Из чего состоит компьютерный блок питания.

Широко распространённая схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:
Входные цепи:
* Входной фильтр, предотвращающий распространение импульсных помех в питающую сеть. Также, входной фильтр уменьшает бросок тока заряда электролитических конденсаторов при включении БП в сеть (это может привести к повреждению входного выпрямительного моста).
* В качественных моделях — пассивный (в дешёвых) либо активный корректор мощности (PFC) снижающий нагрузку на питающую сеть.
* Входной выпрямительный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное пульсирующее.
* Конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения.
* Отдельный маломощный блок питания, выдающий +5 В дежурного режима мат. платы и +12 В для питания микросхемы преобразователя самого ИБП. Обычно он выполнен в виде обратноходового преобразователя на дискретных элементах (либо с групповой стабилизацией вых. напряжений через оптрон плюс регулируемый стабилитрон TL431 в цепи ОС, либо линейными стабилизаторами 7805/7812 на выходе) или же (в топовых моделях) на микросхеме типа TOPSwitch.

Выходные цепи:

* Полумостовой преобразователь на двух биполярных транзисторах
* Схема управления преобразователем и защиты компьютера от превышения/снижения питающих напряжений, обычно на специализированной микросхеме (TL494, UC3844, KA5800, SG6105 и пр.).
* Импульсный высокочастотный трансформатор, который служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга). Пиковые напряжения на выходе высокочастотного трансформатора пропорциональны входному питающему напряжению и значительно превышают требуемые выходные.
* Цепи обратной связи, которые поддерживают стабильное напряжение на выходе блока питания.
* Формирователь напряжения PG (Power Good, «напряжение в норме»), обычно на отдельном ОУ.
* Выходные выпрямители. Положительные и отрицательные напряжения (5 и 12 В) используют одни и те же выходные обмотки трансформатора, с разным направлением включения диодов выпрямителя. Для снижения потерь, при большом потребляемом токе, в качестве выпрямителей используют диоды Шоттки, обладающие малым прямым падением напряжения.
* Дроссель выходной групповой стабилизации. Дроссель сглаживает импульсы, накапливая энергию между импульсами с выходных выпрямителей. Вторая его функция — перераспределение энергии между цепями выходных напряжений. Так, если по какому-либо каналу увеличится потребляемый ток, что снизит напряжение в этой цепи, дроссель групповой стабилизации как трансформатор пропорционально снизит напряжение по другим выходным цепям. Цепь обратной связи обнаружит снижение напряжения на выходе и увеличит общую подачу энергии, что восстановит требуемые значения напряжений.
* Выходные фильтрующие конденсаторы. Выходные конденсаторы, вместе с дросселем групповой стабилизации интегрируют импульсы, тем самым получая необходимые значения напряжений, которые, благодаря дросселю групповой стабилизации, значительно ниже напряжений с выхода трансформатора.
* Один (на одну линию) или несколько (на несколько линий, обычно +5 и +3,3) нагрузочных резисторов 10-25 Ом, для обеспечения безопасной работы на холостом ходу.
Достоинства такого блока питания:
* Простая и проверенная временем схемотехника с удовлетворительным качеством стабилизации выходных напряжений.
* Высокий КПД (65-70 %). Основные потери приходятся на переходные процессы, которые длятся значительно меньшее время, чем устойчивое состояние.
* Малые габариты и масса, обусловленные как малым выделением тепла на регулирующем элементе, так и малыми габаритами трансформатора, благодаря тому, что последний работает на высокой частоте.
* Малая металлоёмкость, благодаря чему мощные импульсные источники питания стоят дешевле трансформаторных, несмотря на большую сложность.
* Возможность подключения к сетям с широким диапазоном выбора напряжений и частот, или даже сетям постоянного тока. Благодаря этому возможна унификация техники, производимой для различных стран мира, а значит и её удешевление при массовом производстве.
Недостатки полумостового блока питания на биполярных транзисторах:
* При построении схем силовой электроники использование биполярных транзисторов в качестве ключевых элементов снижает общий КПД устройства. Управление биполярными транзисторами требует значительных затрат энергии.
Всё больше компьютерных блоков питания строится на более дорогих мощных MOSFET-транзисторах. Схемотехника таких компьютерных блоков питания реализована как в виде полу мостовых схем, так и обратно ходовых преобразователей. Для удовлетворения массогабаритных требований к компьютерному блоку питания, в обратно ходовых преобразователях используются значительно более высокие частоты преобразования (100-150 кГц).
* Большое количество намоточных изделий, индивидуально разрабатываемых для каждого типа блоков питания. Такие изделия снижают технологичность изготовления БП.
* Во многих случаях недостаточная стабилизация выходного напряжения по каналам. Дроссель групповой стабилизации не позволяет с высокой точностью обеспечивать значения напряжений во всех каналах. Более дорогие, а также мощные современные блоки питания формируют напряжения ±5 и 3,3 В с помощью вторичных преобразователей из канала 12 В.

