Как работает блок питания компьютера | Блоки питания компьютера | Блог

Большинство рассказов про блоки питания начинается с подчеркивания их важнейшей и чуть ли не главенствующей роли в составе компьютера. Это не так. БП — просто один из компонентов системы, без которого она не будет работать. Он обеспечивает преобразование переменного напряжения из сети в необходимые для работы ПК стабилизированные напряжения. Все блоки можно разделить на импульсные и линейные. Современные компьютерные блоки выполнены по импульсной схеме. 

Линейные блоки питания

Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, а со вторичной мы снимаем уже пониженное до нужных пределов переменное напряжение. Далее оно выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном случае нарисован обычный электролитический конденсатор) и схема стабилизации. Схема стабилизации необходима, так как напряжение на вторичной обмотке напрямую зависит от входного напряжения, а оно только по ГОСТу может меняться в пределах ±10 %, а в реальности — и больше.

Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и низкий уровень помех (поэтому аудиофилы часто используют их в усилителях). Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД. Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).

Импульсные блоки питания

Далее в тексте сократим название «импульсный источник питания» до ИИП. Такие блоки питания более сложны, но гораздо более компактны. Для примера на фото ниже показана пара трансформаторов.

Слева — отечественный сетевой с номинальной мощностью 17 Вт, справа — выпаянный из компьютерного БП мощностью 450 Вт. Кстати, отечественный еще и весит раз в 5 больше.

В ИИП сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается фильтром, а потом опять преобразуется в переменное, но уже гораздо более высокой частоты (несколько десятков килогерц). А затем оно понижается трансформатором.  

Так выглядит плата вживую:

Фильтр

Фильтр в блоке питания двунаправленный: он поглощает разного рода помехи: как созданные самим БП, так и приходящие из сети. В самых бюджетных БП предприимчивые китайцы вместо дросселей распаивали перемычки (или, как их называют ремонтники, «пофигисторы»), а конденсаторы не ставили вообще. Чем это плохо: помехи будут влиять на другую аппаратуру, подключенную к данной сети, а напряжение на выходе получится с «мусором». Сейчас таких блоков уже немного. Встречается также экономия на размерах: фильтр как бы есть, но работать он будет кое-как.

Фильтр работает эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.

На картинке изображен фильтр в минимальной комплектации. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.

Еще одна опасная для жизни пользователей экономия — когда вместо специальных Х- и Y-конденсаторов ставят обычные. Впрочем, встречается она редко. Автор видел такое всего один раз и очень давно. Экономия очень незначительна, а риск для пользователей очень велик, так как, например, Y-конденсаторы подключаются одной «ногой» на фазу, а другой — на корпус. В случае пробоя конденсатора можно получить опасное для жизни напряжение на корпусе.

Корректор коэффициента мощности

Не будем вдаваться в подробности, поскольку статьи на эту тему уже были: раз и два. Скажем только, что корректор коэффициента мощности должен быть во всех компьютерных БП, желательно активного типа (A-PFC). 

Плюсы корректора:
1) Снижается нагрузка на сеть.
2) Повышенный диапазон входного напряжения (чаще всего, но не всегда).
3) Улучшение работы инвертора.

Минусы:
1) Увеличивается сложность конструкции, соответственно, снижается надежность.
2) Возможны проблемы при работе с UPS.

Преобразователь

Обычно используется мостовая или полумостовая схема. Чаще всего встречается полумост. На картинке ниже он изображен в упрощенном виде.

Как видно по схеме, транзисторы открываются поочередно с небольшой задержкой, чтобы не случилось ситуации, когда оба окажутся открыты. В таком случае получаем на первичной обмотке переменный ток высокой частоты, а на вторичной — уже пониженный до нужной величины.

В топовых блоках применяются резонансные преобразователи (LLC), которые имеют более высокий КПД, но они технически сложнее.

Выпрямление и стабилизация выходных напряжений

На выходе БП имеется четыре напряжения:
1) 12 В — отвечает за питание процессора, видеокарты, HDD, вентиляторов.
2) 5 В — питание логики материнской платы, накопителей, USB.
3) 3,3 В — питание оперативной памяти.
4) -12 В — считается атавизмом и не используется в современных компьютерах.  

По способу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на четыре группы:

1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки (полупроводниковый прибор, у которого при прямом включении падение напряжения будет в три-четыре раза меньше, чем у обычных кремниевых), групповая стабилизация.

Внешне их можно определить по двум крупным дросселям. На одном — три обмотки (12 В, 5 В и тонкий провод -12 В). 

Второй имеет меньший размер. Это отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте. Например:

Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:

2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Внешне их можно отличить по наличию в выходных цепях трех крупных дросселей. Данная схема в современных БП не используется: ее вытеснили более производительные решения. Пик такой схемотехники — начало 2000-х годов.

3) Выпрямление канала 12 В с помощью диодов Шоттки. Напряжения 5 В и 3,3 В получают из 12 В с помощью преобразователей DC-DC. Развитие электроники позволило производить недорогие и эффективные преобразователи такого рода. БП будет ненамного эффективнее обычных с групповой стабилизацией (так как нагрузка на низковольтные каналы небольшая), но стабильность напряжений выше. 

4) Канал 12 В — синхронный выпрямитель на MOSFET (полевой транзистор с изолированным затвором), остальные напряжения получают при помощи преобразователей DC-DC.

Это наиболее эффективная и точная, но и более сложная схемотехника. В соответствии с ней делают все топовые блоки питания. Отклонения выходных напряжений у таких блоков укладываются в один-два процента при допустимых 5 %.  

Дежурный источник питания

Представляет из себя маломощный ИИП с напряжением на выходе 5 В. Он работает все время, пока БП подключен к сети. Обеспечивает питание микросхем внутри блока и питание логики на материнской плате, а также подает питание на порты USB при выключенном компьютере.

Супервизор

Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке (превышения выходных напряжений, превышение выходного тока и прочее), управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.

Теперь вы представляете, как обстоит дело со схемотехникой в наши дни. А что нас ждет в будущем? В мае 2020 года компания Интел выпустила новый ATX12VO (12 V Only) Desktop Power Supply Disign Guide в котором описывает совершенно новые БП: у блока осталось только одно напряжение — 12 В. Нужные напряжения будет преобразовывать материнская плата. Дежурный источник питания с напряжения 5 В перейдет на 12 В. При этом размеры блоков АТХ остаются такими же. Это сделано для того, чтобы сохранить совместимость со старыми корпусами. Правда, пока производители не торопятся переходить на этот формфактор. 

Блоки питания для ПК: принципы работы и основные узлы

Современные блоки питания для ПК являются довольно сложными устройствами. При покупке компьютера мало кто обращает внимание на марку предустановленного в системе БП. Впоследствии некачественное или недостаточное питание может вызвать ошибки в программной среде, стать причиной потери данных на носителях и даже привести к выходу из строя электроники ПК. Понимание хотя бы базовых основ и принципов функционирования блоков питания, а также умение определить качественное изделие позволит избежать различных проблем и поможет обеспечить долговременную и бесперебойную работу любого компьютера.

Структура типичного блока питания

Компьютерный блок питания состоит из нескольких основных узлов. Детальная схема устройства представлена на рисунке. При включении сетевое переменное напряжение подается на входной фильтр [1], в котором сглаживаются и подавляются пульсации и помехи. В дешевых блоках этот фильтр часто упрощен либо вообще отсутствует.

Далее напряжение попадает на инвертор сетевого напряжения [2]. В сети проходит переменный ток, который меняет потенциал 50 раз в секунду, т. е. с частотой 50 Гц. Инвертор же повышает эту частоту до десятков, а иногда и сотен килогерц, за счет чего габариты и масса основного преобразующего трансформатора сильно уменьшаются при сохранении полезной мощности. Для лучшего понимания данного решения представьте себе большое ведро, в котором за раз можно перенести 25 л воды, и маленькое ведерко емкостью 1 л, в котором можно перенести такой же объем за то же время, но воду придется носить в 25 раз быстрее.

Импульсный трансформатор [3] преобразовывает высоковольтное напряжение от инвертора в низковольтное. Благодаря высокой частоте преобразования мощность, которую можно передать через такой небольшой компонент, достигает 600–700 Вт. В дорогих БП встречаются два или даже три трансформатора.

Рядом с основным трансформатором обычно имеются один или два меньших, которые служат для создания дежурного напряжения, присутствующего внутри блока питания и на материнской плате всегда, когда к БП подключена сетевая вилка.

Этот узел вместе со специальным контроллером отмечен на рисунке цифрой [4].

Пониженное напряжение поступает на быстрые выпрямительные диодные сборки, установленные на мощном радиаторе [5]. Диоды, конденсаторы и дроссели сглаживают и выпрямляют высокочастотные пульсации, позволяя получить на выходе почти постоянное напряжение, которое идет далее на разъемы питания материнской платы и периферийных устройств.

