Toiteplokk

Labori toiteplokk

Toiteplokk on elektrotehnikas kasutatav seade, mis varustab elektrienergia tarbijat sobivate parameetritega elektriga (pinge, voolutugevus jne). Toiteplokid muundavad energiat tarbijale sobivaks, näiteks keemilist energiat elektrienergiaks või võrgupinget alalisvooluks.

Tavaliselt on majapidamises saadaval 230 V / 50 Hz vahelduvpinge või autoakust 12 V alalispinge. Voolu tarbivad seadmed aga vajavad tihti teistsugust pinget, näiteks paljud arvutid vajavad stabiliseeritud pingeid +3,3 V, +5 V ja –5 V, +12 V ja –12 V ühise maanduse suhtes.

Toiteallikad

Lineaarsed toiteallikad

Lineaarse toiteallika skeem

Lineaarsed toiteallika peamine komponent on trafo, mis võib olla näiteks metallist. Trafo eraldab kõrge AC voolu sisendi madalast DC voolu sisendist. Samuti vähendab trafo AC voolu 115 V / 230 V sisendit 30 V peale, et selle saaks siis muuta alaliseks pingeks. Selleks, et muuta vool kasutuskõlblikuks peab trafo esmalt AC voolu vähendama, teiseks läheb alandatud vool dioodidesse, mis omakorda alandavad voolu, siis muudetakse see madalaks DC pingeks, kasutades elektrolüütkondensaatoreid. Viimaseks lastakse pinge ühtlaselt läbi takisti tarbijasse.

Vahelduvavoolu (AC-DC) toiteplokid

Vahelduvavoolu toiteplokke kasutatakse peamiselt, et vahelduv võrgupinge muuta alalispingeks. Vahelduvavoolu toiteplokid näevad kasutust lennunduses, mobiilside mastides ja laevades. Neid kasutatakse sdeadmetes, mis vajavad kõrge sagedusega ja väikese müraga toiteallikat, et mitte segada teiste komponentide tööd.

kommutaator-tüüpi toiteallikad

Toiteallikad muudavad elektrivõrgus 230 V / 50 Hz voolu kasutatavaks DC vooluks toiteploki sees, mis oma korda annab voolu erinevatele komponentidele. Toiteallikas ei tööta ilma koormuseta. Kõige rohkem kasutatakse selliseid toiteallikaid arvutites.

Alalisvoolu (DC) toiteplokid

Alalisvoolu toiteplokke kasutatakse peamiselt varustamaks väiksemaid elektroonilisi seadmeid vooluga. Peamised seadmed, kus alalisvoolu toiteplokke kasutatakse on arvutid, raadiod ja CD-mängijad. Alalisvoolu kasutavad ka telekapuldid, millel on sees patareid.

Programmeeritav toiteplokk

Programmeeritav toiteplokk

Programmeeritava toiteploki operatsioone saab käsitsi seadistada, kasutades analoogsisendit või digitaalset liidest, milleks võivad olla kas RS232 või GPIB. Kontrollitavate seadete alla võivad kuuluda pinge, vool ja sagedus, kui tegu on vahelduvavoolu väljundilise toiteplokiga.

Lineaarse toiteallika ja impulsstoiteallika võrdlus

	Lineaarne	kommutaator-tüüpi
Eelised	Vaikne Sobib väiksematele tarbijatele	Kõrge jõudlus Kompaktne suurus Sobib mitmele seadmele
Puudused	Suurus ja raskus Väiksem jõudlus	Kõrge sagedus Kergem ja väiksem
Kasutus	Laborid	Laevad Lennundus mobiilside mastid Arvutid

ATX kommutaator-tüüpi toiteplokk A - Sildalaldi, B - sisend silufilter, C - transformaator ehk trafo, D - väljund mähise filter, E - väljund kondensaatori filterid

Toiteplokide komponendid

Toiteploki peamised komponendid on transformaator, alaldi, silufilter ja pingestabilisaator.

