Принцип работы импульсного блока питания

Устройство и принцип работы

Коротко опишем принцип работы компьютерного блока питания

На вход подается питание 220 V / 50 Гц (в идеальном случае). В противном случае работает фильтр (1) который убирает пульсации и помехи сети. После питание подается на инвертор сетевого напряжения (2), который увеличивает частоту с 50 Гц до 100 Кгц и выше. Благодаря чему имеется возможность использовать дешевые трансформаторы (3) малых габаритов. Этот трансформатор благодаря высокой частоте может передать огромную мощность при преобразовании высоковольтного напряжения в низковольтное. Рядом с основным трансформатором располагается так же трансформатор дежурного напряжения. Последнее присутствует всегда при подаче питания к блоку. Далее в работу вступают диодные сборки (5), которые вместе с конденсаторами и дросселями сглаживают высокочастотные пульсации и выдают постоянные напряжения подающиеся непосредственно компонентам компьютера.

Основной дроссель групповой стабилизации (6). Применяется в блоках питания среднего ценового диапазона и отвечает за стабилизацию всех выходных напряжений. Если нагрузка на одном из каналов резко увеличивается — напряжение проседает. При такой схеме блок питания повышает напряжения сразу на всех линиях. Качественные, дорогие блоки питания, имеют полностью независимые линии питания, благодаря чему этого эффекта не возникает.

Схема управления частотой вращения вентилятора (7). Позволяет регулировать обороты «карлсона». Так же присутствует плата контроля напряжения и  потребляемого тока. Она отвечает за защиту блока от коротких замыканий и перегрузки.

Блоки питания высокого уровня преимущественно изготавливают с модульным подключением кабелей. В этом случае присутствует плата с силовыми разъемами (8) куда непосредственно подключаются провода.

Модульное подключение позволяет использовать только необходимые кабеля. В  следствии чего возможно добиться более качественного распределения кабелей в корпусе, что в свою очередь положительно скажется на .

Первичные и вторичные источники электропитания

Первичные — это, в частности, химические источники тока (элементы питания и аккумуляторы) и генераторы электрической энергии, находящиеся на электростанциях.

В компьютерах могут применяться:

• литиевые элементы напряжением 3 В для питания КМОП микросхемы, в которой хранятся установки BIOS,
• литий-ионные аккумуляторы (в ноутбуках).

Литиевые элементы 2032 питают микросхему структуру CMOS, хранящую настройки BIOS Setup компьютера.

Потребление тока при этом невелико (порядка единиц микроампер), поэтому энергии батареи хватает на несколько лет.

После исчерпания энергии такие источник энергии восстановлению не подлежат.

В отличие от элементов литий-ионные аккумуляторы являются возобновляемыми источниками. Они периодически то запасают энергию, то отдают ее. Сразу отметим, что любые аккумуляторы имеют ограниченное количество циклов заряд-разряд.

Но большая часть стационарных компьютеров питается не от аккумуляторов, а от сети переменного напряжения.

В настоящее время в каждом доме имеются розетки с переменным напряжением 220 В (в некоторых странах 110 — 115 В) частотой 50 Герц (в некоторых странах – 60 Герц), которые можно считать первичными источниками.

Но основные компоненты компьютера не могут непосредственно использовать такое напряжение.

Его необходимо преобразовать. Выполняет эту работу источник вторичного электропитания (народное название — «блок питания») компьютера. В настоящее время почти все блоки питания (БП) — импульсные. Рассмотрим более подробно, как устроен импульсный блок питания.

Назначение блока питания

Даже полный «чайник» знает, что БП подает ток. Однако такое утверждение фактически почти ничего не объясняет. Блок питания выполняет три основные функции:

Из этой статьи вы узнаете:

• Назначение блока питания
• Конструкционные компоненты
• Входные цепи
• Преобразователь
• Выходные цепи
• Достоинства такой схемы
• Некоторые особенности разных моделей

• Понижает напряжение в сети от 220 В (возможны и другие значения) до рабочего напряжения, необходимого для подачи к потребителям энергии – 3.3, 5 и 12 В, в том числе и с отрицательными значениями.
• Выпрямляет переменный ток с частотой 50 Гц, делая его постоянным.
• Стабилизирует рабочее напряжение.

Такие функции требуют соответствующей электрической схемы. БП для системного блока – вовсе не простая конструкция, как можно ошибочно подумать. Рассмотрим более детально его строение – какие логические блоки спрятаны там внутри, и как работает каждый из них.

Конструкционные компоненты

В состав блока питания включены три каскада – входной, выходной и преобразователь. Следует разобрать более детально, как устроен каждый и для чего он предназначен.

Входные цепи

Сюда входят такие блоки:

• Входной фильтр, который отсекает импульсные помехи, не давая им распространяться далее. Также он снижает разряд конденсаторов, который возникает при включении устройства в сеть.
• Корректор мощности снижает нагрузку на питающие цепи.
• Переменное напряжение постоянно трансформирует выпрямительный мост.
• Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает конденсаторный фильтр.

БП небольшой мощности, который выдает +5 В для поддержки дежурного режима материнки и +12 В для микросхемы преобразователя.

Преобразователь

Состоит из следующих элементов:

• Двух биполярных транзисторов, которые используются в качестве полумостового преобразователя.
• Схемы защиты от изменения питающих напряжений. В этом качестве обычно выступает специфическая микросхема, например SG6105 или UC
• Высокочастотного импульсного трансформатора, формирующий напряжения требуемого номинала.
• Цепей обратной связи, поддерживающих стабильное напряжение на выходе БП.
• Формирователя напряжения, реализованного на базе отдельного операционного усилителя.

Выходные цепи

Для их нормальной работы необходимы такие составляющие:

• Выходные выпрямители, которые используются для подачи напряжения 5 В и 12 В с положительными и отрицательными значениями, с помощью одних и тех же обмоток трансформатора.
• Дроссель групповой стабилизации. Сглаживает импульсы и перераспределяет энергию между остальными цепями.

• Фильтрующие конденсаторы, интегрирующие импульсы, необходимые для получения номинальных напряжений.
• Нагрузочные резисторы, обеспечивающие безопасную работу на холостом ходу.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress — получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ..

Цифровой осциллограф DSO138

Кит для сборки

Цифровой осциллограф DSO138. Кит для сборки

Функциональный генератор. Кит для сборки

Настраиваемый держатель для удобной пайки печатных плат

Константин (riswel)
Россия, г. Калининград
Список всех статей

Профиль riswel

C детства — музыка и электро/радио-техника. Перепаял множество схем самых различных по разным поводам и просто, — для интереса, — и своих, и чужих. За 18 лет работы в Северо-Западном Телекоме изготовил много различных стендов для проверки различного ремонтируемого оборудования. Сконструировал несколько, различных по функционалу и элементной базе, цифровых измерителей длительности импульсов. Более 30-ти рацпредложений по модернизации узлов различного профильного оборудования, в т.ч. — электропитающего. С давних пор все больше занимаюсь силовой автоматикой и электроникой.Почему я здесь? Да потому, что здесь все — такие же, как я. Здесь много для меня интересного, поскольку я не силен в аудио-технике, а хотелось бы иметь больший опыт именно в этом направлении.

Преобразователь с 12В на 220В своими руками: пошаговое описание как сделать инвертор правильно (схемы, 95 фото + видео)

В местах далёких от цивилизации и её благ нередко хочется иметь доступ к хоть какой ни будь розетке. Если ночью требуется осветить местность, то для этого хорошо подойдут светодиодные лампы, но вот розетку для их подключения посреди леса будет найти весьма не просто.

Или например если внезапно отключили электричество на даче, поставить на огонь кипятиться электрочайник, увы не лучший вариант.

Выкрутиться из подобной ситуации помогут весьма распространённые в последнее время преобразователи.

Многие видели в машине у друзей или на фото, преобразователи с 12 на 220 вольт. Этот спасительный прибор помогает справиться с возникшими трудностями и улучшить качество отдыха на природе.

Какие бывают преобразователи

В современно мире существует множество видов преобразователей тока, как небольших для минимальных потребностей, так и крупных способных обеспечить энергией несколько электроприборов.

