Устройство компьютерных блоков питания и методика их тестирования
Эта статья послужит справочником, к которому вы сможете обратиться, встретив что-то непонятное в обзорах. Мы расскажем о принципе работы импульсных преобразователей напряжения, устройстве БП стандарта ATX и назначении его отдельных компонентов. А также о том, как мы тестируем блоки питания и как интерпретировать результаты измерений
- Линейный и импульсный источники питания
- Общая схема блока питания стандарта ATX
- Фильтр ЭМП
- Входной выпрямитель
- Блок активного PFC
- Основной преобразователь
- Вторичная цепь
- Дежурное питание +5VSB
- Методика тестирования блоков питания
Общая информация рампиновки питания
Ниже приведена полная таблица выводов для стандартного 24-контактного разъема 12 В блока питания ATX, начиная с версии 2.2 спецификации ATX (PDF).
Если вы используете эту таблицу выводов для проверки напряжений питания, имейте в виду, что напряжения должны находиться в пределах допустимых отклонений ATX.
| Описание для 24-контактного питания ATX 24В | |||
|---|---|---|---|
| Пин | Название | Цвет провода | Описание |
| 1 | +3.3V | Оранжевый | +3.3 VDC |
| 2 | +3.3V | Оранжевый | +3.3 VDC |
| 3 | COM | Черный | Земля |
| 4 | +5V | Красный | +5 VDC |
| 5 | COM | Черный | Земля |
| 6 | +5V | Красный | +5 VDC |
| 7 | COM | Черный | Земля |
| 8 | PWR_ON | Серый | Питание |
| 9 | +5VSB | Фиолетовый | +5В в режиме ожидания |
| 10 | +12V1 | Желтый | +12 VDC |
| 11 | +12V1 | Желтый | +12 VDC |
| 12 | +3.3V | Оранжевый | +3.3 VDC |
| 13 | +3.3V | Оранжевый | +3.3 VDC |
| 14 | -12V | Синий | -12 VDC |
| 15 | COM | Черный | Земля |
| 16 | PS_ON# | Зеленый | Питание включено |
| 17 | COM | Черный | Земля |
| 18 | COM | Черный | Земля |
| 19 | COM | Черный | Земля |
| 20 | NC | Белый | -5В постоянного тока (удалено в ATX12V v2.01) |
| 21 | +5V | Красный | +5 VDC |
| 22 | +5V | Красный | +5 VDC |
| 23 | +5V | Красный | +5 VDC |
| 24 | COM | Черный | Земля |
Выводы для 15-контактного разъема питания SATA, 4-контактного периферийного разъема питания, 4-контактного для дисковода гибких дисков и других интерфейсов блока питания ATX можно увидеть в нашем списке таблиц контактов электропитания ATX.
Коннекторы БП
В блоке питания присутствуют основные коннекторы (электрические соединители), используемые ранее в старых БП, с подачей напряжений 3,3, 5 и 12 Вольта. Каждый контакт коннектора это один Pin.
Материнская плата подключается к БП по коннектору (папа) 24 Pin (так называемой шине), который с усовершенствованием системных плат претерпел изменений. Предыдущие поколения материнских плат подключались к БП по шине в 20 Pin.
Из-за этого, чтобы поддерживать любой вид подключения к материнской плате, коннектор выполнен в виде разборной конструкции с 20 Pin основной и 4 Pin дополнительный разъем питания.
Если материнке нужно только 20 Pin, коннектор 4 Pin снимается (потяните вниз по пластмассовым рельсам) и отгибается для удобства установки 20-ти пиновой шины.
Для запитки оптических дисков и иных накопителей с интерфейсом подключения PATA (Parallel ATA) используются коннекторы molex 8981 (по названию фирмы разработчика-производителя).
Сейчас вытеснены современным интерфейсом подключения SATA (Serial ATA) для накопителей всех видов.
Обычно, для питания накопителей, в БП присутствует два специальных разъема в 15 Pin (или существует переходник для питания PATA HDD — SATA HDD).
Совет! Подключить современный жесткий диск можно и через molex, однако подключение через SATA и molex одновременно не рекомендуется, так как HDD может не выдержать нагрузки и сгореть.
Центральному процессору необходимо питание от коннектора 4 или 8 Pin (может быть разборной).
Видеокарте нужно питание 6 или 8 Pin. Коннектор может быть разборным на 6+2 Pin
Некоторые современные БП могут содержать устаревший 4 Pin коннектор для флоппи дисководов, картридеров и т.д.
Также 3 и 4 Pin коннекторы используются для подключения кулеров.
