3. Описание оборудования

Для проведения практической работы используется следующее обеспечение: персональный компьютер; периферийное оборудование, блоки питания, ресурсы интернет; ПО; видеоматериалы.

4. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Ознакомится с методическими указаниями. Повторить материал дисциплины «Электропитание средств вычислительной техники».

И мпульсный блок питания компьютера (ATX)

A — входной выпрямитель. Ниже виден входной фильтр

B — входные сглаживающие конденсаторы. Правее виден радиатор высоковольтных транзисторов

C — импульсный трансформатор. Правее виден радиатор низковольтных ключей

D — дроссель групповой стабилизации (ГДС)

E — конденсаторы выходного фильтра

Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.

В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредствомотрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящего от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение.

Блоки питания вычислительной техники, оргтехники, бытовой электроники почти исключительно импульсные. В большинство современных БП встроены цепи защиты от различных непредвиденных ситуаций, например от короткого замыкания и от отсутствия нагрузки на выходе.

Структурная схема импульсного блока питания состоит из двух функциональных узлов:

- сетевого выпрямителя (СВ)

- преобразователя напряжения (ПН).

И - регулируемый инвертор; ВПр - вспомогательный преобразователь для "+5VSB"; УИ - усилители импульсов базового тока силовых ключей инвертора; СТ - линейный стабилизатор "+5 VSB".

Преобразователь напряжения (ПН) включает в себя:

- конвертор (К);

- устройство управления (УУ).

Конвертор, в свою очередь, состоит из:

- инвертора (И), преобразующего постоянное выходное напряжение СВ в переменное прямоугольной формы;

- силового трансформатора ТV1, работающего ни повышенной частоте (~60 кГц) и обеспечивающего гальваническую развязку сети с нагрузкой;

- выпрямителя и высокочастотного LC фильтра (ВФ).

Устройство управления выполняет следующие функции:

- обеспечивает мощные транзисторы инвертора импульсами возбуждения изменяемой длительности, реализуя, таким образом, принцип широтно-импульсного регулирования и стабилизации выходного напряжения Uн.

- выполняет функции плавного включения и аварийного отключения блока питания.

Согласование маломощных выходных сигналов логических элементов с входами силовых транзисторов выполняется усилителями импульсов (УИ) через трансформатор ТV2, который обеспечивает гальваническую развязку.

Схема вспомогательного преобразователя (ВПр) обеспечивает напряжениями питания усилители импульсов, узлы схемы управления и линейный стабилизатор "+5 VSB".

После запуска инвертора устройство управления получает питание от вспомогательного выпрямителя (ВВ).

Сетевой выпрямитель СВ выполняет функции выпрямления напряжения сети и сглаживания пульсации; обеспечивает режим плавной зарядки конденсаторов фильтра путем последовательного включения терморезистора TH1 ограничивающего пусковой ток заряда конденсаторов до допустимого значения при включении источника; обеспечивает бесперебойность подачи энергии в нагрузку при кратковременных (до 300 мсек) провалах напряжения сети ниже допустимого уровня и уменьшает уровень помех за счет применения помехоподавляющих фильтров.

Цепи защиты и контроля. Защита источников питания проявляется в критических режимах работы, а также в тех случаях, когда действие обратной связи может привести к предельным режимам работы элементов схемы, предупреждая тем самым выход из строя силовых и дорогостоящих элементов схемы. В результате действия цепей защиты снимаются выходные управляющие сигналы с ШИМ - контроллера, транзисторы преобразователя находятся в выключенном состоянии, выходное вторичное напряжение отсутствует.

Следует различать такие цепи защиты: • от короткого замыкания в нагрузке;

• от чрезмерного тока в транзисторах полумостового преобразователя;

• защиту от превышения напряжения.

Первые два типа защиты близки по действию и связаны с предупреждением отдачи преобразователем большой мощности в нагрузку. Действуют они при перегрузках источника питания или же неисправностях в преобразователе. Защита от превышения напряжения может возникать при перепадах входного напряжения и в некоторых других случаях.

