиновые – в 150 Ватт.

Графические монстры игровой индустрии, дизайна, рендеринга и майнинга могут задействовать сразу 6 и 8 пиновые разъемы, что в сумме даст мощность для одной видеокарты в 300 Ватт.

Вот вам факт! В видеокарте GeForce GTX 1080 Ti задействовано два дополнительных коннектора питания 8+8 Pin. Сколько под нее выделяется мощности, можете посчитать сами.

Источник: https://tech4.live/13-atx-power-supply-pinout.html

Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера

Схема платы бп. Схемотехника питания материнких плат. Разъёмы для материнской платы блоков питания ATX и ATX12V

Во всех современных компьютерах используются блоки питания стандарта ATX. Ранее использовались блоки питания стандарта AT, в них не было возможности удаленного запуска компьютера и некоторых схемотехнических решений.

Введение нового стандарта было связано и с выпуском новых материнских плат. Компьютерная техника стремительно развивалась и развивается, поэтому возникла необходимость улучшения и расширения материнских плат.

С 2001 года и был введен этот стандарт. 

Давайте рассмотрим, как устроен компьютерный блок питания ATX.

Расположение элементов на плате

Для начала взгляните на картинку, на ней подписаны все узлы блока питания, далее мы кратко рассмотрим их предназначение.

Чтобы вы поняли, о чем пойдет речь дальше, ознакомьтесь со структурной схемой боока питания.

А вот схема электрическая принципиальная, разбитая на блоки.

На входе блока питания стоит фильтр электромагнитных помех из дросселя и ёмкости (1 блок). В дешевых блоках питания его может не быть. Фильтр нужен для подавления помех в электропитающей сети возникших в результате работы импульсного источника питания.

Все импульсные блоки питания могут ухудшать параметры электропитающей сети, в ней появляются нежелательные помехи и гармоники, которые мешают работе радиопередающих устройств и прочего. Поэтому наличие входного фильтра крайне желательно, но товарищи из Китая так не считают, поэтому экономят на всём. Ниже вы видите блок питания без входного дросселя.

Дальше сетевое напряжение поступает на выпрямительный диодный мост, через предохранитель и терморезистор (NTC), последний нужен для зарядки фильтрующих конденсаторов.

После диодного моста установлен еще один фильтр, обычно это пара больших электролитических конденсаторов, будьте внимательны, на их выводах присутствует большое напряжение.

Даже если блок питания выключен из сети следует предварительно их разрядить резистором или лампой накаливания, прежде чем трогать руками плату.

После сглаживающего фильтра напряжение поступает на схему импульсного блока питания она сложная на первый взгляд, но в ней нет ничего лишнего.

В первую очередь запитывается источник дежурного напряжения (2 блок), он может быть выполнен по автогенераторной схеме, а может быть и на ШИМ-контроллере.

Обычно – схема импульсного преобразователя на одном транзисторе (однотактный преобразователь), на выходе, после трансформатора, устанавливают линейный преобразователь напряжения (КРЕНку).

Типовая схема с ШИМ-контроллером выглядит примерно так:

Вот увеличенная версия схемы каскада из приведенного примера.

Транзистор стоит в автогенераторной схеме, частота работы которой зависит от трансформатора и конденсаторов в его обвязке, выходное напряжение от номинала стабилитрона (в нашем случае 9В) который играет роль обратной связи или порогового элемента который шунтирует базу транзистора при достижении определенного напряжения. Оно дополнительно стабилизируется до уровня 5В, линейным интегральным стабилизатором последовательного типа L7805.

Дежурное напряжение нужно не только для формирования сигнала включения (PS_ON), но и для питания ШИМ-контроллера (блок 3). Компьютерные блоки пиатния ATX чаще всего построены на TL494 микросхеме или её аналогах.

Этот блок отвечает за управление силовыми транзисторами (4 блок), стабилизацию напряжения (с помощью обратной связи), защиту от КЗ.

Вообще 494 – это культовая микросхема используется в импульсной технике очень часто, её можно встретить и в мощных блоках питания для светодиодных лент. Вот её распиновка.

На приведенном примере силовые транзисторы (2SC4242) из 4 блока включаются через «раскачку» выполненную на двух ключах (2SC945) и трансформаторе.

Ключи могут быть любыми, как и остальные элементы обвязки – это зависит от конкретной схемы и производителя. Обе пары ключей нагружены на первичные обмотки соответствующих трансформаторов.

Раскачка нужна, поскольку для управления биполярными транзисторами нужен приличный ток.

Последний каскад – выходные выпрямители и фильтры, там расположены отводы от обмоток трансформаторов, диодные сборки Шоттки, дроссель групповой фильтрации и сглаживающие конденсаторы.

Компьютерный блок питания выдаёт целый ряд напряжений для функционирования узлов материнской платы, питания устройств ввода-вывода, питания HDD и оптических приводов: +3.3В, +5В, +12В, -12В, -5В.

От выходной цепи запитан и охлаждающий кулер.

Диодные сборки представляют собой пару диодов соединенных в общей точки (общий катод или общий анод). Это быстродействующие диоды с малым падением напряжения.

Дополнительные функции

Продвинутые модели компьютерных блоков питания могут дополнительно оснащаться платой контроля оборотов кулера, которая подстраивает их под соответствующую температуру, когда вы нагружаете блок питания, кулер крутится быстрее. Такие модели более комфортны в использовании, поскольку создают меньше шума при малых нагрузках.

В дешевых источниках питания кулер подключен напрямую к линии 12В и работает на полную мощность постоянно, это усиливает его износ, в результате чего шум станет еще больше.

Если ваш блок питания имеет хороший запас по мощности, а материнская плата и комплектующие довольно скромные по потреблению – можно перепаять кулер на линию 5В или 7В припаяв его между проводами +12В и +5В. Плюс кулера к желтому проводу, а минус к красному. Это снизит уровень шума, но не стоит так делать, если блок питания нагружен полностью.

Еще более дорогие модели оснащены активным корректором коэффициента мощности, как уже было сказано, он нужен для уменьшения влияния источника питания на питающую сеть.

Он формирует нужные напряжения на входных каскадах ИП, при этом сохраняя изначальную форму питающего напряжения. Достаточно сложное устройство и в пределах этой статьи подробнее рассказывать о нем не имеет смысла.

Ряд эпюр отображает примерный смысл использования корректора.

Проверка работоспособности

К компьютеру ИП подключается через стандартизированный разъём, он универсален в большинстве блоков, за исключением специализированных источников питания, которые могут использовать ту же клеммную колодку, но с иной распиновкой, давайте рассмотрим стандартный разъём и назначение его выводов. У него 20 выводов, на современных материнских платах подключается дополнительных 4 вывода.

Кроме основного 20-24 контактного разъёма питания из блока выходят провода с колодками для подключения напряжения к жесткому диску, оптическому приводу SATA и MOLEX, дополнительное питание процессора, видеокарты, питание для флоппи-дисковода. Все их распиновки вы видите на картинке ниже.

Конструкция всех разъёмов таков, чтобы вы случайно не вставили его «вверх ногами», это приведет к выходу из строя оборудования. Главное, что стоит запомнить: красный провод – это 5В, Жёлтый – 12В, Оранжевый – 3.3В, Зеленый – PS_ON – 3…5В, Фиолетовый – 5В, это основные которые приходится проверять до и после ремонта.

Помимо общей мощности блока питания большую роль играет мощность, а вернее ток каждой из линий, обычно они указываются на наклейке на корпусе блока. Эта информация станет очень кстати, если вы собрались запускать свой блок питания ATX без компьютера для питания других устройств.

При проверке блока желательно его отключить от материнской платы, это предотвратит превышение напряжений выше номинальных (если блок всё же не исправен). Но на холостом ходу запускать его не рекомендуют, это может привести к проблемам и поломке. Да и напряжения на холостом ходу могут быть в норме, но под нагрузкой значительно проседать.

В качественных блоках питания установлена защита, которая отключает схему при отклонении от нормальных напряжений, такие экземпляры вообще не включатся без нагрузки. Далее мы подробно рассмотрим, как включать блок питания без компьютера и какую можно повесить нагрузку.

Использование блока питания без компьютера

Если вы вставите вилку в розетку и включите тумблер на задней панели блока, напряжений на выводах не будет, но должно появиться напряжение на зеленом проводе (от 3 до 5В), и фиолетовом (5В). Это значит, что источник дежурного питания в норме, и можно пробовать запускать блок питания.

На самом деле всё достаточно просто, нужно замкнуть зеленый провод на землю (любой из черных проводов). Здесь всё зависит от того как вы будете использовать блок питания, если для проверки, то можно это сделать пинцетом или скрепкой. Если он будет включен постоянно или вы будете выключать его пол линии 220В, то скрепка, вставленная между зеленым и черным проводом рабочее решение.

Другой вариант – это установить кнопку с фиксацией или тумблер между этими же проводами.

Чтобы напряжения блока питания были в норме при его проверке нужно установить нагрузочный блок, можно его сделать из набора резисторов по такой схеме. Но обратите внимание на величину резисторов, по каждому из них будет протекать большой ток, по линии 3.3 вольта порядка 5 Ампер, по линии 5 вольт – 3 Ампера, по линии 12В – 0.8 Ампер, а это от 10 до 15Вт общей мощности по каждой линии.

Резисторы нужно подбирать соответствующие, но не всегда их можно найти в продаже, особенно в небольших городах, где малый выбор радиодеталей. В других вариантах схемы нагрузки, токи еще больше.

Один из вариантов исполнения подобной схемы:

Другой вариант использовать лампы накаливания или галогеновые лампы, на 12В подойдут от автомобиля их можно использовать и на линиях с 3.3 и 5В, стоит только подобрать нужные мощности.

Еще лучше найти автомобильные или мотоциклетные 6В лампы накаливания и подключить несколько штук параллельно. Сейчас продаются 12В светодиодные лампы большой мощности.

Для 12В линии можно использовать светодиодные ленты.

Если вы планируете использовать компьютерный блок питания, например, для питания светодиодной ленты, будет лучше, если вы немного нагрузите линии 5В и 3.3В.

Заключение

Блоки питания ATX отлично подходят для питания радиолюбительских конструкций и как источник для домашней лаборатории. Они достаточно мощные (от 250, а современные от 350Вт), при этом можно найти на вторичном рынке за копейки, также подойдут и старые модели AT, для их запуска нужно лишь замкнуть два провода, которые раньше шли на кнопку системного блока, сигнала PS_On на них нет.

Если вы собрались ремонтировать или восстанавливать подобную технику, не забывайте о правилах безопасной работы с электричеством, о том, что на плате есть сетевое напряжение и конденсаторы могут оставаться заряженными долгое время.

Включайте неизвестные блоки питания через лампочку, чтобы не повредить проводку и дорожки печатной платы. При наличии базовых знаний электроники их можно переделать в мощное зарядное для автомобильных аккумуляторов или в лабораторный блок питания. Для этого изменяют цепи обратной связи, дорабатывают источник дежурного напряжения и цепи запуска блока.

Алексей Бартош

Источник: http://electrik.info/main/praktika/1389-kompyuternyy-blok-pitaniya-kak-ego-zapustit.html

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий