Как поднять выходное напряжение

Как менять силу тока не меняя напряжение

Дело - труба

Приветствую, Самоделкины!

Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.

Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания.

Как правило, источники питания для ноутбуков, принтеров, всевозможные адаптеры питания мониторов и так далее, делают по однотактным схемам, чаще всего они обратноходовые и построению ничем не отличается друг от друга. Может быть иная комплектация, иной ШИМ-контроллер, но схематика одна и таже.

Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.

Читайте также: Импульсные реле вместо проходных выключателей

После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.

Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.

Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.

Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.

Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.

Итак, давайте начнем. Для начала автор решил убрать электролитические конденсаторы, которые стояли на выходе блока, чтобы заменить их на конденсатор с низким внутренним сопротивлением.

Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.

Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор.

Диодный выпрямитель довольно неплохой — 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод.

В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.

В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много.

Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше. С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.

Выкидываем его и берем вот такой провод.

Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем.

Трансформатор — самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника.

Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем.

После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.

Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.

Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук.

Читайте также: Что такое УЗМ 51М в электрике — характеристики, схема подключения

Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.

Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки.

После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.

В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.

Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.

Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.

Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.

Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.

После всего этого слегка нагрузим плату сначала автомобильной галогенкой, а затем адскими лампами от кинопроектора.

Это сделано для того, чтобы понять насколько хорошо работает обратная связь. И как видите, выходное напряжение держится молодцом. После нужно усилить дорожки по вторичной цепи. Также желательно их дополнительно армировать проводом, токи тут будут уже в 2 раза больше чем раньше.

Перед тем как все собрать обратно дополнительно пропаиваем плату (хотя пайка тут с завода была довольно хорошей). Намазываем термопасту на силовой транзистор и диоды выпрямителя. Кстати, если диоды такие как у автора, то их обязательно нужно изолировать от корпуса теплопроводящей прокладкой.

И вот — плата в корпусе. Теперь пора протестировать блок. Для этого автор сделал нагрузку из нихрома, которая способна выжать из блока питания ток в 20 и более ампер.

Токовые клещи будут нам показывать действующее значение тока на выходе, а мультиметр выходное напряжение.

Мы только что сняли с блока ток более 20А, причем без просадки выходного напряжения. Во время закадровых замеров было даже 24А, при попытке снять больше срабатывала защита, то есть можно смело сказать, что наша переделка была успешной. На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Читайте также: Как сделать простой драйвер для светодиодов с питанием от 220 В своими руками

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как увеличить силу Ампера

Повышение постоянного напряжения

Общий принцип увеличения постоянного напряжения в произвольное число раз

Трансформаторный способ увеличения напряжения не может применяться в сетях постоянного тока. Поэтому при необходимости решения этой задачи используют более сложные устройства, в основу функционирования которых положена следующая схема: постоянный входной ток используется для питания генератора, с выхода которого снимают переменный сигнал. Переменное напряжение увеличивают тем или иным образом, после чего выпрямляют и сглаживают для получения более высокого постоянного.

Структурная схема такого преобразователя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Обобщенная структурная схема повышающего преобразователя

Отдельные разновидности схем отличаются между собой:

  • формой сигнала, снимаемого с выхода генератора (синусоидальное или близкое к нему, пилообразное, импульсное и т.д.);
  • принципом увеличения генерируемого напряжения (трансформатор, умножитель);
  • типом выпрямления и сглаживания напряжения перед подачей его на выход устройства.

В продаже доступны микроэлектронная элементная база, которая позволяет собирать преобразователи данной разновидности при наличии даже начальных навыков радиомонтажника.

Умножители

Умножители применяют в тех случаях, когда из переменного входного напряжения нужно получить постоянное, которое в кратное количество раз превышает входное.

Существует большое количество схем умножителей. Одна из них показана на рисунке 6.

Принципиальная схема умножителя

Рис. 6. Принципиальная схема умножителя

Коэффициент умножения можно нарастить увеличением количества каскадов.

Умножитель в 6 и 8 раз

Рис. 7. Еще пример: умножитель в 6 и 8 раз

Учетверитель напряжения

Рис. 8. Учетверитель напряжения

Как повысить напряжение в сети

ЭлектроСтрой

В быту и на производстве широко используются электрические и электронные приборы различного назначения. Необходимое условие их функционирования — подключение к электрической сети или иному источнику электрической энергии. Из соображений упрощения создания и последующей эксплуатации сети или источника целесообразно, чтобы выходное напряжение имело определенное значение. Например 220 В бытовой сети переменного тока и 12 В автомобильной сети постоянного тока.

На практике применяются сети как постоянного, так и переменного тока. Например, бытовая 220-вольтовая сеть функционирует на переменном токе, а бортовая автомобильная сеть использует постоянный ток. В зависимости от разновидности сети повышение напряжения до нужного значения решается в них по-разному.

При обращении к современной микроэлектронной элементной базе реализующие эти функции устройства при солидной выходной мощности обладают очень хорошими массогабаритными показателями. Для иллюстрации этого положения на рисунке 1 показан пример платы со снятым корпусом повышающего преобразователя постоянного тока.

Рис. 1. Повышающий преобразователь постоянного тока бестрансформаторного типа

В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и как это делать правильно.

Читайте также: Методы измерения активных сопротивлений

Повышение переменного напряжения

Разновидности трансформаторов

Наиболее простой способ увеличения переменного напряжения – установка между выходом сети и питаемой нагрузкой повышающего трансформатора. Применяемые на практике устройства делятся на две основные разновидности. Первая — классические трансформаторы, вторая — автотрансформаторы. Схемы этих устройств приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Схемы трансформатора и автотрансформатора

Классический трансформатор содержит две обмотки: первичную или входную с числом витков W1, а также вторичную или выходную с числом витков W2. Для трансформатора действует правило Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации. Таким образом, в повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки превышает таковое у первичной.

Повышающий авторансформатор содержит единственную обмотку с W2 витками. Сеть подключается на часть W1 ее витков. Повышение U происходит за счет того, что магнитное поле, создаваемое при протекании тока через входную часть общей обмотки, наводит ток уже во всей обмотке W2. Расчетная формула автотрансформатора аналогична обычному: Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации.

Особенности трансформаторов

Эффективность функционирования трансформаторов наращивают применением сердечника из электротехнической стали. Этот компонент

  • увеличивает КПД устройства за счет уменьшения рассеяния магнитного поля в окружающем пространстве;
  • выполняет функцию несущей силовой основы для обмоток.

Неизбежные потери на вихревые тока уменьшают тем, что сердечник представляет собой наборный пакет из тонких профилированных изолированных пластин.

При прочих равных условиях целесообразно использовать трансформатор. Это связано с тем, что не пропускает постоянный ток, т.е. обеспечивает гальваническую развязку сети от приемника, позволяя добиться большей электробезопасности.

Особенность трансформатора — его обратимый характер, т.е. в зависимости от ситуации он может одинаково успешно выполнять функции повышающего и понижающего устройства. Единственное серьезное ограничение — необходимость соблюдения штатных режимов работы первичной и вторичной обмоток.

