Разработка методики наиболее часто встречающихся неисправностей источника питания персонального компьютера модели LC-230 ATX с учетом особенностей конструк

С момента появления системных блоков персональных компьютеров они практически не комплектовались импульсными источниками питания, построенных на основе импульсных преобразователей напряжения с безтрансформаторным подключениям к первичной сети. Блок питания крайне важен, так как подает электроэнергию каждому компоненту системы. Промышленными стандартами можно считать шесть моделей корпусов и блоков питания: PC/XT, AT/Derektor, AT/tower, Bady — AT, Slimline, ATX. Существует множество модификаций блоков питания каждого типа, все они различаются выходными мощностями. Последним стандартом на рынке РС стал стандарт АТХ, разработанный фирмой Intel в 1995 году. Этот стандарт, завоевавший особую популярность в 1996 году. С появлением нового процессора Pentium Pro определил новую конструкцию материнской платы и блока питание. Блок питания не только вырабатывает необходимое для работы узлов компьютера напряжение, но и приостанавливает функционирование системы до тех пор, пока величина этого напряжения не достигнет значения, достаточного для нормальной работы. Иными словами, блок питания не позволит компьютеру работать при «нештатном» уровне напряжения питания. В каждом блоке питания перед получением разрешения на запуск системы выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается специальный сигнал Power Good (питание в норме). Если такой сигнал не поступил, компьютер работать не будет. Главное назначение блока питания — преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера. Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +3,3 В ,+5 В и +12 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используются напряжения +3,3 В и +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) -/+12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значение напряжения в этих целях не выходят за установленные пределы. Для стабилизации величины выходного напряжения используются методы регулирования количества энергии, поступающей во вторичную цепь.

Блок питания крайне важен, так как подаёт электроэнергию каждому компоненту системы. Кроме того, он же является из самых ненадёжных компьютерных устройств, так как по статистике именно блоки питания чаще всего выходят из строя. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие производители устанавливают самые дешёвые блоки питания, которые только можно найти.

1 Постановка задач

1.1 Цель проекта

Целью курсового проекта является разработка методики наиболее часто встречающихся неисправностей источника питания персонального компьютера модели LC-230 ATX с учетом особенностей конструкции данной модели.

1.2 Решаемые задачи:

Для раскрытия темы курсового проекта необходимо рассмотреть эффективность линий электропередачи и генерирования нелинейных искажений в блоках питания персональных компьютеров.

Выяснить какие блоки питания используются в персональных компьютерах.

Рассмотреть типичные параметры совместимых блоков питания.

Проанализировать конструкции БП модели LC-230 ATX.

2 Исходные данные

1 Входное напряжение (ток): 115 В (6А)/230 В (3А)

2 Частота: 50/60Гц.

3 Выходной ток в каналах источника:

+3,3 В: 12 А;

+5 В S_b: О, 1А;

+5 В: 20 А;

— 5 В: 0,5 А;

+12 В: 7 А;

— 12 В: 0,5 А.

3 Коррекция коэффициента мощности

Несколькими научными институтами были проведены исследования эффективности линий электропередачи и генерирования нелинейных искажений в блоках питания персональных компьютеров. Все это относиться к вопросу о коэффициенте мощности источников питания. На коэффициент мощности влияет не только повышение эффективности источников энергии, но и уменьшение генерируемых гармонических колебаний в электрических цепях. В частности, во многих странах Европейского Союза (ЕС) приняты новые стандарты, предусматривающие снижение уровня нелинейных колебаний до определенной величины. Применяемая для этого схема, как правило, называется коррекцией коэффициента мощности (PFC).

Коэффициент мощности (power factor) определяет эффективность, использования электрической энергии и обычно выражают числом между 0 и 1. Большая величина коэффициента мощности означает, что электрическая энергия используется достаточно эффективно. Для того чтобы понять, что такое коэффициент мощности, следует в первую очередь ознакомиться со способами использования электрической энергии.

В электрических цепях переменного тока существует два типа нагрузки.

— резистивная (Resistive). Электрическая энергия превращается в тепло, свет, движение или работу.

— индуктивная (Inductive). Электрическая энергия поддерживает созданное электромагнитное поле, такое, например, как в трансформаторе или двигателе.

Резистивная нагрузка часто называется рабочей мощностью (working power) и измеряется в киловаттах (кВт). В свою очередь, индуктивная нагрузка называется реактивной мощностью (reactive power) и измеряется в киловольт-амперах (кВ*А). Рабочая и реактивная мощность в целом составляют существующую, или фиксируемую мощность (apparent power), измеряемую в киловольт-амперах (кВ*А). Коэффициент мощности определяется как отношение рабочей и фиксируемой мощностей (кВт/кВ*А). В идеальном варианте коэффициент мощности равен единице, то есть рабочая мощность, совпадает с фиксируемой. Например, электрическая лампочка мощностью 100 Вт генерирует 100 Вт тепла и света, что является резистивной нагрузкой. Разобраться с индуктивной нагрузкой немного сложнее. Электрический ток при прохождении через обмотки катушки трансформатора генерирует электромагнитное поле, которое, в свою очередь, наводит (индуцирует) электрический ток в другой паре обмоток. Никакой работы при этом не производиться, но, несмотря на это, определенное количество электрической энергии затрачивается на насыщение обмоток трансформатора и генерирование магнитного поля. Силовой трансформатор, не подключенный к какому-либо устройству, является примером