Статьи по блокам питания

Особенности аккумуляторных батарей мобильных компьютеров.

Особенности аккумуляторных батарей мобильных компьютеров. Объем оборудования и количество новых компонентов в ноутбуках постоянно увеличивается, поэтому проблема их автономного электроснабжения постоянно актуальна. Реальный срок безотказной работы аккумуляторной батареи ноутбука редко превышает год-полтора, и эта неприятная реальность связана с особенностями требований, предъявляемых к этому классу аккумуляторов (габариты, вес, мощность, безопасность). Батареи становятся все совершеннее и совершеннее, однако характеристики даже самых дорогих и продвинутых образцов все еще очень далеки от идеальных: они пока "капризны", недолговечны и требуют квалифицированного обслуживания. Если ноутбук будет часто использоваться вдали от сети переменного тока, то хорошим вариантом может быть использование второго аккумулятор: либо такой же, как установлен в ноутбуке, а еще лучше купить усиленный. Практически все производители выпускают усиленные батареи для своих моделей ноутбуков. Для выбора батареи и понимания маркировок, используемых для обозначения аккумуляторов необходимо учитывать, что в настоящее время применяются аккумуляторы еще 5-и различных электрохимических систем: - герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы (сокращенно SLA); - никель-кадмиевые аккумуляторы (сокращенно NiCd); - никель-металл-гидридные аккумуляторы (сокращенно NiMH); - литий-ионные аккумуляторы (сокращенно Li-ion); - литий-полимерные аккумуляторы (сокращенно Li-Pol). Современный аккумулятор построен из большого количества элементов. Каждый элемент состоит из двух электродов (положительного и отрицательного), электролита и корпуса. Накопление энергии в аккумуляторе происходит при протекании химической реакции окисления-восстановления электродов. При разряде аккумулятора происходят обратные процессы. Напряжение аккумулятора - это разность потенциалов между полюсами аккумулятора при фиксированной нагрузке. Для получения достаточно больших значений напряжений или заряда отдельные элементы аккумулятора соединяются между собой последовательно или параллельно. Существует ряд общепринятых напряжений для аккумуляторных батарей: 2; 4; 6; 12; 24 В. Расчетное напряжение одного элемента составляет 2 В. Номинальное напряжение аккумуляторной батареи равно числу элементов, умноженному на 2 В. Реальное напряжение может колебаться от 2,5 В до 1,2 В. В обозначении аккумулятора обычно указывается количество последовательно соединенных элементов в батарее и номинальная емкость при 10-часовом разряде при температуре +20 ... 25°С. Например, емкость 8 ампер-часов (обозначается буквой С) означает, что аккумулятор в течение 10 часов будет питать нагрузку током 0,8 А, а напряжение на клеммах 12-вольтового аккумулятора (6 элементов) снизится от 12,5 до 10,5 В. При уменьшении разрядного тока отдаваемая емкость несколько увеличивается, при увеличении существенно снижается. Конечное напряжение разряда принимается от 1,7 ... 1,8 В на элемент (при 10-часовом режиме). Маркировка SLA-аккумуляторов содержит условное цифровое и графическое обозначение. Цифровое обозначение состоит: - первая буква и три следующие за ней цифры - тип аккумулятора; - последующие цифры - номинальная емкость, Ач; - последние буквы - тип вывода аккумулятора (согласно DIN 72311, предельные токи разряда достигаются только при использовании штатного контакта) (см. рис. 1). Графические обозначения (рис. 2) показывают на тип аккумулятора, срок службы, исполнение аккумулятора, обслуживание, возможность вторичной переработки.

Описание напряжений на материнских платах - Процессоры Intel. Обзор и пояснение значений всех напряжений на материнских платах

Первыми путаницу в данном вопросе вносят производители материнских плат. Притом, что производители CPU и наборов микросхем дают официальные названия всех напряжений, каждый производитель материнских плат, по непонятным причинам, присваивает им свои названия. И что самое интересное, в мануалах к платам производитель обычно не объясняет значение того или иного параметра. Зачастую объяснение в руководстве к материнской плате ограничивается простым повторением, что эта величина позволяет менять эту "величину". Чтобы лучше понять информацию о различных напряжениях материнской платы, сначала рассмотрим, какие названия напряжений производители CPU дают своим продуктам.

Примеры типичных неисправностей источников питания персональных компьютеров

Стандартная последовательность действий по ремонту блока питания (БП).