Типичная информационная наклейка БП. Основная задача – информирование пользователя о максимально допустимых токах по линиям питания, максимальных долговременной и кратковременной мощностях, итоговой комбинированной мощности, которую способен отдать БП	Конструкция модульных разъемов блоков питания может быть самой разной. Их применение допускает отключение силовых кабелей, не востребованных в отдельно взятом системном блоке

В недорогих блоках применяется так называемая групповая стабилизация напряжений. Основной силовой дроссель [6] сглаживает только разницу между напряжениями +12 и +5 В. Подобным образом достигается экономия на количестве элементов в БП, но делается это за счет снижения качества стабилизации отдельных напряжений. Если возникает большая нагрузка на каком-то из каналов, напряжение на нем снижается. Схема коррекции в блоке питания, в свою очередь, повышает напряжение, стараясь компенсировать недостачу, но одновременно возрастает напряжение и на втором канале, который оказался малонагруженным. Налицо своеобразный эффект качелей. Отметим, что дорогие БП имеют выпрямительные цепи и силовые дроссели, полностью независимые для каждой из основных линий.

Кроме силовых узлов в блоке есть дополнительные – сигнальные. Это и контроллер регулировки оборотов вентиляторов, часто монтируемый на небольших дочерних платах [7], и схема контроля за напряжением и потребляемым током, выполненная на интегральной микросхеме [9]. Она же управляет работой системы защиты от коротких замыканий, перегрузки по мощности, перенапряжения или, наоборот, слишком низкого напряжения.

Кожух блока питания с установленным 120-миллиметровым вентилятором. Часто для формирования необходимого воздушного потока используются специальные вставки-направляющие

Зачастую мощные БП оснащены активным корректором коэффициента мощности. Старые модели таких блоков имели проблемы совместимости с недорогими источниками бесперебойного питания. В момент перехода подобного устройства на батареи напряжение на выходе снижалось, и корректор коэффициента мощности в БП интеллектуально переключался в режим питания от сети 110 В. Контроллер бесперебойного источника считал это перегрузкой по току и послушно выключался. Так вели себя многие модели недорогих ИБП мощностью до 1000 Вт. Современные блоки питания практически полностью лишены данной «особенности».

Многие БП предоставляют возможность отключать неиспользуемые разъемы, для этого на внутренней торцевой стенке монтируется плата с силовыми разъемами [8]. При правильном подходе к проектированию такой узел не влияет на электрические характеристики блока питания. Но бывает и наоборот, некачественные разъемы могут ухудшать контакт либо неверное подключение приводит к выходу комплектующих из строя.

Для подключения комплектующих к БП используется несколько стандартных типов штекеров: самый крупный из них – двухрядный – служит для питания материнской платы. Ранее устанавливались двадцатиконтактные разъемы, но современные системы имеют большую нагрузочную способность, и в результате штекер нового образца получил 24 проводника, причем часто добавочные 4 контакта отсоединяются от основного набора. Кроме силовых каналов нагрузки, на материнскую плату передаются сигналы управления (PS_ON#, PWR_OK), а также дополнительные линии (+5Vsb, -12V). Включение проводится только при наличии на проводе PS_ON# нулевого напряжения. Поэтому, чтобы запустить блок без материнской платы, нужно замкнуть контакт 16 (зеленый провод) на любой из черных проводов («земля»).

Исправный БП должен заработать, и все напряжения сразу же установятся в соответствии с характеристиками стандарта ATX. Сигнал PWR_OK служит для сообщения материнской плате о нормальном функционировании схем стабилизации БП. Напряжение +5Vsb используется для питания USB-устройств и чипсета в дежурном режиме (Standby) работы ПК, а -12 – для последовательных портов RS-232 на плате.

На данном рисунке показана распиновка контактов блоков питания, традиционно используемых в современных ПК

Стабилизатор процессора на материнской плате подключается отдельно и использует четырех- либо восьмиконтактный кабель, подающий напряжение +12 В. Питание мощных видеокарт с интерфейсом PCI-Express осуществляется по одному 6-контактному либо по двум разъемам для старших моделей. Существует также 8-контактная модификация данного штекера. Жесткие диски и накопители с интерфейсом SATA используют собственный тип контактов с напряжениями +5, +12 и +3,3 В. Для старых устройств подобного рода и дополнительной периферии имеется 4-контактный разъем питания с напряжениями +5 и +12 В (так называемый molex).

Основное потребление мощности всех современных систем, начиная с Socket 775, 754, 939 и более новых, приходится на линию +12 В. Процессоры могут нагружать данный канал токами до 10–15 А, а видеокарты до 20–25 А (особенно при разгоне). В итоге мощные игровые конфигурации с четырехъядерными CPU и несколькими графическими адаптерами запросто «съедают» 500–700 Вт. Материнские платы со всеми распаянными на РСВ контроллерами потребляют сравнительно мало (до 50 Вт), оперативная память довольствуется мощностью до 15–25 Вт для одной планки. А вот винчестеры, хоть они и неэнергоемкие (до 15 Вт), но требуют качественного питания. Чувствительные схемы управления головками и шпинделем легко выходят из строя при превышении напряжения +12 В либо при сильных пульсациях.

Качественное тестирование современных блоков питания можно провести лишь на специализированных стендах. На фото показана электронная начинка одного из них. Для теплового рассеивания больших мощностей применяется массивный радиатор, обдуваемый скоростными вентиляторами

На наклейках блоков питания часто указывают наличие нескольких линий +12 В, обозначаемых как +12V1, +12V2, +12V3 и т. д. На самом деле в электрической и схемотехнической структуре блока они в абсолютном большинстве БП представляют собой один канал, разделенный на несколько виртуальных, с различным ограничением по току. Данный подход применен в угоду стандарту безопасности EN-60950, который запрещает подводить мощность свыше 240 ВА на контакты, доступные пользователю, поскольку при возникновении замыкания возможны возгорания и прочие неприятности. Простая математика: 240 ВА/12 В = 20 А. Поэтому современные блоки обычно имеют несколько виртуальных каналов с ограничением по току каждого в районе 18–20 А, однако общая нагрузочная способность линии +12 В не обязательно равна сумме мощностей +12V1, +12V2, +12V3 и определяется возможностями используемого в конструкции преобразователя.

Все заявления производителей в рекламных буклетах, расписывающие огромные преимущества от множества каналов +12 В, – не более чем умелая маркетинговая уловка для непосвященных.

Многие новые блоки питания выполнены по эффективным схемам, поэтому выдают большую мощность при использовании маленьких радиаторов охлаждения. Примером может служить распространенная платформа FSP Epsilon (FSPxxx-80GLY/GLN), на базе которой построены БП нескольких производителей (OCZ GameXStream, FSP Optima/Everest/Epsilon).

Современные мощные видеокарты потребляют большое количество энергии, поэтому давно подключаются отдельными кабелями к БП независимо от материнской платы. Новейшие модели оснащаются шести- и восьмиконтактными штекерами. Часто последний имеет отстегивающуюся часть, для удобства подсоединения к меньшим разъемам питания видеокарт.

Надеемся, что после рассмотрения основных узлов блоков питания читателям уже понятно: за последние годы конструкция БП стала значительно сложнее, она подверглась модернизации и сейчас для полноценного всестороннего тестирования требует квалифицированного подхода и наличия специального оборудования. Невзирая на общее повышение качества доступных рядовому пользователю блоков, существуют и откровенно неудачные модели. Поэтому при выборе конкретного экземпляра БП для вашего компьютера нужно ориентироваться на подробные обзоры данных устройств и внимательно изучать каждую модель перед покупкой. Ведь от блока питания зависит сохранность информации, стабильность и долговечность работы компонентов ПК в целом.

Краткий словарь терминов

Суммарная мощность – долговременная мощность потребления нагрузкой, допустимая для блока питания без его перегрева и повреждений. Измеряется в ваттах (Вт, W).

Конденсатор, электролит – устройство для накопления энергии электрического поля. В БП используется для сглаживания пульсаций и подавления помех в схеме питания.

Дроссель – свернутый в спираль проводник, обладающий значительной индуктивностью при малой собственной емкости и небольшом активном сопротивлении. Данный элемент способен запасать магнитную энергию при протекании электрического тока и отдавать ее в цепь в моменты больших токовых перепадов.

Полупроводниковый диод – электронный прибор, обладающий разной проводимостью в зависимости от направления протекания тока. Применяется для формирования напряжения одной полярности из переменного. Быстрые типы диодов (диоды Шоттки) часто используются для защиты от перенапряжения.

Трансформатор – элемент из двух или более дросселей, намотанных на единое основание, служащий для преобразования системы переменного тока одного напряжения в систему тока другого напряжения без существенных потерь мощности.

ATX – международный стандарт, описывающий различные требования к электрическим, массогабаритным и другим характеристикам корпусов и блоков питания.

Пульсации – импульсы и короткие всплески напряжения на линии питания. Возникают из-за работы преобразователей напряжения.

Коэффициент мощности, КМ (PF) – соотношение активной потребляемой мощности от электросети и реактивной. Последняя присутствует всегда, когда ток нагрузки по фазе не совпадает с напряжением сети либо если нагрузка является нелинейной.

Активная схема коррекции КМ (APFC) – импульсный преобразователь, у которого мгновенный потребляемый ток прямо пропорционален мгновенному напряжению в сети, то есть имеет только линейный характер потребления. Этот узел изолирует нелинейный преобразователь самого БП от электросети.

Пассивная схема коррекции КМ (PPFC) – пассивный дроссель большой мощности, который благодаря индуктивности сглаживает импульсы тока, потребляемые блоком. На практике эффективность подобного решения довольно низкая.

Не удается зарядить ноутбук Mac с помощью адаптера питания USB-C

Узнайте, что делать, если адаптер питания USB-C, входивший в комплект поставки ноутбука Mac, перестает заряжать аккумулятор, нагревается или искрит.

Адаптер питания USB-C

 

Сетевая вилка или адаптер вилки

 

Зарядный кабель USB-C

 

Ноутбук Mac с портами USB-C не заряжается

Если адаптер питания USB-C не заряжает MacBook, MacBook Air или MacBook Pro, попробуйте отключить адаптер от электрической розетки, подождать несколько секунд и снова включить. Если это не поможет, следуйте рекомендациям из следующих разделов:

Проверка наличия питания

Узнайте, как проверить электрическую розетку и сетевую вилку. 

Проверка электрической розетки

Убедитесь, что адаптер питания USB-C подключен к исправной электрической розетке. Отключите адаптер питания USB-C от электрической розетки, затем подключите заведомо исправное устройство, такое как лампа или часы, чтобы убедиться, что питание подается надлежащим образом. Если электрическая розетка работает, подключите адаптер питания USB-C и попробуйте зарядить компьютер Mac. Если компьютер Mac по-прежнему не заряжается, выключите его и закройте дисплей на 30 секунд, затем откройте дисплей и повторите попытку зарядки. Если вы используете компьютер Mac не с процессором Apple, сбросьте параметры контроллера SMC.

Проверка на наличие помех в сети электропитания

Отключите адаптер питания от электрической розетки, подождите 30 секунд, а затем снова подключите его.

• Если ноутбук Mac начинает заряжаться после повторного включения адаптера питания, возможно, возникает проблема с сетевыми помехами (прерывание, вызванное блуждающими электромагнитными сигналами) от электрической розетки. Адаптер питания автоматически отключается, когда встроенная функция защиты от повышенного напряжения определяет наличие помех в электросети.
• К источникам возможных помех в сети относятся светильники с газоразрядными лампами, холодильники или микроволновые печи, подключенные к той же электрической цепи, что и используемая электрическая розетка. Эту проблему позволит решить подключение адаптера питания к источнику бесперебойного питания (ИБП) или к розетке в другой цепи.

Если адаптер питания отключается при подключении к заведомо исправной розетке, отнесите его на проверку в авторизованный сервисный центр компании Apple или в магазин Apple Store.

Проверка сетевой вилки или кабеля питания

Адаптер питания укомплектован съемной сетевой вилкой переменного тока, которая имеет ножевые контакты, вставляемые в электрическую розетку. Если ноутбук Mac не заряжается при использовании сетевой вилки с адаптером питания, попробуйте использовать другую такую вилку или удлинитель для адаптера питания Apple (продается отдельно). 

Проверка кабелей

В комплект поставки ноутбука Mac входит зарядный кабель USB-C. Чтобы узнать, вызваны ли проблемы с зарядкой этим кабелем, попробуйте использовать другой, заведомо исправный кабель USB-C. Помните! Не все кабели USB-C пригодны для зарядки MacBook, MacBook Air или MacBook Pro, поэтому убедитесь, что кабель, который вы используете для проверки, предназначен для зарядки.

Если с одним кабелем USB-C ноутбук Mac заряжается, а с другим нет, немедленно отсоедините кабель, который не работает, и отнесите его и блок питания на проверку.

Если ноутбук Mac начинает заряжаться только при покачивании или подергивании кабеля USB-C или удлинителя для адаптера питания Apple (продается отдельно), немедленно отсоедините такой кабель и отнесите его и блок питания на проверку.

Проверка наличия обновлений

В некоторых случаях для компьютера могут выпускаться обновления ПО или прошивки, которые улучшают взаимодействие с адаптером питания. Если компьютер MacBook, MacBook Air или MacBook Pro не заряжается должным образом, проверьте наличие обновлений ПО для него.

Нагрев адаптера

Адаптер питания USB-C может нагреваться при обычном использовании, поэтому обязательно используйте его в хорошо проветриваемом месте. Всегда подключайте адаптер питания непосредственно к электрической розетке с помощью сетевой вилки или кладите его на стол или в другое хорошо вентилируемое место при использовании удлинителя для адаптера питания (приобретается отдельно).

Старайтесь не размещать адаптер в плохо проветриваемых местах, например на диване, на плотном ковре, на кровати или на подушке. Старайтесь, чтобы адаптер не оказывался под одеялом или чем-то другим, препятствующим вентиляции.

Адаптер питания может отключиться в случае перегрева. Если это произойдет, отключите кабель USB-C от ноутбука Mac, затем дождитесь охлаждения адаптера питания, прежде чем проверять его состояние.

Искрение

При входе контактов вилки в розетку в момент подключения адаптера питания USB-C может возникать искра. Как правило, это нормальное явление, которое иногда наблюдается во время включения электроприборов в электрическую розетку.

Если вы замечаете любое из перечисленных ниже явлений при подключении адаптера к розетке или у вас возникают другие опасения по поводу искрения, обратитесь в Apple:

• Обратитесь в Apple, если искра возникает не на контактах вилки, а в других местах.
• Обратитесь в Apple, если какая-либо из частей адаптера повреждена или обесцвечена.

Проверка ноутбука Mac и блока питания

Информация о продуктах, произведенных не компанией Apple, или о независимых веб-сайтах, неподконтрольных и не тестируемых компанией Apple, не носит рекомендательного или одобрительного характера. Компания Apple не несет никакой ответственности за выбор, функциональность и использование веб-сайтов или продукции сторонних производителей. Компания Apple также не несет ответственности за точность или достоверность данных, размещенных на веб-сайтах сторонних производителей. Обратитесь к поставщику за дополнительной информацией.

Дата публикации: 24 августа 2021 г.

Блок питания компьютера. Как определить неисправность?

Случаи выхода из строя блоков питания в компьютере не редкость. Ниже приведены возможные причины неисправностей блоков питания компьютеров и способ проверки блока питания на работоспособность.

1. Выбросы напряжения в электросети;

2. Низкое качество изготовления, особенно касается дешевых блоков питания и системных блоков;

3. Неудачные конструктивные и схемотехнические решения;

4. Применение низкокачественных компонентов при изготовлении;

 

5. Перегрев элементов из-за неудачного расположения системного блока, загрязнения блока питания, остановки вентилятора охлаждения.

Какие «симптомы» неисправности блока питания в компьютере?

Чаще всего это полное отсутствие признаков жизни системного блока, то есть ничего не гудит, не горят светодиоды индикации, нет звуковых сигналов.

В некоторых случаях не стартует материнская плата. При этом могут крутиться вентиляторы, гореть индикация, издавать звуки приводы и жесткий диск, но на экране монитора ничего не появляется.

 

Иногда системный блок при включении начинает подавать признаки жизни на несколько секунд и тут же выключается по причине срабатывания защиты блока питания от перегрузок.

Для того чтобы окончательно убедиться в неисправности блока питания нужно открыть правую крышку системного блока, если смотреть сзади. Вытащить основной штеккер основного разъёма блока питания, который имеет 20 или 24 контакта, из гнезда материнской платы, и замкнуть контакты с зелёным (иногда серым) и ближайшим чёрным проводом. Если при этом блок питания запустится, то, скорее всего, виновата материнская плата.

Запуск блока питания можно определить по вращению вентилятора блока питания, если он исправен и щелчкам приводов, но для надёжности лучше проверить напряжения на разъёме. Между контактами с черным и красным проводами — 5в, между черным и желтым — 12в, между черным и розовым — 3,3в; между черным и фиолетовым — 5в дежурного напряжения. Минус на черном, а плюс на цветных. Для того чтобы убедиться что блок питания запущен достаточно измерить одно из напряжений, кроме «дежурных» 5в на фиолетовом проводе.

Иногда пользователи начинают искать предохранитель. Не ищите, снаружи их нет. Есть один внутри, но менять его в большинстве случев не только бесполезно, но опасно и вредно, так как это может привести к ещё большим проблемам.

Если обнаружится, что блок питания неисправен, то в большинстве случаев лучше его заменить, но можно и отремонтировать, если это экономически целесообразно.

При покупке нового блока питания нужно, прежде всего, учитывать мощность, которая не должна быть меньше прежнего. Также необходимо обратить внимание на выходные разъёмы, чтобы была возможность подключить все устройства системного блока, хотя в необходимых случаях проблемы подключения могут быть решены при помощи переходников. О том, как выбрать блок питания нужного качества можно прочитать тут.

Нужно ли ремонтировать блок питания самостоятельно? Если Вы не обладаете хотя-бы элементарными знаниями и навыками в области электроники, однозначно нет. Во-первых, Вы скорее всего не сможете это сделать, во-вторых это опасно для жизни и здоровья если не соблюдать правила безопасности.

Для тех, кто всё-таки решил заняться ремонтом блока питания, есть возможность ознакомиться с моим личным опытом и соображениями по этому поводу здесь.

Поделитесь этим постом с друзьями:

Добавь меня в друзья:

Выбираем блок питания — руководство Hardwareluxx

Страница 1: Выбираем блок питания — руководство Hardwareluxx

В сотрудничестве с Seasonic

Многие пользователи знают о том, что блоки питания играют важную роль в современных компьютерах. Но все равно уделяют выбору блока питания намного меньше внимания, чем той же видеокарте или CPU. В конце концов, «производительность» блока питания нельзя измерить в fps. Хороший блок питания просто должен работать в фоне, не привлекая к себе лишнего внимания.

Высокое напряжение в электрической сети обусловлено тем, чтобы уменьшить потери при передаче энергии конечным потребителям. Но компоненты ПК работают от намного меньших напряжений, что связано с полупроводниковой природой. Поэтому главной задачей блока питания является преобразование напряжения электрической сети (230 В) в соответствующие низкие напряжения, требующиеся для питания компонентов ПК.

Общие требования к блоку питания

Для многих блок питания — маленькая коробочка с вентилятором в нижней задней части компьютера, однако она должна отвечать ряду требований.

Стабильные выходные напряжения. Если выходные напряжения не будут точно контролироваться электроникой блока питания, то придется смириться с частыми «вылетами» или даже повреждением компонентов из-за слишком высоких напряжений. Блок питания должен справляться с изменениями нагрузки, которые могут вызвать флуктуации напряжений, за считанные миллисекунды.

Эффективная работа. При преобразовании напряжения сети в намного меньшие напряжения ПК неизбежно возникают потери. Чем меньше эти потери, тем выше будет эффективность блока питания. Тем меньше тепла будет выделять блок питания, тем ниже будет счет за электричество.

Защита от внешних воздействий. Электрическая сеть не идеальна, в ней могут наблюдаться как пониженное, так и повышенное напряжение в различных формах, которое блок питания должен надежно «отфильтровать», чтобы до чувствительной электроники компьютера флуктуации не добрались. Иначе, опять же, можно столкнуться с «вылетами» системы или даже повреждением компонентов ПК.

Тихая работа. В процессе преобразования напряжений потери неизбежны, поэтому выделяется определенное количество тепла. Его требуется вывести за пределы блока питания. Система охлаждения должна работать достаточно тихо, чтобы пользователь на нее не отвлекался. Но вместе с тем электроника блока питания должна охлаждаться должным образом.

Высокая производительность в компактном пространстве. Будь то системы ATX или даже более компактные варианты, блок питания должен обеспечивать высокий уровень мощности от нескольких сотен ватт до киловатта и выше в ограниченном пространстве.

Если пользователь не замечает работу блока питания в повседневной эксплуатации, компьютер всегда работает стабильно и тихо, то такой блок питания соответствует базовым требованиям.

Эволюция блоков питания для ПК

Даже такой «консервативный» компонент ПК, как блок питания, за прошедшие годы претерпел изменения. В 90-х годах блоки питания часто представляли собой серые стальные коробки, которые прилагались вместе с корпусом. Как правило, пользователи не обращали на них внимание. Даже мощность была не так принципиальна. 3D-ускорители еще только зарождались, а разгоняли в то время, в основном, лишь CPU. Лишь в нулевых годах в системы стали устанавливаться мощные видеокарты, энергопотребление стало весьма актуальным, поскольку блоки питания должны были обеспечивать соответствующие кабели питания.

Блоки питания 2005 года

Где-то в середине нулевых энергопотребление компьютеров перешло на новый уровень благодаря процессорам класса Intel Pentium 4 и мощным видеокартам, таким как NVIDIA GeForce 6800 Ultra. Но уже тогда на рынке были фирменные блоки питания от известных и сегодня брендов: Seasonic, be quiet!, Super Flower, Enermax или SilverStone. По мощности наиболее популярным уровнем был от 400 до 600 Вт. В те годы многие блоки питания фокусировались на внешнем дизайне. Например, Tagan TG420-U02 i-Xeye был оснащен внутренней подсветкой и окном, HIPER Type-R 580W выделялся синим глянцевым корпусом и вентилятором с подсветкой, а в случае Enermax Coolergiant 600W мы получили золотистый алюминиевый корпус. Конечно, внешний вид — дело вкуса, но подобный тренд продержался лишь несколько лет.

Блок питания 2005 года — Hiper Type-R 770W

Производители довольно быстро стали уделять основное внимание внутренним качествам блока питания, примерно тогда не передний план вышла эффективность. В 2005 году инициатива «80 PLUS» привела к появлению соответствующей маркировки в США. Блоки питания тестировались по определенной процедуре, и в случае соответствия критериям производители могли добавлять маркировку 80 PLUS. Первым блоком питания с сертификацией 80 PLUS стал Seasonic SS400HT в 2005 году.

Мнения по поводу сертификации 80 PLUS и методики тестирования разнятся, но инициатива оказала существенное влияние на эволюцию блоков питания. Еще 15 лет назад эффективность порядка 75% воспринималась вполне нормальной, сегодня мы получили модели с уровнем выше 95%, что довольно близко к недостижимому идеалу эффективности 100%.

В сотрудничестве с Seasonic

<>Выбираем блок питания — руководство Hardwareluxx
Технологии блока питания

 

Как работают блоки питания для ПК

Если есть какой-либо один компонент, который абсолютно жизненно важен для работы компьютера, то это блок питания. Без него компьютер — это просто инертный ящик из пластика и металла. Блок питания преобразует линию переменного тока (AC), идущую из 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) источником питания является металлический ящик, который обычно находится в углу корпуса. Блок питания виден сзади многих систем, поскольку он содержит розетку для кабеля питания и охлаждающий вентилятор.

Источники питания, часто называемые «импульсными источниками питания», используют технологию переключения для преобразования входного переменного тока в более низкие напряжения постоянного тока. Типичные напряжения питания:

3,3 и 5 В обычно используются в цифровых схемах, в то время как 12 В используется для запуска двигателей в дисковых накопителях и вентиляторах. Основная спецификация блока питания ватт .Ватт — это произведение напряжения в вольтах и ​​ тока в амперах или амперах. Если вы работали с ПК в течение многих лет, вы, вероятно, помните, что на исходных ПК были большие красные тумблеры, которые имели большой вес. Когда вы включали или выключали компьютер, вы знали, что делаете это. Эти переключатели фактически контролировали подачу 120-вольтного питания к источнику питания.

Сегодня вы включаете питание небольшой кнопкой и выключаете машину с помощью пункта меню. Эти возможности были добавлены к стандартным источникам питания несколько лет назад. Операционная система может отправить сигнал блоку питания, чтобы он отключился. Кнопка посылает 5-вольтовый сигнал источнику питания, чтобы сообщить ему, когда нужно включить. В блоке питания также есть цепь, которая подает 5 вольт, называемая VSB для «напряжения ожидания», даже когда она официально «выключена», так что кнопка будет работать. См. Следующую страницу, чтобы узнать больше о технологии переключателя.

Как работают блоки питания ПК

Если есть какой-либо один компонент, который абсолютно жизненно важен для работы компьютера, то это блок питания.Без него компьютер — это просто инертный ящик из пластика и металла. Блок питания преобразует линию переменного тока (AC), идущую из 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) источником питания является металлический ящик, который обычно находится в углу корпуса. Блок питания виден сзади многих систем, поскольку он содержит розетку для кабеля питания и охлаждающий вентилятор.

Источники питания, часто называемые «импульсными источниками питания», используют технологию переключения для преобразования входного переменного тока в более низкие напряжения постоянного тока. Типичные напряжения питания:

3,3 и 5 В обычно используются в цифровых схемах, в то время как 12 В используется для запуска двигателей в дисковых накопителях и вентиляторах. Основная спецификация блока питания ватт . Ватт — это произведение напряжения в вольтах и ​​ тока в амперах или амперах. Если вы работали с ПК в течение многих лет, вы, вероятно, помните, что на исходных ПК были большие красные тумблеры, которые имели большой вес.Когда вы включали или выключали компьютер, вы знали, что делаете это. Эти переключатели фактически контролировали подачу 120-вольтного питания к источнику питания.

Сегодня вы включаете питание небольшой кнопкой и выключаете машину с помощью пункта меню. Эти возможности были добавлены к стандартным источникам питания несколько лет назад. Операционная система может отправить сигнал блоку питания, чтобы он отключился. Кнопка посылает 5-вольтовый сигнал источнику питания, чтобы сообщить ему, когда нужно включить.В блоке питания также есть цепь, которая подает 5 вольт, называемая VSB для «напряжения ожидания», даже когда она официально «выключена», так что кнопка будет работать. См. Следующую страницу, чтобы узнать больше о технологии переключателя.

Как работает блок питания

Контроль доступа, IP-камеры и домофоны, требующие блоки питания

Разработка источника питания — одна из первых задач в области электротехники, которую я решал в колледже. Я помню те дни. Мы многому научились, например, не пить много пива перед лабораторным занятием.Не вставляйте палец в электрическую розетку. Всегда пытайтесь угадать, что на тесте. И держитесь подальше от курсов об антеннах, потому что они ужасны.

Источники питания используются в компьютерах, IP-камерах, системах контроля доступа, IP-пейджинге и домофонах. Это один из самых недооцененных компонентов компьютерной системы. Когда вы указываете компьютер, вы думаете о скорости процессора, памяти, хранилище и видеокарте. Блок питания никогда не рассматривается. Конечно, если это не удастся, ни один из других компонентов не будет работать.Иногда самая важная часть системы оказывается самой простой. Кто-нибудь помнит старый анекдот о споре между различными частями тела *?

Конструкция блока питания

В этой статье описывается, как работает блок питания, и некоторые вещи, которые следует учитывать при покупке блока питания.

Что такое блок питания?

Блок питания (PSU) — это устройство, которое преобразует энергию входящей электрической мощности в мощность, которая может использоваться устройством компьютерного типа.Блок питания компьютерного типа преобразует мощность переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный), обеспечивает фиксированный уровень выходного напряжения и регулирует или поддерживает выходное напряжение в диапазоне условий нагрузки. На самом деле он не «поставляет» энергию; он преобразует или изменяет его, чтобы электронное устройство могло его использовать.

Например, блок питания вашего компьютера преобразует 120 В переменного тока переменного тока (AC) в низковольтный постоянный ток (DC) при 5 В или 12 В постоянного тока. Блок питания (блок питания) также должен регулировать выходное напряжение, чтобы оно не изменялось более чем на несколько процентов.Он также обычно включает в себя переключатель ограничения тока, который отключается (как предохранитель) при обнаружении слишком большого тока нагрузки. Это защищает загрузочное устройство от повреждений.

Принципиальная схема источника питания

Блок питания состоит из четырех основных частей.

• Трансформатор : Регулирует напряжение переменного тока до нужного уровня для конкретного источника питания
• Выпрямитель : Преобразует сигнал переменного тока (переменный ток), чтобы он всегда был положительным (постоянный ток)
• Фильтр : сглаживает выпуклости в сигнале
• Регулятор : регулирует выходное напряжение постоянного тока таким образом, чтобы оно поддерживалось на нужном уровне (12 В постоянного тока). Он поддерживает постоянное напряжение, несмотря на изменение нагрузки.

Блок-схема блока питания

Типы блоков питания

Существует два типа источников питания: линейный источник питания и импульсный источник питания . Линейный источник питания имеет простую конструкцию и дешевле импульсного источника питания. Импульсный источник питания сложнее, но он намного эффективнее и гибче.

Линейный источник питания

Вот пример принципиальной схемы.Линейный источник питания включает в себя большой трансформатор, который регулирует входное напряжение, выпрямитель, транзисторы и компонент регулятора напряжения.

Принципиальная схема линейного источника питания

Преимущества линейного источника питания

• Простое устройство . В линейных регуляторах используется меньше компонентов, чем в импульсных источниках питания. На приведенной выше принципиальной схеме показано, как микросхему регулятора (7812) можно использовать в источнике питания.
• Низкая стоимость . Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то стоимость компонентов и производства намного ниже, чем у импульсных источников питания.
• Низкий уровень шума / пульсаций . Линейные регуляторы имеют очень низкие пульсации выходного напряжения и широкую полосу пропускания. Это делает их идеальными для любых приложений, чувствительных к шуму, включая устройства связи и радио.

Недостатки

• Более крупный : Для линейных источников питания требуется трансформатор большего размера, поэтому они больше и тяжелее, чем импульсные источники питания.
• Ограниченная гибкость . Линейные регуляторы обычно могут использоваться с фиксированными входным напряжением и частотой.Например, они предназначены для подключения к входу питания 120 В переменного тока, 60 Гц или 240 В переменного тока. Если вы хотите использовать питание 240 В переменного тока, вам необходимо переключить ответвления на входном трансформаторе.
• Ограниченные выпуски . Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение. Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения на каждый требуемый выход.
• Низкая эффективность . Среднее устройство с линейным регулированием достигает КПД от 30% до 60% за счет рассеивания тепла.Также требуется радиатор, который увеличивает размер и вес устройства.

Импульсный источник питания

Многие современные источники питания используют импульсное питание. Этот тип источника питания включает импульсный стабилизатор для управления напряжением и током. Он более гибкий и намного более эффективный, чем линейный источник питания. Применяются в домофонах, IP камерах, считывателях-контроллерах контроля доступа.

Схема состоит из намного большего количества блоков, чем линейный источник питания.

Схема импульсного источника питания

Импульсный источник питания может обрабатывать множество различных уровней входного напряжения и частоты переменного тока (переменного тока). Компьютерные продукты продаются в Японии, где напряжение составляет 100 В переменного тока, 50 Гц, и во Франции, где напряжение составляет 230 В при 50 Гц. Импульсный источник питания может вместить все эти источники питания.

Импульсные источники питания также могут преобразовывать мощность постоянного тока с одного уровня напряжения на другой. Например, инжекторы PoE обеспечивают около 48 В постоянного тока на устройство в сети.IP-устройство, такое как камера, имеет преобразователь постоянного тока в постоянный, который преобразует 48 В постоянного тока в 5 В постоянного тока для питания цепей камеры.

Преимущества и недостатки переключения расходных материалов

Импульсные источники питания могут иметь более высокий КПД, чем линейные регуляторы, но они могут быть проблемой в некоторых ситуациях, когда шум делает их плохим выбором. Например, для приложений радиосвязи и связи требуется малошумящий источник питания.

Преимущества

• Малый форм-фактор . Понижающий трансформатор в импульсном регуляторе работает на высокой частоте, что означает, что трансформатор намного меньше и легче.
• Высокая эффективность . Регулировка напряжения в импульсном блоке питания рассеивает меньше тепла. КПД может достигать 85% -90%.
• Гибкие приложения . К импульсному источнику питания можно добавить дополнительные обмотки, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. Устройство с трансформаторной изоляцией также может обеспечивать выходное напряжение, не зависящее от входного напряжения.

Недостатки

• Сложная конструкция . Конструкция требует большего количества компонентов, поэтому ее следует разрабатывать тщательно, чтобы обеспечить надежность.
• Высокочастотный шум . Операция переключения полевого МОП-транзистора в импульсном источнике питания обеспечивает высокочастотный шум в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в чувствительных к шуму устройствах.
• Более высокая стоимость . Для более низкой выходной мощности 10 Вт или менее дешевле использовать линейно регулируемый источник питания.

Обзор выбора источника питания

Блок питания преобразует уровни напряжения. Он также преобразует мощность переменного тока в постоянный и поддерживает постоянное напряжение, несмотря на нагрузку. Линейная подача стоит меньше, но менее эффективна и гибка. Импульсный источник питания легче, дороже и эффективнее.

---

* Шутка:

Однажды разные части тела спорили, кто должен быть ответственным.

Мозг сказал: «Я все думаю, поэтому я самый важный и должен нести ответственность.

Глаза сказали: «Я все вижу и даю остальным из вас знать, где мы, так что я самый важный, и я должен нести ответственность».

Руки сказали: «Без меня мы не смогли бы что-либо поднять или переместить. Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Желудок сказал: «Я превращаю пищу, которую мы едим, в энергию для остальных. Без меня мы бы голодали. Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Ноги говорили: «Без меня мы не смогли бы никуда двигаться.Так что я самый важный, и я должен быть главным ».

Затем прямая кишка сказала: «Думаю, я должен быть за это».

Все остальные части говорили: « Ты?!? Вы ничего не делаете! Ты не важен! Ты не можешь нести ответственность «.

Итак, прямая кишка закрылась.

Через несколько дней все ноги начали шататься, живот был тошнотворным, руки дрожали, глаза слезились, а мозг был затуманен. Все они согласились, что больше не могут этого выносить, и решили взять прямую кишку под контроль.

Мораль истории?

Вам не обязательно быть самым важным, чтобы быть ответственным; любой мудак может это сделать.

---

Если вам нужна помощь в выборе IP-камеры, контроля доступа или IP-пейджинга и внутренней связи, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 800-431-1658 в США, 914-944-3425 в любом другом месте или воспользуйтесь нашей формой обратной связи.

Что такое блок питания ПК и как он работает?