Посмотреть фильмы: «Блок питания компьютера», «Обзор блоков питания».

С помощью источников информации (Степаненко О.С. Практическая сборка и наладка ПК. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2011; Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК: 19-е изд. – М. «ООО И.Д. Вильямс», 2013) определить основные характеристики блока питания, заполнить схему:

При выборе блока питания следует учитывать ряд важнейших параметров: среднее время наработки на отказ, (MTBF или MTTF), диапазон изменения входного напряжения, пиковый ток включения, время удержания выходного напряжения, переходная характеристика, защита от перенапряжений, максимальный ток нагрузки, стабилизация по нагрузке, стабилизация линейного напряжения, КПД, пульсации и шум, габаритные размеры и др..

На корпусе блока питания есть этикетка, на которой выгравированы показатели устройства, которые следует учитывать при покупке.

Задание 4.1 Определение форм-фактора блока питания

Форма и основная физическая компоновка того или иного компонента ПК называется форм-фактором. Компоненты, которые имеют общий форм-фактор, являются взаимозаменяемыми, во всяком случае, что касается их размеров и формы. Габариты блока питания и расположение его элементов характеризуются конструктивными размерами, или формфакторами. Узлы одинаковых размеров взаимозаменяемы. Но даже если два источника питания имеют один и тот же форм-фактор, они могут отличаться друг от друга качеством и эффективностью (КПД).

Существует больше десяти основных физических формфакторов блоков питания, которые могут по праву называться промышленным стандартом. Большинство из них созданы на основе конструкций IBM, а оставшиеся — на основе разработок Intel. В наиболее современных системах используются только три их разновидности, все остальные считаются устаревшими.

Названия формфакторов блоков питания похожи на названия формфакторов системных плат. Тем не менее конструктивные размеры блоков питания скорее относятся к геометрическим параметрам корпусов, чем к размерам системных плат. Это связано с тем, что существует только два возможных типа соединителей (АТ или АТХ), которые могут быть использованы тем или иным формфактором.

Изучить форм-факторы современных блоков питания.

http://www.thg.ru/howto/obzor_blokov_pitaniya/obzor_blokov_pitaniya-01.html

http://5fan.ru/wievjob.php?id=248

Степаненко О.С. Практическая сборка и наладка ПК. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2011. стр.225-250.

Заполнить таблицу:

Современные отраслевые стандарты форм-факторов блоков питания
Современные форм-факторы БП	Когда были представлены	Тип коннекторов материнской платы	Форм-факторы материнских плат

Зарисовать конструкции современных блоков питания с указанием габаритных размеров (Приложение 1; http://www.madmodmax.ru/howto_com2.html).

Для предложенных образцов блоков питания определить форм-фактор, дать обоснование. Сделать вывод о том, какой форм-фактор блоков питания используется в современных компьютерах.

Использование стандартных решений значительно упрощает модернизацию системы в дальнейшем, в то время как использование устройств «фирменных» стандартов делает это практически невозможным. Основная идея такова: выбранный блок питания не только должен содержать все необходимые разъемы, но и быть совместимым с выбранным корпусом.

Задание 4.2 Изучение разъемов блока питания

Для подключения питания к системной плате и к периферийным устройствам служат коннекторы и разъемы. От блока питания отходит пучок проводов с группами контактов (молексов), на которых присутствует формируемые блоком питания напряжения. В зависимости от типа и предназначения, разъемы имеют различную форму. Количество разъемов может быть различным и зависит от типа блока питания и типа системной платы.

