Главная » Статьи » Мои статьи

Системные блоки питания форм-фактора ATX12V ч.3

Таблица 10

Параметр

Значение 

Тип сигнала PWR_OK

+5В ТТЛ

Низкий уровень сигнала PWR_OK 

менее 0.4В (4мА)

Высокий уровень сигнала PWR_OK 

от 2.4В до 5В (200 мкА)

Выходное сопротивление при высоком уровне сигнала PWR_OK 

1 кОм между выходом и «общим»

Временная задержка формирования сигнала PWR_OK (T3)

от 100 мс до 500 мс

Время нарастания сигнала PWR_OK (Т4)

менее 10 мс

Временная задержка при пропадании входного напряжения (Т5)

более 16 мс

Время упреждения при уменьшении выходных напряжений (Т6)

более 10 мс

Требования к сигналу PS_ON/. Управление, а точнее запуск/отключение блока питания, осуществляется сигналом удаленного управления PS_ON#. Сигнал активен низким логическим уровнем и формируется системной платой, позволяя осуществлять программное включение и отключение блока питания. При установке сигнала PS_ON# в низкий уровень (напряжение величиной от 0В до 0.8В), блок питания начинает формировать четыре выходных напряжения +12V, +5V, +3.3V, -12V, а при установке сигнала в высокий уровень (от 2.0В до 5.25В) эти напряжения перестают формироваться, и на выходах блока питания устанавливаются нулевые напряжения. Сигнал PS_ON# не оказывает влияния на выходное напряжение +5VSB. Блоком питания должно обеспечиваться внутреннее начальное смещение сигнала PS_ON# в высокий логический уровень. Кроме того, блок питания должен быть оснащен цепью, предотвращающей «дрожание» сигнала PS-ON#, т.к. нестабильность уровня этого сигнала может приводить к периодическим несанкционированным переключениям блока питания, особенно в случае формирования сигнала PS-ON механическими переключателями.

В спецификации также предусмотрена ситуация, когда сигнал PS-ON активизируется в момент «просадки» силовой шины. Если сигнал PS_ON длительностью от 10мс до 100мс будет сформирован в момент такой «просадки», то это не должно приводить к блокировке источника питания.

Если источник питания отключается и переходит в состояние блокировки прежде, чем в его выходных цепях возникает неисправность, то нормальное функционирование блока может продолжаться только после «переинициализации» сигнала PS_ON. Для выведения блока питания из состояния блокировки, сигнал PS-ON должен установиться в высокий уровень (неактивное состояние) на время не менее 1 секунды, после чего опять должен вернуться состояние низкого уровня (активное состояние).

Требования к дежурному источнику питания. К напряжению питания дежурного источника (+5VSB) предъявляется значительно меньше требований – для него указывается лишь то, что оно должно устанавливаться на заданном уровне не позднее чем через 2 секунды после включения блока питания в сеть.

Выходное напряжение дежурного источника питания +5VSB должно формироваться в течение всего времени, пока на входе блока питания имеется переменное напряжение. К стабильности напряжения +5VSB предъявляются жесткие требования – допустимое отклонение не должно превышать 5%. Источник дежурного питания должен обеспечивать величину тока до 2.5 А при условии стабильности напряжения. В момент активизации какого-либо устройства, особенно устройства USB, ток потребления может достигать величины 3.5А. Дежурный источник питания должен выдерживать этот пиковый ток без повреждения более 3 секунд. Токовая защита дежурного источника питания не предусматривает контроля величины выходного тока канала +5VSB, т.к. дежурным источником питаются еще и внутренние цепи блока питания. Однако отсутствие непосредственного контроля тока не должно приводить к повреждениям дежурного источника в случае «коротких» замыканий и больших токов в нагрузке канала +5VSB.

 

Защита выходов

Спецификация АTX12V требует наличия на выходе блоке питания различных защитных функций. Хотя конкретных рекомендаций и схемотехнических решений по проектированию этих защит не приводится, общие принципы их функционирования и назначения все же описаны. Вот некоторые из этих рекомендаций.

Защита от превышения напряжений. Датчики напряжения должны быть отделены от микросхемы управления и должны располагаться на некотором удалении от нее. Случайные ошибки, зафиксированные датчиками напряжения, не должны становиться причиной длительного повышения напряжения в одном или во всех выходных каналах. В случае превышения выходных напряжений сверх установленных значений, блок питания должен выключаться, причем защита должна быть триггерного типа, т.е. после ее активизации блок питания не должен самопроизвольно перезапускаться. Пороговые напряжения срабатывания защиты представлены в таблице 11.

