ניתוח סופר מפורט של הידע של מיתוג ספק כוח, סופר מאורגן!

איור 1: תרשים עיצוב אספקת חשמל ליניארי סטנדרטי

איור 2: צורת גל של ספק כוח ליניארי

למרות שספק כוח ליניארי מתאים מאוד לאספקת חשמל למכשירים בעלי הספק נמוך, כגון טלפונים אלחוטיים, פלייסטיישן/Wii/Xbox וקונסולות משחק אחרות, עבור התקנים בעלי הספק גבוה, אספקת החשמל ליניארית לא תהיה מספקת.

עבור אספקת חשמל ליניארית, גודל הקיבול הפנימי והשנאי שלו עומדים ביחס הפוך לתדירות רשת ה-AC: כלומר, אם התדירות של רשת הכניסה נמוכה יותר, יש צורך בקיבול ושנאי גדולים יותר עבור אספקת חשמל ליניארית, וכן להיפך. נכון להיום, תמיד נעשה שימוש ברשת AC בתדר של 60Hz (50Hz במדינות מסוימות), שזהו תדר נמוך יחסית, כך שגודל השנאי והקבל שלו לרוב גדולים יחסית. בנוסף, ככל שהנחשול של רשת AC גדול יותר, כך השנאי של ספק הכוח ליניארי גדול יותר.

לכן, לתחום ה-PC האישי, ייצור ספק כוח ליניארי יהיה מהלך מטורף, כי הנפח שלו יהיה גדול מאוד ומשקלו יהיה כבד מאוד. לכן, משתמשי מחשב אישי אינם מתאימים לשיתוף ספק כוח ליניארי.

● כמה אתה יודע על החלפת ספק כוח?

החלפת ספק כוח יכולה לפתור בעיה זו היטב באמצעות מצב מיתוג בתדר גבוה. עבור אספקת חשמל מיתוג בתדר גבוה, ניתן להגביר את מתח הכניסה AC לפני הכניסה לשנאי (בדרך כלל 50-60 KHz לפני הגברת).עם העלייה במתח הכניסה, גודלם של רכיבים כגון שנאים וקבלים לא חייב להיות גדול כמו ספק כוח ליניארי.

ספק כוח מיתוג בתדר גבוה זה בדיוק מה שהמחשב האישי והציוד שלנו כמו מכשיר וידיאו צריכים.יש לציין שמה שאנו מכנים לרוב "החלפת ספק כוח" הוא למעשה הקיצור של "ספק כוח מיתוג בתדר גבוה", שאין לו כל קשר לכיבוי והדלקה של ספק הכוח עצמו.למעשה, אספקת הכוח של המחשב האישי של משתמש הקצה מאמץ תוכנית אופטימלית יותר: מערכת לולאה סגורה - המעגל האחראי על שליטה בצינור המיתוג, השגת אות המשוב מהפלט של ספק הכוח, ולאחר מכן הגדלה או הקטנה של התדר של המתח בתקופה מסוימת בהתאם לצריכת החשמל של המחשב האישי כך שיתאים לשנאי של ספק הכוח (שיטה זו נקראת PWM, Pulse Width Modulation, Pulse Width Modulation).לכן, ניתן לכוונן את אספקת החשמל המיתוג בעצמו בהתאם לצריכת החשמל של הציוד הצורך חשמל המחובר, כך שהשנאי ורכיבים אחרים יכולים לקחת פחות אנרגיה ולהפחית את הערך הקלורי.

מצד שני, התפיסה העיצובית של אספקת חשמל ליניארית היא שהכוח הוא בעל חשיבות עליונה, גם אם מעגל העומס אינו דורש זרם גדול. התוצאה של זה היא שכל הרכיבים עובדים בעומס מלא גם כשאין צורך, וכתוצאה מכך חום גבוה בהרבה.

איור 4: ספק כוח עם מעגל PFC

על ידי השוואת איור 3 עם איור 4, נוכל לראות את ההבדל ביניהם: לאחד יש מעגל PFC פעיל ולשני אין. לראשון אין ממיר 110/220 V ואין מעגל הכפלת מתח. להלן יתמקדו בהסבר של ספק כוח PFC פעיל.על מנת שהקוראים יבינו טוב יותר את עקרון העבודה של ספק הכוח, האמור לעיל הוא דיאגרמה בסיסית ביותר, שאינה כוללת מעגלים נוספים אחרים, כגון הגנה מפני קצר חשמלי, מעגל המתנה ומחולל אותות PG. כמובן, אם אתה רוצה לדעת תרשים מפורט יותר, אנא ראה איור 5. זה לא משנה אם אתה לא יכול להבין את זה, כי התמונה הזו היא במקור עבור מעצבי כוח מקצועיים.

