Про батарейку для материнской платы компьютера (cr2032) — для чего она нужна и как ее заменить

Про батарейку для материнской платы компьютера (cr2032) — для чего она нужна и как ее заменить

Приветствую всех, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru! Открою секрет тем, кто еще не знает — абсолютно в любом компьютере есть небольшая батарейка, которая играет роль автономного источника питания для BIOS (биоса) после отключения ПК. Без этой батареи дата и время сбиваются, слетают все настройки bios, а в исключительных случаях компьютер просто отказывается запускаться из-за ошибки инициализации этого биоса.

Батарейку для материнской платы компьютера проще всего найти в компьютерных магазинах, магазинах радиодеталей и там, где торгуют батарейками. Однако, все вышеперечисленное далеко не полностью отвечает на вопрос — для чего нужна батарейка на материнских платах. «Не уж-то нельзя было обойтись без нее?» — справедливо скажет читатель. Действительно, кому охота следить за этими батарейками, периодически их менять, ведь они все же стоят денег.

Но, обойтись без нее нельзя. Даже в самых современных системных платах она требуется для функционирования часов. К счастью, стоимость такой батарейки совсем не существенна, всего за 200–300 рублей можно приобрести даже не одну, а сразу несколько таких батареек. А средний срок работы составляет порядка 3–4 лет. Даже внутри ноутбуков, несмотря на скудные размеры их системных плат, стоит такой элемент. Его еще иногда называют CMOS. Единственное «но», на ноутбуках обычно применяются батарейки меньших размеров, другого типа.

Как устроены и работают источники бесперебойного питания (ИБП)

Требования к качеству электроэнергии законодательно прописаны государственными стандартами и довольно жесткими нормативами. Электроснабжающие организации прилагают много усилий для их соблюдения, но, они не всегда реализуются.

В наших квартирах, да и на производстве, периодически возникают:

полные отключения электричества на неопределенное время;

апериодические кратковременные (10÷100 мс) высоковольтные (до 6 кВ) импульсы напряжения;

всплески и снижения напряжения с различной продолжительностью;

накладки высокочастотных шумов;

Все эти неполадки отрицательно влияют на работу бытовых и офисных потребителей электроэнергии. Особенно страдают от качества электропитания микропроцессорные и компьютерные устройства, которые не только совершают сбои, но и могут полностью потерять свою работоспособность.

Содержание статьи

Назначение и виды источников бесперебойного питания

Чтобы сократить риски от возникновения неисправностей питающей электрической сети используются резервные устройства, которые принято называть источниками бесперебойного питания (ИБП) или UPS (образовано от сокращения английской фразы «Uninterruptible Power Supply»).

Они изготавливаются с разной конструкцией для решения специфических задач потребителя. Например, мощные ИБП с гелиевыми аккумуляторами способны поддерживать энергоснабжение целого коттеджа в течение нескольких часов.

Их АКБ получают заряд от линии электропередач, ветрогенератора, солнечных батарей или других носителей электроэнергии через выпрямительное устройство инвертора. Они же подпитывают электрические потребители коттеджа.

Когда внешний источник отключается, то аккумуляторы разряжаются на подключенную в их сеть нагрузку. Чем больше емкость АКБ и меньше ток их разряда, тем дольше они работают.

Иисточники бесперебойного питания средней мощности могут резервировать питание электрических котлов, систем поддержания микроклимата в помещениях и подобного оборудования.

В то же время самые простые модели UPS способны только завершить программу аварийного отключения компьютера. При этом длительность всего процесса их работы не превысит 9÷15 минут.

Компьютерные источники бесперебойного питания бывают:

встроенными в корпус устройства;

Первые конструкции распространены в ноутбуках, нетбуках, планшетах и подобных мобильных устройствах, работающих от встроенного аккумулятора, который снабжен схемой переключения питания и нагрузки.

АКБ ноутбука со встроенным контроллером является источником бесперебойного питания. Его схема в автоматическом режиме защищает работающее оборудование от неисправностей электросети.

Внешние конструкции ИБП, предназначенные для нормального завершения программ стационарного компьютера, изготавливаются отдельным блоком.

Их подключают через сетевой адаптер питания к электрической розетке. От них запитывают только те устройства, которые отвечают за работу программ:

системный блок с подключенной клавиатурой;

монитор, отображающий происходящие процессы.

Остальные периферийные устройства: сканеры, принтеры, акустические колонки и другое оборудование от UPS не запитывают. Иначе они при аварийном завершении программ будут забирать на себя часть энергии, накопленной в аккумуляторах.

