Блок питания для компьютера, мощностью 350Вт, форм-фактор АТХ (стр. 1 из 13)
Дипломная работа.
Киевский политехнический институт (КПИ)
Радиотехнический факультет
Киев 2005
Вступление
Современные рыночные экономические отношения требуют качественную и надежную продукцию, а также быстрое и качественное предоставление услуг. Низкая стоимость обусловливает конкурентоспособность товара и услуг. Реализовать это не возможно без автоматизации всех сфер деятельности общества. Универсальным инструментом для автоматизации в наше время стал персональный компьютер (ПК). Если проанализировать, то можно увидеть что компьютер на современном этапе применяется почти везде: в медицине, для точной диагностики с малым процентом ошибки, в производстве, для быстрого проектирования, анализа, моделирования и непосредственно при изготовлении детали, в сельском хозяйстве, в исследовательских целях, в массовых электронных платежах, в сфере развлечений (игровые автоматы). Стоит отметить, что современный компьютер представляет собой сложное радиоэлектронное средство, в котором реализованные все достижения науки в сфере технологий и инженерии. Попытка увеличить быстродействие этого средства вынуждает разработчиков уменьшать уровни сигналов, применять технологии, которые являются чувствительными к внешнему влиянию, что очень сильно отражается на надежной работе прибора. Это в свою очередь обусловливает жесткое требование к источнику питания и к его стабильности.
В случае нестабильности напряжения питания компьютера, это приводит к таким последствиям как:
- выход из строя главной материнской платы;
- выхода из строя оперативной памяти (ОЗП);
- нарушение целостности информации, которая хранится на жестком диске (накопителе);
- порча диска (брак) при записи CD/CD-RW;
- внезапная перезагрузка операционной системы;
Такое нестабильное функционирование прибора, когда он является ключевым элементом в ПК, приводит к падению общей производительности и надёжности работы системы. И Такие случаи работы персональных компьютеров в Украине являются очень распространенными. Причина - использование некачественных источников питания. Высококачественные источники питания для ПК имеют большую стоимость, поэтому, учитывая потребительский уровень, в Украину ввозятся в ограниченном количестве и для небольшого числа производителей (сборщиков) ПК.
После проведенных мной исследований, было выяснено что в Украине возможно производство высококачественного источника питания для ПК, по цене которая будет доступная среднему потребителю. Поэтому целью дипломной работы является разработка блока питания (далее БП) форм-фактора АТХ который в полной мере отвечает требованиям, которые выдвигает стандарт созданный корпорацией INTEL, имеет высокие показатели надежности и малую себестоимость.
1 Разработка технического задания.
1.1 Наименование и область применения.
1.1.1 Наименование: Блок питания компьютера форм-фактора АТХ (12V).
1.1.2 Область применения: системные модули типа IBM PC-XT/AT.
1.2 Цель и назначение разработки.
1.2.1 Целью разработки является создание компьютерного блока питания форм-фактора АТХ (12V).
1.2.2 Назначение разработки – создание функционально законченного устройства, которое обеспечивает стабильность выходного напряжения при изменении (в определенных границах) входного напряжения, входного тока и рабочей температуры.
1.2.3 Разработка предназначена для крупно серийного производства.
1.3 Источник разработки.
1.3.1 Источником разработки является схема электрическая принципиальная блока питания компьютера, которая совместима с материнской платой изготовленной согласно спецификации ATX версии 2.03.
1.4 Технические требования.
1.4.1 Состав изделия и требования к конструктивному оформлению.
1.4.1.1 Изделие имеет в своем составе следующие части:
- плата фильтрации входного напряжения;
- плата преобразования напряжения.
1.4.1.2 Габаритные размеры БП должны быть, мм:
- длина: 150;
- ширина: 140;
- высота: 86.
1.4.1.3 Масса БП должна быть не более 2 кг.
1.4.1.4 Конструктивное выполнение должно обеспечивать возможность крепления блока в системных модулях типа IBM PC-XT/AT.
1.4.1.5 Конструкция БП должна обеспечивать возможность ремонта.
1.4.1.6 Электрическая прочность изоляции БП между токоведущими цепями, а также между токоведущими цепями и корпусом в нормальных климатических условиях эксплуатации должна обеспечивать отсутствие пробоев.
1.4.1.7 Стойкость к влиянию температуры и влажности окружающей среды: изделие должно отвечать климатическому выполнению категории УХЛ 4.2 ГОСТ15150-69.
1.4.1.8 Для антикоррозийной защиты поверхности деталей применить гальваническое покрытие.
1.4.1.9 Корпус БП должен иметь перфорацию, на деталях, которые формируют корпус не должно быть заусениц и повреждений (царапин, вмятин, коррозии).
1.4.1.10 После ремонтных работ, изделие должно сохранять показатели, которые указанны в этом документе.
1.4.1.11 Изделие должно эксплуатироваться в помещениях 3-й категории (закрытое помещение с циркуляцией воздуха).
1.4.1.12 Изделие по показателям помехоустойчивости и ликвидации помех, которые влияют на работу других изделий должно отвечать ГОСТ 22505-83 и ГОСТ 23511-79.
