Нагрузка для блока питания atx. Регулируемая электронная нагрузка для проверки блока питания. Схема. Скорость вращения вентилятора и прирост температуры

При тестировании мощных блоков питания используется электронная нагрузка, например, для принудительной установки заданного тока. На практике часто применяются лампы накаливания (что является плохим решением из-за низкого сопротивления холодной нити) или резисторы. На сайтах интернет-магазинов доступен для покупки модуль электронной нагрузки (по цене около 600 рублей).

Такой модуль имеет следующие параметры: максимальная мощность 70 Вт, длительная мощность 50 Вт, максимальный ток 10 А, максимальное напряжение 100 В. На плате имеется измерительный резистор (в виде изогнутого провода), транзистор IRFP250N, TL431, LM258, LM393. Чтобы запустить модуль искусственной нагрузки необходимо закрепить транзистор на радиаторе (лучше оснастить вентилятором), включить потенциометр, обеспечивающий регулировку тока и подключить источник питания 12 В. Вот упрощенная структурная схема:

Разъем V- V+ используется для подключения проводов, соединяющих испытуемое устройство, последовательно с этой цепи стоит включить амперметр для контроля заданного тока.

Питание подводится на разъем J3, само устройство потребляет ток 10 мА (не считая потребления тока вентилятора). Потенциометр подключаем к разъему J4 (PA).

Вентилятор на 12 В можно подключить к разъему J1 (FAN), на этом разъеме присутствует напряжение питания с разъема J3.

На разъеме J2 (VA) есть напряжение на клеммах V- V+, можем подключить здесь вольтметр и проверить, что за напряжение на выходе нагрузки источника питания.

При токе 10 А, ограничение непрерывной мощности до 50 Вт приводит к тому, что напряжение на входе не должно превышать 5 В, для мощности 75 Вт, напряжение 7.5 В соответственно.

После тестирования с блоком питания в качестве источника напряжения подключили аккумулятор с напряжением 12 В, чтобы не превышать 50 Вт — ток не должен быть больше 4 A, для мощности 75 Вт — 6 A.

Уровень колебаний напряжения на входе модуля является вполне приемлемым (согласно осциллограммы).

Схема принципиальная эл. нагрузки

Это не 100% точная схема, но вполне похожая и неоднократно собранная людьми. Есть и рисунок печатной платы.

Принцип действия

Транзистор — МОП-транзистор с каналом N-типа, с большим током Id и мощностью Pd и меньшим сопротивлением RDSON. От его параметров будут зависеть предельные токи и напряжения работы блока искусственной нагрузки.

Был использован транзистор NTY100N10, его корпус to-264 обеспечивает хорошее тепловыделение, а его максимальная мощность рассеивания 200 Вт (зависит от радиатора, на котором его разместим).

Вентилятор также необходим, для его управления применен термистор RT1 — при температуре 40 oC он отключает питание и опять включает когда температура радиатора превышает 70 oC. При нагрузке 20 А, резистор должен иметь мощность 40 Вт и быть хорошо охлажден.

Для измерения тока использован амперметр на популярной микросхеме ICL7106. Схема не требует настройки, после правильной сборки работает сразу. Нужно только подобрать R02 чтобы минимальный ток составлял 100 мА, также можно выбрать значение R01 чтобы максимальный ток не превышал 20 А.

С самого начала определился, что буду проверять работу БП под нагрузкой при выходных напряжениях 14 и 28 вольт (ну вот так захотелось). Замерил при помощи мультиметра токопотребление нагрузочных лампочек, оно оказалось от 120 mA при 14 вольтах, до 190 mA при 28 вольтах. Наблюдая визуально при замерах степень накала вольфрамовой нити, стало очевидно, что проверяя БП при напряжении 28 вольт в нагрузочную параллель надо ставить не одну, а две последовательно соединённые лампочки. Итак, блок питания включён и к его выходным клеммам подключен базовый модуль (розетка РП14-30) электрической нагрузки, пока ещё без самой нагрузки.

Сборка этого элементарного устройства описана в статье « ». Первая часть проверки будет при Uвых = 14V, в нагрузочную параллель ставим по одной лампочке вот так:

Для точности эксперимента решаю не ограничиваться показаниями амперметра БП и последовательно нагрузке подключить мультиметр на пределе 10А постоянного тока. Выставляю выходное напряжение 14 вольт и вставляю в розетку лампочки до тех пор, пока выходное напряжение блока питания «не просело» (стрелка вольтметра БП начала движение влево по шкале от деления обозначающего 14 вольт).

