Menu

Блок питания 12 вольт пк: Напряжение с блока питания компьютера, как взять 12 вольт.

Содержание

Напряжение с блока питания компьютера, как взять 12 вольт.

В современном мире существует множество различных устройств, требующих подключения к электросети. Для некоторых из них требуется определенный блок питания. Напряжение и сила тока играют важную роль в функционировании любого электроприбора. В сегодняшней статье я хочу рассказать о том, как взять напряжение с блока питания компьютера и каким образом можно получить 12 Вольт.

Читайте также Источник бесперебойного питания: виды и сферы использования

Какое напряжение с блока питания компьютера можно получить

Вы, наверное, сами прекрасно понимаете, что системный блок ПК – это комплекс устройств позволяющих системе работать. Каждое из них требует подключения к электрической сети. Но вот для определенного оборудования оно может быть разным. Допустим, большинство вентиляторов работают от 5 Вольт при силе тока в 0.1 Ампер. Для других устройств требуются другие значения. Именно для обеспечения работы всех комплектующих имеется блок питания компьютера. Он преобразует напряжение и обеспечивает каждое изделие необходимым током. Если мы рассмотрим БП компьютера, то увидим, что в нем имеется огромное количество проводов и портов для подключения. Они имеют свои цвета, и это не просто так. На боковой или задней стенке корпуса блока питания имеется табличка, на которой указана вся необходимая информация.

Разбираемся с маркировкой

Взгляните на картинку. Там указано, что оранжевый провод (orange) имеет исходящее напряжение в +3.3V, желтый (yellow) — +12V, красный (red) — +5V и так далее. Кроме этого, есть пометка о силе тока. Черный провод в большинстве случаев является общим (минусом или «земля»). Исходя из полученной информации, можно понять, что получить нужное напряжение с блока питания, даже работающего, совсем не сложно.

Учитывайте, что блок питания запускается замыканием проводов GND (минус) и PWR SW. Работает до тех пор, пока данные цепи замкнуты! То есть, разъемы будут работать только тогда, когда блок питания подаст напряжение.

Для чего может понадобиться напряжение с блока питания компьютера

Вы спросите, а зачем вообще это нужно? Расскажу на своем опыте. Мне в руки попался монитор, работающий от 12 Вольт, однако кабеля подключения к электросети у меня не было. Имеющиеся блочки от других устройств не подходили по силе тока или по напряжению. Монитор нужно было проверить в течение дня, а отправиться на поиски нужного зарядного, не было ни времени, ни желания. Взяв 12 Вольт с желтого провода на молексе БК питания компьютера, мне удалось включить монитор. Оказалось, что это вполне удобно. Не нужно искать лишнюю розетку, а сам экран запускается вместе с системным блоком. Спустя год у меня все так и работает.


Существует еще целый ряд возможностей, которые дает напряжение с блока питания компьютера.
  • Многие мастера из БП ПК делают блок питания для шуруповерта и других электроинструментов.
  • Существует возможность переделать блок питания ПК под автомобильное зарядное для аккумуляторов.
  • Вы всегда можете зарядить любое устройство, выбрав нужное напряжение. Согласитесь, ведь часто бывает так, что оригинальные блоки выходят из строя в самый неподходящий момент.
  • Можно запитать диодную ленту или любой другой осветительный прибор, требующий небольшое напряжение.

Как взять 12 вольт с блока питания компьютера

Как вы уже поняли, взять напряжение с блока питания компьютера достаточно просто. Вам необходимо лишь подключить устройство к желтому проводу (плюс) и черному (минус). Только будьте внимательны и не перепутайте полярность, иначе ваше устройство, скорее всего, выйдет из строя. Опять же повторюсь, не забывайте о том, что блок питание подаст напряжение на провода только тогда, когда он будет запущен. Если вы работаете с демонтированным БП ПК, который изъят из корпуса, то необходимо запустить устройство путем замыкания проводов GND (минус) и PWR SW.

Если вы еще не знакомы со статьей моего коллеги «Варрам — робот для вашего питомца», то прочесть её можно нажав сюда.

Немного информации в помощь

Для того, чтобы вам было легче понять, какое напряжение с блока питания вы получите, я составил небольшую таблицу. Пользоваться ей нужно по такому принципу: положительное напряжение + ноль =итог.

Положительное Ноль Итог
+12V 0V +12V
+5V -5V +10V
+12V +3,3V +8,7V
+3,3V -5V +8,3V
+12V +5V +7V
+5V 0V +5V
+3,3V 0V +3,3V
+5V +3,3V +1,7V
0V 0V 0V

А вы знаете, что не пропустите ни один наш материал, если оформите подписку? Оформить подписку легко: достаточно лишь ввести свой email в форму под этой статьей и нажать на кнопку «Подписаться на рассылку». И вы всегда будете в курсе наших публикаций!

Надеюсь, сегодняшняя статья была понятна и полезна. Теперь вы знаете, как получить нужное напряжение с блока питания компьютера и каким образом взять 12 Вольт. Однако помните, что обращение с электроприборами требует соблюдения правил техники безопасности. В случае, если вы не уверены в своих знаниях, лучше попросить помощи у профессионала.

Автор статьи:

Надеюсь мои статьи будут вам полезны, ведь я стараюсь передать весь имеющийся опыт и знания. С радостью отвечу на все возникшие вопросы и могу дать дельный совет. Буду ждать ваших отзывов, мнений и предложений.

Где в компьютере 12 вольт

Как «запитать» автомагнитолу от компьютерного блока питания?

Главная тема уже озвучена в заголовке, поэтому перейдём сразу к делу. Итак, что нам понадобится? Во-первых, рабочая автомагнитола или автомобильный CD/MP3-ресивер. У меня на руках оказался автомобильный CD/MP3-ресивер Panasonic CQ-DFX883N.

Во-вторых, компьютерный блок питания формата AT или ATX. Сейчас полно компьютерного железа от старых ПК, в том числе и блоков питания.

Где его можно найти бесплатно или за минимальные деньги?

Вытащить из своего старого ПК, который пылится в чулане;

Купить за копейки на «барахолке» – такие 100% есть на любом радиорынке;

Починить и довести до ума неисправный компьютерный БП.

Для своей затеи я купил «бэушный» блок питания как раз на «барахолке».

Прежде чем подключать компьютерный БП к автомагнитоле – нужно его проверить и, если надо, довести до рабочего состояния. Об этом чуть позже, а пока о том, как подключить автомагнитолу к компьютерному БП.

Подключение автомагнитолы к компьютерному БП.

У компьютерного блока питания (БП) есть здоровый жгут с выходными разъёмами. Провода чёрного цвета – это минус или общий провод. По жёлтым подаётся напряжение +12V. Остальные провода нам будут не нужны – их использовать не будем. Так вот нам нужно от блока питания взять всего-навсего 12V. Для этого берём любой из разъёмов

MOLEX или Floppy-разъём. Далее откусываем от него жёлтый провод (+12V) и чёрный провод – минусовой. Затем подключаем эти провода к питающим проводам автомагнитолы.

Стоит отметить, что выходной канал на +12V достаточно мощный и может «отдать» в нагрузку ток в 8-10 ампер (при мощности БП 200 – 300 Вт.), что, собственно, нам и нужно. Обычно, максимальный ток, потребляемый автомобильным CD/MP3-ресивером составляет 10-15 ампер. Но это максимум!

Кроме этого нужно провести лёгкую доработку, если у вас блок питания формата ATX. Об этом расскажу чуть позднее.

У автомагнитолы имеется 3 провода, к которым подключается питание (напряжение +12V) от штатной электросети автомобиля. Чёрный провод – это минус (по другому – общий провод, «земля», Ground). Жёлтый провод – это +12V (маркируется как Battery ). Это основные провода для подключения питания к автомагнитоле.

Но даже если подключить эти провода к аккумулятору или БП, автомагнитолу мы не включим – она будет в дежурном («спящем») режиме.

Поэтому ищем красный провод (маркируется ACC ) у автомагнитолы и скручиваем его вместе с жёлтым проводом +12V. Штатно красный провод подключается к замку зажигания авто.

Как только водитель замыкает ключом зажигания электрическую цепь, автомагнитола автоматически переходит из спящего режима в рабочий – включается подсветка дисплея автомагнитолы. При этом красный провод через замок зажигания закорачивается на плюс +12V. Мы же это делаем, принудительно соединяя жёлтый (+12V) и красный провод.

При этом автомагнитола будет включатся сразу же при подаче напряжения.

Отличие компьютерных блоков питания формата AT от ATX.

Компьютерные блоки формата AT не имеют дежурного блока питания +5 (Standby) и выходных напряжений 3,3V. Поэтому при включении такого блока на его выходах +12V, +5V, -12V, -5V напряжение появляется сразу.

У блоков питания формата ATX есть дежурный источник питания на

+5VSB (Standby). Он работает всегда, пока блок питания подключен к сети 220V. Чтобы на выходных каналах появились напряжения +12V, -12V, +5V, -5V, +3,3V нужно на главном выходном разъёме замкнуть зелёный и чёрный провод.

Если вы хотите, чтобы выходные напряжения появлялись сразу после включения БП, то можно установить перемычку между зелёным (Power ON) и чёрным проводом. При этом блок питания будет выходить из «спящего» режима сразу после подачи на него напряжения сети 220V.

Восстановление компьютерного блока питания.

Для начала пробуем включить блок питания. В большинстве случае бывшие в употреблении (б/у или «бэушные») блоки питания от ПК, как правило, рабочие, но имеют некоторые дефекты (отсутствие некоторых выходных напряжений, пониженное напряжение на одном из каналов +12, -12, +5, -5 вольт и т.п.). Даже если блок питания запустился – при этом начнёт крутить вентилятор – стоит вскрыть корпус блока питания, выгрести из него всю пыль, открутить печатную плату и осмотреть контакты на предмет непропая. Если нужно – исправить дефекты.

Перед проведением любых работ необходимо отключать блок питания от сети 220V. Также после этого не помешает принудительно разрядить высоковольтные электролитические конденсаторы входного выпрямителя (220-470 мкФ. * 250V). Сделать это можно подключив на несколько секунд резистор на 100-200 кОм параллельно контактам конденсатора. Естественно, держать пальцами резистор не стоит – иначе можно получить лёгкий удар током.

Эта операция необходима потому, что остаточный электрический заряд конденсаторов опасен (в рабочем режиме на них 200V!). При случайном касании выводов конденсаторов можно получить лёгкий электрический удар. Явление весьма неприятное.

Особое внимание стоит обратить на состояние электролитических конденсаторов выходных выпрямителей. Если они вздуты, имеют разрыв засечки, то их нужно заменить новыми.

Более подробно об устройстве компьютерных блоков питания формата AT рассказано здесь.

Чтобы блок питания выглядел более солидно можно покрасить его аэрозольной краской-спреем (продаётся в любом магазине автозапчастей).

В современном мире существует множество различных устройств, требующих подключения к электросети. Для некоторых из них требуется определенный блок питания. Напряжение и сила тока играют важную роль в функционировании любого электроприбора. В сегодняшней статье я хочу рассказать о том, как взять напряжение с блока питания компьютера и каким образом можно получить 12 Вольт.


Какое напряжение с блока питания компьютера можно получить

Вы, наверное, сами прекрасно понимаете, что системный блок ПК – это комплекс устройств позволяющих системе работать. Каждое из них требует подключения к электрической сети. Но вот для определенного оборудования оно может быть разным. Допустим, большинство вентиляторов работают от 5 Вольт при силе тока в 0.1 Ампер. Для других устройств требуются другие значения. Именно для обеспечения работы всех комплектующих имеется блок питания компьютера. Он преобразует напряжение и обеспечивает каждое изделие необходимым током. Если мы рассмотрим БП компьютера, то увидим, что в нем имеется огромное количество проводов и портов для подключения. Они имеют свои цвета, и это не просто так. На боковой или задней стенке корпуса блока питания имеется табличка, на которой указана вся необходимая информация.

Разбираемся с маркировкой

Взгляните на картинку. Там указано, что оранжевый провод (orange) имеет исходящее напряжение в +3.3V, желтый (yellow) — +12V, красный (red) — +5V и так далее. Кроме этого, есть пометка о силе тока. Черный провод в большинстве случаев является общим (минусом или «земля»). Исходя из полученной информации, можно понять, что получить нужное напряжение с блока питания, даже работающего, совсем не сложно.

Учитывайте, что блок питания запускается замыканием проводов GND (минус) и PWR SW. Работает до тех пор, пока данные цепи замкнуты! То есть, разъемы будут работать только тогда, когда блок питания подаст напряжение.

Для чего может понадобиться напряжение с блока питания компьютера

Вы спросите, а зачем вообще это нужно? Расскажу на своем опыте. Мне в руки попался монитор, работающий от 12 Вольт, однако кабеля подключения к электросети у меня не было. Имеющиеся блочки от других устройств не подходили по силе тока или по напряжению. Монитор нужно было проверить в течение дня, а отправиться на поиски нужного зарядного, не было ни времени, ни желания. Взяв 12 Вольт с желтого провода на молексе БК питания компьютера, мне удалось включить монитор. Оказалось, что это вполне удобно. Не нужно искать лишнюю розетку, а сам экран запускается вместе с системным блоком. Спустя год у меня все так и работает.

Существует еще целый ряд возможностей, которые дает напряжение с блока питания компьютера.

  • Многие мастера из БП ПК делают блок питания для шуруповерта и других электроинструментов.
  • Существует возможность переделать блок питания ПК под автомобильное зарядное для аккумуляторов.
  • Вы всегда можете зарядить любое устройство, выбрав нужное напряжение. Согласитесь, ведь часто бывает так, что оригинальные блоки выходят из строя в самый неподходящий момент.
  • Можно запитать диодную ленту или любой другой осветительный прибор, требующий небольшое напряжение.

Как взять 12 вольт с блока питания компьютера

Как вы уже поняли, взять напряжение с блока питания компьютера достаточно просто. Вам необходимо лишь подключить устройство к желтому проводу (плюс) и черному (минус). Только будьте внимательны и не перепутайте полярность, иначе ваше устройство, скорее всего, выйдет из строя. Опять же повторюсь, не забывайте о том, что блок питание подаст напряжение на провода только тогда, когда он будет запущен. Если вы работаете с демонтированным БП ПК, который изъят из корпуса, то необходимо запустить устройство путем замыкания проводов GND (минус) и PWR SW.

Если вы еще не знакомы со статьей моего коллеги «Варрам — робот для вашего питомца», то прочесть её можно нажав сюда.

Немного информации в помощь

Для того, чтобы вам было легче понять, какое напряжение с блока питания вы получите, я составил небольшую таблицу. Пользоваться ей нужно по такому принципу: положительное напряжение + ноль =итог.

Положительное Ноль Итог
+12V 0V +12V
+5V -5V +10V
+12V +3,3V +8,7V
+3,3V -5V +8,3V
+12V +5V +7V
+5V 0V +5V
+3,3V 0V +3,3V
+5V +3,3V +1,7V
0V 0V 0V

А вы знаете, что не пропустите ни один наш материал, если оформите подписку? Оформить подписку легко: достаточно лишь ввести свой email в форму под этой статьей и нажать на кнопку «Подписаться на рассылку». И вы всегда будете в курсе наших публикаций!

Надеюсь, сегодняшняя статья была понятна и полезна. Теперь вы знаете, как получить нужное напряжение с блока питания компьютера и каким образом взять 12 Вольт. Однако помните, что обращение с электроприборами требует соблюдения правил техники безопасности. В случае, если вы не уверены в своих знаниях, лучше попросить помощи у профессионала.

Необходимость подать питание на адаптер для подключения жесткого внешнего диска через гнездо USB к персональному компьютеру заставила вспомнить о давно пылившемся на антресолях блоке питания JNC LC-200A. Напряжение 12 и 5 вольт в наличии есть, тока в достатке. Да что там говорить – профильный блок питания в подобных ситуациях всегда лучший вариант.

Свою функцию он выполнил успешно. Другой источник питания для этих целей решил не искать, вот только смущает обилие проводов выходящих из него наружу. И выход тут один, раз уж решил использовать его постоянно – необходима доработка.

Разобрал блок питания на отдельные узлы, покрасил корпус, просверлил в нижней части отверстия для клемм и установки на днище резиновых ножек (которые и поставил в первую очередь, а то пока соберешь, весь стол железом днища обдерешь).

Клеммы поставил на все виды имеющихся напряжений, пусть будут. Красные «+12», «+5», «+3,3» вольта, а чёрные «0», «-12», «-5». Тем более, что используя их различное сочетание, можно получить весьма широкий спектр постоянных выходных напряжений.

Взялся за плату. Провода, идущие на вентилятор, ранее были просто запаяны – установил разъём на случай необходимости разборки блока питания в дальнейшем.

Из выводных проводов нетронутыми оставил два жгута, остальные укоротил и объединил (в соответствии с цветом и конечно же выходным напряжением).

Плату на место, укороченные провода к клеммам, цельные жгуты вывел наружу.

Затем поставил на место разъём сетевого питания и выключатель, причём последний, раньше располагался вне корпуса на полуметровом кабеле, но в итоге был интегрирован в имевшуюся и не используемую верхнюю сетевую розетку. Вентилятор установил так, чтобы он гнал воздух внутрь корпуса. Вот тут посмотрите как стартовать БП без ПК.

Привернул верхнюю часть корпуса на место, на одном выводном жгуте оставил разъём питания для подключения жёстких дисков c интерфейсом IDE, на другой установил разъём для дисков с интерфейсом SATA. Клеммы питания подписал самым простым и доступным образом – распечатал необходимые обозначения, наклеил сверху текста скотч, вырезал и приклеил.