Таблица 11

Канал

Порог срабатывания защиты от превышения напряжения, (В)

мин

ном

макс

+12V1

+13.40

+15.00

+15.60

+12V2

+13.40

+15.00

+15.60

+5V 

+5.74

+6.30

+7.00

+3.3V 

+3.76

+4.20

+4.30 


Защита от коротких замыканий. Короткое замыкание в нагрузке определяется в том случае, если в любом из каналов сопротивление между выходом и «землей» становится меньше, чем 0.1 Ом. Защита от коротких замыканий также должна быть триггерного типа. Каналы +12V1 и +12V2 должны иметь собственные (независимые) токовые датчики. Замыкание между каналом +5VSB и основными выходными напряжениями не должно приводить к отказу блока питания.

Короткое замыкание в канале +5VSB не должно приводить в блокировке источника питания, т.е. защита этого канала не должна быть триггерного типа. После устранения короткого замыкания в этом канале, дежурный источник должно автоматически перезапуститься.

Возникновение длительного короткого замыкания не должно приводить к повреждению компонентов блока питания (выгоранию дорожек печатного монтажа, разрушению коннекторов, выгоранию компонентов и т.п.). Максимальная энергия короткого замыкания не должна превышать значения 240ВА в любом из выходных каналов.

Работа без нагрузки. Запуск блока питания без подключения какой-либо нагрузки не должен приводить к его отказу. В спецификации АTX12V содержится рекомендация, по которой блок питания вообще не должен запускаться без нагрузки, переходя в состояние блокировки.

Защита от превышения тока. Эта защита должна быть спроектирована таким образом, чтобы исключить протекание в нагрузке тока, сверх лимитированного значения. При превышении нагрузки блокировка выходов источника питания должна происходить раньше, чем потребление энергии в любом из тестируемых каналов достигнет величины 240 ВА. При тестировании данной защиты необходимо обеспечить скорость нарастания тока, равную минимум 10 A/с при полной нагрузке.

Защита от перегрева. Защита от превышения температуры внутри блока питания является опциональной, т.е. не обязательной для реализации. Повышение температуры, чаще всего, является следствием плохой работы вентилятора или слишком больших токов нагрузки. Защита от перегрева может быть как триггерной, так и автоматически перезапускаемой. В последнем случае разработчики обязаны предусмотреть значительный температурный гистерезис, чтобы избегать частого и периодического срабатывания этой защиты.

Шунтирование выходов. «Земля» выходных каналов должна быть соединена с корпусом блока питания, а корпус блока питания, в свою очередь, дожжен быть соединен с шасси компьютера.

 

Механические и другие параметры блоков питания ATX12V

Габаритные размеры блока питания должны составлять 150х140х86 мм (рис.10). В стандарте отмечено, что выходной поток воздуха системного блока создается вентилятором источника питания, проходит через него и выдувается через заднюю стенку корпуса.

Рис. 10

Вентилятор блока питания должен представлять собой осевой 80-миллиметровый вентилятор. Вентилятором должен создаваться поток воздуха объемом 25-35 м3/мин. Желательно, чтобы скорость вентилятора регулировалась схемой термического контроля. Это позволяет оптимизировать температуру внутри блока питания, а также снижать уровень акустического шума, генерируемого блоком питания. Желательно, чтобы датчик температуры располагался на радиаторе вторичных выпрямителей и обдувался входящим воздушным потоком. Это позволит схеме термического контроля регулировать скорость вращения вентилятора не только при изменениях температур блока питания, но и при изменениях температуры внутри корпуса компьютера. Вентилятор должен включаться и выключаться сигналом PS_ON (высоким уровнем сигнала PS_ON вентилятор выключается). Желательно, чтобы рассекатель воздушного потока вентилятора был изготовлен из штампованного металла – это уменьшает уровень акустических вибраций. Требования к вентиляционным отверстиям в корпусе блока питания предполагают, что они должны создавать как можно меньшее препятствие воздушному потоку из системного блока, т.е. они должны быть настолько большими, насколько это возможно и при этом создавать минимум шума. Наличие любых объектов ближе, чем 1.5 см от входных и выходных вентиляционных отверстий недопустимо.

На корпусе блока питания должна размещаться этикетка, в которой в обязательном порядке должна быть отражена следующая информация:

1) Информация о продукции и производителе (наименование фирмы-производителя, модель, серийный номер, дата изготовления и т.п.). Эта информация может указываться как в виде штрих кода, так и в виде текста.

2) Диапазон входных напряжений и номинал потребляемого тока.

3) Выходные напряжения и допустимые токи для каждого из них.

4) Предупреждающий текст: «Не снимать эту крышку. Доступ только для квалифицированных специалистов. Пользователям работы внутри блока запрещены». Надписи подобного содержания должны быть приведены на английском, немецком, испанском, французском, японском и китайском языках. Эти надписи должны сопровождаться соответствующими предупреждающими знаками.

