Контроль состояния выхода в сериях блоков питания на DIN-рейку от компании MEAN WELL
Одним из наиболее важных факторов эксплуатации любой электрической и/или электронной схемы является возможность контроля ее работоспособности. Для подсистемы питания это, в первую очередь, контроль наличия выходного напряжения. Практически все блоки питания на DIN рейку компании MEAN WELL имеют светодиодную индикацию контроля состояния основного выхода блока питания DC OK. Светодиод, расположенный на лицевой панели блока питания, позволяет визуально произвести контроль наличия выходного напряжения блока питания, а также оценить его работоспособность.
Светодиодная индикация состояния выхода DC OK
Однако, использование только светодиодной индикации для контроля состояния выхода не всегда удобно, особенно если требуется дополнительный контроль состояния выхода блока питания отдельным устройством или схемой, например, в составе системы «умного» дома или системы автоматизации. В этом случае лучше использовать блоки питания с дополнительным выходом DC OK.
Наиболее простым способом реализации контроля состояния блока питания DC OK является использование активного выхода. Активный выход DC OK представляет собой отвод от основного выхода блока питания, на котором можно получить логический уровень 1 или 0 в зависимости от состояния основного выхода блока питания (стабилизированное напряжение по уровню +5В), подключить светодиод или реле. Такой способ нашел своё применение в маломощных блоках питания на DIN рейку серий MDR-10 и MDR-20. Сопротивление нагрузочного резистора или обмотки маломощного реле в зависимости от напряжения питания по основному каналу блока питания на примере MDR-20 представлен на рисунке:
Активный выход DC OK в блоках питания серии MDR-20 и способы его использования
Второй вариант дополнительного контроля состояния выхода блока питания на DIN рейку представляет собой релейный контакт, также еще называемый «сухой контакт». Фактически в состав импульсного трансформатора блока питания добавляется еще одна вторичная обмотка, к которой подключена обмотка электромагнитного реле, контакты которого выведены на клеммную колодку для подключения внешней цепи контроля, то есть контакты этого реле и представляют собой выход DC OK. Таким образом обеспечивается полная гальваническая развязка как от входа блока питания, так и от его основного выхода. «Сухой контакт» опять же удобен тем, что позволяет в качестве контрольной схемы использовать практически любое устройство, с любым напряжением питания, а не только с тем, которое есть на основном выходе блока питания.
Блок-диаграмма источника питания с релейным выходом DC OK и состояния этого выхода
Учитывая, что для реализации такого выхода контроля состояния DC OK требуется дополнительное место в корпусе блока питания для размещения электромагнитного реле, то этот способ применяется только для достаточно мощных и крупных блоков питания на DIN рейку – MDR-40, MDR-60, MDR-100, а также все блоки питания серий WDR.
Dc ok на блоке питания что это
Сообщение сайта
Никитун
Просмотр профиля
Сообщений: 0
Регистрация: 26.8.2003
Иванов Андрей
Просмотр профиля
Сообщений: 0
Регистрация: 17.10.2003
Annihilator
Просмотр профиля
Сообщений: 1
Регистрация: 7.10.2004
Lex
Просмотр профиля
Сообщений: 15
Регистрация: 26.8.2003
Никитун
Просмотр профиля
Dc ok на блоке питания что это
Контроль состояния выхода в сериях блоков питания на DIN-рейку от компании MEAN WELL
Одним из наиболее важных факторов эксплуатации любой электрической и/или электронной схемы является возможность контроля ее работоспособности. Для подсистемы питания это, в первую очередь, контроль наличия выходного напряжения. Практически все блоки питания на DIN рейку компании MEAN WELL имеют светодиодную индикацию контроля состояния основного выхода блока питания DC OK. Светодиод, расположенный на лицевой панели блока питания, позволяет визуально произвести контроль наличия выходного напряжения блока питания, а также оценить его работоспособность.
Светодиодная индикация состояния выхода DC OK
Однако, использование только светодиодной индикации для контроля состояния выхода не всегда удобно, особенно если требуется дополнительный контроль состояния выхода блока питания отдельным устройством или схемой, например, в составе системы «умного» дома или системы автоматизации. В этом случае лучше использовать блоки питания с дополнительным выходом DC OK.
Наиболее простым способом реализации контроля состояния блока питания DC OK является использование активного выхода. Активный выход DC OK представляет собой отвод от основного выхода блока питания, на котором можно получить логический уровень 1 или 0 в зависимости от состояния основного выхода блока питания (стабилизированное напряжение по уровню +5В), подключить светодиод или реле. Такой способ нашел своё применение в маломощных блоках питания на DIN рейку серий MDR-10 и MDR-20. Сопротивление нагрузочного резистора или обмотки маломощного реле в зависимости от напряжения питания по основному каналу блока питания на примере MDR-20 представлен на рисунке:
Активный выход DC OK в блоках питания серии MDR-20 и способы его использования
Второй вариант дополнительного контроля состояния выхода блока питания на DIN рейку представляет собой релейный контакт, также еще называемый «сухой контакт». Фактически в состав импульсного трансформатора блока питания добавляется еще одна вторичная обмотка, к которой подключена обмотка электромагнитного реле, контакты которого выведены на клеммную колодку для подключения внешней цепи контроля, то есть контакты этого реле и представляют собой выход DC OK. Таким образом обеспечивается полная гальваническая развязка как от входа блока питания, так и от его основного выхода. «Сухой контакт» опять же удобен тем, что позволяет в качестве контрольной схемы использовать практически любое устройство, с любым напряжением питания, а не только с тем, которое есть на основном выходе блока питания.
Блок-диаграмма источника питания с релейным выходом DC OK и состояния этого выхода
Учитывая, что для реализации такого выхода контроля состояния DC OK требуется дополнительное место в корпусе блока питания для размещения электромагнитного реле, то этот способ применяется только для достаточно мощных и крупных блоков питания на DIN рейку – MDR-40, MDR-60, MDR-100, а также все блоки питания серий WDR.
Выбираем блок питания — руководство Hardwareluxx (2022)
Сразу же отметим, что мы не будем глубоко погружаться в технологии блока питания. Если вам интересно изучить их более детально, рекомендуем материал наших коллег, например. Для упомянутого выше преобразования сети 230 В в низкие напряжения компьютера в блоке питания предусмотрены несколько этапов. Сначала выполняется фильтрация, которая позволяет устранить помехи со стороны электрической сети. Кроме того, и сам блок питания не будет является источником помех, чтобы не влиять на другие чувствительные устройства квартиры.
После входного фильтра следует этап активного корректора мощности PFC, снижающего нагрузку на электрическую сеть. Компенсация обеспечивает отсутствие всплесков тока потребления на вершине синусоиды питающего напряжения и равномерную нагрузку на силовую линию. На входе PFC выполняется выпрямление тока.
MOSFET и ШИМ-контроллер обеспечивают подачу напряжения высокочастотными импульсами (до 125 кГц) на трансформатор, которое уже преобразуется в меньшие напряжения. Высокочастотные импульсы меньшего напряжения выпрямляются, что и дает постоянный ток, как правило, 12 В у современных БП.
В современных и дорогих БП выпрямление тока со вторичной обмотки трансформатора выполняется дополнительными MOSFET по технологии «Synchronous Rectification» — синхронных выпрямителей. Для блоков питания с поддержкой DC-DC вторичные напряжения 3,3 В и 5 В создаются из линии 12 В с помощью преобразователей постоянного тока. В случае менее эффективной групповой стабилизации вторичные напряжения брались напрямую из обмоток основного трансформатора, в результате нагрузка по одной линии влияла на другие, что снижало качество напряжений. Способ DC-DC в данном отношении дает намного более высокое качество.
Точные и качественные выходные напряжения всегда были отличительной high-end блоков питания. Впрочем, за последние годы преобразование напряжений у всех фирменных блоков питания существенно улучшилось. И мы уже давно не получали в тестовую лабораторию блок питания от известного бренда, у которого наблюдались бы проблемы с преобразованием напряжений.
