Реферат на тему Питание ПЭВМ и периферийных устройств

Содержание:

Введение 3
1 Питание компьютера 4
1.1 Блок питания 4
1.2 Общая схема блока питания стандарта ATX 7
2 Периферийные устройства 8
2.1 Назначение разъемов 8
2.2 Подключения устройств к системному блоку 9
2.3 Организация электропитания устройств компьютера 9
Заключение 14
Список использованных источников 16

Введение:

Персональный компьютер, Персональный компьютер — компьютер, предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросы большого количества людей. Созданный как компьютер, компьютер, однако, все чаще используется в качестве ин-струмента для доступа к компьютерным сетям.
Термин был введен в активное использование в конце 1970-х годов Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии переведен на компьютеры IBM PC. Какое-то время любой компьютер, использующий процессоры OS / 2 и ранние версии Microsoft Windows, назывался персо-нальным компьютером. С появлением других процессоров, поддерживаю-щих работу перечисленных программ, таких как AMD, VIA), название стало иметь более широкое толкование. Любопытным фактом стало отрицание принадлежности персональных компьютеров к классу компьютеров Macintosh, которые уже давно используют альтернативную компьютерную архитектуру.
В Советском Союзе компьютеры, предназначенные для личного поль-зования, официально назывались персональными электронными компьюте-рами (ПК). В терминологии, принятой в российских стандартах, эта фраза теперь указывается вместо фактического названия, используемого для персо-нального компьютера [1].

Заключение:

Блок питания (БП) является одним из важнейших элементов компьюте-ра, и в то же время, как правило, уделяется слишком мало внимания. Но ста-бильность работы любой компьютерной системы в значительной степени за-висит от правильного выбора и разумного расчета требуемого энергопо-требления.
Поэтому при сборке нового компьютера или проведении очередной модернизации старой системы необходимо в первую очередь думать о каче-ственном питании всех ее компонентов — только тогда все будет работать без сбоев. Ведь современные компьютерные компоненты предъявляют все боль-шие требования к цепям питания. В первую очередь это касается новых ви-деокарт для игровых и графических приложений, энергопотребление кото-рых не уступает процессору, а в случае таких систем, как NVIDIA SLI или ATI Cross-Fire, даже превосходит его.
Блоки питания, рассчитанные на мощность 200-250 Вт (что крайне ма-ло по современным стандартам), обычно изготавливаются в компактных корпусах и используются в форм-факторах microATX, SlimATX и flexATX. Блоки ATX-формата, как правило, уже не соответствуют стандарту ATX12V (для соответствия этому стандарту максимально допустимый ток на шине +12 В должен составлять не менее 10 а даже для блоков питания малой мощ-ности) и не имеют четырехконтактных разъемов ATX12V (P4 ready), необхо-димых для подключения большинства современных материнских плат.
В настоящее время стандартные блоки питания ATX обычно исчезают из магазина, уступая место новым версиям с поддержкой стандартов ATX12V, EPS12V (для серверов) и AMD-GES.
По сути, стандарт ATX12V был сформирован как дополнение к стан-дартным спецификациям ATX 2.0, в которых описывались блоки питания для новых процессоров с повышенным потреблением. С тех пор ATX12V и 2.01 и 2.03, и 2.13 и 2.2, и т. д. спецификации появились. Новые стандарты отражают особенности питания плат PCI Express, жестких дисков Serial ATA и других новых технологий, но все они относятся к стандарту ATX12V.
Суть перехода от ATX к ATX12V заключалась в том, что процессоры стали потреблять такую мощность, что при питании от стабилизаторов от шины +5 в ток превышал разумные пределы (мощность равна произведению тока и напряжения, поэтому чем ниже напряжение, тем выше должен быть ток для достижения той же мощности). Выход нашли в применении питания от шины +12 В, и поскольку только один провод этой шины был подключен к разъему питания системной платы и на больших токах существует опас-ность перегрева и пригорания соответствующий разъем контакт, дополни-тельный 4-контактный разъем был введен в АТХ12В два контакта которого задействованы под «землю» и еще два — под питания +12 В.
Помимо устранения описанной выше проблемы, данный разъем также позволил упростить конструкцию материнской платы. Он значительно меньше стандартного разъема питания, а потому его можно разместить непо-средственно на стабилизаторе процессора и чипсете, избавив от необходимо-сти бегать широкими дорожками по плате, рассчитанной на большой ток от разъема питания до стабилизатора.