SMPS подставка для импульсного источника питания .В основном это электронный блок питания, используемый в настольных компьютерных системах. Основная цель использования SMPS — передавать питание от источника переменного тока к устройствам постоянного тока при преобразовании напряжения и тока. Он в основном используется в бытовых продуктах, таких как персональные компьютеры. Импульсные источники питания могут работать в широком диапазоне частот и напряжений питания, поэтому их область применения возрастает. Из-за большого объема SMPS они теперь также используются в зарядных устройствах для мобильных телефонов, а стоимость мобильных зарядных устройств также была снижена.


Импульсные источники питания также используются для преобразования постоянного тока в постоянный ток , и из-за этой функции SMPS, тяжелых транспортных средств, в промышленных установках, таких как телекоммуникационные стойки, блоки питания и отдельные элементы оборудования, также используют DC / DC импульсные преобразователи для получения питания любого необходимого напряжения.

SMPS также использует импульсный стабилизатор для эффективного преобразования электроэнергии. Блок питания компьютера переключает A.C. (переменный ток) с на низкое напряжение D.C. (Постоянный ток) для работы периферийных устройств. В настоящее время компьютер использует SMPS в качестве основного источника питания. Компьютерный блок питания обычно меньше и легче по сравнению с линейным блоком питания из-за меньшего размера и веса трансформатора.

В основном элементы переключателей SMPS включают катушки индуктивности, конденсаторы, трансформатор и всевозможные электрические компоненты для регулирования выходного напряжения и тока.

Давайте рассмотрим рабочий процесс блока питания компьютера

Фактическая работа блока питания ПК разделена на четыре различных части, и каждая из них имеет свою важную задачу для поддержания идеальной производительности электроэнергии.Вот список всех тех разделов, о которых я говорю:

1. Входной выпрямитель: Первый шаг — преобразовать AC в DC с помощью процесса, называемого Rectification . Выпрямитель представляет собой модуль двухполупериодного диодного моста или , который используется для создания неконтролируемого постоянного напряжения на сглаживающем конденсаторе. Ток, потребляемый из сети этой схемой выпрямителя , возникает короткими импульсами около пиков переменного напряжения.Эти импульсы обладают значительной высокочастотной энергией, что снижает коэффициент мощности.
2. Инвертор: На этом этапе DC преобразуется в AC через генератор мощности. Выходной трансформатор силового генератора очень низкий с частотой обмоток от десятков до сотен килогерц. Эти частоты превышают 20 кГц и не слышны для человека. Переключение осуществляется усилителем MOSFET . Этот усилитель имеет низкое сопротивление и высокую пропускную способность по току.
3. Преобразователь напряжения : Если выходное напряжение выше 10 вольт , то используются кремниевые диоды . Если выходное напряжение на ниже 10 вольт , то диоды Шоттки используются в качестве выпрямителя. У них более быстрое время восстановления, чем у кремниевых диодов, а при проводимости падение напряжения невелико.
4. Регулятор выхода : фильтр, состоящий из катушек индуктивности и конденсаторов, используется для сглаживания выхода выпрямителя .Контур управления с обратной связью используется для регулирования выходного напряжения путем изменения рабочего цикла для компенсации изменений входного напряжения.

Так выглядит задняя панель блока питания:

• Вентилятор: Вентилятор находится на задней панели. Он используется для удаления воздуха внутри БП.
• Порт источника питания: Эта часть потребляет электроэнергию от домашней розетки и подает ее на блок питания.
• Выключатель питания: Выключатель питания используется для включения или ВЫКЛЮЧЕНИЯ блока питания.
• Переключатель напряжения: Эта деталь используется для переключения напряжения с 110/115 В на 220/230 В или наоборот. Если в вашем блоке питания нет этой детали, вполне возможно, что разъем питания вашего блока питания универсальный или он предназначен только для определенного региона.

Вот как выглядят разъемы блока питания:

При установке блока питания в компьютер нам необходимо подключить все жизненно важные аппаратные кабели и разъем для передачи питания на различные компоненты компьютера.Их общие спецификации для различных настольных систем определены в руководствах Intel по проектированию, которые периодически пересматриваются.

• Основной кабель питания ПК: Этот кабель подключается к задней панели блока питания и используется для питания блока питания. Это видно с внешней стороны БП.
• Кабель питания SATA / MOLEX: Этот кабель соединяет блок питания с жестким диском. SATA означает Serial ATA или Serial Advanced Technology Attachment. SATA лучше, чем PATA , так как его скорость отправки данных намного выше.
• 24-контактный ATX, основной кабель питания MOBO: Этот кабель является стандартным кабелем материнской платы, который используется в материнской плате каждого компьютера, и в основном этот кабель соединяет блок питания с материнской платой и обеспечивает все необходимое для материнской платы питание. Этот кабель доступен в виде 2 кабеля или может быть соединен с одним кабелем .
• 6-контактный или 6 + 2-контактный кабель питания PCI Express: 6-контактный кабель используется для обеспечения дополнительного питания 12 В для плат расширения PCI Express .Слоты материнской платы PCI Express генерируют максимум 75 Вт . В основном он создан для видеокарты. Кабель 6 + 2 Pin аналогичен кабелю питания 6 pin PCI Express , но с на 2 контакта больше . Преимущество этого кабеля в том, что он обеспечивает максимальную мощность 150 Вт.
• 8-контактный кабель питания процессора: Этот кабель используется для подачи питания на процессор.

# Наконец, все особо важные виды вещей

Номинальная мощность — Общие требования к мощности для высокопроизводительного компьютера с несколькими видеокартами могут варьироваться от 650 Вт до более чем 1000 Вт, , где обычным персональным компьютерам обычно требуется от 300 до 500 Вт. Рассчитано энергопотребление и сделано около на 40%, на больше, чем у блоков питания. Это сделано для защиты системы от перегрузки и снижения производительности. Общая потребляемая мощность системы — это сумма всех номинальных мощностей всех компонентов, которые получают питание от источника. Блок питания, сертифицированный производителем самостоятельно, будет требовать выходной мощности, которая может быть вдвое или больше, чем фактически предоставленная.

КПД — Тест, проведенный в 2005 , показал, что блоки питания компьютеров эффективны 70-80%, .Высококачественные блоки питания могут иметь КПД более 80%. В результате они энергоэффективны, тратят меньше энергии на тепло и требуют меньшего воздушного потока для охлаждения. В 2012 году Блоки питания стали более эффективными. Их КПД может достигать 90% при оптимальных уровнях нагрузки. КПД обычно достигает пика примерно при нагрузке 50–75%. Сейчас начаты различные действия по повышению эффективности компьютерных блоков питания. Эффективные блоки питания экономят деньги, поскольку они тратят меньше энергии, а затем сэкономленное электричество будет использоваться для обеспечения питания того же компьютера.

Преимущества и недостатки — Одним из основных преимуществ SMPS является то, что он более эффективен, чем линейные регуляторы, поскольку переключающий транзистор рассеивает мало энергии, работая в качестве переключателя. Некоторые другие преимущества SMPS включают меньшего размера и меньший вес , поскольку в SMPS исключаются тяжелые линейные преобразователи частоты и тепловыделение.

Большая сложность, генерация высокой амплитуды, высокой частоты являются недостатками.Дешевый SMPS может создавать помехи для оборудования A / V , подключенного к той же фазе, из-за обратной связи с электрическими коммутационными шумами на линии электропитания.

Меры предосторожности — После того, как шнур питания отсоединен от стены, конденсатор основного фильтра может сохранять до 325 вольт. В некоторых ИИП отсутствует конденсатор утечки, который используется для медленной разрядки конденсатора. Любой контакт с этим конденсатором может привести к сильному поражению электрическим током. Конденсатор иногда подключают к первичной и вторичной обмоткам трансформатора, чтобы уменьшить EMI (электромагнитная индукция). Если трансформатор один, то может привести к поражению электрическим током.

Как работают системы бесперебойного питания (ИБП) ~ Изучение электротехники

ИБП означает источник бесперебойного питания. Система ИБП — это автономный источник переменного тока, который используется для питания чувствительных электронных нагрузок, таких как вычислительные центры, телефонные станции и многие системы управления и мониторинга промышленных процессов.Для этих приложений требуется доступное и качественное питание.

Решение ИБП для чувствительных электрических нагрузок используется для обеспечения интерфейса питания между электросетью и чувствительными нагрузками, обеспечивая напряжение, равное:

1. Отсутствие сбоев в электроснабжении и соблюдение строгих правил

.

допуски, требуемые нагрузками.

2. Доступен в случае отключения электроэнергии в пределах указанных допусков

Системы ИБП удовлетворяют требованиям пунктов 1 и 2 выше в отношении доступности и качества электроэнергии на:

1.Обеспечение нагрузки напряжением, соответствующим строгим допускам, за счет использования

инвертор

2. Обеспечение автономного альтернативного источника за счет использования батареи

3. Приступить к замене электросети без времени переключения, то есть без перебоев в подаче питания на нагрузку, с помощью статического переключателя.

