Аппаратные интерфейсы ПК

Интерфейсы блока питания PC


Блок питания PC обеспечивает напряжениями постоянного тока системный блок со всеми его сложными и часто «привередливыми» устройствами. С самых первых моделей PC здесь применяется двухтактная схема преобразователя с бестрансфор­маторным входом; без революционных изменений эта схема дошла и до наших дней. Преобразователь является регулирующим элементом стабилизатора напря-

512_______ Глава 13. Интерфейсы питания, заземление и гальваническая развязка

жения основного источника +5 В. Остальные напряжения могут быть стабилизи­рованы дополнительными выходными стабилизаторами, но чаще их оставляют нестабилизированными. При этом чем больше нагрузка блока по основной (стаби­лизированной) цепи, тем выше напряжения на остальных шинах. Блоки питания PC не критичны к частоте сети (50 или 60 Гц) и могут работать даже от сети постоянного тока. Относительно старые блоки питания имеют пере­ключатели диапазона входного напряжения. Переключение диапазона входного напряжения легко осуществляется переключателем, который преобразует мо­стовую схему выпрямителя в схему выпрямителя с удвоением для питания от сети 110-127 В. При включении блока, предназначенного для работы при напря­жении ПО В, в сеть 220 В часто выходят из строя ключевые транзисторы или ди­оды. Современные блоки, у которых указано свойство Autoswitching Power Supply, имеют компоненты с большим запасом по допустимому напряжению и не тре­буют переключения номинала входного питающего напряжения — они работают в диапазоне 110-230 В.

Блок питания PC обычно имеет стандартный конструктив и набор жгутов с разъе­мами питания системной платы и периферийных устройств. Выключатель пита­ния в старых конструктивах располагался на боковой или задней стенке блока питания. Позже его вынесли с блока питания на лицевую панель корпуса и стали присоединять к блоку кабелем со съемными контактами. К этому кабелю, прохо­дящему через весь системный блок, следует относиться с вниманием, поскольку он является источником опасности и помех.
В конструктиве АТХ главный вы­ ключатель питания вернулся на блок питания, а с передней панели блоком пита­ния управляют с помощью кнопки.

Мощность блока питания зависит от назначения корпуса системного блока и лежит в диапазоне от 100-150 Вт для обычных компьютеров и до 350-500 Вт для мощных серверов.

Традиционный (не АТХ) блок питания вырабатывает основное стабилизирован­ное напряжение +5 В при токе до 10-50 А; +12 В при токе 3,5-15 А для питания двигателей устройств и интерфейсных цепей; -12 В при токе 0,3-1 А для питания интерфейсных цепей; -5 В при токе 0,3-0,5 А (обычно не используется, присут­ствует только для соблюдения стандарта ISA Bus).

Кроме питающих напряжений блок вырабатывает сигнал P.G. (Power Good) — питание в норме. Этот сигнал с уровнем в 3-6 В вырабатывается через 0,1-0,5 с после включения питания при нормальных выходных напряжениях блока. При отсутствии этого сигнала на системной плате непрерывно вырабатывается сигнал аппаратного сброса процессора, появление сигнала «выпускает» систему в нор­мальную работу. Этот сигнал должен сброситься раньше, чем пропадет напряже­ние +5 В при отключении блока. Отсутствие должной задержки сигнала при вклю­чении и запаздывание при выключении может приводить к потере информации в CMOS и ошибкам при загрузке по включении питания. Нажатие кнопки Reset по действию почти эквивалентно замыканию сигнала P.G. на «схемную землю».

13.3. Интерфейсы блока питания PC

513

Выходные цепи блоков питания выводятся гибкими жгутами проводов со стан­дартным набором разъемов (рис. 13.7). Разъемы для питания накопителей имеют ключи, исключающие возможность неправильного соединения. Однако иногда встречаются блоки с ошибочно собранными разъемами, в результате на шину пи­тания +5 В попадает +12 В, чего устройства, как правило, не выдерживают. Такая ошибка в практике автора привела, например, к выходу из строя подряд двух 3" дисководов — ошибку в питании стали искать лишь после обнаружения нерабо­тоспособности второго дисковода.




Традиционные разъемы питания системной платы PS-8, PS-9 всегда устанавливаются рядом так, чтобы четыре черных прово­да GND шли подряд. Их ключи весьма условны, а ошибка подключения чревата выгоранием системной платы. Цвета проводов в жгутах стандартизованы:

¦ GND — черный;

¦ -12V —коричневый;

¦ +5V — красный;

¦ -5V — голубой;

¦ + 12V —желтый;

¦ P.G. — белый (питание в норме).



Рис. 13.7. Выходные разъемы традиционного блока питания

Блок питания в стандарте А7Х значительно отличается от традиционных блоков питания как по габаритным размерам, так и по электрическому интерфейсу. Блок имеет дополнительный источник напряжением +3,3 В для питания процессора и «дежурный» (Standby) маломощный источник с выходной цепью +5VSB. Дежур­ный источник с допустимым током нагрузки 10 мА (АТХ 2.01) включается при подаче сетевого напряжения. Он предназначен для питания цепей управления энергопотреблением и устройств, активных и в спящем режиме (например, факс­модема, способного при поступлении входящего звонка «разбудить» машину). В дальнейшем предполагается увеличить мощность данного источника до допус­тимого тока 720 мА, что позволит «будить» компьютер даже по приему пакета от дежурного адаптера локальной сети. В интерфейс блока питания введен управля­ющий сигнал PS-ON, включающий основные источники +5, +3,3, +12, -12 и -5 В (рис. 13.8). Напряжение от этих источников поступает на выход блока только при

514

Глава 13. Интерфейсы питания, заземление и гальваническая развязка

удержании сигнала PS-ON на низком логическом уровне. При высоком уровне или свободном состоянии цепи выходные напряжения этих источников поддержива­ются около нулевого уровня. О нормальном напряжении питания сигнализирует сигнал PW-OK (Power O'Key), по действию аналогичный сигналу P.G. традицион­ных блоков. Интерфейс управления питанием позволяет выполнять программное отключение питания.



Рис. 13.8. Временная диаграмма интерфейса управления питанием АТХ

Все питающие и сигнальные провода к системной плате подключаются одним основным разъемом с надежным ключом (рис. 13.9, а). На разъемах подключения накопителей, естественно, сохранилось традиционное назначение контактов.


Расширенная спецификация для блока питания АТХ предусматривает передачу информации от датчиков вентилятора на системную плату, что обеспечивает кон­троль скорости вращения вентилятора и температуры воздуха. Для этих целей предназначен дополнительный (необязательный) жгут с разъемом, изображённый на рис. 13.9, б. Сигнал FanM представляет собой выход типа «открытый коллек­тор» от тахометрического датчика вентилятора блока питания, вырабатывающе­го два импульса на каждый оборот ротора. Сигнал FanC предназначен для управ­ления скоростью вентилятора подачей напряжения в диапазоне 0...+12 В при токе до 20 мА. Если уровень напряжения выше +10,5 В, вентилятор будет работать на максимальной скорости. Уровень ниже +1 В означает запрос от системной платы на остановку вентилятора. Промежуточные значения уровня позволяют плавно регулировать скорость. Внутри блока питания сигнал FanC подтягивается к уров­ню +12 В, так что, если дополнительный разъем оставить неподключенным, вен­тилятор будет всегда работать на максимальной скорости. 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). Цепь +3.3V Sense служит для подачи сигнала обратной связи стаби­лизатору напряжения +3,3 В.





13.3. Интерфейсы блока питания PC                                                                                515



 Рис. 13.9. Разъемы блока питания АТХ для подключения к системной плате

Цепи блоков питания АТХ имеют стандартизованную цветовую маркировку:

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

¦     +5V — красный;

¦     +12V—желтый;

¦     -5V - белый;

¦     -12V— синий;

¦     +3.3V — оранжевый;

¦     +3.3V Sense — коричневый (может подходить к контакту 11);

¦     +5VSB — малиновый;

¦      PS-ON — зеленый;

¦     PW-ON-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.






Содержание раздела