Блок питания компьютера — роли и функции в современных PC

Из чего состоит блок питания компьютера — его функции и напряжение

При сборке компьютера блоку питания зачастую отводится минимум внимания. Он выбирается и финансируется по остаточному принципу. Этот подход в корне неверный. От источника питающих напряжений зависит очень многое. Чтобы подход к его подбору был осознанным, надо знать его назначение, и принцип работы составных частей устройства.

Компоненты компьютера не потребляют переменный ток из сети 220 вольт. Для питания им нужно постоянное напряжение разных уровней (от 3,3 вольта до 12 вольт), этот уровень должен быть стабильным, без перепадов. Также им нужна защита от сверхтока при неисправности. Все эти функции выполняет блок питания. Его основное назначение:

• преобразование переменного напряжения сети в несколько постоянных напряжений;
• стабилизация выходных напряжений независимо от перепадов сетевого напряжения и изменения токов нагрузки.

Также блок питания обеспечивает функции управления:

• поставляет питание к участку материнской платы, ответственной за пуск ПК;
• стартует при получении сигнала от компьютера;
• контролирует наличие всех выходных напряжений, при отсутствии формирует соответствующий сигнал.

БП является важным компонентом компьютера или сервера. Если без некоторых составляющих вычислительная система может работать и, хотя бы в урезанном режиме, функционировать (без CD-ROM привода, без сетевой или звуковой плат, даже в отсутствие клавиатуры или мыши), то без блока питания она даже не запустится.

Защитные способности БП

Нынешние трансформаторы имеют множество схем защиты. Расскажу про основные из них:

1. Когда напряжение падает или повышается более чем на 25%, срабатывает один из режимов соответственно: UVP (Under Voltage Protection) или OVP (Over);
2. Чтобы не допустить короткого замыкания, имеется SCP (Short Circuit Protection) в виде плавкого предохранителя или цифровой схемы;
3. От общей нагрузки по всем каналам призван уберечь режим OPP или OLP (Over Power Protection);
4. Часто происходят сильные скачки напряжения? Не волнуйтесь. В случае необходимости сработает аварийная остановка работы компьютера благодаря OCP (Over Current Protection);
5. Максимальной внутренней температурой БП является 50 °C, и если она выше нормы — срабатывает режим OTP (Over Temperature Protection);
6. Отдельной микросхемой, которая чаще всего находится на одном из вентиляторов, является AFC (Automatic Control Fan), призванная регулировать его скорость;
7. На среднее время безотказной работы указывает MTBF (Mean time Between Failures). Качественные модели способны прослужить более 100 тысяч часов.

Но эти защитные способности конечно есть не у всех девайсов. К примеру если вы купите какой — нибудь китайский, дешманский блок, то не о какой защите там скорее всего не может быть и речи 🙂

Здесь ещё стоит упомянуть о таком понятии как КПД, то есть какова эффективность отдачи тока при максимальных нагрузках. Для этого производители придумали так называемый сертификат означающий качество показателя КПД и назвали его «80 PLUS».

Скажу об этом коротко: выбирайте себе блок обязательно не ниже сертификата «80 PLUS Silver». А если уж денег не жалко то не ниже «80 PLUS Gold»

(1/n)~f*S*B

В этой формуле n – это число витков на 1 вольт, f – частота переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода, B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.

Формула описывает не мгновенное значение, а амплитуду B!

Практически величина индукции магнитного поля (B) ограничена гистерезисом в сердечнике. Это приводит к перегревам трансформатора и потерям на перемагничивании.

Если частота переменного тока(f) равна 50 Гц, то изменяемыми параметрами при конструировании трансформатора остаются только S и n. На практике используется такая эвристика: n (в значении от 55 до 70) / S в см^2

Увеличение площади сечения магнитопровода (S) приводит к повышению габаритов и веса трансформатора. Если же понижать значение S то этим повышается значение n, что в трансформаторах небольшого размера приводит к снижению сечения провода (в противном случае обмотка не поместится на сердечнике)

При увеличении значения n и уменьшения площади сечения происходит значительное увеличении активного сопротивления обмотки. В трансформаторах с малой мощностью на это можно не обращать внимания, поскольку ток, проходящий через обмотку, невелик. Однако, при повышении мощности ток, проходящий через обмотку, увеличивается, а это вместе с высоким сопротивлением обмотки приводит к рассеиванию значительной тепловой мощности.

Всё вышесказанное приводит к тому, что стандартной частоте 50 Гц трансформатор большой мощности (необходимой для питания компьютера) может быть сконструирован только как устройство, имеющее большой вес и габариты.

В современных БП идут по другому пути – увеличивания значения f, которое достигается использованием импульсных блоков питания. Такие БП намного легче и в значительной степени меньше по габаритам, чем трансформаторные. Также импульсные БП не столь требовательны к входному напряжению и частоте.

Преимущества трансформаторных БП

• Простота изделия;
• Надёжность конструкции;
• Доступность элементов;
• Отсутствие создаваемых радиопомех.

Недостатки трансформаторных БП

• Большой вес и габариты, которые увеличиваются вместе с мощностью;
• Металлоёмкость;
• Необходимость компромисса между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения.

Что собой представляет блок питания и для чего служит

Блок питания (он же БП) – источник питания в системном блоке, который отвечает за обеспечение энергией остальных компонентов. От БП во многом зависит долговечность и стабильность работы всей системы. Помимо этого, компьютерный блок питания препятствует потере информации с персонального компьютера, предотвращая скачки энергии.

Уверен, известно каждому человеку мало-мальски знакомому с техникой, что персональный компьютер работает от розетки. Однако далеко не каждый пользователь в курсе, что компоненты системы не могут получать энергию напрямую.
Вот так плавно мы подошли к самому интересному: для чего нужен блок питания в ПК. По двум причинам:

• Во-первых, ток в электросети переменный, что очень «не нравится» компьютерам. Блок питания делает ток постоянным, исправляя положение;
• Во-вторых, каждый компонент ПК, да и ноутбука, требует различного напряжения. И вновь на помощь приходит БП, выдавая процессору и видеокарте необходимый ток.

Расчёт мощности блока питания

Для того чтобы БП работал надежно и обеспечивал удобную работу за компьютером, необходимо при подборе этого компонента заранее рассчитать оптимальную мощность. Для того чтобы определить её правильно, в интернете на специализированных ресурсах можно найти калькулятор для расчёта мощности блока питания. Однако такой вариант не для всех является оптимальным. Многие используют простую математику при определении нужной характеристики. Сам способ заключается в том, чтобы подсчитать суммарное энергопотребление компонентов, которые присутствуют в системном блоке.

Сложив все значения, можно получить мощность БП, который обеспечит стабильную работу «машины». При выборе блока питания следует знать, что максимальная мощность у выбранного устройства должна быть больше суммарного энергопотребления всех компонентов, входящих в состав системы.

Обычно потребляемая мощность у компонентов, присутствующих в составе ПК, следующая:

• процессор. Он потребляет 50-120 Вт. Следует понимать, что чем более мощный чип стоит в вашем компьютере, тем больше будет потребление энергии; . Она расходует 15-30 Вт. Её энергопотребление возрастает с увеличением функций;
• видеокарта. Она требует 60-300 Вт;
• оперативная память. Расход энергии у этого компонента составляет 15-60 Вт.
• жёсткий диск. Он потребляет энергию в таком же количестве, что и оперативная память. Однако здесь всё зависит от его характеристик, а также нагрузки, приходящейся на него.
• CD-DVD привод. Этот компонент системного блока расходует 10-25 Вт. Здесь всё зависит от максимальной скорости вращения дисков, а также режима работы;
• звуковая карта. Этот элемент системного блока требует энергии в количестве 5-50 Вт;
• вентиляторы. Для работы одного кулера требуется 1-2 Вт. Здесь всё зависит от скорости вращения, а также количества вентиляторов и их габаритов.

Блок питания компьютера, какая на нем распиновка проводов, перемычка для запуска. Как его включить без компьютера?

Наши народные умельцы приспосабливают старые, но работоспособные блоки для бытовых нужд. Радиолюбители мастерят из них лабораторные блоки питания, некоторые автолюбители дорабатывают их под зарядные устройства для аккумуляторов. Схемы разных переделок можно найти в Интернете.

Можно натянуть нихромовую нить и резать раскаленной нитью пенопласт в причудливые формы. Для такой переделки нужно установить перемычку между контактами блока в одном из разъемов. Тогда он будет включатся при работе от сети 220 вольт без компьютера.

Перемычку делаем из скрепки и соединяем ею между черный и зеленый провод (он рядом с замком, 15 и 16 контакт на рисунке), хорошенько воткнув перемычку в контакты разъема. Изолируем на всякий случай. Всё, блок включается сам, без компьютера. Можно брать нужные напряжения с других контактов и подсоединять нагрузку!

И для справки привожу рисунок с наиболее полным описанием разновидностей разъемов, которые могут вам встретится в процессе замены на обычных домашних ПК. Ничего сложного и сверхъестественного. Подключить новый блок неправильно трудно. Удачи!

Даем определение

Блок питания — это устройство в задачи которого входит преобразовать сетевое переменное напряжение в постоянное и подать его компонентам компьютера (системной карте, процессору, видеокарте, жесткому диску, оперативной памяти и другим периферийным устройствам).

Также блок питания (БП) имеет свойство защитить компьютер от перепадов напряжения.

По сути, это инверторная система (относиться к устройствам импульсного типа), которая инвертирует, изменяет сетевое напряжение для разных задач.

Выглядит БП, как небольшая коробочка с вентилятором, вставляемая в системный блок.

В разных странах напряжение и частота тока в сети разная. К примеру, если в России, а также в большинстве странах Европы, данные показатели равны 220В и 50 Гц соответственно, то в США напряжение тока в сети равна 120В, а частота 60Гц.

К примеру, в Австралии данные показатели равны 240В/50Гц.

Соответственно производство блоков питания, в техническом плане, налаживается исходя из того, в какую страну мира они будут поставляться.

Есть универсальные устройства, которые можно использовать в некоторых странах.

Без блока питания компьютер работать не будет. Очень часто если не включается системный блок в первую очередь следует искать причину именно в этом устройстве, и при необходимости заменять его на новое.

Сегодня существуют устройства с различной мощностью.

Мощность блоков питания современных ноутбуков, к примеру, 25-100 Ватт. В обычных персональных компьютерах параметр порой достигает 2000 Ватт.

Говорят, что, чем мощнее устройство, тем лучше. Однако не каждому нужен такой мощный и дорогой аппарат.

Многие специалисты расценивают покупку блока питания с большой мощностью как бесполезную трату денег (в том числе и на электроэнергию).

Некоторые компании сегодня отказываются от выпуска таких устройств с высокой мощностью вследствие экологических проблем в мире.

Хотя наличие устройств на полках магазинов мощностью в 500 Ватт, в наше время является обыденным делом.

Лабораторный блок питания

Лабораторный блок питания — это такое устройство, которые может выдавать значение напряжение в каком-либо диапазоне, который установит пользователь.

Мой лабораторник выглядит вот так.

Итак подробнее, обратите внимание на обозначение в правом верхнем углу. Там написано PS-1502DD. Как же расшифровать данную запись?

Описание лабораторного блока питания

PS — Power supply — что с английского означает «блок питания».

1502 — характеристики данного блока. Первые две цифры показывают максимальное напряжение которое может выдать этот блок, в нашем случае 15 вольт, а последние две цифры, это максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот блок, то есть 2 ампера. Под нагрузкой понимается либо лампочка, либо резистор, либо любое другое устройство, потребляющее электрическую энергию.

DD — цифровая индикация как для тока, так и для напряжения (ну те, два окошечка на блоке, на котором он показывает значения напряжения и тока).

Включение блока производится кнопкой «POWER». Справа окошко индикации напряжения. Там я выставил 8,5 вольт, а слева окошко индикации силы тока.

Крутилки слева направо:

• токовая крутилка, задает пиковый ток. Если нагрузка будет «жрать» ток больше чем задано с помощью крутилки, то блок питания уйдет «в защиту», то есть он просто-напросто перестанет выдавать вам напряжение и ток, пока вы его не перезагрузите.
• выбор напряжения, либо она задает напряжение сразу, либо напряжение можно менять от 0-15 Вольт.
• «нежное» изменение напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)
• «грубое» изменения напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)

Как применять в работе

Продемонстрируем работу блока питания на вентиляторе от компьютера. Вентилятор — это разновидность нагрузки, наряду с лампочками и резисторами. Как мы видим, на нем написано DC 12V 0,18А. Это значит, что для питания вентилятора нам требуется 12 Вольт. Пишут, что ток потребления этого вентилятора 0,18А или говоря русским языком, 180 миллиампер. Так ли это? А давайте проверим!

Выставляем 12 Вольт и цепляемся к вентилятору. Красный — плюс, черный — минус.

И он у нас начинает вращаться. Смотрим на показания. Ну да! Все сходится! Вентилятор у нас потребляет ровнехонько 180 миллиампер!

Хотелось бы отметить, что некоторые электронщики сами делают блоки питания для собственных нужд. Например, вот схемка простого блока питания, собранного лично мной.

Где купить лабораторный блок питания

Также вы всегда можете приобрести сразу готовый на Алиэкпрессе 30 Вольт 5 Ампер, что вполне хватит начинающему и среднему электронщику. Очень приятные отзывы вот у такого.

Также я находил очень неплохой по этой ссылке:

Выдает также 30 Вольт 5 Ампер.

В наших магазинах я встречал такие блоки с ценником только более 5000 руб.