Компьютерный блок питания

Как можно использовать блок питания от компьютера

Не секрет, что современная вычислительная техника морально устаревает задолго до своего физического износа. У многих до сих пор пылятся на чердаках ПК, которые вроде исправны, но просто «не тянут» современное программное обеспечение. И выбросить жалко, и проку никакого. Тем не менее прок есть. Сегодня поговорим о блоке питания от компьютера (БП) — узнаем, что он умеет и как его можно использовать в нестандартных решениях.

Назначение компьютерного БП состоит в преобразовании сетевого напряжения переменного тока в постоянное, необходимое для узлов вычислительной машины. Рассмотрим основные параметры блоков питания этого типа:

Выходное напряжение. Их несколько и измеряются они относительно общей шины:

• +3,3 В (кроме AT);
• +5 В;
• +5 В дежурные (кроме AT);
• -5 В (в новых модификациях ATX может отсутствовать);
• +12 В;
• -12 В.

Важно. Кроме шин подачи питающих напряжений БП, ATX оснащаются служебными входами и выходами, о которых поговорим позже.

Общая выходная мощность. Может меняться от 200 Вт до 800 Вт и выше. Сам по себе параметр даёт только общее представление о выдаваемой мощности, поскольку блок питания создаёт несколько различных напряжений, рассчитанных каждый на свою нагрузку.

Ток или мощность на линии. Параметр указывает, какую мощность может выдать БП по той или иной шине. Некоторые производители вместо мощности указывают ток или и то и другое.

Форм-фактор. Промышленность выпускает блоки питания нескольких форм-факторов. Они зависят от габаритов системного блока, для которого они предназначены. Кроме разных габаритов, такие БП практически ничем друг от друга не отличаются и характеризуются теми же основными параметрами.

Стандарты

В современных блоках питания стандарта ATX их электрические характеристики и размеры стандартизованы. Однако имеется несколько версий стандарта и определенная свобода производителей в выборе количества и наличия разъемов у компьютерного блока питания. Поэтому необходимо подбирать блок под имеющуюся материнскую плату и остальные компоненты компьютерной системы.

Например, разъем для подключения к материнской плате может быть 20 или 24-штырьковым, причем он может быть не цельным, а разборным 20+4 для возможности подключения более старых плат. Современным материнским платам требуется отдельный 4-х штырьковый разъем для питания процессора и могут понадобиться дополнительные 6 или 8-штырьковые разъемы питания материнской платы.

В зависимости от используемых жестких дисков и CD-привода требуются определенное количество разъемов molex и/или sata-разъемов. Видеокарта тоже может требовать разное количество разъемов для своего питания. Так же следует учитывать длину проводов и расстояние между разъемами. Все это необходимо учитывать при выборе блока питания, хотя часть несоответствий можно решить с помощью переходников.

Еще одной важной темой является эффективность блока питания компьютера, то есть насколько эффективно он преобразует сетевое напряжение в постоянное для питания электронных компонентов. Ответить на этот вопрос позволяет сертификация «80 PLUS» показывающая эффективность работы блока питания при различных режимах нагрузки.

Тип сертификации 80 PLUS 230 В

Степень загрузки блока	10%	20%	50%	100%
80 PLUS	Только для 115 В, выше 80%
80 PLUS Bronze	—	81%	85%	81%
80 PLUS Silver	—	85%	89%	85%
80 PLUS Gold	—	88%	92%	88%
80 PLUS Platinum	—	90%	94%	91%
80 PLUS Titanium	90%	94%	96%	91%

Другими словами, чтобы блок питания выдавал 500 Вт ему нужно потратить примерно 588 Вт из сети в зависимости от его сертификата. Эта разница просто уйдет в тепло, дополнительно нагревая компьютер, а так же будет посчитана электрическим счетчиком и оплачена из вашего кармана. Следовательно, чем эффективней блок питания, тем лучше, но в то же время он становится дороже. Узнать какому сертификату соответствует блок можно на его этикетке.

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.

Популярные сообщения

Блок питания для компьютера

Основные характеристики современных блоков питания:

Самые распространенные БП для настольных компьютеров относятся к форм-фактору ATX с дополнительным 12-вольтовым разъемом питания и имеют стандартные габариты 150х86х140 мм. Они строго выдерживаются всеми производителями, следовательно можно легко менять один блок питания на другой. Однако модели повышенной мощности, как правило, имеют нестандартные, увеличенные габариты, что вызвано необходимостью установки двух силовых трансформаторов, способных выдать нужную мощность. Речь идет о блоках питания мощностью 1000 Вт и выше – они длиннее стандартных примерно на 40-50 мм.

