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
Меры предосторожности
Серверный блок питания обычно не обслуживается пользователем. Никогда не открывайте корпус данного устройства. Он содержит конденсаторы, способные удерживать сильный электрический заряд, даже если компьютер выключен и отключен от сети в течение недели. Это особенно важно при распиновке серверного блока питания. Вы можете защитить свое оборудование от перепадов напряжения, используя сетевые фильтры и источники бесперебойного электроснабжения.
Маркировка для проводов блока питания
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:
Где контакты с маркировкой GND (Ground) – это земля, а контакты 8, 13 и 16 являются сигналами управления. Таким образом замкнув контакты 16 и 15 (или любой чёрный GND) можно включить блок питания без подключения материнской платы. К 13 контакту подсоединены сразу 2 провода, один из которых является отводом. Провода имеет меньшее сечение, в отличие от стандартных проводов, которое равно 22 по американской калибровке проводов. Тогда как сечение проводов на 13 контакте составляет лишь 18.
Для стандартных блоков питания представленная выше таблица распиновки коннектора для материнской платы является универсальной и подходит ко всем материнских платам формата ATX.
Номинальное напряжение и маркировка
Как вы, вероятно, уже знаете, для нормальной работы комплектующей в составе системного блока используется напряжение +3.3 В, +5 В, -5 В, +12 В и -12 В. Достигается такое номинальное напряжение благодаря особой схеме, которую мы, более детально рассмотрели в статье «Из чего состоит блок питания компьютера». Речь идет о БП форм-фактора ATX. Этот стандарт является сегодня самым распространенным и используется почти повсеместно, поэтому рассмотрим мы именно такой вариант.
Принята следующая цветовая маркировка проводов внутри блока:
- Черный – GND, то есть заземление;
- Белый – -5 В;
- Красный – +5 В;
- Синий – -12 В;
- Желтый – +12 В;
- Оранжевый – + 3.3 В;
- Зеленый – включение;
- Серый – Power Good;
- Фиолетовый – 5 В для дежурного питания.
Отдельно хочу отметить, что такая маркировка принята согласно международным стандартам, которых, увы, придерживаются не все производители комплектующих. «Паленые» БП для системного блока могут иметь совсем другую маркировку проводов, а то и полное ее отсутствие – все провода окрашены в один цвет, и различить их невозможно.
У юзера, который впервые столкнулся с подключением потребителей энергии к блоку питания, могут возникнуть опасения: как разобраться в этом хитросплетении проводов? На самом деле там нет ничего сложного: все провода собраны «в кучу» при помощи коннекторов, которые стандартизированы и унифицированы.
Разобраться с ними тоже просто: они сильно отличаются друг от друга.
Какие могут понадобиться переходники
При модернизации компьютера или при изначальной сборке может получиться так, что у блока питания отсутствуют необходимые разъемы для подключения периферийных устройств, и подобрать БП со всеми необходимыми коннекторами не удается. В этом случае выручат переходники с одних типов соединительных терминалов на другие. Так, если вместо устаревшего жесткого диска с питанием посредством разъема Молекс устанавливается новое устройство, выполненное по стандарту SATA, потребуется жгут с двумя коннекторами: с одной стороны Molex, с другой — SATA-Power.
Переходник Molex — SATA.
Если у БП имеются незадействованные разъемы SATA, их можно использовать для питания производительных видеокарт. Для этого понадобится соответствующий переходник.
Переходник с 2хSATA на 8-пин.
Если на материнской плате предусмотрен разъем для питания VRM (процессора) на 8 контактов, а в БП коннектор рассчитан на 4 (и наоборот), также можно приобрести специальный переходной жгут. Но его можно не покупать – эти разъемы полностью совместимы, и прекрасно подходят друг к другу без переходных кабелей.
Если на блоке питания разъем для материнской платы содержит 20 пинов, а на блоке питания – 24 (и наоборот), то тут также поможет жгут с двумя разъемами.
Переходник для материнской платы 20-24.
Это основные переходные кабели. В процессе сборки компьютера могут понадобиться и другие переходники. Все они имеются в продаже.
24-контактный и 12-контактный разъем блока питания ATX
24-контактный разъем ATX 24В можно подключать только в том случае, если на материнской плате указано определенное направление. Если вы внимательно посмотрите на изображение в верхней части этой страницы, вы увидите, что контакты имеют уникальную форму, в которой материнская плата соответствует только в одном направлении.
Исходный стандарт ATX поддерживал 20-контактный интерфейс с очень похожей разводкой, как 24-контактный, но с опущенными контактами 11, 12, 23 и 24. Это означает, что более новый 24-контактный источник питания полезен для материнских плат, которым требуется больше энергии, и поэтому устраняет необходимость в источниках питания ATX 12В для обеспечения вспомогательного кабеля питания (хотя некоторые все еще могут).
