Модификация блока питания

Разгон – как много в этом слове – изучение компьютерных сайтов, хождение по магазинам, сборка, правильное охлаждение. Но многие недооценивают значимость одной важной детали – блока питания. Ведь именно он перекачивает всю энергию, впоследствии снимаемую системами охлаждения. И качество поставляемой им энергии может намного понизить потолок разгона.

Все (кроме серверных) компьютерные блоки питания построены по схожей схеме. Самая неприятная черта которой – плохо организованная цепь обратной связи микросхемы ШИМ (широтно – импульсного модулятора). Эта микросхема не подозревает о существовании напряжений +5 и +12 вольт. На её вход подаётся некоторое среднее значение, полученное резисторным делителем. Поэтому и становится возможным "перекос" напряжений – когда одно напряжение завышается (обычно +12В), а другое становится ниже нормы (+5В). В то же время "среднее" значение на входе микросхемы остаётся прежним – именно его стабилизирует микросхема. Для введения раздельной стабилизации нужен второй трансформатор и вторая микросхема ШИМ, так и делается в серьёзных и дорогих серверных блоках.

Перекос напряжений возникает из-за неравномерного распределения нагрузки по шинам +12 и +5 Вольт. Например, процессор запитан от шины +5В, а на шине +12 висит жёсткий диск и CD привод. Нагрузка на +5В во много раз превышает нагрузку на +12В. 5 вольт проваливается. Микросхема увеличивает duty cycle и +5В приподнимается, но ещё сильнее увеличивается +12 – там меньше нагрузка. Мы получаем типичный перекос напряжений. Именно такой наблюдался в моём компьютере. Выйти из положения поможет следующая модификация – мы жёстко фиксируем +5В, а завышенные +12В приводим к норме линейным стабилизатором. Моей целью была фиксация напряжений 12 и 5 вольт в минимальном диапазоне - около 1%. Задача кажется сложной, но следует учесть некоторые моменты. Ток в шине 5 Вольт может превышать 30А, в то время как ток по 12В не больше 3-4А. Для проведения модификации необходима мощная основа – ей стал БП InWin Powerman P300-A2 – лучшее, что мне удалось найти. Вот его схема:

Первое, что надо сделать – отключить +12В от входа стабилизатора выпаиванием резистора R41 и добиться прежнего входного напряжения ШИМ подбором R40(грубо) и регулировкой R-VAR(точно). Таким образом, +5 вольт оказались стабилизированными с очень высокой точностью вне зависимости от тока нагрузки.

А вот напряжение +12В стало прыгать от 11.9 до 13.5В. Но т.к. нагрузка по 5В заведомо больше, чем нагрузка по 12В, надо бороться только с перенапряжением по 12В. Для этого в разрыв шины +12В включаем схему простейшего стабилизатора.

Схема в сборе:

Мосфет на радиаторе:

Диоды и конденсатор образуют выпрямитель, создающий положительное смещение на затворе полевого транзистора, необходимое для его полного открытия. На контакт F подаётся выходное напряжение +12В. Биполярный транзистор создаёт отрицательную обратную связь. При увеличении напряжения на F, увеличивается напряжение на базе транзистора и он начинает открываться, что приводит к стеканию заряда с затвора полевого транзистора на землю и его сопротивление увеличивается. При правильном подборе элементов и подстройке переменного резистора можно создать такой режим работы, что схема будет стабилизировать напряжение в шине 12В. Теоретически данная модификация не уменьшает максимального тока по 12В, но она и не защищает от недонапряжения по 12В. В моём случае было установлено 3 жёстких диска и CD-RW привод, занижения 12В не было, но токи больше 5А не рекомендуются...

Надо ли говорить, что все модификации и пробные включения делаются с отключенной мат. платой и без прочих устройств. В качестве нагрузки при пробных включениях использовались куски нихромовой проволоки.

Конфигурация тестовой системы:

• AMD Athlon XP 1800+ (1.5v)
• EP-8RDA rev1.1
• 2x256Mb Samsung PC2700
• GeForce4Ti 4200 Sparkle
• HDD Maxtor 120P0
• CD-RW

Частота процессора изменялась от 1500МГц (1.4v) до 2650МГц (1.85v). В обоих случаях прогонялось два режима: BusDisconnect и BurnK7 для выявления максимального и минимального энергопотребления по шине 5В.

В результате были получены следующие напряжения:

Все измерения проводились цифровым вольтметром.

Далее в БП был добавлен узел для измерения тока в шине +5В. Он представляет собой суженную дорожку на плате БП (для достижения нужного падения напряжения) и микроамперметр на 100мкА. Градуировка проводилась по цифровому амперметру. При разгоне ток превышал 32А. Т.к. другими потребителями +5 вольт кроме процессора и схемы его питания можно пренебречь, я начинаю верить программе CPU Power

Результаты разгона:

Желаю всем успешной модификации.

Leonid Korobeynikov aka Lenin

Ждём Ваших комментариев в специально созданной ветке конференции.