Разработать методику диагностирования и ремонта источника питания системных блоков с экономическим расчетом

 

 

Аннотация

 

Тема дипломного проекта — «Разработать методику диагностирования и ремонта источника питания системных блоков с экономическим расчетом» — в рамках которого, была разработана методика диагностирования и ремонта источника питания.

Целью диагностирования  является недопущение ухудшения эксплуатационных характеристик в процессе использования, а целью ремонта – восстановление работоспособности.

Поэтому исходя из поставленной задачи, в дипломном проекте последовательно рассмотрены персональный компьютер (ПК) и источник питания. В конструкторском разделе разработана методика диагностирования и ремонта источника питания, рассмотрены диагностирующие устройства и произведен расчет на надежность.

В технологическом разделе рассмотрены требования техники безопасности и экологии.

 

Содержание

Аннотация.......................................................................................................................2

 

Введение

 

Источник питания — радиоэлектронное устройство, предназначенное для обеспечения различных устройств электрическим питанием.

Источники питания выполняют очень уникальную роль внутри типовых систем. Во многих аспектах источник питания является «матерью» всей системы. Он дает системе жизнь, обеспечивая устойчивым и непрерывным питанием ее схемы.  В случае внутреннего сбоя источник должен сбить «элегантно», не позволяя этому сбою достичь системы.

Система питания в конструкторской программе разрабатывается в последнею очередь, и для этого есть две основные причины. Во-первых, никто не хочет этим заниматься, поскольку каждый желает разрабатывать более «захватывающие» схемы, и, к тому же, редко какой инженер имеет действительно основательные познания в системах питания. Во-вторых, стендовые источники обеспечивают все необходимое питание на стадии отладки системы и поэтому забывают разработать, когда изделие выходит на стадию интегрирование.

Различают первичные и вторичные источники питания. К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, примером может служить аккумулятор, преобразующий химическую энергию. Вторичные источники сами не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)

Целью структуры системы питания является эффективное распределение питания между всеми секциями готового изделия и притом так, чтобы удовлетворить потребности каждой внутренней подсекции. Для этого внутри изделия может быть использовано более одной структуры систем питания.

Для изделий, состоящих из одного неразделимого на протяжении эксплуатации функционального «модуля» (например, сотовый телефон, монитор с электронно-лучевой трубкой и т.п), традиционной организацией является интегрированная система питания. Такие изделия имеют один главный источник питания, который полностью автономен и напрямую питает схемы. Интегрированная система питания может, фактически, содержать более одного источника питания или последовательность запросов на питание, которые не могут быть удовлетворены с помощью одного главного источника питания без опасности нарушить его нормальную работу.

Для продуктов, имеющих множество разнообразных модулей, которые в течение эксплуатации продукта могут быть реконфигурированы (сняты, заменены и т.п), такие как каркасные системы для съемных печатных плат и наземные станции мобильной связи и т.п, более подходящей оказывается распределенная система питания. Системы такого типа обычно имеют один главный источник питания, который обеспечивает питание шины, распределенной между различными компонентами продукта. Питание, необходимое для каждого модуля внутри изделия, обеспечивают меньшие стабилизаторы, размещенные на уровне платы,- встроенные стабилизаторы. Таким образом, перепады напряжения, имеющие место в разъемах и проводке внутри системы, схемах беспокойства не доставляют.

 По сути, интегрированная система питания более эффективна, поскольку имеет меньшие потери. Распределенная система состоит из двух или более источников питания, и ее общий КПД является произвольным КПД каждого из входящих в нее источников. Так, например, два источника питания с КПД 80% каждый дают общий КПД системы питания 64%.

Типичная система питания обычно является комбинацией двух систем, в которой могут использоваться импульсные и линейные источники питания.

 

1 Общий раздел

1.1  Микропроцессорная  система, ее назначение, схема  электрическая   структурная (функциональная), взаимодействие составляющих ее устройств

 

Персональный компьютер (ПК; англ. personal computer) — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, т. е. для личного использования. К ПК условно можно также отнести и любой личный компьютер (даже суперкомпьютер) любого конкретного человека и используемый данным человека в качестве своего личного компьютера. Естественно цена, габариты и возможности такого компьютера должны удовлетворять запросам пользователя. Например, подавляющее большинство людей используют настольные и различные переносные ПК. Также созданный как вычислительная машина, компьютер, также, всё чаще используется как средство доступа в информационные сети и как платформа для компьютерных игр.

В употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем DOS, OS/2 и первых версий Microsoft Windows. С появлением других процессоров, поддерживающих работу перечисленных программ, таких, как AMD, Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру.

