1.1.2. Блоки питания персонального компьютера

Основная задача блока питания – это преобразование напряжения сети 220 – 240 В в напряжения питания конструктивных элементов РС: ± 12 В, ± 5 В, ± 3 В и т.п.

Раньше для этого использовали источники питания на основе силовых трансформаторов, у которых был практически безграничный срок службы. Современные блоки питания – импульсные. Их преимущество заключается в малой массе (900 г против 5 кг для блока на основе силового трансформатора). Недостатком импульсных блоков питания является то, что их надежность определяется сроком службы электронных компонентов, который редко превышает 3 года. Кроме того, импульсные блоки питания не подлежат ремонту. Однако такой, электронный, способ формирования питающих напряжений позволяет за счет энергии, накопленной в емкостных фильтрах, избежать сбоев РС при кратковременных (до 0,5 – 1 с) изменениях напряжения сети. Все импульсные блоки питания снабжены вентиляторами, что обеспечивает нормальный тепловой режим внутри корпуса блока питания.

Размер блока питания определяется конструкцией корпуса. Различают примерно шесть типоразмеров: РС/АТ; АТ/Desktop; AT/Tower; Baby/AT; Slim Line и АТХ. Кроме того, существует множество модификаций блоков питания каждого типа, различающихся выходными мощностями.

Вентиляторы блока питания можно подразделить на две группы: вентиляторы, лопасти которых вращаются с постоянной скоростью, и такие, у которых скорость вращения лопастей зависит от температуры (терморегулируемые). При повышенной температуре терморегулируемый вентилятор работает с полной отдачей, а при пониженной – обороты уменьшаются вплоть до полной его остановки.

Вентилятор блока питания стандарта АТХ располагается на стенке корпуса блока питания и обращен внутрь РС, т.е. поток воздуха прогоняется вдоль материнской платы и направлен на компоненты, выделяющие наибольшее количество тепла (CPU, SIMM-модули и карты расширения).

Другим преимуществом является создание внутри корпуса избыточного давления, и, вследствие этого, уменьшение загрязнения внутренних узлов РС.

1.1.3. Источники бесперебойного питания

Стабильность параметров электрической сети определяется сетевыми помехами, основными из которых являются высоковольт­ные импульсы напряжения (до 3 кВ), периодические броски напряжения меньшей амплитуды, долговременные изменения напряжения до 150 – 170 В, спады напряжения при подключении более мощного оборудования, нестабильность частоты, кратковременные перебои подачи напряжения и пр.

Единственной защитой компьютеров от сетевых помех являются т.н. источники бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply – UPS). Различают три типа UPS.

• UPS архитектуры off-line в сетевом режиме питает РС через ветвь, содержащую только входной фильтр (рис.5.2). Одновременно зарядное устройство подзаряжает аккумуляторную батарею.

Если подача электроэнергии прекратится или напряжение снизится до определенного предела, то UPS включает питание от аккумулятора. При этом постоянное напряжение от батареи преобразуется в переменное при помощи специального устройства – инвертора. Достоинством UPS типа off-line является простота схемного решения, дешевизна, минимальные габариты и масса. Такие источники целесообразно использовать для защиты персональных компьютеров, периферийного оборудова­ния и бытовой оргтехники.

• U PS архитектуры on-line называют источниками с двойным преобразованием. Здесь входное переменное напряжение сети с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное и затем по­ступает на высокочастотный (ВЧ) преобразователь (рис.5.3). При этом значительные изменения напряжения сети преобразуются в относительно небольшие изменения частоты на его выходе. Электроника РС более критична к изменению уровня питающего сетевого напряжения, чем к его частоте. С выхода ВЧ преобразователя напряжение высокой частоты поступает на инвертор и с него на выход устройства.

Зарядное устройство и аккумулятор подключены непосредственно к выходу UPS. Этим достигается малое время переключения и стабильность параметров выходного переменного напряжения устройства. Кроме того, такая конструкция обеспечивает гальваническую развязку между промышленной сетью и блоком питания РС.

Источники бесперебойного питания архитектуры on-line имеют более высокую стоимость и применяются для защиты жизненно важного оборудования, работающего круглосуточно: серверы сетей, медицинское оборудование, РС важного назначения и т.п.

• UPS гибридной (line interactive) архитектуры по существу являются усовершенствованием UPS типа on-line. Здесь инвертор непрерывно подключен к выходу (рис.5.4), благодаря чему обеспечивается гальваническая развязка. Такие источники питания могут быть использованы для защиты всех типов компьютерного оборудования.