Итак, согласно непредвзятых показаний мультиметра имеется выходной ток в 900mA. Однако совсем немного. Вторая часть проверки будет при Uвых = 28V, в нагрузочную параллель ставим по две последовательно соединённые лампочки (вот тут-то и пригодился средний, незапаянный ряд контактов на розетке).

Выставляю выходное напряжение 28 вольт и также вставляю в розетку пары лампочек до момента «просадки» выходного напряжения. Этот момент наступил, когда сила тока, потребляемого нагрузкой, достигла значения в 1А.

Да, мои честолюбивые ожидания не сбылись. Подпрыгнуть «выше крыши» не получилось. Однако при этом остаюсь доволен проведённой проверкой работы БП при помощи использованной электрической нагрузки. Всё просто – подсоединил к выходу блока питания розетку, вставляй лампочки и смотри на вольтметр, как напряжение «надумало» падать посмотри на амперметр. Дополнительно, сам собой отпал вопрос - «нужно ли делать ещё один блок питания?». С пожеланием успеха, Babay . Россия, Барнаул .

Обсудить статью ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА БЛОКА ПИТАНИЯ

Проверять неисправный БП компьютера, подключая его к исправному системному блоку чревато выходом материнской платы и другого оборудования из строя. Ведь неизвестно, какие напряжения выдает БП, и если они завышены, то последствия могут быть серьезные, вплоть до выхода из стоя материнской платы. Поэтому проверять и ремонтировать БП безопаснее и удобнее, подключая его к Блоку нагрузок. Блок нагрузок не сложно сделать самостоятельно и это целесообразно, если приходится периодически сталкиваться c необходимостью проверки блоков питания компьютеров.

Электрическая схема Блока нагрузок

Приведенная схема Блока нагрузок и индикации наличия напряжений, не смотря на свою простоту, позволяет даже без измерительных приборов, с помощью этого простейшего испытательного стенда моментально оценить работоспособность любого БП компьютера, даже не извлекая его из системного блока.

Для полноценной проверки БП компьютера, достаточно нагрузить его на 10% от максимальной мощности. Исходя из этих требований и выбраны номиналы нагрузочных резисторов стенда R1-R5 по шинам +3,3 В, +5 В и +12 В соответственно. Резисторы R6-R12 служат для ограничения тока через светодиоды для индикации наличия напряжений VD1-VD7. Выключатель S1 эмитирует ключевой транзистор на материнской плате включения блока питания, как будто нажимается кнопка на системном блоке «Пуск». Переключатель служит для коммутации шин питающих напряжений к розетке, предназначенной для подключения измерительных приборов – вольтметра и осциллографа.

Конструкция Блока нагрузок и индикации напряжений

Все детали Блока нагрузок собраны в корпусе блока питания от компьютера, отслуживший свой срок.

На одной из сторон установлены светодиоды, выключатель S1, розетка для подключения измерительных приборов и переключатель для коммутации.

На противоположной стороне стенда, на месте, где подключался шнур питания, закреплена печатная плата с двумя разными разъемами для возможности подключения любых моделей блоков питания. Плата вместе с разъемами выпилена из неисправной материнской платы. Снизу прикручены четыре ножки, которые улучшают отвод тепла и не дают винтам царапать поверхность стола.

Монтаж элементов стенда выполнен навесным способом. Резистор R5 мощностью 50 Вт закреплен на уголке, который привинчен к дну корпуса. Остальные мощные резисторы привинчены к алюминиевой пластине. Пластина закреплена к дну винтами на стойках. Светодиоды вклеены в отверстия корпуса клеем Момент, на их ножки напаяны токоограничительные резисторы. Так как при подключении источника питания, на нагрузочных резисторах выделяется много тепла, то в корпусе стенда оставлен родной кулер, который заодно выполняет функцию нагрузки по цепи -12 В. Резисторы R1-R5 применены переменные проволочные типа ППБ.

Проволочные переменные резисторы ППБ можно с успехом заменить постоянными типа ПЭВ, С5-35, С5-37, подключив их, как показано на схеме, подойдут и автомобильные лампочки, подобранные по мощности. Можно резисторы намотать и самостоятельно из нихромовой проволоки . Светодиоды можно применить любого типа. Для индикации напряжений положительной и отрицательной полярности лучше применить светодиоды разного цвета свечения. Для положительной полярности – красного, а для отрицательной – зеленого цвета.

Проверка БП компьютера

Проверку Блока питания компьютера проводить просто, достаточно подключить разъем блока к разъему Блока нагрузок и подать штатным шнуром на блок питания 220 В.