Варианты построения рабочих схем ИБП

Компьютерные и промышленные UPS изготавливают по трем основным вариантам:

двойного преобразования электроэнергии.

При первом методе резервной схемы, обозначаемым английскими терминами «Standby» или «Off-Line» напряжение поступает из сети к компьютеру через ИБП, в котором электромагнитные помехи устраняются встроенными фильтрами. Здесь же установлен аккумулятор, емкость которого поддерживается током заряда, регулируемым контроллером.

Когда пропадает или выходит за установленные нормативы внешнее питание, то контроллер направляет энергию АКБ на питание потребителей. Для преобразования постоянного тока в переменный подключается простой инвертор.

Преимущества UPS Standby

Источники бесперебойного питания схемы Off-Line обладают высоким КПД, при поданном на них напряжении, тихо работают, мало выделяют тепла и относительно дешевы.

Недостатки

UPS Standby выделяются:

долгим переходом на питание от аккумулятора 4÷13 мс;

искаженной формой выходного сигнала, выдаваемого инвертором в виде меандра, а не гармоничной синусоиды;

отсутствием корректировки напряжения и частоты.

Такие устройства наиболее распространены на персональных компьютерах.

ИБП интерактивной схемы

Их обозначают английским термином ««Line-Interactive». Они выполняются по предыдущей, но более усложненной схеме за счет включения стабилизатора напряжения, использующего автотрансформатор со ступенчатым регулированием.

Это обеспечивает корректировку величины выходного напряжения, но управлять частотой сигнала они не способны.

Фильтрация помех в нормальном режиме и переход на инверторное питание при авариях происходит по алгоритмам UPS Standby.

Добавлением стабилизатора напряжения различных моделей с методиками управления им позволило создавать инверторы с формой сигнала не только меандра, но и синусоиды. Однако, небольшое количество ступеней регулирования на основе релейных переключений не позволяет реализовать функции полной стабилизации.

Особенно это характерно для дешевых моделей, которые при переходе на питание от аккумулятора не только завышают частоту выше номинальной, но и искажают форму синусоиды. Помехи вносит встроенный трансформатор, в сердечнике которого происходят процессы гистерезиса.

В дорогих моделях работают инверторы на полупроводниковых ключах. UPS Line-Interactive имеют большее быстродействие при переходе на питание от АКБ, чем у ИБП Off-Line. Оно обеспечивается работой алгоритмов синхронизации между входящим напряжением с выдаваемыми сигналами. Но при этом происходит некоторое занижение КПД.

ИБП Line-Interactive нельзя использовать для питания асинхронных двигателей, которые массово установлены на всей бытовой технике, включая системы отопления. Их используют для работы устройств с импульсными блоками, где питание фильтруется и выпрямляется одновременно: компьютеров и бытовой электроники.

ИБП двойного преобразования

Эта схема UPS получила название по английскому словосочетанию On-line» и работает на оборудовании, требующем высококачественного питания. В ней производится двойная конверсия электроэнергии, когда синусоидальные гармоники переменного тока постоянно преобразуются выпрямителем в постоянную величину, пропускаемую через инвертор для создания повторной синусоиды на выходе.

Здесь АКБ постоянно подключен в схему, что исключает необходимость его коммутаций. Этим способом практически исключается период подготовки источника бесперебойного питания на переключения.

Работу ИБП On-line по состоянию аккумулятора можно разделить на три этапа:

разряд на работу компьютера.

Период заряда

Цепи входа и выхода синусоиды разорваны внутренним переключателем UPS.

Подключенный к выпрямителю аккумулятор получает энергию заряда до тех пор, пока его емкость не восстановится до оптимальных значений.

Период готовности

После окончания заряда АКБ автоматика источника бесперебойного питания замыкает внутренний переключатель.

Аккумулятор поддерживает состояние готовности к работе в буферном режиме.

Период разряда

АКБ автоматически переводится на питание компьютерной станции.

У источников бесперебойного питания, работающих по методике двойного преобразования электроэнергии, КПД в режиме питания от линии ниже, чем у других моделей из-за расхода энергии на выделение тепла и шума. Но в сложных конструкциях применяются методики, позволяющие увеличить КПД.

UPS On-line споосбны выправлять не только величину напряжения, но и его частоту колебаний. Это выгодно отличает их от предыдущих моделей и позволяет использовать для питания различных сложных устройств с асинхронными двигателями. Однако, стоимость таких устройств значительно выше предыдущих моделей.