Каждый блок питания содержит специальные соединители, подключаемые к соответствующим разъемам системной платы, подавая напряжение на центральный процессор, модули памяти и установленные платы расширения, такие как видеоадаптеры, адаптеры LAN, USB и FireWire; а также платы других типов. Подобные разъемы очень важны. Они не только обеспечивают питание системы — неправильное подключение разъемов может привести к весьма нежелательным последствиям, вплоть до сгорания блока питания и системной платы. Как и в случае с формой блоков питания, подобные разъемы соответствуют одной из стандартных спецификаций, которые определяют типы разъемов, а также схемы соединения проводов и терминалов. К сожалению, как и в случае с механическими форм-факторами, некоторые производители ПК используют блоки питания с разъемами нестандартной формы или же (что еще хуже) разъемы стандартной формы, но с нестандартной схемой назначения контактов. Подключение подобного разъема к разъему со стандартной схемой назначения контактов на системной плате приведет к повреждению блока питания, системной платы или же обоих устройств.

Блоки питания, соответствующие спецификациям ATX и ATX12V 1.x, а также некоторым их вариантам, содержат следующие разъемы питания для подключения к системной плате:

- 20 контактный основной разъем питания;

- 6 контактный дополнительный разъем питания;

- 4 контактный разъем питания +12 В.

Основной разъем питания является обязательным, в то время как два других используются при необходимости. Следовательно, блок питания стандарта ATX или ATX12V может содержать одну из следующих комбинаций разъемов:

- только основной разъем питания;

- основной и дополнительный разъемы;

- основной разъем и разъем + 12 В;

- основной и дополнительный разъемы, а также разъем +12 В.

Спецификацией блока питания АТХ предусмотрено использование главного 20-ти контактного разъема с ключом (ключ разъема обеспечивает правильность подключения). Этот разъем питания является стандартом для всех блоков питания стандартов ATX и ATX12V 1.x; он содержит коннектор Molex MiniiFit Jr. с терминаламии“мамами”. Расположение разъема на системной плате и схема его контактов показана на рисунках:

Обратите внимание: блок ATX вырабатывает несколько сигналов, которых раньше не было, например 3,3 В, Power_On и 5v_Standby. Поэтому приспособить стандартный (или узкопрофильный) блок питания Slimline для работы в системе ATX весьма сложно, несмотря на то что внешне они одинаковы.

Один из наиболее важных вопросов, касающихся соединителей блока питания — возможность подать необходимую мощность на системную плату без перегрева. Блок питания мощностью 500 Вт окажется бесполезным, если уже при 250 Вт соединители начнут плавиться. Если говорить об определенных соединителях, то для них задается максимально допустимое значение силы тока в амперах, которое они могут выдержать при нагреве не выше 30 °C (85 °F) при температуре окружающей среды 22 °C (72 °F). Другими словами, температура терминалов не должна превышать 52 °C (157 °F). Поскольку внутри системного блока температура составляет 40 °C (104 °F)и больше, при максимально допустимых значениях силы тока соединители могут разогреться до очень высоких температур.

Основной коннектор питания ATX может содержать 20 или 24 контакта, каждый из которых способен выдержать до 6 А.

Максимальная мощность, которую способен обеспечить 20-контактный основной разъем питания:

Стандартные терминалы рассчитаны на силу тока не больше 6 А, терминалы HCS — на силу тока не больше 9 А, терминалы Plus HCS — на силу тока не больше 11 А. Предполагается, что в соединителях MiniiFit Jr. с 12–24 контактами используется кабель 18.

Изучить компоновку и цоколевку разъемов блока питания АТХ, подписать назначение контактов на рисунке:

Заполнить таблицы (приложение 2; http://remap.net.ru/docs/supply/atatx-conn/atatx-conn.php)

Распайка выводов блока питания ATX/AT форм-фактора.

Цвет	Назначение	Примечание

Разъем на материнской плате

цвет	назначение	номер вывода	номер вывода	назначение	цвет

Дополнение к ATX. Питание CPU (для P4 и современных AMD)

цвет	назначение	назначение	цвет

К роме разъемов, предназначенных для подключения к системной плате, блоки питания 12 V содержат разъемы для электропитания периферийных устройств и дисковой памяти.