איור 5: דיאגרמת עיצוב טיפוסית של ספק כוח ATX נמוך (ייתכן שהתמונה לא ברורה, אז אני מציע לך לגרור אותה להסתכלות)

אתה יכול לשאול, מדוע אין מעגל יישור מתח בתרשים העיצוב של איור 5? למעשה, מעגל ה-PWM כבר לקח על עצמו את עבודת תיקון המתח. מתח הכניסה יתוקן שוב לפני מעבר דרך צינור המתג, והמתח הנכנס לשנאי הפך לגל מרובע. לכן, צורת הגל של פלט השנאי היא גם גל מרובע, לא גל סינוס. בשלב זה, צורת הגל היא מרובעת, כך שניתן להמיר את המתח בקלות למתח DC על ידי השנאי.

כלומר, לאחר כיול מחדש של המתח על ידי השנאי, מתח המוצא הפך למתח DC DC. לכן מיתוג ספק כוח נקרא לעתים קרובות ממיר DC-DC.הלולאה של מעגל הבקרה PWM אחראית לכל פונקציות הוויסות הנדרשות. אם מתח המוצא שגוי, מעגל הבקרה של PWM ישנה את אות הבקרה של מחזור העבודה כדי להתאים אותו לשנאי, ולבסוף יתקן את מתח המוצא. זה קורה לעתים קרובות כאשר צריכת החשמל של המחשב עולה, ומתח המוצא נוטה לרדת, או כאשר צריכת החשמל של המחשב יורדת, מתח המוצא נוטה לעלות.כאשר מסתכלים בעמוד הבא, יש צורך לדעת את המידע הבא:

★ כל המעגלים והמודולים לפני השנאי נקראים "צד ראשוני", וכל המעגלים והמודולים שאחרי השנאי נקראים "צד משני";

★ לספק הכוח המעוצב עם PFC פעיל אין ממיר 110V/220V ומכפיל מתח;★ עבור ספק הכוח ללא מעגל PFC, אם 110V/220V מוגדר ל-110V, לפני שהזרם נכנס לגשר המיישר, ספק הכוח עצמו ישתמש בכפיל המתח כדי להעלות 110V לכ-220V;

★ צינור המיתוג בספק הכוח של המחשב מורכב מזוג צינורות MOSFET להספק, כמובן, ישנם שילובים נוספים, עליהם נסביר בפירוט בהמשך;

★ צורת הגל הנדרשת של השנאי היא גל מרובע, ולכן צורת הגל של המתח לאחר מעבר השנאי היא גל מרובע, לא גל סינוס;

★זרם בקרת PWM הוא לרוב מעגל משולב, מבודד בדרך כלל מהצד הראשוני על ידי שנאי קטן, אך לפעמים הוא עשוי להיות מבודד מהצד הראשוני על ידי שבב צימוד (שבב IC קטן עם LED ופוטוטרנזיסטור);

★מעגל בקרה PWM שולט על סגירת צינור המתג של ספק הכוח בהתאם לעומס המוצא של ספק הכוח. אם מתח המוצא גבוה מדי או נמוך מדי, מעגל הבקרה של PWM ישנה את צורת גל המתח כדי להתאים לצינור המיתוג, כדי להשיג את המטרה של תיקון מתח המוצא החיובי;

בעמוד הבא, נלמד כל מודול ומעגל של ספק הכוח באמצעות תמונות, ונספר לכם באופן ויזואלי היכן ניתן למצוא אותם בספק הכוח באמצעות תמונות פיזיות.

הבדיל בין צד ראשוני לצד משני.

לעיל, הצגנו בערך כל מודול בתוך ספק כוח מנקודת מבט של מאקרו. בואו נחדד את זה ונפנה את הנושא לרכיבים של כל מודול של ספק כוח ...

04
ניתוח של מעגל מסנן חולף

לאחר חיבור לאספקת החשמל המתחלפת של המחשב, המתח המסחרי נכנס תחילה למעגל הסינון החולף, אשר מכונה בדרך כלל מעגל EMI. האיור הבא מתאר את דיאגרמת המעגלים של מעגל הסינון החולף "המומלץ" של ספק כוח למחשב.