На выходе блок питания выдает следующие напряжения +3.3 v, +5 v, +12 v и некоторые вспомогательные -12 v и + 5 VSB. Основная нагрузка ложится на линию +12 V.
Мощность (W – Ватт)расчитывается по формуле P = U x I, где U – это напряжение (V – Вольт), а I – сила тока (A – Ампер). Отсюда вывод, чем больше сила тока по каждой линии, тем больше мощность. Но не все так просто, допустим при большой нагрузке по комбинированной линии +3.3 v и +5 v, может уменьшиться мощность на линии +12 v. Разбирем пример на основе маркировки блока питания AEROCOOL E85-700.

Указано, что максимальная суммарная мощность по линиям +3.3V и +5V = 150W, также указано, что максимальная мощность по линии +12V = равна 648W. Обратите внимание, что указаны две виртуальные линии +12V1 и +12V2 по 30 Ампер каждая – это вовсе не означает, что общий ток 60А, так как при токе в 60А и напряжении 12V, мощность бы была 720W (12×60=720). На самом деле указан максимально возможный ток на каждой линии. Реальный же максимальный ток легко рассчитать по формуле I=P/U, I = 648 / 12 = 30 Ампер. Общая мощность 700W.

Для расчета мощности блока питания можете воспользоваться этим калькулятором , сервис на английском языке, но думаю разобраться можно.
По своему опыту могу заметить, что для офисного компьютера вполне достаточно блока питания на 350W. Для игрового хватит БП на 400 – 500W, для самых мощных игровых с мощной видеокартой или с двумя в режиме SLI или Crossfire – необходим блок на 600 – 700W.
Процессор обычно потребляет от 35 до 135W, выдеокарта от 30 до 340W, материнская плата 30-40W, 1 планка памяти 3-5W, жесткий диск 10-20W. Учитывайте также, что основная нагрузка ложится на линию 12V. Да, и не забудьте добавить запас 20-30% с расчетом на будущее.

Не маловажным будет КПД блока питания. КПД (коэффициент полезного действия) – это отношение выходной мощности к потребляемой. Если бы блок питания мог преобразовать электрическую энергию без потерь, то его КПД был 100%, но пока это невозможно.
Например, для того, чтобы блоку питания с КПД 80% обеспечить на выходе мощность 400W, он должен потреблять от сети не больше 500W. Тот же блок питания, но с КПД 70%, будет потреблять около 571W. Опять же, если блок питания не сильно нагружен, например на 200W, то и потреблять от сети он будет тоже меньше, 250W при КПД 80% и приблизительно 286 при КПД 70%.
Существует организация, которая тестирует блоки питания на соответствие определенному уровню сертификации. Сертификация 80 Plus проводилась только для электросети 115В распространенной, например в США. Начиная с уровня 80 Plus Bronze, блоки питания тестируются для использования в электросети 230В. Например, для прохождения сертификации уровня 80 Plus Bronze КПД блока питания должен быть 81% при нагрузке 20%, 85% при нагрузке 50% и 81% при нагрузке 100%.

Наличие одного из логотипов на блоке питания говорит о том, что блок питания соответствует определенному уровню сертификации.
Плюсы блока питания с высоким КПД:
Во-первых, меньше энергии выделяется в виде тепла, соответственно системе охлаждения блока питания нужно отводить меньше тепла, следовательно, и шума от работы вентилятора меньше. Во-вторых, небольшая экономия на электричестве. В-третьих, качество у данных БП высокое.

Активный и пассивный PFC

PFC (Power Factor Correction) – Коррекция фактора (коэффициента) мощности. Фактором мощности называется отношение активной мощности к полной (активной + реактивной).
Так как реальная нагрузка обычно имеет еще индуктивную и емкостную составляющие, то к активной мощности добавляется реактивная. Нагрузкой реактивная мощность не потребляется – полученная в течение одного полупериода сетевого напряжения, она полностью отдается обратно в сеть в течение следующего полупериода, впустую нагружая питающие провода. Получается, что от реактивной мощности толку ноль, и с ней по возможности борются, с помощью различных корректирующих устройств.
PFC – бывает пассивным и активным.
Преимущества активного PFC:
Активный PFC обеспечивает близкий к идеальному коэффициент мощности (у активного 0.95-0.98 против 0.75 у пассивного).
Активный PFC стабилизирует входное напряжение основного стабилизатора, блок питания становится менее чувствительным к пониженному сетевому напряжению.
Активный PFC улучшает реакцию блока питания во время кратковременных провалов сетевого напряжения.
Недостатки активного PFC:
Снижает надежность блока питания, так как усложняется устройство самого блока питания. Требуется дополнительное охлаждение. В целом преимущества активного PFC перевешивают его недостатки.
В принципе можно не обращать внимания на тип PFC. В любом случае, при покупке блока питания меньшей мощности, в нем, скорее всего, будет пассивный PFC, при покупке более мощного блока от 500 W – вы, скорее всего, получите блок с активным PFC.

