Хорошее питание - залог здоровья

Проблема поиска качественного блока питания сегодня затрагивает любого мало-мальски уважающего себя и свой компьютер пользователя. Увы, идеального источника питания не существует, однако к идеалу можно и нужно стремиться. А ведь сегодня эта проблема стоит достаточно остро, хотя большинство юзеров попросту машет на нее рукой или вовсе не подозревает о ее существовании. Эта статья посвящена всевозможным доработкам главного агрегата любого компьютера — блока питания. Все схемные решения, описанные ниже, реально отработаны на БП разных фирм и мощностей. Хочу сразу сказать, что тем, кто не понимает в электронике ни бельмеса, лучше все оставить как есть или отнести свой БП знающему толк человеку.

Не будем долго лить воду про откручивание гаек и винтов, перейдем сразу к делу. Прежде всего доработке подлежат ATX-блоки питания таких марок, как Power Master, Sparcman, Rolsen, JNC, ATM, Kuda, некоторые модели InWin (250 Вт и в особенности 300 Вт, о них разговор отдельный), Microlab, Codegen (Colors) и другие малоизвестные стандартные БП.
Очень часто в стандартных БП по вине теплового пробоя силовых элементов выходят из строя цепи дежурного питания +5В и +12 В. Связано это с экономией производителем алюминия на радиаторах силовых элементов (очень тонкие), использованием более дешевых элементов, как правило, с меньшими силовыми характеристиками, упрощением схем (запаяны не все элементы) и плохим охлаждением БП в работе.

Сразу после разборки БП производим замену стандартного вентилятора (рис. 1, поз. 4). Как правило, дешевые вентиляторы с подшипниками скольжения, применяе­мые в БП, через непродолжительное время выходят из строя по вине механической части (первая ласточка — устрашающие звуки рычания из БП, позднее происходит заклинивание шпинделя вентилятора, забитого грязью), следствием чего являются перегрев БП и выход его из строя.
Замену производим на аналогичный вентилятор с подшипниками качения (то есть более продолжительным сроком службы, меньшим шумом и более надежной работой при высоких температурах).

Рисунок 1

Для эффективного охлаждения БП в ждущем режиме производим доработку схемы вентилятора (рис. 2). При выключении питания за счет дежурного напряжения вентилятор не останавливается, а продолжает вращаться с много меньшей скоростью, достаточной для охлаждения цепей дежурного питания. Диоды VD1 и VD2 любые на токи от 0.25 А, например, FR302. Лучше всего подходят диодные сборки из тех же БП с малым падением напряжения на переходе, например SB10C20 или SB10C40.

Рисунок 2

Далее переходим к радиаторам. Как правило, верхние расщепленные концы радиатора находятся в сжатом состоянии. Берем отвертку или тонкие плоскогубцы и разгибаем концы в разные стороны (рис. 1, поз. 1). Делается это для более эффективного охлаждения. Вы спросите, не проще ли прикрутить еще одну алюминиевую пластинку? Этого не стоит делать, ибо эффективность охлаждения БП уменьшится. Ни в коем случае не перекрывайте воздушные отверстия корпуса БП, дабы не ухудшить забор воздуха.

Далее — накопительные конденсаторы или фильтры (рис. 1, поз. 2). Чаще всего в дешевых БП применяются конденсаторы с заниженными емкостями, что при больших нагрузках приводит к значительным пульсациям выходных напряжений и, как следствие, сбоям в работе всей системы, а также к разрушению самих конденсаторов, через которые в моменты перепада нагрузок протекают значительные зарядно-разрядные токи. Последнее проявляется во вздутии корпуса конденсатора и потере им значительной емкости.
На всех выходных напряжениях устанавливаем конденсаторы с большей емкостью (от 2200 мкФ до 3300 мкФ) и напряжениями не менее 10 В для цепей +5 В, -5 В, +3.3 В, и не менее 16 В для цепей +12 В, -12 В. При установке соблюдайте полярность. Устанавливать конденсаторы с емкостью более 4700 мкФ не рекомен­дуется, так как это может привести к возникновению триггерного эффекта при старте БП.

Индуктивные дроссели (рис. 1, поз. 3) совместно с накопительными конденсаторами образуют индуктивно-емкостные фильтры, основное назначение которых — сглаживание импульсных помех как первичных, так и вторичных цепей. Очень часто производители вместо дросселей устанавливают перемычки. Этим страдают почти все дешевые БП. Если это про ваш блок питания, делаем следующее. Убираем перемычки в позициях, где должны быть установлены дроссели. Если в вашем распоряжении не оказалось готового дросселя, его можно изготовить самостоятельно, взяв осевой сердечник из любого магнитотвердого материала диаметром 5-7 мм и длиной 15-25 мм, намотав на него 5-7 витков медного провода диаметром 1.2-1.5 мм. Можно использовать дроссели цепи питания процессора материнских плат, если окажется достаточно свободного места на плате БП.