Цветовая распиновка разъемов БП компьютера
В современных компьютерах применяются Блоки питания АТХ, а для подачи напряжения на материнскую плату используется 20 или 24 контактный разъём. 20 контактный разъем питания использовался при переходе со стандарта АТ на АТХ. С появлением на материнских платах шины PCI-Express, на Блоки питания стали устанавливать 24 контактные разъемы.
20 контактный разъем отличается от 24 контактного разъема отсутствием контактов с номерами 11, 12, 23 и 24. На эти контакты в 24 контактном разъеме подается продублированное уже имеющееся на других контактах напряжение.
Контакт 20 ( белый провод) ранее служил для подачи −5 В в источниках питания компьютеров ATX версий до 1.2. В настоящее время это напряжение для работы материнской платы не требуется, поэтому в современных источниках питания не формируется и контакт 20, как правило, свободный.
Иногда блоки питания комплектуются универсальным разъемом для подключения к материнской плате. Разъем состоит из двух. Один является двадцати контактным, а второй – четырехконтактный (с номерами контактов 11, 12, 23 и 24), который можно пристегнут к двадцати контактному разъему и, получится уже 24 контактный.
Так что если будете менять материнскую плату, для подключения которой нужен не 20, а 24 контактный разъем, то стоит обратить внимание, вполне возможно подойдет и старый блок питания, если в его наборе разъемов есть универсальный 20+4 контактный.
В современных Блоках питания АТХ, для подачи напряжения +12 В бывают еще вспомогательные 4, 6 и 8 контактные разъемы. Они служат для подачи дополнительного питающего напряжения на процессор и видеокарту.
Как видно на фото, питающий проводник +12 В имеет желтый цвет с черной долевой полосой.
Для питания жестких и SSD дисков в настоящее время применяется разъем типа Serial ATA. Напряжения и номера контактов показаны на фотографии.
Морально устаревшие разъемы БП
Этот 4 контактный разъем ранее устанавливался в БП для питания флоппи-дисковода, предназначенного для чтения и записи с 3,5 дюймовых дискет. В настоящее время можно встретить только в старых моделях компьютеров.
В современные компьютеры дисководы Floppy disk не устанавливаются, так как они морально устарели.
Четырехконтактный разъем на фото, является самым долго применяемым, но уже морально устарел. Он служил для подачи питающего напряжения +5 и +12 В на съемные устройства, винчестеры, дисководы. В настоящее время вместо него в БП устанавливается разъем типа Serial ATA.
Системные блоки первых персональных компьютеров комплектовались Блоками питания типа АТ. К материнской плате подходил один разъем, состоящий из двух половинок. Его надо было вставлять таким образом, чтобы черные провода были рядом. Питающее напряжение в эти Блоки питания подавалось через выключатель, который устанавливался на лицевой панели системного блока. Тем не менее, по выводу PG, сигналом с материнской платы имелась возможность включать и выключать Блок питания.
В настоящее время Блоки питания АТ практически вышли из эксплуатации, однако их с успехом можно использовать для питания любых других устройств, например, для питания ноутбука от сети, в случае выхода из строя его штатного блока питания, запитать паяльник на 12 В, или низковольтные лампочки, светодиодные ленты и многое другое. Главное не забывать, что Блок питания АТ, как и любой импульсный блок питания, не допускается включать в сеть без внешней нагрузки.
Кабели для запитки периферии
Для экономии производители используют для периферии менее мощные провода, так как жесткие диски, SSD и кулеры имеют низкое энергопотребление. Для их нормальной работы подойдет кабель 20AWG при условии, что на каждый кабель вы подключите не более 75 Вт.
Но если вы хотите установить в свой ПК много периферии, к примеру, три жестких диска, три SSD-накопителя и пять кулеров, то лучше выбрать 18AWG. Такое сечение позволит запитать любое количество таких устройств на одном кабеле, используя все доступные разъемы SATA или Molex.
Как выбрать блок питания
Блок питания — это самая важная часть системы, которая обеспечивает работоспособность всех комплектующих. К выбору питания следует подходить с особой ответственностью.
Первое, на что нужно обратить внимание при визуальном осмотре — это наличие оплетки всех кабелей. Это хорошая защита, или экранирование, которое позволяет подавлять различного вида волны и помехи, из-за которых может нарушиться работа всей системы.
Второй показатель — это наличие сертификата гарантии качества – 80 PLUS, который гарантирует защиту компьютера от перепада напряжения.
Остальные данные уже определяются наличием в системе частей с высоким энергопотреблением. Блок питания лучше покупать с запасом, так как КПД часто не совпадает с реальной цифрой.