Обратная сторона собранного блока питания. Кнопка включения расположилась в удобной нише, случайное включение или выключение её практически невозможно. И это не мелочь, так как при несанкционированном отключении питания от подключённого к компьютеру жесткого внешнего диска возможны неблагоприятные последствия. Пользоваться доработанным блоком питания для подключения ЖВД несравненно удобней, сказал бы даже комфортно. Плюс к этому возможность использования блока питания и для получения других самых различных постоянных напряжений.

Получение разных напряжений – таблица соединений

Получаем Соединяем
24.0V 12V и -12V
17.0V 12V и -5V
15.3V 3.3V и -12V
10.0V 5V и -5V
8.7V 12V и 3.3V
8.3V 3.3V и -5V
7.0V 12V и 5V
1.7V 5V и 3.3V

Также БП стал более компактным и мобильным, поэтому применений ему будет масса – необходимость в мощном и отдельном источнике различных напряжений возникает часто. Автор проекта – Babay iz Barnaula.

Обсудить статью ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ БЕЗ ПК

Блок питания для автомагнитолы из компьютерного БП.

Как «запитать» автомагнитолу от компьютерного блока питания?

Главная тема уже озвучена в заголовке, поэтому перейдём сразу к делу. Итак, что нам понадобится? Во-первых, рабочая автомагнитола или автомобильный CD/MP3-ресивер. У меня на руках оказался автомобильный CD/MP3-ресивер Panasonic CQ-DFX883N.

Во-вторых, компьютерный блок питания формата AT или ATX. Сейчас полно компьютерного железа от старых ПК, в том числе и блоков питания.

Где его можно найти бесплатно или за минимальные деньги?

  • Вытащить из своего старого ПК, который пылится в чулане;

  • Купить за копейки на «барахолке» — такие 100% есть на любом радиорынке;

  • Починить и довести до ума неисправный компьютерный БП.

Для своей затеи я купил «бэушный» блок питания как раз на «барахолке».

Прежде чем подключать компьютерный БП к автомагнитоле – нужно его проверить и, если надо, довести до рабочего состояния. Об этом чуть позже, а пока о том, как подключить автомагнитолу к компьютерному БП.

Подключение автомагнитолы к компьютерному БП.

У компьютерного блока питания (БП) есть здоровый жгут с выходными разъёмами. Провода чёрного цвета – это минус или общий провод. По жёлтым подаётся напряжение +12V. Остальные провода нам будут не нужны – их использовать не будем. Так вот нам нужно от блока питания взять всего-навсего 12V. Для этого берём любой из разъёмов MOLEX или Floppy-разъём. Далее откусываем от него жёлтый провод (+12V) и чёрный провод – минусовой. Затем подключаем эти провода к питающим проводам автомагнитолы.

Стоит отметить, что выходной канал на +12V достаточно мощный и может «отдать» в нагрузку ток в 8-10 ампер (при мощности БП 200 — 300 Вт.), что, собственно, нам и нужно. Обычно, максимальный ток, потребляемый автомобильным CD/MP3-ресивером составляет 10-15 ампер. Но это максимум!

Кроме этого нужно провести лёгкую доработку, если у вас блок питания формата ATX. Об этом расскажу чуть позднее.

У автомагнитолы имеется 3 провода, к которым подключается питание (напряжение +12V) от штатной электросети автомобиля. Чёрный провод – это минус (по другому — общий провод, «земля», Ground). Жёлтый провод – это +12V (маркируется как Battery). Это основные провода для подключения питания к автомагнитоле.

Но даже если подключить эти провода к аккумулятору или БП, автомагнитолу мы не включим – она будет в дежурном («спящем») режиме.

Поэтому ищем красный провод (маркируется ACC) у автомагнитолы и скручиваем его вместе с жёлтым проводом +12V. Штатно красный провод подключается к замку зажигания авто.

Как только водитель замыкает ключом зажигания электрическую цепь, автомагнитола автоматически переходит из спящего режима в рабочий – включается подсветка дисплея автомагнитолы. При этом красный провод через замок зажигания закорачивается на плюс +12V. Мы же это делаем, принудительно соединяя жёлтый (+12V) и красный провод.

При этом автомагнитола будет включатся сразу же при подаче напряжения.

Отличие компьютерных блоков питания формата AT от ATX.

Компьютерные блоки формата AT не имеют дежурного блока питания +5 (Standby) и выходных напряжений 3,3V. Поэтому при включении такого блока на его выходах +12V, +5V, -12V, -5V напряжение появляется сразу.

У блоков питания формата ATX есть дежурный источник питания на +5VSB (Standby). Он работает всегда, пока блок питания подключен к сети 220V. Чтобы на выходных каналах появились напряжения +12V, -12V, +5V, -5V, +3,3V нужно на главном выходном разъёме замкнуть зелёный и чёрный провод.

Если вы хотите, чтобы выходные напряжения появлялись сразу после включения БП, то можно установить перемычку между зелёным (Power ON) и чёрным проводом. При этом блок питания будет выходить из «спящего» режима сразу после подачи на него напряжения сети 220V.

Восстановление компьютерного блока питания.

Для начала пробуем включить блок питания. В большинстве случае бывшие в употреблении (б/у или «бэушные») блоки питания от ПК, как правило, рабочие, но имеют некоторые дефекты (отсутствие некоторых выходных напряжений, пониженное напряжение на одном из каналов +12, -12, +5, -5 вольт и т.п.). Даже если блок питания запустился – при этом начнёт крутить вентилятор – стоит вскрыть корпус блока питания, выгрести из него всю пыль, открутить печатную плату и осмотреть контакты на предмет непропая. Если нужно — исправить дефекты.

Перед проведением любых работ необходимо отключать блок питания от сети 220V. Также после этого не помешает принудительно разрядить высоковольтные электролитические конденсаторы входного выпрямителя (220-470 мкФ. * 250V). Сделать это можно подключив на несколько секунд резистор на 100-200 кОм параллельно контактам конденсатора. Естественно, держать пальцами резистор не стоит — иначе можно получить лёгкий удар током.

Эта операция необходима потому, что остаточный электрический заряд конденсаторов опасен (в рабочем режиме на них 200V!). При случайном касании выводов конденсаторов можно получить лёгкий электрический удар. Явление весьма неприятное.

Особое внимание стоит обратить на состояние электролитических конденсаторов выходных выпрямителей. Если они вздуты, имеют разрыв засечки, то их нужно заменить новыми.

Более подробно об устройстве компьютерных блоков питания формата AT рассказано здесь.

Чтобы блок питания выглядел более солидно можно покрасить его аэрозольной краской-спреем (продаётся в любом магазине автозапчастей).

Главная &raquo Секреты ремонта автомагнитол &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Как устроен блок питания, который работает в каждом системнике / Хабр


Блок питания извлечён из корпуса. Пучок проводов слева подключается к компьютеру. Большой компонент посередине типа трансформатора — это фильтрующий индуктор. Кликабельно, как и все фотографии в статье

Вы когда-нибудь задумывались, что находится внутри блока питания (БП) вашего компьютера? Задача БП — преобразовать питание из сети (120 или 240 В переменного тока, AC) в стабильное питание постоянного, то есть однонаправленного тока (DC), который нужен вашему компьютеру. БП должен быть компактным и дешёвым, при этом эффективно и безопасно преобразовывать ток. Для этих целей при изготовлении используются различные методы, а сами БП внутри устроены гораздо сложнее, чем вы думаете.

В этой статье мы разберём блок стандарта ATX и объясним, как он работает1.

Как и в большинстве современных БП, в нашем используется конструкция, известная как «импульсный блок питания» (ИБП). Это сейчас они очень дёшевы, но так было не всегда. В 1950-е годы сложные и дорогие ИБП использовались разве что в ракетах и космических спутниках с критическими требованиями к размеру и весу. Однако к началу 1970-х новые высоковольтные транзисторы и другие технологические усовершенствования значительно удешевили ИБП, так что их стали широко использовать в компьютерах. Сегодня вы можете за несколько долларов купить зарядное устройство для телефона с ИБП внутри.

Наш ИБП формата ATX упакован в металлический корпус размером с кирпич, из которого выходит множество разноцветных кабелей. Внутри корпуса мы видим плотно упакованные компоненты. Инженеры-конструкторы явно были озабочены проблемой компактности устройства. Многие компоненты накрыты радиаторами. Они охлаждают силовые полупроводники. То же самое для всего БП делает встроенный вентилятор. На КДПВ он справа.

Начнём с краткого обзора, как работает ИБП, а затем подробно опишем компоненты. Своеобразный «конвейер» на фотографии организован справа налево. Справа ИБП получает переменный ток. Входной переменный ток преобразуется в высоковольтный постоянный ток с помощью нескольких крупных фильтрующих компонентов. Этот постоянный ток включается и выключается тысячи раз в секунду для генерации импульсов, которые подаются в трансформатор. Тот преобразует высоковольтные импульсы в сильноточные низковольтные. Эти импульсы преобразуются в постоянный ток и фильтруются, чтобы обеспечить хорошее, чистое питание. Оно подаётся на материнскую плату, накопители и дисководы через кабели на фотографии слева.

Хотя процесс может показаться чрезмерно сложным, но большинство бытовой электроники от мобильника до телевизора на самом деле питаются через ИБП. Высокочастотный ток позволяет сделать маленький, лёгкий трансформатор. Кроме того, импульсные БП очень эффективны. Импульсы настраиваются таким образом, чтобы обеспечить только необходимую мощность, а не превращать избыточную мощность в отработанное тепло, как в линейном БП.

Первым делом входной переменный ток проходит через цепь входного фильтра, которая фильтрует электрический шум, то есть беспорядочные изменения электрического тока, ухудшающие качество сигнала.

Фильтр ниже состоит из индукторов (тороидальных катушек) и конденсаторов. Квадратные серые конденсаторы — специальные компоненты класса X для безопасного подключения к линиям переменного тока.


Компоненты входного фильтра

Переменный ток с частотой 60 герц в сети меняет своё направление 60 раз в секунду (AC), но компьютеру нужен постоянный ток в одном направлении (DC).

Полномостовой выпрямитель

на фотографии ниже преобразует переменный ток в постоянный. Выходы постоянного тока на выпрямителе отмечены знаками

?

и

+

, а переменный ток входит через два центральных контакта, которые

постоянно меняют свою полярность

. Внутри выпрямителя — четыре диода. Диод позволяет току проходить в одном направлении и блокирует его в другом направлении, поэтому в результате переменный ток преобразуется в постоянный ток, протекающий в нужном направлении.


На мостовом выпрямителе видна маркировка GBU606. Цепь фильтра находится слева от выпрямителя. Большой чёрный конденсатор справа — один из удвоителей напряжения. Маленький жёлтый конденсатор — это специальный керамический Y-конденсатор, который защищает от всплесков напряжения

Ниже — две схемы, как работает мостовой выпрямитель. На первой схеме у верхнего входа переменного тока положительная полярность. Диоды пропускают поток на выход DC. На второй схеме входы переменного тока поменяли полярность, как это происходит постоянно в AC. Однако конфигурация диодов гарантирует, что выходной ток остаётся неизменным (плюс всегда сверху). Конденсаторы сглаживают выход.


На двух схемах показан поток тока при колебаниях входного сигнала AC. Четыре диода заставляют ток течь в направлении по стрелке

Современные БП принимают «универсальное» входное напряжение от 85 до 264 вольт переменного тока, поэтому могут использоваться в разных странах независимо от напряжения в местной сети. Однако схема этого старого БП не могла справиться с таким широким диапазоном. Поэтому предусмотрен переключатель для выбора 115 или 230 В.


Переключатель 115/230 В

Переключатель использует умную схему с удвоителем напряжения. Идея в том, что при закрытом переключателе (на 115 В) вход AC обходит два нижних диода в мостовом выпрямителе, а вместо этого подключается непосредственно к двум конденсаторам. Когда «плюс» на верхнем входе AC, полное напряжение получает верхний конденсатор. А когда «плюс» снизу, то нижний. Поскольку выход DC идёт с обоих конденсаторов, на выходе всегда получается двойное напряжение. Дело в том, что остальная часть БП получает одинаковое напряжение независимо от того, на входе 115 или 230 В, что упрощает его конструкцию. Недостаток удвоителя в том, что пользователь обязан установить переключатель в правильное положение, иначе рискует повредить БП, а для самого БП требуются два больших конденсатора. Поэтому в современных БП удвоитель напряжения вышел из моды.


Схема удвоителя напряжения. Каждый конденсатор получает полный вольтаж, поэтому на выходе DC двойное напряжение. Серые диоды не используются в работе удвоителя

В целях безопасности высоковольтные и низковольтные компоненты разделены механически и электрически, см. фотографию ниже. На основной стороне находятся все цепи, которые подключаются к сети AC. На вторичной стороне — низковольтные цепи. Две стороны разделены «пограничной изоляцией», которая отмечена зелёным пунктиром на фотографии. Через границу не проходит

никаких

электрических соединений. Трансформаторы пропускают энергию через эту границу через магнитные поля без прямого электрического соединения. Сигналы обратной связи передаются на основную сторону с помощью оптоизоляторов, то есть световыми импульсами. Это разделение является ключевым фактором в безопасной конструкции: прямое электрическое соединение между линией AC и выходом БП создаёт опасность удара электрическим током.


Источник питания с маркировкой основных элементов. Радиаторы, конденсаторы, плата управления и выходные кабели удалены ради лучшего обзора (SB означает источник резервного питания, standby supply)

К этому моменту входной переменный ток преобразован в высоковольтный постоянный ток около 320 В

2

. Постоянный ток нарезается на импульсы переключающим (импульсным) транзистором (

switching transistor

на схеме выше). Это силовой МОП-транзистор (MOSFET)

3

. Поскольку во время использования он нагревается, то установлен на большом радиаторе. Импульсы подаются в главный трансформатор, который в некотором смысле является сердцем БП.

Трансформатор состоит из нескольких катушек проволоки, намотанных на намагничиваемый сердечник. Высоковольтные импульсы, поступающие в первичную обмотку трансформатора, создают магнитное поле. Сердечник направляет это магнитное поле на другие, вторичные обмотки, создавая в них напряжение. Так ИБП безопасно вырабатывает выходной ток: между двумя сторонами трансформатора нет электрического соединения, только соединение через магнитное поле. Другим важным аспектом является то, что в первичной обмотке много оборотов проволоки вокруг сердечника, а на вторичных контурах гораздо меньше. В результате получается понижающий трансформатор: выходное напряжение намного меньше входного, но при гораздо большем вольтаже.

Переключающий транзистор3 управляется интегральной схемой под названием «ШИМ-контроллер режима тока UC3842B». Этот чип можно считать мозгом БП. Он генерирует импульсы на высокой частоте 250 килогерц. Ширина каждого импульса регулируется для обеспечения необходимого выходного напряжения: если напряжение начинает падать, чип производит более широкие импульсы, чтобы пропускать больше энергии через трансформатор4.

Теперь можно посмотреть на вторую, низковольтную часть БП. Вторичная схема производит четыре выходных напряжения: 5, 12, ?12 и 3,3 вольта. Для каждого выходного напряжения отдельная обмотка трансформатора и отдельная схема для получения этого тока. Силовые диоды (ниже) преобразуют выходы трансформатора в постоянный ток. Затем индукторы и конденсаторы фильтруют выход от всплесков напряжения. БП должен регулировать выходное напряжение, чтобы поддерживать его на должном уровне даже при увеличении или уменьшении нагрузки. Интересно, что в БП используется несколько различных методов регулирования.


Крупным планом показаны выходные диоды. Слева вертикально установлены цилиндрические диоды. В центре — пары прямоугольных силовых диодов Шоттки, в каждом корпусе по два диода. Эти диоды прикреплены к радиатору для охлаждения. Справа обратите внимание на два медных провода в форме скоб. Они используются в качестве резисторов для измерения тока

Основными являются выходы 5 и 12 В. Они регулируются одной микросхемой контроллера на основной стороне. Если напряжение слишком низкое, микросхема увеличивает ширину импульсов, пропуская больше мощности через трансформатор и увеличивая напряжение на вторичной стороне БП. А если напряжение слишком высокое, чип уменьшает ширину импульса. Примечание: одна и та же схема обратной связи управляет выходами на 5 и 12 В, поэтому нагрузка на одном выходе может изменять напряжение на другом. В более качественных БП два выхода регулируются по отдельности5.


Нижняя сторона печатной платы. Обратите внимание на большое расстояние между цепями основной и вторичной сторон БП. Также обратите внимание, какие широкие металлические дорожки на основной стороне БП для тока высокого напряжения и какие тонкие дорожки для схем управления

Вы можете задать вопрос, как микросхема контроллера на основной стороне получает обратную связь об уровнях напряжения на вторичной стороне, поскольку между ними нет электрического соединения (на фотографии виден широкий зазор). Трюк в использовании хитроумной микросхемы под названием оптоизолятор. Внутри чипа на одной стороне чипа инфракрасный светодиод, на другой светочувствительный фототранзистор. Сигнал обратной связи подаётся на LED и детектируется фототранзистором на другой стороне. Таким образом оптоизолятор обеспечивает мост между вторичной и первичной сторонами, передавая информацию светом, а не электричеством6.

Источник питания также обеспечивает отрицательное выходное напряжение (?12 В). Это напряжение в основном устарело, но использовалось для питания последовательных портов и слотов PCI. Регулирование питания ?12 В кардинально отличается от регулирования +5 и +12 В. Выход ?12 В управляется стабилитроном (диодом Зенера) — это специальный тип диода, который блокирует обратный ток до определённого уровня напряжения, а затем начинает проводить его. Избыточное напряжение рассеивается в виде тепла через силовой резистор (розовый) под управлением транзистора и стабилитрона (поскольку этот подход расходует энергию впустую, современные высокоэффективные БП не используют такой метод регулирования).


Питание ?12 В регулируется крошечным стабилитроном ZD6 длиной около 3,6 мм на нижней стороне печатной платы. Соответствующий силовой резистор и транзистор A1015 находятся на верхней стороне платы

Пожалуй, наиболее интересной схемой регулирования является выход 3,3 В, который регулируется магнитным усилителем. Магнитный усилитель — это индуктор с особыми магнитными свойствами, которые заставляют его работать как ключ (переключатель). Когда ток подаётся в индуктор магнитного усилителя, то сначала он почти полностью блокирует ток, поскольку индуктор намагничивается и магнитное поле увеличивается. Когда индуктор достигает полной намагниченности (то есть насыщается), его поведение внезапно меняется — и индуктор позволяет частицам течь беспрепятственно. Магнитный усилитель в БП получает импульсы от трансформатора. Индуктор блокирует переменную часть импульса. Выход 3,3 В регулируется изменением ширины импульса7.


Магнитный усилитель представляет собой кольцо из ферритового материала с особыми магнитными свойствами. Вокруг кольца намотано несколько витков проволоки

В блоке питания есть небольшая плата, на которой размещена схема управления. Эта плата сравнивает напряжение с эталонным, чтобы генерировать сигналы обратной связи. Она отслеживает вольтаж также для того, чтобы генерировать сигнал «питание в норме» (power good). Схема установлена на отдельной перпендикулярной плате, поэтому не занимает много места в БП.


Основные компоненты установлены на верхней стороне платы со сквозными отверстиями, а нижняя сторона покрыта крошечными SMD-компонентами, которые нанесены путём поверхностного монтажа. Обратите внимание на резисторы с нулевым сопротивлением в качестве перемычек

В БП есть ещё вторая цепь — для резервного питания

9

. Даже когда компьютер формально «выключен», пятивольтовый источник резервного питания обеспечивает ему мощность 10 Вт для функций, которые продолжают работать: часы реального времени, функция пробуждения по локальной сети и др. Цепь резервного питания является почти независимым БП: она использует отдельную управляющую микросхему, отдельный трансформатор и отдельные компоненты на вторичной стороне DC, но те же самые компоненты на основной стороне AC. Эта система гораздо меньшей мощности, поэтому в цепи трансформатор меньшего размера.


Чёрно-жёлтые трансформаторы: трансформатор для резервного питания находится слева, а основной трансформатор — справа. Перед ним установлена микросхема для управления резервным питанием. Большой цилиндрический конденсатор справа — компонент удвоителя напряжения. Белые капли — это силикон, который изолирует компоненты и удерживает их на месте

Блок питания ATX сложно устроен внутри, с множеством компонентов, от массивных индукторов и конденсаторов до крошечных компонентов поверхностного монтажа

10

. Однако эта сложность позволяет выпускать эффективные, маленькие и безопасные БП. Для сравнения, я когда-то писал о

блоке питания 1940-х годов

, который выдавал всего 85 ватт мощности, но был размером с чемодан, весил 50 кг и стоил сумасшедшие деньги. В наше время с продвинутыми полупроводниками делают гораздо более мощные БП дешевле 50 долларов, и такое устройство поместится у вас в руке.


Блок питания REC-30 для телетайпа Model 19 (ВМФ США) 1940-х годов

Я уже писал о БП, включая историю блоков питания в IEEE Spectrum. Вам также могут понравиться детальные разборы зарядного устройства Macbook и зарядного устройства iPhone.


1

Intel представила стандарт ATX для персональных компьютеров в 1995 году. Стандарт ATX (с некоторыми обновлениями) по-прежнему определяет конфигурацию материнской платы, корпуса и блока питания большинства настольных компьютеров. Здесь мы изучаем блок питания 2005 года, а современные БП более продвинутые и эффективные. Основные принципы те же, но есть некоторые изменения. Например, вместо магнитных усилителей почти везде используют преобразователи DC/DC.


Этикетка на блоке питания

На этикетке БП указано, что он изготовлен компанией Bestec для настольного компьютера Hewlett-Packard Dx5150. Этот БП слегка не соответствует формату ATX, он более вытянут в длину. [вернуться]

2 Вы можете задать вопрос, почему AC напряжением 230 В преобразуется в постоянный ток 320 В. Причина в том, что напряжение переменного тока обычно измеряется как среднеквадратичное, которое в каком-то смысле усредняет изменяющуюся форму волны. По факту в 230-вольтовом сигнале AC есть пики до 320 вольт. Конденсаторы БП заряжаются через диоды до пикового напряжения, поэтому постоянный ток составляет примерно 320 вольт (хотя немного провисает в течение цикла). [вернуться]

3 Силовой транзистор представляет собой силовой МОП-транзистор FQA9N90C. Он выдерживает 9 ампер и 900 вольт. [вернуться]

4 Интегральная схема питается от отдельной обмотки на трансформаторе, которая выдаёт 34 вольта для её работы. Налицо проблема курицы и яйца: управляющая микросхема создаёт импульсы для трансформатора, но трансформатор питает управляющую микросхему. Решение — специальная цепь запуска с резистором 100 kΩ между микросхемой и высоковольтным током. Она обеспечивает небольшой ток для запуска микросхемы. Как только чип начинает отправлять импульсы на трансформатор, то питается уже от него. [вернуться]

5 Метод использования одного контура регулирования для двух выходов называется перекрёстным регулированием. Если нагрузка на одном выходе намного выше другого, напряжения могут отклоняться от своих значений. Поэтому во многих БП есть минимальные требования к нагрузке на каждом выходе. Более продвинутые БП используют DC/DC преобразователи для всех выходов, чтобы контролировать точность напряжения. Дополнительные сведения о перекрёстном регулировании см. в этих двух презентациях. Один из обсуждаемых методов — многоуровневая укладка выходных обмоток, как в нашем БП. В частности, 12-вольтовый выход реализован в виде 7-вольтового выхода поверх 5-вольтового выхода, что даёт 12 вольт. При такой конфигурации ошибка 10% (например) в 12-вольтовой цепи будет составлять всего 0,7 В, а не 1,2 В. [вернуться]

6 Оптоизоляторы представляют собой компоненты PC817, которые обеспечивают 5000 вольт изоляции между сторонами БП (то есть между высокой и низкой сторонами). Обратите внимание на прорезь в печатной плате под оптоизоляторами. Это дополнительная мера безопасности: она гарантирует, что ток высокого напряжения не пройдёт между двумя сторонами оптоизолятора вдоль поверхности печатной платы, например, при наличии загрязнения или конденсата (в частности, прорезь увеличивает расстояние утечки). [вернуться]

7 Ширина импульса через магнитный усилитель устанавливается простой схемой управления. В обратной части каждого импульса индуктор частично размагничивается. Схема управления регулирует напряжение размагничивания. Более высокий вольтаж усиливает размагничивание. Тогда индуктору требуется больше времени для повторного намагничивания, и, таким образом, он дольше блокирует входной импульс. При более коротком импульсе в цепи выходное напряжение уменьшается. И наоборот, более низкое напряжение размагничивания приводит к меньшему размагничиванию, поэтому входной импульс блокируется не так долго. В итоге выходное напряжение регулируется изменением напряжения размагничивания. Обратите внимание, что ширина импульса в магнитном усилителе регулируется управляющей микросхемой. Магнитный усилитель сокращает эти импульсы по мере необходимости при регулировании выходного напряжения 3,3 В. [вернуться]

8 Плата управления содержит несколько микросхем, включая операционный усилитель LM358NA, чип супервизора/сброса TPS3510P, четырёхканальный дифференциальный компаратор LM339N и прецизионный эталон AZ431. Чип супервизора интересный — он специально разработан для БП и контролирует выходное напряжение, чтобы оно было не слишком высоким и не слишком низким. Прецизионный эталон AZ431 — это вариант эталонного чипа TL431, который часто используется в БП для обеспечения опорного (контрольного) напряжения. Я уже писал о TL431. [вернуться]

9 Источник резервного питания использует другую конфигурацию — обратноходовой трансформатор. Здесь установлена управляющая микросхема A6151 с переключающим транзистором, что упрощает конструкцию.


Схема БП с использованием A6151. Она взята из справочника, поэтому не идентична схеме нашего БП, хотя близка к ней
[вернуться]

10 Если хотите изучить подробные схемы различных БП формата ATX, рекомендую сайт Дэна Мельника. Удивительно, сколько существует реализаций БП: различные топологии (полумостовые или прямые), наличие или отсутствие преобразования коэффициента мощности (PFC), разнообразные системы управления, регулирования и мониторинга. Наш БП довольно похож на БП с прямой топологией без PFC, внизу той странички на сайте Дэна. [вернуться]



Анатомия. Из чего состоит блок питания? — i2HARD

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.

Что это и с чем это едят?

Многие компьютерные компоненты имеют названия, требующие чуточку технических знаний, чтобы понять, что это и зачем (например, твердотельный накопитель), но в случае блока питания всё довольно очевидно. Это блок, обеспечивающий питание.

Но мы же не можем на этом поставить точку, с гордостью заявив «статья готова». Наш цикл статей посвящен внутреннему строению, и на операционном столе у нас лежит подопытный – Cooler Master G650M. Это довольно типичный представитель, с характеристиками, подобными десяткам других моделей, но у него есть одна особенность, встречающаяся не во всех блоках питания.


Официальное фото блока питания Cooler Master.

Это блок питания стандартного размера, соответствующий форм-фактору ATX 12V v2.31, поэтому он подходит для многих компьютерных корпусов.

Есть и другие форм-факторы – например, для малых корпусов, либо вовсе уникальные по спецзаказу. Не каждый блок соответствует точным размерам, установленным стандартными форм-факторами – они могут быть одинаковой ширины и высоты, но отличаться по длине.


Этот блок питания от Cisco специально спроектирован для серверных стоек

В маркировке PSU обычно указывается их основной параметр – максимально обеспечиваемая мощность. В случае с нашим Cooler Master, это 650 Вт. Позже мы поговорим, что это на самом деле значит, а пока лишь заметим, что есть и менее мощные БП, поскольку не всем компьютерам требуется именно столько, а некоторым достаточно даже на порядок меньше. Но всё-ж большинство настольных компьютеров обеспечены питанием в диапазоне от 400 до 600 Вт.

Блоки питания вроде нашего собираются в прямоугольных, зачастую неокрашенных, металлических корпусах, отчего бывают достаточно увесистые. У ноутбуков блок питания практически всегда внешний, в пластиковом корпусе, но его внутренности очень схожи с тем, что мы увидим у рассматриваемого нами БП.


Источник фотографии nix.ru

Большинство типичных блоков питания оснащены сетевым выключателем и кулером для активной терморегуляции, хотя в ней не все БП нуждаются. И не у всех из них есть вентиляционная решётка – у серверных версий, в частности, это редкость.

Ну что-ж, как вы можете видеть на фото выше, мы уже вооружены отверткой и готовы приступить к вскрытию нашего экземпляра.

Немного теории

Но прежде чем мы начнем копаться во внутренностях, давайте зададимся вопросом, действительно ли блок питания настолько необходим? Почему нельзя подключить компьютер напрямую к розетке? Ответ заключается в том, что компьютерные комплектующие рассчитаны на совсем другое напряжение, нежели сетевое.

На графике ниже показано, каким должно быть электричество сети (в США = синяя и зеленая кривые; Великобритания = красная кривая). Ось X представляет время в миллисекундах, а ось Y – напряжение (voltage) в вольтах. Проще всего понять, что такое напряжение, глядя на разность энергий между двумя точками.

Если напряжение приложено к проводнику (например, к металлической проволоке), разница в энергии заставит электроны в материале проводника течь от более высокого энергетического уровня к более низкому. Электроны – составляющие атомов, из которых состоит проводник, и металлы имеют много электронов, которые могут свободно перемещаться. Этот поток электронов называется током (current) и измеряется в амперах.

Хорошую аналогию можно провести с садовым шлангом: напряжение сродни давлению, которое вы используете, а расход воды – это ток. Любые ограничения и препятствия в шланге – по сути как электрическое сопротивление.


Мы видим, что электричество в сети варьируется с течением времени, из-за чего оно называется напряжением переменного тока (AC, alternating current). В США сетевое напряжение меняется 60 раз в секунду, достигая пиковых значений 340 В или 170 В, в зависимости от местоположения и способа подключения. В Великобритании пиковые напряжения пониже, и частота этих колебаний также немного отличается. Большинство стран придерживаются схожих стандартов сетевого напряжения, и лишь в немногих странах пиковые напряжения более низкие или более высокие.

Потребность в блоке питания заключается в том, что компьютеры не работают с переменным током: им нужно постоянное напряжение, которое никогда не меняется, и кроме того – гораздо более низкое. На том же графике оно будет выглядеть примерно вот таким:


Но современному компьютеру требуется не одно постоянное напряжение, а четыре: +12 вольт, -12 вольт, +5 вольт и +3,3 вольта. И поскольку эти значения не меняются, такой ток называется постоянным (DC, direct current). Преобразование тока из переменного в постоянный (т.н. выпрямление) – одна из основных функций блока питания. Пришло время вскрыть его и посмотреть, как он это делает!

Преобразование тока из переменного в постоянный – одна из основных функций PSU. Пришло время посмотреть, как он это делает!

Здесь мы должны предупредить вас, что в блоке питания есть элементы, накапливающие электричество, в том числе смертельное. Поэтому разбирать PSU потенциально опасно.


Официальное фото блока питания Cooler Master.

Принцип работы этого блока питания аналогичен многим другим, и хоть маркировки на различных деталях внутри будут отличаться, принципиальных различий это не делает.

Разъём сетевого шнура находится в верхнем левом углу фотографии, и ток по сути идет по часовой стрелке, пока не достигнет выхода из блока питания (пучок цветных проводов, нижний левый угол).


Источник фото techspot.com

Если мы перевернем плату, мы увидим, что по сравнению с материнской платой, проводники и соединения на ней более широкие и массивные – это потому, что они рассчитаны на более высокие токи. Также, бросается в глаза широкая полоса в середине, будто текущая по равнине река.

Это снова говорит о том, что все блоки питания имеют два четко разделённых узла: первичный и вторичный. Первый – это настройка входного напряжения, чтобы его можно было эффективно понижать; второй – это все настройки уже выпрямленного и пониженного напряжения.

Фильтрация

Первое, что блок питания делает с сетевым электричеством, это не выпрямление и не понижение, а выравнивание входного напряжения. Поскольку в наших домах, офисах и на предприятиях имеется множество электрических устройств и приборов, постоянно включающихся-выключающихся, а также излучающих электромагнитные помехи, переменный ток в сети часто бывает «скомканный» и со случайными скачками и перепадами (частота также не постоянна). Это не только затрудняет блоку питания выполнять преобразования, но может вывести из строя некоторые элементы внутри него.

Наш БП имеет две ступени так называемых входных фильтров (transient filter), первая из которых построена сразу на входе с помощью трёх конденсаторов. Она выполняет роль, похожую на роль «лежачего полицейского» на дороге – только вместо скорости, этот фильтр гасит внезапные скачки входного напряжения.


Источник фото techspot.com

Вторая ступень фильтра более сложная, но в сущности делает то же самое.

Желтые кирпичики – это снова конденсаторы, а вот зеленые кольца, обмотанные медным проводом, это индуктивные катушки (хотя при таком использовании их обычно называют дросселями). Катушки накапливают электрическую энергию в магнитном поле, но энергия при этом не теряется, а за счет самоиндукции плавно возвращается обратно. Таким образом, внезапно появившийся высокий импульс (скачок) поглощается магнитным полем дросселя, чтобы на выходе дать ровное напряжение без всяких скачков.

Два маленьких синих диска – ещё одни представители многообразия конденсаторов, а чуть ниже них (зелёный, с длинными ножками, обтянутыми черными изоляторами) – металлооксидный варистор (MOV). Они также используются для защиты от скачков входного напряжения. Подробнее о различных типах входных фильтров можно прочитать здесь.


Источник фото techspot.com

По этому узлу блока питания часто можно определить, насколько производитель сэкономил, или к какому бюджетному классу принадлежит девайс. Более дешевые будут иметь упрощённую фильтрацию входа, а самые дешёвые и вовсе не иметь таковой (избегайте таких!).

Теперь, когда напряжение выровнено и причёсано, ему дозволяется идти дальше – собственно, к преобразованию.

Преобразование

Как мы уже сказали, блоку питания нужно изменить напряжение переменного тока, которое в американских розетках обычно в районе 120 вольт (технически, это среднеквадратичные 120 вольт, но мы не будем так язык выламывать), получив на выходе постоянное напряжение 12, 5 и 3,3 вольт.

Первым делом осуществляется преобразование переменного тока в постоянный, и наш блок использует для этого выпрямительный мост. На фото ниже это плоский черный элемент, приклеенный к радиатору.


Источник фото techspot.com

Это еще одно место, где производитель блоков питания может сократить расходы, поскольку более дешевые выпрямители хуже справляются со своей задачей (например, сильнее греются). Теперь, если пиковое входное напряжение составляет 170 В (что имеет место для сети 120 В), то пройдя через выпрямительной мост, оно станет 170 В, но уже постоянного тока.

В таком виде оно поступает на следующую стадию, и в нашем блоке это активный модуль коррекции коэффициента мощности (APFC или Active PFC, Active Power Factor Correction converter). Этот узел также стабилизирует напряжение, сглаживая «провалы» за счет накапливающих конденсаторов; кроме того, он защищает от скачков выходной мощности.

Пассивные корректоры (PPFC или Passive PFC) выполняют по сути ту же работу. Они менее эффективны, но хороши для маломощных блоков питания.


Источник фото techspot.com

APFC на фото выше представлен в виде пары больших цилиндров слева – это конденсаторы, которые накапливают выровненный ток, прежде чем отправить его дальше по цепочке процессов в нашем блоке питания.

За APFC находится ШИМ, широтно-импульсный модулятор (PWM, Pulse Width Modulator). Его предназначение заключается в том, чтобы с помощью нескольких быстро переключающихся полевых транзисторов преобразовать постоянный ток обратно в переменный. Это нужно сделать потому, что на следующем шаге нас ждёт понижающий трансформатор. Эти устройства, основанные на электромагнитной индукции, состоят из двух обмоток с разным количеством витков на металлическом сердечнике, необходимых для понижения напряжения, и работают трансформаторы только с переменным током.

Частота переменного тока (скорость, с которой он изменяется; в герцах, Гц) значительно влияет на эффективность трансформатора – чем выше, тем лучше, поэтому частота исходного питания 50/60 Гц увеличивается примерно в тысячу раз. А чем эффективнее трансформатор, тем меньше его размер. Такой тип устройств, который использует эти сверхбыстрые частоты постоянного тока, называется импульсным источником питания (Switched Mode Power Supply, SMPS).

На фото ниже вы можете видеть 3 трансформатора – самый большой имеет на единственном выходе 12 вольт, а тот, что поменьше – 5 вольт (чуть поговорим ещё о нём позже). В других БП вы можете встретить один большой трансформатор сразу на все напряжения, то есть с несколькими выходами. А самый маленький трансформатор предназначен для защиты транзисторов ШИМ и подавления его помех.

|
Источник фото techspot.com

Можно по-разному реализовать получение необходимых напряжений, защиту ШИМ, и так далее. Всё зависит от бюджетного сегмента и мощности устройства. Однако, всем одинаково необходимо снять напряжения с трансформаторов и снова выпрямить.

На фото ниже мы видим алюминиевый радиатор низковольтных диодов, выполняющих это выпрямление. А также, конкретно в этом PSU, мы видим небольшую дополнительную плату в центре фото – это узел модулей регулирования напряжения (VRM, Voltage Regulation Modules), обеспечивающий выходы 5 и 3,3 вольт.


Источник фото techspot.com

И тут нам стоит поговорить о том, что такое пульсация.

В идеальном мире, с идеальными блоками питания, переменный ток будет преобразован в абсолютно ровный, без малейших колебаний, постоянный ток. В действительности же, такой 100%-ой точности не достигается, и напряжение постоянного тока имеет хоть и незначительные, но колебания.

Этот эффект называется пульсирующим напряжением, и в наших блоках питания мы бы хотели, чтобы оно было как можно меньше. Cooler Master не предоставляет информации о величине пульсирующего напряжения в спецификации к нашему подопытному PSU, поэтому мы прибегли к сторонним результатам тестирования. Один из таких анализов был выполнен JonnyGuru.com, и они установили, что максимальное пульсирующее напряжение выхода +12 В – 0,042 В (42 милливольт).

График ниже демонстрирует отклонение фактически получаемого напряжения (синяя кривая; при этом её форма, конечно, не такая идеальная синусоида – ведь сама пульсация не постоянна) от требуемого ровного напряжения +12 В постоянного тока (красная прямая).


Это отклонение, по большей части, лежит на совести конденсаторов во всём PSU. Некачественные, дешёвые конденсаторы приводят к увеличению этой не нужной нам пульсации. Если она слишком большая, то некоторые электронные узлы компьютера, наиболее чувствительные к качеству питания, могут начать работать нестабильно. К счастью, в нашем примере 40 с лишним милливольт это нормально. Не супер, но и не плохо.

Но на получении приемлемых выходных напряжений дело ещё не заканчивается. Необходимо обеспечить управление выходами, чтобы питание на каждом из них было всегда полноценным и стабильным, независимо от мощности нагрузок на других выходах.


Источник фото techspot.com

Микросхема, которую вы видите на этом фото, называется супервизор (supervisor) и она следит за тем, чтобы на выводах не оказалось слишком высокого или низкого напряжения и тока. Работает бесхитростно – просто отключает блок питания при возникновении таких проблем.

Более дорогие PSU могут оснащаться ЦПОС, цифровым процессором обработки сигналов (DSP, Digital Signal Processor), который не только мониторит напряжения, но и может отрегулировать их при необходимости, а также отправлять подробные данные о состоянии БП на компьютер, его использующий. Для рядового пользователя эта функция достаточно спорная, но для серверов и рабочих станций – весьма желательная.

Выходы

Все блоки питания поставляются с длинными пучками проводов, торчащими сзади. Количество проводов и доступных разъёмов для запитывания устройств будут отличаться от модели к модели, но некоторые стандартные подключения должны обеспечивать все БП без исключения.

Так как напряжение – это величина разности потенциалов, то каждый выход подразумевает два провода: один для указанного напряжения (например, +12 В) и провод, относительно которого измеряется разность потенциалов. Этот провод называется заземлением, «землёй», «reference wire» или «общим» проводом, и два этих провода образуют петлю: от блока питания до устройства-потребителя, а затем обратно в БП.

Поскольку в некоторых таких замкнутых контурах токи небольшие, они могут использовать общие провода заземления.


Официальное фото блока питания Cooler Master.

Главным из обязательных разъёмов является 24-pin ATX12V v. 2.4, обеспечивающий основное питание с помощью нескольких выводов различных напряжений, а также имеющий ряд специальных выводов.


Из этих специальных отметим лишь вывод «+5 standby» – дежурное питание компьютера. Это напряжение подаётся на материнскую плату всегда, даже когда компьютер выключен, при условии, что он остаётся включен в розетку и его БП исправен. Дежурное питание нужно материнской плате для того, чтобы оставаться активной.

Большинство PSU также имеют дополнительный 8-pin разъём для материнской платы с двумя линиями +12 В, и по крайней мере один 6 или 8-pin разъём питания для PCI Express.

Со слота PCI Express видеокарты могут взять максимум 75 Вт, поэтому этот разъем обеспечивает дополнительную мощность для современных GPU.

Конкретно наш рассматриваемый блок питания по соображениям экономии фактически использует два разъема питания PCI Express на одной и той же линии. Поэтому, если у вас действительно мощная видеокарта, старайтесь выделить ей независимую линию питания, не делите её с другими устройствами.

Разница между 6 и 8-pin разъемами PCI Express – два дополнительных провода заземления. Это позволяет повысить силу тока, удовлетворяя потребности наиболее прожорливых видеокарт.

Последние несколько лет мы всё чаще стали замечать блоки питания с гордой припиской «модульный» (modular PSU). Это просто означает, что у них отстегивающиеся кабели, что позволяет использовать только необходимое количество кабелей и разъёмов, не подключая всё ненужное, освободив тем самым пространство внутри блока.


Источник фотографии nix.ru

Наш Cooler Master, как и большинство, использует довольно простую систему подключения модульных кабелей.


Каждый разъем имеет по одному проводу +12В, +5В и +3,3В, а также два провода заземления, и в зависимости от того, к какому устройству будет подключен кабель, разъем на другом конце будет использовать либо соответствующую, либо упрощённую распайку.

Представленный на фото выше разъем Serial ATA (SATA) используется для подключения питания жестких дисков, твердотельных накопителей и таких периферийных устройств, как DVD-приводы.

Этот всем знакомый разъём называется замысловато: «разъём питания AMP MATE-N-LOK 1-480424-0». Но все называют его просто Molex, невзирая на то, что это всего лишь название компании-разработчика этого разъёма. Он предоставляет по одному выводу +12В и +5В, и два провода заземления.

На выходных проводах производители тоже могут сэкономить или накрутить цену за счет более ярких или более мягких проводов. Сечение провода также играет важную роль, поскольку более толстые провода обладают меньшим сопротивлением, чем тонкие, поэтому меньше греются при прохождении тока по ним.

На что обращать внимание при выборе

В начале нашей статьи мы говорили, что большинство блоков питания имеют в названии значение своей максимальной мощности. Простым языком, электрическая мощность – это напряжение, умноженное на силу тока (например, 12 вольт x 20 ампер = 240 ватт). И хотя такое утверждение не совсем технически точное, для наших целей оно удовлетворительное.

Как и на большинстве моделей, на нашем блоке питания есть шильдик, содержащий основную информацию о том, сколько мощности может обеспечить каждая линия напряжения.


Источник фотографии nix.ru

Здесь мы видим, что суммарная максимальная мощность всех +12 В линий составляет 624 Вт. Приплюсовав все остальные мощности, мы в итоге получим 760 Вт, а не 650. Что тут не так? А дело просто в том, что линии +5 В (кроме дежурной) и +3,3 В создаются через VRM, используя одну из линий +12 В.

Ну и конечно, все выходные напряжения поступают из одного источника: сетевой розетки. Таким образом, мощность в 650 Вт – это максимум, который блок питания может обеспечить в целом по всем линиям. То есть, если у вас на линиях +12 В висит нагрузка в 600 Вт, то на все остальные линии у вас остается всего 50 Вт. К счастью, большинство оборудования в любом случае бо́льшую часть мощности берёт от линий 12 В, поэтому проблема неправильно подобранного БП встречается редко.

Правее от таблицы со спецификациями мощности на шильдике присутствует значок «80 Plus Bronze». Это рейтинг эффективности, используемый в отрасли в соответствии с требованиями к производителям блоков питания. Эффективность также отражает величину общей нагрузки, которую блок питания способен обслуживать.


20%, 50% и 100% – процент нагрузки по отношению к максимальной мощности для стандартных систем

Если наш Cooler Master нагрузить ровно на половину его максимальной мощности, то есть на 325 Вт, то его ожидаемый КПД будет в пределах 80-85% в зависимости от напряжения в сети (115/230 В).

Это означает фактическую нагрузку блока питания на сеть от 382 до 406 Вт. Более высокий рейтинг 80 PLUS не означает, что блок питания даст вам больше энергии, он просто более экономичный – меньше энергии теряет на всех этапах фильтрации, выпрямления и преобразования.

Также обратите внимание, что максимальная эффективность достигается в диапазоне между 50 и 100% нагрузки. Некоторые производители предоставляют графики, показывающие, какой КПД можно ожидать от их устройства при различных нагрузках и напряжениях в сети.


Официальное изображение Cooler Master.

График эффективности для блока питания Cooler Master V1300 Platinum. Вертикальная шкала – эффективность (КПД), горизонтальная – % нагрузки по отношению к максимальной мощности.

Иногда полезно обращать внимание на эту информацию, особенно если собираетесь раскошелиться на киловаттный блок питания. Если ваш компьютер будет потреблять близко к этому пределу мощности, то КПД блока питания будет несколько снижен.

Вы можете наткнуться на некие «одноканальные» и «многоканальные» (либо комбинированные – снабжённые переключателем) блоки питания. Термин «канал» в данном случае – просто другое слово для определенного напряжения, выдаваемого PSU. Наш Cooler Master имеет один канал 12 В и всевозможные разъёмы питания, обеспечивающие +12 В линии от этого канала. Многоканальный блок питания имеет две или более систем, обеспечивающих линии 12 вольт, однако существует большая разница в том, как это реализовано.

Многоканальные блоки питания широко применяются для серверов или дата-центров в целях отказоустойчивости – при выходе из строя одного из каналов, работоспособность системы не нарушится. Для обычных компьютеров тоже могут предлагаться многоканальные PSU, но скорее всего, вы столкнетесь с псевдо-многоканальностью, когда производитель просто разделит единственный канал на два или три якобы независимых канала. Например, наш подопытный выдает до 52 ампер по линии +12В, что эквивалентно 624 Вт электроэнергии. Дешевая «многоканальная» версия такого БП будет иметь в спецификации якобы два канала +12 В, но на самом деле это лишь два полуканала, каждый из которых будет обеспечивать только 26 А (или 312 Вт).

Хороший блок питания для настольного компьютера, использующий качественные компоненты, вовсе не требует многоканальности на +12 В, так что не беспокойтесь об этом!

Стоит ли переплачивать?

Блоки питания поставляются во всех ценовых диапазонах. Каталог на Amazon начинается с моделей от 15$ для стандартного блока 400 Вт, и доходит до полномодульных киловаттных PSU за 180-240$ от EVGA или Seasonic, и не заканчивается даже на этом. Что же вы получите за свои деньги? Что действительно стоит больше 200 долларов?

Очевидно, что чем мощнее, тем лучше, но вопрос ещё в том, как эта мощность реализована. Самые дешёвые 300 Вт модели выдают до 25 А на линиях +12В, в то время как киловаттная модель обеспечит втрое больше энергии. Современные процессоры и видеокарты практически все свои потребности удовлетворяют линиями +12 В. Уверены, что вам хватит 25 А?


Официальное фото блока питания Seasonic.

Учитывая, что актуальные аппетиты растут вместе с актуальным железом, то ваш новенький компьютер с 32-ядерным процессором в паре с 300-ваттной топовой видеокартой дешёвый блок питания явно не «затащит». С другой стороны, самые дорогие PSU легко справятся и будут иметь ещё приличный запас мощности. Ну а поскольку совокупная цена такого процессора и видеокарты может легко превысить 3500$, то стоит ли экономить ещё парой-другой сотен баксов сверху на обеспечение нормального питания для такого монстра.

Но на самом деле вы платите за качество компонентов в блоке питания. Взгляните на внутренности нашего Cooler Master в начале статьи. Вы не увидите там безумного количества всяких «шабашек», а поскольку каждый из тех немногочисленных элементов – критически важный компонент в работе устройства, нетрудно понять, почему не стоит гоняться за дешевизной.

На этом наше препарирование PSU закончено. Это очень интересное семейство устройств с на удивление сложным уровнем инженерии на всех этапах разработки и производства. Если у вас есть какие-либо вопросы о блоках питания в целом, или конкретно о вашем, смело спрашивайте в комментариях ниже. До новых встреч в нашем анатомическом кружке.

Как работают блоки питания персональных компьютеров? Какие блоки питания бывают?

Как работают блоки питания персональных компьютеров?

Какие блоки питания бывают?

http://pc-doc.spb.ru/atx.html

Блок питания — жизненно важная часть компьютера, без которой его функционирование невозможно. Лишенный блока питания компьютер — всего лишь мертвая коробка, наполненная пластиком и металлом.

Блок питания преобразует напряжение сети переменного тока в различные напряжения постоянного тока, необходимые для электропитания компонентов персонального компьютера.

В этой статье рассматривается принцип работы блоков питания ПК и разъясняется, что такое максимально допустимая мощность.

Блоки питания ATX

Блок питания персонального компьютера (ПК) представляет собой металлическую коробку, которую обычно располагают в углу корпуса. Часто он виден с тыльной стороны корпуса, так как содержит гнездо для подключения сетевого шнура и вентилятор охлаждения.

Такие блоки питания часто называют импульсными источниками питания, поскольку для преобразования напряжения сети переменного тока в меньшие напряжения питания постоянного тока в них используются ключевые преобразователи. Как правило, на выходе блока питания ПК имеются следующие напряжения: 3,3 вольта; 5 вольт; 12 вольт.

Напряжения 3,3 и 5 вольт обычно используются для питания цифровых схем, а 12 вольт — для обеспечения работы вентиляторов и электродвигателей дисководов. Основным параметром блока питания является его мощность в ваттах. Мощность в ваттах равна произведению значения напряжения, измеряемого в вольтах, и значения тока, измеряемого в амперах. Пользователи со стажем, наверное, помнят, что в первых компьютерах были большие красные переключатели, от положения которых зависело состояние компьютера. Этими переключателями питание компьютера отключалось вручную. Фактически с их помощью включалась или отключалась подача на блок питания сетевого напряжения 220 вольт.

В современных компьютерах подача питания включается с помощью маленькой кнопки, а отключение машины производится путем выбора соответствующего пункта меню. Такие возможности управления блоками питания появились несколько лет тому назад. Операционная система имеет возможность отправлять на блок питания управляющий сигнал выключения. Нажимная кнопка подает на блок питания команду включения в форме сигнала напряжением 5 вольт. В блоке питания имеется схема, вырабатывающая напряжение питания 5 вольт, которое именуется VSB, для обеспечения наличия «дежурного напряжения» даже в условиях, когда блок питания считается выключенным, благодаря чему может функционировать кнопка включения.

Импульсные преобразователи напряжения

Приблизительно до 1980-х годов источники питания были тяжелые и большие. В них для преобразования напряжения электрической сети 220 вольт частотой 50 герц в напряжения 5 вольт и 12 вольт постоянного тока использовались большие тяжелые трансформаторы и большие конденсаторы (по размеру такие же, как металлические банки для газированной воды).

Использующиеся для этих целей в настоящее время импульсные источники питания значительно меньше и легче. Они преобразуют электрический ток частотой 50 герц (Гц, или колебаний в секунду) в ток более высокой частоты. Благодаря такому преобразованию для понижения напряжения с 220 вольт до напряжений, требующихся для отдельных компонентов компьютера, можно использовать маленький легкий трансформатор. Переменный ток более высокой частоты, поступающий из блока питания, легче выпрямлять и фильтровать, по сравнению с исходным напряжением сети переменного тока 50 Гц, что позволяет уменьшить пульсации питающего напряжения для чувствительных электронных компонентов компьютера.

