Ghid pentru înlocuirea surselor de alimentare de pe computerele mai vechi
Jordi Bartolomé - 2003

1. Introducere
Marea majoritate a dispozitivelor electronice digitale, inclusiv microcomputere și console de jocuri, își alimentează circuitele cu tensiuni directe de 3V sau 5V. Elementul însărcinat cu alimentarea acestor tensiuni de la tensiunea de rețea este alimentarea cu energie electrică. Obiectivul acestui articol este de a introduce cele două tipuri principale de alimentare cu energie, în special cele liniare, pentru a servi drept ghid de orientare în alegerea unuia nou, care să îl înlocuiască pe cel al vechiului nostru computer sau consolă de jocuri.

2-Două mari tipuri de surse
Cele două tipuri principale de fonturi cele mai utilizate în computere, console de jocuri și alte dispozitive electronice sunt:

- Surse de comutare: elementul caracteristic al acestora este regulatorul comutat. Regulatoarele sunt responsabile pentru menținerea tensiunii constante în fața variațiilor consumului de sarcină. În cazul nostru, încărcarea este calculatorul. Pe scurt, acest tip de regulator funcționează prin modularea lățimii impulsului unui semnal care excită un tranzistor (tranzistor pas), pornindu-l sau oprindu-l. Acest tranzistor acționează ca un „comutator”, conectând și deconectând sarcina de la sursa de alimentare la viteză mare, în funcție de necesitățile acesteia. Astfel, atunci când sarcina are nevoie de mai multă energie, lățimea impulsului crește și tranzistorul rămâne condus mai mult. Iar atunci când aveți nevoie de mai puțină energie, aceasta scade, astfel încât să rămâneți tăiat (fără a conduce) mai mult timp. Regulatorul știe dacă sarcina are nevoie de mai multă sau mai puțină energie comparând tensiunea care cade pe ea cu o tensiune de referință: dacă tensiunea care cade pe sarcină este mai mică decât tensiunea de referință, înseamnă că sarcina are nevoie de mai mult curent, în timp ce atunci când tensiunea care cade pe sarcină este mai mare decât tensiunea de referință deoarece sarcina nu are nevoie de atât de mult curent. Din acest proces de comutare își primesc numele.

Principalele virtuți ale acestora sunt ale lor eficiență ridicată, disipare redusă a căldurii și volum redus. Pe de altă parte, acestea sunt mult mai complexe în ceea ce privește designul, sunt scumpe și emit mult mai mult zgomot electromagnetic. Acesta este tipul de sursă utilizat în PC-uri (surse AT și ATX), deoarece în acestea cerințele de energie sunt mari și variază mult.în funcție de configurația echipamentului. Adică, în funcție de numărul de unități de disc, carduri de expansiune etc. Echipamentul va necesita mai multă sau mai puțină energie și, prin urmare, este necesar să aveți o sursă capabilă să satisfacă aceste nevoi variabile în cel mai eficient mod posibil, ocupând spațiul minim și disipând căldura minimă (cu cât este mai multă căldură, cu atât este mai puțin eficientă). În plus, în acestea, problema zgomotului electromagnetic este ușor rezolvată prin protejarea adecvată a acestora (punerea lor într-o cutie metalică).

înlocuirea

Smochin. Câteva exemple de surse de comutare, de la stânga la dreapta: sursa de comutare comercială de 12V, sursa de comutare Micro ATX și sursa de comutare AT.

Acesta este tipul cel mai utilizat în computerele de casă vechi și în consolele de jocuri care, în general, nu necesită multă putere și au o variabilitate redusă a consumului: trebuie doar să alimenteze placa de bază și, în cel mai rău caz, o bandă unitară sau un disc.

3-Structura unei surse de alimentare liniare
Structura de bază a unei surse de alimentare liniare tipice este următoarea:



1 - Transformator: Transformatorul (TX1) este un miez metalic de formă cilindrică sau pătrată cu o gaură în mijloc și cu două sau mai multe înfășurări de cupru.



Smochin. Diferite tipuri de transformatoare

Misiunea acestui lucru este de a reduce tensiunea alternativă a tensiunii de rețea la o valoare mai apropiată de nevoile circuitului. Cele două înfășurări de cupru sunt numite primare și secundare, iar raportul dintre numărul de rotații al fiecăreia dintre ele determină cât de mult va fi redusă tensiunea. În acestea, tensiunea alternativă este de obicei indicată sub forma tensiunii efective: tensiunea efectivă nu este mai mare decât echivalentul în tensiune directă a tensiunii alternative a transformatorului. Astfel, de exemplu, tensiunea alternativă a rețelei în Spania este de 220 VCA (alternativă de volți), ceea ce ar echivala cu o tensiune continuă de 220 VDC (volți direcți). Dar dacă îl privim cu osciloscopul, vom vedea un semnal sinusoidal cu tensiuni de vârf de + 311V și -311V. Un alt exemplu: un transformator care furnizează o tensiune de 9 VAC furnizează o tensiune alternativă echivalentă cu o tensiune directă de 9VDC, dar dacă o privim cu osciloscopul, vom vedea o tensiune sinusoidală cu tensiuni de vârf de + 12,7V și -12,7V.



Smochin. Tensiune rețea 220V c.a. Intrare transformator.


Smochin. Tensiunea rețelei transformată la 9V AC. Ieșire transformator.


2 - Redresor: Redresorul (Rec) are sarcina de a converti tensiunea alternativă cu o componentă pozitivă și negativă furnizată de transformator într-o tensiune pulsatorie cu doar o componentă pozitivă. Acestea pot fi găsite ca componente discrete (de exemplu într-un singur circuit integrat), sau pot fi construite folosind mai multe diode diode punte). Dacă profită doar de prima jumătate a perioadei semnalului sinusoidal de intrare, sunt numiți redresoare cu jumătate de undă, în timp ce dacă profită de toate sunt denumite redresoare cu undă completă.


Smochin. Tensiune de 9V AC rectificată. Ieșire redresor (undă completă) .

4 - Filtru: Filtrul (Fil) este alcătuit din condensatorul C1 și este responsabil pentru netezirea semnalului care iese din circuitul redresorului, eliminând ondulația și apropiindu-l de tensiunea continuă dorită. Cu cât este mai mare capacitatea condensatorului și cu cât consumul de sarcină este mai mic, cu atât ondulația este mai mică.



Smochin.Tensiunea filtrată (linia roșie). Ieșirea filtrului.

5- Regulator: Scopul regulatorului (Reg) este de a menține constantă tensiunea continuă pe sarcină, indiferent de variațiile consumului, variațiile de temperatură sau variațiile tensiunii alternative de intrare. Regulatorul din schemă corespunde cu cel al unui regulator liniar tipic. Are un pin de intrare pentru tensiunea rectificată (Vcc), un pin de referință (Gnd) și un alt pin cu tensiunea de ieșire reglată (Vout), cei doi condensatori sunt de obicei puși la sfatul producătorului, pentru a stabiliza și îmbunătăți regulatorul comportament.


Smochin.Tensiune reglată la 5V DC la ieșirea sursei. Ieșire regulator.

6 - Încărcare: În cazul nostru, încărcarea ar fi computerul sau circuitul consolei de jocuri. Presupunând că se utilizează componente standard, tipul de sursă din diagramă ar fi potrivit pentru sarcini care nu consumă mai mult de 1 A, deoarece este curentul maxim pe care îl pot oferi regulatorii lineari comuni (78XX). În general, computerele care nu au multe periferice (placa de bază și casetă sau unitate dischetă) consumă rareori 1A .

4-Parametrii de bază
După ce am văzut principalele tipuri de surse de alimentare, rămâne doar să știm care sunt nevoile vechiului nostru computer sau consolă de jocuri. Pentru a face acest lucru, cel mai bine este să consultați documentația mașinii și, dacă nu o avem, căutați pe Internet caracteristicile și cerințele de putere ale acesteia. Dacă computerul are o sursă de alimentare externă (chiar dacă nu mai funcționează), îl putem examina pentru a vedea dacă are o inserție în care sunt menționate proprietățile sale electrice. Este convenabil să cunoașteți următorii parametri:

- AC/DC: Este necesar să știți dacă echipamentul folosește un transformator AC (alternativ) sau o sursă externă DC (directă). Aceștia folosesc adesea transformatoare de curent alternativ, iar rectificarea, filtrarea și reglarea se fac în interiorul mașinii. Alteori sunt alimentate direct de la o sursă externă de curent continuu.

- Tensiune: trebuie cunoscută și magnitudinea exactă a tensiunii furnizate de sursa originală a echipamentului, amintindu-ne că, dacă este tensiune alternativă, este întotdeauna exprimată ca o tensiune efectivă. Astfel, în cazul unui transformator de curent alternativ, acesta poate fi înlocuit cu altul de aceeași tensiune și de putere egală sau mai mare.

