Как выбрать блок питания для пк

Импульсный БП и его устройство.

Ниже представлена схема одноконтактного импульсного БП (эта схема является простейшей):


Фактически блоки питания импульсного вида являются инверторной системой. В этом БП входящая в него электроэнергия сначала выпрямляется (т. е

образуется постоянный электрический ток), а после этого преобразуется в прямоугольные импульсы определённой частоты и скважности. После этого эти прямоугольные импульсы на трансформатор (в случае если конструкция БП включает в себя гальваническую развязку) или же сразу на выходной ФНЧ (в случае если отсутствует гальваническая развязка)

Из-за того, что в импульсных БП с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и в значительной степени снижается требование к сечению сердечника, в них могут применяться гораздо более малогабаритные трансформаторы чем в классических решениях.

В большинстве случаев сердечник трансформатора импульсного вида может быть выполнен из ферримагнитных материалов, в отличии от низкочастотных трансформаторах, в которых используется электротехническая сталь.

Стабилизация напряжения в импульсных блоках питания обеспечивается путём отрицательной обратной связи. Она позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне. Такая связь может быть сконструирована различными способами. В случае наличия в конструкции БП гальванической развязки чаще всего используют способ использования связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или же способ оптрона

Скважность на выходе ШИМ-контроллера зависит от сигнала обратной связи, который, в свою очередь, зависит от выходного напряжения. В том случае, если развязка в БП не предусмотрена, используется обычный резистивный делитель напряжения

Благодаря этому импульсные блоки питания могут поддерживать стабильное выходное напряжение.

Достоинства импульсных БП.

  • Значительно меньший вес и габариты (это достигается благодаря тому, что при повышении частоты можно использовать трансформаторы с меньшими габаритами при одинаковой мощности. Большинство линейных стабилизаторов производятся в большинстве своём из мощных низкочастотных силовых трансформаторов и радиаторов, которые работают в линейном режиме;
  • Намного более высоким КПД (до 98%). Такой высокий коэффициент полезного действия достигается благодаря тому, что большую часть времени ключевые элементы находятся в устойчивом состоянии (а потери возникают во время включения/выключения ключевых элементов);
  • Меньшей стоимостью (это преимущество было достигнуто благодаря повсеместному выпуску унифицированной элементной базы и разработке транзисторов повышенной мощности);
  • Надёжностью наравне с линейными стабилизаторами;
  • Большим диапазоном входной частоты и напряжения электрической энергии. Благодаря этому один и тот же БП может использоваться в различных странах мира с различными стандартами домашней электрической сети;
  • Наличие защиты от непредвиденных ситуаций (короткое замыкание).

Недостатки импульсных БП

Защитные способности БП

Нынешние трансформаторы имеют множество схем защиты. Расскажу про основные из них:

  1. Когда напряжение падает или повышается более чем на 25%, срабатывает один из режимов соответственно: UVP (Under Voltage Protection) или OVP (Over);
  2. Чтобы не допустить короткого замыкания, имеется SCP (Short Circuit Protection) в виде плавкого предохранителя или цифровой схемы;
  3. От общей нагрузки по всем каналам призван уберечь режим OPP или OLP (Over Power Protection);
  4. Часто происходят сильные скачки напряжения? Не волнуйтесь. В случае необходимости сработает аварийная остановка работы компьютера благодаря OCP (Over Current Protection);
  5. Максимальной внутренней температурой БП является 50 °C, и если она выше нормы — срабатывает режим OTP (Over Temperature Protection);
  6. Отдельной микросхемой, которая чаще всего находится на одном из вентиляторов, является AFC (Automatic Control Fan), призванная регулировать его скорость;
  7. На среднее время безотказной работы указывает MTBF (Mean time Between Failures). Качественные модели способны прослужить более 100 тысяч часов.

Но эти защитные способности конечно есть не у всех девайсов. К примеру если вы купите какой — нибудь китайский, дешманский блок, то не о какой защите там скорее всего не может быть и речи 🙂

Здесь ещё стоит упомянуть о таком понятии как КПД, то есть какова эффективность отдачи тока при максимальных нагрузках. Для этого производители придумали так называемый сертификат означающий качество показателя КПД и назвали его «80 PLUS».

Скажу об этом коротко: выбирайте себе блок обязательно не ниже сертификата «80 PLUS Silver». А если уж денег не жалко то не ниже «80 PLUS Gold».

Параметры, которые важно учитывать при выборе

Форм-фактор

Это первая характеристика, на которую нужно обращать внимание. Выбор зависит от планируемого для сборки корпуса

Основной форм-фактор – ATX. Данный стандарт имеет высоту 86 и ширину 150 мм. Длина может отличаться значительно, и в характеристиках корпуса указывается, какой длины блок питания туда вмещается.

Для компактных корпусов, как правило, требуются блоки питания стандарта SFX – высота 60 и ширина 100 мм. Также имеется еще ряд менее распространенных форматов: TFX, FlexATX, EPS, CFX, LFX.

Мощность

Следующая характеристика, на которую необходимо обратить внимание при покупке – это общая мощность по всем линиям и нагрузочные характеристики всех линий

В современной системе основное потребление приходиться на канал +12 В. Именно на мощность по этому каналу и нужно смотреть. В более дорогих моделях она может равняться или быть незначительно меньше того значения, что указано в названии модели.

В бюджетных моделях зачастую производители указывают общую мощность в виде суммы максимально выдаваемых Ватт по всем линиям. Например, по линии +12 В — 530 Вт, по линиям +3,3 и +5 В – 120 Вт, а модель маркируется как 650 Вт, хотя по факту это — модель на 550 Вт.

Также следует обратить внимание на такой показатель, как допустимая нагрузка в Амперах на каждый канал. Больший показатель у идентичных моделей лучше

Можно встретить в продаже блоки питания с несколькими виртуальными линиями +12 В, которые делят между собой эту допустимую нагрузку. Какого-то преимущества подобные модели не дают, и в последнее время мода на использование виртуальных линий сошла на нет.

Как подобрать БП по мощности для своего ПК? Проще всего воспользоваться онлайн-калькуляторами. Значения они выдают адекватные, могут немного завышать их для надежности, так скажем, «с запасом».

Обзор и тестирование блока питания be quiet! Dark Power Pro P11 550W

Второй вариант сложнее – посчитать потребляемую мощность самому по характеристикам комплектующих. Основное потребление приходиться на процессор и видеокарту, по ним и стоит ориентироваться. Главное не путать такую характеристику как TDP (требования по теплоотводу) процессора и его потребляемую мощность, они могут отличаться, хотя обе характеристики и указываются в Ваттах. На значение TDP можно ориентироваться как на примерный показатель, реальное энергопотребление бывает немного меньше.

Все остальные комплектующие потребляют суммарно достаточно мало – от 50 до 100 Вт максимум.

Что бы ваш БП не работал все время под полной нагрузкой, необходим небольшой запас по мощности – 20-30%, но избыточная мощность не требуется – это лишние расходы средств.

В среднем для игрового ПК с одной видеокартой требуются модели от 500 до 700 Вт, с двумя видеокартами — от 650 до 850 Вт. Для офисных ПК без видеокарты хватит блока питания и на 300 – 400 Вт.

Обзор и тестирование блока питания GIGABYTE P650B

Разъемы

Разъемов должно быть достаточно для подключения всех потребителей, всевозможные переходники – это плохой вариант, особенно для подключения видеокарт.

Основные разъемы, без которых не обойтись – это ATX 24-pin и 4-pin для питания CPU. Стандарт EPS12V предполагает использование разборного 8-pin разъема для питания CPU, так что встретить современную модель БП с 4-pin разъемом практически невозможно, только очень бюджетные варианты.