В отличие от компьютерных розеток, называемых RJ45, в различных странах при устройстве бытовых сетей электроснабжения устанавливают различные типа розеток. Известны, например, розетки, немецкого, французского, английского и иных стандартов или стилей. Поэтому на трансформатор малой мощности целесообразно возложить функции адаптера, который за счет разных типов вилок и гнезд обеспечивает механическое согласование сети и нагрузки. Пример такого устройства изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Пример обратимого маломощного трансформатора с возможностью согласования типов розеток

Лабораторные автотрансформаторы ЛАТР

Сильная сторона автотрансформатора – простота регулирования выходного напряжения простым перемещением токосъемного контакта по обмотке. Устройства, допускающие выполнение этой опции, известны как лабораторные автотрансформаторы ЛАТР. Отличаются характерным внешним видом за счет наличия регулятора напряжения и вольтметра для его контроля, рисунок 4.

ЛАТР востребованы не только в лабораториях. Они массово применяются в гаражах, на садовых участках и других местах, где из-за перегрузки и износа линии напряжение в розетке оказывается ниже минимально допустимого.

При колебаниях сетевого напряжения вместо обычного ЛАТР целесообразно использовать стабилизатор, куда он входит в виде одного из блоков.

Рис. 4. Внешний вид одного из вариантов ЛАТР

Несколько советов начинающим оверклокерам

  • 1. Теоретическая подготовка 1.1 Сбор сведений о системе
  • 1.2 Перечень полезных программ
  • 1.3 Материалы о разгоне
    5.1 Нужно ли повышать напряжение?

Любой человек теряется, когда попадает в незнакомую ситуацию. Впервые попав в какое-то учреждение, вы не знаете, куда вам пойти и к кому обратиться. Впервые сев за руль или штурвал, вы не знаете, как управлять этим транспортным средством. Впервые включив компьютер или войдя в Интернет, вы не знаете, что вам делать дальше. Со временем опыт придёт, вы, не задумываясь, направитесь к лифтам, включите зажигание или откроете любимый сайт и даже не вспомните, что эти элементарные действия когда-то ставили вас в тупик. Но на первых порах вам необходим гид, советник или инструктор – такую первоначальную, вводную роль и призвана сыграть эта статья.
Зачем вообще нужен разгон? Очень условно оверклокеров можно разделить на три категории.

Читайте также: Как разобрать мотор колесо электровелосипеда – практическое руководство с фотографиями

Экономные и начинающие оверклокеры. Для экономных цель – получить максимум производительности, потратив на это минимум средств. Компьютер собирается из самых простых, дешёвых, заведомо устаревших комплектующих, из того, на что хватает или не жалко денег. Номинальная производительность такой системы обычно заметно ниже необходимого уровня. У начинающих оверклокеров компьютер уже есть, выбора нет, и приходится работать с тем, что имеешь. После разгона производительность подобных систем можно поднять до более или менее приемлемых показателей. Экономные оверклокеры далеко не всегда бедные. В жизни имеется немало других ценностей, помимо компьютеров. Существует множество прекрасных возможностей, чтобы с толком вложить имеющиеся средства: в образование, на питание, на детей, на жильё, на семью, на отдых, а всё тратить на компьютеры – это далеко не самое лучшее им применение.

Опытные оверклокеры. Их цели несколько иные – получить максимум производительности и удовольствия, не потратив лишнего. Глупо выбрасывать деньги на ветер, приобретая старшие (и дорогие) комплектующие, но так же глупо экономить на мелочах, сберегая копейку, но тем самым ограничивая свои возможности, лишая себя шанса выиграть рубль. В этом случае каждый элемент системы подбирается вдумчиво, с учётом множества факторов: материнская плата – с богатыми возможностями, процессор – с высокой вероятностью успешного разгона, система охлаждения – тихая, но эффективная. Итоговая производительность системы будет очень высокой, как минимум сравнима, но чаще превосходя скорость системы, составленной из топовых комплектующих, работающих в номинальном режиме. Хотя зачастую столь высокая производительность не является жизненно необходимой, оверклокеру доставляет удовольствие полученный результат, заслуженное чувство удовлетворения от хорошо выполненной работы.

анонсы и реклама

Распродажа — RTX 2070 по цене 1070 Ti

Лютая мать S1200 ASUS ROG за 72 т.р.

Новый 4/8ядерный 3.6ГГц Comet Lake — 10 т.р.

6K 6016×3384 IPS

монитор в продаже, смотри цену

Новейшая LGA 1200 Asrock за 5 т.р.

Оверклокеры-энтузиасты, экстремалы. Цель – максимум производительности любой ценой. Старшие модели, самые мощные комплектующие, экстремально-низкие температуры – всё идёт в ход, чтобы в итоге очутиться на заоблачной, нереальной вершине, недосягаемой для большинства. Войти в десятку, пятёрку или тройку лучших – что может быть прекраснее? В этой группе элемент соревнования наиболее силён и победа – наивысшая награда!

Разумеется, предложенное деление достаточно условно, чётких границ между группами не существует. Начинающие оверклокеры со временем превращаются в опытных, опытные оверклокеры при желании вполне способны заняться экстримом, встречаются даже такие экзотические сочетания как экономные энтузиасты. Но всегда нужно с чего-то начинать и мы начнём с первого, самого важного пункта.

Не спешите, не пропускайте этот раздел. Я прекрасно понимаю, что искать и усваивать информацию это скучно и занудно. Хочется немедленно узнать те «волшебные кнопки», на которые нужно нажать, чтобы сразу, без затей и хлопот получить желанный результат – разогнанный компьютер. Но таких кнопок нет, они в каждом случае разные, чтобы найти их, и необходимы знания.

В конце концов, если вы не собираетесь заниматься разгоном, то для чего вы всё это читаете? А если собираетесь, то со временем, с опытом вы всё равно узнаете и научитесь многому, так зачем откладывать? Зачем оплачивать свои знания сгоревшими или испорченными комплектующими, бессмысленно потраченным временем и средствами, когда есть готовая информация, она ждёт, чтобы вы ею воспользовались.

Прежде чем действовать, нужно узнать, с чем мы будем иметь дело. Если вы сами собирали свой компьютер или хотя бы принимали участие в выборе конфигурации, то наверняка знаете, из каких комплектующих он состоит. Если нет, то начать следует с определения каждого из компонентов. Изучите свою систему, узнайте составляющие её элементы, пролистайте руководство к материнской плате. Воспользуйтесь информационно-диагностическими утилитами, проведите несколько тестов производительности, запишите технические характеристики, температуры, напряжения в покое и под нагрузкой. В дальнейшем все эти данные пригодятся. Зная точный состав системы, можно примерно определить возможный уровень разгона. Данные о производительности покажут, насколько возросла скорость системы после разгона. Резкие изменения напряжений и температур позволят своевременно принять меры и избежать необратимых изменений. К тому же эти предварительные тесты позволят убедиться, что в номинальном режиме система функционирует стабильно.

В повседневной деятельности оверклокеры используют широкий спектр программ и утилит различного назначения. Условно их можно разделить на несколько групп:

Читайте также: Монтаж электрической цепи (конспект)

  • информационно-диагностические;
  • мониторинг;
  • разгон;
  • проверка стабильности;
  • измерение производительности.

На самом деле таких чётких границ между категориями не существует, информационно-диагностические утилиты могут измерять производительность, а программы для мониторинга одновременно умеют разгонять.
Информационно-диагностические программы способны достаточно точно определить конфигурацию вашей системы. В первую очередь к ним относятся два мощных пакета: Lavalys Everest и SiSoftware Sandra. Определением конфигурации их возможности не ограничиваются, программы способны осуществлять функции мониторинга, измерения производительности и тестирования стабильности. Однако вовсе не обязательно использовать эти громоздкие и неповоротливые пакеты, тем более что бесплатно они предоставляют лишь часть своих возможностей. Существует множество менее известных программ такого рода, например WinAudit или PC Wizard. Вместо них можно использовать набор небольших бесплатных, но функциональных утилит, каждая из которых хороша в своей области. Например, оверклокеры широко пользуются утилитой CPU-Z, которая сообщает сведения не только о процессоре, но и о материнской плате и памяти. Для более детального контроля и управления таймингами памяти можно порекомендовать утилиту MemSet.
Лучшие универсальные программы для мониторинга всегда делались энтузиастами, независимыми разработчиками. К сожалению, из-за этого их век не так долог, как нам бы хотелось. Сначала от нас ушла утилита MBProbe, затем MBM (Motherboard Monitor), сейчас все наши надежды связаны с программой SpeedFan.

Разгон процессора лучше всего производить средствами BIOS, но далеко не всегда производители обеспечивают нас достаточными возможностями. В этом случае поможет универсальная утилита для разгона из Windows под названием ClockGen. Кроме того, ознакомьтесь со списком программ, который находится на CD-диске, прилагающемся к вашей материнской плате. Производители плат нередко включают программы собственной разработки, которые умеют разгонять из Windows, управлять вентиляторами, вести мониторинг.

Список программ для разгона видеокарт тоже широк. В первую очередь следует назвать одну из лучших утилит этого класса – RivaTuner. Кроме того, вам может пригодиться PowerStrip, NiBiTor, ATI Tray Tools, ATI Tool и пр.

Ни одна из программ не способна дать вам 100%-ную гарантию стабильной работы разогнанного процессора. Но шансы резко возрастают, если вы используете две или три различных утилиты. Для проверки стабильности можно использовать OCCT, S&M, Prime95 или любую другую программу, способную загрузить систему, например, это может быть ваша любимая игра.

Что касается измерения производительности, то существуют сотни программ такого рода, которые тестируют систему целиком или производительность отдельных компонентов. Очень неплохой список полезных утилит имеется на сайте BenchmarkHQ, многие вы можете скачать из нашего файлового архива.

Практически каждая статья на нашем сайте имеет то или иное отношение к разгону. Если вы регулярно читаете наши новости и статьи, то уже обладаете определённым багажом знаний, который поможет вам в практических экспериментах. Статистика разгона процессоров может дать представление о примерных результатах, которые вы сможете получить. Изучение материалов конференции покажет список проблем, с которыми сталкиваются оверклокеры и возможные варианты их решения.

На нашем сайте есть раздел «Справочник». Вам стоит прочесть одну из последних статей «Как разгонять процессоры (руководство с картинками)», а можете пролистать самую первую «FAQ по разгону для новичков» – разницы нет, поскольку речь идёт об одних и тех же вещах, о разгоне. И не нужно сразу с раздражением закрывать статью, поскольку в ней ничего не говорится именно о вашей модели процессора. Принципы разгона одинаковы, если вы поймёте, как разгоняли Pentium III, то без труда разгоните любой другой современный процессор.

Если вы начинающий оверклокер и у вас уже есть компьютер, то это одновременно хорошо и плохо. Плохо, ведь мы уже не можем ничего изменить, даже один неудачный компонент, например слабый блок питания, может поставить крест на разгоне всей системы. Хорошо, поскольку проблема выбора перед нами уже не стоит.

Проблема выбора – это один из самых сложных моментов при сборке оверклокерской системы. В дело вступают сотни или даже тысячи факторов: текущий ассортимент комплектующих, соотношение сил между различными моделями, финансовый аспект и множество дополнительных моментов, начиная от удобства сборки, возможностей модернизации и заканчивая привлекательным внешним видом. Разогнать систему относительно легко и просто, подобрать оптимальный состав комплектующих – задача очень сложная, почти невыполнимая, не представляю, как мы с ней справляемся.

К счастью, рассмотрение бесчисленного множества возможных вариантов выходит за рамки данной статьи. Лишь время от времени мы будем затрагивать этот вопрос, когда от выбора будут зависеть варианты разгона.

Разгон – это работа на частотах, превышающих номинальные. Нам не так важно, по каким причинам разгон вообще возможен. Это может быть большой запас прочности, заложенный производителем, маркетинговые причины, заставившие занизить штатные характеристики или сознательное использование более быстрых комплектующих, чем необходимо. Наша задача – умело воспользоваться предоставленными возможностями.

В компьютере все стандартизировано и синхронизировано. Стандартизация необходима, чтобы комплектующие от разных производителей могли без проблем работать друг с другом. Синхронизация служит для согласования работы различных устройств. В качестве исходной точки отсчёта выбрана частота системной шины – FSB. Частоты различных шин в компьютере, то есть каналов, связывающих различные устройства и элементы, обеспечивающих передачу информации между ними, обычно меньше FSB и для задания номинальной частоты их работы используются делители. Частота процессора в настоящее время заметно выше частоты FSB и чтобы процессор заработал на своей штатной частоте, используются множители.

Например, процессор Intel Core 2 Duo E6300 работает на частоте шины 266 МГц. Его множитель равен x7 и произведение частоты FSB на множитель даст нам итоговую частоту процессора: 266×7=1.86 ГГц. Таким образом, чтобы увеличить частоту процессора, разогнать его, нужно повысить либо частоту FSB, либо множитель.

Старшие модели современных процессоров обладают свободным множителем и позволяют его увеличивать, но такие процессоры стоят слишком дорого, зачастую на порядок дороже младших процессоров в семействе. Их приобретение нерационально, поскольку с помощью разгона мы можем приблизить производительность младших процессоров до уровня старших или даже превзойти её.

Таким образом, разгон процессора обычно сводится к увеличению частоты FSB. Если мы возьмём всё тот же процессор Intel Core 2 Duo E6300 и сможем увеличить частоту шины с 266 до 400 МГц, то частота процессора возрастёт почти на 1000 МГц, до 2.8 ГГц, если повысим FSB до 500, то она составит уже 3.5 ГГц и так далее… В принципе, этих сведений уже достаточно, чтобы вы направились в BIOS своей материнской платы, увеличили частоту FSB и разогнали свой процессор. Но есть кое-какие особенности, которые нужно учитывать при разгоне. Большинство нюансов вы узнаете со временем, некоторые неизвестны даже мне, поскольку с выходом новых моделей процессоров появляются новые нюансы, но кое-какие особенности можно учесть заранее.
Прежде чем приступать к разгону процессора, нужно сделать несколько обязательных шагов. Для начала проверьте, нет ли на сайте производителя вашей материнской платы более свежей версии BIOS, поинтересуйтесь списком внесённых изменений. Известны многочисленные примеры, когда откровенно неудачные для оверклокеров платы чудесным образом преображались с обновлением BIOS. Новые версии не только исправляют замеченные ошибки, иногда появляются новые параметры или расширяются интервалы уже имеющихся. Увидеть текущий номер версии BIOS можно при старте материнской платы, если же информация проскакивает очень быстро, то можно нажать на клавишу Pause на клавиатуре. Иногда номер версии можно найти войдя в BIOS, с помощью информационно-диагностических утилит или специализированных программ для обновления BIOS. Не нужно прошивать все имеющиеся версии, начиная с самой старой и заканчивая последней. Самая свежая версия BIOS включает все изменения предыдущих и хотя не всегда последняя версия BIOS оптимальна для разгона, но она, по крайней мере, уже избавлена от ошибок ранних версий.
Итак, вы вошли в BIOS материнской платы и не знаете, что делать дальше? Очень может быть, что вам досталась «умная» плата, которая сама выполнит всё необходимое, вам же нужно лишь указать желаемый уровень разгона процессора или частоту FSB. Но лучше всего не оставлять всё на самотёк и заранее учесть возможные нюансы и проблемы. Это позволит сэкономить время, сберечь комплектующие и получить максимально возможный в данных условиях результат.

Для начала нужно уменьшить частоту работы памяти. Мы уже говорили, что в компьютере всё взаимосвязано, поэтому при разгоне и увеличении частоты FSB пропорционально увеличивается частота работы памяти. Если же память изначально работает с повышающими коэффициентами, на высокой и близкой к пределу своих возможностей частоте, то именно она превратится в ограничивающий фактор, препятствующий дальнейшему разгону процессора. Для памяти желательно установить минимально возможную частоту в BIOS. Не стоит беспокоиться по поводу значительно уменьшившейся производительности, она будет расти при разгоне, а затем, после того, как будут найдены максимальные частоты для нашего процессора, мы обязательно вернёмся и займёмся памятью.

Следующий этап – желательно увеличить тайминги памяти, хотя бы основные, для распространённой сейчас DDR2 это примерно 5-5-5-15-2T. Делается это по той же причине, по которой мы снижали частоту памяти, чтобы она не мешала разгону процессора. Память может работать на высокой частоте с высокими таймингами или на низкой с низкими. Даже в SPD памяти иногда записывают два или более варианта допустимых сочетаний. Снижение частоты может быть воспринято как косвенное разрешение уменьшить тайминги, если они устанавливаются материнской платой автоматически. И если в номинальном режиме работы процессора такое сочетание низкой частоты и низких таймингов вполне работоспособно, то при разгоне и соответственном увеличении частоты работы памяти низкие тайминги могут стать препятствием.

Если для каких-либо параметров BIOS по-умолчанию установлено значение Auto, платы могут самостоятельно управлять ими. Чаще всего они реагируют правильно, но далеко не всегда, поэтому по возможности лучше избегать таких случаев и всегда указывать значения параметров в явном виде.
Например, можно порекомендовать зафиксировать множитель процессора на своём номинальном значении. Были случаи, когда «интеллектуальный» BIOS материнской платы уменьшал стартовое значение коэффициента умножения. Вероятно, это была лишь ошибка BIOS, но лучше заранее подстраховаться.
Кроме того, желательно в явном виде указать номинальные напряжения, чтобы плата не завышала их при разгоне. Для памяти, напротив, желательно заранее слегка приподнять напряжение, чтобы не беспокоиться по поводу ограничений с её стороны. С этим моментом есть определённые сложности – далеко не всегда известны номинальные значения напряжений. Многие материнские платы явно указывают штатное напряжение процессора в специальной информационной строке. Иногда штатным значением для какого-либо напряжения в BIOS является минимально возможное. Зачастую номинальное напряжение процессора можно узнать с помощью утилит, например CoreTemp или RM Clock.

Возможен ещё один, хотя и менее точный способ определения напряжения – метод подбора. По-умолчанию материнская плата обычно устанавливает номинальное напряжение для процессора, можно посмотреть его значение с помощью какой-либо утилиты мониторинга или в BIOS в разделе PC Health. После чего попытаться в явном виде установить напряжение Vcore в BIOS таким образом, чтобы оно совпало с предыдущим измеренным значением, полученным при автоматической установке.

Spread Spectrum лучше отключить, если материнская плата не отключает этот параметр автоматически при разгоне. Эта опция предназначена для того, чтобы уменьшить помехи и наводки, которые при работе излучает работающий компьютер. Однако попытка скомпенсировать их при разгоне может ограничить оверклокерский потенциал системы.

Некоторые материнские платы декларируют способность разгонять видеокарту в автоматическом режиме. Если появляется нагрузка на видеокарту, то её частоты слегка увеличиваются. Отключите эту функцию. Приемлемого роста скорости таким путём всё равно не добиться, между тем непредвиденные проблемы возможны.

Пожалуй, теперь вы уже знаете достаточно, для того чтобы начать разгон процессора. Пошаговая методика очень проста – вы увеличиваете частоту FSB в BIOS, сохраняете настройки, загружаете операционную систему и тестируете стабильность работы, не забывая контролировать температуры. Если вы никогда не видели BIOS и затрудняетесь найти необходимые настройки, пролистайте заметку «Как разгонять процессоры (руководство с картинками)». Сначала шаг изменения частоты может быть достаточно большим: 50 или даже 100 МГц – всё зависит от модели вашего процессора. Предварительно вы уже должны знать примерный уровень возможного разгона и соответственно устанавливать частоту, хотя возможности конкретного экземпляра могут заметно отличаться от «средних» значений. Затем шаг уменьшается до 20, 10 или даже 5 МГц. Меньший шаг нерационален. Разгон с точностью до 1 МГц возможен только для текущего момента, для установки рекорда, например. Но для постоянной стабильной работы разогнанной системы лучше иметь некоторый запас прочности на случай естественного изменения каких-либо характеристик, скажем, температуры или напряжений.

Пока система стабильно работает и проходит тесты, вы продолжаете повышать частоту, как только появились ошибки – снижаете её и в результате находите предел разгона своего процессора, который всегда индивидуален.

Можно ли ещё больше разогнать? Разумеется, но для этого понадобится увеличение напряжений.
Сложный вопрос, на который нельзя ответить однозначно. Прежде всего, следует разобраться, какое напряжение требуется поднять. Определяется это экспериментальным путём, очень просто и быстро. Попробуйте на один или два минимальных шага в BIOS увеличить напряжение на процессоре. А затем проверьте, улучшился ли разгон, сможет ли теперь процессор покорить ту частоту, от которой чуть раньше пришлось отступить для стабильности. Если ответ «да», то продолжайте искать предел разгона в новых условиях, если ответ «нет», то вы повысили не то напряжение.
Не всегда недостаточное напряжение на процессоре Vcore ограничивает разгон, нередко таким «тормозом» становится материнская плата, если разгон системы по шине достаточно высок. Попробуйте так же немного, как и в предыдущем случае, повысить напряжение на северном мосту чипсета – зачастую именно NB Voltage ограничивает разгон. Попробуйте комбинацию напряжений, например, одновременно увеличьте FSB Termination Voltage, если такой параметр имеется в BIOS. Перед началом разгона мы зафиксировали все напряжения на номинальных значениях, теперь попробуйте получить от платы подсказку – установите значения Auto и посмотрите, в каких пределах будут изменяться напряжения.

До каких пор повышать напряжения? Есть три критерия, которые могут вас остановить. Дальнейшее повышение напряжений может ограничиваться возможностями материнской платы, слишком высокой температурой или нецелесообразностью. Если система активно отзывается на изменение напряжений и температурные показатели остаются в норме, то почему бы не продолжить? Но если для разгона на 100 МГц требуется на 0.3 В поднять напряжение на процессоре, то это нецелесообразно, на мой взгляд. При частотах нынешних процессоров в несколько гигагерц прирост скорости от такого разгона будет почти незаметен, зато нагрузка на систему значительно возрастёт и температура тоже повысится. При увеличении частоты процессора температура тоже растёт, но с повышением напряжений она повышается очень резко.

Читайте также: Как установить розетку в откосе?

Нормальной следует считать температуру процессора в пределах 40-50°С, под нагрузкой она может повышаться до 60, но избегайте температур в 70 градусов или больше. Далеко не всегда нужно менять кулер на процессоре, чтобы уменьшить температуру. Если компьютер не новый, то иногда достаточно переустановить кулер, чтобы обновить термопасту и температура заметно упадёт. В маленьком непродуваемом корпусе температура неизбежно будет расти со временем, так что позаботьтесь о наличии корпусных вентиляторов.
Когда мы говорим о температуре, то в первую очередь подразумеваем температуру процессора, но это не единственный объект, за которым нужно следить. Обязательно наблюдайте за температурой чипсета, особенно, если вы повышали на нём напряжение. В новых чипсетах Intel термодатчик встроен в северный мост и хотя сейчас ни одна из утилит не умеет пока контролировать эту температуру, со временем ситуация должна измениться.
Как правило, материнские платы могут контролировать две температуры: процессора и системы. Температура системы – это не температура чипсета. Где-то на материнской плате, обычно неподалёку от чипа, заведующего портами ввода/вывода, это может быть Fintek, ITE, Winbond, расположен термодатчик, вот его температура и регистрируется. В зависимости от его расположения, она может быть важной или не играть практически никакой роли и даже не меняться со временем.

Кроме того, обратите внимание на температуру транзисторов MOSFET рядом с процессором, особенно, если вы используете жидкостную систему охлаждения. Обычно они сильно разогреваются под нагрузкой, но штатные средства обдува не предусматривает почти никто из . Модули памяти остаются почти холодными даже при заметном повышении напряжения, но сильно разогреваются, если память интенсивно используется.

Есть ещё один способ немного повысить быстродействие системы. Почти все современные процессоры позволяют уменьшать множитель, можно его понизить, но соответственно увеличить частоту шины, оставив найденную частоту стабильной работы процессора неизменной. Повышение FSB сказывается не только на итоговой частоте процессора, обычно это отражается на всей системе в целом. Чем выше частота шины, тем быстрее система обменивается данными, тем больше скорость. Поэтому процессор с частотой 3 ГГц, работающий на шине 300 МГц с множителем х10, в общем случае будет быстрее такого же процессора с той же частотой 3 ГГц, который работает на шине 200 МГц с множителем х15.

Казалось бы, вот простой, совершенно безопасный и «бесплатный» способ ещё немного поднять производительность системы, но годится он не всем. Дело в том, что при изменении множителя прекращают свою работу технологии энергосбережения процессоров, которые основываются на уменьшении коэффициента умножения и напряжения в минуты простоя, а они играют важную роль в снижении энергопотребления и температуры. Таким образом, этот способ подойдёт только тем пользователям, компьютеры которых постоянно загружены на 100%, например, программами распределённых вычислений. Для них он действительно будет «бесплатным», поскольку они получают увеличение скорости, ничего не теряя.

Процессоры микроархитектуры Core являются наиболее производительными в данный момент, они превосходно разгоняются, поэтому уделим им особое внимание.

Одна из неприятных особенностей процессоров Core, которую нужно обязательно учитывать при разгоне – это так называемая FSB Wall. Под этим новым для нас понятием подразумевают максимальную частоту шины, на которой способен работать данный экземпляр процессора. В связи с этим разгон процессоров Core удобно начинать с определения FSB Wall. Уменьшите множитель до минимального х6 и выясните, до какой частоты шины способен разгоняться ваш экземпляр. Не факт, что вам удастся добиться стабильной работы на этой частоте с номинальным множителем, но, по крайней мере, вы получите предварительные сведения о возможностях CPU.

Например, процессоры с номинальной частотой шины 200 МГц редко преодолевают разгон свыше 400 МГц FSB. Этот фактор нужно учитывать при выборе процессора. Нет смысла переплачивать за более старшие и потому более дорогие процессоры, намного проще разогнать младший, но следует помнить, что разгон младших CPU с номинальным множителем х8 вероятнее всего будет ограничен из-за FSB Wall и не превысит 3.2 ГГц, а скорее всего остановится где-то в районе 3.0-3.1 ГГц. Этого мало. Зачем себя заранее ограничивать? По возможности рассмотрите вероятность приобретения процессора с множителем х9.

Среди процессоров с номинальной частотой шины 266 или 333 МГц тоже часто выбирают младший с множителем х7, но разгон таких процессоров может упереться не только в FSB Wall, но и в возможности материнской платы или памяти. Желательно использовать такие процессоры с множителем не ниже х8, но тут возникает новая проблема – FSB Strap.

FSB Strap – это особенность не процессора, а чипсета и материнской платы. В данном случае это частота, на которой происходит переключение чипсета в другой режим работы, при этом наблюдается увеличение задержек и падение производительности. Материнские платы Gigabyte на чипсете Intel P965 Express сразу снижают скорость работы, как только вы приступаете к разгону процессора. Материнские платы Asus на этом же чипсете демонстрируют превосходную производительность вплоть до 400 МГц, после чего тоже происходит переключение FSB Strap. Во время тестирования материнской платы Asus Striker Extreme на чипсете NVIDIA nForce 680i SLI было обнаружено падение производительности при переходе от частоты FSB 420 МГц к 425 МГц. Судя по первым тестам материнские платы на чипсете Intel P35 Express лишены этого недостатка.

Некоторые «неоверклокерские» материнские платы на чипсетах Intel серий 945 и 965 вообще не умеют переключать FSB Strap, в связи с чем разгон процессоров с номинальной шиной 200 МГц на таких платах лишь немногим превышает 300 МГц FSB, а то и не достигает даже этой границы. Может помочь модификация процессора, известная под названием BSEL Mod. Путём изоляции и соединения контактных площадок на «брюшке» процессора материнскую плату заставляют думать, что номинальная частота шины процессора не 200, а 266 МГц и тем самым значительно улучшить разгон.

Таким образом, следует заранее учитывать наличие FSB Strap, стараться избегать «неоверклокерских» материнских плат и выбирать плату с учётом штатного множителя процессора, чтобы при разгоне не попасть в интервал частот, где наблюдается сниженная производительность. Возможно, вам даже придётся немного уменьшить разгон, чтобы избежать этого. Вместе с тем, не стоит и преувеличивать опасность FSB Strap. Если ваш процессор разгоняется далеко за 500 МГц FSB, то вам глубоко безразлично, на какой частоте переключается FSB Strap – высокий разгон процессора перекроет падение производительности.