Эти характеристики делают ИБП идеальным источником питания для всех чувствительных приложений, поскольку они обеспечивают качество и доступность электроэнергии независимо от состояния электросети.

Основные компоненты системы ИБП

ИБП состоит из следующих основных компонентов:

1. Выпрямитель / зарядное устройство, вырабатывающее постоянный ток для зарядки аккумулятора и питания инвертора

2. Инвертор, который вырабатывает качественную электроэнергию без каких-либо сбоев в электроснабжении, особенно микроперебоев, и находится в пределах допусков, совместимых с требованиями чувствительных электронных устройств.

3. Батарея, обеспечивающая достаточное время резервного питания для обеспечения безопасности жизни и имущества путем замены электросети по мере необходимости.

4.Статический переключатель, полупроводниковое устройство, которое передает нагрузку от

.

инвертор в сеть и обратно, без перебоев в подаче электроэнергии

Типы статических ИБП

Типы статических ИБП определены стандартом IEC 62040. В стандарте выделяются три режима работы ИБП:

1. Пассивный режим ожидания (также называемый автономным)

2. Линия интерактивная

3. Двойное преобразование (также называемое онлайн)

Эти определения относятся к работе ИБП по отношению к источнику питания, включая распределительную систему перед ИБП. Стандарт МЭК 62040 определяет следующие термины:

а. Первичная мощность: обычно постоянно доступная мощность, которую обычно обеспечивает

электроэнергетическая компания, но иногда и пользовательское поколение

б. Резервная мощность: мощность, предназначенная для замены основного питания в случае

сбой первичного питания

c. Питание байпаса: питание подается через байпас

ИБП, работающий в пассивном режиме ожидания

Принцип работы :

Инвертор подключается параллельно входу переменного тока в режиме ожидания, как показано ниже:

ИБП в пассивном режиме ожидания.Фото: Schneider Electric

Работа в нормальном режиме

В нормальном режиме работы нагрузка питается от электросети через фильтр, который устраняет определенные помехи и обеспечивает некоторую степень регулирования напряжения (IEC 62040 определяет некоторую форму регулирования мощности). Инвертор работает в пассивном режиме ожидания.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В режиме резервного питания от батареи, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы допустимых значений для ИБП или отсутствует сетевое питание, инвертор и аккумулятор включаются, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после очень короткого переключения менее 10 мс. время.ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в нормальное состояние, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Заявление

Эта конфигурация представляет собой компромисс между приемлемым уровнем защиты от помех и стоимостью. Его можно использовать только с малыми номинальными мощностями менее 2 кВА.

Ограничения

Этот ИБП работает без реального статического переключателя, поэтому для переключения нагрузки на инвертор требуется определенное время. Это время приемлемо для некоторых индивидуальных приложений, но

несовместимо с характеристиками, требуемыми более сложными, чувствительными системами

(крупные вычислительные центры, телефонные станции и др.). К тому же частота не регулируется и байпаса нет.

ИБП в линейно-интерактивном режиме

Инвертор подключается параллельно входу переменного тока в резервной конфигурации, но также заряжает аккумулятор. Таким образом, он взаимодействует с источником входного переменного тока, как показано ниже:

ИБП в линейно-интерактивном режиме.Фото: Schneider Electric

Работа в нормальном режиме

В нормальном режиме работы на нагрузку подается стабилизированная мощность через параллельное соединение входа переменного тока и инвертора. Инвертор работает, чтобы обеспечить согласование выходного напряжения и / или зарядить аккумулятор. Выходная частота зависит от входной частоты переменного тока.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В этом режиме работы, когда входное напряжение переменного тока выходит за установленные допуски для ИБП или отсутствует сетевое питание, инвертор и аккумулятор включаются, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после переключения без прерывания с использованием статического переключателя. который также отключает вход переменного тока, чтобы предотвратить прохождение мощности от инвертора вверх по потоку.ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в нормальное состояние, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП может быть оборудован байпасом. В режиме байпаса, если одна из функций ИБП выходит из строя, нагрузка может быть переключена на вход байпаса переменного тока (питается от сети или в режиме ожидания, в зависимости от установки).

Применение и ограничение

Эта конфигурация ИБП не очень подходит для регулирования чувствительных нагрузок в диапазоне от средней до высокой мощности, поскольку регулирование частоты невозможно.По этой причине он редко используется, кроме как для низких номинальных мощностей.

ИБП, работающий в режиме двойного преобразования (онлайн)

Принцип работы:

В этом типе ИБП инвертор подключается последовательно между входом переменного тока и приложением, как показано ниже:

ИБП в режиме двойного преобразования. Фото: Schneider Electric

Работа в нормальном режиме

Во время нормальной работы вся мощность, подаваемая на нагрузку, проходит через выпрямитель / зарядное устройство и инвертор, которые вместе выполняют двойное преобразование (переменный ток в постоянный ток в переменный), отсюда и название.

Работа в режиме резервного аккумулятора

В режиме резервного питания от батареи, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы допустимых значений для ИБП или отсутствует сетевое питание, включаются инвертор и аккумулятор, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на нагрузку после переключения без прерывания с использованием статического переключателя. ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или пока сетевое питание не вернется в нормальное состояние, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (нормальный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП обычно оборудован статическим байпасом, который иногда называют статическим переключателем. Нагрузка может быть переключена без прерывания на вход байпаса переменного тока (питается от сети или в режиме ожидания, в зависимости от установки) в случае отказа ИБП, переходного процесса тока нагрузки (бросков тока или тока повреждения) или пиков нагрузки. Наличие байпаса предполагает, что входная и выходная частоты идентичны, и если уровни напряжения не совпадают, требуется байпасный трансформатор.

Для определенных типов нагрузки ИБП должен быть синхронизирован с питанием байпаса, чтобы обеспечить непрерывность питания нагрузки. Кроме того, когда ИБП находится в режиме байпаса, помехи на входе источника переменного тока могут передаваться непосредственно на нагрузку, потому что инвертор больше не вмешивается. Другая линия байпаса, часто называемая байпасом для обслуживания, доступна для целей обслуживания. Он замыкается ручным переключателем.

Источник питания постоянного тока

| Регулируемые Источники Питания

Подбор источников питания постоянного тока к приложению

Источники питания постоянного тока

используются в широком спектре приложений — от обучения следующего поколения инженеров-электриков до разработки революционных носимых устройств со сверхнизким энергопотреблением.Независимо от того, нужен ли вам источник питания постоянного тока, обеспечивающий базовые источники питания, или тот, который расширяет пределы производительности, подавая тысячи вольт, выбор подходящего источника питания имеет решающее значение для получения успешных результатов испытаний в обучении, исследованиях, проектировании и производстве.

Как выбрать лучший источник питания постоянного тока

Наиболее распространенные критерии отбора:

• Количество выходных каналов (один или несколько выходов)
• Выходное напряжение, ток и мощность
• Установка разрешения и точности
• Пульсация и шум
• Функции и возможности программирования
• Расширенные функции, такие как измерение тока с разрешением наноампер, последовательность, аналоговые входы, цифровые входы / выходы и функции программирования

Основы питания постоянного тока

Источники питания постоянного тока Keithley

Часто задаваемые вопросы об источниках питания постоянного тока

Что такое блок питания постоянного тока?

Источник питания постоянного тока обеспечивает постоянное напряжение (DC) для питания тестируемого устройства, например печатной платы или электронного продукта.Источник питания постоянного тока обычно устанавливается на рабочем месте или на рабочем месте инженера и часто называется настольным источником питания.

Зачем нужен блок питания постоянного тока?

Источник питания постоянного тока используется инженерами для тестирования компонентов, схем или электронных устройств, таких как устройства Интернета вещей, медицинские изделия, мобильные телефоны и удаленные промышленные датчики. Источник питания постоянного тока позволяет инженерам устанавливать и подавать определенные напряжения для питания устройства, чтобы убедиться, что оно работает должным образом.

Как вы используете блок питания постоянного тока?

Блок питания постоянного тока

А прост в использовании.Эти инструменты подключаются к тестируемому устройству с помощью проводов, которые вставляются в панель источника постоянного тока. Используя дисплей на передней панели, инженеры могут устанавливать уровни напряжения или тока для питания устройства для тестирования.

Как работает блок питания постоянного тока?

Источник питания постоянного тока работает, обеспечивая регулируемый постоянный ток для питания компонента, модуля или устройства. Большинство источников питания постоянного тока имеют два режима работы. В режиме постоянного напряжения (CV) источник питания регулирует выходное напряжение в соответствии с настройками пользователя.В режиме постоянного тока (CC) источник питания регулирует ток.

Хотите подробные спецификации? Загрузите полное руководство по выбору настольного источника питания.

Хотите узнать больше об основах настольных источников питания? Прочтите наш блог о настольных источниках питания.

