Управление питанием компьютерной периферии

Подключенное к персональному компьютеру оборудование может потреблять от сети переменного тока в режиме простоя десятки или даже сотни Ватт мощности. Кроме того, если электрооборудование длительное время без необходимости, например, находясь в дежурном режиме, подключено к сети переменного тока, то повышается вероятность его повреждения. Чтобы автоматически выключать питание подключенных к компьютеру устройств, можно собрать несложную конструкцию, принципиальная схема которой представлена на рис. 1. Устройство рассчитано на подключение нагрузок общей мощностью до 1200 Вт.

В зависимости от способа подключения устройство может работать в двух режимах. 1 — питание на нагрузки подаётся всегда, если на сам компьютер подано напряжение сети; 2 — питание на нагрузки поступает, только если компьютер находится в рабочем состоянии. Первый режим работы обеспечивается за счёт того, что если компьютер находится в дежурном, ждущем или спящем режиме, то на USB портах обычно присутствует напряжение питания +5В, что можно отключить в настройках   BIOS некоторых компьютерных системных плат.

Во втором режиме вход управления следует подключать к силовой линии +5 В компьютера, напряжение на которой обычно отсутствует, если компьютер не работает. Напряжение силовых +5 В подаётся на все провода красного цвета, выходящие из блока питания настольного компьютера.

Второй режим затруднительно реализовать для ноутбуков и нетбуков. Первый режим работы наиболее целесообразен, если это устройство будет управлять питанием различных дисковых накопителей, напряжение которых нежелательно отключать при переходе компьютера в ждущий режим. При поступлении на вход управления напряжения 5 В постоянного тока, зажигается светодиод HL1 и замыкаются контакты К1.1 электромагнитного реле. Это реле обеспечивает необходимую электрическую развязку между компьютером и напряжением сети 220 В. Для этой же цели и повышения надёжности устройства предприняты и другие методы дополнительной развязки узлов компьютера от сети -220 В. С этой целью контакты реле включены через последовательно включенные резисторы R1 - R4. Эти резисторы значительно снижают ток утечки сеть - компь-

Схемы источники питания

Источник: Радио-конструктор 9 за 2011 год

Управление питанием компьютерной периферии

Очень популярный журнал для радиолюбителей и профессионалов, рассматривающий вопросы радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники.

ютер-человек заземление в случае пробоя изоляции электромагнитного реле. Кроме того, значительно снижается вероятность повреждения компьютера в случае близкого удара молнии при грозе Также повышают уровень защиты от неблагоприятных коллизий в сети питания следующие элементы U1 R7, R9. R10. R11. R14. R15. С5. С6 Помимо защитных функций эти радиоэлементы выполняют и иные функции, необходимые для работы соответствующих узлов При замкнутых контактах К1.1 открываются транзисторы VT1. VT2. включенные как составной транзистор по схеме Дарлингтона. Применение составного транзистора позволяет увеличить сопротивление резисторов R1 - R4. Конденсатор С1 устраняет чувствительность этого узла к помехам Когда транзисторы открыты, горит светодиод HL2. а также и светодиод симисторного оптрона U1. Симистор оптрона открывается на каждой полуволне сетевого напряжения, вместе с ним открывается мощный симистор VS1 На нагрузку поступает напряжение питания, о чем сигнализирует ярко светящийся двух-кристальный светодиод HL3. Резисторы R10. R11 уменьшают постоянный и импульсный ток через фотосимистор, а также, защищают его в случае повреждения или обрыва цепи симистор а VS1

Узел на транзисторах и оптроне U1 питается напряжением +33 В от конденсаторного источника постоянного тока, реализованного на гасящих избыток мощности конденсаторах С5, С6. Мостовой выпрямитель переменного тока реализован на диодах VD2 - VD5 Резисторы R14, R15 уменьшают импульсный ток конденсаторного источника питания. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает оксидный конденсатор С2 Стабилитрон VD1 ограничивает выпрямленное напряжение на уровне около 33 В При открытых транзисторах VT1, VT2 напряжение на обкладках конденсатора С2 снижается до 24 В

Напряжение сети 220 В переменного тока на это устройство и подключенные к нему нагрузки поступает через плавкие  предохранители   FU1.   FU2  и  LC помехоподавляющий   фильтр C3L1C4 Параллельно включенные варисторы RU1, RU2 устраняют высоковольтные импульсные помехи и    защищают    подключенные    нагрузки    от перенапряжения.