Состав ИБП

В зависимости от вида рабочей схемы в комплект источника бесперебойного питания входят:

аккумуляторы для накопления электроэнергии;

зарядное устройство, обеспечивающее поддержание работоспособности АКБ;

инвертор для формирования синусоиды,

схема управления процессами;

Для удаленного доступа к устройству может использоваться локальная сеть, а повысить надежность схемы можно за счет ее резервирования.

В отдельных источниках бесперебойного питания используется режим «Байпас», когда нагрузка запитывается отфильтрованным напряжением сети без работы основной схемы устройства.

Часть UPS имеет ступенчатый регулятор напряжения «Бустер», управляемый от автоматики.

В зависимости от необходимости выполнять сложные технические решения источники бесперебойного питания могут оснащаться еще дополнительными специальными функциями.

Принцип работы бесперебойника для ПК (сервера)

Источник бесперебойной работы переменного тока – устройство, в котором питание есть всегда. Однако стоит учесть, что это не резервный источник питания, а аварийный – включается в случае «форс-мажоров» и лишь на короткое время.

Основная функция ИБП – мгновенная подача питания в момент отключения основного напряжения сети – реализована посредством аккумуляторной батареи, которая накапливает энергию. Встроенное в корпус ИБП зарядное устройство контролирует уровень напряжения на аккумуляторе, при необходимости включаясь в режим подзарядки.

При исчезновении напряжения в сети, устройство управления выключает компьютер от сети и одновременно подключает ПК к аккумуляторной батарее. Встроенный инвертор преобразует постоянное напряжение батареи в переменное, повышая его до рабочего напряжения сети 220 В.

При включении в рабочий режим бесперебойник подает звуковой или световой сигнал, оповещая пользователя о проблемах с питанием ПК.

В зависимости от емкости батареи и мощности компьютера, бесперебойник обеспечивает переменное напряжение на выходе на небольшое время, которое нужно для сохранения текущего сеанса и завершения работы компьютера.

Из чего состоит ИБП

Компоненты блока ИБП:

• аккумуляторы для накопления энергии;
• зарядное устройство, поддерживающее работоспособность батареи;
• инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;
• управляющая схема.

Способ подключения

UPS оборудован несколькими гнездами-выходами, расположенными на задней панели прибора. Подключить персональный компьютер и периферию, отключение которой грозит негативными последствиями, соответствующими кабелями не составит труда при соблюдении порядка действий:

• после первой зарядки отключаем бесперебойник от сети;
• выключаем компьютер;
• подключаем сетевой кабель компьютера на соответствующий разъем ИБП;
• присоединяем сетевой кабель бесперебойника к сети;
• нажимаем и удерживаем кнопку включения ИБП, ждем светового или звукового сигнала о начале работы;
• включаем компьютер;
• устанавливаем драйвера UPS.

Внимание! Не рекомендуется подключать к ИБП лазерные принтеры или МФУ – при их включении возникает большой скачок энергопотребления, что может перевести бесперебойник в защитный режим (отключить).

Нужно ли отключать на ночь?

Устройства бесперебойного питания предназначены для непрерывной работы – нет необходимости отключать на ночь.

Как заряжается аккумулятор ИБП

Для продления срока службы перед первым включением устройства необходимо провести полный цикл зарядки и разрядки аккумуляторной батареи.

1. Для этого включаем ИБП в сеть примерно на сутки для полной зарядки – без подключения компьютера.
2. Подключаем компьютер к устройству, выключенному из розетки, и ждем полного разряда аккумулятора.
3. Опять повторяем цикл зарядки-разрядки.
4. Заряжаем снова – после этого ИБП будет откалиброван и готов для постоянной работы.

Мощность и автономное время работы

Существуют различные по мощности типы устройств:

1. Устройства большой мощности, более 5000 ВА. Такие мощности позволяют обеспечить безопасностью серверы и целую группу компьютеров;
2. Элементы средней мощности, в пределах 1000 – 5000 ВА. Такого рода аппараты применимы для малых серверов и локальных сетей;
3. Аппаратура малой мощности, менее 1000 ВА. Применяются в основном для домашнего использования.

Рекомендуется для более корректной работы ИБП, выбирать его мощность на 25-35% больше подключаемого к нему устройства. В случае модернизации своего компьютера, этот запас позволит не переплачивать за новый, более мощный ИБП. Мощность указывается на задней стенке блока питания.

Довольно частой причиной повреждения «бесперебойников» являются различные насекомые, которые любят находиться в теплых местах. В помещениях, где сконцентрировано большое количество компьютерных машин, должна проводиться регулярная дезинсекция.

Существуют различные диапазоны длительности работы источников БП. Они колеблются (2 – 15 минут):

1. Для домашнего «бесперебойника» наилучшим будет источник, длительность работы которого около 10 минут;
2. Для корпоративной работы выбираются ИБП по длительности в зависимости от объемов и мощностей используемых машин.

Множество электрических приборов способны выдержать перепады напряжения, длительностью порядка 100 мс. Многие ИБП переключаются за 6-11 мс. Чем меньше время переключения, тем лучше.

Следует не забывать при выборе бесперебойного источника о защите периферийных устройств (принтера, сканера и т.п.).

Резервные ИБП

При пропадании напряжения в сети или сильном падении напряжения резервный ИБП переключается на аккумуляторы. Время переключения составляет менее 10 миллисекунд, что вполне достаточно для бесперебойной работы компьютера. Из-за возможности переключения ИБП на питание от аккумуляторов при скачках напряжения, перед ним желательно включать сетевой стабилизатор, это существенно продлит срок службы аккумуляторов.

Резервные источники питания являются самым распространенным типом ИБП, т.к. относительно дешевы, имеют высокий КПД и низкий уровень шума. Время автономной работы составляет от 5 до 10-15 минут и зависит от мощности подключаемого устройства. Поэтому приобретать устройство необходимо с 20–30 % запасом по мощности.

Как выбрать источник бесперебойного питания?

Выбирая UPS, следует принимать во внимание особенности оборудования, которое планируется к нему присоединять и характер неполадок в электросети.

Если неполадки не связаны с заниженным или завышенным напряжением, а обезопасить требуется различное сетевое оборудование (модем, маршрутизатор, точку доступа) или маломощный ПК с периферией, достаточно будет простейшего резервного ИБП (иначе Standby или off-line). Недостатки такого варианта связаны со слишком большим временем переключения на батарею и обратно. В частности, устройства с некачественными блоками питания могут перегружаться или зависать.

Нормализовать «плавающее» значение сетевого напряжения позволяют модели с автоматической регулировкой (AVR). Они относятся уже к интерактивным ИБП (как правило, типа Smart UPS), а поскольку стабилизация там осуществляется ступенчато, при выборе ИБП следует отталкиваться от чувствительности своей техники к падению напряжения питания. Например, если собственный БП компьютера «не держится» за 180 В, нужно подбирать UPS с нижним порогом (фиксированным или настраиваемым) выше этого значения. Простейшие бесперебойники имеют одну повышающую ступень, модели покруче — две-три. Другими словами, последние точнее выполняют нормализацию.

У игровых компьютеров средней и большой мощности свои особенности. Практически без исключений, все они оснащаются блоками питания со схемой активной коррекции коэффициента мощности (APFC). Не вдаваясь в детали отметим, что такие БП не «дружат» с резервными и недорогими интерактивными UPS (у которых выходной сигнал имеет ступенчатую аппроксимацию). Как вариант, следует ориентироваться на источники бесперебойного питания с двукратным запасом мощности. Либо же на бесперебойники с «чистой» синусоидой, в том числе онлайн-типа.

Кратко о последних. ИБП с двойным преобразованием напряжения (Double conversion UPS) лучше прочих обеспечивают защиту от всех видов проблем с электропитанием, а в отдельных случаях просто не имеют альтернативы. За все приходится платить. И в буквальном смысле, и в переносном. Стоимость онлайн-моделей высока, при этом они имеют самый маленький КПД и постоянно работающую систему охлаждения. Зато у них нет времени переключения, как такового, постольку выходное напряжение всегда формируется из батарейного, а входное, если оно есть, идет на постоянную подзарядку аккумуляторов (за исключением режима байпас).

После того, как вы определились с типом будущего ИБП, нужно посчитать, какую совокупную мощность потребляет оборудование, нуждающееся в защите. Чрезмерный запас здесь излишен, но стоит «заложиться» на вероятность форс-мажора. Выходную мощность источников бесперебойного питания принято указывать в вольт-амперах. Чтобы перейти к привычным ваттам, соответствующий показатель делят на 1,4.

Лучшие источники бесперебойного питания представлены в нашем рейтинге, составленном с учетом отзывов экспертов и обычных покупателей.