24-контактный основной разъём

Начиная с июля 2004 года, на материнских платах начал использоваться новый тип карт расширения - PCI Express. Шина PCI-E обеспечивает подключение графических карт и различных плат расширения, соединив функциональность слотов AGP и слота PCI. Слот, использующий одну линию PCI-E также называется x1 и используется для подключения карт расширения - сетевых контроллеров, звуковых карт и т.д. Шина PCI-E включает слот с широкой пропускной способностью - 16 линий, или x16 - который используется для подключения видеокарт. Во время развития интерфейса стало ясно, что карты PCI-E x16 могут потреблять больше энергии, чем может обеспечить основной 20-контактный и дополнительный 6-контактный разъёмы питания, особенно по линии питания +12 В.

Проблема состояла в том, что основной 20-контактный разъём питания включает всего один +12 В, а новые видеокарты PCI-E требуют больше линий +12В для обеспечения стабильного питания. По этой причине был добавлен дополнительный разъём питания +12 В. Но данный разъём предназначен специально для питания процессора и не используется для питания других устройств. Вместо того, чтобы добавить ещё один дополнительный разъем, компания Intel в конечном итоге решила обновить непосредственно сам основной разъём питания материнской платы.

Результат данных усовершенствований был официально представлен в феврале 2003 года и получил название ATX12V 2.0. Этот стандарт включил два основных изменения относительно стандарта ATX12V 1.x - новый 24-контактный основной разъём питания, а также отказ от использования вспомогательного 6-контактного разъёма. Обновлённый разъём получил четыре новых контакта: +3.3В, +5В, +12В и заземление. Наличие дополнительных линий питания обеспечило дополнительную энергию для обеспечения потребностей видеокарт PCI-E, увеличив мощность на 75 Вт, а также позволил отказаться от вспомогательного 6-контактного разъёма питания. Гнёзда для нового 24-контактного разъёма питания стали появляться в материнских платах начиная с середины 2004 года. На рисунке, приведённом ниже, изображена розетка 24-контактного коннектора.

Зарисовать основной 24-контактный разъём стандарта ATX12V 2.x для питания материнской платы и дать расшифровку контактов (http://5fan.ru/wievjob.php?id=248).

цвет	сигнал	контакт	контакт	сигнал	цвет

Подключение 24-контактного соединителя от блока питания к 20-контактному разъему на системной плате показано на следующем рисунке:

Для предложенных образцов блоков питания:

- определить типы коннекторов блока питания,

- определить на системной плате типы коннекторов для подключения блока питания, дать обоснование.

Дополнительные разъемы питания

Кроме разъемов, предназначенных для подключения системной платы, блоки питания содержат ряд силовых разъемов для подключения различных периферийных устройств, начиная с дисковых накопителей и заканчивая внутренним вентилятором охлаждения.

Разъемы питания периферийных устройств

Н аиболее распространенным дополнительным разъемом является разъем питания периферийных устройств, который часто называют разъемом питания жесткого диска. Данный разъем был разработан компанией AMP в рамках коммерческой серии MATE-N-LOK.

Чтобы отыскать вывод 1, внимательно осмотрите разъем: обычно номер указан на пластмассовом корпусе, но бывает настолько мал, что его трудно заметить. Эти разъемы обычно имеют ключ, поэтому их трудно вставить неправильно.

Это единственный тип разъема, который остался неизменным во всех блоках питания для ПК, выпускавшихся как для первых IBM PC, так и для самых совершенных систем. Чаще всего данный разъем применяют для подключения жестких дисков и оптических накопителей, однако он может использоваться и для обеспечения дополнительного питания системных плат, видеоадаптеров, вентиляторов охлаждения и любых других устройств, для питания которых необходимо напряжение от +5 до +12 В.

Данный разъем содержит 4 контакта с круглыми терминалами, расположенные на расстоянии 0,2 дюйма друг от друга; при этом на каждый контакт можно подавать силу тока до 11 А.