Радио-конструктор 9 за 2011 годУправление питанием компьютерной периферии
Управление питанием компьютерной периферии

Устройство можно смонтировать на печатной плате размерами 155x70 мм, эскиз которой приводится на рис. 2. На ней размещены все элементы, кроме дросселя L1. В левой части платы в месте установки электромагнитного реле для уменьшения вероятности пробоев сделаны две воздушные прорези, в конструкции можно применить резисторы типов CM, С2-23, С2-33, МЛТ, РПМ с мощностью, указанной на схеме. Варисторы FNR-20K471 можно заменить на FNR-20K431, MYG20-471, MYG20-431. При установке варисторов следует предусмотреть защиту конструкции от возгорания их корпуса, например, с помощью асбестовой бумаги или стеклоткани.

Количество параллельно включенных варисторов можно увеличить. Конденсатор СЗ керамический высоковольтный К15-15 ёмкостью 2200...10000 пФ. Конденсаторы С4 - С6 плёночные типа К73-17, К73-24 или аналогичные импортные на рабочее напряжение не ниже 250 В переменного тока. Конденсатор С1 любого типа малогабаритный, конденсатор С2 оксидный К50-35, К50-68 или аналог. Диоды ВА159 можно заменить на любые из серий 1N4001 - 1N4007, UF4001 - UF4007, КД105. КД209, КД243, КД247. Вместо стабилитрона Д816В в этой конструкции можно использовать Д816Б, 1N5362, 1N5363, 1N5364 или два последовательно включенных стабилитрона КС509А, КС515А, 2С515А. Светодиоды RL50-YG413 и RL50-HY213 можно заменить любыми общего применения непрерывного свечения без встроенных резисторов. Светодиод L-57SRCRD можно заменить любым из серий L-57, L-937. При отсутствии двухкристальных светодиодов со встречно-параллельным включением кристаллов можно установить обычный светодиод, включив его в диагональ маломощного диодного мостового выпрямителя. Транзисторы 2SC945 можно заменить любыми из ВС547, SS9011, SS9014, 2SC1815, 2SC1845 или отечественными из серий КТ3117, КТ645, КТ6114. Вместо симисторного оптрона S21ME3 можно применить S21ME4, который содержит встроенный «детектор нуля».

Подойдёт и другой маломощный симисторный оптрон, оптосимистор которого рассчитан на рабочее напряжение не ниже 400 В. Мощный симистор ВТ139-800Е рассчитан на рабочее напряжение до 800 8, постоянный ток 16 А, импульсный 140 А. Можно заменить любым аналогичным из серий ВТ139-600, ВТ139-800, ВТ145-600, ВТ145-800, ВТА216-600, ВТА216-800, или МАС320-А8. Симистор устанавливают на теплоотвод, площади охлаждающей поверхности которого должно быть достаточно, чтобы при длительной работе с максимальным током нагрузок температура корпуса симистора не превышала   60   гр.С.    Избыточная   мощность

симистора необходима для того, чтобы симистор смог выдержать импульсный ток зарядки конденсаторов фильтра сетевого напряжения подключенных нагрузок. Дроссель L1 любой двухобмоточный с индуктивностью полуобмоток от 100 мкГн, обмотки которого рассчитаны на максимальный ток нагрузок.

Можно применить готовый двухобмоточный дроссель, например, от крупноформатного копировального аппарата, мощного компьютерного блока питания или изготовить самостоятельно на основе ферритового сердечника от выходного строчного трансформатора кинескопного телевизора или монитора. Сердечник должен быть собран с немагнитным зазором около 0,5 мм. В этом случае, например, 15 витков обмоточного провода на сердечнике от трансформатора ТВС-90ЛЦ5 дадут индуктивность около 100 мкГн. Диаметр медного обмоточного провода не менее 1,2 мм. Плавкие предохранители FU1, FU2 установлены на ток 8 А исходя из возможности работы устройства совместно с лазерным принтером.

Если не предполагается подключать к этому устройству сильноточные потребители электроэнергии, то можно установить плавкие предохранители на меньший ток. Реле 65V-1 имеет обмотку сопротивлением около 160 Ом, рассчитанную на рабочее напряжение 5 В. Его можно заменить на GJ-SH-105LM, катушка которого также рассчитана на рабочее напряжение 5 В. При отсутствии подобных реле можно применить распространённые электромагнитные реле с обмоткой на 12 В, например, RAS1215, SDT-SS-112DM, G2R-14. В этом случае вход управления подключают к источнику напряжения +12 В компьютера, например, с помощью стандартной четырёх-контактной вилки «Molex».

Реле не впаивают в отверстия печатной платы, а приклеивают к ней корпусом полимерным клеем, соединения выполнены короткими монтажными проводами.

Это необходимо для повышения безопасности эксплуатации устройства. Безошибочно собранное из исправных радиодеталей устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. Для проверки работоспособности в качестве источника управляющего напряжения целесообразно использовать не компьютер, а лабораторный блок питания. При эксплуатации конструкции следует учитывать, что большинство её элементов (кроме R6, VD6 и HL1) находятся под напряжением сети переменного тока.

-

Бутов А.Л.

Управление питанием компьютерной периферии

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика