Блок питания компьютера — роли и функции в современных PC

Блоки питания. Виды и работа. Особенности и применение

Электронные блоки питания занимают в жизни современного человека чрезвычайно важное место. Без них не обходится ни одно устройство, требующее периодической подзарядки или постоянного подключения к электрической сети. Для правильного пользования этими приборами необходимо разобраться с их устройством, а также ознакомиться с основными техническими характеристиками.

Каждому отдельному изделию требуется «индивидуальное» питание, поскольку оно рассчитано на определенное напряжение и ток потребления. Указанная особенность эксплуатации современных потребителей – основная причина огромного многообразия представленных на рынке изделий рассматриваемого класса.

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»

Требуемое напряжение

Питание БП компьютера осуществляется от сети с напряжением 220 В. Но в разных странах напряжение тока и его частота в сети могут различаться. Например, в России и в большинстве европейских стран напряжение в сети составляет 220/230 В при частоте 50 Гц. Однако в США напряжение в сети равно 120 В при частоте 60 Гц. Австралия в этом плане тоже отличается – там напряжение равно 240 В/50 Гц. Следовательно, при создании блока питания учитывают параметры сети той страны, в которую планируются поставки. То есть, если привезти в Россию блок питания, купленный в США, то он, вероятнее всего, работать не будет.

Есть также универсальные блоки питания со специальным регулятором напряжения. То есть на блоке можно выставить значение напряжения в сети, и прибор самостоятельно будет адаптирован к нему.

Если компьютер не включается при нажатии на кнопку включения, то в первую очередь причину нужно искать именно в блоке и при необходимости заменять его. К сожалению, недорогие модели, которыми сегодня завален рынок России, ломаются слишком часто.

Модульные кабели и разъёмы

Одна из тенденций развития современных БП – это увеличение удобства в использовании кабелей. Основная цель — это убрать из корпуса компьютера тот узёл проводов и кабелей, который сейчас можно увидеть почти в любом персональном компьютере.

В наиболее дешёвых блоках питания все кабели неразрывно подключены. Это приводит к тому, что все неиспользуемые для питания устройств кабели, в любом случаем находятся внутри системного блока. Это в свою очередь ухудшает циркуляцию воздуха и делает крайне неудобным процесс ремонта и модернизации ПК.

Гораздо более удобно, когда все лишние и незадействованные кабели можно отключить. Когда они потребуются, могут быть быстро подключены через разъёмы. Это не только значительно улучшает охлаждение внутри корпуса, но и делает внешний вид содержимого системного блока приятным на вид, если корпусе есть окно.

Блок питания рекомендуется выбирать и покупать после того, как точно рассчитано энергопотребление всего ПК. Это можно сделать, сложив энергопотребление всех компонентов. После этого надо добавить ещё примерно 30% в качестве запаса прочности. Если в будущем планируется установка ещё каких-либо компонентов, то надо ещё увеличить запас.

Сомневаетесь в том, какая мощность блока питания необходима? Не знаете кому из производителей доверять? Позвоните в центр компьютерной помощи Compolife.ru и наши специалисты обязательно помогут вам сделать правильный выбор. Кроме этого, у нас вы можете заказать установку нового блока питания в системный блок.

Для чего нужен блок питания?

Блок питания представляет собой источник питания, который снабжает энергией все компоненты, входящие в состав системного блока. Именно от БП во многом зависит, насколько долговечной и стабильной при использовании будет система. Помимо этого, благодаря ему:

• исключаются потери информации с компьютера;
• предотвращаются скачки энергии.

Особенность системного блока заключается в том, что напрямую от розетки его компоненты не могут получать энергию. Именно поэтому в составе каждого ПК используется источник питания. Его устанавливают сразу по нескольким причинам:

• в электрической сети преобладает переменный ток, а компонентам компьютера необходим постоянный. Преобразование тока обеспечивает БП. Это устройство меняет переменный ток на постоянный, при этом компоненты «машины» получают энергию с нужным напряжением;
• для каждого устройства, входящего в состав компьютера, требуется напряжение определенной величины. Здесь снова помогает БП, который выдает ток необходимой величины на видеокарту, процессор и другие компоненты компьютера.

Предлагаем Вашему вниманию познавательную статью о матрице IPS в современных ЖК мониторах.

