Анатомия. Из чего состоит блок питания?
Он есть в каждом компьютере, ноутбуке и приставке. Он не влияет на вашу частоту кадров и майнинг биткоинов. У него нет миллиардов транзисторов, и в его производстве не используются новейшие полупроводниковые техпроцессы. Звучит скучно? Ничуть! Без этой штуки наши компьютеры абсолютно ничего бы не сделали.
БП, они же блоки питания (англ. PSU, Power Supply Units), не взрывают заголовки журналов как новейшие процессоры, но это интереснейшие технологии, заслуживающие нашего внимания. Так что надевайте белые халаты, маски, перчатки и приступим к вскрытию нашего скромного парнишки – блока питания, разберём его на части и рассмотрим, чем занимается каждый его орган.
И да, совсем недавно мы разбирались как правильно выбрать Блок питания. Рекомендуем к прочтению.
Современные блоки питания
Сегодняшние блоки питания несколько отличаются от своих предшественников, не только современным дизайном, повышенной мощностью и улучшенными характеристиками, но и наличием новых коннекторов для устройств, которых раньше не было в большинстве обычных компьютеров. Это связано с разработкой новых устройств или модификацией старых, повышением технических характеристик уже имеющихся и как следствие, необходимостью дополнительного питания.
Помимо обычных блоков питания, существуют модульные блоки или частично модульные. Различие между блоками в том, что в модульных полностью или частично, кабели заменены соответствующими разъёмами для их подключения и полностью соответствуют стандартам разъёмов обычных блоков. Это хорошо тем, что неиспользуемые провода не будут находиться в корпусе компьютера и мешать при его модернизации, так и циркуляции воздуха внутри.
Есть стандарты сертификации для энергоэффективности и КПД стандартного блока питания, для измерения эффективности подачи питания и распределения его мощности на внутренние устройства компьютера. Именно потребление дополнительного питания обуславливает появление новых коннекторов, наличие дополнительных проводов и контактов.
В современных блоках питания по-прежнему присутствуют основные коннекторы (разъёмы), использующиеся в более ранних моделях, подающие для устройств стандартное для них напряжение в 12, 5 и 3,3 вольта. Так для подключения к материнской плате используется разъём 24 pin (от английского pin – штырь, контакт), который претерпел некоторые изменения. В более старых моделях материнских плат, а соответственно и в блоках питания, использовался разъём в 20 pin. Поэтому, в большинстве современных БП (блок питания) разъём выполнен в виде разборной модели, представляющий собой стандартный разъём в 20 pin + дополнительный коннектор в 4 pin, для современных моделей материнских плат.
При использовании только 20 pin, дополнительный коннектор в 4 pin снимается (сдвигается вниз по пластмассовым рельсам) и остаётся отдельно в резерве. Далее в БП обязательно присутствуют разъёмы типа molex (по названию компании-разработчика фирмы Molex) в 4 pin, для «запитки» оптических дисков и других видов накопителей с интерфейсом PATA (Parallel ATA), вытесненных более современным интерфейсом SATA (Serial ATA). Для питания накопителей SATA обычно присутствуют два специальных разъёма в 15 pin (или переходников-адаптеров питания PATA HDD –> SATA HDD).
А также в современном БП должны быть коннекторы питания для центрального процессора 4 или 8 pin (могут быть разборными), коннектор для питания видеоплаты (6/8 pin, также может быть разборным и содержать 6 pin + 2 отдельных контакта). В некоторых моделях может присутствовать коннектор Floppy (4-pin), для питания флоппи-дисководов, некоторых картридеров и других устройств, которые используют данный устаревший разъём.
Стандарт ATX12V. Разъемы БП
Основной разработчик форм-фактора ATX (и других) – компания Intel. На официальном сайте – formfactors.org – расположены документы, регламентирующие требования и рекомендации производителям корпусов, блоков питания и материнских плат. Требования и рекомендации к БП определяет документ ATX12V Power Supply Design Guide (PSDG).