Когда выключатель S1 находится в разомкнутом положении, то должен светиться только один светодиод +5 B_SB. Это говорит о том, что схема формирования дежурного напряжения +5 В SB в Блоке питания работает и источник готов к запуску. После включения S1 сразу же должен заработать кулер и засветиться все светодиоды, кроме светодиода VD5, Power Good. Он должен засветиться с задержкой 0,1-0,5 секунд. Это время задержки подачи питающих напряжений на материнскую плату на время переходных процессов в Блоке питания при запуске. Отсутствие задержки может вывести материнскую плату из строя из-за подачи на нее ненормированных напряжений.

Если происходит так, как я описал, то Блок питания исправен. При размыкании S1 все светодиоды должны погаснуть, кроме, VD4 (+5 B SB). Напряжение -5 В в последних моделях Блоков питания компьютеров отсутствует и светодиод может не светиться. В Блоках питания последних моделей может также отсутствовать напряжение -12 В.

Для более детальной проверки Блока питания компьютера, необходимо подсоединить к разъему на лицевой стороне стенда-тестера вольтметр постоянного тока , мультиметр или стрелочный тестер, включенный в режим измерения постоянного напряжения и осциллограф. Устанавливая переключатель на стенде в нужные положения, проверяются все напряжения, а с помощью осциллографа измеряется размах пульсаций. Как видите, практически за минуту с помощью сделанного своими руками нагрузочного стенда, можно проверить любой Блок питания компьютера даже без приборов, не подвергая риску материнскую плату.

Отклонение питающих напряжений от номинальных значений и размах пульсаций не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Напряжение +5 В SB (Stand-by) – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.

Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.

При измерении напряжений «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» – к контактам в разъеме. Можно проводить измерения выходных напряжений непосредственно в работающем компьютере.

Эта простая схема электронной нагрузки может быть использована для тестирования различных видов блоков питания. Система ведет себя как резистивная нагрузка с возможностью регулирования.

С помощью потенциометра мы можем зафиксировать любую нагрузку от 10мА до 20А, и такое значение будет поддерживаться независимо от падения напряжения. Величина тока непрерывно отображается на встроенном амперметре — поэтому нет необходимости для этой цели использовать сторонний мультиметр.

Схема регулируемой электронной нагрузки

Схема настолько проста, что практически любой желающий может собрать ее, и думаю, она будет незаменима в мастерской каждого радиолюбителя.

Операционный усилитель LM358 делает так, чтобы падение напряжения на R5 было равно значению напряжения заданного с помощью потенциометров R1 и R2. R2 предназначен для грубой подстройки, а R1 для точной.

Резистор R5 и транзистор VT3 (при необходимости и VT4) необходимо подобрать соответствующими максимальной мощности, которой мы хотим нагрузить наш блок питания.

Подбор транзистора

В принципе подойдет любой N-канальный MOSFET транзистор. От его характеристики будет зависеть рабочее напряжение нашей электронной нагрузки. Параметры, которые должны заинтересовать нас — большой I k (ток коллектора) и P tot (рассеиваемая мощность). Ток коллектора — это максимальный ток, который может пустить через себя транзистор, а рассеиваемая мощность — это мощность, которую транзистор может отвести в виде тепла.

В нашем случае транзистор IRF3205 теоретически выдерживает ток до 110А, однако его максимальная мощность рассеивания около 200 Вт. Как нетрудно подсчитать, максимальный ток 20А мы можем задать при напряжении до 10В.

Для того чтобы улучшить эти параметры, в данном случае используем два транзистора, что позволит рассеивать 400 Вт. Плюс ко всему нам будет нужен мощный радиатор с принудительным охлаждением, если мы действительно собираемся выжать максимум.

Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня мы с вами займемся сугубо практическим делом. Если вы интересуетесь «железом» компьютера, то хорошо закрепить теоретические знания практикой, правильно?

Допустим, вы купили новый для компьютера. Или вы хотите заменить сгоревший блок другим, бывшим в употреблении.

Можно поставить его сразу (и сыграть в лотерею), но лучше перед установкой проверить. Вы же хотите узнать, как это сделать, не так ли?

Источник дежурного напряжения

Сначала немного теории. Куда же без нее!

Компьютерный содержит в себе источник дежурного напряжения (+5 VSB).

Если вилка блока питания вставлена в сеть, это напряжение будет присутствовать на контакте 21 основного разъема (если разъем 24- контактный).

Этот дежурный источник питания запускает основной инвертор. К этому контакту приходит фиолетовый (чаще всего) провод.