1.4.2 Показатели применения:
Требования к сети:
Минимальное значение ~В: 180;
Максимальное значение ~В: 265;
Частота, Гц: 47 – 63;
Требования к параметрам выходных напряжений и тока:
| Выход | Минимальное значение, В | Номинальное значение, В | Максимальное значение, В | Минимальное значение тока, А | Максимальное значение тока, А |
| 1 | +11.40 | +12.00 | +12.60 | 1 | 15 |
| 2 | +4.75 | +5.00 | +5.25 | 0.3 | 21 |
| 3 | +3.14 | +3.30 | +3.47 | 0.5 | 22 |
| 4 | -10.80 | -12.00 | -13.20 | 0.0 | 0.3 |
| 5 | -4.75 | -5.00 | -5.25 | 0.0 | 0.3 |
| 6(VSB) | +4.75 | +5.00 | +5.25 | - | - |
Общие требования:
Общая выходная мощность, Вт: 350;
Общий КПД, %: 75;
Скачек тока при включении не больше, А: 80;
Температурный дрейф уровня выходных напряжений для канала +5В, при нагрузке всех каналов на 50%,
: 0.02;Температурный дрейф уровня выходных напряжений для всех других каналов, при нагрузке всех каналов на 50%,
: 0.05;При изменении напряжения сети от 180В до 264 выходные напряжения всех каналов изменяются на ±0.5% при 50% нагрузке всех каналов;
Задержка появления сигнала разрешения PG (Power Goodness) высокого уровня при включении, мл. сек.: 100 – 200
1.4.3 Требования к надежности.
1.4.3.1 Изделие по степени надежности должно удовлетворять требованиям ГОСТ 27.003-90.
1.4.3.2 Средняя наработка на отказ, час.:.............не менее 27000;
1.4.3.3 Вероятность безотказной работы:.................0.75;
1.4.3.4 Среднее время восстановления, час.:............ 0.5;
1.4.3.5 Изделие должно выдерживать влияние внешних механических и климатических факторов согласно с ГОСТ 11478-88.
1.4.4 Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации.
1.4.4.1 Параметры БП должны контролироваться посредством стандартных измерительных приборов, обслуживающим персоналом среднего уровня квалификации.
1.4.4.2 Требования к технологичности должны отвечать
ГОСТ 14.201-83.
1.4.4.3 Конструкция изделия должна обеспечивать возможность выполнения монтажных работ с соблюдением требований технического задания на установку и пайку комплектующих изделия.
1.4.4.4 Конструкция изделия в целом и отдельных узлов должна удовлетворять сборке без применения специального оборудования.
1.4.4.5 Трудоемкость при изготовлении прибора, час.:.....не более 3.
1.4.4.6 Конструкция блока должна отвечать требованиям ремонтопригодности согласно Р50-84-88.
1.4.5 Требования к уровню унификации и стандартизации.
1.4.5.1 В качестве комплектующих единиц и деталей (коммуникационные изделия электроники, детали крепления, детали установки) должны использоваться серийные изделия.
1.4.5.2 Монтажные платы, панели, узлы крепления и установки должны быть унифицированы.
1.4.5.3 Коэффициент унификации стандартных и заимствуемых деталей должен быть не менее 0.1.
1.4.6 Требования к безопасности при обслуживании по охране окружающей среды.
1.4.6.1 Конструкция БП должна обеспечить безопасность персонала при эксплуатации изделия. Общие требования к электрической и механической безопасности согласно ГОСТ 12.2.007.0-75.
1.4.6.2 По мере защиты человека от поражения электрическим током блок должен быть изготовлен соответственно ГОСТ 12.2.007.0-75, класс защиты – 1.
1.4.6.3 Меры защиты от поражения электрическим током должны отвечать ГОСТ 12.2.007.0-75.
1.4.6.4 Общие требования по обеспечению пожарной безопасности в помещениях согласно ГОСТ 12.1.004-85.
1.4.6.5 Конструкция прибора должна исключать возможность неверного присоединения его токоведущих частей.
1.4.6.6 В качестве основного источника питания должна выступать промышленная сеть переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220В, в качестве альтернативного источника питания – источник бесперебойного питания, со временем автономной работы не менее 20 мин.
1.4.6.7 Штекера и разъёмы электрических цепей должны иметь надписи, которые отвечают их назначению.
1.4.6.8 Конструкция прибора должна исключать возможность попадания в корпус посторонних вещей.
1.4.6.9 В документации по эксплуатации и требованиям по технике безопасности должны быть соблюдены правила технической эксплуатации электромонтажа, и правила безопасной эксплуатации.
1.4.7 Эстетические и эргономические требования.
1.4.7.1 Изделие по своим эргономичным показателям должно обеспечивать удобство при монтаже и эксплуатации.
1.4.8 Требования к патентной чистоте.
1.4.8.1 Патентная чистота должна быть обеспечена.
1.4.9 Требования к составным частям изделия: сырья, исходным и эксплуатационным материалам.