 

Рис 2. Блок питания из (толстого конца)изящная комплектация и оформление.

 

 

Рис 3.И его начинка. Все продуманно до мелочей. Компактная качественная сборка.

 

Скупой платит дважды……….

 

Казалось бы, мощность рассчитана и можно покупать любой подходящий из предложенного списка БП. Но на практике оказывается, что нужно учесть еще ряд важных факторов, способных оказать непосредственное влияние на качество работы блока и, соответственно, всей системы, или просто делающих работу на компьютере более комфортной.
Здесь впору вернуться к типам блоков питания. Итак, если вы располагаете должным количеством средств и хотите собрать мощную игровую машину, то на покупке блока питания, как и на всем остальном, экономить не стоит. Если есть такая возможность, то желательно приобрести для себя гибридный или модульный БП, оснащенный активным PFC и с мощностью, рассчитанной описанным выше способом.
Если вам нужна офисная или домашняя машина невысокой производительности, вы не собираетесь заниматься разгоном ее параметров и пр, то, в целом, можно немного с экономить, приобрести блок питания с пассивной PFC. Если средства позволяют, то лучше все-таки купить что-то более совершенное.
И еще один немаловажный фактор, который влияет, скорее, на ваш личный комфорт – это бесшумность работы БП. Здесь особую роль играет установленная в блок система охлаждения. Мощные блоки питания, работающие при высокой нагрузке, как правило, могут сильно разогреваться, что создает некоторые неудобства при работе.
В последнее время производители комплектующих для персональных компьютеров уделяют этому фактору довольно много внимания. Современные блоки питания оснащаются вентиляторами большого диаметра и с низким числом оборотов (от 500 до 2000 оборотов в минуту). Это позволяет добиться эффективного охлаждения, не создавая в рабочей комнате излишнего шумового загрязнения. К тому же, система охлаждения в современном блоке питания может поддерживать автоматическую корректировку скорости работы. При малой нагрузке, когда температура БП минимальна, кулер работает на самых низких оборотах. И даже может кратковременно останавливаться. В результате этого в процессе банального веб-серфинга система охлаждения блока питания практически не напоминает о своем существовании.
Еще более интересными в плане своей тихоходности являются блоки с пассивным охлаждением. В них вообще нет никаких вентиляторов и, следовательно, шума от работы блока не может быть просто физически.
Выбирая блок питания, обязательно поинтересуйтесь у продавца касательно всех вышеперечисленных пунктов. Абсолютно не будет лишним перед заказом или походом в магазин внимательно изучить различные тематические Интернет-ресурсы, пообщаться на эту тему на форумах. В общем, подготовить для себя оптимальную базу, на основе которой можно сделать исключительно успешную покупку блока питания для вашего персонального компьютера. На первый взгляд, это может показаться сложным. Но, только проявив всю ответственность в данном вопросе, можно добиться стабильной работы вашего компьютера в течение длительного срока.