Импульсный блок питания потребляет от электрической сети лишь столько электричества, сколько необходимо. Выходные напряжения и токи блока питания указываются на прикрепляемой к этому блоку наклейке.

Импульсные преобразователи используются также для получения переменного тока из постоянного, например, в источниках бесперебойного питания и автомобильных инверторах, которые служат для питания от автомобильного аккумулятора устройств, рассчитанных на питание от переменного тока. Импульсный преобразователь автомобильного инвертора преобразует постоянный ток, потребляемый от автомобильного аккумулятора, в переменный ток. Переменный ток используется в трансформаторе инвертора для повышения напряжения до величины, необходимой для питания бытовых приборов (220 вольт переменного тока).

Стандартизация блоков питания

Для персональных компьютеров за всю их историю было разработано по крайней мере шесть различных стандартных блоков питания. В последнее время промышленность по установившейся практике выпускает блоки питания на базе ATX. ATX — промышленная спецификация, устанавливающая такие требования к блокам питания, чтобы они подходили к стандартному корпусу ATX, а их электрические характеристики обеспечивали бы функционирование материнской платы ATX.

В кабелях питания персонального компьютера используются стандартизированные разъемы с ключами, предотвращающими неправильное включение. К тому же производители вентиляторов охлаждения часто снабжают свои изделия такими же разъемами, как у кабелей питания дисководов, чтобы при необходимости их можно было легко подключить к питанию 12 вольт. Благодаря проводке с цветовым кодированием и разъемам, соответствующим промышленным стандартам, пользователю предоставляется широкий выбор при замене блока питания.

Управление энергопотреблением с расширенным набором опций

Управление энергопотреблением с расширенным набором опций (advanced Power Management, APM) предусматривает пять различных состояний, в которых может находиться система. Корпорации Microsoft и Intel разработали APM для пользователей персональных компьютеров, желающих экономить электроэнергию. Чтобы использовать эту возможность, каждый из компонентов системы, включая операционную систему, базовую систему ввода-вывода (BIOS), материнскую плату и присоединенные устройства, должен быть APM-совместимым. Если требуется отключить APM в связи с подозрением в чрезмерном расходовании системных ресурсов или в создании конфликтных ситуаций, лучше всего это сделать в BIOS. В таком случае операционная система не будет пытаться повторно установить этот режим, как это иногда происходит в случае его отключения только в программном обеспечении.

Мощность блока питания

400-ваттный импульсный блок питания не обязательно будет потреблять большую мощность, чем 250-ваттный. Более мощный блок питания может потребоваться в случае, если все имеющиеся слоты материнской платы заполнены платами или все отсеки для накопителей в корпусе компьютера заняты дисковыми накопителями. Не следует использовать 250-ваттный блок питания, если суммарная мощность потребления всех устройств компьютера равна 250 ватт, поскольку блок питания нельзя загружать на 100 процентов его номинальной мощности.

Блоки питания одинакового форм-фактора («форм-фактор» относится к фактической конфигурации материнской платы) как правило, отличаются номинальной мощностью и сроком гарантии.

Проблемы, связанные с блоками питания

Блок питания — самый потенциально ненадежный компонент персонального компьютера. Каждый раз во время работы он разогревается и охлаждается, а при каждом включении компьютера испытывает на себе бросок переменного тока. Часто он выходит из строя из-за остановки вентилятора охлаждения и возникшего вследствие этого перегрева компонентов. Все компоненты персонального компьютера питаются постоянным током, поступающим с блока питания.

Обычно при выходе из строя блока питания ощущается запах гари, после чего компьютер выключается. При выходе из строя такого жизненно важного компонента, как охлаждающий вентилятор, и наступившем вследствие этого перегреве компонентов блока питания может возникнуть и другая проблема. Неисправность проявляется в том, что без определенной закономерности происходит перезагрузка системы или без видимой причины происходит сбой ОС Windows.

При решении проблем, причиной которых мог бы быть неисправный блок питания, следует руководствоваться сопроводительной документацией компьютера. Если вы уже снимали кожух своего персонального компьютера, чтобы установить сетевой адаптер или плату оперативной памяти, вам будет нетрудно заменить и блок питания. Сначала нужно в обязательном порядке отсоединить сетевой шнур, поскольку в блоке питания имеется опасное для жизни напряжение даже тогда, когда компьютер выключен.

Модернизация блоков питания

В современных материнских платах и чипсете предусмотрена функция наблюдения за скоростью вращения вентилятора охлаждения блока питания в БИОС и в приложении, работающем под Windows, которое поставляется производителем материнской платы. Многие конструкторы компьютеров предусматривают такое управление вентилятором, что его скорость вращения регулируется в зависимости от потребностей в охлаждении.

Современные веб-серверы комплектуются запасными блоками питания, которые можно заменять в то время, когда вместо них питающее напряжение на аппаратуру поступает от другого блока питания. В некоторых современных компьютерах, в частности в таких, которые предназначены для использования в качестве серверов, имеются резервируемые блоки питания. Это значит, что в системе имеется два или больше блоков питания, один из которых обеспечивает эту систему электропитанием, а другой (другие) находится в резерве. При отказе основного блока питания резервный блок немедленно берет на себя всю нагрузку Затем, пока аппаратура питается от резервного блока питания, можно произвести замену основного блока питания.

БЛОК ПИТАНИЯ 12В


Мифы о блоках питания

Чем больше вес, тем качественнее блок питания

Это уже устаревшее определение качества БП, ничего общего не имеющее с реальностью. Если раньше это высказывание опиралось на факты, то сейчас они говорят о другом. Раньше КПД блоков питания был относительно низкий, поэтому на внутренних компонентах выделялось большое количество тепла. Для предотвращения их перегрева использовались массивные радиаторы, которые и составляли львиную долю веса всего БП.
В современных устройствах (ввиду высокого КПД) нагрев элементов несущественный, поэтому зачастую можно встретить блоки питания без радиаторов во вторичной цепи.

Также на уменьшении потерь сказывается использование APFC, улучшение характеристик импульсных трансформаторов, замена выпрямительных диодов на полевые транзисторы. Последнее связано с тем, что у MOSFET-ов сопротивление канала в открытом состоянии составляет доли Ома, что ведет к снижению выделяемой на них мощности. Стоит отметить, что высокая частота работы инверторов также привела к уменьшению размеров компонентов.

Многообещающая компонентная база

Многим компьютерным пользователям известны различные уловки производителей по привлечению покупательского спроса. Самые распространенные из них украшают упаковки: применение «японских» и твердотельных конденсаторов (очень часто — «японских» твердотельных), возможность работать в экстремальных условиях, дроссели с ферритовым сердечником, наличие всевозможных защит.

Все вышеперечисленное, конечно же, является огромным плюсом, но всегда ли это совпадает с реальностью? У хороших фирм — да. Однако уловка заключается в следующем: «японские» и полимерные конденсаторы, дроссели с ферритовым сердечником присутствуют внутри, но их количество — минимальное. Вся остальная «рассыпуха» может быть представлена бюджетными элементами.

А зачем обычному пользователю блок питания с «возможностью работы в экстремальных условиях»? Большинство пользователей разве работает дома при минусовых температурах или, наоборот, при аномально высокой жаре? Лишь за редким исключением. Вердикт таков: индустриальный класс устройств должен применяться по назначению, а не быть навязан домашнему пользователю.

Обилие защит, ярко расписанное маркетологами компаний, ровным счетом ни о чем не говорит. Стандарт ATX предусматривает проверку всех БП на соответствие требованиям безопасности. В противном случае непрошедшие контроль качества устройства просто не поступят в продажу. Маркетинг.

Миф о многоканальных и одноканальных шинах +12V

Эта тема настолько обширная и настолько запутанная, что в рамках статьи невозможно описать все предубеждения, связанные с этим мифом. Внесем лишь одну ясность. Любой БП имеет шину +12V. Согласно стандарту ATX, максимальный ток на одной линии не должен превышать 20 А. Инженеры, «обманывая» регламентированные требования, пошли на ухищрение и снабдили БП виртуальными шинами, каждая из которых питает отельную группу разъемов блока питания. Однако они зашунтированы и запитаны все от того же канала +12V.

В последнее время все чаще встречаются многоканальные БП с ограничением тока по каждой линии в 30 А. В этих устройствах линии сгруппированы для того, чтобы превысить нормы стандарта ATX, не нарушая их. Однако все они изначально связаны с одной единственной несущей шиной!

Для блоков питания с APFC требуется UPS с синусоидальной формой напряжения на выходе

Совместимость источников бесперебойного питания и БП с активным корректором коэффициента мощности давно обсуждается в интернете. Однако стоит расставить все точки над i. Несовместимость UPS и APFC-блока кроется в больших пусковых токах, так как последний фактически работает в режиме высокочастотного короткого замыкания. Поэтому советуем вам присмотреться к покупке «бесперебойника» с двукратным запасом мощности. В противном случае UPS может просто уйти в защиту.

КАК СОЕДИНИТЬ ВМЕСТЕ НЕСКОЛЬКО БП ATX

В прошлой статье мы рассмотрели теоретические особенности и схему параллельного соединения двух БП от ПК, с целью суммирования их мощности. Теперь пришло время провести практические испытания. Для этого берем два блока ATX одинаковой мощности (хотя число блоков может быть и больше), в моем случае это два БП по 450 ватт.

Подключаем нагрузку (нашел под рукой лишь лампу накаливания на 35 ватт). Подсоединяем лампочку к блоку и замеряем потребляемый ток. Он на уровне 2.42 А. Под рукой оказалась схема ШИМ регулятора, и с ее помощью снижаем ток до уровня 2 А для удобства контроля.

Дальше запараллеливаем минусовые провода блоков. Замеряем напряжение на каждом из них.

На одном из блоков вышло 11.66 вольт, на другом 11.89 вольт.

Как видим, разница в 0.23 вольта.

Соединяем два блока в параллель через развязывающие диоды и замеряем ток потребления на каждом из выходов блоков ATX.

Стрелочный прибор включен на пределе 2.5 А. Как видно, из блока с меньшим напряжением ток потребления всего 200 мА, в то время, как у блока с большим напряжением — 1.8 А. Всю нагрузку он взял на себя. Рассчитаем балластные резисторы. Они должны быть 10-15% от входного сопротивления нагрузки. Теперь вопрос: как найти сопротивление нагрузки? Для этого нужно знать максимальный потребляемый данной нагрузкой ток. Например, мы знаем, что напряжение питания у нас 12 вольт. Потребляемый ток нагрузкой — 2 А. Берем формулу, которая должна быть знакома всем радиолюбителям: R=U/I. Подставляем наши числа 12/2 и получаем 6 Ом. Дальше берем 10% от полученного результата и получаем наш балластный резистор 0.6 Ом. Этот резистор ограничит потребляемый ток от одного блока ATX. Подставляем резисторы в нашу схему и смотрим что получилось:

Как видите, ток плавно распределился между двумя блоками. Замеряем напряжения, которые идут с каждого блока (подключив к блокам сначала балластные резисторы, а потом диоды, что в данной схеме без разницы).

Видно, что напряжения уравнялись.

Попробуем теперь чуть повысить потребляемый нагрузкой.

Нагрузка распределяется практически одинаково. Таким способом можно подключать три и больше стандартных ПК ATX блоков в параллель. На практике выяснилось, что если параллелить только два блока, то можно обойтись только одним резистором в цепи блока с большим напряжением. Подбирается он экспериментально так, чтобы токи потребления от каждого из блоков были равными. Можно обойтись и без резисторов, но для этого надо вскрыть блоки питания и с помощью подбора резисторов в цепи делителей напряжения (если микросхема TL494, то они подсоединены к 1 ноге) подогнать напряжения в блоках до максимально одинакового значения. Тогда они просто параллелятся через диоды соответствующей мощности. На рисунке видно, что из этого вышло.

Запараллелив два БП по 450 ватт через диоды и замкнув их выходы на 12 вольт простой стальной проволокой — удалось раскалить ее до красна.

К сожалению нет амперметра на 50 А, чтоб наглядно показать потребляемый ток. У цифрового мультиметра с пределом 20 А показания зашкалили и начали плавиться щупы. Один блок при таком замыкании сразу-же уходил в защиту. Автор статьи: Ксюня (Войтович Сергей).

Форум по БП от ПК

Схемы блоков питания

elwo.ru

Как выбрать качественный блок питания?

Конечно, о блоках питания не так интересно читать, как, например, о видеокартах. Однако, когда в этом появляется необходимость, то на помощь приходят обзоры, обзоры и еще раз обзоры.

Ниже мы дадим некоторые рекомендации, на что стоит обращать внимание при детальном изучении компьютерных «кормильцев». Прежде всего, у вас должна быть определенная степень доверия к конкретному производителю. Наибольшей популярностью в нашей стране пользуются недорогие изделия компаний FSP, Corsair, Hiper, Chieftec, cooler Master, Thermaltake. К категории High-end относятся такие производители, как Enermax, Antec, SeaSonic, be quiet!. Важно не следовать на поводу у «брендовых предрассудков», а обращать внимание на действительно качественный продукт. Ведь неудачи случаются абсолютно у всех производителей. И высококачественные линейки, о которых потом чуть ли не слагают легенды, тоже «случаются» у многих.

При покупке блока питания всегда обращайте внимание на соответствие всем известным стандартам. Это можно легко заметить по лейблам на корпусе устройства. Не стоит забывать о добротной комплектации — добросовестный производитель никогда не поскупится на нее.

Можно ли совместить два блока питания в одном компьютере?

А нахера? Не проще поставить один нормальный?

можно к одному подключить мать, а к другому жестяки и приводы, только какой смысл

вообще можно, но лучше купи один нормальный

Нет конечно. только один блок питания. Даже если получится, то 99% то что весь комп сгорит

Палыч !!! Тот другой блок к которому подключить остальное попросту не включиться, ибо сам БП запускает материнская плата. Можно вместе их соеденить, для этого есть особая схема. Но и ещё тебе надо чтобы место в корпусе компа было под него. Гугли, и в инете есть много информации о таком подключении.

Можно мой знакомый так делал и проктически разницы нет

оригинальная идея))) ) из двух один собрать практически нереально (чтобы работал лучше) а вот два подключить можно теоретически (сам не пробовал)

Это как на велосипед, мотор от скутера приладить. Не проще-ли купить скутер.

Вообще так сделать практически можно, но только если стороний потенциал появится на блоках питания может случится не хорошая вещь.. . причем с обоими блоками питания и нагрузкой которую они питают. Если утечек нет на корпуса БП, можно черные провода соединить, и совместить сигналы P-on c обоих блоков. Один БП будет питать к примеру матплату, другой — винты, CD -DVD, нельзя будет выхода питания объединять. Но такие переделки — только на твой страх и риск. Если без ошибок — вполне может работать. если какой-нибудь момент пропустишь — не удивляйся, если спалишь всю эту технику.

Элементарно Ватсон, если Ваш корпус вместит 2 блока питания и дополнительные вентокрылы то проще некуда. На контактной группе — той, что втыкается в материнку есть зюлёненький провод, запараллельте их на двух блоках, просто спаяв перемычкой — теперь при включении ящика одновременно будут стартовать 2 блока питания. Важно, что бы Ваши блоки имели одну землю и желательно произвести маленькие переделки если Вы дружите с паяльником, то для полного щасья открыв блоки питания посторайтесь спаять и само подключение к сети, если конечно они будут стоять в одном корпусе так, что бы питание на два блока шли по одному кабелю (тому, что втыкаете сзади). Надеюсь всё доходчиво объяснил.

Посмотри тут, там чувак объясняет https://www.youtube.com/watch?v=25_HiFavRaE

touch.otvet.mail.ru

Низковольтные выпрямители


Напряжение со вторичных обмоток трансформатора основного инвертора поступает на выпрямители каналов +3,3, +5 и +12 В.

По этим каналам потребляется практически вся мощность, отдаваемая блоком.

Обмотки трансформатора имеют вывод от средней точки. Используется двухполупериодная схема выпрямления с двумя диодами.

Она называется так потому, что используются оба полупериода переменного напряжения.

Кстати, мостовая схема, которая используется в высоковольтном выпрямителе, тоже двухполупериодная.


Отметим, что в низковольтных выпрямителях, в отличие от высоковольтных, используют диоды Шоттки.

Они отличаются от обычных тем, что на них падает меньшее напряжение. По этим диодам могут проходить токи более десятка ампер.

Поэтому рассеиваемая на них мощность уменьшается значительно.

Пара диодов Шоттки помещается обычно в общий трехвыводной корпус с общим анодом или общим катодом. Эта сборка диодов устанавливается на общий радиатор.

У внимательного читателя может возникнуть вопрос. А почему это высоковольтный выпрямитель состоит из четырех диодов, а низковольтный – из двух?

Начнем с того, что высоковольтный выпрямитель невозможно сделать из двух диодов, так как входное переменное напряжение подается не через трансформатор, а непосредственно. А вот с низковольтным возможны варианты.

Можно было бы и здесь использовать мостовую схему из четырех диодов. Но в этом случае последовательно с нагрузкой были бы включены два диода (а не один как в двухдиодной схеме). На втором диоде были бы дополнительные потери, что уменьшило бы выходное напряжение.

Кроме того, на втором диоде бы рассеивалась довольно значительная мощность, что потребовало бы усиления охлаждения (более громоздкого радиатора и вентилятора с большей производительностью).