Поскольку один контакт относится к линии +12В, а второй — к линии + 5 В (два остальных разъема общие), максимальная мощность, которую может обеспечить один разъем, составляет 187 Вт. Ширина разъема 0,830 дюйма, что позволяет подключать накопители и устройства достаточно большого размера

Разъемы питания дисковых накопителей стандартизированы в соответствии с назначением выводов и цветом проводов.

Чтобы подключить дополнительный дисковод, можно воспользоваться Y-образным кабелем разветвителем или переходным кабельным адаптером, предлагаемыми на сегодняшнем компьютерном рынке. Эти кабели позволяют использовать один силовой разъем для энергообеспечения двух дисководов и преобразовать большой периферийный разъем питания в силовой разъем меньшего размера, предназначенный для подключения накопителя на гибких дисках. При одновременном использовании нескольких Y-образных адаптеров убедитесь, что выходная мощность блока питания полностью обеспечивает необходимую мощность.

При необходимости добавить в существующую систему накопитель Serial ATA вам потребуется новый блок питания, который содержит соединитель Serial ATA (SATA). Это специиальный 15-контактный соединитель, содержащий пять проводов, что означает, что к каждому из проводов подключено по три контакта. При этом ширина соединителя практически совпадает с шириной привычного соединителя для периферийных устройств, однако соединитель SATA значительно тоньше. Все большее и больше количество спецификаций формфакторов блоков питания включает соединители питания SATA как обязательные требования. Соединитель питания Serial ATA представлена на рисунке:

В соединителе SATA каждый провод соединен с тремя контактами, причем прямой связи между нумерацией проводов и нумерацией контактов нет, что может немного смущать. Если блок питания не содержит соединители SATA, можно использовать адаптер, который позволяет превратить привычный соединитель питания для периферийных устройств в соединитель SATA. Однако подобные адаптеры не содержат линию +3,3 В. К счастью, это не проблема, так как большинство накопителей не требуют напряжения +3,3 В, обходясь напряжениями +12 и +5 В.

Спецификация PCI Express x16 Graphics Power подразумевает использование 6-контактного соединителя Molex MiniiFit Jr. с терминаламии“мамами” для подачи электропитания непосредственно на видеоадаптер. Данный соединитель внешне похож на основной соединитель питания и соединитель +12 В. Схема контактов данного соединителя представлена на рисунке:

Зарисовать схематично графические изображения коннекторов для подачи напряжения на периферийные устройства. Для предложенных образцов блоков питания определить типы коннекторов для подключения периферийных устройств.

Задание 4.3 Установка блока питания в корпус системного блока

Чаще всего блоки питания уже установлены в корпус системного блока и поставляются совместно. Но мощный, габаритный блок питания следует монтировать в корпус только после установки системной платы. Предустановленный блок питания на время сборки компьютерной системы можно временно снять, чтобы он не мешал. При монтаже блока питания следует ознакомиться с монтажным рисунком корпуса и устанавливать блок питания, воспользовавшись винтами нужного диаметра.

При монтаже блока питания, приобретенного не в комплекте с корпусом, иногда возникает необходимость высверливания отверстий для резьбовых соединений в корпусе. Во избежание попадания стружки на электронные компоненты сверлильные работы следует проводить в другом, оборудованном для этих целей помещении. Не забудьте очистить края отверстий от заусениц и удалить стружку из корпуса.

Подавляющее число корпусов и блоков питания одного и того же форм-фактора обладают геометрической совместимостью.

Определить место установки блока питания в корпусе необходимо еще при покупке. Следует учесть путь воздушного потока внутри системного блока.