Необходимо замерить это напряжение относительно общего провода (обычно черного цвета) цифровым мультиметром.

Оно должно находиться в пределах + 5 +-5%, т. е. быть в диапазоне от 4,75 до 5,25 В .

Если оно будет меньше, компьютер может не включиться (или будет включаться «через раз»). Если оно будет больше, компьютер может «подвисать».

Если это напряжение отсутствует, питающий блок не запустится !

Облегченная нагрузка блока питания

Если дежурное напряжение находится в норме, необходимо подключить к одному из разъемов нагрузку в виде мощных резисторов (см. фото).

К шине +5 В можно подключить резистор величиной 1 — 2 Ом, к шине +12 В ― величиной 3 ― 4 Ом.

Мощность резисторов должна быть не менее 25 Вт.

Это далеко не полная величина нагрузки. К тому же шина + 3,3 В остается вообще ненагруженной.

Но это необходимый минимум, при котором питающий блок (если он исправен) должен без «вреда для своего здоровья» запуститься.

Резисторы следует припаять к ответной части разъема, который можно взять, например, от неисправного внешнего вентилятора корпуса.

Запуск блока питания

После того как нагрузка подключена, следует замкнуть контакт PS-ON (чаще всего ― зеленого цвета) с соседним общим (обычно черного цвета) проводником.

Контакт PS-ON — четвертый слева в верхнем ряду, если ключ расположен сверху.

Замкнуть можно с помощью скрепки. Блок питания должен запуститься. При этом начнут вращаться лопасти вентилятора охлаждения.

Напоминаем, что компьютерный блок питания лучше не включать без нагрузки!

Во-первых, в нем есть цепи защиты и контроля, которые могут не разрешить основному инвертору запуститься. Во-вторых, в «облегченных» блоках эти цепи могут вообще отсутствовать. В худшем случае дешевый питающий блок может выйти из строя. Поэтому дешевые блоки питания не покупайте!

Контроль выходных напряжений

напряжение + 5 В должно находиться в пределах + 4,75 ― 5, 25 В ,

напряжение +12 В ― в пределах 11,4 ― 12,6 В,

напряжение +3,3 В ― в пределах 3,14 ― 3,47 В

Значение напряжения в канале + 3,3 В может оказаться выше + 3,47 В. Это связано с тем, что этот канал остается без нагрузки.

Но, если остальные напряжения в пределах нормы, то с высокой долей вероятности можно ожидать того, что и напряжение в канале + 3,3 В под нагрузкой окажется в пределах нормы.

Отметим, что допуск 5% в верхнюю сторону для напряжения + 12 В великоват .

Этим напряжением питаются шпиндели винчестеров. При напряжении + 12,6 В (верхняя граница допустимого диапазона) управляющая шпинделем микросхема-драйвер сильно перегревается и может выйти из строя. Поэтому желательно, чтобы это напряжение было поменьше — 12,2 – 12,3 В (естественно, под нагрузкой).

Следует сказать, что могут быть случаи, когда блок на этой нагрузке работает, а на реальной (которая существенно больше), напряжения «проседают».

Но так бывает сравнительно редко, это вызвано скрытыми неисправностями. Можно сделать, так сказать, «честную» нагрузку, имитирующую реальный режим работы.

Но это не так просто! Современные питающие блоки могут отдавать мощность 400 ― 600 Вт и более. Для проверки работы с переменной нагрузкой надо будет коммутировать мощные резисторы.

Необходимы мощные коммутационные элементы. Все это будет греться…

Предварительный вывод о работоспособности можно сделать и при облегченной нагрузке, и это вывод будет достоверен более чем в 90% случаев.

Несколько слов о вентиляторах

Если , бывшего в употреблении, сильно шумит, он, скорее всего, нуждается в смазке. Или, если он сильно изношен, в замене.

Больше всего это касается небольших вентиляторов диаметром 80 мм, которые устанавливаются на заднюю стенку блока питания.

Вентилятор диаметром 120-140 мм для обеспечения необходимого воздушного потока вращается с меньшей скоростью, поэтому шумит меньше.

В заключение отметим, что качественный блок питания имеет «умную» схему управления, которая управляет оборотами вентилятора в зависимости от температуры или нагрузки. Если температура радиаторов с силовыми элементами (или нагрузка) невелика, вентилятор вращаются с минимальными оборотами.

При повышении температуры или увеличении тока нагрузки обороты вентилятора увеличиваются. Это снижает шум.

С вами был Виктор Геронда.