Входные сглаживающие фильтры (рис. 1, поз. 5) играют не последнюю роль в нормальной работе как блока питания, так и всей системы в целом. Дешевые БП грешат полным или частичным отсутствием элементов этой цепи, а зря. Фильтр сглаживает импульсные помехи (в некоторых случаях приводящие к выходу из строя силовых элементов первичной цепи) сетевого напряжения, а также, что немаловажно, защищает питающую сеть от проникновения собственных высокочастотных помех блока питания.

Рисунок 3

Входная силовая цепь с фильтром выглядит следующим образом (рис. 3). Номиналы конденсаторов С1 и С2 — 0.047-0.22 мкФ х 400 В. В качестве L1 и L2 лучше всего использовать дроссели фильтров питания мониторов, телевизоров (рис. 4). Если нет готового дросселя, изготавливаем его самостоятельно. На кольцевом сердечнике диаметром 20-30 мм наматываем две катушки 15-25 витков изолированного (лучше марки МГТФ) или обмоточного провода диаметром 0.8-1 мм. При установке следите, чтобы начала обоих обмоток были запаяны к С1 или С2.

Рисунок 4

И, наконец, последняя стадия доработки. На обратной стороне (стороне пайки) печатной платы БП находим общую дорожку (GND), она должна быть самой толстой (рис. 5). Делаем, как показано на рисунке: берем кусок медного провода диаметром 1-1.5 мм и припаиваем его по всей длине дорожки от выводов импульсного трансформатора до места пайки выходного кабеля питания. Делается это для уменьшения сопротивления общей шины, как следствие резко уменьшаются токи перетечек из ветвей разного напряжения, а еще снижается просадка напряжений во время скачков нагрузки.

Рисунок 5

Кто-то скажет: “А зачем припаивать какие-то провода, ведь ШИМ (широтноимпульсный модулятор — схема, управляющая работой блока питания, чаще это TL494 или КА7500 с обвязкой из датчиков выходных напряжений) блока питания среаги­рует на любое изменение выходного напряжения и скорректирует его?” Дело в том, что быстродействия связки ШИМ – силовые транзисторы – выходные LC-фильтры в некоторых случаях бывает недостаточно для быстрой корректировки выходного напряжения, результат — сбои в работе системы при скачках нагрузки. Кроме того, при малом быстродействии ШИМ в критические моменты (обычно при коротком замыкании) защита не успевает сработать и блок питания выходит из строя.
А теперь посмотрите на осциллограммы выходных напряжений до и после доработки стандартного и одного из самых дешевых блоков питания марки Sparcman 250 Вт (рис. 6). Наблюдение проводилось аппаратно-программным комплексом Micron 2000.

Рисунок 6/1

Рисунок 6/2

Напоследок немного поговорим о некоторых нюансах выбора и анализа работы БП. Если при вскрытии корпуса БП вы наблюдаете потемнение текстолита в области силовых элементов (диодов, стабилизаторов +5VSB, ключевых транзисторов первичной цепи и дежурного питания), это говорит об одном — ваш БП не тянет предложенную ему нагрузку. В этом случае рецепт может быть только один — меняйте его на новый, более мощный. Еще раз повторю: идеального источника питания не бывает. Но есть лучшие — Delta, LiteOn, Dell, HP, InWin (не рекомендую модели до 2002 года с мощностью в 250 и 300 Вт — очень часто выходит из строя микросхема ШИМ-регулятора), FSP, Power Man. Сегодня в продаже есть модели БП без напряжения -5 В — следует знать, что некоторые материнские платы (особенно старые) откажутся работать с таким БП. Будьте внимательны при покупке бывших в употреблении БП из компьютеров класса brand-name фирм HP и Dell. В этих машинах применяются АТХ БП с таким же разъемом, как и у обычных, но последовательность напряжений в разъеме иная. Что будет, если подключить такой БП к обычной материнской плате, я думаю, вы сами понимаете.
При выборе БП, как нового, так и бывшего в употреблении, обратите внимание на его массу. Да-да, хороший БП весит гораздо больше дешевых. Через вентиляционные отверстия (а еще лучше — сняв крышку) убедитесь, что фильтры входных и выходных цепей не повреждены (не вздуты), все элементы запаяны (нет пустых посадочных мест). Хороший БП несет в своем корпусе массивные радиаторы с некоторым количеством ребер для лучшего теплоотвода (а не алюминиевые или даже стальные пластинки). Лучше, если в БП будет установлен пятидюймовый вентилятор, обеспечивающий большую производительность.


Рекомендуем почитать: