Стандарты блоков питания для компьютера

Собираем мощный
ПК: как выбрать блок
питания?

Вы собрали компьютер и вдруг поняли, что каким-то образом процессор, материнская плата, вентиляторы и кулеры, а также видеокарта, да и вообще всё, что находится в корпусе, должно как-то работать. Как? С помощью блока питания! «Эльдоблог» подскажет, как выбрать «бэ-пэшечку» так, чтобы электричества хватило на все комплектующие вашей сборки. Какой блок питания выбрать для компьютера? Как выбрать блок питания для игрового пк? Даём ответы на эти важные вопросы.

Блок питания — обязательный элемент при сборке ПК. Вы можете не брать видеокарту, потому что она может быть встроена в процессор. Но БП должен быть всегда, иначе просто ничего не будет работать.

БП — это устройство, которое преобразует напряжение переменного тока от сети в напряжение постоянного тока. Также блок питания защищает от незначительных помех напряжения.

Содержание

Как бы просто это не звучало, но для того, чтобы определить мощность будущего блока питания, необходимо сложить потребляемую мощность всех компонентов ПК и сделать небольшой запас, на случай каких-либо изменений или модернизации. Также следует учесть один момент, который заключается в том, что блоки питания от не именитых брендов часто завышают свои характеристики, или указанная мощность БП рассчитана при максимальной нагрузке. Таким образом, если БП будет работать на пике мощности постоянно, это, несомненно, приведет к уменьшению его срока службы и может привести к различным сбоям в питании. Если при выборе вы все же отдали предпочтение малоизвестному бренду, следует покупать БП с запасом мощности хотя бы в полтора раза, а лучше в два раза. Добавлю, что мощность БП следует подбирать из значений номинального потребления всех компонентов ПК, а не пиковых значений. Для покрытия пикового энергопотребления мы как раз и берем БП с запасом мощности.

Что касается реальных цифр, следует сказать, что для офисного ПК или компьютера для бытовых задач хватит БП с мощностью до 400 Вт. Что касается современных ПК для игр, часто приходится использовать БП с мощностью 800-900 Вт и более. При выборе блока питания рекомендую также не забывать о потреблении энергии систем охлаждения и всевозможных декоративных подсветках. Для вашего удобства в интернете можно найти специальный калькулятор для расчета.

Современные типоразмеры

Принципиальная схема у всех БП аналогична, но вот конструкция может иметь определенные отличия. Рассмотрим более детально типы и виды современных стандартов, которые можно найти на рынке.

Этот вид представила компания Intel в 1995 году как замену теряющему актуальность AT. БП старого образца уже не хватало мощности, чтобы обеспечить энергией новые прожорливые компьютеры.

Такой БП имеет основной 20 или 24-пиновый коннектор для подключения материнки и 4-пиновый коннектор для подключения питания +12 В, подающегося на процессор. Может использоваться с материнскими платами ATX, microATX, BTX и microBTX.

Сегодня этот вид является самым распространенным, поэтому при выборе комплектующих для сборки системного блока рекомендую ориентироваться именно на него. Для игрового компьютера следует использовать ATX версии 2.3. Габариты — 150x86x140 мм.

Еще одно детище Intel, которое представлено в 1997 году. По сравнению с предыдущим вариантом, отличается уменьшенными габаритами, что позволяет собрать миниатюрный системный блок, подобрав соответствующие комплектующие.

Коннекторы для питания материнки и процессора такие же, как в предыдущем случае. Подходит для mini-ITX (имею в виду стандарты материнских плат), ATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, DTX.

При покупке такого блока следует убедиться, что он физически подойдет по габаритам к корпусу, а также имеет все необходимые коннекторы для подключения дополнительных устройств. Размеры — 125×51,5×100 мм

В 1998 несколько крупных производителей комплектующих создали отраслевую группу SSI, на которую возложили задачу разработки и продвижения отраслевых форм-факторов. В результате создана спецификация EPS – типоразмер БП для сервера начального уровня.

Такой БП имеет 24-пиновый коннектор для питания материнской платы и 8-пиновый коннектор для подключения процессора. Совместим с материнскими платами ATX и Extended ATX. От обычных блоков такие отличаются большей мощностью.

Как вариант, можно использовать маломощный сервер в качестве домашнего ПК, однако учитывайте, что обойдется такое удовольствие гораздо дороже обычного десктопного компьютера, из-за специфических комплектующих. Размеры — 150×86 и глубиной от 180 до 230мм.