Процессоры AMD разгоняются точно так же, как и любые другие, однако существует одно отличие – в процессе подготовки к разгону полезно уменьшить частоту шины HyperTransport, связывающей процессор с чипсетом. Обычно достаточно установить множитель х3 или частоту 600 МГц, что одно и то же.

Кроме того, у процессоров AMD контроллер памяти интегрирован в процессор. Это означает, что итоговая скорость системы мало зависит от используемого чипсета и во многих случаях будет примерно одинакова. Поэтому можно брать почти любую материнскую плату, за исключением «неоверклокерских», которые плохо разгоняют процессоры из-за ограниченных возможностей BIOS, неудачного дизайна или по другим причинам. Не относится ли выбранная вами плата к этой категории, вы можете узнать из обзоров или в конференции.

Есть ещё одно отличие, которое тоже связано с интегрированным контроллером памяти – для процессоров AMD более заметную роль играют тайминги памяти, особенно, если это память DDR, а не DDR2. Обязательно проведите тесты, возможно, вам будет выгоднее не завышать частоту работы памяти, а снизить тайминги.

Следует помнить, что процессоры AMD Athlon 64 X2, основанные на 65 нм ядрах Brisbane, проигрывают своим 90 нм предшественникам на ядрах Windsor из-за более медленной кэш-памяти и из-за использования дробных множителей. Для определения частоты памяти у процессоров AMD используется не частота FSB, а частота процессора и целочисленные делители, поэтому в ряде случаев реальная частота работы памяти будет заметно ниже установленной в BIOS, что приводит к падению скорости. В связи с этим для разгона более предпочтительны двухъядерные процессоры на ядре Windsor, разгоняются они ничуть не хуже своих более прогрессивных по техпроцессу, но медленных собратьев.

Если вы считаете, что, определившись с разгоном процессора, теперь можете спать спокойно, то вы глубоко заблуждаетесь, ваши хлопоты только начинаются. Высокая частота процессора – это не самоцель, итогом должна стать возросшая скорость всей системы, а для этого нужно ещё чуть-чуть потрудиться. От процессора зависит многое, но на скорости работы почти всегда отражается частота и тайминги памяти, а в играх производительность часто будет ограничиваться видеокартой.

Один из первых шагов, которые мы сделали в процессе подготовки к разгону процессора – это уменьшение частоты работы памяти. Теперь пора её повысить, если такая возможность имеется. В общем случае максимально возможная частота обеспечивает максимальную производительность, поэтому оставляем тайминги памяти без изменения, их мы тоже предварительно повышали, и пытаемся добиться максимума в разгоне памяти. Повышение напряжения обычно очень хорошо помогает, но не увлекайтесь, для памяти DDR2 поднимать выше 2.1-2.3 В нежелательно. Нашли максимальную частоту? Замечательно, теперь пытаемся определить для этой частоты минимально возможные тайминги. В отличие от частоты, чем они меньше, тем лучше.

Рекомендации, которые я даю, носят общий характер, поэтому не стесняйтесь проверять свои достижения на практике. Очень может быть, что при повышении частоты памяти придётся установить «неудобный» делитель или слишком сильно завысить тайминги. Вполне возможно, что в вашем случае более выгодным с точки зрения общей производительности системы будет слегка уменьшить частоту работы памяти, но зато значительно снизить тайминги. Проведите тесты, используя несколько различных сочетаний частот и таймингов, после чего выберите наилучшую комбинацию.

Производительность в играх в основном определяется видеокартой, поэтому, если вы увлекаетесь игрушками, не забудьте разогнать и её. Разгон видеокарт – это довольно обширная тема, требующая отдельной статьи. Давно ушли в прошлое времена, когда достаточно было повысить частоту GPU и видеопамяти, чтобы получить максимально возможную производительность. Теперь нужно учитывать наличие нескольких блоков в ядре, работающих на разных частотах, отслеживать появление «фризов» – замираний картинки, перепрошивать BIOS видеокарты для коррекции частот и таймингов… В качестве отправной точки могу порекомендовать ознакомиться с заметкой «Как разгонять видеокарты (иллюстрированное руководство для новичков)», но в деталях вам пока придётся разбираться самостоятельно, с помощью более опытных в разгоне друзей или спрашивать совета в конференциях.

Вот теперь, когда вся ваша система разогнана и демонстрирует значительно (надеюсь) возросшую производительность, теперь вы уже можете спать спокойно. Но я не думаю, что вам это удастся. Ведь сначала нужно сообщить о своих успехах всем знакомым и на деле испробовать возможности своего заметно окрепшего железно-кремниевого друга. Удачи вам в разгоне!

Повышение постоянного напряжения

Общий принцип увеличения постоянного напряжения в произвольное число раз

Трансформаторный способ увеличения напряжения не может применяться в сетях постоянного тока. Поэтому при необходимости решения этой задачи используют более сложные устройства, в основу функционирования которых положена следующая схема: постоянный входной ток используется для питания генератора, с выхода которого снимают переменный сигнал. Переменное напряжение увеличивают тем или иным образом, после чего выпрямляют и сглаживают для получения более высокого постоянного.

Структурная схема такого преобразователя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Обобщенная структурная схема повышающего преобразователя

Отдельные разновидности схем отличаются между собой:

  • формой сигнала, снимаемого с выхода генератора (синусоидальное или близкое к нему, пилообразное, импульсное и т.д.);
  • принципом увеличения генерируемого напряжения (трансформатор, умножитель);
  • типом выпрямления и сглаживания напряжения перед подачей его на выход устройства.

В продаже доступны микроэлектронная элементная база, которая позволяет собирать преобразователи данной разновидности при наличии даже начальных навыков радиомонтажника.

Умножители

Умножители применяют в тех случаях, когда из переменного входного напряжения нужно получить постоянное, которое в кратное количество раз превышает входное.

Существует большое количество схем умножителей. Одна из них показана на рисунке 6.

Рис. 6. Принципиальная схема умножителя

Коэффициент умножения можно нарастить увеличением количества каскадов.

Рис. 7. Еще пример: умножитель в 6 и 8 раз

Рис. 8. Учетверитель напряжения

Общее для таких схем:

  • мостовой принцип реализации для увеличения общего КПД устройства;
  • использование конденсаторов для накапливания заряда;
  • применение диодов как элемента выпрямления.

Как повысить силу тока в блоке питания?

В интернете часто можно встретить вопрос, как повысить I в блоке питания, не изменяя напряжение. Рассмотрим основные варианты.

Блок питания на 12 Вольт работает с током 0,5 Ампер. Как поднять I до предельной величины? Для этого параллельно БП ставится транзистор. Кроме того, на входе устанавливается резистор и стабилизатор.

При падении напряжения на сопротивлении до нужной величины открывается транзистор, и остальной ток протекает не через стабилизатор, а через транзистор.

Последний, к слову, необходимо выбирать по номинальному току и ставить радиатор.