Вместе Tektronix и Keithley предлагают полный ассортимент настольных источников питания для удовлетворения ваших потребностей в источниках питания от базовых до самых сложных требований для автоматизированного тестирования, обучения, прецизионного тестирования маломощных, портативных устройств, а также исследований и разработок.

ЗАПРОСИТЬ ДЕМО

Настольный источник питания | Tektronix

Настольный источник питания постоянного тока — это стандартная часть испытательного и измерительного оборудования, используемого инженерами-электриками и проектировщиками схем для питания и тестирования своих схемных систем в лаборатории и в полевых условиях. Но что именно он делает и как найти подходящий настольный источник питания для вашего приложения? Мы расскажем обо всем этом и многом другом.

Что такое настольный блок питания?

Настольный источник питания обеспечивает постоянное напряжение (постоянный ток) для питания тестируемого устройства, например печатной платы или электронного продукта.Настольный или лабораторный источник питания обычно находится на рабочем месте или столе инженера, отсюда и термин «настольный источник питания». В этом коротком видео один из наших экспертов Keithley дает краткий обзор настольных источников питания.

Основы настольных источников питания

Зачем вам нужен настольный блок питания?

Когда инженеру или разработчику схем необходимо протестировать устройство, обычно известное как тестируемое устройство (DUT), им необходимо запитать его заданным напряжением или током.Настольные источники питания позволяют инженерам устанавливать и подавать определенные напряжения для питания тестируемого устройства, чтобы убедиться, что устройство работает должным образом. Если это не так, они могут устранить неполадки и провести повторное тестирование.

Типы настольных источников питания

Несмотря на то, что существует много типов настольных источников питания, эти приборы в целом делятся на три категории: одно- и многоканальные, биполярные или униполярные и линейные или импульсные блоки питания.

Сравнение одиночных и многоканальных источников питания

Как следует из названия, одноканальный источник питания имеет один выход, которым можно управлять, тогда как многоканальный источник питания имеет два или более выходов.Многоканальные источники питания обычно используются для разработки устройств как с цифровой, так и с аналоговой схемой или биполярной схемой.

Биполярные и униполярные источники питания

Однополярный источник питания может подавать только положительное напряжение. Инженер может технически переключить провода, подключенные к источнику питания, на источник отрицательного напряжения, но биполярные источники питания работают как в области положительного, так и отрицательного напряжения. Биполярные источники питания могут использоваться в более широком спектре приложений питания, но они более дороги и сложны в использовании, поэтому многие инженеры выбирают униполярный источник питания для источников питания постоянного тока.

Линейные и импульсные источники питания

Линейный источник питания может обеспечивать высокоточные измерения с очень низким уровнем шума и небольшими помехами сигнала. Однако они, как правило, тяжелее, больше по размеру и обеспечивают меньшую мощность при меньшей эффективности. С другой стороны, импульсные источники питания более компактны и обеспечивают большую мощность, но, как правило, имеют высокочастотный шум и менее точные измерения. Импульсный источник питания часто используется, когда плотность мощности является проблемой — поскольку вы можете получить значительно более высокую мощность при малой занимаемой площади, — тогда как линейный источник питания используется, когда приложение требует питания чувствительной аналоговой схемы.

Как правильно выбрать настольный блок питания

Выбор подходящего источника питания и более глубокое понимание его функций и характеристик позволяет инженерам быстрее проводить тесты и проводить более точные измерения в лаборатории. При покупке настольного блока питания следует учитывать ряд факторов, но они являются наиболее важными.

1. Рассмотрим программируемый блок питания

Ручная установка значений напряжения и пределов тока может быть пустой тратой драгоценного времени при выполнении длительных или сложных испытаний.К счастью, большинство настольных источников питания поставляются с функцией тестовой последовательности, которая обеспечивает базовый уровень программируемости. Используя функцию тестовых последовательностей, инженер может программировать значения напряжения, предельные значения тока и время на шаг. Это простой способ выполнить сложный тест с несколькими заранее заданными выходными напряжениями и таймингами без ручной настройки параметров источника питания, что дает оператору больше времени, чтобы сосредоточиться на получении качественных измерений.

2. Выберите настольный источник питания с правильными пределами мощности

Очень часто блоки питания постоянного тока классифицируются по максимальному напряжению и максимальному току.Это невероятно полезная информация, когда дело доходит до выбора подходящего блока питания, но не забывайте также смотреть на ограничения мощности.

Например, 2260B-30-72 может подавать до 30 В или 72 А, но имеет ограничение по мощности 720 Вт. Это означает, что источник питания может подавать 30 В, но не 72 А, как это было бы. мощность ограничена. С помощью этой формулы инженеры могут определить генерируемую мощность:

В большинстве случаев, если мощность, рассчитанная по этому уравнению, ниже, чем предел мощности стендового источника питания, он должен нормально работать

3. Выберите настольный источник питания с дистанционным контролем напряжения

Для наиболее точного подбора напряжения рекомендуется использовать настольный источник питания, который оснащен выносным вольтметром или удаленным датчиком. Это позволяет получать чистые показания напряжения на ИУ, а не на его входных клеммах, за счет компенсации падения напряжения на измерительных выводах. Учитывая, что большинство стандартных 3-футовых измерительных проводов имеют сопротивление ~ 50 мОм (~ 100 мОм для пары), при использовании тестируемого устройства с низким сопротивлением на выводах может наблюдаться значительное падение напряжения.

4. Найдите настольный блок питания с подходящим временем отклика

Если вы проводите тесты с быстро меняющимися напряжениями или нагрузками, время отклика имеет решающее значение.Время отклика — это время, необходимое источнику питания для нарастания (время нарастания) или замедления (время спада) до заданного напряжения. Имейте в виду, что это часто зависит от нагрузки.

Время нарастания — это время, необходимое источнику питания для перехода с 10 процентов значения до 90 процентов значения. Время падения — обратное, с указанием количества времени, необходимого для перехода от 90 процентов значения до 10 процентов.

Переходное время восстановления — это время, необходимое для возврата источника питания к заданному уровню после приложения нагрузки.Более сложный параметр, который следует однозначно представить в качестве спецификации, он обычно описывается несколькими параметрами: полосой установления напряжения, временем восстановления переходного процесса и скачком тока нагрузки. Например, настольные блоки питания Keithley серии 2200 имеют следующие характеристики времени восстановления переходного режима нагрузки: «<400 мкс с точностью до 75 мВ после изменения с 0,1 А на 1 А». Это означает, что если токовая нагрузка изменится с 0,1 А до 1 А (ступенчатое изменение тока нагрузки), источник питания будет в пределах 75 мВ от установленного напряжения (диапазон установления напряжения) менее чем за 400 мкс ( переходное время восстановления).

Как использовать настольный источник питания

Настольный блок питания очень прост в использовании. Эти инструменты подключаются к тестируемому устройству через провода, которые вставляются в приборную панель. Используя дисплей передней панели, инженеры могут устанавливать уровни напряжения или тока для питания тестируемого устройства. Большинство настольных источников питания могут работать в двух режимах: постоянного напряжения и постоянного тока.

Работа в режиме постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC)

Важной функцией настольного источника питания является возможность работы в режимах постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV).В режиме CV источник питания регулирует выходное напряжение в соответствии с настройками пользователя. В режиме CC блок питания регулирует ток. Блок питания имеет разные характеристики, которые применяются, когда он находится в режиме CV или CC, который продиктован пользовательскими настройками и сопротивлением нагрузки. В любой момент времени источник питания регулирует напряжение или ток и соответствует настройке в пределах точности прибора.

В режиме CV выходное напряжение соответствует настройке напряжения в пределах характеристик точности прибора. Сила тока определяется сопротивлением нагрузки.

В режиме CC выходной ток соответствует настройке ограничения тока. Напряжение определяется сопротивлением нагрузки.

Эти значения можно определить с помощью закона Ома, который приведен ниже. Если вы пытаетесь быть особенно осторожными, включите измерительные провода в свой резистор

.

Запуск источников питания в параллельном и последовательном режиме

Если ваши тесты требуют большей мощности, вы можете подключить несколько настольных источников питания параллельно или последовательно, чтобы увеличить доступное напряжение или ток.

Работа серии : Для увеличения напряжения подключите положительный выход одного источника питания к отрицательному выходу другого, затем подключите оставшиеся положительный и отрицательный выходы к тестируемому устройству.

Параллельная работа: Для увеличения тока подключите оба положительных выхода к одной клемме DUT, а оба отрицательных выхода — к другой клемме DUT.

Обязательно прочтите руководство по эксплуатации источника питания, если используете функцию удаленного контроля при объединении выходов.Это может быть невозможно в определенных конфигурациях или при использовании двух разных источников питания.

Найдите лучший настольный или специальный источник питания для вашего приложения

Для получения дополнительной информации о настольных источниках питания просмотрите наше руководство по выбору настольных источников питания или просмотрите нашу коллекцию источников питания постоянного тока. Или, чтобы получить помощь в выборе подходящего настольного источника питания для вашего приложения, обратитесь к экспертам Tektronix.

.