Filtro di alimentazione per HDD. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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La capacità di informazione dei moderni HDD sta crescendo rapidamente, il che richiede ai loro produttori la massima precisione e qualità nella produzione di componenti meccanici e il miglioramento dei componenti elettronici degli HDD. Oggi gli HDD sono diventati molto sensibili alla qualità della tensione che li fornisce. Allo stesso tempo, l'ampiezza delle pulsazioni periodiche o casuali, ad esempio, nel circuito +12 V di un computer, per una serie di motivi, può raggiungere centinaia di millivolt e persino unità di volt. Ciò può molto probabilmente portare non solo a errori di scrittura e lettura delle informazioni, ma anche a danni ai componenti elettronici. Sebbene i dischi rigidi siano relativamente economici, il loro guasto può portare alla perdita non solo di tempo, ma anche di informazioni preziose, che per qualche motivo non hanno una copia di backup.

Se, secondo il semplice schema riportato in Fig. 1, crea un filtro di alimentazione del disco rigido, quindi la probabilità di danni completi o parziali all'unità collegata tramite questo filtro all'alimentazione del computer è significativamente ridotta.

Riso. 1. Circuito del filtro di alimentazione dell'HDD

La tensione +5 V dall'uscita PSU viene fornita al connettore XS1 collegato all'HDD attraverso il filtro LC C1L1C4C7. La tensione + 12 V viene fornita allo stesso connettore attraverso il filtro LC C2L2C5C8C9. Il LED HL1 si illumina di rosso quando c'è una tensione di +5 V all'ingresso del filtro e HL2 si illumina di giallo quando c'è una tensione di +12 V. I colori dei LED non sono scelti in modo casuale, corrispondono ai colori standard dei cavi di collegamento, attraverso i quali la tensione +5 V e +12 V dall'alimentatore viene fornita a vari nodi del computer. I potenti diodi zener VD2 e VD4 limitano la tensione all'uscita del filtro in caso di interruzione dell'alimentazione, riducendo la probabilità di danni all'HDD.

Sebbene molte moderne schede madri per computer possano controllare in modo indipendente la velocità delle ventole ad esse collegate, a seconda della temperatura ambiente e del carico sul processore e sulla scheda video, potrebbero non esserci abbastanza connettori sulla scheda madre necessari per collegare tutte le ventole installate nel computer. Pertanto, insieme ai filtri, il dispositivo proposto presenta un'ulteriore unità di controllo della ventola.

Al momento dell'accensione, il condensatore C3 viene scaricato, quindi all'uscita dell'inseguitore di tensione montato sui transistor VT1 e VT2 viene impostata una tensione di circa 11,2 ... 11,5 V. La ventola collegata a questa uscita inizia a funzionare quasi a piena potenza. Man mano che il condensatore C3 si carica, la tensione all'uscita del follower viene gradualmente ridotta a circa 7,5 V. La velocità della ventola e il rumore acustico da essa generato vengono ridotti.

Il valore costante della tensione fornita al ventilatore dipende dal rapporto tra la resistenza del termistore RK1 (con TCR negativo) e la resistenza del resistore R3. Con un aumento della temperatura dell'ambiente in cui si trova il termistore RK1, la tensione di alimentazione del ventilatore e la sua velocità di rotazione aumentano. L'alimentazione della ventola al momento dell'accensione con una tensione aumentata rispetto alla tensione operativa ridotta garantisce un avvio più sicuro.

Il diodo VD1 fornisce una scarica rapida del condensatore C3 dopo lo spegnimento. Il resistore R5 assume una parte significativa della corrente di carico, che altrimenti fluirebbe attraverso il transistor VT2, il che facilita il funzionamento di questo transistor.

Tutte le parti del dispositivo (ad eccezione dei LED) sono installate sulla scheda mostrata in fig. 2. Cablato dal lato posteriore. La scheda è inserita in una custodia di polistirolo da un antifurto per auto. È inoltre possibile utilizzare una custodia rettangolare da una presa telefonica RJ11 montata in superficie.

Riso. 2. Scheda del dispositivo

Gli induttori L1 e L2 sono avvolti su anelli di dimensioni 16x10x5 realizzati in ferrite 2000NM. I loro avvolgimenti contengono 21 spire di filo di installazione a trefolo isolato con una sezione trasversale di rame di 0,85 mm². È inoltre possibile utilizzare altre induttanze con un'induttanza di 100 ... 1000 μH con una resistenza dell'avvolgimento non superiore a 0,03 Ohm, progettate per una corrente continua di almeno 2 A. Ad esempio, sono adatte le induttanze ad anello dei filtri di alimentazione dell'autoradio. Le strozzature sono incollate al circuito stampato con colla a caldo.

Resistori fissi - di qualsiasi tipo di piccole dimensioni. L'autore ha trovato un termistore NTC nell'alimentatore di un televisore LCD difettoso. È adatto anche un altro piccolo con una resistenza di 8 ... 12 kOhm a temperatura ambiente.

Il dispositivo è stato testato con ventole per computer con una tensione operativa di 12 V e una corrente consumata a questa tensione di 0,09 ... 0,6 A. Se ad essa è collegata una ventola che raffredda l'HDD, il termistore RK1 può essere collegato tramite una guarnizione isolante alla custodia in alluminio dell'HDD, quando la cui temperatura aumenta, la ventola aumenterà la fornitura di aria di raffreddamento. Quando si fissa il termistore, cercare di non esercitare pressione sul coperchio superiore della custodia dell'HDD e non incollare accidentalmente il foro del filtro dell'aria su di esso.

Condensatori C1, C2, C7 - ceramica, C3 - C6 - ossido di alluminio o tantalio, C8 e C9 - ossido tantalio per montaggio superficiale.

Invece di un diodo zener protettivo P6KE12A, è possibile utilizzare 1SMA12AT3, 1SMA13AT3, P6KE13A o D815D domestico. Il diodo VD3 è progettato per aumentare la tensione operativa totale del circuito di protezione fino a 13...13,5 V con una corrente di 1...10 mA. Al posto del diodo 1N4001 è possibile installare una qualsiasi delle serie 1N4001 - 1 N4007, UF4001 - UF4007, 1 N5401 - 1 N5408, KD243, KD247, KD226. Con diodi zener di protezione per tensione 13 V, questo diodo non è necessario.

Il diodo Zener 1SMA5.0AT3 è sostituito da 1N5339 o domestico D815A. La caduta di tensione attraverso il diodo zener VD2 a una corrente di 1 ... 20 mA dovrebbe essere 5,4 ... 5,8 V. Se necessario, può essere aumentata di 0,4 ... 0,6 V collegando un diodo raddrizzatore in serie con questo diodo zener, come avviene nel circuito +12 V.

Il diodo 1N4148 può essere sostituito da qualsiasi delle serie KD510, KD521, KD522, 1N914, 1SS244. I LED sono adatti a qualsiasi tipo, preferibilmente con gli stessi colori luminosi indicati nel diagramma.

Il transistor KT816B è sostituito da una qualsiasi delle serie KT816, KT9170, 2SA928, 2SA931. Invece di KT3102E, è adatto un transistor delle serie KT3102, KT342, KT6111, KT6113, KT645, BC547, SS9014, 2SC1815. È desiderabile selezionare transistor con il valore più grande possibile del coefficiente di trasferimento della corrente di base.

Il connettore MOLEX-8981 (XP1) per il collegamento del filtro a un alimentatore del computer è stato rimosso dall'adattatore MOLEX-SATA. I fili di collegamento con una sezione di rame di 0,75 mm sono saldati ai contatti di questo connettore.². Gli adattatori per l'alimentazione dell'HDD con fili intrecciati in alluminio non devono essere utilizzati [1]. Se nel computer sono installati più dischi rigidi, è consigliabile creare un filtro separato per ciascuno di essi e non utilizzare gli splitter.

Il filtraggio aggiuntivo dell'alimentazione dell'HDD è solo una delle misure per migliorare l'affidabilità e la stabilità del computer. Può essere opportuno installare filtri simili a quello descritto nel circuito +12 V dell'alimentazione supplementare della scheda video, nel circuito +12 V dei regolatori di tensione switching dell'alimentazione del processore. È inoltre utile installare ulteriori condensatori di livellamento in parallelo con le uscite PSU +3,3 V, +5 V e +12 V (fili arancioni, rossi e gialli) o sostituire i condensatori già installati in questi circuiti con una capacità maggiore.

Tutti i condensatori di ossido con il minimo segno di rigonfiamento del coperchio superiore o con riscaldamento percepibile al tatto [2] devono essere sostituiti senza fallo.

Letteratura

1. Butov A. Completamento di connettori per alimentatori per computer. - Radio, 2009, n. 8, pag. 24.
2. Grishin A. Riduzione del riscaldamento delle parti del filtro nei circuiti di alimentazione del processore. - Radio, 2004, n. 1, pag. 23, 24.

Autore: A. Butov

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