Блок питания АТХ и АТХ12V

Блок питания АТХ предназначен для питания системных плат одноименных конструктивов. Он значительно отличается от блоков AT как по габаритным размерам, так и по электрическому интерфейсу.

В соответствии с тенденцией к снижению напряжения питания, в блоке АТХ появился источник напряжения +3,3 В. Основным источником (по которому выполняется стабилизация) в первых версиях АТХ был источник +5 В. В по­следующих версиях мощность источника +3,3 В была увеличена, и он стал ос­новным. Для стабилизации напряжения +3,3 В предусмотрена подача внешнего сигнала обратной связи (цепь +3,3VSense). Это позволяет скомпенсировать па­дение напряжения на проводах и контактах (обратная связь снимается с потре­бителя напряжения). В спецификации ATX12Vувеличена мощность цепи +12 В, поскольку основное питание (в том числе и питание регулятора напряжения процессора) выгоднее брать от более высокого напряжения. Здесь появился до­полнительный (независимый) выход +12V2, выведенный на отдельный разъем. Первоначально в блоке присутствовал источник -5 В, в ATX12V версии 2.01 (2004 г.) его изъяли.

Положительные напряжения поддерживаются с точностью ±5 %, отрицатель­ные — с точностью ±10 %. Цепи +3,3V, +5V и +12V должны иметь защиту от превышения напряжения (4,2, 6,3 и 15,0 В соответственно): при превышении напряжения блок должен отключаться.

В интерфейс блока питания введен управляющий сигнал PS-ON#, включающий основные источники +5, +3,3, +12, -12 и-5 В (рис. 3.6). Эти источники выра­батывают напряжения только при удержании сигнала PS-ON# на низком логиче­ском уровне. При высоком уровне или свободном состоянии цепи источники отключены. О нормальном напряжении питания сигнализирует сигнал PW-OK (Power О'Кеу), по действию аналогичный сигналу Р.6. традиционных блоков. Интерфейс управления питанием позволяет чипсету системной платы выпол­нять программное отключение питания.

Блок АТХ имеет дополнительный «дежурный» (standby) маломощный источ­ник с выходной цепью +5VSB, который включается сразу при подаче сетевого напряжения. Он предназначен для питания цепей управления энергопотребле­нием и устройств, активных и в спящем режиме (например, факс-модема, спо­собного при поступлении входящего звонка «разбудить» машину). В первой версии спецификации АТХ он был совсем маломощным (ток 10 мА); впоследст­вии допустимый ток был увеличен до 1 А, а в ATX12V — уже до 2,5 А, что позво­ляет расширить число функций, которые можно выполнять в дежурном режиме.Все питающие и сигнальные провода от блока АТХ к системной плате подклю­чаются одним основным разъемом с надежным ключом. В первоначальной вер­сии (рис. 3.7, а) использовался 20-контактный основной разъем, в ATX12V вер­сии 2.0 его заменили 24-контактным (рис. 3.7, б). Ключевой является форма обрамления каждого контакта (квадратная или со скошенными углами), так что ни сместить, ни перевернуть разъем не удастся. Отдельный 4-контактный разъем для +12 В (рис. 3.7, в) появился в ATX12V. Дополнительный 6-контакт­ный разъем (рис. 3.7, г) не обязателен. Сигнал +3,3VSense первоначально плани­ровалось подавать через дополнительный разъем (рис. 3.7, Э), от которого от­казались. Теперь для этого сигнала используется контакт 11 основного 20-кон­тактного разъема (в 24-контактном этот контакт имеет номер 13), кроме толсто­го провода питания к нему подходит дополнительный тонкий провод обратной связи. На традиционных разъемах подключения накопителей, естественно, со­хранилось традиционное назначение контактов (рис. 3.7 е, ж). Для Serial ATA блок питания имеет специальные разъемы (рис. 3.7, з).

Блоки АТХ выпускаются с различной номинальной мощностью. В табл. 3.1 приведены нагрузочные параметры для некоторых номиналов. Блоки вы­пускаются и в разном конструктивном исполнении, например CFX12V (Compact Form Factor), LFX12V (Lowprofile Form Factor), SFX (для microATX и Flex ATX), TFX12V (Thin Form Factor). Некоторые из них изображены на рис. 3.8.

Расширенная спецификация для блока питания АТХ предусматривает переда­чу информации от датчиков вентилятора на системную плату, что обеспечивает контроль скорости вращения и температуры воздуха. Для этих целей предна­значен дополнительный (необязательный) жгут с разъемом, изображенный на рис. 3.7, е. На дополнительном разъеме также имеются контакты 1394V (+) и 1394R (-) изолированного от «схемной земли» источника напряжения 8-48 В для питания устройств шины IEEE-1394 (FireWire). В спецификациях ATX12V этот разъем не фигурирует.

Цепи блоков питания АТХ имеют стандартизованную цветовую маркировку:

♦ СОМ - черный (соответствует цепи GND традиционных блоков);

♦ +5V — красный;

♦ +12V — желтый;

♦ -5V — белый;

♦ -12V — синий;

♦ +3.3 V — оранжевый;

♦ +3.3V Sense — коричневый;

♦ +5VSB — малиновый (purple);

♦ PS-ON — зеленый;

♦ PW-0K- серый.
Дополнительный разъем:

♦ +3.3V Sense — белый с коричневыми полосками;

♦ FanC — белый с синими полосками;

♦ FanM — белый;

♦ 1394V — белый с красными полосками;

♦ 1394R — белый с черными полосками.