Anschlusszoo eines PC-Netzteils (ATX 2) Floppy "Molex" universell z. B. IDE-Festplatten, optische Laufwerke SATA-Laufwerke Grafikkarten 8-Pin, auftrennbar für 6-Pin Grafikkarten 6-Pin Mainboard 8-Pin Mainboard P4-Stecker, kombinierbar zum 8-Pin-Mainboardstecker 12V ATX2 24-Pin

М онтаж – демонтаж

Для демонтажа старого блока питания, отключите его провод 220 Вольт. Затем, необходимо выждать 2-3 минуты, и только затем приступать к работе. Внимание! Несоблюдение данного требования может повлечь электротравму.

Б лок питания в любом ПК крепится к задней стенке на 4-х винтах (саморезах). Откручивать их можно, только отключив все внутренние разъемы и штекеры блока питания (2 разъема материнской платы, видеокарты, коннекторы дополнительных устройств).

Подключить блок питания к компьютеру можно в обратном порядке: сначала – монтируем в корпус, закрепляя винтами, затем – подключаем разъемы.

Примечание: при манипуляциях с блоком питания, кулер процессора может мешать. Если есть возможность его демонтировать - воспользуйтесь этим (поставите на место – потом, перед включением).

(http://27sysday.ru/komplektuyushhie-kompyutera/vybrat-blok-pitaniya-dlya-kompyutera#ixzz3EhsQjIaN)

Посмотреть видео «Установка блока питания». На демонстрационном стенде провести монтаж/демонтаж блока питания.

Повторить назначение разъемов блока питания. Подключить питание к периферийным устройствам.

Задание 4.4 Организация системы охлаждения

Важную роль в обеспечении надежной работы ПК играет вентиляция. Для охлаждения различных компонентов компьютера необходим определенный воздушный поток. Наличие в любом блоке питания вентилятора для охлаждения - считается нормой. Некоторые блоки питания, предоставляемые сторонними производителями, оснащены высокоскоростными охлаждающими вентиляторами, которые существенно увеличивают срок жизни системы и минимизируют возможность перегрева, что особенно актуально для новых и “горячих” процессоров. Если компьютер производит слишком много шума, существуют специальные малошумные модели вентиляторов, которые работают гораздо тише стандартных. Такие вентиляторы часто имеют больший диаметр, медленнее вращаются и потому производят меньше шума, перемещая при этом такой же поток воздуха, что и вентиляторы меньшего диаметра. Диаметр вентилятора – может быть равным 120 мм, встречается вариант на 135 мм и, наконец, 140 мм.

Системный блок предусматривает установку БП вверху корпуса – тогда, выбирайте любую модель с горизонтально расположенным вентилятором. Больше диаметр – меньше шум (c одинаковой мощностью охлаждения).

С корость вращения должна меняться в зависимости от внутренней температуры. Когда БП не перегревается – зачем нужно крутить «вентиль» на всех оборотах, и досаждать пользователю шумом? Существуют модели БП, полностью останавливающие свой вентилятор при потребляемой мощности менее 1/3 расчетной. Что - удобно.

Главное в системе охлаждения БП – это ее тишина (или – полное отсутствие вентилятора, такое тоже встречается). С другой стороны, охлаждение нужно затем, чтобы не допустить перегрева деталей (высокая мощность, в любом случае, влечет тепловыделение). На больших мощностях, без вентилятора – не обойтись.

Примечание: на фото – результат моддинга (удаление стандартной решетки-прорези, установка вентилятора Noktua и гриля 120 мм).

(http://27sysday.ru/komplektuyushhie-kompyutera/vybrat-blok-pitaniya-dlya-kompyutera#ixzz3Ehri5Qmv).

Рассмотреть организацию системы охлаждения блоков питания. Дать характеристику эффективности системы охлаждения. Выработать рекомендации на улучшение параметров температурного режима ПК.

Задание 4.5 Расчет мощности, потребляемой от блока питания.

Большинство производителей компьютеров предоставляют техническую информацию о блоках питания. Ее можно найти в техническом руководстве, а также на этикетке, приклеенной к блоку. Если вы знаете название компании — производителя блока питания, обратитесь непосредственно к ней.