Нынешнее состояние технологии хорошо иллюстрируется диаграммой Seasonic, слева показана «очень хорошее» преобразование напряжений, справа — еще более качественное «Micro Tolerance Load Regulation», которое Seasonic внедрила с линейкой PRIME Series. Высота серых столбцов соответствует допуску ±5%, возможному по стандарту ATX Design Guide, синие столбцы означают «обычный стандарт Seasonic» ±1%, а в случае MTLR мы получаем вообще диапазон ±0,5%, который подтверждается в наших обзорах.
Впрочем, здесь стоит упомянуть, что подобные технологии нацелены, скорее, на перфекционистов. Для стабильной работы компьютера в штатном режиме достаточно обычного диапазона ATX Design Guide. Поэтому в наших тестах мы проверяем блоки питания, в первую очередь, на соответствие данному стандарту. Но более высокое качество преобразования не помешает, не так ли?
Разные типы преобразований — топологии
Применительно к блокам питания часто указывают термин «топология». Он подразумевает принцип основного преобразования напряжений в блоке питания. Другие области современного блока питания, такие как входной фильтр, PFC или выпрямление вторичных напряжений, обычно более-менее одинаковы. Топология показывает, как именно ток примерно 380 В от основных конденсаторов превращается в напряжения на вторичных обмотках трансформатора. Здесь важны как ШИМ-контроллер, так и MOSFET в схемах полного или половинного моста (full bridge, half bridge) и дополнительные пассивные элементы.
Вероятно, наиболее известной топологией среди high-end БП является резонансное преобразование LLC. Здесь в дополнение к основному дросселю (L) используются дополнительный дроссель (L) и конденсатор (C), которые образуют колебательный контур. Цепь LLC обеспечивает почти идеальный сигнал переменного тока в виде синусоиды. Что дает максимальную эффективность работы основного трансформатора. Конечно, здесь важны и характеристики MOSFET.
Трансформатор Seasonic PRIME
Топология резонансного преобразования LLC сначала появилась в high-end блоках питания, но сегодня она встречается и в продуктах для массового рынка, в том числе БП Seasonic Focus Gold. В любом случае, LLC чаще всего остается прерогативой верхнего сегмента рынка из-за стоимости реализации.
Топология резонансного преобразования LLC была реализована еще в блоках питания Seasonic X-Series, которые стали в 2009 году первыми БП 80 PLUS Gold, задав новую планку эффективности. Линейка X-Series стала одним из основных факторов, которые помогли Seasonic завоевать значительную долю рынка БП. Из других топологий можно отметить «Active Clamp», которая обеспечивает хорошую эффективность при умеренных затратах, особенно на среднем сегменте мощности. Другие классические топологии, такие как Double Forward, сегодня остались лишь на начальном сегменте.
Dc ok на блоке питания что это
Сообщение сайта Никитун
Просмотр профиля
Сообщений: 0
Регистрация: 26.8.2003
Иванов Андрей
Просмотр профиля
Сообщений: 0
Регистрация: 17.10.2003
Annihilator
Просмотр профиля
Сообщений: 1
Регистрация: 7.10.2004
Lex
Просмотр профиля
Сообщений: 15
Регистрация: 26.8.2003
Никитун
Просмотр профиля
Dc ok на блоке питания что это
Итак, после многочисленных вопросов и непоняток, я решил как-то попытаться объяснить как можно подробнее принцип работы, конструкцию и требования к работе блоков питания (БП). Разумеется, часть статьи будет не понятна многим из-за использования терминов касающихся электроники, но всё же это не тупик, вы можете задать вопросы на нашем форуме, на которые мы вам постараемся как можно более доходчиво ответить.
Начнём с очень простого объяснения.