ATX12V был создан как дополнение к стандарту ATX и введен при переходе на архитектуру NetBurst (Pentium 4, который уже тогда потреблял заметно больше предшественника). Основное новшество по сравнению с ATX — для получения больших мощностей при меньших токах предусматривалось питание VRM (конвертера питания) процессора от +12В, а не от +5В. Совместимость БП с ATX12V определяется наличием 4-pin +12В разъема питания (разъема не должно быть, если максимальный ток по +12В менее 10А). Отклонения напряжений (в пределах соответствующей КНХ) не должны превышать 5% для положительных и 10% для отрицательных напряжений.
Допустимые отклонения напряжений (ATX12V 2.x)
Распиновка основного разъема кабеля питания
Распиновка БП компьютера начинается с самого большого и значимого кабеля питания – это кабель, подключаемый к материнской плате. У материнских плат старого образца разъем ATX рассчитан на 20 контактов, а материнские платы нового поколения содержат в своем разъеме уже 24 контакта. Именно по этой причине блоки питания нового поколения обладают кабелями со штекером 20+4 контакта.
При распиновке БП компьютера важно знать, что штекер ATX подходит только для питания материнской платы. Это можно проверить, если присмотреться к контактам в штекере и разъеме – каждый из них уникален и подходит только для одной цели.
Распиновка БП компьютера под нагрузкой
Для проверки работоспособности блока питания можно его подключить, не затрагивая систему в целом. Делается это для того, чтобы в случае бракованного блока питания, не повредить все составляющие компьютера. Для первичного запуска БП необходимо замкнуть 6 и 7 контакты. Если все сделано правильно, то блок питания должен подать сигнал работы в виде крутящегося вентилятора.
Примечание: отсчет контактов ведется без учета дополнительных четырех контактов для разъема ATX.
Кабель для подключения дисководов
Жилы с 10 по 16 перекручены — необходимо для идентификации дисковода.
Нечетные контакты — корпус.
| № | Вход/Выход | Сигнал | Значение |
| 2 | Вход | High/normal density | Высокая/нормативная плотность записи |
| 4 | Вход | Unused | Спецификация производителя |
| 6 | Вход | Unused | Спецификация производителя |
| 8 | Выход | Index | Идентификация индексного отверстия |
| 10 | Вход | Motor Enable 0 | Двигатель дисковода A: включен |
| 12 | Вход | Drive Select 1 | Активизация привода B: |
| 14 | Вход | Drive Select 0 | Активизация привода A: |
| 16 | Вход | Motor Enable 1 | Двигатель дисковода B: включен |
| 18 | Вход | Direction Select | Указание направления для головки |
| 20 | Вход | Step | Импульс для движения головки |
| 22 | Вход | Write Data | Запись данных |
| 24 | Вход | Write Gate | Сигнал для перезаписи данных |
| 26 | Выход | Track 00 | Головка стоит на нулевой дорожке |
| 28 | Выход | Write Protect | Наличие защиты диска от записи |
| 30 | Выход | Read Data | Чтение данных |
| 32 | Вход | Side Select | Доступ на первую или вторую сторону |
| 34 | Выход | Drive Status | Готовность привода |
Кабель питания компьютера
Кабель для ПК – это шнур, один конец которого имеет разъем IEC 320 C13, а размещенная на другом конце штепсельная вилка – СЕЕ 7/7 (Schuko). Применяется для соединения электрооборудования с разъемом C14 (компьютеров, сетевых устройств, силовых розеточных блоков, ИБП и другой техники) к эл. сети. Кабель состоит из трех скрученных медных многожильных проводников с сечением 0,75 мм² в оболочке из поливинилхлорида и соответствует всем необходимым требованиям безопасности. Оболочки кабеля — ПВХ черного цвета. Разъёмы выполнены из латуни и покрыты цинком. Так же применяется вместо провода для силовых розеток.
Schuko
IEC320 C13
Кабель питания компьютера (Schuko+C13)
Упаковка
Напряжения с блока питания компьютерного устройства
В некоторых случаях появляется у пользователей необходимо подключить к блоку питания компьютерного устройства другие вид оборудования. Для того чтобы избежать появления неприятных ситуаций, которые связаны с коротким замыканием или перенапряжения разных видов комплектующих или оборудования, подключенных к блоку питания и его самого необходимо владеть информацией о некоторых особенностях напряжения на всех его разъемах.