דיאגרמת מעגל של מעגל מסנן חולף

למה נדגיש שזה "מומלץ"? מכיוון שספקי כוח רבים בשוק, במיוחד ספקי כוח מתקדמים, משמיטים לעתים קרובות חלק מהרכיבים באיור 8. אז אתה יכול לשפוט את איכות אספקת הכוח שלך על ידי בדיקה אם מעגל ה-EMI התכווץ.

המרכיב העיקרי של מעגל ה-EMI הוא MOV (Metal Oxide Varistor), או varistor (RV1 באיור 8), שאחראי על דיכוי השיא בזמני הכוח המסחרי. אלמנט ה-MOV משמש גם במדכאי נחשולי מתח. עם זאת, ספקי כוח רבים בקצה נמוך מנתקים לעתים קרובות רכיבי MOV חשובים על מנת לחסוך בעלויות. עבור ספק הכוח המצויד ברכיבי MOV, אין זה חשוב אם יש מדכא נחשולים או לא, מכיוון שלספק הכוח כבר יש את הפונקציה של דיכוי נחשול.

L1 ו-L2 באיור. 8 הם סלילי פריט; C1 ו-C2 הם קבלי דיסק, בדרך כלל כחולים, וקבלים אלה נקראים בדרך כלל קבלים "Y"; C3 הוא קבל פוליאסטר מתכתי, בדרך כלל בעל קיבולת של 100nF, 470nF או 680nF, הנקרא גם קבל "X"; ספקי כוח מסוימים מצוידים בשני קבלים X, המחוברים במקביל לרשת החשמל, כפי שמוצג באיור 8 RV1.

קבל X יכול להיות כל קבל המחובר במקביל לרשת החשמל; קבלים Y בדרך כלל מזווגים בזוגות, אשר צריכים להיות מחוברים בסדרה בין אש לאפס ונקודת האמצע של שני הקבלים צריכה להיות מוארקת דרך השלדה. כלומר, הם מחוברים במקביל לרשת החשמל.

מעגל הסינון החולף יכול לא רק לסנן את הכוח המסחרי, אלא גם למנוע מהרעש שנוצר על ידי צינור המיתוג להפריע להתקנים אלקטרוניים אחרים באותו הספק מסחרי.

בואו נסתכל על כמה דוגמאות מעשיות. כפי שמוצג באיור 9, האם אתה יכול לראות כמה דברים מוזרים? לספק כוח זה אין מעגל סינון חולף! זהו ספק כוח "קוטג'" זול. שימו לב, הסתכלו על הסימן בלוח המעגל. מעגל המסנן הזמני היה צריך להיות שם, אבל הוא הובא לשוק על ידי ה-JS חסר הלב.

לספק כוח "קוטג'" זול זה אין מעגל סינון חולף.

כפי שמוצג באיור 10, זהו ספק כוח נמוך עם מעגל סינון חולף, אך כפי שאנו יכולים לראות, מעגל הסינון החולף של ספק כוח זה משמיט את הווריסטור MOV החשוב ויש לו רק סליל פריט; עם זאת, ספק כוח זה מצויד בקבל X נוסף.

מעגל EMI של ספק כוח נמוך

מעגלי סינון חולפים מחולקים ל-EMI ראשוני ו-EMI משני. ה-EMI הראשי של ספקי כוח רבים ממוקם לעתים קרובות על PCB עצמאי, קרוב לממשק החשמל, בעוד שה-EMI המשני ממוקם על ה-PCB הראשי של ספק הכוח, כפי שמוצג באיורים הבאים 11 ו-12.Class I EMI מצויד בקבל X ובמשרן פריט.

תסתכל על ה-EMI המשני של ספק הכוח הזה. כאן אנו יכולים לראות את הווריסטור MOV, למרות שהמיקום שלו קצת מוזר, מאחורי הפריט השני. בסך הכל, יש לומר שמעגל ה-EMI של ספק כוח זה שלם מאוד.

השלם EMI משני

ראוי להזכיר כי וריסטו ה-MOV של ספק הכוח הנ"ל הוא צהוב, אך למעשה רוב ה-MOVs כחולים כהים.

בנוסף, מעגל המסנן החולף של ספק כוח זה מצויד בפתיל (מוצג כ-F1 באיור 8). יש לשים לב שאם אתה מגלה שהפתיל בצינור הפתיל נשבר, אז בטוח שאחד או כמה רכיבים בתוך ספק הכוח פגומים. זה חסר תועלת להחליף את הפתיל בשלב זה, והוא כנראה ישרף שוב לאחר שתפעיל אותו.

05

מכפיל מתח ומעגל תיקון ראשוני

● כפיל מתח ומעגל תיקון ראשוני

כפי שהוזכר לעיל, מיתוג ספק כוח כולל בעיקר ספק כוח PFC אקטיבי ואספקת כוח PFC פסיבית. לאלו האחרון אין מעגל PFC אבל הוא מצויד בכפיל מתח. מכפיל המתח משתמש בשני קבלים אלקטרוליטיים ענקיים, כלומר אם רואים שני קבלים גדולים בתוך ספק הכוח, ניתן בעצם לשפוט שזהו מכפיל המתח של ספק הכוח. כפי שציינו קודם לכן, כפיל המתח מתאים רק לאזורים עם מתח 127V.

מכפיל מתח המורכב משני קבלים אלקטרוליטיים ענקיים

תוריד את זה ותראה

ניתן לראות את גשר המיישר בצד אחד של מכפיל המתח. גשר המיישר יכול להיות מורכב מארבע דיודות או מרכיב יחיד, כפי שמוצג באיור 15. גשר המיישר של ספק כוח מתקדם ממוקם בדרך כלל על גוף קירור מיוחד.

גשר מיישר

בחלק הראשוני, יש בדרך כלל תרמיסטור NTC, שיכול לשנות את ערך ההתנגדות בהתאם לשינוי הטמפרטורה. תרמיסטור NTC הוא קיצור של מקדם טמפרטורה שלילי. תפקידו הוא בעיקר להתאים מחדש את אספקת החשמל כאשר הטמפרטורה נמוכה מאוד או גבוהה מאוד, דבר הדומה לקבל הדיסק הקרמי, בדרך כלל זית.

06מעגל PFC פעיל

● מעגל PFC פעילאין ספק, מעגל מסוג זה ניתן לראות רק בספק הכוח המצויד במעגל PFC פעיל.

איור 16 ממחיש מעגל PFC טיפוסי:

דיאגרמת מעגל PFC פעילה

מעגל PFC אקטיבי משתמש בדרך כלל בשני מתגי MOSFET להספק. צינורות מתג אלו ממוקמים בדרך כלל על גוף הקירור של הצד הראשוני. לשם הבנה קלה, סימנו כל צינור מתג MOSFET באותיות: S מייצג Source (מקור), D מייצג Drain (ניקוז) ו-G מייצג Gate (שער).

דיודת PFC היא דיודת הספק, אשר בדרך כלל מאמצת טכנולוגיית אריזה דומה לזו של טרנזיסטור הספק. הן דומות באורך, וממוקמות גם על גוף הקירור של הצד הראשוני, אך לדיודת PFC יש רק שני פינים.

השראות במעגל PFC היא השראות הגדולה ביותר באספקת החשמל; קבל המסנן בצד הראשוני הוא הקבל האלקטרוליטי הגדול ביותר בצד הראשוני של ספק כוח PFC פעיל. הנגד באיור. 16 הוא תרמיסטור NTC, שיכול לשנות את ערך ההתנגדות עם שינוי הטמפרטורה, ובעל תפקיד זהה לתרמיסטור NTC של EMI משני.מעגל בקרת PFC פעיל מבוסס לרוב על מעגל משולב IC, ולעיתים מעגל משולב זה אחראי גם על השליטה במעגל ה-PWM (המשמש לשליטה על סגירת צינור המתג). סוג זה של מעגל משולב נקרא בדרך כלל "משולבת PFC/PWM".

כרגיל, תראה תחילה כמה דוגמאות. באיור 17, נוכל לראות את הרכיבים טוב יותר לאחר הסרת גוף הקירור בצד הראשוני. זהו מעגל ה-EMI המשני של מעגל המסנן החולף בצד שמאל, אשר הוצג בפירוט לעיל; תסתכל בצד שמאל, כולם הם רכיבים של מעגל PFC פעיל.

מאחר שהסרנו את גוף הקירור, לא ניתן לראות את טרנזיסטור ה-PFC ואת דיודת ה-PFC בתמונה. בנוסף, אם תשימו לב קצת, תוכלו לראות שיש קבל X (אלמנט חום בתחתית גוף הקירור של גשר המיישר) בין גשר המיישר למעגל ה-PFC הפעיל. בדרך כלל, תרמיסטור הזית, שנראה כמו קבל דיסק קרמי, מכוסה בגומי.

רכיבי PFC פעילים

איור 18 הוא אלמנט בגוף הקירור הצד הראשוני. ספק כוח זה מצויד בשני מתגי MOSFET ודיודות הספק של מעגל PFC פעיל:

מתג, דיודת כוח

לאחר מכן, נתמקד בצינור המתג...

07
להחליף צינור

● החלף צינורלמהפך המיתוג של ספק הכוח יכולים להיות מצבים רבים. ריכזנו את המצבים הבאים:

כמובן, אנו מנתחים רק כמה רכיבים נדרשים במצב מסוים. למעשה, מהנדסים יהיו מוגבלים על ידי גורמים רבים כאשר הם שוקלים איזה מצב לאמץ.

נכון לעכשיו, שני המצבים הפופולריים ביותר הם עיצוב שני טרנזיסטור קדימה ועיצוב דחיפה-משיכה, שניהם משתמשים בשני מתגי אור. כבר הצגנו את הצינורות פולטי האור האלה המסודרים על גוף הקירור הצד הראשי בעמוד הקודם, אז לא אחזור עליהם כאן.

להלן שרטוטי העיצוב של חמשת המצבים הללו:

（תצורת טרנזיסטור בודד קדימה）

（תצורת שני טרנזיסטור קדימה）

（תצורת חצי גשר）

（תצורת גשר מלאה）

（תצורת Push-pull）

8,ומעגל בקרה של שנאי PWM.

● שנאי ומעגל בקרה PWM

כפי שהזכרנו קודם לכן, ספק כוח למחשב מצויד בדרך כלל בשלושה שנאים: הגדול שבהם הוא השנאי הראשי המסומן באיורים 3, 4 ו-19-23 הקודמים. הצד הראשוני שלו מחובר לצינור המתג, והצד המשני שלו מחובר למעגל המיישר ומעגל המסנן, שיכולים לספק פלט DC במתח נמוך (+12V, +5V, +3.3V, -12V, -5V) של ספק הכוח.

לשנאי הקטן ביותר יש עומס של +5VSB פלט, שבדרך כלל הופך לשנאי המתנה, והוא תמיד ב"מצב המתנה" מכיוון שחלק זה של הפלט תמיד פועל, גם כאשר המתח של המחשב כבוי.השנאי השלישי הוא מבודד, המחבר את מעגל הבקרה של PWM עם צינור המתג. לא כל ספקי הכוח יהיו מצוידים בשנאי זה, מכיוון שחלק מהספקים מצוידים לרוב במעגלים משולבים עם מצמד אופטו עם אותה פונקציה.

שנאי

ספק כוח זה משתמש במעגל משולב מצמד אופטו במקום שנאי.

מעגל הבקרה PWM מבוסס על מעגל משולב. בדרך כלל, ספק הכוח ללא PFC פעיל יאמץ מעגל משולב TL494 (השבב המשולב התואם DBL494 מאומץ באיור 26 להלן). באספקת החשמל עם מעגל PFC פעיל, לפעמים נעשה שימוש בשבב המשמש להחלפת שבב PWM ומעגל בקרה PFC. שבב CM6800 הוא דוגמה טובה שיכולה לשלב את כל הפונקציות של שבב PWM ומעגל בקרה PFC.

מעגל בקרה PWM

08צד משני (1)

● צד משני

לבסוף, הצד המשני מוצג. בצד המשני, הפלט של השנאי הראשי יתוקן ויסונן, ולאחר מכן ייצא המתח הנדרש למחשב. יישור של -5 וולט ו--12 וולט יכול להתבצע רק באמצעות דיודות רגילות, מכיוון שהן אינן זקוקות להספק גבוה וזרם גדול.