Входные параметры измеряются в вольтах, а в качестве выходных приводятся токи нагрузки (в амперах) для разных номиналов выходного напряжения источника (в вольтах). IBM обычно приводит в качестве выходного параметра мощность в ваттах. Если в документации к конкретному блоку указаны только токи нагрузки в амперах, преобразуйте их в выходную мощность в ваттах, используя простую формулу:

мощность (Вт) = напряжение (В) * ток (А).

Перемножив напряжения и токи по каждой выходной цепи и просуммировав результаты, можно получить общую (вычисленную) выходную мощность блока питания. Обратите внимание, что выходная мощность подсчитывается только на основе положительных сигналов напряжения; отрицательные сигналы Power_Good и другие не учитываются.

На выходе блока питания присутствуют следующие постоянные напряжения: +5 V, +12 V (также +3.3 V), и - вспомогательные (минус 12 V и + 5 V в простое). Основной же нагрузкой сейчас «принято» загружать линию +12 V.

Выходная мощность (W - Ватт) рассчитывается по простой формуле: она равна произведению U на J, где U – напряжение (в Вольтах), J – сила тока (в Амперах). Напряжения – постоянны, поэтому, чем больше мощность, тем больше должна быть сила тока по линиям.

При сильной нагрузке на комбинированную линию +3.3 / +5, уменьшиться может мощность по линии +12. Пример - маркировка блока питания бюджетного бренда Cooler Master (модели RS-500-PSAP-J3):

Максимальная суммарная мощность по линиям +3.3 и +5 равна 130W (что – указано на упаковке), а максимальная мощность по «наиболее важной» линии +12V - равна 360W.

Обратим внимание на надпись ниже:

+3.3V и +5V и +12V суммарная мощность не должна превышать 427.9 W. Как бы, теоретически (глядя в «таблицу»), «видим» 490W (360 плюс 130), а здесь - всего лишь 427.9.

Что это даст нам на практике: если нагрузка по линии +3.3V и 5V будет в сумме, скажем 60W, то отняв от приводимой производителем мощности 427.9, т.е. 427.9 – 60, получаем 367.9W. Мы получим только 360 Ватт по линии +12V. От которой идет как раз «основное потребление»: ток на процессор, видеокарту.

Для расчета мощности блоков питания, можно воспользоваться калькулятором в браузере: http://www.extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp. Таких сервисов, в интернете достаточно много.

Здесь можно выбрать почти что все, что нужно, включая конкретный тип CPU, формат материнской платы (micro-ATX или ATX), число модулей памяти, винчестеров, вентиляторов и т.д.. Для расчета, нажимаем на кнопку «Calculate». Сервис выдает: как рекомендуемое, так и минимально возможное значение мощности (в Ваттах) для вашей системы.

По опыту, можно считать: офисный компьютер (с двух-ядерным CPU), может довольствоваться блоком питания на 300-500W. Для домашнего (игрового, с дискретной видеокартой) – подходит БП 450 - 500W, ну а для мощных игровых ПК с «верхней» (топовой) картой (либо – двумя, в режиме Crossfire или SLI) - Total Power (суммарная мощность) начинается от 600 - 700W.

Центральный процессор, даже при максимально возможной нагрузке, потребляет 100 - 180W (исключение – 6-ядерные AMD), видеокарта дискретная – от 90 до 340W, сама материнская плата - 25-30W (планка памяти - 5-7W), жесткий диск 15-20W. Учитывайте при этом, что основная нагрузка (процессор и видеокарта) ложится на линию «12V». Желательно добавить запас по мощности (10-20%).

С помощью сервиса по расчету мощности блока питания (http://27sysday.ru/servis/rasschitat-moshhnost-bloka-pitaniya) произвести расчеты требуемой мощности блока питания.

Немаловажным критерием будет и КПД блока питания. Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение полезной мощности, выдаваемой блоком питания, к потребляемой им от сети. Если схема блока питания ПК содержала бы лишь трансформатор, его КПД был бы около 100%.