Из хороших корпусов, прежде всего, выделяют Inwin. Можно назвать ещё корпуса на основе сиртековских блоков: High Power, ThermalTake, Chiftec, но если смотреть тесты, то первые два сборщика однозначно уступают Inwin'у, а по цене значительно дороже. В класс пониже отнес бы корпуса, подобные Codegen'у. Есть отзывы о нем положительные, но среди профессионалов преобладает отрицательное отношение. Как правило, мощность на самом деле ниже, чем указано у них в паспорте - примерно 250 Вт против указываемых 300-350 Вт. Главным отличием их от БП класса Inwin считаю неспособность держать максимальную нагрузку, то есть при максимальной потребляемой мощности блок не сгорает, но выходные напряжения при этом выходят за рамки допустимых норм. Обычно происходит это при старте, выключении компьютера, когда одновременно включаются все устройства. Следствие - компьютер вообще не включается или перезагружается. Выходы напряжения за нормы не способствуют "здоровью" железа, прежде всего +12 вольт для винчестеров. Толщина стенок корпуса обычно меньше 0,8 мм. Ну и самые плохие корпуса - это так называемый noname. К ним можно отнести корпуса от Linkworld, Rolsen, JNC, L&C. Для них проблема выдержать даже 200 Вт. Причем вместе с БП может сгореть остальная начинка в корпусе.
Некоторые моменты при выборе блоков питания, корпусов.
Если просуммировать мощность по выходам +3.3 и +5 В и умножить в 1,5 раза, то можно примерно судить об истинной максимальной мощности у некоторых дешевых блоков. Также просуммировать мощность по всем выходам и умножить на 0,7 (поскольку, как правило на этикетке указывают пиковую мощность). Полученное значение будет более правдоподобным для оценки мощности БП.
Если блок питания в корпусе расположен вертикально, он может затруднить доступ к материнской плате и не все кулеры можно установить в такой корпус. Также не самым лучшим образом организовано охлаждение внутри корпуса. Оптимально горизонтальное расположение блока питания.
Корпус желательно брать с толстым железом для лучшего охлаждения, шумоизоляции, защиты от электромагнитного излучения и наличием в задней стенке места под кулер. По российским стандартам минимальная толщина железа должна быть не менее 0,8 мм.
На БП иногда встречается строка noise killer. Означает она, что в блоке частота оборотов вентилятора регулируются автоматически в зависимости от температуры. При невысокой температуре вентилятор крутится на минимальных оборотах и потому его почти не слышно.
С Powerman'ами есть путаница. Дело в том, что этим именем называются корпуса от питерской компании Ниеншанц. Блоки там сделаны тайваньской фирмой Sirtec, маркировка HPC-xxx. Их устанавливают также в свои корпуса такие фирмы, как High Power, Chieftec, Thermaltake. Также так называет блоки в своих корпусах Inwin, хотя на самом деле там БП собственного производства (маркировка IW-xxx) или раньше устанавливал от Fortron (FSP-xxx).
Если разобрать БП, то по номиналам электролитических конденсаторов можно судить о мощности блоков. Два входных конденсатора по 330 мкФ - это максимум 250 Вт. На 300 Вт ставят обычно 470 или 680 мкФ. Также для оценки качества БП обращают внимание на качество пайки, отсутствие деталей, размеры трансформаторов, радиаторов. Считается, что хороший БП не может вешать меньше 2 кг.
Требования от Intel к блокам питания определяются в документах ATX12V. С версии ATX12V2.0 (февраль 2003 год) были кардинально изменены эти требования. К разьему Main Power Connector были добавлены 4 контакта и стал теперь 24-контактным. Обязательным стало наличие разьема для винчестеров SerialATA типа. Также удалили Aux разьем. На данный момент последним вариантом ATX12V является версия 2.2 (310 kb) с марта 2005 года.
По поводу совместимости БП с 20-контактным разьемом с современной материнской платой (разъем на 24 контакта) или наоборот если подключать БП с 24 контактами к материнской плате с 20 контактами, то все работает и как правило, проблем не существует.

Особенности по производителям

Приведенные тут характеристики, выводы в основном взяты из тестов Олега Артамонова. Нужно также учитывать, что в корпусах на самом деле могут стоять совсем другие БП, не те которые должны быть по информации из сайтов производителей или некоторых обзоров. Особенно это касается сборщиков. Поэтому при покупке следует проверить корпус на наличие нужного БП.
Inwin
Корпуса Inwin серии V, L, D, BT имеют mATX форм-фактор. Серия "H" - тип корпуса desktop, ATX размер. ATX стандарт и miditower тип имеют серии J, S и A. В серии "A" блоки питания стоят вертикально, П-образная крышка, выдвижная панель с материнской платой.
Наверное, самая распространенная S - серия: 500, 506, 508, 522, 523, 526, 532 и так далее. Если в конце стоит буква "B", то корпус черного цвета. Боковые стенки снимаются. Блок питания обычно на 250 или 300 Вт. Японская (так написано на сайте) сталь 0,8 мм. Разъем USB на передней панели - опция. В S 508 отсутствует кнопка Reset.
Считается, что корпуса от Inwin невзрачные на вид, но питатели надежные, качественные.
Powerman
Сборщик - питерская компания “Ниеншанц”. Использует блоки от Sirtec. Самые простые модели: HPC 300-102 CE (300 Вт), HPC ATX 2501 (250 Вт). На сайте сказано, что номинальная мощность составляет 68% от максимальной. Если просуммировать максимальные мощности по 6 выходам, указанные на наклейке для 250-ваттного блока (HPC ATX 250), то получится 229,3 Вт. То есть, на мой взгляд, реальная (на которой без ограничений по времени нормально работает) мощность у него 155-180 Вт. Для современных компьютеров, скорее всего не подходит. Для HPC 300-102 CE суммарная максимальная мощность по наклейке равна 368,1 Вт. Честная мощность 250-285 Вт. По отзывам вполне надежные блоки, на уровне между Codegen и Inwin.
Codegen
Модели блоков питания Codegen, только которые упоминались: 200XA, 200X, 250X1, 250XA1, 300X, 300XA, 300PA, 300X1, 300XX, 350X. Толщина стенок для различных серий: 3ххх - 0,7 мм; 4ххх - 0,7 мм; 6ххх - 0,7-1,3 мм. Если в названии корпуса стоит L, то это удлиненный корпус на 55 мм. Отзывы самые противоречивые, но в целом считается, что корпуса красивые (к 3 и 4-серии возможно это не относится), но вот БП плохие. Если почитать обзоры, отзывы о них, то мощность у блоков на 250 Вт вполне настоящая, а вот блоки на 300 Вт представляют его копию. Очень плохо держат нагрузку, выходные напряжения сильно изменяются. Противоречивые отзывы, скорее всего, связаны с тем, что блоки даже одной модели могут сильно отличаться по качеству. Codegen, как поставщик за одну цену может поставить вполне нормальные блоки, за низкую цену - соответствующие по комплектации блоки. Это значит, что в одной фирме может они и нормальные, а в другой плохие, на уровне noname. Примером самой дешевой комплектации являются корпуса Mirage. Ничего не слышал о качестве БП от www.codegen.ru, но отличительные признаки ее блоков: стикер синего цвета, в названии должно упоминаться только CG Codegen, адрес - Дмитровское шоссе и никакой другой, присутствовать выключатель питания, значки сертификационных органов CB, CE и РСТ. Если честно когда на ремонт приносит Codegen это у меня вызывает раздраженные. Хотя есть и вполне приемлемые БП для бюджетного домашнего или офисного компьютера. И все же я бы воздержался от их применения. Если решитесь применить, такой блок то сначала откройте его, посмотрите, есть ли все детали на месте. Если в места деталей стоит, перемычки найдите схему данного блока питания и запаяйте отсутствующие дросселя, резисторы итд. У вас может получиться нормальный блок питания, но только после доработки его.

Рис 4. Стандартный вид БП Noname.Выпускается под разними названиями. Питаться найти производителя затея бессмысленная.

Рис 4. Noname в исполнении. Как видно в места деталей поставлены перемычки. Или вовсе пустые места. Установив, такое чудо инженерной мысли вы рискуйте спалить компьютер. Какая глубокая мысль «Работает же. А что вам еще нужно?».