Блоки питания
В электрическую розетку подается переменный ток (alternating current, AC). Однако для работы всех компонентов компьютера необходим постоянный ток (direct current, DC). Для преобразования питания переменного тока в низковольтный постоянный ток служит блок питания, как на рис. 1.
Ниже перечислены блоки питания различных формфакторов, которые получили развитие с течением времени.
- Advanced Technology (AT) — исходный блок питания для устаревших компьютерных систем, который в настоящее время также является устаревшим.
- AT Extended (ATX) — обновленная версия блоков питания AT, тем не менее тоже уже устарела.
- ATX12V — блок питания этого формфактора наиболее часто используется в современных компьютерах. Он оснащен дополнительным силовым разъемом для отдельного питания ЦП на материнской плате. Существует несколько версий ATX12V.
- EPS12V — такие блоки питания изначально разрабатывались для сетевых серверов, однако в настоящее время они получили широкое распространение в высокотехнологичных моделях настольных компьютеров.
Блок питания оснащается разъемами различных типов, как показано на рис. 2. Они используются для питания различных внутренних компонентов, таких как материнская плата и дисковые накопители. Разъемы оснащены «ключами» и спроектированы так, чтобы их невозможно было вставить неправильно. В таблице на рис. 3 представлено описание наиболее распространенных силовых разъемов.
Различные разъемы служат для подачи питания разного напряжения. Как правило, блоки питания дают напряжение в 3,3 В, 5 В и 12 В. Напряжение в 3,3 В и 5 В обычно подается на цифровые микросхемы, а напряжение в 12 В — на двигатели дисковых накопителей и вентиляторы. В таблице на рис. 4 представлены сведения о различных типах напряжения, подаваемого блоком питания.
Блок питания может иметь одну, две или несколько шин питания для определенных напряжений. Шина питания или линия — это печатная плата внутри блока питания, к которой подключены идущие наружу кабели. В блоке питания с одной шиной все разъемы подключены к одной печатной плате, а в блоке питания с несколькими шинами для каждого разъема имеется собственная печатная плата.
Компьютер способен работать при незначительных колебаниях напряжения сети, однако значительное отклонение напряжения может вызвать сбой блока питания.
4.3.9. Критические параметры¶
Для безопасности работы контроллера и двигателя устанавливаются максимальные и минимальные значения токов, напряжений, температур. Выход из допустимого диапазона для любого из этих параметров приводит к тому, что движение прекращается, обмотки мотора обесточиваются, контроллер переходит в состояние Alarm. Выход из состояния Alarm возможен только при устранении причины превышения критического параметра и посылки команды STOP. Настройки используются для всех типов двигателей.
Доступны следующие параметры:
- Low voltage off — определяет минимальное значение напряжения силового питания контроллера (измеряется десятками мВ). Включается флагом Low voltage protection. Иначе минимальный порог отключения не действует. Разумное значение 6000-8000 мВ, для рабочего диапазона питания 12-36В. Эта защита помогает обнаружить момент, когда блок питания отключился из-за срабатывания одной из его защит. Такое может произойти со стабилизированным блоком питания при превышении его рабочей мощности.
- Max current (power) — определяет максимальное значение тока силового питания контроллера (измеряется в мА). Устанавливать разумно в два раза выше, чем максимальный зарегистрированный рабочий ток потребления во время тестов. Для регистрации тока потребления используйте графики XiLab .
- Max voltage (power) — определяет максимальное значение напряжения силового питания контроллера (измеряется десятками мВ). Это ограничение разумно брать на \(20\%\) выше, чем рабочее напряжение блока питания.
- Max current (usb) — определяется максимальное значение тока питания контроллера по USB кабелю (измеряется в мА). Контроллер потребляет ток из шины USB на собственные нужды (150мА) и для питания устройств подключаемых к разъёму мотора (200 мА). В зависимости от наличия дополнительно питаемых устройств ограничение разумно выставлять на 250-450 мА. Шина USB не предназначена для тока выше 500 мА, хотя часто способна выдерживать ток 1000-1500 мА.
- Max voltage (usb) — определяется максимальное значение напряжения питания контроллера по USB кабелю (измеряется десятками мВ). При превышении 5.5В на шине питания USB контроллер может выйти из строя. Поэтому разумным ограничением будет 5.2 В.
- Min voltage (usb) — определяется минимальное значение напряжения питания контроллера по USB кабелю (измеряется десятками мВ). Контроллер не работает, если его питать напряжением ниже 3.6 В по шине USB. Напряжение измеряется на входе в контроллер. В некачественном USB кабеле напряжение на входе и на выходе кабеля различаются при наличии тока потребления. При повышенном потреблении тока необходимо минимум 4.0В. Разумным значением ограничения минимального напряжения будет 3.8 В.
- Temperature — определяет максимальное значение температуры микропроцессора (измеряется десятыми долями градуса Цельсия). Микропроцессор выдерживает рабочую температуру 75 градусов Цельсия, но не перегревается сам по себе. Повышение его температуры может косвенно свидетельствовать о перегреве силовой части платы. Значение порога перегрева разумно выбирать в диапазоне 40-75 градусов.
- ALARM_ON_DRIVER_OVERHEATING — Входить в состояние Alarm по превышению критической температуры драйвера (>125 градусов). Силовой драйвер сигнализирует о приближении его температуры близко к критической. Если драйвер не отключить, то при дальнейшем нагреве он отключит себя сам. Рекомендуется не доводить до принудительного отключения и установить флаг добровольного отключения.
- H_BRIDGE_ALERT — Входить в состояние Alarm при неполадках в силовом драйвере, вызванных безусловным отключение по перегреву или повреждением платы контроллера. Этот флаг должен быть установлен.
- ALARM_ON_BORDERS_SWAP_MISSET — Входить в состояние Alarm обнаружении срабатывания не того концевика, к которому осуществлялось движение (см. Концевые выключатели ). Служит для более понятной индикации срабатывая подсистемы обнаружения перепутанности концевиков. Рекомендуется держать флаг включенным.
- ALARM_FLAGS_STICKING — Этот флаг настраивает «залипание» индикаторов произошедшей ошибки в статусной структуре контроллера. Иначе флаги ошибок активны только пока происходит событие, вызывающее ошибку. Если ошибка носила кратковременный характер и её причина самостоятельно исчезла, то иногда неясна причина попадания в состояние Alarm. Для этого удобно включить «залипание» и на главном окне XiLab диагностировать причину попадания в Alarm.
- USB_BREAK_RECONNECT — Этот флаг настраивает работу блока перезагрузки USB шины при потере связи. При установке этого флага данный блок начинает функционировать и отслеживать потерю связи по USB шине (к примеру, в случае удара статическим разрядом).
Установка параметров описана в меню программы XILab «Настройка предельных параметров контроллера» . Команды установки максимально допустимых значений описаны в руководстве по программированию .
© Copyright 2018, Standa.
Функция защиты от перегрузки в блоках питания MEAN WELL
При организации электропитания электрических и электронных устройств одной из важных функций является защита конечного устройства и источника питания при изменении условий функционирования устройства или его состояния. Так, при выходе из строя устройства или электронных компонентов в его составе может возрасти ток потребления, который может, в свою очередь, привести к выходу из строя источника питания и/или создать возможность возникновения пожара. Поэтому одной из важных функций защиты блока питания является функция защиты от перегрузки (overload protection).
В источниках питания компании MEAN WELL эта функция реализована практически во всех видах корпусных блоков питания, на DIN-рейку и других. По типу реализации есть две основные разновидности: перевод в режим прерывистого питания (hiccup) и режим ограничения выходного тока (constant current limiting) в зависимости от топологии и назначения источника питания. Как правило, переход в режим защиты от перегрузки происходит на 105-150% от номинальной мощности.
Режим прерывистого питания (hiccup) представляет собой периодическое выключение и последующее включение выхода с небольшим периодом, не позволяя блоку питания выдать ток, превышающий максимальный. Для этого режима характерно авто-восстановление выхода при снятии условий, вызвавших перегрузку. Такой режим защиты от перегрузки реализован в блоках питания серий LRS, RS, RSP-200, RSP-320 и других.
Режим ограничения выходного тока представляет собой перевод источника питания в режим стабилизации выходного тока на максимальном уровне. То есть в данном режиме блок питания работает на максимально допустимой для него мощности. Выход из этого режима также происходит как авто-восстановление после снятия условий, вызвавших перегрузку. Этот режим характерен для большинства блоков питания, например, серий HRP, HDR, EDR, NDR и других.
Отдельным видом защиты от перегрузки является автоматическое полное выключение источника питания в серии SE при условии возникновения перегрузки. Выход из режима осуществляется путем повторного включения источника питания (после исчезновения) условий перегрузки.
Еще одной разновидностью является настраиваемая функция защиты от перегрузки для программируемых источников питания моделей большой мощности RSP-2400, RSP-3000, RST-5000, RST-10000. В этих моделях осуществляется выбор требуемого режима защиты от перегрузки с ограничением выходного тока – с последующим отключением через 5 секунд (constant current limiting, shut off after 5 sec), или непрерывной работой в этом режиме (continuous constant current limiting). Выбор режима осуществляется путем установки перемычки на дополнительном разъеме блока питания или установкой DIP переключателя (при наличии) – уточняется по спецификации на блок питания.