Принципы работы и назначение блоков питания
Блок питания это преобразователь электрической энергии поступающей из сети переменного тока в энергию, которая предназначена для питания всей аппаратной части персонального компьютера (ПК). Стандартное входное питание (сеть) это 220В 50Гц (или, как, например, в Японии 120В 60Гц). Выходы постоянного тока в +5В, +12В и +3,3В +3,3В и +5В используются для питания всех микросхем и электроники, +12В используются для питания электродвигателей, как моторы в CD/DVD приводах или жёстких дисках, также от +12В питаются вентиляторы. Разумеется все электродвигатели или любой электронный компонент нуждается в стабильном питании, также имеются оптимальные значения напряжений, это +/- 0.5В отклонения от нормальных. Повышая (к примеру) 3.3В на 3.8В компонент, питающийся из данного источника понесёт огромную перегрузку, а также может прийти в негодность.
Итак, разберём каждый канал питания по отдельности.
Питание +12В в основном (как сказано выше) предназначено для питания электродвигателей, данный источник должен обеспечивать большой выходной ток, особенно в компьютерах с большим количеством приводов и жестких дисков. Также вентиляторы потребляют энергию с данного источника. Потребление вентилятора составляет от 100 до 250мА (миллиампер). На данный момент это значение ниже, от 50 до 100мА. БП работает в прерывистом режиме, т.е. если напряжение выходит за штатные пределы, он «притормаживает» до нормализации. В большинстве блоков питания, перед получением разрешения на запуск системы проходит внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После завершения самотестирования, на материнскую плату посылается сигнал «Power_Good» (в переводе «Питание в Норме»). Если сигнал не поступает, материнская плата откажет в запуске. Также существует проблема нестабильности внешней сети (линия 220В или 120В), она может оказаться ниже или выше, что приводит к перегреву БП. Если напряжения выходят из нормы, сигнал Power_Good пропадает, и это приводит к принудительному выключению системы. Бывают случаи, когда при запуске ПК вентиляторы реагируют, а сам ПК не подаёт признаков жизни. Это происходит, когда сигнал Power_Good не поступает, но блок питания за неправильно выполненной защитной схемой начинает подачу энергии. Правильно выполненная схема уже на материнской плате должна отказаться от старта системы, т.к. жёсткие диски и другие приводы не имеют данной схемы и могут очень быстро сгореть.
Данный метод защиты был разработан компанией IBM. Они предусмотрели факт того, что далеко не все имеют UPS и стабилизаторы, а сеть «в розетках» безжалостно скачет если ваш сосед решил включить сварочный аппарат чтобы сварить решетку на балконе :-). Температура очень сильно влияет на стабильность работы. Зная что выходные диоды это полупроводники (полупроводник, как и любой другой материал, меняет своё сопротивление току при изменении температуры) помимо того, что они становятся резисторами, они ещё и перестают успевать «закрываться», что приводит к моментальному сгоранию БП и бывают случаи когда и ПК тоже, но об этом мы поговорим подробнее позже.
Вернёмся к сигналу Power_Good: данный сигнал используется для ручного сброса. Он подаётся на микросхему тактового генератора, эта микросхема управляет формированием тактовых импульсов и вырабатывает сигнал начальной перегрузки. Если сигнальную цепь Power_Good заземлить, то генерация тактовых сигналов прекратится и процессор остановится, после размыкания вырабатывается кратковременный сигнал начальной установки процессора и разрешается прохождения сигнала Power_Good для выполнения АППАРАТНОЙ ПЕРЕЗАГРУЗКИ ПК.