Для самых простых нужд можно использовать преобразователи работающие от прикуривателя в автомобиле. Работу холодильника они конечно обеспечить не смогут, но вот радио или зарядку телефона, планшета, ноутбука вполне осилят.

Благодаря ШИМ контролерам преобразователи заметно шагнули вперёд. Вырос коэффициент полезного действия, а форма тока приблизилась к привычным для приборов форме чистого синуса. А максимальная мощность выросла до нескольких кило ватт.

Конечно всё это касается лишь дорогих и массивных преобразователей. Но и более простые, тоже не стояли на месте и улучшали свои характеристики.

Время работы будет ограниченно мощностью и ёмкостью аккумулятора. И если вы на долго отправляетесь в путешествие, то не следует слишком сильно нагружать аккумулятор и ограничивать себя в потреблении электроэнергии.

Для отдыха не природе лучше всего подойдёт компактный маломощный преобразователь. Его вполне хватит для бытовых нужд в походе.

Не каждый бытовой прибор сможет работать с такой формой тока и может вовсе прийти в негодность. Поэтому следует внимательно подходить к выбору приборов для поездок на природу.

Существует три вида преобразователей напряжения с 12 на 220 В:

• Автомобильный;
• Компактный;
• Стационарный тип.

Также нельзя забывать, что чем выше нагрузка на преобразователь, тем ниже его КПД. И если в этом нет необходимости, нагружать его следует минимально, чтобы не расходовать драгоценную энергию впустую.

Характеристики преобразователей

Прежде чем идти в магазин за преобразователем необходимо определиться с моделью. Для этого следует хорошо понимать под какие задачи он приобретается. И после этого изучив характеристики можно определиться с выбором.

В рекламе часто говорят об их чудесной максимальной мощности, но забывают рассказать, что работать в таком режиме преобразователь сможет лишь 5-10 минут, после чего перегреется и уйдёт в защитный режим остывать.

Давайте подробно разберёмся с возможными характеристиками и их влиянием.

Рабочая мощность

Пожалуй самый важный аспект при выборе. Стоит внимательно обдумать для чего вам преобразователь, какие приборы он будет питать.

Покупать прибор мощностью в 5 кВт для зарядки телефона будет просто не рационально. А преобразователь работающий от прикуривателя, попросту не справится с «тяжёлой» электротехникой.

КПД

Может показаться не столь значительным параметром, но в боевых условиях именно от него будет зависеть комфорт. Показатель КПД говорит о том, сколько энергии будет утеряно.

Если при зарядке смартфона этот показатель не окажет сильного влияния, то при подключении бытовых приборов потерять 1 кВт энергии из 5 будет очень не приятно.

Тип охлаждения

Тут есть два варианта активный и пассивный тип охлаждения. Если это маломощный преобразователь, то естественного отвода тепла вполне хватит. Но более серьёзные требуют хорошего охлаждения. Будет неприятно если через каждые 10 минут работы, преобразователь будет отключаться чтобы остыть.

Начинка

Тут всё просто чем дороже преобразователь, тем лучше его начинка. Различные уровни защиты, качество деталей. Всё это влияет на качество и долговечность прибора.

Не стоит максимально экономить на выборе, ведь от «неправильного» тока, могут пострадать электроприборы.

Преобразователь своими руками

Если вы постоянный посетитель радио рынка, а паяльник давно стал вашим продолжением руки. При помощи схемы простого инвертора тока, вы можете своими руки собрать небольшой прибор, который сможет питать карманные устройства.

Как выбрать тихий блок питания

Мощный БП — это круто, но хотелось бы, чтобы он был как можно тише. Из-за конструктивных особенностей большинства корпусов, именно блок питания создает большую часть шума. Даже если вы купили якобы бесшумный корпус с антивибрационным покрытием и толстыми стальными стенками, но забыли про тихий БП, то посидеть в тишине точно не получится. Но есть несколько советов, которые помогут вам подобрать блок питания с минимальным уровнем шума.

Чем больше вентилятор, тем лучшеЧем больше вентилятор, тем лучше

Во-первых, смотрите на диаметр вентилятора. Чем он больше, тем меньшие обороты потребуются для охлаждения, а значит и уровень звука будет ниже. Если хотите максимально тихий БП, то ищите модели, у которых вентилятор имеет диаметр 120 мм и выше. А вот брать БП без вентилятора вообще, то есть с пассивным охлаждением, не стоит. Потому что у вас не офисный компьютер, а игровой, а значит и нагрузка на него будет соответствующая.

Во-вторых, при выборе блока питания вам следует обратить внимание, есть ли у него функция автоматического регулирования скорости вращения. Сейчас она есть почти на всех моделях, но лучше все-таки проверить

С ней БП будет снижать скорость вращения при низкой нагрузке. Это поможет сделать работу компьютера более тихой во время выполнения простых задач, таких как работа в офисных приложения, просмотр фильмов, прослушивание музыки и так далее.

На всякий случай напоминаем: наличие подсветки и прочих укарашательств никак не влияет на работу блока питанияНа всякий случай напоминаем: наличие подсветки и прочих укарашательств никак не влияет на работу блока питания

К слову, шум также может зависеть от нагрузки: чем меньше блок «напрягается», тем он тише. Это значит, что ваш БП на 400 Ватт работает на пределе, то будет шумно. Именно поэтому некоторые берут блок с большим запасом.

Во-третьих, обязательно загляните в подробный список характеристик. В нем должны быть указаны минимальный и максимальный уровень шума. Чем меньше оба этих показателя, тем тише в целом будет работать блок питания. Если вы выбираете между двумя похожими БП, то лучше отдать предпочтение тому, у которого меньше меньше уровень шума. Особенно максимальный, потому что именно он может доставлять неудобства.

Не включается компьютер! Пресловутая кнопка POWER!

Последнее время я стал часто сталкиваться с неисправностью кнопки включения ПК — кнопки Power. Раньше я не предавал ей большого значения и не уделял должного внимания. А зря!

Бывает так, что питание в сети есть, блок питания, при замыкании соответствующих контактов разъема, заводится с пол оборота и прекрасно работает. Материнская плата сигнализирует своим светодиодом о наличии дежурного напряжения, но по нажатию кнопки pwr ничего не происходит. Компьютер не включается!

Конечно, причин такого поведения может быть великое множество, но всё — таки стоит обратить внимание на кнопку включения ПК!

Что делать, если компьютер не включается?

1. Надо проверить работоспособность блока питания.

2. Запустить ПК, минуя кнопку включения, которая расположена в корпусе ПК.

 Как проверить блок питания компьютера?

Отвечаю. Экспресс проверка компьютерного блока питания проводится следующим образом:

1. Отсоединяем все разъемы блока питания от компьютера (от материнской платы, от видеокарты, от всяческих жестких дисков, куллеров и так далее).

2. Теперь надо замкнуть два провода на следующем разъеме. Он самый широкий из всех, которые выходят из БП. Можно замыкать любой черный на зеленый провод. Как правило, я замыкаю зеленый и ближний черный (земля). Сделать это можно обычной скрепкой или пинцетом.

Если на блок питания подано 220 вольт из розетки, провода замкнуты правильно, кнопка включения на самом БП (есть такие модели) включена, а вентиляторы блока питания не запустились, то можно констатировать неисправность блока питания. Напротив, если при замыкании указанных контактов на разъеме блока питания компьютера вы увидели, что вентиляторы внутри блока вращаются, а не просто дернулись или молчат, то блок питания исправен.

Заодно научились запускать компьютерный блок питания без компьютера!

Многие опытные мастера могут возразить, что такая проверка не может точно показать исправность или неисправность БП. И будут частично правы. Но мы делаем экспресс проверку, которой в данном случае вполне достаточно. Тем более, что далеко не у каждого пользователя есть нагрузочный стенд или хотя бы мультиметр, чтобы углубляться дальше.

После проверки блока питания подключаем все разъемы обратно. И решаем следующую задачу.

Как запустить компьютер без кнопки?

Легко! Особенно, если у вас просторный корпус. На материнской плате есть разъем, куда подключаются все органы передней панели корпуса: светодиоды, кнопки, usb порты и многое другое. Обычно коннекторы, к которым подключаются кнопки включения или перезагрузки, находятся в нижней правой части материнской платы. Также читайте статью о настройке включения компьютеров с клавиатуры и с мышки.

У каждого производителя материнских плат расположение контактов может отличаться. Поэтому лучшим вариантом поиска будет открыть документацию на вашу материнскую плату и найти расположение этих контактов там. Документация на материнскую плату должна идти с магазина, если вы ее потеряли или продавец вам ее не отдал (что бывает очень редко), то документацию на материнскую плату можно скачать в интернете на официальном сайте производителя, если есть доступ к интернету!

Если нет ни того ни другого, то ищем по надписям на коннекторах. Как правило они подписаны буквами Power Switch (PW Switch), Power ON, On-Off, не путать с PWRLED.

Вот типовые распиновки разъемов некоторых производителей:

Материнская плата Intel

Снимаем наши коннекторы и аккуратно кратковременно замыкаем контакт PWR SW и Ground. Компьютер должен запуститься. Чем замыкать? Шариковой ручкой!

Если компьютер запустился, то вывод очевиден: неисправна кнопка включения. Что делать в этом случае? Попробуйте заново подсоединить кнопку к разъему материнской платы, возможно был плохой контакт. Если не помогло, снимайте кнопку, а дальше по обстоятельствам – либо ремонт кнопки, либо замена оной.

Чтобы выйти из создавшейся ситуации на какое-то время, можно вместо кнопки включения подключить кнопку reset (перезагрузка) и пользоваться для включения ей.

Благодаря таким несложным действиям, можно запустить компьютер, без особых проблем, однако пренебрегать этим не следует, и лучше поскорее починить кнопку запуска на корпусе, чтобы избежать лишних проблем.

Внимание: Ни автор данной статьи, ни администрация данного сайта, не несёт никакой ответственности за возможные проблемы, которые могут возникнуть в процессе включения компьютера таким образом. Все вышеперечисленные действия вы будете выполнять на свой страх и риск, и самостоятельно нести ответственность за возможные проблемы, которые не описаны в данной статье

Поэтому, если вы не имеете достаточной квалификации и знании, я рекомендую вам обратиться к специалисту.

Какой мощности блок питания выбрать для компьютера?

Мощность современных БП варьируется от 200 до 2400 Вт, кому и сколько будет достаточно?

Если вы ищете блок питания для офисного или домашнего ПК, вам вполне хватит мощности в 300-400 Вт — бытовое «железо» много энергии не просит. Например, можно взять недорогой блок Be Quiet:

Eсли вы ищете блок питания для игрового ПК, нужно присмотреться к моделям как минимум на 400-650 Вт. Игровой процесс требует куда больших мощностей — это всем известно. По соотношению цены и качества покупателям-геймерам нравятся продукты фирмы Chieftec, например, вот такой:

Для особо мощных конфигураций с несколькими видеокартами уже стоит рассматривать модели от 650 Вт. Вот вам в подарок блок питания AeroCool на 1200 Вт за волшебные деньги для своей мощности:

Классификация

Основными критериями классификации этих приборов являются мощность, форма тока и входное напряжение. Выбор конкретной модели зависит от целей, с которыми приобретается устройство.

Для подключения к автомобильному прикуривателю используются простейшие компактные преобразователи небольшой мощности. От них могут получать питание гаджеты с низким потреблением электроэнергии (телефоны, ноутбуки, вентиляторы, фонарики).

Мощность инвертора, включаемого в прикуриватель, не должна превышать 150 Вт. В противном случае можно вывести из строя всю электропроводку автомобиля.

Преобразователи для питания приборов мощностью от 150 Вт присоединяют напрямую к клеммам аккумулятора. Чтобы снизить потери КПД, не рекомендуется использовать «крокодильчики», которые входят в комплектацию некоторых моделей. Для стабильного и надёжного подключения больше подойдут медные клеммы с винтовым соединением.

Номинальная и пиковая мощность

При выборе преобразователя следует суммировать мощность всех потребителей, которые будут к нему подключены. К полученному результату прибавляют ещё 20%, так как прибор не сможет долго работать на пределе возможностей. Кроме того, возможны потери вследствие плохого контакта в соединениях или низкого качества кабеля. Также нужно учитывать ёмкость аккумулятора.

Рассчитывать мощность инвертора необходимо по двум характеристикам: номинальной и пиковой. Первая из них определяет нагрузку, под которой прибор может работать длительное время. У бытовых моделей она обычно составляет от 60 до 1000 Вт. Однако существуют модификации, у которых этот показатель превышает 1 кВт. С их помощью можно обустроить мобильную мини-электростанцию. Их целесообразно покупать, например, для подключения электроинструментов.

Пиковая мощность характеризует максимальную нагрузку, которую инвертор может выдержать в течение короткого промежутка времени. Она варьируется в пределах 150 – 10000 Вт. Ток, потребляемый некоторыми электроприборами при начале работы, в несколько раз превышает номинальное значение

Выбирая преобразователь, нужно обязательно обратить внимание на этот момент, иначе подключенное к нему оборудование может не запуститься

Мнение эксперта
Кузнецов Василий Степанович

Если устройство используется при работающем двигателе автомобиля, ток его нагрузки не должен быть выше тока, вырабатываемого генератором.

Для бытовых нужд (например, путешествий на автомобиле) обычно бывает достаточно инвертора мощностью до 600 Вт. Этого хватит, чтобы включить холодильник, зарядить телефон, ноутбук или фонарик. Ток нагрузки такого прибора составляет примерно 50 А, что значительно меньше показателей современных автомобильных генераторов.

Форма тока

Важным критерием выбора преобразователя является форма тока, получаемая на выходе. От этого параметра зависит, какие приборы к нему можно подключить.

Существует два вида формы:

1. Чистая (непрерывная) синусоида. Диаграмма тока представляет собой ровную синусоиду. Такие приборы обеспечивают безопасное подключение любого оборудования. В схему этих устройств входят дорогостоящие комплектующие, поэтому цена на них достаточно высока.
2. Модифицированная (изменённая) синусоида. Диаграмма тока – ступенчатая. Такие инверторы нельзя использовать для подключения электроинструмента с асинхронными двигателями, компрессоров и приборов, восприимчивых к помехам. Оборудование либо вообще не запустится, либо будет работать в экстремальном режиме, что приводит к снижению КПД и сокращению срока службы. Преобразователи с модифицированной синусоидой подходят для питания ламп, обогревателей, коллекторных двигателей, телефонов, ноутбуков, телевизоров. Повысить качество работы можно за счёт дополнительной установки устройства плавного пуска.

Стоимость инверторов с чистым синусом достаточно высока. Приобретать их целесообразно только при необходимости подключить оборудование, несовместимое с модифицированной синусоидой.

Примечания

Комментарии

1. Однако в мощных трансформаторных БП возникают импульсные помехи из-за того, что ток, протекающий через (и вторичную обмотку трасформатора) имеет форму коротких импульсов, потому что диод открыт не весь полупериод, а короткое время вблизи максимума синусоиды, когда мгновенное значение переменного напряжения на вторичной обмотке превышает постоянное напряжение на фильтрующей ёмкости).

Источники

1. Вторичный источник электропитания//Силовая электроника: краткий энциклопедический словарь терминов и определений —М.:Издательский дом МЭИ, 2008
2. Здесь имеется в виду средняя индукция в контуре, охватывающем виток. В однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости витка — просто величина индукции.
3. ↑ .
4. .

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.

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.

Мифы о блоках питания

Чем больше вес, тем качественнее блок питания

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

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

Многообещающая компонентная база

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

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

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

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

Миф о многоканальных и одноканальных шинах +12V

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

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

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

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

Какая мощность нужна для игрового компьютера?

Следующий шаг — подбор необходимой мощности. И вот тут глаза начинают действительно разбегаться, потому что блоки питания имеют мощность от 200 до 2500 Ватт. Как понять, какую мощность нужно обеспечить своему компьютеру? Тут все зависит от того, что именно вы собираетесь запитывать — минималистичный офисный ПК, не очень мощный игровой компьютер или крутую геймерскую станцию на несколько видеокарт.

