Что такое БП в компьютере? Устройство, мощность, работоспособность блока питания

Что такое бп в компьютере? Замена блока питания своими руками

Доброго времени! Вы пытаетесь включить свой компьютер. На системном блоке загорается индикатор. Зашумели вентиляторы; Вы терпеливо ждете и смотрите на монитор, но он остается темным, а индикатор на нем светится в режиме ожидания.

Если ранее при запуске раздавался короткий писк динамика (который расположен в корпусе системного блока), то теперь тишина… Система не стартует. Одной из распространенных причин этого является неисправности блока питания компьютера.

Как всегда «вчера все было нормально, а вот сегодня»… мы узнаем, какие бывают блоки питания и как можно их заменить самостоятельно в домашних условиях. Мы не будем их ремонтировать, быстро проведем диагностику и заменим.

Определение

Что такое БП в компьютере? Если сказать коротко, это — устройство для преобразования сетевого переменного напряжения в постоянное для питания всех комплектующих в системном блоке. В частности, блок питания подает напряжение на компоненты: видеокарту, оперативную память, жесткий диск, сетевую карту, процессор, подключенные периферийные устройства. Если все эти комплектующие подключить напрямую к сети 220 В, то они просто сгорят. Комплектующие для работы требуют наличия напряжения 12 или 24 В (в основном), и задача блока питания – дать требуемое напряжение.

Также есть и другая задача этого элемента – защищать комплектующие компьютера от возможных перепадов напряжения. По сути, это устройство изменения сетевого напряжения, которое выглядит как небольшая черная коробка с вентилятором. Она устанавливается в системный блок, и именно в нее входит сетевой кабель.

Энергоэффективность и КПД

КПД определяет соотношение потребляемой мощности БП к реальной выходной его мощности. Для облегчения задачи выбора «правильного» для вас БП существует специальная стандартизация Energy Star. Если я не ошибаюсь, последняя версия этого стандарта 4.0, но насколько я знаю, обновления в этой версии стандарта было довольно давно. В любом случае, сейчас этот стандарт заключается в следующих требованиях и маркировках:

• 80 Plus. В таких БП эффективность составляет не ниже 80%
• 80 Plus Bronze. Самый распространенный тип, эффективность не ниже 82%
• 80 Plus Silver. В этом стандарте КПД составляет не менее 85%
• 80 Plus Gold. В этом типе КПД превышает 87%
• 80 Plus Platinum. Это самые эффективные устройства с КПД не менее 90%

Эта небольшая деталь крайне важна при выборе и на нее точно следует опираться. Конечно, покупать БП без этой сертификации вообще не стоит. А оптимальным решением по цене и эффективности могут стать блоки с маркировкой 80 Plus Bronze. Эти блоки на сегодняшний день являются самими распространенными. К примеру, если вы приобретаете БП с мощностью 800 Вт со стандартом 80 Plus Bronze, его реальная выходная мощность составит 656 Вт.

Импульсный БП и его устройство.

Ниже представлена схема одноконтактного импульсного БП (эта схема является простейшей):

Фактически блоки питания импульсного вида являются инверторной системой. В этом БП входящая в него электроэнергия сначала выпрямляется (т. е. образуется постоянный электрический ток), а после этого преобразуется в прямоугольные импульсы определённой частоты и скважности. После этого эти прямоугольные импульсы на трансформатор (в случае если конструкция БП включает в себя гальваническую развязку) или же сразу на выходной ФНЧ (в случае если отсутствует гальваническая развязка). Из-за того, что в импульсных БП с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и в значительной степени снижается требование к сечению сердечника, в них могут применяться гораздо более малогабаритные трансформаторы чем в классических решениях.

В большинстве случаев сердечник трансформатора импульсного вида может быть выполнен из ферримагнитных материалов, в отличии от низкочастотных трансформаторах, в которых используется электротехническая сталь.

Стабилизация напряжения в импульсных блоках питания обеспечивается путём отрицательной обратной связи. Она позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне. Такая связь может быть сконструирована различными способами. В случае наличия в конструкции БП гальванической развязки чаще всего используют способ использования связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или же способ оптрона. Скважность на выходе ШИМ-контроллера зависит от сигнала обратной связи, который, в свою очередь, зависит от выходного напряжения. В том случае, если развязка в БП не предусмотрена, используется обычный резистивный делитель напряжения. Благодаря этому импульсные блоки питания могут поддерживать стабильное выходное напряжение.

Импульсный блок питания

Импульсный блок питания строится намного сложнее, но зато обладает также своими плюсами. Это меньшие массо-габаритные свойства, по сравнению с трансформаторным блоком питания. Но здесь также есть и свои минусы. Это большее количество радиоэлементов, по сравнению с трансформаторным блоком питания, а также могут быть шумы на выходе. Поэтому, качественные акустические системы и усилители питаются на трансформаторном блоке питания. Да, там есть некоторые пульсации, но их намного проще отфильтровать, чем высокочастотные шумы импульсного блока питания.

Хотя в импульсном блоке питания и имеются трансформаторы, но они здесь рассчитаны на высокую частоту, что делает их небольшими и недорогими.

Виды блоков питания и их различия

Существуют трансформаторные и импульсные блоки питания.

Рассмотрим их отличия, преимущества и недостатки.

Простой классический вид блока питания в современных ПК практически не используется, схема устройства с двухполероудным выпрямителем представлена ниже.

Основными элементами устройства являются:

1. Трансформатор;
2. Выпрямитель;
3. Сетевой фильтр.

Один из трансформаторных блоков представлен ниже.

Трансформатор через первичную обмотку принимает на себя из сети входящее напряжение.

Выпрямитель выполняет задачу преобразования переменного тока в постоянный однонаправленный.

Как правило, используются два типа выпрямителей:

1. Двухполупериодный;
2. Однополупериодный.

В обоих типах устройств используются диодные мосты состоящие:

• в первом типе – из четырех диодов;
• во втором – из двух диодов.

Использование других элементов в выпрямителе свойственно для блоков питания с удвоенным напряжением или трехфазных устройствах.

Сетевой фильтр представляет из себя обычный конденсатор обладающий большой емкостью. С помощью него сглаживаются пульсации тока.

Вместо обычных трансформаторов могут быть установлены автоматические устройства.

Чтобы понять, как работают блоки питания, необходимо обладать базовыми знаниями законов электротехники.

Габариты БП прямо пропорционально зависят от габаритов трансформаторов.

Размеры последних рассчитываются по специальной формуле.

• n – количество витков на 1В напряжения;
• f – частота переменного тока;
• S – площадь сечения магнитопровода;
• B – индукция магнитного поля, которая образуется в магнитопроводе.

Чем больше сечение магнитопровода S и количество витков N, тем больше будет трансформатор (его вес и габариты), это логично.

Но если площадь сечения провода уменьшить, то необходимо будет увеличить и количество витков N, которые могут не поместиться на трансформаторах небольших размеров.

При этом большое количество витков увеличит показатели активного сопротивления обмотки.

Если трансформатор маломощный, то большое количество витков с малым сечением никак не повлияет на работу такого БП, так как сила тока в таких устройствах мала.

Но если на таком трансформаторе увеличить мощность, соответственно увеличиться и сила тока, но так как сопротивление обмотки высокое, это приведет к большому рассеиванию тепловой мощности.

Отсюда можно сделать вывод что блоки питания, сконструированные для компьютеров на основе классических трансформаторах и работающие на частоте 50Гц могут иметь только большие размеры и вес.

Преимущества трансформаторных блоков питания:

1. Надежная и простота конструкция устройств;
2. Удобство ремонта (все элементы доступны и заменяемы);
3. Радиопомехи минимальны или отсутствуют совсем.

1. Прямая пропорциональность мощности устройства к его весу и габаритам;
2. Зависимость стабильности рабочего напряжения от КПД работы трансформатора и наоборот.
3. Использование электротехнической стали повышает стоимость устройства и его металлоемкость.

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.

Проверка блока питания

Иногда бывает так, что компьютер плохо работает, не включается или выключается сам, тогда нужна проверка блока питания. Есть способ, как можно сделать это дома самостоятельно без мультиметра переподключений схем.

Метод скрепки

Есть простой способ, как проверить нормально ли работает блок питания с помощью простой скрепки. Это простой способ, который не покажет, нормально ли работает блок питания, но с помощью него легко понять, подает ли устройство ток на компьютер в целом. Последовательность действий такова:

• Отключите компьютер от напряжения.
• Откройте крышку корпуса и отключите разъем от материнской платы.
• Из канцелярской скрепки сделайте перемычку в форме U и закоротите перемычкой зеленый провод разъема и черный, который работает рядом с зеленым.
• Включите блок питания.
• Если все заработало, то в теории БП работает нормально. Если нет — то его стоит нести в ремонт.

Основные симптомы и неисправности

Как можно определить, нужна ли блоку питания тщательная проверка и ремонт в сервисе или он работает хорошо? Если БП совсем вышел из строя, он не будет включаться с перемычкой, но иногда есть проблемы, которые просто так не заметить.

Чаще всего это происходит, если пользователь замечает, что есть какие-то нарушения в работе материнской платы или в оперативной памяти. На самом деле, это может быть проблема с мощностью БП и с тем, как регулярно и без перебоев он ее подает на определенные микросхемы. Описанные ниже проблемы могут возникать у пользователя, если неисправен блок питания.

1. Компьютер зависает, когда включается или перезагружается.
2. Система без вашего ведома выключается или перезагружается самостоятельно.
3. Ошибки памяти.
4. HDD останавливает работу.
5. Внезапно глохнет вентилятор.

Если вы заметили один из этих симптомов и подозреваете, что проблема может быть в блоке питания, так как он старый или дешевый, то нужно нести его в ремонт, так как это может быть опасно для компьютера. Часто ПК просто горели от того, что неисправен или плохо работает БП. Однако, если причин сомневаться в надежности БП мало, то стоит вызвать специалиста для того, чтобы он провел комплексную проверку всех систем компьютера, сделал необходимую очистку и проверил сам блок питания. Помните, что проверка и починка обойдутся дешевле, чем покупка нового компьютера, к тому же, своевременная консультация поможет сохранить много нервов и продлить жизнь устройства еще на несколько лет сверх отмеренного ему срока.