Стандартная последовательность действий по ремонту блока питания (БП). 1) В выключенном состоянии источник внимательно осмотреть (особое внимание обратить на состояние всех электролитических конденсаторов - они не должны быть вздуты). 2) Проверить исправность предохранителя и элементов входного фильтра БП. 3) Прозвонить на короткое замыкание или обрыв диоды выпрямительного моста (эту операцию, как и многие другие, можно выполнить, не выпаивая диоды из платы). При этом в остальных случаях надо быть уверенным, что проверяемая цепь не шунтируется обмотками трансформатора или резистором (в подозрительных случаях, элемент схемы необходимо выпаивать и проверять отдельно). 4) Проверить исправность выходных цепей: электролитических конденсаторов низкочастотных фильтров, выпрямительных диодов и диодных сборок. 5) Проверить силовые транзисторы высокочастотного преобразователя и транзисторов каскада управления. Обязательно проверить возвратные диоды, включенные параллельно электродам коллектор-эмиттер силовых транзисторов. Эти действия, дают положительный результат в обнаружении только следствия неработоспособности всего блока, но причина неисправности в большинстве случаев находится гораздо глубже. Например, неисправность силовых транзисторов может быть следствием: неисправности цепей схемы защиты и контроля, нарушения цепи обратной связи, неисправности ШИМ-преобразователя, выхода из строя демпфирующих RC-цепочек или, межвитковый пробой в силовом трансформаторе. Поэтому если удается найти неисправный элемент, то желательно пройти все этапы проверок, перечисленные выше (т. к. предохранитель сам по себе никогда не сгорает, а пробитый диод в выходном выпрямителе станет причиной «смерти» ещё и силовых транзисторов высокочастотного преобразователя. Проверка работоспособности шим-контроллера. Шим-контроллер считают «сердцем» источников питания.

ШИМ-контроллер SG6105.

ШИМ-контроллер SG6105. В блоках питания ряда производителей для управления силовым каскадом применяется микросхема ШИМ SG6105. Она выполняет одновременно функции ШИМ-контроллера, супервизора напряжений и регулятора напряжений. Основные функции данной микросхемы это: 1. формирование выходных импульсов для управления двухтактным полумостовым преобразователем, с изменяющейся длительностью (ШИМ), которые следуют в противофазе с площадкой "мертвой" зоны; 2. Обеспечение защиты от превышения выходных напряжений блока питания в каналах +3.3V, +5V и + 12V; 3. Обеспечение защиты от короткого замыкания в нагрузке каналов +3.3V, +5V и +12V; 4. Обеспечение защиты от короткого замыкания в нагрузке канала -12V (и/или канала -5V); 5. Обеспечение защиты от превышения питающего напряжения микросхемы и защиту от короткого замыкания; 6. Обеспечивает формирование сигнала PowerGood (питание в норме); 7. Осуществляет контроль состояния сигнала удаленного управления - сигнала PS-ON и осуществляет запуск и выключение блока питания; 8. Формирует временную задержку при включении и выключении блока питания; 9. Обеспечивает "мягкий" старт при запуске блока питания; 10. Осуществляет управление оптроном обратной связи в цепи дежурного источника. Микросхема SG6105 имеет 20-контактный DIP-корпус, выводы микросхемы подключаются к соответствующим схемам блока питания. Назначение выводов микросхемы приведено в табл. 1, а основные параметры в табл. 2. Последовательность формирования сигналов на выводах будет рассмотрена в статье ниже.

ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ ПК И МЕТОДЫ ИХ ПРОВЕДЕНИЯ

Существуют общие профилактические мероприятия и меры, которые направлены на защиту компьютера от внешних неблагоприятных воздействий и позволяют обеспечить безопасность компьютера. Установка защитных устройств в сети электропитания, поддержании должного уровня чистоты и требуемого диапазона температуры в помещении, где установлен компьютер, уменьшении уровня внешних помех, вибрации и т. п. обычно относят к пассивным профилактическим мерам, о которых тоже не следует забывать, и которые не менее важны чем активные профилактических мероприятия. Насколько часто вам придется выполнять активное профилактическое обслуживание компьютера, зависит от состояния окружающей среды и качества компонентов системы. Если компьютер установлен, например, в механическом цехе завода, то, возможно, вам придется чистить его раз в квартал или чаще, а чистка компьютеров, установленных в бухгалтерии, офисе, обычно осуществляется раз в два года. Но если после нескольких месяцев эксплуатации, вскрыв, вы обнаружите в компьютере слой пыли, то время между профилактическими работами придется сократить.

Персональный компьютер, стоящий на обслуживании у грамотного специалиста-мастера, практически никогда не выходит из строя.

Общеизвестен факт, что отрицательное воздействие внешней среды и использование дешевых компонентов при пайке, непосредственно сказывается на показателях надежности печатных узлов и сборок выполненных по современным технологиям. Персональный компьютер, стоящий на обслуживании у грамотного специалиста-мастера, практически никогда не выходит из строя.

Неисправности блока питания.

Неисправности блока питания. О неисправности блока питания можно судить по многим косвенным признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях в ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои в модулях памяти. Конечно, нужен определенный опыт, чтобы правильно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. При неисправности блока питания могут возникнуть следующие проблемы: - зависания и ошибки при включении компьютера; - cпонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы; - хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти; - одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (отсутствует напряжение +12 В); - перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора; - перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети; - удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам; - небольшие статические разряды, нарушающие работу системы. К сожалению, практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью именно блока питания, но конечно, есть и более конкретные признаки, указывающие на неисправность блока питания: - компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора); - появился дым; - на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель. Недостаточная мощность блока питания может стать причиной сбоев так как это ограничивает возможности расширения компьютера, но достаточно часто компьютеры выпускаются с довольно мощными блоками питания, учитывая, что в будущем в систему будут установлены новые (дополнительные) узлы.