В 2002 году появился TFX для низкопрофильных корпусов. По сравнению с ATX, он имеет более вытянутую форму и наклон, что делает монтаж более удобным. Спроектирован стандарт с расчетом на выходную мощность от 180 до 300 Ватт, что вполне достаточно для компактных рабочих станций. Коннекторы для подключения питания:

Материнская плата – 20 или 24-пиновый
Процессор – 4-пиновый +12 В.

Такие БП совместимы с материнками microATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, Mini-ITX и DTX. Габариты: 85×65,2×175

Компактный стандарт, представленный в 2003 году компанией Intel. Рассчитан на среднеразмерные системы с объемом корпуса от 10 до 15 литров. Выходная мощность до 300 Ватт. Имеют «неправильную» форму – не прямоугольный параллелепипед, как в предыдущих случаях, а Г-образный профиль. Оборудован такими же разъемами, как и ATX. Может использоваться с материнскими платами microBTX, picoBTX и DTX. Общие размеры 150×86х96.

Стандарт, разработанный в 2004 году компанией «Интел», как решение для ультракомпактных систем с объемом корпуса до 9 литров. Обеспечивает выходную мощность до 260 Ватт. Оборудован основным 24-пиновым и дополнительным 4-пиновым коннекторами. Используется с материнками picoBTX, nanoBTX и DTX.

Извините, но фотку этого зверька не нашел. Так же есть своеобразный вырез в задней части корпуса, а общие размеры составляют 62×72х210 мм.

FlexATX

Стандарт, разработанный в 2007 году как решение для компактных настольных систем и серверов. Имеет основной 24-пиновый и дополнительный 4-пиновый коннекторы. Совместим с материнскими платами microATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, nanoBTX, Mini-ITX и DTX. Обеспечивает выходную мощность до 270 Ватт. Здесь по объемам — 40,5×81,5×150 миллиметров.

Расчёт требуемой мощности

Так получилось, что чуть ли не 95% вырабатываемой блоком питания электроэнергии уходят на то, чтобы просто… греть воздух! Нет, на самом деле, всё это движение электронов и дырок занимается переключением транзисторов, оседанием в виде «единиц» и «нулей» на жёстких дисках и SSD, выводом информации на дисплей и динамики, но по пути они создают только один вид механической работы: нагрев (об отводе тепла от процессора мы уже говорили в прошлом выпуске PCBG).

Грубо говоря, можно считать потребление компьютером электроэнергии по заявленным TDP (теплопакетам) его комплекетующих, добавив некоторые константы для тех устройств, чьи TDP нам не известны или не заявлены: жёстких дисков и оптитческих приводов, ситемы охлаждения и всякой периферии. Производители видеокарт, обычно, не указывают TDP своих детищ, но потребляемую мощность можно приблизительно определить по используемым разъёмам питания. Стандартная шина PCIe x8 / x16 обеспечивает передачу до 75 Вт мощности для видеоадаптера. Дополнительные 6-PIN’овые разъёмы добавляют по 75 Вт каждый. Более мощные видеокарты могут иметь на борту 8-PIN’овые коннекторы, которые позволяют передавать до 150 Вт. Таким образом, если на вашей видеокарте (текущей, или планируемой) имеется по одному разъёму 6-PIN и 8-PIN, то максимальная потребляемая ею мощность составит 75 Вт от PCIe + 75 Вт от 6-PIN + 150 Вт от 8-PIN = 300 Вт.

Чтобы вы не запутались во всём этом многообразии, мы подготовили удобную табличку, по которой вы сможете прикинуть требуемую мощность БП.

Компоненты ПК	Энергопотребление под нагрузкой
CPU	от 35 до 150-160 Вт, смотри TDP процессора
Видеокарта	75 Вт по PCIe, 75 Вт по 6-PIN, 150 Вт по 8-PIN, суммируем все разъёмы
Материнская плата	35-65 Вт
DDR-память, на модуль	4-6 Вт
HDD, оптический привод (в режиме записи)	10 Вт для обычных моделей, 15 Вт для высокоскоростных HDD или Blu Ray
SSD	5 Вт для обычных моделей, 10-15 Вт для PCIe экзотики со встроенным RAID-массивом
PCI-X устройства	2-5 Вт
Вентиляторы	~3 Вт

Допустим, вы собираете себе нового домашнего коня на пару лет вперёд, осталось только выбрать БП. Вот пример расчётов потребляемой мощности:

Материнская плата не относится к High-End, разгонять мы ничего не будем, так что возьмём среднее значение по табличке: около 50 Вт. Процессору заявлены 84 Вт, округлим до 85. На видеокарте два шестипиновых разъёма питания + есть 75 Вт по PCIe разъёму, итого 3х75 Вт, два модуля оперативной памяти по 5 Вт каждый, 1 HDD и 1 SSD, итого ещё 10+5 Вт. Пусть в корпусе суммарно (вместе с процессорным кулером) будет стоять 5 вентиляторов: ещё 3х5 Вт. Складываем, получаем 50+85+75х3+5х2+10+5+5х3=400 Вт!