В случае, если вы используете самый минимум, то есть материнскую плату, пару вентиляторов и процессор с интегрированным видеочипом без полноценной видеокарты, то вам вполне хватит простого блока питания на 300-400 Вт. Для ПК со «встройкой» большего и не нужно, так зачем переплачивать за мощный БП, который не будет задействован даже наполовину? Разумеется, он тоже будет работать, но это не совсем резонная трата денег.

Блок питания на 650 Ватт — отличный выбор для тех, кто использует стандартную связку из одного мощного процессора и такой же мощной видеокартыБлок питания на 650 Ватт — отличный выбор для тех, кто использует стандартную связку из одного мощного процессора и такой же мощной видеокарты

Если же у вас типичный игровой компьютер с неплохой видеокартой, производительным процессором и, возможно, звуковой или сетевой картой, то энергии понадобится побольше — вплоть до 600 Вт. Вообще диапазон 450-600 Вт считается «золотой серединой», и подавляющее количество блоков питания для игровых ПК имеют именно такую мощность. Этого хватит, чтобы укомплектовать все необходимое для производительного гейминга.

600 Ватт будет вполне достаточно для системы на процессоре Intel Core i9-9900k и видеокарте Nvidia GeForce RTX 2080 Ti, причем в разгоне. Но только если речь идет о качественном 600-ваттнике с достаточно высоким напряжением по линии 12 Вольт. Об этом — в следующем разделе, а пока что продолжаем разговор о номинальной мощности.

Нет ничего плохого в том, чтобы взять БП с хорошим запасом мощности, к тому же он будет работать потишеНет ничего плохого в том, чтобы взять БП с хорошим запасом мощности, к тому же он будет работать потише

Так вот, неужели кому-то придется искать что-то еще более мощное, чем БП на 600 Вт? Да, особенно если речь идет о больших материнских платах с несколькими разъемами PCI-e x16. В них обычно вставляют видеокарты, а так как они часто потребляют много энергии, то и питания для нескольких карточек нужно побольше. Впрочем, бежать за БП на 1600 Вт вовсе необязательно. Для использования двух, трех или даже четырех видеокарт с головой хватит и 1000 Ватт.

Также стоит понимать, что мощность уходит и на другие комплектующие — жесткие диски, приводы и вентиляторы системы охлаждения. Чем больше у вас «начинки», тем больше электроэнергии будет «кушать» компьютер. Впрочем, даже если у вас полностью укомплектованный корпус типа Full-Tower с несколькими видеокартами, сетевой и звуковой картами, россыпью жестких дисков, а также приводами на все случаи жизни, то больше 1000 Вт все равно не потребуется.

Если вы любите точность и во всем стараетесь искать оптимум, то вы можете подсчитать энергозатраты самостоятельно. Для этого вам нужно посмотреть спецификации всех комплектующих и сложить вместе их энергопотребление в Ваттах. И вам даже не придется записывать все на бумаге, искать спецификации и складывать вручную, потому что сейчас в сети есть множество калькуляторов мощности БП. Вот один из самых удобных, но при желании можно найти и другие.

Назначение блока питания

Даже полный «чайник» знает, что БП подает ток. Однако такое утверждение фактически почти ничего не объясняет. Блок питания выполняет три основные функции:

Из этой статьи вы узнаете:

• Назначение блока питания
• Конструкционные компоненты
• Входные цепи
• Преобразователь
• Выходные цепи
• Достоинства такой схемы
• Некоторые особенности разных моделей

• Понижает напряжение в сети от 220 В (возможны и другие значения) до рабочего напряжения, необходимого для подачи к потребителям энергии – 3.3, 5 и 12 В, в том числе и с отрицательными значениями.
• Выпрямляет переменный ток с частотой 50 Гц, делая его постоянным.
• Стабилизирует рабочее напряжение.

Такие функции требуют соответствующей электрической схемы. БП для системного блока – вовсе не простая конструкция, как можно ошибочно подумать. Рассмотрим более детально его строение – какие логические блоки спрятаны там внутри, и как работает каждый из них.