- Puterea maximă disponibilă: acest parametru este foarte important deoarece dacă o sursă cu putere mai mică decât cea solicitată de computer sau consola de jocuri este conectată, acesta va fi supraîncărcat. Cel mai probabil se va „topi”, arde sau va deteriora indirect echipamentul . Cu cât adaptorul poate furniza curent, cu atât este mai puternic acest adaptor.

- Tipul conectorului: Ei bine, acest lucru este de bun simț, deoarece oricât de rece ar fi sursa noastră, dacă conectorul de alimentare nu intră în gaură, computerul probabil nu va funcționa:). Dacă nu știți numele tipului de conector, cel mai bine este să mergeți la un magazin de electronice cu echipamentul (dacă nu este foarte mare) și să îl cereți acolo. Mai presus de toate, aveți grijă la polaritate atunci când lipiți cablurile, deoarece ar putea enerva mașina dacă este lipită cu polaritatea inversată.

Dacă, din ghinion, nu puteți găsi conectori standard pentru alimentarea computerului sau a consolei de jocuri, puteți adăuga oricând unul. Trebuie doar să deschideți computerul și să conectați noul conector direct la pistele de alimentare ale computerului. Acest conector poate fi aerian. Adică, ieșind din computerul atașat la acesta printr-un mic cablu care iese din orificiul conectorului original, în loc să fie integrat în carcasă.

5-Opțiuni
După ce cunoaștem nevoile echipei noastre, acestea sunt câteva dintre opțiuni:

- Adaptoare DC universale: pe piață există transformatoare DC universale cu game de tensiune configurabile. În general, acestea încorporează diferiți conectori pentru a fi compatibili cu numărul maxim de dispozitive. Dezavantajul acestora este că, deși există multe tipuri, acestea furnizează de obicei puțină energie și au performanțe slabe. De asemenea, aveți grijă de polaritate atunci când le conectați la aparat.

- Transformatoare: Când avem nevoie de o tensiune alternativă specifică, soluția este să găsim un alt transformator alternativ cu aceeași tensiune efectivă. Cel mai bine este să mergeți la magazinul de electronice și să solicitați unul care să îndeplinească specificațiile.

- Surse AT: Vechile surse de comutare AT ale PC-ului sunt o soluție foarte bună dacă avem nevoie de + 5VDC sau + 12VDC, deoarece oferă multă putere și performanțe bune. Dacă avem nevoie de o tensiune diferită de + 5VDC sau + 12VDC, aceasta ar putea fi obținută prin adăugarea unui regulator (78XX cu condensatoarele sale) la oricare dintre prizele anterioare, ținând cont că cel puțin 2VDC se vor pierde în regulator. Astfel, de la mufa 5VDC puteți obține până la 3VDC, iar de la 12VDC până la 10VDC. Sursele ATX pot fi, de asemenea, utilizate în același mod ca AT-urile, cu diferența că sunt puțin mai complexe de pornit. Dar cu un pas foarte simplu (prin scurtcircuitarea pinilor PW_ON și COM), acestea ar putea fi pornite printr-un simplu comutator. Singurul dezavantaj al acestor fonturi este dimensiunea lor, deoarece sunt montate în cutii metalice voluminoase.

- Construiți-vă propria sursă de alimentare: O altă opțiune, dacă aveți nevoie de o tensiune DC specifică și doriți să optimizați performanța și dimensiunea, este să o construiți singură urmând schema de bază descrisă mai sus. Este clar că pentru aceasta trebuie să aveți câteva noțiuni de electronică pentru a dimensiona și completa corect toate componentele, deoarece altfel putem organiza o defecțiune bună.

- În cazul în care sunteți foarte pierdut, cel mai bine este să mergeți la un magazin de electronice cu cât mai multe informații posibil și să solicitați o sursă care să îndeplinească specificațiile. Dacă nu pleci cu informații, cel mai sigur lucru este că prima dată îți spun că nu au nimic.

6-Important
Amintiți-vă că sursele de alimentare sunt dispozitive foarte periculoase, deoarece funcționează la tensiuni destul de mari. Înainte de a manipula orice, trebuie să fii foarte sigur de ceea ce faci, altfel s-ar putea să ai un accident. Măsurile de precauție sunt întotdeauna puține și, mai presus de toate, deconectați orice aparat înainte de al manipula.

! Autorul acestui articol nu este responsabil pentru eventualele accidente sau defecțiuni cauzate de utilizarea informațiilor expuse în acest document. Acest document este așa cum este și poate avea unele erori!