Система охлаждения блоков питания.

Кабели и разъемы.
Обратите внимание на количество разъемов и длину кабелей идущих от блока питания, в зависимости от высоты корпуса нужно выбрать БП с соответствующими по длине кабелями. Для небольшого корпуса достаточно длины 40-45 см.

Современный блок питания имеет следующие разъемы:

1 – 24-х контактный разъем для питания материнской платы. Обычно раздельный 20 + 4 контакта, бывает и цельный.

23 – Разъем процессора. Обычно 4-х контактный, для более мощных процессоров используется 8-и контактный.
4 – Разъем для дополнительного питания видеокарты. 6-и и 8-и контактный. 8-и контактный иногда сборный 6+2 контакта.

6 – Разъем SATA для подключения жестких дисков и оптических приводов.

5 – 4-х контактный разъем (Molex) для подключения старых IDE жестких дисков и оптических приводов, вентиляторов.

7 – 4-х контактный разъем для подключения дисководов FDD.
Модульные кабели и разъемы.

Многие более мощные блоки питания сейчас используют модульное подключение кабелей с разъемами. Это удобно, тем, что нет надобности, держать неиспользуемые кабели внутри корпуса, к тому же меньше путаницы с проводами, просто добавляем по мере необходимости. Отсутствие лишних кабелей, также улучшает циркуляцию воздуха в корпусе. Обычно в этих блоках питания несъемные только разъемы для питания материнской платы и процессора.

Производители.
Производители блоков питания делятся на три группы:

1. Производят свою продукцию – это такие бренды, как FSP, Aerocool, Enermax, HEC, Seasonic, Delta, Hipro.
2. Производят свою продукцию, частично перекладывая производство на другие компании, например Corsair, Antec, Silverstone, Zalman.
3. Перепродают под собственной маркой – например Chiftec, Cooler Master, Gigabyte, OCZ, Thermaltake.
Можно смело приобретать продукцию этих брендов. В интернете можно найти обзоры и тесты многих блоков питания и ориентироваться по ним.

4 коммент.:

Господа, приветствую! Обнадёжте своими соображениями.
Есть светодиод из авторитетного магазина с Али (по заверениям опытных юзеров, диоды китаец продаёт качественные), мощность 3W, напряжение питания в диапазоне 3-3,4V, потребляемый ток 0,4-0,5A.
Хочу заставить его гореть. И так как у АТХ есть линия +3,3В, что вписывается в указанный диапазон у диода, думаю подключить диод к ней. На шильдике БП указано, что линия 3
+3,3В 28Ампер. Я конечно не профильный электротехник, но всегда думал, что 28 ампер (в данном случае 28) – это нагрузка, которую источник может потянуть.
Так вот вопрос в том, что если я подам +3,3В с БП на диод, у которого максимально допустимый ток 0,5А, он, этот диод, не сгорит?
Storkmany@mail.ru

Как выбрать блок питания для ноутбука

Перед покупкой проверить на соответствие рабочих параметров.

• входному напряжению (110V/220V);
• рекомендуемому выходному напряжению (V);
• сила тока на выходе (А);
• типу разъему ноутбука;

Случается, сами производители переносных компьютеров используют блоки питания от сторонних производителей и наклеивают на них этикетки под брендом фирмы. В таком “плагиате” замечены:

• ACER;
• ASUS;
• Toshiba и другие.

Не всегда оригинальный БП это показатель качества.

На нижней стороне компьютера есть стикер, на котором обозначены характеристики. Это напряжение и сила тока.

Чаще у ноутбуков напряжение 11-18 В. Когда подбирается блок питания, допускается отклонение в 1,5-2,1 В. Для выбора силы тока придерживайтесь правила – выходная сила тока не может быть меньше требуемой для работы переносного компьютера.

Если у БП запас по мощности, это гарантирует нормальную работу, то слабый – выйдет из строя.

При покупке нового БП стоит обратить внимание не только на производителя, но и на цену. Более дешевые, скорее всего, сделаны на подпольных фабриках и не гарантируют нормальную работу устройства.

Различия по весу объясняются тем, что в подделках не стараются улучшить продукцию и экономят, например, на установке экранирования от помех. У подделки могут отсутствовать схемы защиты и дополнительные фильтры для выпрямления тока.

Чем может обернуться такое приобретение? Из-за нехватки мощности зарядное устройство выйдет из строя, что повлечет за собой новую покупку БП.

Если умножить потребляемый ток на напряжение – можно рассчитать реальную мощность ноутбука – I*U=P (I – сила тока; U – напряжение; P – мощность).

Полученное значение и обусловливает выбор зарядного устройства по мощности.

Тоже относится и к универсальным зарядникам. Несмотря на то, что у них есть возможность переполюсовки, переключатели напряжения и дополнительные разъемы – чаще всего они долго не работают.

Power Factor Correction

Значительно поднять КПД («бэпэшника») позволяет модуль PFC , что по-русски означает «коррекция фактора мощности». Модуль PFC — специальный элемент, предназначенный для коррекции коэффициента мощности и направленный на защиту сети. PFC условно делится на активный (Active) и пассивный (Passive).

Рекомендуем покупать блоки питания с PFC (они позволяют добиться высокого уровня КПД — до 95 %), причем активным (Active), ибо APFC , дополнительно выравнивает входное напряжение, что в свою очередь позволяет стабильно работать всем устройствам, выводящим аналоговый сигнал из компьютера.

Заметим, что модели с APFC немного дороже, чем их «пассивные собратья», но разница в эффективности, позже отразится в Ваших счетах за электроэнергию.

Какие разновидности ставят в ПК

Все компьютерные блоки питания строятся в соответствии со стандартом ATX. Предыдущий стандарт AT отжил свое еще в 90-е годы прошлого столетия. Основное отличие устройства импульсного блока питания компьютера ATX – наличие дежурного напряжения, которое позволяет включить компьютер без коммутации силовых цепей БП.

Строение импульсных источников питания (ИИП), описание схемотехнических решений будет дано ниже, а чтобы изначально сориентироваться в разновидностях БП, надо знать общие принципы классификации устройств.

В первую очередь ИИП для компьютеров делят по мощности, причем параллельно с развитием ПК этот параметр постоянно растет. Если 20 лет назад блока питания мощностью в 250 ватт было достаточно, чтобы закрыть любые потребности, то на текущий момент не всегда достаточно и 550 ватт.

Также многие обращают внимание на наличие сертификата 80PLUS, означающего повышенный КПД блока питания. С технической точки зрения это важно, но с экономической надо понимать, что разница в стоимости компенсирует выигрыш в электроэнергии не раньше, чем за несколько десятков лет. Хотя имеется еще один момент – БП, сертифицированные по высшим категориям 80+ (Gold, Titanium и т.п.), не имеют вентилятора, а это означает практическую бесшумность в работе. Обратной стороной медали является то, что безвентиляторные БП часто выполняются с внешним радиатором, который выступает за габариты корпуса ПК. Это может привести к проблемам с установкой компьютера.

Расчет мощности блока питания для компьютера (вольтаж)

Основной характеристикой, на которую нужно обращать внимание при выборе блока питания, — его мощность, которая измеряется в ваттах — Вт (w). В данный момент есть блоки питания с разными показателями от 450w, 500w, 600w, 750w и более 1000 Вт. Для каждого компьютера мощность БП рассчитывается отдельно и складывается из потребляемой мощности каждого устройства. Приведу таблицу примерного потребления комплектующих среднего универсального компьютера.

• Материнская плата ~ 40 Вт
• Процессор ~ 140 Вт
• Модуль оперативной памяти ~ 10 Вт
• Видеокарта ~ 200 Вт
• Жесткий диск ~ 10 Вт
• Вентиляторы ~ 5 Вт
• Иные комплектующие ~ 50 Вт
• Запас мощности (~20%) ~ 70 Вт

1. Итого, для универсального ПК будет достаточно блока питания с мощностью ~ 500 — 550 Вт
2. Для небольшого офисного компа без видеокарты подойдет 350 — 400 Вт
3. Для игрового — 600 Вт и выше