Усовершенствование охлаждения блока питания (стр. 1 из 10)
Реферат
Пояснительная записка к дипломному проекту: 65 страниц, 15 рисунков, 11 таблиц, 24 источника, 2 приложения, 3 листа чертежей формата А1.
Объект исследований: усовершенствование охлаждения блока питания
Предмет исследования: блок питания ПК.
В первом разделе рассмотрены общие принципы охлаждения, видов охлаждения ПК и блока питания, более подробно рассмотрены вопросы воздушного охлаждения.
Во втором разделе рассматриваются вопросы усовершенствования охлаждения блока питания ПК.
В третьем разделе выполнен экономический расчет объекта анализа.
В четвертом разделе проведены расчеты вентиляции, природного и искусственного освещения, уровня шума. Полученные значения сопоставлены с нормативными.
БЛОК ПИТАНИЯ, ВЕНТИЛЯТОР, МОДДИНГ, ОХЛАЖДЕНИЕ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ВЕНТИЛЯТОРА, ТЕРМОРЕЛЕ, УРОВЕНЬ ШУМА
Содержание
Реферат
Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов
Введение
1. Системы охлаждения блока питания ПК
1.1 Виды блоков питания
1.2 Охлаждение, виды охлаждения
1.3 Охлаждение блока питания
1.3.1 Устройство вентилятора
1.3.2 Характеристики вентиляторов
2. Усовершенствование охлаждения блока питания
3. Технико-экономическое обоснование объекта разработки
3.1 Расчет расходов на стадии проектирования (разработки) КД нового изделия
3.2 Расчет расходов на стадии производства изделия
4. Охрана труда
4.1 Требования к производственным помещениям
4.1.1 Окраска и коэффициенты отражения
4.1.2 Освещение
4.1.3 Параметры микроклимата
4.1.4 Шум и вибрация
4.1.5 Электромагнитное и ионизирующее излучения
4.2 Эргономические требования к рабочему месту
4.3 Режим труда
4.4 Расчет освещенности рабочего места
4.5 Расчет вентиляции
4.6 Расчет уровня шума
Выводы
Перечень ссылок
Приложение
Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
БИС - большая интегральная схема
БП - блок питания
КМОП - комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник
МПС - микропроцессорная система
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство
ПЗУ - постоянное запоминающее устройство
ПО - программное обеспечение
ПС - программные средства
СО - система охлаждения
ЦП - центральный процессор
ЦПУ - центральное процессорное устройство
Введение
Тема дипломной работы - "Усовершенствование охлаждения блока питания", которая является предметом исследования.
Цель работы - усовершенствовать систему охлаждения блока питания персонального компьютера.
Задачами исследования является определение оптимальной системы охлаждения блока питания компьютера и внесения предложений по усовершенствованию системы охлаждения последнего.
Если рассматривать домашний или офисный компьютер, следует рассматривать дешевые и надежные системы охлаждения.
Работу можно разбить на этапы:
ознакомление с системой охлаждения блока питания ПК;
на основе полученных знаний, усовершенствовать систему охлаждения блока питания компьютера, которая будет следить за нормальным состоянием температуры.
Компьютерный блок питания - блок питания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.
От блока питания, как у человека от еды, зависит работа всего компьютера. Поэтому поддержание нормальной температуры блока питания для работы компьютера актуальная тема. С увеличением мощности компьютера растет и тепло выделяемое активными элементами.
1. Системы охлаждения блока питания ПК
1.1 Виды блоков питания
Блок питания компьютера (БП) предназначен для питания электроэнергией всех компонентов (устройств) компьютера. Блок питания преобразует напряжение получаемое от электрической сети и передаваемое устройствам компьютера. Он стабилизирует напряжение и защищает от некоторых электрических помех. Кроме этого он входит в систему охлаждения компьютера, так как имеет вентилятор.
Одним из основных качественных параметров БП является потребляемая из электрической сети пиковая мощность. На сегодняшний день она лежит в диапазоне от 250 до 1000 Вт. Блоки питания компьютера называют импульсными (SMPS - Switching Mode Power Supply). Они дают выходные напряжения в 5, 12, +3,3В.
Блоки питания постоянно развиваются, так же как и другие компоненты компьютера. Со временем идет эволюция их стандартов.
Существуют виды блоков питания:
Блоки питания стандарта АТ
Стандарт АТ первым использовался в компьютерных блоках питания. Он появился на свет одновременно с первыми IBM-совместимыми компьютерами и применялся вплоть до 1995 года. На выходе этих блоков питания было четыре постоянных напряжения +5, - 5, +12, - 12 Вольт. Но при высоких темпах развития компьютерной техники росла и суммарная мощность которая была необходима ПК. К тому же возросшая потребность в линии на +3,3 Вольт (которой не было на выходе БП АТ) сказывалась. Это напряжение приходилось брать с самой материнской платы, для чего на нее монтировался специальный стабилизатор. Блоки питания АТ были неудобными при монтаже их в системный блок, а так же не обеспечивали должного охлаждения в виду не рациональной конструкции.