Решение проблем с питанием, запуском компьютера и аккумулятором

Особенности многофазных регуляторов питания процессоров на новых материнских платах

Качество электропитания и обеспечение требуемой подводимой мощности - ключевые факторы для достижения заданной производительности ЦП. Например, система на плате GA-X58A-UD9 оснащена передовой схемой питания, которая способна предоставить в распоряжение процессора до 1500 Вт. Специально для системных плат Gigabyte на базе чипсетов Intel 6-серии был разработан новый дизайн модуля питания ЦП, с учетом требований спецификации Intel VRD 12. Одной из топовых плат на чипсете Intel Z77 является Gigabyte Z77X-UD5H (флагман линейки Gigabyte для LGA1155), в ней использует 12-фазный дизайн VRM-модуля. Создание материнских плат с увеличенным количеством фаз питания процессора постепенно становится своеобразным соревнованием между производителями материнских плат. К примеру, совсем недавно компания Gigabyte производила платы с 12-фазными источниками питания процессоров, но в ныне выпускаемых ею платах количество фаз выросло до 24. Но так ли уж необходимо использовать столь большое количество фаз питания, одни производители их постоянно увеличивают, а другие довольствуются небольшим количеством фаз питания?

Технология DrMOS II.

Технология DrMOS II. Технология DrMOS II представляет новое поколение микросхемы 3-в-1 Driver MOSFET, которые по сравнению со стандартными транзисторами MOSFET обеспечивают: - экономию электроэнергии - почти на 30% эффективней; - сниженную температуру - меньше на 16 °C; - быстрый отклик - переход от экстремального к энергосберегающему режиму в два раза быстрее; - стабильное электропитание - на 50% ниже уровень помех. Компания Fairchild Semiconductor представила новое семейство второго поколения XS™ DrMOS (MOSFET-транзистор + драйвер) для разработчиков источников питания. Высокие характеристики эффективности и удельной плотности мощности позволяют разработчикам применять их во множестве различных приложений. DrMOS выпускаются в миниатюрных высокотехнологичных корпусах PQFN размером 6 ? 6 мм и обеспечивают КПД до 91.5% при входном напряжении 12 В, выходном напряжении 1 В и токе 1 А, а их максимальный КПД может достигать 94%. DrMOS работают с частотой переключения до 2 МГц и способны управлять токами до 50 А. Используя опыт компании в разработке MOSFET-транзисторов, микросхем драйверов и технологий корпусирования, Fairchild оптимизировала приборы Generation II XS DrMOS, добавив в них новые функции и увеличив эффективность. Усовершенствованные Generation II XS DrMOS идеально подходят для таких приложений как блейд-серверы, игровые консоли, высокопроизводительные ноутбуки, графические карты и POL DC/DC преобразователи. Имеющие трехуровневые входы, рассчитанные на напряжение 3.3 или 5 В, приборы соответствуют требованиям спецификации Intel 4.0 DrMOS и совместимы с различными ШИМ-контроллерами. Устройства второго поколения XS DrMOS имеют меньше шумов, вследствие примененной в них технологии экранирования PowerTrench MOSFET Shielded Gate, как в управляющем транзисторе, так и в транзисторах синхронного выпрямителя. Синхронные полевые транзисторы интегрируются с диодом Шотки, исключая потребность во внешних снабберных цепях и повышая уровень производительности и мощности, снижая при этом размеры и стоимость готового изделия. Новые XS DrMOS имеют, так же, функции предупреждения о превышении температуры кристалла, что позволяет потребителям предотвратить перегрев прибора в аварийных ситуациях. Устройства второго поколения XS DrMOS в состоянии удовлетворить различных потребителей и могут использоваться во множестве приложений (см. табл. 1). Информация по микросхеме FDMF-6705 приведена на рис. 1, 2 и 3.

Технология динамического переключения фаз питания процессора

Практически все производители материнских плат (для процессоров Intel) в настоящее время используют технологию динамического переключения числа фаз питания процессора. Данная технология была разработана компанией Intel достаточно давно, но стала востребованной рынком когда идея снижения энергопотребления компьютеров овладела разработчиками ПК, и они вспомнили о технологии динамического переключения фаз питания процессора. Производители материнских плат придумывают ей различные названия (у компании Gigabyte она называется Advanced Energy Saver - AES, у ASRock - Intelligent Energy Saver - IES, у ASUS - EPU, у MSI - Active Phase Switching - APS). Но, несмотря на разнообразие названий, все эти технологии реализованы абсолютно одинаково. Более того, возможность переключения фаз питания процессора заложена в спецификацию Intel VR 11.1 и все PWM-контроллеры, совместимые со спецификацией VR 11.1, поддерживают ее.