Атмосферные условия и внешние воздействия, при которых должен храниться и функционировать блок питания, представлены в таблице12, которая содержит лишь самые основные характеристики.

Таблица 12

Атмосферные условия и механические воздействия

Допустимые значения 

Рабочая температура

От +10 до +50 °С. Скорость изменения температуры при работе на полную нагрузку может достигать в отдельные моменты времени значения 5 °С за 10 минут, но, в целом, скорость изменения температуры не должна превышать значения 10 °С/час.

Температура при хранении

От -40 до +70 °С. Максимальная скорость изменения температуры не должна быть более 20 °С/час.

Термические удары (при транспортировке)

От -40 до +70 °С при скорости изменения температуры от 15 °С/мин до 30 °С/мин.  Устойчивость к термическим ударам должна тестироваться в течение 50 циклов. Временной период полуцикла (от одного температурного предела до другого) составляет 30 минут.

Относительная влажность

При работе: 85% (без образования конденсата). При хранении: 95% (без конденсата).

Механические удары

50g

Важной энергетической характеристикой блоков питания является величина токов нечетных гармоник. Эта характеристика дает представление о форме входного тока и величине коэффициента мощности. Спецификация ATX12V регламентирует максимально допустимую величину токов гармоник на уровнях, указанных в табл.13. Значения, приведенные в этой таблице, полностью соответствуют европейским стандартам на оборудование класса D.

Таблица 13

Номер гармоники

Величина тока гармоники 

для сети 230В/50Гц

для сети 100В/50Гц

3

2.3

5.29

5

1.14

2.622

7

0.77

1.771

9

0.4

0.92

11

0.33

0.759

13

0.21

0.483

15 < N < 39

0.15 х (15/N)

0.345 х (15/N) 

Важной энергетической характеристикой блоков питания является величина токов нечетных гармоник. Эта характеристика дает представление о форме входного тока и величине коэффициента мощности. Спецификация ATX12V регламентирует максимально допустимую величину токов гармоник на уровнях, указанных в табл.13. Значения, приведенные в этой таблице, полностью соответствуют европейским стандартам на оборудование класса D.

Уровень акустического шума, формируемого блоком питания не должен превышать значения 4.0 BA при температуре 43° , при 50% нагрузке и на высоте, соответствующей уровню моря.

 

Выходные разъемы блока питания

Набор выходных разъемов блоков питания форм-фактора ATX12V является достаточно обычным:

- основной разъем;

- разъем для питания ядра процессора;

- разъем для подключения периферийных устройств (HDD/CD/DVD и т.п.);

- разъем для подключения FDD;

- разъем для питания ATA-устройств.

Для всех выходных напряжения должны использоваться провода, рассчитанные на напряжение постоянного тока величиной 300В и способные выдерживать температуру, как минимум 85 °С. Длина проводов основного разъема должна быть не менее 280мм, а длина проводов остальных разъемов – не менее 250 мм.

Распределение сигналов по контактам разъемов показано на рис.11, а их описание представлено в таблице 14.

Рис.11

Таблица 14

Напряжение/сигнал

Цвет провода 

+12V1

желтый

+12V2

желтый

+5V 

красный

+3.3V 

оранжевый

-12V 

синий

+5V_SB 

фиолетовый

COM

черный

PWR_OK 

(питание в норме – сигнал устанавливается в высокий уровень, когда все выходные напряжения достигают номинальных значений)

серый

PS_ON#

(удаленное управление – при установке сигнала в низкий уровень запускается основной преобразователь)

зеленый

+3.3V SEN 

(датчик +3.3В – сигнал контроля падения напряжения на проводах)

коричневый

Вот, что собою представляет форм-фактор ATX12V. Конечно же, в его спецификации имеется очень много того, что мы уже встречали при знакомстве и с другими форм-факторами. Но, как говорится, «из песни слов не выкинешь», и поэтому мы привели все основные пункты спецификации ATX12V, ведь она представляет собой логически-законченный документ с вполне определенным набором обязательных пунктов. Также хочется еще раз подчеркнуть, что спецификации форм-факторов носят рекомендательный характер для разработчиков, и этим рекомендациям следуют те производители, которые хотят, чтобы их продукция удовлетворяла всем самым высоким мировым требованиям. Но на нашем рынке очень много изделий, которые нельзя отнести ни к одному из современных типов блоков питания, при производстве которых не соблюдаются не то что рекомендации, но и обязательные требования. Очень хочется надеяться, что знакомство с основами, заложенными в конструкцию блоков питания, помогут более избирательно подходить к выбору оборудования при его приобретении.

Категория: Мои статьи | Добавил: StarkaS (29.10.03)
Просмотров: 6 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]