Таким образом, понимая характер нагрузки и ее возможное поведение при изменении условий эксплуатации и/или выхода ее из строя, целесообразно подбирать более удобный с точки зрения защиты от перегрузки источник питания.
Предупреждение: следует избегать долговременной работы блока питания в режиме защиты от перегрузки или короткого замыкания, так как это может привести к сокращению срока службы блока питания или его повреждению. Часть моделей блоков питания имеют двухуровневую систему защиты от перегрузки или КЗ. Так, в режиме ограничения уровня выходного тока блок питания может находиться только некоторое предустановленное время, и затем блок питания автоматически выключается или переводится в режим прерывистого питания.
Для консультирования или уточнения информации по источникам питания MEAN WELL обращайтесь по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.
-
- Магазины и оптовые отделы
- Видео
- Новости
- Каталог брендов
- Каталоги автозапчастей
- Акции и спецпредложения
- Калькуляторы
- Обратная связь
Увеличение мощности и функция Current Sharing в блоках питания MEAN WELL
В практике использования импульсных источников питания достаточно часто возникает необходимость увеличения мощности, отдаваемой в нагрузку, например, при изменении условий проекта или в случае наличия блоков питания только одного типа и, при этом не всегда есть возможность приобретения источника питания необходимой (большей) мощности. Решением может быть параллельное соединение импульсных источников питания, при котором происходит увеличение выходной мощности, а также такое подключение можно использовать в качестве системы резервирования питания.
Параллельное соединение импульсных блоков питания допускается при обеспечении соответствующих мер – на положительный вывод +V каждого блока питания ставится защитный диод в прямом включении (анодом к положительному выводу ИП). При этом номинальный ток диода должен быть больше максимального выходного тока блока питания и должен быть предусмотрен радиатор для рассеивания мощности (охлаждения) в случае необходимости – уточняется по характеристикам на диод. Схема подключения двух источников с защитными диодами представлена на рис.1.
Рис.1. Подключение двух импульсных блоков питания для питания мощной нагрузки или резервирования питания
Такой пример подключения уже рассматривался в нашем видео «Параллельное и последовательное включение блоков питания» на примере LRS-350-48. Но по рекомендации производителя такой способ подключения больше подходит для резервирования питания, и приемлем только для источников питания малой и средней мощности.
Поэтому для ряда серий мощных блоков питания компания MEAN WELL разработала функцию Current Sharing, которая позволяет питать мощную нагрузку путем соединения нескольких блоков питания одной серии и одного номинального напряжения в один источник. Особенностью такого подключения является то, что временные характеристики старта и выхода на режим разных блоков питания в параллельном соединении выравниваются, а также и присутствует защита от влияния блоков питания друг на друга в соединении. То есть ток такого объединенного источника уходит только в нагрузку, не оказывая подпитки выходных фильтров и системы управления силовыми ключами блоков питания в сборке, а также происходит выравнивание их потенциалов (выходного напряжения). В зависимости от моделей возможно объединение до 2, 4, и больше источников питания (рис.2).
Рис.2. Подключение 4-х блоков питания с функцией Current Sharing для питания мощной нагрузки
В качестве примера, для корпусных серий блоков питания функцией Current Sharing обладают блоки питания популярных серий RSP-1000, RSP-1500, позволяя получить четырехкратное увеличение мощности (до 4-х блоков питания в одной сборке). Для размещения на DIN рейку функцией Current Sharing оснащены, например, блоки питания серии SDR-960, позволяющие увеличить выходную мощность при параллельном соединении до 3840 Вт (подключение по схеме 3+1).
Параллельное подключение блоков питания с функцией Current Sharing имеет ряд условий, которые должны выполняться для надежной работы и предотвращения выхода из строя блоков питания, поэтому перед подключением необходимо изучить документацию (спецификацию) на используемый блок питания, и подключение производить по схеме из документации.
Для светодиодных серий блоков питания от компании MEAN WELL функция Current Sharing не предусмотрена, поэтому осуществлять параллельное соединение таких блоков питания не допускается. Для питания мощной нагрузки производитель рекомендует подбирать блоки питания подходящей мощности или делить светодиодную нагрузку на небольшие участки, которые могут быть запитаны каждый своим источником питания (рис.3).
Рис.3. Подключение блоков питания светодиодных серий
Для консультирования или уточнения информации по источникам питания MEAN WELL обращайтесь по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.