עם זאת, משימות התיקון של מתחים חיוביים כגון +3.3 V, +5 V ו-+12 V זקוקות לגשר מיישר Schottky בעל הספק גבוה. לדיודות שוטקי אלו שלושה פינים, הדומים במראהם לדיודות הספק, אך בתוכם משולבות שתי דיודות הספק גבוה. האם ניתן להשלים את תיקון הצד המשני נקבע על ידי מבנה מעגל הכוח. באופן כללי, עשויים להיות שני סוגים של מבני מעגל תיקון, כפי שמוצג באיור 27:

מצב תיקון

מצב A ישמש יותר באספקת חשמל ברמת כניסה נמוכה. מצב זה דורש שלושה פינים מהשנאי. מצב B משמש בעיקר באספקת חשמל מתקדמת. באופן כללי, מצב זה צריך להיות מצויד רק בשני שנאים, אבל השראות הפריט חייבת להיות גדולה מספיק, כך שמצב זה עולה יותר, וזו הסיבה העיקרית לכך שספק כוח נמוך לא מאמץ את המצב הזה.

בנוסף, עבור ספקי כוח מתקדמים, על מנת לשפר את קיבולת יציאת הזרם המרבית, ספקי כוח אלה מכפילים לעתים קרובות את יציאת הזרם המרבית של מעגל המיישר על ידי חיבור שתי דיודות במקביל.

בין אם מדובר באספקת חשמל ברמה גבוהה או נמוכה, יציאות +12 וולט ו-+5 וולט שלו מצוידות במעגלי מיישר ומעגלי סינון מלאים, כך שכל ספקי הכוח צריכים לפחות שתי סטים של מעגלי מיישר כפי שמוצג באיור 27 .

ישנן שלוש אפשרויות לבחירה עבור פלט 3.3V:

☆ הוסף וסת מתח של 3.3V בחלק הפלט +5V, אשר מאומץ על ידי ספקי כוח רבים בקצה נמוך;

☆ הוסף מעגל מיישר מלא ומעגל סינון כפי שמוצג באיור 27 עבור פלט 3.3 וולט, אך הוא צריך לחלוק שנאי עם מעגל מיישר ה-5 וולט. זוהי תכנית עיצוב נפוצה של ספק כוח מתקדם.

☆ אמצו מעגל מיישר ומעגל מסנן שלם ועצמאי 3.3V. תכנית מסוג זה היא נדירה מאוד, והיא יכולה להופיע רק בכמה מקורות מתח ברמה העליונה עם רמת חום, כמו ה-Galaxy 1000W של אנט.

מכיוון שתפוקת 3.3V היא בדרך כלל מעגל מיישר 5V משותף במלואו (נפוץ באספקת חשמל נמוכה) או משותף חלקית (נפוץ באספקת חשמל מתקדמת), נאמר כי תפוקת 3.3V מוגבלת לרוב על ידי פלט 5V. לכן ספקי כוח רבים צריכים לקבל את השם "3.3V ו-5V משולבת פלט" על לוחית השם.איור 28 להלן מציג את הצד המשני של ספק כוח נמוך. כאן נוכל לראות את המעגל המשולב שאחראי להפקת אותות PG. בדרך כלל, מעגל משולב LM339 משמש לאספקת חשמל נמוכה.

צד משני

בנוסף, אנו יכולים לראות גם כמה קבלים אלקטרוליטיים (הגודל של קבלים אלה קטן בהרבה מזה של כפול מתח או מעגל PFC פעיל) ומשרזים, שאחראים בעיקר על תפקוד הסינון.

על מנת לצפות באספקת הכוח הזו בצורה ברורה יותר, הסרנו את כל החוטים המעופפים וסלילי הסינון על ספק הכוח, כפי שמוצג באיור 29. כאן אנו יכולים לראות כמה דיודות קטנות, המשמשות בעיקר ליישור של -12 וולט ו- -5 וולט, והזרם העובר דרכן קטן מאוד (ספק כוח זה זקוק רק ל-0.5 אמפר). זרם המוצא של מתחים אחרים צריך להיות לפחות 1A, מה שמחייב את דיודת ההספק להיות אחראית על יישור.

דיודות מיישר עבור מעגלי מתח שלילי של 12 וולט ו-5 וולט

10. צד משני (II)

● צד משני
(2)האיור הבא מתאר את הרכיבים בגוף הקירור הצד המשני של ספק כוח נמוך:

רכיבים על גוף הקירור המשנימשמאל לימין:

☆ שבב IC של ווסת מתח - למרות שיש לו שלושה פינים והוא נראה מאוד דומה לטריודה, זהו שבב IC. ספק כוח זה משתמש בווסת מתח 7805 (ווסת מתח 5V), שאחראי לייצוב המתח של +5VSB. כפי שהזכרנו קודם, ה-+5VSB מאמץ מעגל פלט עצמאי, מכיוון שהוא עדיין צריך לספק פלט +5V ל-+5VSB גם כשהמחשב כבוי. זו הסיבה לפלט +5VSB מכונה גם "פלט המתנה". ה-805IC יכול לספק פלט זרם מקסימלי של 1A.