Как и следовало ожидать, в 95-м году прошлого века на смену устаревшему формату АТ пришел новый формат блоков питания - ATX.
Блоки питания стандарта ATX
В новом стандарте блоков питания ATX увеличилось число линий напряжения на выходе. Стандарту AT необходимо было напряжение в +3,3 В, соответственно такая линия и была добавлена, а также линия +5 В SB (Stand-By).
Линия в +5 В SB предназначалась для расширения функционала по управлению питания компьютера. Это были такие функции как запуск компьютера по сигналу от клавиатуры, от модема или локальной сети, и для воплощения режима Suspend-to-ram. В последнем режиме при "засыпании" компьютера все временные данные находятся в оперативной памяти при выключенном ПК.
Конечно же для реализации такого режима напряжение должно подаваться все время, не зависимо выключен ПК или включен (хотя он должен быть включен в розетку). Для этого был придуман "хитрый" стабилизатор, который по сути маленький блок питания внутри основного, и работающий постоянно.
В сравнении с БП AT, в которых кнопка вкл/откл фактически убирала с него напряжение 220 Вольт, то в новом формате по нажатию кнопки идет команда на остановку ШИМ-контроллера основного стабилизатора. А в блоке питания продолжает работать стабилизатор +5 В Stand-By для обеспечения быстрого "пробуждения" компьютера.
Что бы полностью обесточить такой блок питания его необходимо физически отсоединить от розетки.
Некоторое время блоки питания ATX потихоньку модернизировались, но ни чего кардинально нового не появлялось. Но с появлением более мощных и быстрых процессоров и соответственно потребляющих больше мощности пришлось и подавать им соответствующее питание - 12 Вольт на стабилизатор процессора.
Рисунок 1.1 - Схема цоколевки
Таблица 1.1 - Назначение выводов
| № вывода | Обозначение |
| 1 | +3,3v |
| 2 | +3,3v |
| 3 | GND |
| 4 | +5v |
| 5 | GND |
| 6 | +5v |
| 7 | GND |
| 8 | Power Good |
| 9 | +5VSB |
| 10 | +12v |
| 11 | +3,3v |
| 12 | -12v |
| 13 | GND |
| 14 | PS ON# |
| 15 | GND |
| 16 | GND |
| 17 | GND |
| 18 | +5v |
| 19 | +5v |
| 20 | +5v |
Блоки питания стандарта ATX 12V (ATX 2.03)
Переход на новые блоки питания был обусловлен появлением в 2000 году нового мощного процессора Intel Pentium 4. Как известно, до него стабилизатор процессора питался от шины +5 Вольт. Если посчитать силу тока по этой шине для процессора мощностью, например, 50 Ватт то получится что она равно 10 А. А это довольно много. Минусов у этого много: и возможный перегрев контактов при неплотном соединении, и сложность монтажа большого разъема на материнской плате и т.д.
Конечно было найдено решение этой проблемы. Произошел переход на запитку стабилизатора центрального процессора от шины + 12 Вольт. Из законов физики нам известно, что при увеличении напряжения в 2,4 раза, ток уменьшится во столько же, при одинаковой потребляемой мощности, а так же увеличится коэффициент полезного действия стабилизатора.
Но тут пришлось решать еще одну проблему - в питающем разъеме стандарта ATX был всего один проводок для напряжения +12 Вольт. Что конечно же было мало при увеличении числа потребителей этого напряжения и увеличении силы проходящего тока (это могло привести к подгоранию контактов от перегрева). Решение этой проблемы пришло в виде нового, отдельного четырех контактного разъема дополнительного питания материнской платы. Этот разъем имел два дополнительных провода питания + 12 В и так как был компактным мог размещаться рядом с стабилизатором питания центрального процессора, чему разработчики материнских плат были конечно рады.
Кроме введения нового разъема в стандарте ATX 12V произошло ужесточение требований к характеристикам блоков питания, а именно была установлена нижняя граница макс. тока по шине +12 Вольт (10 Ампер).
Внешний вид новых блоков питания не отличался от выпускаемых ранее, разве что только наличием нового дополнительного разъема питания материнки. И сразу же на рынке появились переходники разных видов для обеспечения возможности подключения старых блоков питания к материнских платам сделанным уже по новому стандарту питания - ATX12V. Для компьютеров с сравнительно не большой потребляемой мощностью использование таких переходников было оправдано, а использование их в системах с большим энергопотреблением было чревато.