Фрагмент текста работы:

1 Питание компьютера
1.1 Блок питания
Блок питания в компьютере выполняет три функции. Во-первых, пере-менный ток от бытовой электросети необходимо трансформировать в посто-янный. Второй задачей БП является снижение напряжения 110-230 В, избы-точного для компьютерной электроники, до стандартных значений, необхо-димых для питания преобразователей отдельных компонентов ПК, — 12 в, 5 В и 3,3 В (а также отрицательные напряжения, о которых будет рассказано позже). Наконец, БП играет роль стабилизатора напряжения.
Существует два основных типа источников питания, которые выполня-ют перечисленные функции, — линейный и импульсный. Простейший линей-ный блок питания основан на трансформаторе, на котором напряжение пе-ременного тока падает до требуемого значения, а затем ток выпрямляется диодным мостом.
Однако блок питания также необходим для стабилизации выходного напряжения, что обусловлено как нестабильностью напряжения в бытовой сети, так и падением напряжения в ответ на увеличение тока в нагрузке.
Для компенсации падения напряжения в линейном блоке питания рас-считываются параметры трансформатора, обеспечивающие избыточную мощность. Тогда при большом токе в нагрузке будет наблюдаться требуемое напряжение. Однако повышение напряжения, которое произойдет без каких-либо средств компенсации при низком токе в полезной нагрузке, также недо-пустимо. Избыточное напряжение устраняется за счет включения в цепь не полезной нагрузки. В простейшем случае это резистор или транзистор, под-ключенный через стабилитрон (Zener diode). В более продвинутом, транзи-стор управляется микросхемой с компаратором. Однако избыточная мощ-ность просто рассеивается в виде тепла, что негативно сказывается на эффек-тивности устройства [2].

Рисунок 1 — Пример линейного источника питания со стабилизатором. Избыточная мощ-ность рассеивается на транзисторе Q1
В импульсной цепи питания возникает еще одна переменная, от кото-рой зависит выходное напряжение, помимо двух уже существующих: вход-ное напряжение и сопротивление нагрузки. Согласованным с нагрузкой яв-ляется ключ (которым в интересующем случае является транзистор), управ-ляемый микроконтроллером в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Чем выше длительность открытого состояния транзистора по отно-шению к их периоду (этот параметр называется скважность, в русской тер-минологии используется возвращаемое значение — скважность), тем выше выходное напряжение. Из-за наличия ключа импульсный БП также называ-ется Switched-Mode Power Supply (SMPS).
Через закрытый транзистор ток не протекает, а сопротивление откры-того транзистора в идеале ничтожно мало. В действительности, открытый транзистор имеет сопротивление и рассеивает некоторую из силы как жара. Кроме того, переход между состояниями транзистора не является совершен-но дискретным. Тем не менее, КПД импульсного источника тока может пре-вышать 90%, в то время как КПД линейного блока питания со стабилизато-ром в лучшем случае достигает 50%.

Рисунок 2 — Простейшая схема импульсного преобразователя AC/DC с трансформатором
Еще одним преимуществом коммутационных блоков питания является радикальное уменьшение размеров и массы трансформатора по сравнению с линейными блоками питания той же мощности. Известно, что чем выше ча-стота переменного тока в первичной обмотке трансформатора, тем меньше необходимый размер сердечника и число витков обмотки. Поэтому ключе-вой транзистор помещается не в цепь после, а перед трансформатором и, по-мимо стабилизации напряжения, используется для получения высокочастот-ного переменного тока (для блоков питания компьютера это от 30 до 100 кГц и выше, и обычно около 60 кГц). Трансформатор, работающий на частоте 50-60 Гц для мощности, необходимой стандартному компьютеру, был бы в десятки раз массивнее [3].
Линейные источники питания сегодня используются в основном в слу-чае маломощных устройств, когда относительно сложная электроника, необ-ходимая для коммутационного источника питания, является более чувстви-тельной статьей расходов по сравнению с трансформатором. Таковы, например, 9 в блоки питания, которые используются для гитарных педалей эффектов, а когда-то за игровыми приставками и т. д. Но зарядные устрой-ства для смартфонов уже полностью импульсные — здесь затраты оправданы. Благодаря значительно меньшей амплитуде пульсаций напряжения на выхо-де, линейные блоки питания также используются в тех областях, где это каче-ство востребовано.