Коннекторы типа molex
Данный вид 4 pin коннекторов PATA (Molex 8981) является наиболее распространённым и универсальным. В случае отсутствия требуемого разъёма, с помощью коннектора Molex 8981 и специального переходника (например, 4 pin —> 6 pin) можно подвести питание к видеокарте, или с помощью другого переходника (например, 4 pin —> 3 pin) можно подключить дополнительный вентилятор.
Универсальность разъёма объясняется наличием самых «востребованных» напряжений на контактах, распиновка которых выглядит так:
С помощью разъёма Molex 8981 к блоку питания может подсоединено несколько различных устройств, адаптеров, переходников и разветвителей, количество которых ограничено мощностью блока питания и системой охлаждения внутри корпуса. Разветвители предоставляют получить из одного разъёма Molex 8981 сразу два или три (тройник) разъёма. Переходники-адаптеры призваны заменить отсутствующий коннектор на БП, посредством подключения к разъёму Molex 8981.
Коннекторы типа SATA
Большинство современных накопителей информации, включая жёсткие диски и оптические накопители используют интерфейс SATA, как для подключения питания, так и передачи информации. Питание через SATA подаётся через 15 пиновый коннектор, к которому подсоединяются 5 проводов, из-за чего коннектор называют 5-ти пиновым. Но данное определение неверно.
Распиновка разъёма выглядит так:
Данная распиновка корректна для предуставленных коннекторов питания SATA, так как имеется наличие серого сигнального провода и оранжевого с напряжением в + 3.3V. Наличие данных проводов требуется для корректной работы в RAID-массивах и для «горячей» замены жёстких дисков. Современные носители информации, питающиеся от разъёма SATA, могут работать и от четырёх проводов, как у 4 pin коннекторов PATA. В устройства встроены преобразователи напряжения, помогающие использовать переходник питания PATA (Molex 8981) —> SATA для работы с накопителем, при отсутствии предустановленного коннектора SATA.
Распиновка блока питания компьютера — принцип его работы
Блок питания для настольного компьютера предназначен для конвертации переменного напряжения 220v в пониженное постоянное с номинальным значением ±12v, ±5v, +3.3v. Питание ±12v используется для работы подключаемых комплектующих устройств компьютера, как правило это система охлаждения и приводы. Все установленные на материнской плате микросхемы, получают питание по шинам ±5v, +3.3v.
Распиновка блока питания компьютера ранних годов выпуска, принципиальных отличий от современных БП не имеет. Конечно, источники питания нынешнего поколения снабжены соединителями для современных комплектующих.
Распиновка главного коннектора источника питания
На практике, распиновка блока питания компьютера всегда начинается с главного и самого внушительного по габаритам коннектора, который соединяется непосредственно с материнской платой. Системные платы предыдущих поколений имеют 20-пиновый коннектор АТХ, а современные материнские платы уже снабжены 24-пиновым разъемом. То есть дополнительно пристегнуты к нему еще четыре разъема по шине питания 5v.
Обзор 4-контактного разъема питания Molex
Здесь представлена распиновка блока питания компьютера и описание четырех контактного электрического соединителя типа Molex. Его основное назначение — обеспечение питанием накопителей HDD и устаревших приводов флоппи. Корпус коннектора Молекс снабжен специальным срезом, который корректирует правильное подключение в ответную розетку. Тем самым гарантируя полное исключение ошибки при соединении.
ATX P4
4-контактный разъем для питания процессора и 6-контактний разъем для дополнительного питания PCIe-видеокарт
ATX P4 был представлен Intel для процессора Pentium 4. Он подключается к материнской плате и питает процессор.
Сегодня большинство материнских плат имеют от 4 до 8 контактов. В новых стандартах для источников питания используется 8-контактный разъем (иногда называемый EPS 12 В), состоящий из 2-х 4-контактных блоков, что обеспечивает совместимость со старыми материнскими платами и классическим ATX P4.
Установка в БП компьютера
дополнительного разъема для видеокарты
Иногда бывают, казалось бы, безвыходные ситуации. Например, Вы купили современную видеокарту, решили установить в компьютер. Нужный слот на материнской плате для установки видеокарты есть, а подходящего разъема на проводах, для дополнительного питания видеокарты, идущих от блока питания нет. Можно купить переходник, заменить блок питания целиком, а можно самостоятельно установить на блок питания дополнительный разъем для питания видеокарты. Это простая задача, главное иметь подходящий разъем, его можно взять от неисправного блока питания.
Сначала нужно подготовить провода, идущие от разъемов для соединения со сдвигом, как показано на фотографии. Дополнительный разъем для питания видеокарты можно присоединить к проводам, идущим, например, от блока питания на дисковод А. Можно присоединиться и к любым другим проводам нужного цвета, но с таким расчетом, чтобы хватило длины для подключения видеокарты, и желательно, чтобы к ним ничего больше не было подключено. Черные провода (общие) дополнительного разъема для питания видеокарты соединяются с черным проводом, а желтые (+12 В), соответственно с проводом желтого цвета.