Но подождите радоваться. Дело в том, что КПД блока питания не равен 100%, более того, он зависит напрямую от нагрузки. При минимальной (то есть в случае, когда ваш компьютер простаивает) эффективность падает, при максимальной или близкой к ней — аналогично. Наиболее эффективный диапазон — 50-60% нагрузки на блок питания, в таком случае производительность БП находится на оптимальном уровне. Соответственно, если ваш юз-кейс — игры по выходным, печатная машинка по будням, то можно ограничиться разумными 15-20% к расчётной мощности (на всякий случай + под потенциальный апгрейд оперативки и жёстких дисков), так как большую часть времени «железо» не будет нагружать БП до предела и вся система будет находиться в комфортных для неё условиях. Если же компьютер дома — это ещё и рабочий инструмент, стоит, во-первых, сделать запас по мощности чуть выше, во-вторых, разобраться ещё с одной штукой.

Заключение

Выбор блока питания на самом деле достаточно прост, даже с учетом всех описанных выше нюансов. Главное, чтобы он подходил вам по основным параметрам: мощность, размер, необходимые разъемы. Все остальные характеристики важны только, если бюджет позволяет.

В сборке все должно быть сбалансировано — блок питания должен соответствовать остальным комплектующим. Не рационально в бюджетную сборку ставить дорогущий БП только из-за сертификата или крутого бренда, также не целесообразно в топовую сборку ставить бюджетный БП, даже если он подходит по мощности. В среднем на покупку БП мы рекомендуем планировать до 10% бюджета, выделяемого на всю систему.

Современные модели блоков питания на российском рынке имеют достаточно хороший уровень качества. Найти откровенно опасные, которые смогут испортить ваши комплектующие при эксплуатации, практически невозможно. Но и не стоит забывать, что чем дороже покупка, тем больше внимания следует уделить различным параметрам, в том числе и изучая независимые обзоры.

Всем пожелаем удачного выбора и оптимальных покупок. И помните, что компьютер – это всего лишь инструмент, и не нужно его превращать в фетиш.

⇡#Основной преобразователь

Общий принцип работы для всех импульсных БП изолированной топологии (с трансформатором) один: ключевой транзистор (или транзисторы) создает переменный ток на первичной обмотке трансформатора, а ШИМ-контроллер управляет скважностью их переключения. Конкретные схемы, однако, различаются как по количеству ключевых транзисторов и прочих элементов, так и по качественным характеристикам: КПД, форма сигнала, помехи и пр. Но здесь слишком многое зависит от конкретной реализации, чтобы на этом стоило заострять внимание. Для интересующихся приводим набор схем и таблицу, которая позволит по составу деталей опознавать их в конкретных устройствах.

Транзисторы	Диоды	Конденсаторы	Ножки первичной обмотки трансформатора
Single-Transistor Forward	1	1	1	4
Two-Transistor Forward	2	2	0	2
Half Bridge	2	0	2	2
Full Bridge	4	0	0	2
Push-Pull	2	0	0	3

Помимо перечисленных топологий, в дорогих БП встречаются резонансные (resonant) варианты Half Bridge, которые легко опознать по дополнительному крупному дросселю (или двум) и конденсатору, образующим колебательный контур.

Введение №2

Актуальна задача выбора БП без тестов, по неким визуально определяемым критериям. Поскольку:

на наш рынок попадают блоки питания малоизвестных производителей и торговых марок;
производителем (особенно нагло — в блоках нижней ценовой категории) завышаются паспортные характеристики БП. Чаще всего маломощные бюджетные блоки маркируют как более мощные, оставляя без изменений компоненты и соответственно максимальные токи;
часто нет возможности взять БП на тесты.

Конечно, только детальный осмотр вкупе с тестами даст точный ответ о возможностях блока, но есть и базовые признаки, по которым можно определить качественный БП. 100% гарантии такой метод не даст, но риск напороться на непотребство сводится к минимуму.

Напоследок ответы на частые вопросы пользователей при выборе БП.

Как поменять вентилятор в БП?

Обычно делать это не рекомендуется, тем более если имеется действующая гарантия от производителя. БП — это не процессор, где куча термодатчиков и защит от превышения температуры. В большинстве БП всего один термодатчик (термистор), и тот всего лишь стоит в схеме управления вентилятором, то есть при нагреве выдает сигнал на «интеллектуальную схему управлением скоростью вентилятора», состоящую из менее чем десятка деталей, которая повышает напряжение питания вентилятора. При замене вентилятора на модель с меньшим потоком и скоростью вращения, БП может сгореть.

Что делать, если БП свистит?

Существует такое явление, как магнитострикция. Суть его в том, что при изменении магнитного поля размеры тела тоже изменяются. В электронике этому наиболее подвержены дроссели и трансформаторы. При протекании тока сердечник в таких конструкциях вибрирует с частотой, кратной частоте тока, и издает звуки. Обычно преобразователи в БП специально рассчитывают на частоты выше верхнего диапазона слышимости. Но частенько бывает, что из-за некачественных деталей или брака при сборке такой свист появляется.

Солидные производители при подтверждении данной проблемы в СЦ обычно меняют такие блоки по гарантии. Хотя, чаще всего такой блок может без проблем работать со свистом несколько лет без всякого ущерба для комплектующих. Добиться его замены от малоизвестного производителя может быть затруднительно, ибо подобный шум никак не регламентируется, а выходные параметры напряжений у блока, как сказано выше, могут быть в рамках стандарта.

Что такое АТХ 12V, EPS 12V и прочие стандарты?

Стандарт АТХ 12V — часть стандарта АТХ, относящаяся к блокам питания. Разработан компанией Intel. Заменил стандарт АТ, использовавшийся до начала ХХI века.

С ростом мощности процессоров понадобилось усилить их линию питания, поэтому многие материнские платы получили 8-контактный разъем питания из серверного стандарта EPS 12V. Следовательно, поддержка EPS 12V означает лишь наличие 8-контактного разъема питания процессора.

Существует еще поддержка технологий энергосбережения С6 и С7, согласно которым БП должны поддерживать очень маленький ток по линии 12 В — 50 мА. В то время, как в спецификации АТХ 12V версии 2.3 заявлен минимальный ток 0,5 А. Большинство блоков, даже не сертифицированных для этого, поддерживают такие значения тока. В крайнем случае, можно выключить эти режимы энергосбережения.

Нужно ли гнаться за последней версией стандарта?

Нет. Изменения в стандартах в последние несколько лет незначительны и никак на потребительских свойствах не сказываются.

Имеет ли смысл покупать блоки питания от фирмы, которая сама производит и разрабатывает их?

Есть несколько производителей блоков, самые известные из них: CWT, Seasonic, НЕС, Enermax, FSP, InWin, Delta Electronics. На самом деле, неплохих производителей гораздо больше.

Так стоит ли гнаться за блоками именно этих производителей и под родной маркировкой? Нет.:

1) БП с другой наклейкой на корпусе может стоить существенно меньше при том же качестве.

2) Некоторые фирмы выпускают измененные (и часто в лучшую сторону) модели ОЕМ-производителей.

Надо ли обращать внимание на наличие защит в БП?

На их заявленное производителем наличие обращать внимание не стоит.

Основные защиты оговорены в стандарте АТХ12V. Теоретически, если блок соответствует стандарту, они в нем должны быть. Практически — в дешевых блоках на них часто экономят. Да и сами защиты представляют собой немного не то, что думает об этом рядовой пользователь.

ОТР — защита от превышения температуры.

Чаще всего реализована с помощью датчика, который установлен в одном, самом удобном с точки проектировщика, месте.

Но дело в том, что конструкция блока питания предполагает множество греющихся элементов, которые рассредоточены по всей плате. Таким образом, при локальном перегреве в точке, где нет датчика, блок сгорит.

OVP/UVP — защиты от пониженного и повышенного напряжения.

Обычный пользователь думает, что если выходные напряжения выйдут за пределы стандарта, то блок питания выключится, защищая подключенное оборудование. В реальности чаще всего за это отвечает микросхема супервизора (английское слово supervisor правильнее произносить как супервайзер, но у нас прижилось упрощенное произношение в отношении подобных микросхем).

Давайте посмотрим документацию на довольно часто используемую микросхему PS113. Порог срабатывания защиты от превышения напряжения по 12 В каналу: типовое значение — 13,8 В, максимальное — 14,4 В. Стандарт АТХ12V предусматривает отклонение не более 5% (12,6 В).

Это, скорее, защита самого БП при возникновении неисправностей от его полного выхода из строя, а никак не защита ваших комплектующих от повышенного напряжения. Аналогично с пониженным.

Несмотря на наличие кучи надписей на коробке о защитах, есть ли они реально и насколько грамотно реализованы, никто вам не скажет.

Наиболее необходимая — защита от короткого замыкания. И она должна быть на всех выходных линиях. В крайнем случае, можно закрыть глаза на ее отсутствие на линии 3,3 В, так как на доступных пользователю контактах ее почти нет (она только в основном 24-контактном разъеме есть).