ATX-450PNF toiteplokk

ATX toiteplokk

ATX (advanced technology extended) on emaplaadi ja toiteploki standard, mille lõi Intel 1995. aastal, et täiustada de facto standardeid. See oli esimene suurim muudatus toiteplokidele mitme aasta jooksul, täiustades erinevaid komponente ja standardeid.

ATX spetsifikatsiooni järgi peab toiteplokk olema võimeline tekitama kolme peamist väljundit +3,3 V, +5 V ja +12 V. Samuti peab toiteplokk olema võimeline tekitama vähese energiatarbega -12 V ja +5 V_SB (standby). -12 V kasutatakse peamiselt, et varustada negatiivset pinget RS-232 portidele ja seda kasutab ka üks konventsionaalne PCI pesa, et varustada osasid helikaarte vajaliku pingega. 5 V_SB kasutatakse, et anda toidet arvuti kellale ja emaplaadi CMOS - patareile.

Varasemad ATX versioonid kasutasid -5 V, et varustada ISA bussi toitega aga see eemaldati, sest see oli iganenud tehnoloogia.

Trafo ehitus

ATX toiteploki juhtmed

Algselt kasutati ühte 20-kontaktilist pistikut, et emaplaati toitega varustada. Alates 2003 aastast kasutatakse 24-kontaktilist pistikut, et varustada emaplaati toitega, samuti on selle pistiku küljes ka 8-kontaktiline või 4+4-kontaktiline pistik, mis varustab toitega protsessorit. 24-kontaktilist pistikut saab ka kasutada 20-kontaktilistes pesades. 20-kontaktilise pistikuga oli lihtne emaplaat läbi kõrvetada, kui ühendasid juhtmed valesti aga tänapäeval on seda raskem teha, sest emaplaadil ja toiteploki juhtmetel on kindlad kujundid, mis peavad kokku sobima, et see emaplaati sisse läheks.

Värvus	Signaal	Kontakt	Kontakt	Signaal	Värvus
Oranž	+3.3 V	1	13	+3,3 V + 3,3 V sense	Oranž Pruun
Oranž	+3,3 V	2	14	-12 V	Sinine
Must	Ground	3	15	Ground	Must
Punane	+5 V	4	16	Power on	Roheline
Must	Ground	5	17	Ground	Must
Punane	+5 V	6	18	Ground	Must
Must	Ground	7	19	Ground	Must
Hall	Toite signaal	8	20	reserveeritud	Puudub
Lilla	+5 V standby	9	21	+5 V	Punane
Kollane	+12 V	10	22	+5 V	Punane
Kollane	+12 V	11	23	+5 V	Punane
Oranž	+3,3 V	12	24	Ground	Must

ATX pistikud ja pesad

ATX 20-pin

ATX 24-pin

24-pin emaplaat ATX 24-pin

ATX Auxiliary Power Connector	EPS12V Connector	Peripheral Power Connector	SATA Power Connector
ATX PS 12V	ATX EPS 12V	Peripheral power connector	Molex-Sata juhe
Kasutatakse, et anda emaplaadile täiendavat +12 V toidet Nimivool 8 A.	Kasutatakse, et anda emaplaadile täiendavat +12 V toidet Nimivool 7 A.	Kasutatakse perifeeriaseadmete toiteks Nimivool 11 A.	Serial SATA ühendamiseks Nimivool 1,5 A.

Spetsiaalsed signaalid

• PS_ON# (power on) on signaal emaplaadilt toiteplokile. Kui toide on maandatud emaplaadis, siis läheb toiteplokk tööle. Toiteplokk lülitab ennast välja, kui PS_ON# signaal on langenud alla 0,8 V.
• PWR_OK (power good) on selleks, et kontrollida pingeid ja arvuti käivitamist takistada, siis kui on ebakvaliteetseid pingeid. Signaal on madalas olekus 100 ms kuni 500 ms peale PS_ON# madalat olekut.
• +5 V_SB (+5 V standby) annab voolu isegi siis, kui teised voolu juhtmed on lahti ühendatud. Kasutatakse käivitamise signaali jaoks.

Vaata ka

• Toiteadapter
• Arvuti toiteplokk
• Impulsstoiteallikas
• Keemiline vooluallikas