ШИМ-контроллер

Работой полупроводниковых приборов инвертора управляет ШИМ-контроллер. ШИМ-контроллер может выполняться в виде отдельной микросхемы или в едином корпусе с полупроводниковыми ключами. Для поддержания заданного уровня напряжения на нагрузке в не зависимости от изменения ее параметров и других воздействующих факторов, необходимо изменять параметры широтно-импульсной модуляции. За это отвечает ШИМ-контроллер, который получает сигнал по обратной связи. В качестве элемента, образующего обратную связь применяется оптопара. Может применяться и другой радиоэлектронный элемент, как правило, способный осуществить гальваническую развязку.

Теперь должно быть понятно, как работает импульсный блок питания. Его схема состоит из входного фильтра, входного выпрямителя, сглаживающего входного фильтра, инвертора, импульсного трансформатора, выходного выпрямителя и выходного фильтра.

В качестве входного фильтра применяется дроссель. Сглаживающими фильтрами служат электролитические конденсаторы большей емкости.

Чем опасна нехватка мощности в ПК?

Если вы не определились с тем, брать ли достаточно мощный блок питания компьютера, то приведем несколько примеров того, что бывает, когда мощность у блока питания недостаточная:

• Может выйти из строя или частично повредиться жесткий диск. Если он не получает достаточно мощности, на головки для считывания не работают в полном объеме, скользят по поверхности жесткого диска и царапают его. Интересно, что могут быть слышны звуки царапанья.
• Могут быть проблемы с видеокартой. В некоторых случаях на мониторе даже пропадает изображение. Особенно это случается, если запущена тяжелая игра.
• Также съемные накопители могут не распознаваться компьютером, если нет нормального питания.
• Когда ПК работает на полной мощности, он может сам выключиться и перезагрузиться.

Однако не стоит думать, что все проблемы только в блоке питания. Если стоят плохие комплектующие, то проблема скорее всего в них. Однако, если с запчастями все хорошо, то стоит купить более мощный БП — и все проблемы уйдут.

РАЗНОВИДНОСТИ ПРИБОРОВ

• линейные;
• импульсные.

В состав устройств первого типа непременно входят трансформатор, конвертирующий исходное напряжение в более низкое, и выпрямитель, преобразующий переменный ток стандартной частоты (в России — около 50 герц) в постоянный, требуемый для работы бытовой или промышленной техники.

Дополнительными составляющими являются фильтр, предназначенный для нивелирования всплесков и провалов напряжения, стабилизатор, высокочастотный фильтр и защита от коротких замыканий.

Все эти компоненты позволяют получить на выходе идеально ровный сигнал, что особенно важно для чувствительных электроприборов: чем «чище» подаваемый на них ток, тем дольше они могут прослужить.

• простота устройства и ремонта;
• повышенная надёжность;
• минимальный, вплоть до нулевого, процент помех и колебаний в выходном сигнале;
• доступность — трансформаторные устройства стоят сравнительно недорого.

• габаритность — занимают как минимум в два раза больше места, чем импульсные;
• массивность — характеристики используемых составляющих не позволяют сделать трансформаторные блоки лёгкими;
• невысокий КПД — потери энергии в сети с подключённым устройством составляют не менее 15%.

В импульсных, или инверторных блоках питания происходят более сложные преобразования: сначала переменный ток преобразуется в постоянный, а затем формируются импульсы высокой частоты, подаваемые, через малогабаритный высокочастотный трансформатор, на выпрямитель и фильтр ВЧ, затем выход.

Таким образом, устройства гарантируют более качественный переменный ток с отсутствием недопустимых перепадов, а преобразование его в постоянный осуществляется уже в «принимающих» приборах.

• малогабаритные первичные преобразователи переменного напряжения в постоянное;
• стабилизаторы, работающие по принципу отрицательной обратной связи и гарантирующие «ровный» результирующий сигнал;
• низкочастотные фильтры, обеспечивающие отсутствие помех на выходе.

К дополнительным компонентам относятся иные или дублирующие фильтры, защита от короткого замыкания и нулевой нагрузки, а также трансформаторы выходного переменного сигнала в постоянный.

• небольшие габариты — такие устройства как минимум в два раза меньше линейных;
• небольшая масса — весят инверторные блоки сравнительно немного;
• высокий КПД — потери при включении оборудования в сеть лежат в диапазоне 2…10%.

• сложность устройства и ремонта;
• большая, по сравнению с линейными блоками, стоимость;
• высокочастотные помехи, отрицательно сказывающиеся на работе чувствительных приборов.

В настоящее время и линейное, и импульсное оборудование оснащено стабилизаторами, позволяющими получить на выходе ровный, без резких скачков, сигнал. Стабилизированный блок питания продлевает срок службы бытовой и промышленной техники, а также, даже без использования дополнительной защиты, снижает риск короткого замыкания в сети.

Характеристики блока питания компьютера

Помимо рассмотренных выше характеристик, есть еще некоторые моменты, которые могут повлиять на ваш выбор. Давайте их тоже кратко рассмотрим.

Производитель блока питания. Стоит покупать только продукцию известных брендов и это не пустые слова. Дело даже не в том, что продукция «неизвестной» компании может сломаться через несколько месяцев, гораздо хуже, что информация с наклейки может быть очень далека от действительности и блок обозначенный как 450 ватный может выдавать только 300 честных ватт со всеми вытекающими последствиями. Второй момент заключается в том, что у безымянного блока могут сильно плавать напряжения относительно своих номинальных значений, что может выливаться в сбои в работе оборудования.

Способность вырабатывать требуемое напряжение в границах стандартов в различных режимах работы. Наиважнейшие качество определяющее стабильность работы всей системы. Проверить возможно только экспериментальным путем. Некоторые сайты публикуют тесты блоков питания, сделанные своими силами.

Мощность блока питания должна быть не слишком маленькой и не слишком большой. Если мощности не хватает, то все понятно, а вот с обратным вариантом, все не так очевидно. Помимо большей стоимости, он будет тратить в пустую электричество, а так же будет очень слабо нагружен, что плохо в силу особенностей их конструкции. Посчитать примерную требуемую мощность блока питания можно исходя из суммарной мощности используемых в компьютере комплектующих или воспользоваться каким-нибудь калькулятором для расчета мощности блока питания компьютера которых в интернете множество.

Наличие коррекции фактора мощности или Power Factor Correction (PFC) по-английски. Служит для снижения нагрузки на электрическую сеть и в некотором роде стабилизирует напряжение на входе блока питания. Бывает пассивным и активным, последние ставят в более качественные изделия.

Модульная система кабелей. В некоторых блоках питания кабели идущие из него являются быстросъемными. Это позволяет подключить только необходимое их количество, что облегчает доступ внутрь компьютерного корпуса и улучшает его вентиляцию.

Уровень шума. Компьютерный блок питания во время своей работы нагревается, поэтому в подавляющем большинстве моделей применяется охлаждение в виде вентиляторов (кулеров). Их задача засасывать воздух изнутри корпуса компьютера, прогонять через корпус блока питания и выбрасывать горячий воздух наружу. Дополнительная сложность состоит в том, что засасываемый воздух уже нагрет другими компонентами компьютерной системы, поэтому и говорят, что блок питания участвует в охлаждении всего компьютера. Количество, размеры, скорость и алгоритм работы кулеров могут быть различные. В одном будет один 80-ти миллиметровый вентилятор, в другом уже два, на вдув и выдув, а в третьем один, но 120-ти миллиметровый вентилятор. Скорость кулера может быть постоянной или меняться по какому то алгоритму. Все это влияет на уровень шума производимый блоком питания во время своей работы. Однако есть общее правило, что чем больше размер вентилятора, тем ему требуется меньшая скорость вращения для создания одинакового воздушного потока. Другими словами, при прочих равных блок питания компьютера со 140 мм вентилятором будет тише, чем такой же, но с 80 мм.

Есть отдельная категория блоков питания с пассивным охлаждением или по-другому безвентиляторных. Их охлаждение осуществляется за счет массивных радиаторов выполненных заодно с корпусом, однако максимальная мощность их сильно ограничена, а цена довольно высокая. Хотя недостаток мощности можно обойти, установив в компьютер два блока питания и синхронизировав их работу.

Вот и все основные моменты, на которые стоит обращать внимание при выборе блока питания компьютера. Так же в сети можно найти множество обзоров, где проверяются реальные характеристики конкретных моделей относительно заявленных производителем.