Также в последнее время все чаще БП комплектуются двумя кабелями с 8-pin разъемами, и не только в топовых, но и в среднебюджетных вариантах. Связано это с повышенным требованием к питанию у современных процессоров с возможностью разгона, и материнские платы, поддерживающие их разгон, оснащаются именно двумя такими разъемами.

Для подключения видеокарт, если им недостаточно питания по линии PCI-E x16 (а это 75 Вт), используются 8-pin и 6-pin разъемы (150 и 75 Вт соответственно). Обычно БП комплектуются кабелем с двумя разборными 6+2-pin разъемами — это необходимый минимум.

Для подключения прочей периферии, накопителей и т.д. используются SATA разъемы и Molex. Последний является устаревшим и встречается все реже. Через SATA подключаются не только накопители HDD или SSD, но и подсветка, помпы СЖО, различные контроллеры, так что этих разъемов нужно достаточно много.

Некоторые особенности разных моделей


Эффективность устройства зависит не только от принципиальной схемы – они в большинстве случаев унифицированы, а какие-то революционные нововведения внедряются редко.

Во многом на КПД и срок эксплуатации блока питания влияет качество комплектующих, которое может отличаться у разных производителей – от откровенного контрафакта у бюджетных моделей, сделанных в полукустарных условиях, до качественных микросхем, соответствующих всем принятым стандартам, которые используются в схемах вызывающих доверие брендов.

Естественно, при покупке нового БП, ни один продавец не даст сорвать пломбу и более тщательно покопаться во внутренностях устройства. Здесь на помощь нам приходит видеохостинг YouTube – на соответствующих каналах, которые несложно найти, блоггеры выкладывают процесс разборки и результаты тестов различных комплектующих.

Однако при этом следует прислушиваться только к мнению создателя ролика, которому вы доверяете и чья компетентность не вызывает сомнений.

Для более детального углубления в тему, советую ознакомиться с моими публикациями «сертификаты блоков питания» и «основные характеристики блока питания».

А в качестве возможной покупки, могу порекомендовать блок питания Chieftec 550W Retail CPS-550S – надежное устройство с достаточной мощностью, не дорого и от хорошо зарекомендовавшего себя бренда.

Назначение БП

Его главной функцией является обеспечение электропитания, требующегося для работы всех частей компьютера. Основное напряжение обычно составляет +12 В., +5 В., а также бывает и напряжение -12 В., -5 В. Еще одно назначение БП — это выполнение гальванической развязки между сетью и элементами ПК. Это требуется для того, чтобы устранить токи утечек, благодаря чему во время эксплуатации прибор не бьется током и не допускает возникновения паразитных токов при работе с сопряженным оборудованием.

Чтобы выполнить гальваническую развязку, требуется использовать трансформатор, который обладает необходимым числом обмоток. При этом сегодня для питания современных ПК требуется достаточно большая мощность. Вот почему, чтобы сделать это, пришлось бы применять трансформатор, который бы много весил и был бы некомпактный по размеру . Но благодаря тому, что с ростом частоты тока питания трансформатора для образования такого же магнитного потока понадобится меньшее число витков с меньшим сечением примененного магнитопровода, БП, созданные с помощью преобразователя, оказываются небольшие и легкие.

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.

Официальное фото блока питания Cooler Master.

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.

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.

Информация из обзоров

Ряд важных параметров, влияющих на выбор качественного БП, не указывается ни на коробке, ни на сайте производителя. Возможно, только кратко и не детально в виде маркетинговой рекламы – «использование японского конденсатора».

Данные характеристики можно узнать только из подробных обзоров конкретных моделей в сети, в том числе и на нашем ресурсе.

Стабильность напряжений

По требованиям стандарта ATX12V отклонение напряжений должно укладываться в 5%. Например, для линии +12 В стабильным считается напряжение при различных нагрузках в пределах от +11.4 до +12.6 В. У качественно выполненной схемотехники отклонения укладываются в 1-2%, и это значение иногда указывается на сайте производителя.

В последнее время даже в бюджетных БП отказываются от групповой стабилизации напряжений, применяя DC-DC преобразователи. Это положительно влияет на стабильность напряжений по всем линиям. Аббревиатура DC-DC на упаковке дает некую гарантию.

Схемотехника

Фото вскрытого блока питания только в редких случаях можно увидеть на упаковке или на сайте производителя. В основном это фрагменты в виде упомянутой выше платы DC-DC преобразователя или японского конденсатора, который может быть единственным во всей схемотехнике.

Давайте рассмотрим типичную схемотехнику:

Фильтр электромагнитных помех в виде конденсаторов и дросселей. Если он отсутствует, а такое возможно в очень бюджетных моделях, то такой БП не следует рассматривать к покупке. Часть фильтра распаивается непосредственно на розетке. Для защиты БП от короткого замыкания или импульсов напряжения устанавливается варистор и плавкий предохранитель

Они также могут отсутствовать, часто экономят именно на варисторе.  Выпрямитель тока в виде одной или двух диодных сборок, могут быть на радиаторе или без.  Корректор мощности APFC присутствует во всех современных БП, его задача обеспечивать работу в широком диапазоне входных напряжений – от 100 до 250 В. Высоковольтный конденсатор – именно его часто ставят японского производства, но это не столь важно, если прочие комплектующие низкого качества.  Главный преобразователь. Топологии различаются: это может быть прямоходовой преобразователь (Forward), мостовой преобразователь (Bridge)

В более дорогих БП используется LLC-преобразователь, о чем производитель непременно указывает на упаковке. Его можно распознать по дополнительному дросселю и конденсатору колебательного контура. Основной трансформатор. С него снимается напряжение +12 В. При групповой стабилизации также и +5 В. Трансформатор дежурного питания. К дежурному питанию относиться ШИМ-контроллер и конденсаторы. К ним повышенные требования, так как они работают при выключенном ПК и вентилятор при этом не крутится.  Выпрямитель вторичной цепи. Может быть на основе диодов Шоттки в бюджетных вариантах или на основе синхронных выпрямителей в виде мосфетов, что предпочтительнее. Групповую стабилизацию можно определить по двум дросселям – групповой стабилизации и насыщаемого дросселя.  Как мы говорили выше, все чаще используют преобразователь DC-DC. В этом случае трансформатор имеет единственную вторичную обмотку с напряжением +12 В, а напряжения +5 В и +3,3 В получают, уже преобразуя постоянный ток. Такой способ наиболее благоприятен для стабильности напряжений. Выходной фильтр. Его задача сглаживать пульсации напряжений. В состав выходного фильтра входит дроссель и конденсаторы, в том числе и твердотельные. Экономия на данном фильтре, уменьшение количества конденсаторов и их емкости меньше 2000 мкФ приводит к большей амплитуде пульсаций, что сказывается на качестве напряжений.  В модульных БП также имеется вертикальная плата с разъемами. В современных моделях питание на нее подается по шине, в бюджетных вариантах — по проводам. Для охлаждения силовых элементов используются металлические радиаторы. Комплектующие с большими тепловыми потерями требуют крупных радиаторов, более эффективные могут охлаждаться и небольшими радиаторами.  Защита БП. За нее отвечает специальный контроллер – супервизор. Стандарт ATX12V предусматривает основные виды защиты, но на практике они не всегда реализованы. Важно наличие защиты от короткого замыкания по всем линиям. По спецификации установленного супервизора можно определить, какие виды защиты он поддерживает.

Основные неисправности и методы проверки импульсных блоков питания


Как включить и выставить определённый режим мультиметра каждый может разобраться сам, даже школьник. Перед началом проверки убедитесь в работоспособности сетевого кабеля или выключателя, которые можно определить визуально или с помощью мультиметра. Не забудьте при любой проверке разрядить электролитические конденсаторы. Они накапливают и удерживают довольно приличный заряд на протяжении определённого времени, даже после выключения всей системы.

  1. Для этого закоротите контакт любого электролита, а лучше пройдитесь по всей плате изолированным щупом (с номинальным сопротивлением несколько кОм и мощностью больше 0,5 Вт), который другим концом будет подсоединён к заземлению. Старайтесь заземлять только точечные контакты, не прикасаясь одновременно к двум, иначе можете испортить радиодетали. Иногда таким способом вы сможете убрать «коротыш». Это короткое замыкание в схеме, которое может возникнуть при выходе из строя некоторых элементов блока питания.
  2. Как уже говорилось выше все вздувшиеся и чёрные радиоэлементы нужно сразу заменить на подобные, но не спешите после этого сразу опробовать весь блок. Прозвоните соседние детали и при необходимости замените их.
  3. Прозвонить силовые и выпрямительные мосты (при необходимости выпаять), обычно они выполнены на диодах, которые проверяются омметром и имеют односторонний переход. Для проверки подключите щупы мультиметра ко входу и выходу диода (сначала чёрный щуп к одному контакту, а красный к другому, а затем меняя местами), вы должны убедиться, что он не пробит. То есть, вы должны увидеть определённое числовое показание мультиметра, когда подключите щупы в правильном направлении плюс и минус. Единица будет означать исправность перехода в обратном направлении (т. е. непробитый переход). Таким способом нужно проверить все сомнительные детали с диодными переходами.

Возможные причины выхода из строя импульсного блока питания и необходимая замена нерабочих радиоэлементов:

  1. При сгорании предохранителя весь блок обесточивается. Заменить перегоревший контакт очень просто. Используйте обычный проволочный волосок, который наматывается поверх предохранителя или припаивается непосредственно к его контактам. Необходимо учитывать толщину волоска, которая рассчитана на определённую силу тока. Иначе вы рискуете в последующем вывести из строя весь импульсный блок, если предохранитель не сработает.
  2. Если полностью отсутствует выходное напряжение, возможно, неисправен соответствующий конденсатор или дроссель, который нужно заменить или поменять обмотку. Для этого нужно размотать повреждённый провод и намотать новый с соответственным количеством витков и подходящим сечением. После чего самодельный дроссель впаивается на своё рабочее место.
  3. Проверить все диодные мосты и переходы. Как это сделать описано выше. Не забывайте при установке новых деталей производить самостоятельную, а главное, качественную пайку.

Как выбрать блок питания — нюансы по этикетке — шаги

Основным параметром на ней является так называемая Com­bined Power/Combined Wattage. Это предельная суммарная мощность по всем существующим линиям питания. Кроме того, имеет значение предельная мощность и по отдельным линиям. Если на какой-то линии для того, чтобы «прокормить» подключенные к ней устройства, не хватает мощности, то эти компоненты могут работать нестабильно, даже если общей мощности вполне достаточно.

Как правило, не на всех блоках питания указывается предельная мощность по отдельным линиям, но на всех обозначена сила тока. С помощью этого параметра легко рассчитать мощность: для этого надо умножить силу тока на напряжение в соответствующей линии.

Мощность блока питания можно вычислить, сложив мощности на его отдельных линиях (стрелка 1, на изображении). Они, в свою очередь, определяются путем умножения напряжения на соответствующей линии на предельную силу тока на ней (стрелка 2, на изображении).

Шаг второй. Вспоминаем про номер UL (на наклейке) и ищем достоверные сведения о производителе.

Шаг третий. Ищем надпись соответствия стандарту «80 PLUS» и определяем КПД.

Шаг четвертый. Оцениваем вес, опытным (весы) или «ручным»(:-)) способом.

Собственно, на этом визуальный осмотр закончен (этикетка изучена), необходимые параметры выявлены — можем смело брать наш будущий блок питания.

Итак, купить — купили, но теперь же еще надо и правильно подключить. В этом нет ничего сложного и Вы сами сможете это прекрасно сделать, предварительно познакомившись с «топологией» разъемов (т.е. что/куда подключать). А чтобы было проще постичь сие, Вам помогут следующие  условные схемы.


С этим читают