Кроме того, возможны следующие варианты:

  • Увеличить мощность всех элементов устройства. Поставить стабилизатор, диодный мост и трансформатор большей мощности.
  • При наличии защиты по току снизить номинал резистора в цепочке управления.

Имеется блок питания на U = 220-240 Вольт (на входе), а на выходе постоянное U = 12 Вольт и I = 5 Ампер. Задача — увеличить ток до 10 Ампер. При этом БП должен остаться приблизительно в тех же габаритах и не перегреваться.

Читайте также: Электромагнитные колебания, переменный ток

Здесь для повышения мощности на выходе необходимо задействовать другой трансформатор, который пересчитан под 12 Вольт и 10 Ампер. В противном случае изделие придется перематывать самостоятельно.

При отсутствии необходимого опыта на риск лучше не идти, ведь высока вероятность короткого замыкания или перегорания дорогостоящих элементов цепи.

Трансформатор придется поменять на изделие большего размера, а также пересчитывать цепочку демпфера, находящегося на СТОКЕ ключа.

Следующий момент — замена электролитического конденсатора, ведь при выборе емкости нужно ориентироваться на мощность устройства. Так, на 1 Вт мощности приходится 1-2 мкФ.

После такой переделки устройство будет греться сильнее, поэтому без установки вентилятора не обойтись.

Техника безопасности

При сборке и использовании повышающих устройств вне зависимости от их разновидности необходимо соблюдать базовые положения правил техники безопасности. Главные из них:

  • ни при каких условиях нельзя касаться незащищенными частями тела токоведущих элементов схем;
  • запрещается даже кратковременное превышение максимальной нагрузки;
  • устройства в обычном офисном исполнении нельзя эксплуатировать во влажных помещениях;
  • оборудование следует защищать от попадания брызг воды.

Почему возникает высокое напряжение в сети и как с ним бороться?

Электрику

В быту и на производстве широко используются электрические и электронные приборы различного назначения. Необходимое условие их функционирования — подключение к электрической сети или иному источнику электрической энергии. Из соображений упрощения создания и последующей эксплуатации сети или источника целесообразно, чтобы выходное напряжение имело определенное значение. Например 220 В бытовой сети переменного тока и 12 В автомобильной сети постоянного тока.

На практике применяются сети как постоянного, так и переменного тока. Например, бытовая 220-вольтовая сеть функционирует на переменном токе, а бортовая автомобильная сеть использует постоянный ток. В зависимости от разновидности сети повышение напряжения до нужного значения решается в них по-разному.

При обращении к современной микроэлектронной элементной базе реализующие эти функции устройства при солидной выходной мощности обладают очень хорошими массогабаритными показателями. Для иллюстрации этого положения на рисунке 1 показан пример платы со снятым корпусом повышающего преобразователя постоянного тока.

Рис. 1. Повышающий преобразователь постоянного тока бестрансформаторного типа

В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и как это делать правильно.

Читайте также: Как выбирать, подключать и монтировать светодиодную ленту.

Повышение переменного напряжения

Разновидности трансформаторов

Наиболее простой способ увеличения переменного напряжения – установка между выходом сети и питаемой нагрузкой повышающего трансформатора. Применяемые на практике устройства делятся на две основные разновидности. Первая — классические трансформаторы, вторая — автотрансформаторы. Схемы этих устройств приведены на рисунке 2.

Рис. 2. Схемы трансформатора и автотрансформатора

Классический трансформатор содержит две обмотки: первичную или входную с числом витков W1, а также вторичную или выходную с числом витков W2. Для трансформатора действует правило Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации. Таким образом, в повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки превышает таковое у первичной.

Повышающий авторансформатор содержит единственную обмотку с W2 витками. Сеть подключается на часть W1 ее витков. Повышение U происходит за счет того, что магнитное поле, создаваемое при протекании тока через входную часть общей обмотки, наводит ток уже во всей обмотке W2. Расчетная формула автотрансформатора аналогична обычному: Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации.

Особенности трансформаторов

Эффективность функционирования трансформаторов наращивают применением сердечника из электротехнической стали. Этот компонент

  • увеличивает КПД устройства за счет уменьшения рассеяния магнитного поля в окружающем пространстве;
  • выполняет функцию несущей силовой основы для обмоток.

Неизбежные потери на вихревые тока уменьшают тем, что сердечник представляет собой наборный пакет из тонких профилированных изолированных пластин.

При прочих равных условиях целесообразно использовать трансформатор. Это связано с тем, что не пропускает постоянный ток, т.е. обеспечивает гальваническую развязку сети от приемника, позволяя добиться большей электробезопасности.

Особенность трансформатора — его обратимый характер, т.е. в зависимости от ситуации он может одинаково успешно выполнять функции повышающего и понижающего устройства. Единственное серьезное ограничение — необходимость соблюдения штатных режимов работы первичной и вторичной обмоток.

В отличие от компьютерных розеток, называемых RJ45, в различных странах при устройстве бытовых сетей электроснабжения устанавливают различные типа розеток. Известны, например, розетки, немецкого, французского, английского и иных стандартов или стилей. Поэтому на трансформатор малой мощности целесообразно возложить функции адаптера, который за счет разных типов вилок и гнезд обеспечивает механическое согласование сети и нагрузки. Пример такого устройства изображен на рисунке 3.

Рис. 3. Пример обратимого маломощного трансформатора с возможностью согласования типов розеток

Лабораторные автотрансформаторы ЛАТР

Сильная сторона автотрансформатора – простота регулирования выходного напряжения простым перемещением токосъемного контакта по обмотке. Устройства, допускающие выполнение этой опции, известны как лабораторные автотрансформаторы ЛАТР. Отличаются характерным внешним видом за счет наличия регулятора напряжения и вольтметра для его контроля, рисунок 4.

ЛАТР востребованы не только в лабораториях. Они массово применяются в гаражах, на садовых участках и других местах, где из-за перегрузки и износа линии напряжение в розетке оказывается ниже минимально допустимого.

При колебаниях сетевого напряжения вместо обычного ЛАТР целесообразно использовать стабилизатор, куда он входит в виде одного из блоков.

Рис. 4. Внешний вид одного из вариантов ЛАТР

Как повысить силу тока в зарядном устройстве?

В процессе пользования зарядными устройствами можно заметить, что ЗУ для планшета, телефона или ноутбука имеют ряд отличий. Кроме того, может различаться и скорость, с которой происходит заряд девайсов.

Читайте также: Дешевые и практичные светящиеся лампы своими руками без электричества

Здесь многое зависит от того, используется оригинальное или неоригинальное устройство.

Чтобы измерить ток, который поступает к планшету или телефону от зарядного устройства, можно использовать не только амперметр, но и приложение Ampere.

С помощью софта удается выяснить скорость заряда и разрядки АКБ, а также его состояние. Приложением можно пользоваться бесплатно. Единственным недостатком является реклама (в платной версии ее нет).

Главной проблемой зарядки аккумуляторов является небольшой ток ЗУ, из-за чего время набора емкости слишком большое. На практике ток, протекающий в цепи, напрямую зависит от мощности зарядного устройства, а также других параметров — длины кабеля, его толщины и сопротивления.

С помощью приложения Ampere можно увидеть, при какой силе тока производится заряд девайса, а также проверить, может ли изделие заряжаться с большей скоростью.