У нас ведь блок питания, а не отопительный радиатор :yes:

Недостаток такой схемы – наличие двух (а не одной) вторичных обмоток трансформатора в каждом канале. Но с этим приходится мириться.

Низковольтные фильтры


После низковольтных выпрямителей в каналах +3,3, +5 и +12 В устанавливаются фильтры. Это, как правило, индуктивно-емкостные (LC) фильтры.

Применяются дроссели на ферритовых сердечниках, обладающие индуктивностью и электролитические конденсаторы.

Их также можно рассматривать как фильтры нижних частот, которые выделяют из пульсирующего напряжения постоянную составляющую.

Следует отметить, что полностью подавить высокочастотные помехи невозможно, их уровень сводят к некоей небольшой допустимой величине. В качественных питающих блоках используют конденсаторы с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением).

Чем ниже ESR, тем меньше будет греться конденсатор. Для уменьшения ESR устанавливают несколько конденсаторов параллельно (а не один с большой емкостью). Та же идеология используется в материнских платах компьютеров, где можно увидеть линейку конденсаторов возле процессора.


В дешевых блоках питания на элементах низковольтных фильтров часто экономят. Дроссели заменяют перемычками, ставят конденсаторы меньших емкостей и меньшим числом.

Это приводит к ухудшению фильтрующих свойств (увеличению пульсаций выходных напряжений).

Это чревато перегревом импульсного стабилизатора (питающего ядро процессора) на материнской плате и уменьшением надежности работы. Такие блоки «шедевры схемотехники» легко отличить по весу.

Качественные блоки питания не должны весить менее 1,5 – 2 кг. «Облегченные» блоки лучше не использовать.

Стабилизация выходных напряжений


В каналах +3,3, +5 и +12 В имеется и дроссель, выполненный на одном общем сердечнике. Это дроссель групповой стабилизации.

Вместе с контроллером и цепями обратной связи он способствует стабилизации этих выходных напряжений.

Напомним, что выходные напряжения должны находиться в пределах +/- 5% от номинального значения.

При увеличении выходного тока (и, следовательно, и потребляемой нагрузкой мощности) контроллер увеличивает ширину импульсов, открывающих ключи инвертора. При этом увеличивается мощность, поступающая в первичную обмотку основного трансформатора.

Со вторичных обмоток также снимается бОльшая мощность. Проблема в том, что увеличение тока может происходить только по одному из каналов. В ответ на увеличение тока контроллер увеличивает ширину импульсов, стремясь поддержать напряжение в этом канале.

Но при этом увеличиваются и напряжения в других каналах. При использовании дросселя групповой стабилизации увеличение тока водном из каналов увеличивает магнитный поток в сердечнике. При этом наводится напряжение в обмотках и других каналов (сердечник же общий!), которое вычитается из основного.

На самом деле дело обстоит сложнее, применяются и другие схемотехнические напряжения, в частности резистивный делитель в каналах +5 и +12 В. Для стабилизации напряжения +3,3 В могут применять так называемый магнитный усилитель — отдельный дроссель на ферритовом сердечнике, работающий в режиме насыщения.

Блоки питания для ПК | RS Components

Блоки питания для ПК, также известные как компьютерные блоки питания, представляют собой аппаратные средства, которые преобразуют электроэнергию высокой мощности в полезную мощность постоянного тока для компонентов вашего настольного компьютера. Они преобразуют переменный ток (переменный ток) из сети в низковольтный регулируемый постоянный ток (постоянный ток).

Зачем использовать блок питания ПК?

Блоки питания (PSU) являются важной частью аппаратного обеспечения компьютера, поскольку они обеспечивают питанием все компоненты вашего ПК, такие как материнская плата или видеокарта.Типичные напряжения блока питания составляют 3,3 В, 5 В и 12 В. Блоки питания

предназначены для предотвращения скачков напряжения и защиты от скачков напряжения.

Где они установлены?

Эти блоки питания находятся на задней панели настольного компьютера. Это внутренний аппаратный компонент.

Компьютерные блоки питания имеют разъем кабеля питания с одной стороны и несколько проводов с другой. Эти провода подключаются к различным устройствам внутри компьютера для подачи на них питания, например, к материнским платам и жестким дискам.Компьютерные блоки питания также имеют охлаждающий вентилятор, который выгоняет воздух из задней части компьютера. Они также предотвращают перегрев за счет контроля напряжения. Обычно сзади есть выключатель питания и еще один переключатель для изменения напряжения.

Насколько важна общая мощность?

Важно, чтобы компьютерный блок питания покрывал мощность, необходимую для вашей системы. Вы можете вычислить это, грубо просуммировав потребление всех ваших деталей. Лучше всего иметь блок питания увеличенного размера, так как он покроет ваши текущие потребности в мощности, и у вас будет место для дополнительного, если вы решите обновить какой-либо из своих компонентов.

Что такое блок питания ATX?

ATX — это спецификация материнских плат, которой соответствуют многие блоки питания ПК. Это означает, что компьютерный блок питания помещается в стандартный корпус ATX и работает вместе с материнской платой ATX внутри ПК. Блок питания ATX подойдет для использования в модульном компьютере, так как имеет стандартный размер корпуса.

Как работают блоки питания ПК

Если и существует какой-либо компонент, который абсолютно необходим для работы компьютера, так это блок питания.Без него компьютер — просто инертная коробка, наполненная пластиком и металлом. Блок питания преобразует линию переменного тока (AC) вашего дома в постоянный ток (DC), необходимый для персонального компьютера. В этой статье мы узнаем, как работают блоки питания для ПК и что означают номинальные мощности.

В персональном компьютере (ПК) блок питания представляет собой металлическую коробку, обычно расположенную в углу корпуса. Блок питания виден сзади многих систем, потому что он содержит розетку для шнура питания и охлаждающий вентилятор.

Источники питания, часто называемые «импульсными источниками питания», используют технологию переключателей для преобразования входного переменного тока в более низкое постоянное напряжение. Типичные поставляемые напряжения:

3,3- и 5-вольтовые обычно используются в цифровых схемах, а 12-вольтовые используются для запуска двигателей в дисководах и вентиляторах. Основная спецификация блока питания составляет Вт . Ватт — это произведение напряжения в вольтах и ​​ тока в амперах или амперах. Если вы знакомы с ПК уже много лет, вы, вероятно, помните, что первые ПК имели большие красные тумблеры, которые имели приличный вес.Когда вы включали или выключали компьютер, вы знали, что делаете это. Эти переключатели фактически контролировали подачу 120-вольтовой мощности к источнику питания.

Сегодня вы включаете питание с помощью маленькой кнопки и выключаете машину с помощью пункта меню. Эти возможности были добавлены к стандартным блокам питания несколько лет назад. Операционная система может отправить сигнал блоку питания, чтобы он выключился. Кнопка посылает 5-вольтовый сигнал на блок питания, чтобы сообщить ему, когда включать.Блок питания также имеет схему, которая подает 5 вольт, называемую VSB для «напряжения в режиме ожидания», даже когда он официально «выключен», так что кнопка будет работать. См. следующую страницу, чтобы узнать больше о технологии видеомикшера.

Как Intel меняет будущее блоков питания со спецификацией ATX12VO

Мы не часто говорим об источниках питания, но новая спецификация Intel ATX12VO — это буква «О» для «Оскара», а не ноль — скоро начнет появляться в готовых ПК от OEM-производителей и системных интеграторов, и она представляет собой серьезные изменения в конструкции блока питания.

Спецификация ATX12VO удаляет шины напряжения из блока питания, чтобы улучшить стандарты эффективности на ПК и соответствовать строгим государственным нормам. Но хотя спецификация по существу убирает резервное питание +3,3 В, +5 В и -12 В и +5 В из блока питания, они не исчезают — они просто переходят на материнскую плату. Это еще одно большое изменение, так что продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Не забирайте мой блок питания ATX12V!

Не паникуйте, самодельщики: агенты по обеспечению соблюдения требований к блоку питания не придут, чтобы забрать ваш блок питания ATX мощностью 1500 Вт (в любом случае полиции блока питания не существует).В настоящее время ATX12VO ориентирован в основном на OEM-производителей ПК и поставщиков систем, некоторые из которых уже встали на этот путь самостоятельно.

ATX12VO не заменит ATX12V для индивидуальных сборщиков ПК. «Intel планирует продолжать публиковать спецификацию ATX Multi Rail для обеспечения совместимости с существующими материнскими платами и источниками питания, чтобы предоставить нашим OEM-производителям и клиентам максимальное количество возможностей», — сообщили PCWorld представители Intel.

ИДГ

Сравнивая блок питания 2006 года (слева) с версией 2016 года (справа), мы видим, что напряжение отклонилось от 3.3- и 5,5-вольтовые используют вместо 12-вольтовых.

Зачем пинать 3,3 вольта и 5 вольт на обочину?

Тем не менее, устранение производства 3,3-вольтовой и 5-вольтовой мощности, или «рельсов», в самом блоке питания является серьезным изменением. Первоначально ПК работали в основном от 5 вольт, но со временем они перешли в основном на 12 вольт. Один производитель блоков питания, например, указал на 600-ваттный блок, выпущенный примерно в 2006 году, в котором 25 процентов мощности было предназначено для шин 3,3 и 5 вольт. Перенесем часы на десять лет вперед, и аналогичный 600-ваттный блок питания той же компании теперь стоит всего 15 процентов за 3.3-вольтовое и 5-вольтовое питание.

Эффективность (насколько эффективен блок питания при преобразовании переменного тока из стены в постоянный ток, необходимый для ПК) также возросла. Блок питания 2006 года работал с КПД 78%, а блок питания 2016 года имеет рейтинг эффективности 98%. Это означает, что блоку питания 2006 года придется потреблять около 127 Вт переменного тока от стены, чтобы генерировать около 99 Вт, в то время как блоку питания 2016 года потребуется около 100 Вт для производства 98 Вт мощности.

Поскольку в ATX12VO отсутствует так много направляющих, толстый 24-контактный основной разъем питания резко уменьшится до крошечного 10-контактного разъема, аналогично тому, что мы видели в Intel Compute Element ранее в этом году.

Гордон Мах Унг

Новая спецификация Intel ATX12VO будет иметь 10-контактный разъем, аналогичный разъему Compute Element.

Речь идет об эффективности

Повышение эффективности является основной причиной перехода на ATX12VO. «Поскольку настольные компьютеры продолжают становиться все более энергоэффективными, потери при преобразовании переменного тока в постоянный могут быть самым большим потребителем энергии в компьютере в режиме ожидания», — заявили представители Intel в интервью PCWorld. «Существующие многоканальные блоки питания ATX (5 В, 3.3V, 12V, -12V, 5VSB) не очень эффективны при низких нагрузках современных настольных компьютеров в режиме простоя», — сообщает Intel. Поскольку источник питания с несколькими шинами подает очень низкий ток на все шины напряжения, КПД составляет всего 50-60 процентов.

Новая спецификация ATX12VO значительно повышает эту эффективность. «При переходе на одноканальный источник питания, — поясняет Intel, — потери при преобразовании могут быть сведены к минимуму, достигая эффективности до 75 процентов при тех же уровнях нагрузки постоянного тока».

Хотя повышение эффективности означает меньшее энергопотребление и меньше денег, направляемых энергетическим компаниям, поставщики ПК не предпринимают никаких действий по собственной воле.Они делают это, чтобы соответствовать все более строгим государственным нормам в отношении энергопотребления персональных компьютеров, в частности, требованиям Раздела 20, уровня 2 Калифорнийской энергетической комиссии, которые вступают в силу в июле 2021 года. OEM-производителям к чрезвычайно низким уровням энергопотребления системы в режиме ожидания, чтобы снизить энергопотребление настольных компьютеров в режиме ожидания», — пояснила Intel.

Хотя можно было бы ожидать, что CEC Калифорнии сосредоточится в основном на том, сколько энергии потребляет настольный компьютер или рабочая станция под нагрузкой, регулирующие органы на самом деле сосредоточены на повышении эффективности простоя и ожидания, что, по их мнению, дает наибольшую выгоду для энергосбережения.Предполагается, что рабочие столы бездействуют гораздо чаще, чем находятся под нагрузкой.

Гордон Мах Унг

Поставщики говорят, что трудно достичь все более строгих требований к питанию в режиме ожидания с блоками питания, которые выдают мощность 3,3 В и 5 В, поэтому новая спецификация ATX12VO перенесет эту поддержку на материнские платы.

Как ATX12VO может удешевить блоки питания

ATX12VO означает перемены, а перемены могут быть пугающими, но не все так плохо. Один производитель блоков питания сказал PCWorld, что переход на ATX12VO должен сделать блоки питания «значительно» дешевле в производстве.Джон Героу, директор по исследованиям и разработкам другого производителя блоков питания, Corsair, согласился с тем, что затраты должны снизиться, а эффективность возрастет.

Но силовая нагрузка на самом деле не исчезает, потому что людям по-прежнему нужны эти рельсы. «5 В все еще широко используется», — пояснил Героу. «Это то, что питает ваши твердотельные накопители, ваши USB-порты и всю вашу RGB-подсветку». Хотя 3,3 В не так широко используется, по словам Героу, он добавил, что Corsair использует его для питания светодиодов в кулерах AIO компании.

Вместо этого силовая нагрузка движется.Вместо того, чтобы быть небольшой печатной платой в блоке питания, питание 3,3 В и 5 В будет интегрировано в материнскую плату.

У этого изменения есть свои плюсы и минусы. По словам Героу из Corsair, этот шаг предлагает больше возможностей для настройки. «Вы можете масштабировать +3,3 В и +5 В именно так, как нужно для сборки, и не более того», — сказал Героу. С другой стороны, вы добавляете функции к материнской плате, что означает большую стоимость и больший спрос на ограниченную площадь платы. И, конечно же, эти контуры необходимо охлаждать, что делает вентиляцию более серьезной проблемой.

PCWorld спросил Героу, что лучше по энергоэффективности — материнская плата или блок питания. Героу сказал, что ответ зависит. «Материнские платы должны делать это в таком меньшем масштабе, поэтому легче регулировать эти меньшие нагрузки с помощью меньших компонентов», — пояснил он. Но, как всем известно, материнские платы могут быть хрупкими существами. «Эти более мелкие компоненты также более подвержены повреждению из-за «плохого питания», — сказал Героу, — поэтому блок питания и материнская плата действительно должны работать вместе как одна команда.”

Что думают производители материнских плат

Поставщики материнских плат, к которым PCWorld обратился за комментариями, кажутся весьма оптимистичными в отношении ATX12VO. Один из них сказал PCWorld, что этот шаг позволит материнской плате лучше управлять последовательностью питания во время загрузки, которая может стать «залипающей» при использовании нестандартного блока питания. Когда материнская плата контролирует все три шины, она может лучше отслеживать и рассчитывать энергопотребление, а также может снизить риск аномальных скачков мощности блока питания.

Опрошенные производители материнских плат

также считают, что местное управление 5-вольтовым и 3-вольтовым.3-вольтовые шины могут быть более динамичными, потенциально принося пользу чувствительным к мощности устройствам, таким как USB и аудиоконтроллеры. Вендор также сказал, что наличие напряжения на плате может привести к лучшей защите от перегрузки по току и перенапряжению.

Тем не менее, как сообщают наши источники в материнской плате, перенос направляющих и разъемов питания на материнскую плату означает увеличение нагрузки на компоненты, увеличение размера печатной платы и увеличение количества слоев печатной платы, что означает повышение сложности и стоимости. Кроме того, когда вы переходите на более высокие потребности в мощности, скажем, 1500 Вт, рассеивание тепла становится проблемой.

Другой поставщик плат сказал, что ATX12VO «интересна» и действительно может улучшить внутреннюю эстетику системы. Современные разъемы основного питания ATX12V представляют собой толстые и неудобные кабели. ATXV12VO сделал бы разъем меньше, а кабели тоньше, поэтому их было бы легче собрать и легче связать или спрятать.

Один поставщик отметил, что контроль шума на печатной плате может быть проблемой, не говоря уже о производительности. В результате первая материнская плата, совместимая с ATX12VO, скорее всего, будет дорогой, но по мере роста объемов цены могут снизиться.

Интел

Новый ATX12VO от Intel использует крошечный 10-контактный разъем вместо типичного 24-контактного разъема основного питания, используемого сегодня в большинстве настольных компьютеров DIY.

Пока не для домашних мастеров

Intel впервые выпустила спецификацию ATXV12VO в июле 2019 года, но пока нет установленных сроков выхода на улицы. Intel заявила, что OEM-производители должны представить оборудование на ее основе, когда они будут готовы.

Большая часть этого не относится к толпе DIY, по крайней мере, пока. Мало того, что потребители, как правило, сходят с ума, если им внезапно требуется новая материнская плата, но спрос и предложение застревают в том, что один поставщик назвал «играть в цыпленка».«Продавцы блоков питания не хотят выпускать продукты ATX12VO для сборщиков, пока не появятся материнские платы, поддерживающие ATX12VO. Производители материнских плат не хотят создавать продукты, пока их не поддержат производители блоков питания.

Гордон Мах Унг

Одной из групп, которая может извлечь выгоду из ATX12VO, являются платы Mini-ITX, которые могут сэкономить место только в самом разъеме. Вопрос только в том, сколько места потребуется для добавления на плату 3,3-вольтовой и 5-вольтовой шин, а также разъемов питания SATA.

Как может выглядеть будущая сборка с ATX12VO?