Подробнее о сигнале Power_Good
Сигнал имеет напряжение +5В (может гулять от 4 до 6). Вырабатывается, как уже сказано выше, после самопроверки. Разрыв между ОК всей системы и подачи сигнала где-то 0.1-0.5 секунд. Поступающий сигнал идёт напрямую к тактовому генератору, который формирует сигнал для начальной установки процессора. Если сигнал Power_Good отсутствует, тактовый генератор постоянно будет подавать сигнал сброса на процессор, чтобы он не смог начать работать на зашкаленных уровнях питания. Как только поступает сигнал, функция сброса отключается и выполняется инициализация программы записанной в BIOS (rom) по адресу ffff:0000
В хороших, правильных БП сигнал Power_Good поступает только после того, как питание во всех каналах нормализуется, обычные, дешевые, могут начать подачу сигнала, даже если тест ещё не пройден. Тут стОит вспомнить материнскую плату Soyo Ultra Dragon Platinum КТ333 которая инициализировалась с задержкой 3-4 секунды, это что ни на есть, идеально выполненная система защиты. Материнская плата имеет чип на входе питания, который не позволит начать работать компонентам до тех пор, пока показатели напряжения не нормализуются. Зачастую на блоках питания данной самопроверки вообще нет, просто ставят один выход +5В на провод, где должен идти Power_Good сигнал. Бывает что после замены материнской платы, компьютер начинает безжалостно «глючить», это объясняется тем, что некоторые мат платы более чувствительны к подаче питания.
Вопрос о питании (мощности) и их параметрах
На самом деле, мощность блока питания в 300 Вт, предостаточно для десктоп компьютера, но есть один небольшой нюанс: качество блоков питания приводит к слишком большим скачкам напряжения, при использовании блока питания хотя бы более чем на 50%! A теперь я углублюсь в дебри, а точнее в элементарные понятия электроники и объясню «как и почему».
Блоки питания для компьютера имеют одну платку, а не огромный трансформатор, который порой приходилось катать на тележке :-). Как это смогли сделать? Решение этому было гениальное: изобретение «импульсного блока питания».
Теперь, я объясню принцип работы трансформатора с тележкой и импульсного. Трансформатор работает по принципу индукции, т.е. имеется 2 обмотки: одна входная (допустим 220В 50Гц) и вторая на выходное напряжение. Чтобы между обмотками всё же сработал «физический закон индукции», обмотки должны иметь общий стержень, а точнее сердечник, который является сбором множества стальных пластинок формой «Е» и «I», это и есть проводник между обмотками. Мощный трансформатор (с выходом допустим на 12В и 300Вт (300/12=25А)) может перевалить за 10-15 Кг, плюс к этому, понадобится трансформатор на 5 и 3.3 вольт, что будет ещё где-то 5кг.
Всё это было, и старые компьютеры «ВЦ» работали на трансформаторах занимающих огромное пространство. Но компании должны были придумать нечто новое, чтобы пользователи могли носить свой ПК на руках, а не на телеге. Тут и пришло время затронуть импульсные блоки питания, которые раньше просто-напросто не могли быть реализованы за нехваткой технологии.
Чего нам надо от блоков питания?
Да собственно не так уж и много.
1. Давать стабильное напряжение на выходах (в случае компьютера 12, 5 и 3.3 вольт).
2. Иметь хорушую систему деления линии 220В и вашего ПК (именно плохие системы приводят к копоти на платах — естественно уже годных только для подвешивания на стену на память).
Немного на первый взгляд? Всё просто, пока не копаешь глубже. Давайте рассмотрим базовую схему работы БП (а точнее, все этапы которые проходит ток для его преобразования).
На выходе не абсолютно постоянное напряжение, а постоянное/прерывистое (т.е. уходит из заданного напряжения в определённом ранге. К примеру, 12В может гулять на 0.5В максимум — идеальный вариант, но, естественно, по ряду причин, которые объясню далее, гуляет напряжение сильнее).
Опять хочется напомнить, что многие блоки питания «вываливают» за штатные значения на 2 Вольта и это при нагрузке всего на 60% номинала! Это может приводить к непонятным перегрузкам «ни с того, ни с сего» или зависаниям посреди ответственной работы. Что могут сказать люди при этом? «ВиндоZе маст дай» или «Билл Гейтс Ка3ел», хотя ни одно, ни другое этому не причина. Хочется дать небольшой совет по поведению: прежде чем судить что-то или просто сказать «атцтой», проверьте, вы действительно правы? Может это проблема hardware? Как говорят «7 раз отмерь, потом отрежь» так же и тут: «семь раз проверь, потом суди» (извините за отклонение от темы :))
Некоторые признаки, по которым можно узнать, настоящий это китаец с завода «Thermaltake» или это фабрика «Нид фо Чайниз андерграунд 2»
Один из самых важных моментов стабилизации в блоке питания — это трансформатор/дроссель который должен быть «в компании» конденсаторов-фильтров.