Практически в каждом блоке питания различных моделей компьютерных устройств имеется сразу несколько коннекторов. Они принадлежат к категории молекс. К этим четырем коннекторам имеется возможность подключить жесткий диск, дисковод, еще несколько охладительных элементов. Также имеется дополнительно разъем для того чтобы подключить накопитель на дисках магнитного типа. Помимо этого имеется разъем с двадцатью контактами, которые применяются для подключения материнки.
Для удобства технического обслуживания БП и материнских плат широко используется цветовая маркировка, когда провода окрашены в определённый цвет в зависимости от конкретного подаваемого напряжения. Буквенная маркировка используется в технической документации к вышеуказанным изделиям. Для стандартного типа ATX распиновка блока питания компьютера с разъёмами для подключения к материнской плате будет выглядеть следующим образом:
В настоящее время производятся преимущественно блоки питания с высоким уровнем мощности. Благодаря этому каждый пользователь обладает возможностью подключать непосредственно к ним все необходимые дополнительные виды оборудования для улучшения производительности своего компьютера.
Современные видеокарты обладают высоким уровнем производительности, и им просто не хватает для работы мощности, которую им дает материнская плата. Для выполнения всех поставленных пользователем задача им необходимы дополнительные его источники. Для подключения мощных видеокарт требуются дополнительные разъемы, которые являются четырех или даже шестиконтактными. В некоторых ситуациях необходимо до четырех таких разъемов. Следует отметить, что для этого следует сразу приобретать блок питания для компьютера с таким большим количеством разъемов, потому что их число в последующем не будет возможности сделать больше. Имеется специальная таблица, которая показывает все напряжения на разъемах блока питания для компьютера.
Что такое блок питания и как он работает?
Стандартный источники питания работает от 220В, а также может иметь механический переключатель входного напряжения 110В или 220В AC (переменный ток). Компьютерный блок питания предназначен для преобразования переменного натяжения 220 вольт DC в постоянный ток +12 вольт, +5вольт, +3.3вольт, затем постоянный ток идет на питания компонентов компьютера. 3.3 и 5 вольт обычно используются в цифровых схем, а 12 вольт используется для запуска двигателей дисковода и на вентиляторы.
Именно этот коннектор предназначен для питания видеокарт, часто производители блоков питания делают их красного (а некоторые синего) цвета, бывают 6-контактные и 8-контактные. В современных блоках питания 8-контактный может быть составным, точно так же, как коннекторы, описанные ранее.
Коннектор PCI-E является наиболее востребованным в майнинге. Его назначение – дополнительное питание устройств (видеокарт, в нашем случае), подключенных к шине PCI-Express материнской платы. Согласно спецификациям, 6-контактный обеспечивает 75 Ватт дополнительного питания, а 8-контактный – 150 Ватт. При этом ещё 75 Ватт видеокарта получает от материнской платы (или от райзера).
На видеокарте может находиться несколько разъемов для дополнительного питания. Для примера можно взять видеокарту NVIDIA GeForce GTX 980 Ti, её предельная потребляемая мощность, если верить производителям, 250 Ватт. Из них 75 Ватт устройство получает от материнской платы, и требуются ещё коннекторы не менее чем на 175 Ватт. Одного 6-контактого мало (до 75 Ватт), одного 8-контактного или двух 6-контактных (до 150 Ватт) – тоже. Требуется один 6-контактный и один 8-контактный (суммарно до 225 Ватт). Смотрим картинку ниже – так и есть, всё правильно.
Разъемы питания дисковода гибких дисков
Флоппи-дисководы, старые оптические дисководы и некоторые другие устройства IDE и EIDE, подключенные с использованием еще меньшего разъема питания, называемого P7, который показан на этом рисунке. Вам вряд ли понадобится это в наше время.
Хотя разъемы P7 были клавишными, они также были хрупкими; поэтому было очень легко вставить их неправильно. Следовательно, многие совершенно новые диски были сразу же сожжены, когда компьютеры, на которых они были установлены, были включены в первый раз.