Мы до сих пор не знаем, как будет выглядеть материнская плата ATX12VO и сколько она будет стоить. Сама плата, вероятно, будет немного мощнее, поскольку преобразование питания 3,3 В и 5 В будет осуществляться модулями на ней. Однако, прочитав спецификацию и поговорив с поставщиками, будущая сборка DIY с ATX12VO, вероятно, будет похожа на сегодняшние сборки.

Основной разъем питания ATX12VO будет намного меньше, а кабель будет более гибким.Если на плате достаточно питания от одного разъема, производитель платы может даже не потребовать от вас подключения вспомогательного 8-контактного разъема питания. Спецификация допускает подачу вспомогательного 12-вольтового питания через разъем EPS12V.

Одним из сложных моментов может быть подключение любых дисков с интерфейсом SATA, таких как жесткие диски или 2,5-дюймовые твердотельные накопители. Сегодня вы бы подключили их непосредственно к блоку питания. В сборке ATX12VO вы сначала подключите кабель питания к материнской плате, а затем к приводу. Спецификация позволяет использовать до шести разъемов питания, но поставщик материнской платы должен определить, сколько разъемов питания имеется.Эти же разъемы питания SATA будут использоваться для питания ваших дисков, а также вашего кулера AIO / CLC или светодиодов RGB.

Если вы хотите подключить разъем Molex старой школы, новая спецификация позволяет поставщикам блоков питания предлагать это напрямую от блока питания, но, конечно, только с 12 вольтами. Если вы подключаете действительно старое 5-вольтовое устройство Molex, вам нужно получить его от питания материнской платы с помощью разъема SATA-Molex.

Для домашнего мастера разница невелика. Реальный вопрос заключается в том, как это будет работать с материнскими платами и блоками питания.

Гордон Мах Унг

В корпусе Apple Mac Pro Tower питание графических процессоров направляется через материнскую плату. Аналогичная система будет и в ATX12VO, но только для разъемов питания SATA.

Тестирование

ATX12VO — будущее блоков питания? | Введение — Почему рынку ПК нужен новый стандарт блока питания | Блоки питания

ATX12VO — диск для эффективных вычислений

В прошлом году Intel и ASRock объединились для создания первой в мире материнской платы ATX12VO, приняв новый стандарт, который может навсегда изменить вычислительную технику.

На данный момент нельзя отрицать, что глобальное потепление имеет место быть. Из-за этого мир стал уделять больше внимания энергоэффективности, будь то отопление дома, общественный/личный транспорт и электрическая эффективность наших бытовых приборов и вычислительных устройств. Вот где на помощь приходит ATX12VO. 

В 2019 году Intel выпустила стандарт ATX12VO, предназначенный для снижения энергопотребления компьютеров будущего в режиме ожидания. В этой статье мы рассмотрим, как работает этот новый стандарт энергопотребления и почему он фокусируется на энергопотреблении в режиме ожидания.Помимо этого, мы также рассмотрим недостатки этого стандарта и то, что будет препятствовать его внедрению на рынке потребительских ПК.

Intel предоставила нам материнскую плату ASRock Phantom Gaming 4SR, i9-10850K и блок питания High Power HP1-P650GD-F12S для тестирования технологии ATX12VO. Именно эти компоненты позволят нам сравнить компоненты, использующие мощность ATX12VO, с обычными компонентами ПК. Чтобы было ясно, Intel не имеет редакторского контроля над этой статьей и не имеет права голоса в отношении наших методов тестирования.Они поставляли детали, и оттуда мы проводили испытания.

  
  

Что такое ATX12VO?

Проще говоря, ATX12VO — это стандарт блока питания ATX, который имеет только шину 12 В. Вот почему это ATX12VO; это только ATX 12 вольт!

Стандартные блоки питания ATX используют несколько шин для подачи питания, предлагая пользователям шины 5 В и 3,3 В в дополнение к шине 12 В. В то время как многим компонентам ПК требуется только питание 12 В, другим требуется более низкое напряжение для правильной работы, а это означает, что блоки питания должны выполнять несколько преобразований напряжения при переменных нагрузках.

Сложность традиционных блоков питания делает блоки питания с несколькими шинами неэффективными при более низкой мощности, а это означает, что ваш ПК наиболее неэффективен, когда он находится в режиме ожидания и в других состояниях с низким энергопотреблением. Большинство настольных ПК используются для несложных задач, таких как просмотр веб-страниц и воспроизведение видео, в результате чего все эти недостатки низкой потребляемой мощности в сумме приводят к большим потерям электроэнергии, особенно в глобальном масштабе.

Блоки питания ATX12VO повышают эффективность сценариев с низким энергопотреблением за счет использования исключительно одной шины 12 В.Эта конструкция также делает производство блоков питания ATX12VO менее дорогим, поскольку требуется только одно преобразование напряжения. Преобразование 5 В и 3,3 В будет происходить на материнской плате для компонентов, которые в этом нуждаются, поэтому часть этих сниженных затрат на производство блоков питания будет перенесена на более высокие затраты на материнскую плату. Несмотря на это, системы ATX12VO обещают обеспечить более высокий уровень эффективности при рабочих нагрузках с низким энергопотреблением.

Когда нагрузка на блок питания увеличивается, эффективность стандартных блоков питания достигает своего пика, поэтому блоки питания ATX12VO не более эффективны, чем блоки питания традиционной конструкции.Тем не менее, большинство систем не выдерживают 50-100% нагрузки в большинстве ситуаций, при условии, что ваша система не используется исключительно для рендеринга или игр. На приведенном ниже графике показана энергоэффективность блоков питания ATX12VO по сравнению с блоками питания ATX.

 
Для кого предназначен ATX12VO?

В идеале стандарт Intel ATX12VO предназначен для всех, но на данный момент это стандарт, представляющий наибольший интерес для OEM-производителей ПК, особенно для тех, кто живет в странах, которые активно регулируют индустрию настольных ПК.Новые правила требуют более высоких уровней эффективности для настольных компьютеров, и ATX12VO поможет этим производителям ПК соблюдать эти правила.

Некоторые производители ПК уже использовали аналогичный стандарт только 12 В для своих OEM-систем, но стандарт ATX12VO позволит им начать работу с той же спецификации. Это позволит производителям блоков питания создавать блоки питания, которые используют меньше проприетарных соединений и стандартизируют только 12-вольтовые настройки блока питания/системы. Это поможет сделать системы питания только на 12 В более дешевыми в реализации и более легкими для внедрения другими производителями.

Самодельные ПК не должны соответствовать этим новым стандартам энергоэффективности, что затрудняет продажу систем питания ATX12VO на рынке нестандартных ПК. Новые блоки питания с новыми разъемами потребуют от сборщиков ПК покупки нового блока питания и материнской платы, чтобы принять стандарт, и это не будет приятной новостью для тех, кто недавно приобрел новый блок питания высокой мощности.

Несмотря на то, что 10-контактные адаптеры ATX12VO могут быть изготовлены для современных блоков питания ATX12V, такие адаптеры требуют от производителей блоков питания поддержки ATX12VO и позволяют пользователям существующих блоков переходить на этот стандарт без покупки новых блоков питания.На данный момент Corsair является единственным производителем, который создал адаптер ATX12VO для своих существующих блоков питания.


  

На следующих страницах мы обсудим недостатки стандарта ATX12VO, его преимущества и то, как он влияет на энергопотребление, используя реальные измерения мощности. Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы быстро перейти на нужную страницу.

Содержание

— Введение — Что такое ATX 12VO
— Сложности — Новые разъемы, питание SATA и другие напряжения
— Тестирование — Насколько эффективнее ПК ATX 12VO?
— Заключение — будущее за ATX12VO?

 

  

Intel ATX12VO против.Объяснение спецификаций 12 В и мнение производителей | ГеймерыNexus

 

Мы должны начать с этого замечания: 12VO, в некотором смысле, на самом деле не новинка. Такие компании, как Dell, HP и Lenovo, особенно HP, уже давно используют в своих системах блоки питания только с напряжением 12 В. В этих системах материнские платы оснащены всеми понижающими и повышающими преобразователями постоянного тока, необходимыми для дисков. Хотя они существовали, они не были стандартизированы и часто использовали проприетарные разъемы или источники питания.Разница сегодня заключается в том, что Intel стремится стандартизировать эти типы блоков питания, и основная причина заключается в том, что им легче соответствовать требованиям эффективности, установленным государственными органами. Эти правила применяются к готовым системам, а не к системам для энтузиастов DIY, но недавний вопрос заключался в том, будет ли это медленно выползать из предварительно встроенных в DIY. Многие готовые модели, особенно от традиционных OEM-производителей, используют материнские платы, которые нельзя купить в розницу. Готовые игровые сборки более высокого класса используют розничные материнские платы, и здесь начинают возникать вопросы.

Обратите внимание, что это уже было опубликовано в виде видео на нашем канале, найдено здесь:

Давайте начнем с предыстории. Intel опубликовала исходную спецификацию ATX (без -12VO) для материнских плат и блоков питания еще в 1995 г., а спецификацию ATX12V (без -O) — в 2000 г., из чего мы можем сделать два важных вывода: во-первых, ATX12VO — это скорее ревизия собственной технологии Intel. чем Intel пытается захватить бразды правления из ниоткуда, и, во-вторых, спецификация ATX12V устарела. Технически ATX относится к форм-фактору и общему дизайну (в настоящее время это версия 2.2), а ATX12V относится к особенностям блока питания (в настоящее время в версии 2.52). Обратите внимание, что спецификация Intel ATX12V также отвечает за такие вещи, как требование пульсаций 120 мВ, подчеркивая, насколько это старо.

Блоки питания

обеспечивают питание 12 В, 5 В и 3,3 В для материнских плат, разделенных на три отдельных «рельса». Из кабелей, поставляемых с большинством современных блоков питания, контакты 5 В или 3,3 В есть только в 24-контактных разъемах питания ATX, MOLEX 4-pin и SATA. 6/8-контактные разъемы PCIe, разъемы ATX12V и EPS12V используют только 12 В и заземление.Шины 3,3 В и 5 В в основном используются для таких вещей, как некоторые полосы RGB на 5 В, некоторые периферийные устройства и устройства хранения. Большинство 4-контактных разъемов MOLEX используют только 12 В и землю, полностью пропуская линию 5 В.

Питание 3,3 В и 5 В сейчас используется в ПК гораздо меньше, чем это было несколько десятилетий назад, когда писалась спецификация ATX, и все время используется меньше, поэтому Intel опубликовала спецификацию блока питания, которую они назвали «Только 12 Вольт» ( 12ВО). ATX12VO использует один 10-контактный разъем для замены существующего 24-контактного разъема ATX, и, как следует из названия, блок питания не обеспечивает ничего, кроме одной шины питания 12 В для всех кабелей.Спецификация включает полный набор электрических и физических рекомендаций по созданию блока питания, который будет совместим с системами 12VO, включая версии CFX, LFX, SFX, TFX и Flex ATX (CFX12VO, LFX12VO и т. д.), а также рекомендации по разъемы и кабели. Мы сосредоточились на ATX12VO, но идея у всех одинакова.

Когда мы спросили Intel, каковы их цели в отношении 12VO, они ответили: «ATX12VO — это одна из попыток Intel повысить эффективность систем OEM/SI и продуктов от отраслевых партнеров.Одной из непосредственных целей ATX12VO является обеспечение соответствия множеству государственных нормативов в области энергетики. Самые последние правительственные постановления об энергопотреблении требуют от OEM-производителей использовать чрезвычайно низкие уровни энергопотребления системы в режиме ожидания, чтобы снизить энергопотребление настольных компьютеров в режиме ожидания […] Существует множество преимуществ для всех сегментов настольных компьютеров, включая разъем меньшего размера, более гибкую конструкцию платы и улучшенное преобразование энергии. . ATX12VO подходит не только для небольших настольных компьютеров».

Основным преимуществом исключения других напряжений является эффективность с точки зрения кабелей, цены и энергопотребления.Во-первых, удаление более половины контактов из основного разъема питания делает его менее громоздким, как мы уже видели на Intel Compute Element (или Ghost Canyon NUC), в котором используется 10-контактный разъем 12VO. 24-контактный кабель ATX неизменно является самым большим кабелем, который труднее всего закрепить на рабочем столе, и он определяет размер кабельных вырезов в каждом корпусе ПК.

В новой спецификации Intel говорится о разъемах материнской платы и сквозном питании:

ATX12VO делает основной разъем питания меньше, но это не устраняет работы по понижению напряжения 12 В для таких устройств, как SATA и USB-устройства — оно просто перенаправляет его на материнскую плату, занимая там ценное пространство и перенося затраты с одного продукта к другому.Материнская плата теперь также должна иметь свои собственные разъемы питания SATA, поэтому еще неизвестно, насколько аккуратнее будет полноразмерная компоновка ATX12VO. Это создает значительную нагрузку на материнские платы, особенно материнские платы для энтузиастов, которые уже оснащены микросхемами и интерфейсами.

От Intel: «Разъемы материнской платы для устройств такого типа необходимы и описаны в разделе 4.3 спецификации ATX12VO. Разработчики материнских плат должны будут решить, сколько устройств и мощность обеспечить этим типам устройств для питания 5 В и 12 В.Если устройство рассчитано только на 12 В — например, некоторые светодиоды, вентиляторы или решения для жидкостного охлаждения — периферийный разъем 1×4 все еще существует в качестве дополнительного разъема, но блок питания может обеспечить только 12 В и заземляющие контакты». Разъем 1×4 относится к MOLEX, который может обеспечивать питание как 5 В, так и 12 В, но иногда используется только для 12 В. У производителей блоков питания будет возможность предоставить разъемы MOLEX только с подключенными контактами 12 В и заземления. 4- и 8-контактные разъемы процессора остались без изменений.

Сделать блок питания, который питает исключительно 12 В, очевидно, проще, чем сделать блок питания, который подает 12 В, 5 В и 3.3V, и это потенциально дешевле. Для создания блока питания ATX12VO требуется меньше кабелей, меньше внутреннего оборудования и меньше инженерных разработок. Опять же, работа, исключаемая со стороны блока питания, просто переносится на сторону материнской платы, поэтому стоимость системы в целом может не снизиться. Логично предположить, что поскольку разъем питания ATX12VO представляет собой урезанную версию существующего 24-контактного разъема, существующие блоки питания ATX будут совместимы с материнскими платами ATX12VO с помощью кабеля-переходника, но тут все сложнее.На вопрос, можно ли использовать кабель пассивного адаптера, Intel ответила следующее:

«Основной проблемой при использовании существующего блока питания Multi-Rail ATX для питания новой материнской платы ATX12VO является резервная шина 12 В. Существующие блоки питания Multi Rail ATX используют шину 5VSB. Это должно быть преобразовано в шину 12VSB для работы с материнскими платами ATX12VO. Новая резервная шина 12 В была определена в результате работы с поставщиками блоков питания и производителями материнских плат, чтобы определить наилучшую общую эффективность.Были незначительные различия в эффективности между 12VSB и 5VSB. Использование новых блоков питания только на 12 В/12 ВSB было лучшим вариантом для повышения общей энергоэффективности».

Похоже, что совместимость не исключена полностью, но это будет не так просто, как просто подключить правильные контакты. Ожидается, что блоки питания в среднем будут служить дольше, чем материнские платы, поэтому это может быть важным моментом, если ATX12VO когда-либо собирается победить сообщество DIY. Мы связались с инженером по источникам питания в крупной компании и подтвердили, что адаптер 5VSB на 12VSB возможен и уже существует, поскольку ATX12VO во многом похож на блоки питания, которые Lenovo, HP и Dell уже имеют для OEM-систем.Например, можно взять адаптер HP-to-ATX12V и повторно подключить его для работы с 12VO.

Любой, кто лично ознакомился со спецификацией, возможно, заметил, что она озаглавлена ​​«Форм-факторы одноканальных блоков питания для настольных ПК ATX12VO (только 12 В)». Мы подтвердили в Intel, что «одинарная шина» относится к тому факту, что не существует шин 5 В или 3,3 В; спецификация позволяет использовать несколько шин 12 В. «Несколько» 12-вольтовых шин в настольном блоке питания обычно означают одну 12-вольтовую шину, разделенную для повышения безопасности, а не буквальные отдельные шины, но это тема для другого разговора.Intel заявила, что «OEM могут рассмотреть возможность использования нескольких шин 12 В для соответствия требованиям безопасности 240 ВА, что ограничивает каждую шину 12 В до 20 ампер каждая».

Во многих отношениях ответственность за готовые системы теперь лежит на производителях материнских плат. Производители блоков питания просто должны разобрать свои существующие блоки питания, чтобы они соответствовали новым спецификациям, в то время как производители материнских плат должны интегрировать новые технологии в уже перегруженные печатные платы, а затем найти способ их охлаждения. Еще раз вспомните один важный момент: это не обязательно означает переход на платформы для энтузиастов-сделай сам — по крайней мере, не сразу — потому что это объединяет существующие проприетарные блоки питания от OEM-производителей и системных интеграторов.Цель состоит в том, чтобы соответствовать государственным нормам для готовых систем. Эти правила не распространяются на энтузиастов DIY, и, более того, в правилах есть лазейка с «высокой расширяемостью», которая, по сути, гласит, что любая система с дискретным графическим процессором в настоящее время невосприимчива к этим требованиям. Это означает, что высококлассные системы Origin, Maingear, Cyberpower или другие системы для энтузиастов смогут продолжать использовать стандартные материнские платы, не требуя при этом особых затрат на платы.