всё ок, никаких претензий
нет фильтров
«Фулл Чайниз андерграунд» — нет ни фильтров, ни дросселя (вот это хуже Фредди Крюгера, т.к. может убить не только ночью во сне, а когда угодно). Как видно, всё зашунтированно
Вот интересный пример, когда, опять же, не виноват Билл Гейтс: старые холодильники делались с моторами-монстрами, которые спустя много-много лет работы стали создавать помехи, а ко всему прочему, стартовый конденсатор уже почти негоден. При включении «этого существа» в сети происходит перестройка, а блок питания без фильтров и дросселя просто даст «выброс» на выходе, и конечно же люди не станут сваливать вину на холодильних «Сибирь», который по словам бабушки работает лучше всяких там «Whirpool» и «Daewoo». Как всегда крайним будет Билл Гейтс.
Силовой трансформатор. Чем он больше — тем лучше (больше запас по токам насыщения).
Нормальный трансформатор должен быть около 4-5 см высотой, а «чайниз андерграунд» бывают и по 2 см.
Как и в ранее объясненном случае (отсутствие дросселя) бывают и более серьёзные ситуации: дроссели выходных фильтров и варисторов на их выходах.
По формуле, напряжение на конденсаторах за пол периода входной частоты падает на величину, которая определяется ёмкостью конденсатора и мощностью нагрузки. Падение на конденсаторах 470 микрофарад на блоке питания в 200ватт (реальных) составит около 30В, а на «чайниз андерграунд» с 330 микрофарад падение может составлять порядка 60-70В. Объяснять думаю не надо, понятно какая разница между ними (огромная — одним словом).
О диодах «клапанах»: например, диоды которые стоят на выпрямителях тока мощные, но они медленные (у диодов и транзисторов есть скорость открытия и закрытия при определённом проходящем токе, т.е. диоды работающие на более чем 20А и при этом должны открыватся и закрыватся с большой частотой, очень сложные и дорогие. В первую очередь они стойкие на температуру. ). Часто дешeвые блоки питания имеют два диода «жестко спаянных» друг с другом и подвешенных на аллюминевый радиатор. Что это значит? Что тепло они могут отдавать только по лапкам, толщиной в 2мм. Эти бедолаги зашкаливают за максимальную температуру и начинают «пахнуть» и часто не просто сгорают, а ещё и «уносят с собой в могилу абсолютно всё», т.к. могут остаться открытыми и наполнить конденсатор внештатными напряжениями, которое кушает наш компьютер и верно умирает. Это всё печально, но это одна из многих причин «горения БП». В дорогих БП, эти диоды залиты в силиконовый корпус, который сам теплопроводный, а диоды (полупроводниковое соединение) монтированы на металлическую пластину, которая опирается на теплопроводную резинку и всё это прикрепленно к радиатору. Такие блоки практически никогда не горят от перегрева диодов, т.к. помимо этого, эти диоды ИДЕНТИЧНЫ по всем характеристикам, а «спаянные» могут и отличаться, создавая таким образом дополнительную нагрузку на самих себя и на их транзисторы контроллеры.
Теперь, имея схему того «как работает эта зверушка» можно понять, почему я говорил про сбои напряжения на выходе. Измерив осциллографом выходной ток, можно увидеть что он почти ровный без нагрузки, а подключив один жесткий диск в 1Гб уже получим скачки в 300мв, подключив пару 20Гб дисков, можно увидеть и +/- 1В, а если ещё и всю сеть компьютера питающуюся с 12В, можно увидеть более чем 2В скачки. При таких режимах работы, компьютер будет глючить, виснуть и приходить в негодность в очень короткие сроки. Мощные блоки питания (