Провода, идущие от дополнительного разъема для питания видеокарты, плотно обвиваются не менее чем тремя витками вокруг провода, к которому они присоединяются. Если есть возможность, то лучше соединения пропаять паяльником. Но и без пайки в данном случае контакт будет достаточно надежным.
Завершается работа по установке дополнительного разъема для питания видеокарты изолированием места соединения, несколько витков и можно подключать видеокарту к блоку питания. Благодаря тому, что места скруток сделаны на удалении друг от друга, каждую скрутку изолировать по отдельности нет необходимости. Достаточно покрыть изоляцией только участок, на котором оголены провода.
Коннекторы типа molex
Данный вид 4 pin коннекторов PATA (Molex 8981) является наиболее распространённым и универсальным. В случае отсутствия требуемого разъёма, с помощью коннектора Molex 8981 и специального переходника (например, 4 pin —> 6 pin) можно подвести питание к видеокарте, или с помощью другого переходника (например, 4 pin —> 3 pin) можно подключить дополнительный вентилятор.
Универсальность разъёма объясняется наличием самых «востребованных» напряжений на контактах, распиновка которых выглядит так:
- Жёлтый – +12V;
- Чёрный – GND;
- Чёрный – GND;
- Красный – +5V.
С помощью разъёма Molex 8981 к блоку питания может подсоединено несколько различных устройств, адаптеров, переходников и разветвителей, количество которых ограничено мощностью блока питания и системой охлаждения внутри корпуса. Разветвители предоставляют получить из одного разъёма Molex 8981 сразу два или три (тройник) разъёма. Переходники-адаптеры призваны заменить отсутствующий коннектор на БП, посредством подключения к разъёму Molex 8981.
Коннекторы типа SATA
Большинство современных накопителей информации, включая жёсткие диски и оптические накопители используют интерфейс SATA, как для подключения питания, так и передачи информации. Питание через SATA подаётся через 15 пиновый коннектор, к которому подсоединяются 5 проводов, из-за чего коннектор называют 5-ти пиновым. Но данное определение неверно.
Распиновка разъёма выглядит так:
- Оранжевый – +3.3V;
- Оранжевый – +3.3V;
- Оранжевый – +3.3V;
- Чёрный – GND;
- Чёрный – GND;
- Чёрный – GND;
- Красный – +5V;
- Красный – +5V;
- Красный – +5V;
- Чёрный – GND;
- Серый – сигнал;
- Чёрный – GND;
- Жёлтый – +12V;
- Жёлтый – +12V;
- Жёлтый – +12V;
Данная распиновка корректна для предуставленных коннекторов питания SATA, так как имеется наличие серого сигнального провода и оранжевого с напряжением в + 3.3V. Наличие данных проводов требуется для корректной работы в RAID-массивах и для «горячей» замены жёстких дисков.
Современные носители информации, питающиеся от разъёма SATA, могут работать и от четырёх проводов, как у 4 pin коннекторов PATA. В устройства встроены преобразователи напряжения, помогающие использовать переходник питания PATA (Molex 8981) —> SATA для работы с накопителем, при отсутствии предустановленного коннектора SATA.
Коннекторы для видеокарт
В стандартных БП и более высокого уровня используются коннекторы 6 и 8 пин, а могут присутствовать сразу оба, для дополнительного питания видеокарт. Современные видеокарты предназначены для установки в разъём PCI-E материнской платы. Бюджетные и видеокарты начального уровня не нуждаются в дополнительном питании, а получают его от шины PCI-E до максимального потребления мощности в 75 ватт.
Игровые и профессиональные видеокарты, возможно и несколько карт, подключённых при помощи технологии CrossFireX или SLI, в зависимости от «начинки» требуют повышенной мощности и питания.
Если видеокарта имеет средние требования к потреблению питания, то на ней устанавливается дополнительный разъём в 6 или 8 пин. Разъём в 6 пин добавляет мощности в 75 ватт, а 8 пиновый 150 ватт. На очень мощных видеокартах могут быть задействованы сразу два разъёма, и суммарная мощность потребляемой энергии составит 300 ватт. Распиновка для этих коннекторов выглядит так:
- 8 пин: 1-2-3 – жёлтые +12V, 4-5-6-7-8 4 – черные GND.
- 6 пин: 1-2-3 – жёлтые 12V, 4-5-6 – черные GND.
Подобные компоненты требуют повышенную мощность блока питания, а также следует учитывать, что при работе в режимах CrossFireX или SLI будет происходить повышенная теплоотдача, а соответственно потребуются ещё и дополнительные мощности для охлаждения. В зависимости от модели блока питания, линии для подачи напряжения в +12V могут быть раздельными, о чём написано на кожухе БП или в его техническом паспорте. 8 пиновые коннекторы предназначены не только для питания видеокарт, а также и для дополнительного питания процессора.
Стоит заметить, что сами коннекторы с виду очень похожи и на первый взгляд кажутся одинаковыми. На самом деле коннекторы имеют разную распиновку и форм-фактор, не следует пытаться вставлять коннектор питания процессора в разъём видеокарты или наоборот. Если для видеокарты требуется дополнительное питание, а оно по каким-либо причинам не подключено или не поступает, то возможен как отказ работы самой карты, так и запуска компьютера в целом.
Распиновка
БП, независимо от мощности, оснащены коннекторами для подключения к чипсету, дисковым устройствам HDD/SSD, видеоадаптеру, Molex (Молекс) и т.д. Предлагаю рассмотреть каждый из типов подключения по отдельности, дабы не запутаться.
Материнская плата
Здесь применяется основной соединитель 20-pin, цветовое обозначение проводов которого является общепринятым во всём мире. А если заглянуть в документацию к чипсету, то там можно найти и буквенное обозначение, упрощающее понимание ситуации. Обратите внимание, что сокращение GND (Ground) – это «земля», заземление. А восьмой, тринадцатый и шестнадцатый контакт отвечают за отправку управляющих сигналов. Если замкнуть контакты №16 и №15, то БП запуститься даже без подключения к компьютеру.
Компьютерный блок питания — схема проводов Molex
Представляет собой разъем 4-пин, который используется для обеспечения питанием графического адаптера, кулеров и прочих приспособлений. Два из четырех проводов служат для подачи постоянного тока с напряжением 12/5 Вольт, а схема распиновки выглядит следующим образом:
Питание для накопителей
Современные жесткие и твердотельные диски, а также оптические приводы подсоединяются к БП посредством разъема 15-pin, к которому подключено пять проводов разного цвета. В некоторых устройствах возможна иная схема соединения SATA – «4+1», где вместо пяти проводов имеется четыре + один отдельный для питания.
Распиновка по цветам для видеокарт
Бюджетные модели видео адаптеров могут питаться от чипсета, но если у Вас мощное оборудование с дополнительным охлаждением, большим объемом памяти, то потребуется подключение проводов напрямую от БП. Сейчас активно используются как 8-pin коннекторы, так и 6-pin:
Питание процессора
Если Ваш компьютер напичкан высокопроизводительным «железом», то и потребности у него соответствующие. В некоторых случаях нужно обеспечить дополнительную подпитку для обработчика процессов и охладительной системы.
Чаще всего применяются такие разъемы:
- 8-pin – все черные провода – это «земля» GND, а все желтые – 12 Вольт;
- 4-pin – аналогично предыдущей схеме.
А вот для кулеров используются так называемые FAN коннекторы 3-х или 4-пиновые:
- 4-pin: черный – «земля», зеленый – сигнал для тахометра, желтый – ток 12 Вольт, синий – ШИМ (PWM) – возможность управление скоростью вращения охладительного вентилятора;
- 4-пин: альтернативная распиновка отличается наличием красного провода – 12 Вольт, а вместо зеленого используется желтый – тахоментр;
- 3-pin: GND заземление – черный цвет, питание – красный провод, желтый кабель – тахометр. Управление кулером отсутствует.
Вот мы и разобрались с вопросом «распиновки проводов в компьютерном блоке питания». Если есть вопросы по более современным моделям – оставляйте сообщения под статьей, в разделе комментирования.
Как устроен современный компьютерный блок питания — распиновка проводов интересует многих пользователей, которые хотят понять принцип действия одного из важнейших аппаратных компонентов стационарного ПК. Всё большую популярность обретают модульные БП, где есть возможность отсоединять незадействованные элементы, что позволит убрать лишние кабеля. Но в данной публикации я расскажу про схему проводов обычного источника питания, установленном в преимущественном большинстве компьютеров.
Распиновка
БП, независимо от мощности, оснащены коннекторами для подключения к чипсету, дисковым устройствам HDD/SSD, видеоадаптеру, Molex (Молекс) и т.д. Предлагаю рассмотреть каждый из типов подключения по отдельности, дабы не запутаться.
Материнская плата
Здесь применяется основной соединитель 20-pin, цветовое обозначение проводов которого является общепринятым во всём мире. А если заглянуть в документацию к чипсету, то там можно найти и буквенное обозначение, упрощающее понимание ситуации.
Обратите внимание, что сокращение GND (Ground) – это «земля», заземление. А восьмой, тринадцатый и шестнадцатый контакт отвечают за отправку управляющих сигналов. Если замкнуть контакты №16 и №15, то БП запуститься даже без подключения к компьютеру.