Для использования возможностей приложения достаточно скачать его, установить и запустить.

После этого телефон, планшет или другое устройство подключается к зарядному устройству. Вот и все — остается обратить внимание на параметры тока и напряжения.

Кроме того, вам будет доступна информация о типе батареи, уровне U, состоянии АКБ, а также температурном режиме. Также можно увидеть максимальные и минимальные I, имеющие место в период цикла.

Если в распоряжении имеется несколько ЗУ, можно запустить программу и пробовать делать зарядку каждым из них. По результатам тестирования проще сделать выбор ЗУ, обеспечивающего максимальный ток. Чем выше будет этот параметр, тем быстрее зарядится девайс.

Измерение силы тока — не единственное, на что способно приложение Ampere. С его помощью можно проверить, сколько потребляется I в режиме ожидания или при включении различных игр (приложений).

Например, после отключения яркости дисплея, деактивации GPS или передачи данных легко заметить снижение нагрузки. На этом фоне проще сделать вывод, какие опции в большей степени разряжают аккумулятор.

Что еще стоит отметить? Все производители рекомендуют заряжать девайсы «родными» ЗУ, выдающими определенный ток.

Но в процессе эксплуатации бывают ситуации, когда приходится заряжать телефон или планшет другими зарядными, имеющими большую мощность. В итоге скорость зарядки может оказаться выше. Но не всегда.

Мало, кто знает, но некоторые производители ограничивают предельный ток, который может принимать АКБ устройства.

Например, устройство Самсунг Гэлекси Альфа поставляется вместе с зарядным на ток 1,35 Ампер.

Читайте также: Порядок и технология установки светильников всех видов

При подключении 2-амперного ЗУ ничего не меняется — скорость зарядки осталась той же. Это объясняется ограничением, которое установлено производителем. Аналогичный тест был произведен и с рядом других телефонов, что только подтвердило догадку.

С учетом сказанного выше можно сделать вывод, что «неродные» ЗУ вряд ли причинят вред аккумулятору, но иногда могут помочь в более быстрой зарядке.

Рассмотрим еще одну ситуацию. При зарядке девайса через USB-разъем АКБ набирает емкость медленнее, чем если заряжать устройство от обычного ЗУ.

Это объясняется ограничением силы тока, которую способен отдавать USB порт (не больше 0,5 Ампер для USB 2.0). В случае применения USB3.0 сила тока возрастает до уровня 0,9 Ампер.

Кроме того, существует специальная утилита, позволяющая «тройке» пропускать через себя больший I.

Для устройств типа Apple программа называется ASUS Ai Charger, а для других устройств — ASUS USB Charger Plus.

Повышение постоянного напряжения

Общий принцип увеличения постоянного напряжения в произвольное число раз

Трансформаторный способ увеличения напряжения не может применяться в сетях постоянного тока. Поэтому при необходимости решения этой задачи используют более сложные устройства, в основу функционирования которых положена следующая схема: постоянный входной ток используется для питания генератора, с выхода которого снимают переменный сигнал. Переменное напряжение увеличивают тем или иным образом, после чего выпрямляют и сглаживают для получения более высокого постоянного.

Структурная схема такого преобразователя показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Обобщенная структурная схема повышающего преобразователя

Отдельные разновидности схем отличаются между собой:

  • формой сигнала, снимаемого с выхода генератора (синусоидальное или близкое к нему, пилообразное, импульсное и т.д.);
  • принципом увеличения генерируемого напряжения (трансформатор, умножитель);
  • типом выпрямления и сглаживания напряжения перед подачей его на выход устройства.

В продаже доступны микроэлектронная элементная база, которая позволяет собирать преобразователи данной разновидности при наличии даже начальных навыков радиомонтажника.

Умножители

Умножители применяют в тех случаях, когда из переменного входного напряжения нужно получить постоянное, которое в кратное количество раз превышает входное.

Существует большое количество схем умножителей. Одна из них показана на рисунке 6.

Рис. 6. Принципиальная схема умножителя

Коэффициент умножения можно нарастить увеличением количества каскадов.

Рис. 7. Еще пример: умножитель в 6 и 8 раз

Рис. 8. Учетверитель напряжения

Общее для таких схем:

  • мостовой принцип реализации для увеличения общего КПД устройства;
  • использование конденсаторов для накапливания заряда;
  • применение диодов как элемента выпрямления.

Предварительные работы

Прежде чем начать работу по уменьшению тока в электрической цепи, необходимо позаботиться о безопасности рабочего места. Для этого следует убедиться в том, что место полностью защищено от поражения электрическим током. Кроме того, важно запомнить, что перед началом работы необходимо обесточить все электрические цепи.

Так как сила тока зависит от двух параметров — сопротивления и напряжения, существует несколько простых способов уменьшить эту величину. Наиболее распространённым и простым методом является добавление дополнительного сопротивления в сеть или подключение какого-либо устройства в разрыв цепи, которое будет обеспечивать данную функцию.

Чтобы измерить необходимые показатели, будет нужен мультиметр. Напряжение, поданное на электрическую цепь, необходимо отключить. Для этого достаточно перевести выключатель в необходимый режим. После того как индикатор устройства или показатели мультиметра сообщат о том, что сеть обесточена, можно приступать к работе. Теперь следует определить сопротивление, которое обеспечивает вводное устройство. Переключив мультиметр в режим омметра, можно узнать данный параметр. Если нет необходимого оборудования, то узнать сопротивление можно с помощью сложения всех показателей сопротивления в данной цепи.

Техника безопасности

При сборке и использовании повышающих устройств вне зависимости от их разновидности необходимо соблюдать базовые положения правил техники безопасности. Главные из них:

  • ни при каких условиях нельзя касаться незащищенными частями тела токоведущих элементов схем;
  • запрещается даже кратковременное превышение максимальной нагрузки;
  • устройства в обычном офисном исполнении нельзя эксплуатировать во влажных помещениях;
  • оборудование следует защищать от попадания брызг воды.

Расчет необходимого сопротивления

Чтобы узнать, какое сопротивление нужно добавить в электрическую цепь для уменьшения силы тока, следует воспользоваться законом Ома. Делим имеющееся напряжение в цепи на необходимую величину тока. Далее из полученного результата вычитаем то сопротивление, которое было измерено ранее. Полученное значение и будет являться тем необходимым сопротивлением, которое нужно добавить в цепь, чтобы уменьшить силу тока.

Теперь перед тем как уменьшить силу тока в цепи, необходимо подобрать специальный элемент с рассчитанным сопротивлением. Подойдет заранее подготовленный резистор либо несколько ламп накаливания. После этого следует разорвать электрическую цепь. Это можно сделать с помощью кусачек или острого ножа. Разрезаем один из проводов, который отвечает за питание, после чего зачищаем полученные концы провода. Зачищенные провода необходимо подсоединить к элементу с необходимым сопротивлением и убедиться в безопасности конструкции. После этого можно подавать напряжение и проверять работоспособность цепи.

В статье речь пойдет про то, как повысить силу тока в цепи зарядного устройства, в блоке питания, трансформатора, в генераторе, в USB портах компьютера не изменяя напряжения.