Чаще всего под ПК понимают настольные ПК, ноутбуки, планшетные и карманные ПК. Однако на самом деле ПК может считаться любой полноценный компьютер — даже суперкомпьютер — используемый в качестве персонального, т. е. личного, компьютера. А вот тонкий клиент ПК, да и компьютером вообще, считаться не может, так как его функции в сравнении с обычным компьютером довольно сильно заужены. Например, довольно часто тонкий клиент применяется в качество базы для построения единичного терминала в современных многопользовательских рабочих станциях.

Обычно персональный компьютер состоит из трех частей:

• системного блока;
• клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;
• монитора (или дисплея) – для изображения текстовой или графической информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте (как дипломат) или блокнотном (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус: системный блок "спрятан" под клавиатурой, а монитор сделан как крышка к клавиатуре.

Хотя из этих частей компьютера системный блок выглядит наименее эффектно, именно он является в компьютере "главным". В нем располагаются все основные узлы компьютера:

• электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);
• блок питания, преобразующий электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;
• накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
• накопитель на жестких магнитных дисках, предназначенные для чтения и записи на несъемные жесткие магнитные диски (винчестер).

Микропроцессор – важнейший элемент компьютера, так как им определяется скорость выполнения машиной программ пользователя. Со времени появления персональных компьютеров (ПК) сменилось несколько поколений процессоров, что составляет следующий ряд в порядке увеличения скорости: 8088, 286, 386SX, 386DX, 486SX, 486DX, 486DX2, Pentium, Pentium Pro и другие.

Микропроцессор включает в себя:

• арифметико-логическое устройство (АЛУ), которое выполняет операции (микрооперации), необходимые для выполнения команд микропроцессора;
• устройство управления (УУ) – управляет всеми частями компьютера посредством принципов программного управления;
• микропроцессорная память (МПП). В микропроцессоре есть несколько ячеек собственной памяти, они называются регистрами. Некоторые из них предназначены для хранения операндов – величин, участвующих в текущей операции. Такие регистры называются регистрами общего назначения (RON). Регистр команд (RK) предназначен для хранения текущей команды. В регистре – счетчике команд (СК) хранится текущий адрес. Перед выполнением программы необходимо задать ее начальный адрес – записать его в счетчик команд.

Через интерфейсную систему, основу которой составляет системная шина персонального компьютера, микропроцессор соединяется с:

а)  Основной памятью компьютера:

-  оперативное запоминающее устройство (RAM) хранит работающую программу и данные;

- постоянное запоминающее устройство (ROM)  - хранит информацию, которая необходима для постоянной работы.

RAM и ROM разбиты на ячейки, каждой  из которых присвоен порядковый  номер (адрес).

б)  Внешней памятью:

- накопители на жестких магнитных дисках – устройства с несъемными носителями (винчестеры). Жесткие диски служат для постоянного хранения в компьютере программ и данных.  

Выполнение многих современных прикладных программ без них невозможно. Большинство жестких дисков, в отличие от имеющих меньшую емкость дискет, нельзя снять, поэтому их иногда называют несъемными дисками. Можно, однако приобрести и съемные жесткие диски. Они ценны, когда нужно сохранять конфиденциальность информации и как средство переноса больших объемов данных между компьютерами. Емкость современных накопителей на жестких магнитных дисках может достигать нескольких Гбайт.

Более популярны становятся накопители на оптических дисках благодаря большой емкости и надежности.

Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют компакт-дисками ПЗУ – Compact disc (CD) ROM. Они имеют емкость до 1,5Гбайт, время доступа – от 30 до 300мс.

-   накопители на гибких магнитных дисках. Для данных накопителей носителями являются дискеты (флоппи-диски).

в)  С монитором через видеоадаптер.

г)  С принтером через адаптер принтера.

д)  С источником питания.

ж)  С каналом связи через сетевой адаптер.

Сетевой адаптер дает возможность подключить компьютер в локальную сеть. При этом пользователь может получать доступ к данным, находящимся на других компьютерах.

з)  С таймером (таймер – внутренние электронные часы, которые подключены к автономному источнику питания (аккумулятору), продолжающий работать даже после отключения машины от питающей сети).

и)  Микропроцессор через интерфейс связан с клавиатурой, а также имеет генератор тактовых импульсов, который генерирует последовательность электрических импульсов, а частота этих импульсов определяет тактовую частоту машины (ее быстродействие).

к)  С математическим сопроцессором.   

Обычно универсальные микропроцессоры относительно медленно выполняют арифметические операции над числами с плавающей запятой. Это объясняется тем, что они работают с целыми числами, и при использовании чисел, представленных в другой форме, им требуются дополнительные команды преобразования.

Для ускорения выполнения арифметических операций часто используется отдельный процессор, называемый математическим сопроцессором. Он выполняет арифметические операции над числами с плавающей запятой самостоятельно, без дополнительных программных средств. Благодаря этому в несколько раз возрастает скорость вычислительного процесса.

Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления. 

Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных.

Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты.