РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
Как правильно выбрать комплектующие для компьютера с воздушным охлаждением. Часть 1

Как правильно выбрать комплектующие для компьютера с воздушным охлаждением. Часть 2

Как работает блок питания?

Сертификат 80 PLUS Gold: четыре блока питания на 700-850 Вт

Дешёвый блок питания: не удивляйтесь, если он сгорит

Тесты блоков питания: четыре модели для массового рынка. Часть II

Тесты блоков питания: четыре модели для массового рынка

Тесты блоков питания: четыре модели на 500 Вт

Блоки питания: конструкция, форм-факторы и спецификации

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

СОБЕРИ САМ

Блоки питания: конструкция, форм-факторы и спецификации
Краткое содержание статьи: THG.ru в сотрудничестве с Que Publishing публикует четыре главы из 20-го издания книги Скотта Мюллера "Апгрейд и ремонт ПК" (Scott Mueller, Upgrading And Repairing PCs, 20th Edition), посвящённые блокам питания.

Блоки питания: конструкция, форм-факторы и спецификации


Редакция THG,  21 февраля 2012
Назад
Вы читаете страницу 1 из 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Далее


Блоки питания


Блок питания - это не только одна из самых важных комплектующих ПК, но и, к сожалению, один их тех компонентов, которым зачастую уделяют слишком мало внимания. Хотя большинство компьютерных энтузиастов осознают важность блока питания, среднестатистический покупатель ПК обычно не осознает. Многие из тех, кто задумывается о выборе блока питания, обращают внимание лишь на формальную характеристику - мощность блока питания - но попыток убедиться на практике в том, что она соответствует заявленной, такие покупатели обычно не предпринимают. Хотя в этом вопросе огромную роль играют многочисленные нюансы, такие как мощность при пиковых нагрузках, шум блока питания в работе, обеспечение стабильного питания без кратковременных падений напряжения, превышения допустимых значений или нестабильной мощности при высокой нагрузке.

Мы всегда уделяли серьёзное внимание выбору блока питания для наших тестовых систем, так как блок питания - это, своего рода, фундамент любого ПК. Потратив больше средств на данный компонент, вы получите более надёжную, стабильную систему. Блок питания столь важен потому, что он обеспечивает работу всех остальных компонентов ПК. Компьютерным мастерам известно, что блок питания выходит из строя чаще любой другой детали. Нестабильно функционирующие блоки питания могут привести не только к нестабильной работе других комплектующих, но и к выходу их из строя, если на выходах будут выдавать несоответствующее спецификациям напряжения. Именно из-за огромной важности блока питания следует осмыслить роль и ограничения блока питания, а также возможные проблемы, их причины и пути устранения.

Основное назначение БП

Основная функция блока питания заключается в том, чтобы преобразовать электрическую энергию, доступную из розетки на стене, в ту форму, которую используют компоненты компьютера. Блок питания в стандартном настольном ПК разработан таким образом, чтобы преобразовать любое переменное напряжение 127 В/50 Гц или 240 В/50 Гц в постоянный ток напряжением +3,3 В, +5 В и + 12 В. Некоторые блоки имеют тумблер переключения входящего напряжения (127/240 В), другие же его определяют автоматически.

С технической точки зрения блока питания в большинстве ПК описывается как блок преобразования постоянного напряжения (switching power supply unit - PSU), который определяется следующим образом:

  • Постоянное напряжение означает, что блок питания выводит одно и то же напряжение к внутренним компонентам ПК, независимо от напряжения входящего переменного тока или мощности (в ваттах) самого блока питания.
  • Преобразование относится к конструкции и электрической схеме, реализованной в большинстве БП. По сравнению с другими типами блоков питания, данная схема обеспечивает эффективный и недорогой источник питания и производит минимальный нагрев. Также она призвана обеспечить компактный размер и низкую стоимость.

Линии питания

Блок питания стандартно обеспечивает линии +3.3 В, +5 В и +12 В. Данные напряжения часто называют линиями или шинами питания. Это отсылает нас к тому факту, что хотя в стандартном ПК есть много проводов, которые несут определённые напряжения к тому или иному компоненту, они все привязаны к одной из линий, предоставляемых БП. Множество проводов используется по той причине, что, если бы весь поток поступал по единственному проводу, потребовался бы слишком толстый провод, и точно так же слишком толстыми должны были быть, в таком случае, проводники на материнской плате, чтобы справиться с такой нагрузкой. Вместо этого дешевле и эффективнее распределить нагрузку между несколькими более тонкими проводами, идущими от БП к различным компьютерным компонентам.

Электронные компоненты и цепи в системе (материнская плата, карты расширения, электронные компоненты дисковых накопителей) стандартно используют линии +3.3 В или +5 В, а приводы (жёстких дисков и любых вентиляторов) используют линию +12 В. Кроме того, стабилизаторы напряжения на материнской плате и других компонентах преобразуют стандартные напряжения в специфические для той нагрузки, которую они обслуживают (например, стабилизатор питания процессора). В следующей таблице мы приводим список компьютерных компонентов в соответствии с линией питания, к которой они обычно подключены:

Линии питания, использующиеся в ПК
Линия Компоненты ПК
+3.3 В Чипсеты, некоторые модули памяти, карты PCI/AGP/PCI-E, различные контроллеры
+5 В Дисковые накопители, электроприводы низкого напряжения, SIMMs, карты PCI/AGP/ISA, стабилизаторы напряжения
+12 В Приводы, стабилизаторы с высоким напряжением, карты AGP/PCI-E

Вы можете думать о каждой шине питания, как об отдельной электрической цепи, примерно как блока питания внутри блока питания. Обычно каждая линия имеет собственное специфическое ограничение максимального тока в амперах. Поскольку линии более высокого напряжения +12 В используются в более современных стабилизаторах напряжения для CPU и производительные графические карты также могут потребовать дополнительного входа 12 В, некоторые блоки питания имеют несколько отдельных электрических цепей +12 В. Это означает, что они, по-сути, имеют два или более отдельных внутренних цепей 12 В и каждая из них имеет собственный набор проводов. К сожалению, это может привести к проблемам с распределением нагрузки, особенно если вы "повесите" на одну из цепей основную часть комплектующих, в то время как нагрузка по другой цепи будет низка. Иными словами, намного лучше иметь единственную линию 12 В, которая может обеспечить ток в 40 А, чем две отдельных линии 12 В по 20 А, так как с одной линией вам не придётся беспокоиться о том, какие компьютерные компоненты подключены к каждой линии, а затем стремиться обеспечить баланс между ними.

Несмотря на то, что линии +3.3 В, +5 В и +12 В технически представляют отдельные цепи внутри блока питания, во многих бюджетных БП они являются частью общей цепи, то есть не полностью независимы друг от друга, как должно быть. Это приводит к проблемам со стабилизацией напряжения, когда серьёзная нагрузка по одной из линий приводит к падению напряжения на другой. Энергоёмкие компоненты, такие как процессоры и видеокарты, могут варьировать степень потребления энергии в зависимости от нагрузки. Переходя от режима разглядывания папок на рабочем столе к 3D-играм, процессор и видеокарта могут более чем удвоить потребление тока по линии + 12 В. В некоторых дешёвых блоках питания подобный скачок приводит к тому, что напряжение на других линиях падает относительно номинального (падение более 5%), что приводит к зависанию системы. В более продвинутых блоках питания используются подлинно независимые цепи питания для каждой линии, в результате максимальные колебания напряжения варьируются от 1 до 3 процентов.

Регулятор напряжения

Блок питания должен выдавать хороший, стабильный постоянный ток таким образом, чтобы система могла правильно функционировать. Компоненты, работающие от напряжений, которые отличаются от номинальных, должны питаться не напрямую от той или иной линии питания, а посредством регуляторов напряжения, которые используют линии 5 В или 12 В, и преобразуют их в ток с более низким напряжением, который требуется тому или иному компоненту. Например, старая память типов DDR и RIMM требует напряжения 2,5 В, в то время, как модули DDR2 и DDR3 требуют напряжения 1,8 В и 1,5 В. Карты устаревшего стандарта AGP требуют напряжения 1,5 В, а нынешний стандарт PCI-E использует напряжение всего 0,8 В - все подобные компоненты питаются от собственных стабилизаторов, расположенных на материнской плате. Процессоры также требуют различных напряжений (столь низких, как 1,3 В или меньше), которые обеспечивает сложный модуль регулирования напряжения (VRM - Voltage Regulator Module), который либо встроен, либо подключается к материнской плате. Таким образом, вы можете найти три или более различных цепи стабилизации напряжения на современной материнской плате.

Когда Intel начала выпускать процессоры, требующие входящего напряжения +3,3 В, блоки питания, имеющие дополнительные напряжения, ещё не были доступны. Как результат, производители материнских плат начали добавлять стабилизаторы напряжения на сами платы, которые преобразовывали напряжение +5 В в +3,3 В для процессора. Когда другие чипы также начали использовать +3,3 В, компания Intel создала собственную спецификацию блока питания ATX, которая обеспечивала выход +3,3 В на материнскую плату. Можно было бы подумать, что дополнительная линия +3,3 В напрямую от блока питания избавит от необходимости в стабилизаторе на материнской плате, но к этому моменту процессоры, память и другие компоненты начали использовать более низкие напряжения, чем +3,3 В. Производители материнских плат тогда стали включать адаптированные цепи стабилизации, называющиеся модулями регулирования напряжения (VRM), чтобы обеспечить соответствие широкому списку процессоров, имеющих разные требования. Дополнительные стабилизаторы используются для питания и других компонентов ПК на материнской плате, которые не соответствуют по входящему напряжению стандартным линиям питания +3.3 В, +5 В и +12 В.

Отрицательные напряжения постоянного тока

Если вы взгляните на перечень спецификаций типичного блока питания для ПК, то обнаружите, что он обеспечивает не только напряжения +3.3 В, +5 В и +12 В, то также и –12 В и, возможно, –5 В. Хотя напряжения –12 В и, в некоторых случаях, –5 В также подводятся к материнской плате через общий разъём, материнская плата стандартно использует только напряжения +3.3 В, +5 В и +12 В. Если имеется напряжение –5 В, то оно подводится к шине ISA через шлейф B5, так что любая карта ISA может его использовать, но такое встречается редко. С другой стороны, например, отдельные аналоговые цепи на старых флоппи-дисководах использовали –5 В. Логика материнской платы обычно не использует –12 В, но это напряжение может применяться в некоторых платах для цепей питания последовательного порта и сетевого контроллера.

Положительные напряжения, судя по всему, используются для питания всего, что есть в системе (логики и приводов), так для чего же служат отрицательные? Ответ в том, что они почти не используются! Фактически, выход –5 В был удалён из спецификации ATX12V 1.3 и более поздних версий. Единственная причина, по которой он сохраняется в большинстве БП долгие годы, заключается в том, что –5 В требовался на шине ISA для обеспечения полной обратной совместимости. Поскольку современные ПК более не оснащаются слотами ISA, наличие выхода –5 В не представляется более необходимым. Но если вы устанавливаете новый БП на систему со старой материнской платой, которая имеет слоты ISA, то вам потребуется блок питания, обеспечивающий –5 В.

Нагрузка на выход –12 В встроенным сетевым контроллером невелика. Например, встроенный сетевой контроллер 10/100 Ethernet платы Intel D815EEAL использует всего 10 мА по шине +12 В и 10 мА по линии –12 В (то есть 0,01 А на каждую).

Хотя старый последовательный порт использует в своей цепи питания выходы +/– 12 В, в настоящее время он обычно работает только от +3,3 В или +5 В.

Основная функция выхода +12 В - обеспечить питание приводов, а также стабилизатора питания процессора в некоторых современных материнских платах. Обычно большая часть выходов +12 В доступна из блока питания, особенно если они ориентированы на системы, которые предназначены для установки большого количества жёстких дисков (в частности, БП в корпусах типа Big Tower). Помимо приводов жёстких дисков и стабилизаторов напряжения CPU в современных материнских платах выход +12 В используется в любых вентиляторах - которые, естественно, должны работать постоянно при включеном ПК. Один вентилятор для отвода горячего воздуха потребляет от 100 мА до 600 мА (0,1-0,6 А), но большинство более новых вентиляторов потребляют менее 100 мА. Обратите внимание, что большинство вентиляторов в настольных системах используют напряжение +12 В, но портативные системы могут использовать вентиляторы с питанием от линии +5 В или даже +3,3 В.

Системы с современными форм-факторами, основанными на стандартах ATX или BTX, включают другой специальный сигнал. Данная функция, которая называется PS_ON, позволяет включить или выключить блок питания (и таким образом всю систему) программно. Иногда это преподносится как способ управления питанием через программную оболочку. Польза от сигнала PS_ON наиболее заметна, когда вы используете его с современной операционной системой вроде Windows, поддерживающей режимы управления питанием Advanced Power Management (APM) или Advanced Configuration and Power Interface (ACPI). Когда вы выключаете компьютер через меню "Пуск", Windows автоматически отключает компьютер после того, как система заканчивает цикл завершения работы. Система без PS_ON может лишь вывести на экран сообщение, что вы можете безопасно выключить ПК.
Назад
Вы читаете страницу 1 из 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Отзывы о блоках питания в Клубе экспертов THG [ 9 отзывов] Отзывы о блоках питания в Клубе экспертов THG [ 9 отзывов]


Свежие статьи
RSS
Samsung MS750: обзор и тест звуковой панели с поддержкой мультирум Обзор и тестирование SSD-накопителей Plextor S3C и S3G Лучшие мониторы для игр: текущий анализ рынка Лучшее на IFA 2017: выбор Tom's Guide Обзор и тестирование 3D-принтера Robo C2
Обзор саундбара Samsung MS750 Обзор SSD-накопителей Plextor S3C и S3G Лучший монитор Лучшее на Computex 2017 Обзор Logitech PowerPlay

Копирование и распространение информации, упомянутой на страницах THG.ru возможно только при наличии у вас письменного разрешения руководства издания. По вопросам использования наших статей обращайтесь по электронной почте.

THG.ru ("Русский Tom's Hardware Guide") входит в международную сеть изданий Best of Media
РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Предлагаем определение утечки воды, структуризацию неучтенных расходов.
Реклама от YouDo
Ремонт телефонов в Новокосино на сайте YouDo.
Услуги на YouDo: установка газовой каллонки в красносельском: подробнее по ссылке.
Здесь ремонт электроплиты аег, подробное описание.