Как упоминалось ранее, основной мотивацией для принятия стандарта ATX12VO является новый, более строгий стандарт для собранных систем, который будет продаваться в штате Калифорния в июле 2021 года.OEM-производителям теперь придется соблюдать строгие требования к эффективности при нагрузке 20% и 50%, а не только при 100%. Кроме того, Intel пытается ускорить работу компаний с требованием эффективности нагрузки 2%, первоначально предложенным производителям блоков питания примерно в 2018 году. другие аспекты компьютеров и мониторов. Эти правила будут применяться ТОЛЬКО к новым комплектным системам, продаваемым OEM-производителями и системными поставщиками, а не к ПК, сделанным своими руками, и не к ПК, проданным до вступления в силу Уровня 2.Уровень 1 уже действует, и, по оценкам Intel, большинству моделей настольных ПК потребуется снизить энергопотребление в режиме ожидания еще на 5 Вт, чтобы перейти на следующий уровень.

Предыдущие диаграммы были примерами требований Energy Star и CEC, которым производители блоков питания могут захотеть или должны соответствовать, в то время как эти диаграммы представляют собой собственные требования Intel, встроенные в спецификацию. Самая большая разница заключается в том, что Intel указывает эффективность при нагрузке 10 Вт или 2%, в зависимости от размера блока питания. Энергоэффективность в режиме простоя должна быть одним из основных преимуществ ATX12VO, и Intel опережает дальнейшее регулирование энергопотребления, устанавливая это требование эффективности в 2%.

Intel заявляет, что использование одной шины сократит потери при преобразовании переменного тока в постоянный; инженеры блока питания, с которыми мы разговаривали, подтвердили, что использование исключительно 12 В позволит блокам питания быть более эффективными. Как сообщает Гордон Мах Унг из PCWorld, подача низкого тока по шинам 3,3 В, 5 В и 12 В в любое время делает блоки питания эффективными только на 50-60% в режиме ожидания. Переход на одну шину 12 В повышает эффективность холостого хода и должен помочь OEM-производителям выполнить эти требования, но, конечно, они могут вместо этого выбрать другие варианты.

В разговоре с инженером производителя блоков питания, имя которого мы не можем назвать, мы спросили, каково общее мнение об ATX12VO в настоящее время. Ответ начинался так:

«Я думаю, что это хорошее изменение по неправильным причинам. Они делают это, потому что некоторые поставщики блоков питания заявляют, что было слишком сложно/слишком дорого удовлетворить требования эффективности нагрузки 2% с блоком питания с несколькими выходами, поэтому, вероятно, это будет то, что вы увидите только с SI, поскольку они должны соответствовать что 2% требование пройти ЦИК.И это требование применимо только в том случае, если у вас есть ПК, который не соответствует лазейке «высокой расширяемости», то есть, по сути, любой ПК с дискретной видеокартой. На самом деле, даже современный режим ожидания (в настоящее время) не работает с установленной дискретной видеокартой».

Мы спросили о том, повлияет ли это на рынок энтузиастов или DIY по доверенности, и наш тот же контакт сказал:

«Не собирается. На мой взгляд, они должны оставить блок питания +12 В и +5 В. Избавьтесь от +3,3В и -12В. Сделайте основной разъем меньше.Но это все. Это было бы намного легче принять/переварить».

В разговоре с источником на заводе по производству блоков питания мы задали одни и те же вопросы. Контактное лицо подтвердило, что эффективность блока питания легче повысить, используя всего лишь шины 12 В, и отметил, что это снижает затраты на производство блоков питания, но увеличивает их для материнских плат. Что касается покупателя того и другого — в основном это OEM-производители и системные интеграторы, — стоимость в значительной степени уравнивается. Стоимость кабеля снижается, стоимость компонентов DC-to-DC снижается и переносится на материнскую плату, а эффективность повышается.Наш контакт сказал нам, что, по их личному мнению, пути обновления становятся более ограниченными для потребителей, а смешанные стандарты для розничной торговли также усложняют ситуацию, говоря, что они не думают, что это «имеет смысл» в целом.

Затем мы спросили Джона Героу из Corsair, ранее работавшего в JonnyGuru, о переносе некоторых требований с блока питания на материнскую плату. Он ответил:

«Да. Вам по-прежнему нужны +3,3 В и +5 В, так что вы просто переводите постоянный ток с блока питания на материнскую плату.А так как они сделали новый стандарт с +12VSB, вам также понадобится DC to DC, чтобы USB-порты работали и работали в режиме ожидания».

Мы также спросили Героу, не приведет ли экономия за счет масштаба и массовое производство к сближению стандартов блоков питания ATX12VO и ATX12V, что в конечном итоге приведет к их распространению в сфере DIY. Он ответил: «Не совсем так. Dell, HP и Lenovo уже используют решение типа «только 12 В», но их разъемы являются проприетарными. Intel просто использует эту идею и пытается стандартизировать ее.

ATX12VO — это попытка рационализации древнего стандарта.Таким образом, он удаляет некоторые функции, не добавляя ничего действительно интересного для сборщиков ПК своими руками, но он также не является стандартом, предназначенным для сборщиков ПК своими руками (на данный момент). В конечном счете, от OEM-производителей зависит, будет ли этот стандарт успешным и получит более широкое распространение или нет, но завод, с которым мы говорили, не спешит начинать продажи блоков питания ATX12VO. Intel подтвердила, что продолжит публиковать обычную спецификацию ATX. Никто не обязан принимать ATX12VO, даже OEM-производители. Их единственное обязательство — соответствовать стандартам CEC, и ATX12VO — это один из инструментов, который Intel предлагает в помощь.Это не чистый альтруизм — у Intel должны быть свои мотивы для продвижения ATX12VO — но небо не падает, 12VO — не такая уж плохая вещь, и принятие рынком DIY будет постепенным, если оно вообще произойдет. .

От редакции: Патрик Латан
Дополнительный репортаж, ведущий: Стив Берк
Видео: Киган Галлик, Эндрю Коулман, Джош Свобода

Выходная мощность блока питания ATX 12 В

Выходная мощность блока питания ATX 12 В

Типовой ATX 12 В. Номинальные параметры блока питания (амперы)

Источники питания различаются по номиналам в зависимости от производителя и даты изготовления, следовательно, имеющийся у вас блок питания может не точно соответствуют указанным ниже выходным характеристикам.Блок питания мощностью 200 Вт будет похож, но, вероятно, будет немного отличаться. цифры силы тока. Я заметил, что расходные материалы более позднего производства, как правило, имеют более высокие уровни тока, чем раньше, но также перечислить максимальный комбинированный выход. Пожалуйста, имейте в виду, что приведенная ниже таблица является приблизительной и может рассматриваться только как рекомендация.
Модель (номинальная мощность) 145 Вт 200 Вт 235 Вт 250 Вт 275 Вт 300 Вт 350 Вт 400 Вт 425 Вт 475 Вт
+3.3 В 14 13 13 14 14 28 40 40 45
+5 В 18 22 22 25 30 30 32 40 40 40
+12 В 4.2 10 8 10 10 12 15 15 15 18
-5 В 0,5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
-12 В 0.5 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 0,8 1,0 1,0 2,0
+5 ВСБ * 0,2 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 3,5
+3.Максимальная суммарная мощность 3 В и + 5 В ** 135 Вт 125 Вт 150 Вт 150 Вт 150 Вт 215 Вт 300 Вт 300 Вт 300 Вт

* Напряжение в режиме ожидания — большинство системных плат недавно выпущенных компьютеров будут постоянно питаться в режиме ожидания. чтобы разрешить пробуждение при запуске локальной сети.

** Немного прикладной алгебры покажет, что общая мощность (ватт = вольт x ампер) будет значительно выше номинальная мощность блока питания.Тем не менее, блоки питания последнего производства будут иметь максимальную номинальную мощность для линий 3,3 В и 5 В. комбинированный. Даже если вы можете получить номинальную мощность от одного напряжения, вы не сможете получить максимальную номинальную мощность. с обеих линий одновременно.

СПИНА

Стандарт Intel ATX12VO: исследование повышения эффективности компьютерного блока питания

Почтенный стандарт ATX был разработан в 1995 году компанией Intel как попытка стандартизировать то, что до этого было экосистемой ПК, сформированной вокруг наследия IBM AT PC.Предыдущий форм-фактор AT был не столько стандартом, сколько копированием примерной материнской платы IBM AT со всеми ее недостатками.

Со стандартом ATX также появился блок питания ATX (PSU), стандарт для которого определяет стандартные шины напряжения и функцию каждой дополнительной функции, такой как мягкое включение питания (PS_ON). Как и все электроприборы и гаджеты в 1990-х годах и позже, блоки питания ATX стали предметом правил энергоэффективности, что также привело к программе сертификации 80+ в 2004 году.

Начиная с 2019 года, Intel продвигает стандарт ATX12VO (только 12 В) для новых систем, но что это за новый стандарт, и будет ли перевод всего на 12 В действительно экономить электроэнергию?

Что такое ATX12VO

Как следует из названия, стандарт ATX12VO, по сути, заключается в удалении других шин напряжения, которые в настоящее время существуют в стандарте блоков питания ATX. Идея состоит в том, что, обеспечивая одно единственное базовое напряжение, любые другие напряжения могут генерироваться по мере необходимости с помощью понижающих (понижающих) преобразователей.Со времен Pentium 4 это уже стало стандартной практикой для процессора и большей части схем на материнской плате.

Поскольку стандарт блока питания ATX перешел от старых версий 1.x к текущему диапазону версий 2.x, шина -5 В была удалена, а шина -12 В стала необязательной. Разъем питания ATX с материнской платой был увеличен с 20 до 24 контактов, чтобы можно было добавить больше емкости 12 В. Наряду с аппетитом Pentium 4 к питанию появился новый 4-контактный разъем материнской платы, который обычно называют «разъем P4», но официально «4-контактный разъем питания +12 В» в версии v2.53 стандарт. Это добавляет еще две линии 12 В.

Вход и выход питания на материнской плате ASRock Z490 Phantom Gaming 4SR ATX12VO. (Фото: Anandtech)

В стандарте ATX12VO линии -12 В, 5 В, 5 ВSB (режим ожидания) и 3,3 В удалены. 24-контактный разъем заменен на 10-контактный, который несет три линии 12 В (на одну больше, чем у ATX v2.x) в дополнение к новой шине резервного напряжения 12 VSB. 4-контактные разъемы 12 В по-прежнему останутся, и по-прежнему потребуется один или два из них, чтобы протолкнуть один или два из них через невероятно маленькие зазоры в корпусе системы, чтобы доставить их к верхней части материнской платы, рядом с модулями регулятора напряжения ЦП (VRM).

В то время как сам блок питания будет несколько упрощен, материнская плата получит эти секции VRM для шин 5 В и 3,3 В, а также выходы питания для SATA, Molex и подобных. По сути, материнская плата возьмет на себя некоторые функции блока питания.

Почему существует ATX12VO

Ряд компьютеров и серверов Dell, на которые распространяются строгие правила эффективности в Калифорнии.

Сотрудники GamersNexus рассказали о своих исследованиях и мнениях индустрии по теме ATX12VO в статье и видео, опубликованных в прошлом году.Короче говоря, OEM-производители систем и системные интеграторы подчиняются довольно строгим правилам энергоэффективности, особенно в Калифорнии. С июля 2021 года вступят в силу новые правила уровня 2, которые добавят более строгие требования к компьютерному оборудованию OEM и SI: подробности см. в 1605.3(v)(5) (в частности, в таблице V-7).

Чтобы соответствовать этим все более строгим требованиям к эффективности, OEM-производители создают свои собственные решения только для 12 В, как подробно описано в недавнем видеообзоре GamersNexus о готовой настольной системе Dell G5 5000.Таким образом, стандарт Intel ATX12VO, по-видимому, больше нацелен на унификацию этих проприетарных стандартов, а не на замену блоков питания ATX v2.x в самодельных системах. Для последней группы, которые строят свои собственные системы из стандартных компонентов ATX, mini-ITX и подобных, эти строгие правила эффективности не применяются.

Таким образом, основной вопрос заключается в том, подходит ли ATX12VO для сборщиков систем своими руками. Хотя возможность (теоретически) повысить эффективность энергопотребления, особенно при низких нагрузках, кажется полезной, невозможно добиться того же с ATX v2.х блоков питания. Как заявил анонимный производитель блоков питания в статье GamersNexus, SI, скорее всего, в конечном итоге просто будут использовать высокоэффективные блоки питания ATX v2.x, чтобы соответствовать требованиям уровня 2 штата Калифорния.

Эволюция против Революции

Модуль Seasonic CONNECT DC-DC подключен к блоку питания 12 В. (Источник: Seasonic)

Начиная с первоначального стандарта блока питания ATX, улучшения были постепенными и никогда не вызывали сбоев. Хотя некоторые были застигнуты врасплох отрицательными шинами напряжения при попытке запитать старые материнские платы, которые полагались на наличие шин -5 В и -12 В, в целом эти изменения были достаточно незначительными, чтобы включить их в естественный цикл обновления компьютера. системы.С ATX12VO дело обстоит иначе, так как для достижения целей повышенной эффективности абсолютно необходимы блок питания и материнская плата ATX12VO.

Хотя существует возможность использования адаптера ATX v2.x на ATX12VO, который пассивно адаптирует шины 12 В к новому 10-контактному разъему и повышает уровень 5 VSB до 12 уровней VSB, это на самом деле снижает эффективность, а не повышает ее. По сути, единственный способ, которым ATX12VO имеет смысл, — это немедленное переключение отрасли и всех на нее без повторного использования материнских плат и блоков питания, не совместимых с ATX12VO.

 

Еще одним важным моментом здесь является то, что OEM-производители и системные интеграторы не обязаны внедрять ATX12VO. Подобно злополучной альтернативе Intel BTX стандарту ATX, ATX12VO является предлагаемым стандартом, который производители и OEM-производители могут свободно принимать или игнорировать на досуге.

Здесь важны, наверное, очевидные минусы, которые привносит ATX12VO:

  • Добавление еще одной точки доступа к материнской плате, занимающей драгоценное место на плате.
  • Превращение производителей материнских плат в производителей блоков питания.
  • Увеличение стоимости и сложности системных плат.
  • Маршрутизация периферийного питания (включая корпусные вентиляторы) от материнской платы.
  • Усложнение поиска и устранения проблем с питанием.
Внутреннее устройство модульного блока питания Seasonic CONNECT. (Источник: Tom’s Hardware)

Добавьте к этому потенциальные альтернативы, такие как модуль CONNECT от Seasonic. Это фактически то же самое, что и стандарт ATX12VO, удаляя шины 5 В и 3,3 В из блока питания и перемещая их во внешний модуль за пределами материнской платы.Его можно установить в области за материнской платой во многих компьютерных корпусах, что обеспечивает очень аккуратную укладку кабелей. Это также позволяет повысить эффективность.

Поскольку блоки питания, как правило, выдерживают, по крайней мере, несколько обновлений системы, можно утверждать, что с точки зрения окружающей среды нежелательно, чтобы второстепенные шины генерировались на материнской плате. Возможно, наименее желательным аспектом ATX12VO является то, что он уменьшает модульность компьютеров в стиле ATX, делая их более похожими на системы в стиле ноутбуков.Вместо этого более разумным решением здесь может быть решение, подобное CONNECT, которое предлагает как 24-контактный разъем ATX, так и 10-контактный вариант подключения в стиле ATX12VO.

Мыслить шире

В более широкой схеме энергоэффективности может быть полезно сделать несколько шагов назад от таких деталей, как внутренности компьютерной системы, и посмотреть, например, на. сеть переменного тока (AC), питающая эти системы. Хорошо известное свойство импульсных источников питания (SMPS), подобных тем, которые используются в любом современном компьютере, заключается в том, что они более эффективны при более высоких входных напряжениях переменного тока.

Эффективность источника питания при различных входных напряжениях. (Фото: HP)

Это хорошо видно, если посмотреть, например, на уровни рейтинга для сертификации 80 Plus. Между 120 В переменного тока и 230 В переменного тока последнее значительно более эффективно. К этому можно также добавить резистивные потери от переноса двойных ампер по домашней проводке при той же потребляемой мощности при 120 В по сравнению с 230 В переменного тока. Именно по этой причине центры обработки данных в Северной Америке обычно работают от 208 В переменного тока, согласно этому техническому документу APC.

Для крипто-майнеров и подобных им подключение их компьютерного зала к 240 В переменного тока (североамериканское горячее-нейтральное-горячее) также является популярной темой, поскольку это напрямую увеличивает их прибыль.

Перспективы будущего

Трудно сказать, станет ли ATX12VO следующей большой вещью или выдохнется, как BTX и многие другие предложенные стандарты. Одна вещь, которую противопоставляет стандарту ATX12VO, заключается в том, что он требует большого количества больших изменений, которые должны происходить параллельно, и создания большого количества электронных отходов за счет принудительных обновлений в течение короткого промежутка времени.Если учесть, что многие блоки питания в стиле ATX и SFX предлагаются с 7-10-летней гарантией по сравнению с гораздо более коротким сроком службы материнских плат, это представляет собой серьезное препятствие.

Судя по отзывам представителей отрасли, весьма вероятно, что многое останется «как обычно». Существует много эффективных блоков питания ATX v2.x, в том числе с рейтингом 80 Plus Platinum и Titanium, а CONNECT от Seasonic и аналогичные решения придутся по вкусу тем, кто занимается аккуратной прокладкой кабелей.Для тех, кто покупает готовые системы, использование ATX12VO также не актуально, если аппаратное обеспечение соответствует всем нормам (эффективности).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.