☆ טרנזיסטור MOSFET הספק, האחראי בעיקר על פלט 3.3V. דגם ה-MOSFET של ספק כוח זה הוא PHP45N03LT, שיכול לאפשר מעבר זרם מקסימלי של 45A. כפי שהזכרנו בעמוד הקודם, רק ספק הכוח הנמוך יאמץ את הרגולטור 3.3V המשותף עם 5V.

☆ מיישר שוטקי הספק, אשר נוצר על ידי שילוב של שתי דיודות. דגם Schottky של ספק כוח זה הוא STPR1620CT, וכל דיודה בספק כוח זה יכולה לאפשר זרם מרבי של 8A (16A בסך הכל). סוג זה של מיישר Schottky מתח משמש בדרך כלל עבור פלט 12V.

☆ מיישר שוטקי כוח נוסף. הדגם של ספק כוח זה הוא E83-004, והזרם המרבי המותר הוא 60A. מיישר כוח זה משמש לעתים קרובות עבור יציאות +5 וולט ו+3.3 וולט. מכיוון שהיציאות +5 V ו+3.3 V משתמשות באותו מיישר, הסכום שלהן אינו יכול לחרוג ממגבלת הזרם של המיישר. זה מה שאנו מכנים לעתים קרובות את המושג של תפוקה משותפת. במילים אחרות, פלט 3.3V מגיע ממוצא 5V. בניגוד ליציאות אחרות, לשנאי אין יציאת 3.3V. עיצוב זה משמש לעתים קרובות עבור אספקת חשמל נמוכה. בדרך כלל, יציאות עצמאיות של +3.3 וולט ו-+5 וולט משמשות בספק הכוח המתקדם.

בואו נסתכל על המרכיבים העיקריים של הצד המשני של ספק הכוח המתקדם:

רכיבים של הצד המשני של ספק כוח מתקדם

רכיבים של הצד המשני של ספק כוח מתקדם

כאן נוכל לראות:

שני מיישרי Schottky מקבילים לפלט 12V. לספק כוח קצה נמוך יש לעתים קרובות רק מיישר אחד כזה. עיצוב זה מכפיל באופן טבעי את תפוקת הזרם המקסימלית של המיישר. ספק כוח זה משתמש בשני מיישרי STPS6045CW Schottky, שכל אחד מהם יכול להפעיל זרם מרבי של 60A.

☆ מיישר Schottky האחראי על פלט 5V. ספק כוח זה מאמץ מיישר STPS60L30CW, שיכול לאפשר מעבר זרם מרבי של 60A.

☆ מיישר Schottky האחראי על פלט 3.3V, שהוא ההבדל העיקרי בין ספק כוח מתקדם לספק כוח נמוך (לאספקת החשמל הנמוכה לרוב אין פלט נפרד של 3.3V). ספק כוח זה מאמץ את STPS30L30CT Schottky, שיכול לאפשר מעבר זרם מרבי של 30A.

☆ ווסת מתח של מעגל הגנת חשמל. זהו גם סמל לאספקת חשמל מתקדמת.

הנקודה העיקרית היא שתפוקת הזרם המקסימלית שהוזכרה לעיל היא רק ביחס לרכיב בודד. תפוקת הזרם המקסימלית של ספק כוח תלויה למעשה באיכותם של רכיבים רבים המחוברים אליו, כגון השראות סליל, שנאי, עובי חוט, רוחב PCB וכן הלאה. אנו יכולים לקבל את ההספק המרבי התיאורטי של ספק הכוח על ידי הכפלת הזרם המרבי של המיישר ומתח המוצא. לדוגמה, ההספק המקסימלי של מוצא 12V של ספק הכוח באיור האחרון צריך להיות 16A*12V=192W.

כתב ויתור: מאמר זה משוכפל מ"מעגל מו"פ עילית כוח" כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני. נא לציין את המקור המקורי ואת מחבר המהדורה המחודשת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.