Питание блокнотных ПК

Питание блокнотных ПК значительно отличается от питания настольных — у блокнотных ПК имеется встроенный аккумулятор, обеспечивающий автоном­ную работу в течение нескольких часов. От аккумулятора (напряжение 12-20 В) питается импульсный преобразователь, поддерживающий необходи­мые уровни питающих напряжений. Внешний блок питания (адаптер питания) дает напряжение 12-20 В (зависит от аккумулятора ПК) при питании от сети переменного тока или бортовой сети автомобиля (12 В). В зависимости от мо­дели компьютера, от блока требуется мощность в диапазоне 20-60 Вт. Внешний блок обеспечивает зарядку аккумулятора и работу ПК при наличии питающей сети. Заметим, что такая схема питания от сети (при исправном аккумуляторе) избавляет от необходимости использования источников бесперебойного питания в тех местах, где питающая сеть ненадежна. Возможна работа компьютера и без аккумулятора (но и без защиты от перебоев и провалов напряжения). Внешний блок обеспечивает гальваническую развязку компьютера от питающей сети.

Аккумуляторы для блокнотных и других малогабаритных ПК — довольно сложные и дорогостоящие компоненты: от них требуется большая емкость при ограниченных массе и габаритах. Аккумуляторы имеют внутренние средства контроля уровня заряда, что позволяет оптимизировать процесс их зарядки и прогнозировать момент отключения компьютера из-за разрядки батарей при отсутствии внешнего питания.

Для оптимизации работы блокнотного ПК на нем должна быть установлена программная система управления потреблением (например, PowerGear), отсле­живающая состояние внешнего питания и уровень заряда аккумулятора. Эта система управляет потреблением основных подсистем ПК: процессора, памяти, графического адаптера, винчестера, дисплея, а также информирует пользовате­ля о перспективах отключения. У этих подсистем есть возможность работать быстро (с максимальным потреблением) или экономно (с минимальной произ­водительностью), возможны также промежуточные варианты. Политику управ­ления питанием выбирает и настраивает пользователь.

Питание процессоров

Процессоры первых поколений (до 486) использовали напряжение питания 5 В (за исключением некоторых процессоров для портативных компьютеров). Раз­витие технологии привело к необходимости и возможности снижения напряжения питания до 3,3 В и ниже. Стандартный блок питания AT для процессора обеспечивает только питание 5 В, блок питания АТХ выдает еще и 3,3 В. На системных платах для процессоров с пониженным напряжением питания стали устанавливать дополнительные регуляторы напряжения (Volt Regulation Mo­dule, VRM). В качестве регуляторов для сравнительно маломощных процессо­ров (4-5-го поколений) использовались микросхемы линейных стабилизаторов напряжения фиксированного или управляемого уровня. Эти стабилизаторы просто гасили избыточное напряжение, выделяя при этом избыточную мощ­ность в виде тепла. Для питания относительно мощных процессоров микросхема устанавливается на радиаторе, на некоторых системных платах для процессо­ров 486 в качестве теплоотвода присутствует медная площадка под микросхе­мой на самой печатной плате. Для процессоров с раздельным питанием на пла­те должны стоять два регулятора. На плате АТХ регулятор может быть один, поскольку для питания интерфейса процессора 3,3 В может использоваться непосредственно дополнительная шина источника +3,3 В. Для процессоров 6-8-го поколений линейный стабилизатор был бы слишком неэкономичным — он бы выделял мощность, соизмеримую с потреблением процессора, и требовал бы такого же мощного охлаждения. Низкое напряжение для таких процессоров получают с помощью импульсных преобразователей из более высокого. Снача­ла его получали из основного напряжения +5 В, в системных платах с блоками питания АТХ 12V его получают из +12 В (это позволяет уменьшить токи клю­чевого транзистора и потери мощности).

Напряжение управляемых регуляторов для процессоров 4-5-го поколений за­дается джамперами. Иногда их делают красного цвета, указывая на то, что они отвечают за жизненно важный параметр — напряжение, подаваемое на процес­сор. Для процессоров 6-8-го поколений предусмотрена возможность автомати­ческой установки питающего напряжения в зависимости от имеющегося про­цессора. Здесь напряжение регулятора задается несколькими сигналами VIDx, входящими в интерфейс процессора, — некоторые из них заземлены в процес­соре, чем и выставляется код требуемого напряжения. Таким образом, с пользо­вателя снимается забота об установке напряжения, но вместе с тем он лишается возможности им управлять, например, для разгона. Ряд системных плат позво­ляют выбирать между автоматической и ручной установкой напряжения.

Установленное значение питающего напряжения должно соответствовать но­миналу процессора. Слишком низкое напряжение приводит к неустойчивой ра­боте, слишком высокое может вывести процессор из строя. Системные платы выпускают с регуляторами, поддерживающими номиналы питания для процес­соров, «модных» в текущее время. Чем новее процессоры, тем более низкое пи­тающее напряжение, как правило, им требуется, и невозможность его обеспече­ния регулятором может стать одной из причин отказа от применения нового процессора в относительно старой системной плате. Эта проблема может ре­шаться путем установки процессоров в специальные переходники, содержащие регулятор напряжения (например, «слот-сокет», или даже «сокет-сокет»). Не­достаточная мощность регулятора может вызвать проблемы у особо «прожор­ливых» процессоров. Сведения о номиналах питающих напряжений для раз­личных процессоров приводятся в соответствующих разделах главы 6.

Поиск по сайту: