コンピュータ周辺機器の電力管理、1200ワット。スキーム、説明

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コンピュータ周辺機器の電源管理、1200 ワット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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パーソナルコンピュータに接続された機器は、アイドルモード時に AC 主電源から数十、さらには数百ワットの電力を消費することがあります。さらに、電気機器がスタンバイモードなどで長時間不必要に AC 主電源に接続されている場合、損傷の可能性が高くなります。

コンピュータに接続されているデバイスの電源を自動的にオフにするために、図に示すような簡単な設計を組み立てることができます。 1. このデバイスは、合計電力が最大 1200 ワットの負荷を接続するように設計されています。

コンピュータ周辺機器の電力管理、1200ワット

接続方法に応じて、デバイスはXNUMXつのモードで動作できます。

1 - 主電源電圧がコンピュータ自体に適用されている場合、電力は常に負荷に供給されます。
2 - コンピュータが動作状態にある場合にのみ、負荷に電力が供給されます。

最初の動作モードは、コンピュータがスタンバイ、スタンバイ、またはスリープモードの場合、通常は USB ポートに +5 V が存在し、一部のコンピュータのマザーボードの BIOS 設定で無効にできるため、提供されます。

5 番目のモードでは、制御入力をコンピュータの +5 V 電源ラインに接続する必要があります。コンピュータが動作していない場合、通常は電源が供給されません。電源 +XNUMX V がデスクトップ電源から出ているすべての赤いワイヤに適用されます。

5 番目のモードは、ラップトップやネットブックでは実装が困難です。最初の動作モードは、このデバイスがさまざまなディスクドライブの電源を管理し、コンピュータがスタンバイモードになるときに電圧をオフにすることが望ましくない場合に最も適しています。制御入力に DC1V の電圧が入力されると、HL1.1 LED が点灯し、電磁リレーの接点 K220 が閉じます。このリレーは、コンピュータと 220 V の主電源との間に必要な電気的絶縁を提供します。同じ目的で、デバイスの信頼性を高めるために、コンピュータノードを 1 V ネットワークからさらに切り離すための他の方法も採用されています。この目的のために、リレー接点は直列接続された抵抗 R4 ～ R1 を介して接続されます。これらの抵抗器は、電磁リレーの絶縁破壊が発生した場合のネットワーク、つまりコンピュータと人間の接地の漏れ電流を大幅に削減します。さらに、雷雨の際に落雷が発生した場合にコンピューターが損傷する可能性が大幅に減少します。次の要素も、電源ネットワークにおける逆衝突に対する保護レベルを高めます: U7、R9、R10、R11、R14、R15、R5、C6、CXNUMX。

これらの無線要素は、保護機能に加えて、それぞれのノードの動作に必要な他の機能も実行します。接点 K1.1 が閉じると、ダーリントン回路に従って、トランジスタ VT1、VT2 が複合トランジスタとして開きます。複合トランジスタを使用すると、抵抗 R1 ～ R4 の抵抗値を増やすことができます。コンデンサ C1 により、このノードの干渉に対する感度がなくなります。トランジスタがオープンになると、HL2 LED が点灯します。トライアックフォトカプラ U1 の LED も同様です。フォトカプラのトライアックは主電源電圧の半波ごとに開き、それに伴って強力なトライアック VS1 も開きます。電源電圧が負荷に供給されていることは、明るく点灯する 3 結晶 LED HL10 によって示されます。抵抗 R11、R1 は、フォトトライアックを流れる直流電流とパルス電流を低減し、トライアックと VSXNUMX の損傷または開回路の場合にもフォトトライアックを保護します。

トランジスタとフォトカプラ U1 のノードには、過剰電力を抑制するコンデンサ C33、C5 に実装されたコンデンサ DC 電源から +6 V の電圧が供給されます。 AC ブリッジ整流器はダイオード VD2...VD5 に実装されています。抵抗 R14、R15 はコンデンサ電源のサージ電流を低減します。整流電圧のリップルは酸化物コンデンサC2により平滑化されます。ツェナーダイオード VD1 は、整流された電圧を約 33 V のレベルに制限します。トランジスタ VT1、VT2 が開いていると、コンデンサ C2 のプレート間の電圧は 24 V に低下します。

このデバイスとそれに接続されている負荷への主電源電圧 220 V AC は、ヒューズ FU1、FU2 および LC ノイズフィルタ C3L1C4 を介して供給されます。並列接続されたバリスタ RU1、RU2 は、高電圧インパルスノイズを除去し、接続された負荷を過電圧から保護します。

このデバイスは 155x70 mm のプリント基板に取り付けることができます。そのスケッチを図に示します。 2. L1 チョークを除くすべての要素がその上に配置されており、電磁リレーの設置場所の基板の左側には、故障の可能性を軽減するために 2 つのエアスロットが作られています。 23、S2-33、MLT、図に示されている出力の RPM。バリスタ FNR-20K471 は、FNR-20K431、MYG20-471、MYG20-431 に置き換えることができます。バリスタを設置するときは、アスベスト紙やグラスファイバーなどを使用して、ハウジングの火災から構造を保護する必要があります。

コンピュータ周辺機器の電力管理、1200ワット

並列接続するバリスタの数を増やすことができます。コンデンサ C3 セラミック高電圧 K15-15、容量 2200 ... 10000 pF。コンデンサ C4 ～ C6 フィルムタイプ。 K73-17、K73-24、または動作電圧が少なくとも 250 V AC の同様の輸入品。コンデンサ C1 はどのタイプでも小型で、コンデンサ C2 は酸化物 K50-35、K50-68 または同等品です。

ダイオード。 VA159 は、1N4001 ～ 1N4007、UF4001 ～ UF4007、KD105、KD209、KD243、KD247 シリーズのいずれかと置き換えることができます。この設計では、D816V ツェナーダイオードの代わりに、D816B、1N5362、1N5363、1N5364、または直列に接続された 509 つの KS515A、KS2A、515S50A ツェナーダイオードを使用できます。 RL413-YG50 および RL213-HY57 LED は、抵抗を内蔵せずに汎用の連続光に置き換えることができます。 L-57SRCRD LEDはL-937、L-XNUMXシリーズに置き換え可能です。背中合わせの結晶を備えた XNUMX チップ LED がない場合は、低電力ダイオードブリッジ整流器の対角線に従来の LED を組み込むことで、従来の LED を取り付けることができます。

2SC945 トランジスタは、次のいずれかと置き換えることができます。 BC547、SS9011、SS9014、2SC1815、2SC1845、または国内向けの KT3117、KT645、KT6114 シリーズ。トライアックフォトカプラ S21ME3 の代わりに、「ゼロ検出器」を内蔵した S21ME4 を使用できます。

別の低電力トライアックフォトカプラも適しており、そのオプトシミスタは少なくとも 400 V の動作電圧向けに設計されています。強力なトライアック。 VT139-800E は、最大 800 V、直流 16 A、パルス 140 A までの動作電圧向けに設計されています。同様のシリーズと置き換えることができます。 VT139-600、VT139-800、VT145-600、VT145-800、VTA216-600、VTA216-800、または MAC320-A8。トライアックはヒートシンク上に取り付けられており、その冷却表面積は、最大負荷電流での長期動作中にトライアック本体の温度が60℃を超えないように十分である必要があります。

トライアックの余剰電力は、接続された負荷の主電源電圧フィルタコンデンサのパルス状充電電流にトライアックが耐えられるようにするために必要です。インダクタ L1 は、100 μH からの半巻線のインダクタンスを持つ任意の XNUMX 巻線であり、その巻線は最大負荷電流に合わせて設計されています。

たとえば、大型コピー機や強力なコンピュータ電源などの既製の 0,5 巻線インダクタを使用することも、キネスコープ TV やモニタの出力ライントランスのフェライトコアをベースにして自分で作成することもできます。コアは約 15 mm の非磁性ギャップを設けて組み立てる必要があります。この場合、たとえば、トランスからのコア上の巻線は 90 回になります。 TVS-5LTs100 は約 1,2 μH のインダクタンスを与えます。銅巻線の直径は少なくとも 1 mm です。ヒューズ FU2、FU8 は、レーザープリンタと連携して動作するデバイスの能力に基づいて XNUMX A に設定されます。

大電流の電力消費者をこのデバイスに接続する予定がない場合は、より低い電流のヒューズを取り付けることができます。 65V-1 リレーの巻線の抵抗は約 160 オームで、動作電圧 5 V 用に設計されています。これは、コイルも動作電圧 105 V 用に設計された GJ-SH-5LM に置き換えることができます。 V. このようなリレーがない場合は、巻線が 12 V の一般的な電磁リレーを使用できます 1215 V、例: RAS112、SDT-SS-2DM、G14R-12 この場合、制御入力はコンピュータの + に接続されます。 XNUMX V 電圧、たとえば標準の XNUMX ピン「Molex」プラグを使用。

リレーはプリント基板の穴にはんだ付けされていませんが、ポリマー接着剤で接着されており、接続は短い取り付けワイヤで行われます。

これはデバイスの安全性を向上させるために必要です。このデバイスは保守可能な無線コンポーネントから正確に組み立てられているため、すぐに動作を開始し、調整の必要はありません。制御電圧源としての動作性を確認するには、コンピュータではなく実験用電源を使用することをお勧めします。構造を操作するときは、その要素のほとんど (R6、VD6、HL1 を除く) が AC 主電源によって電力供給されていることを念頭に置く必要があります。

著者：ブトフA.L.

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