Рассмотрим пример, когда блок питания (с известным КПД - 80%) обеспечивает на выходе мощность в 400W. Если это число (400) разделить на 80% - получим 500W. А блок питания с теми же характеристиками, но с меньшим КПД (70%), будет потреблять уже 570W.

Но – не надо воспринимать эти цифры «всерьез». Блок питания большую часть времени – нагружен не полностью, например, это значение может быть 200W (потреблять от сети компьютер будет меньше).

Существует организация, в функции которой входит тест блоков питания на соответствие уровню заявленного стандарта КПД. Сертификация 80 Plus, при этом, проводится только для сетей на 115 Вольт (распространенных в США), начиная же с «класса» 80 Plus Bronze, все блоки тестируются для использования в 220В-электросети. Например, если сертификация пройдена в классе 80 Plus Bronze, КПД блока питания составляет 85% при «половинной» загрузке по мощности, и 81% - при заявленной мощности.

Наличие логотипа на блоке питания говорит, что товар соответствует уровню сертификации.

Плюсы высокого КПД: меньше энергии отводится «в виде тепла», и система охлаждения, соответственно, будет менее шумной. Во-вторых – очевидна экономия электричества (хотя и, не очень большая). Качество у «сертифицированных» БП, как правило, высокое.

http://27sysday.ru/komplektuyushhie-kompyutera/vybrat-blok-pitaniya-dlya-kompyutera#ixzz3EhuJWMpx

Посмотреть видео по теме. Изучить маркировку блоков питания.

Ознакомиться с утилитой Power Supply Calculator, которая рассчитывает потребляемую мощность, основываясь на реальных данных для разных комплектующих. Посмотреть видео по теме. Подобрать блок питания с помощью утилиты Power Supply Calculator.

Задание 4.6 Подбор блока питания в соответствии с требованиями и с учетом совместимости

При покупке и выборе, обращайте внимание на количество доступных разъемов и длину проводов, идущих от блока питания. В зависимости от геометрии корпуса, нужно выбирать БП с достаточным по длине жгутом кабеля. Для стандартных корпусов ATX, достаточно будет жгута 40-45 см.

Хорошие блоки питания отличаются высоким качеством изоляции: ток утечки не более 500 мкА, что бывает важно в том случае, если сетевая розетка плохо заземлена или вовсе не заземлена.

Обратите внимание, гарантирует ли производитель исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих обстоятельствах:

- полное отключение сети на любое время;

- любое понижение сетевого напряжения;

- кратковременные выбросы с амплитудой до 2 500 В (!) на входе блока питания (например, при разряде молнии).

Блок питания, работающий в домашнем и офисном компьютере, имеет разъемы:

Э то - 24-х контактный разъем питания материнской платы ПК. Обычно здесь – раздельно 20 и 4 контакта, но бывает – и монолитный, 24-контактный.

Р азъем питания процессора. Обычно он 4-х контактный, и только для очень мощных процессоров используют 8 контактов. Правильно выбрать блок питания для компьютера можно, ориентируясь на соответствующий разъем самой материнской платы.

Разъем для питания видеокарты – выглядит аналогично, и отличается тем, что он - 6-ти либо 8-ми контактный.

Разъемы (коннекторы) для питания SATA-устройств (жестких дисков, оптических приводов), четырех контактные Molex (для IDE), и для включения FDD (или кард-ридера). Количество всех дополнительных разъемов (SATA, MOLEX, FDD) должно быть достаточным для подключения устройств, размещаемых внутри системного блока.

При покупке компьютера (или замене блока питания) необходимо обратить внимание на ряд параметров источника питания.

Среднее время наработки на отказ (среднее время безотказной работы) или среднее время работы до первого отказа (параметр MTBF (Mean Time Between Failures) либо MTTF (Mean Time To Failure)). Это расчетный средний интервал времени в часах, в течение которого ожидается, что источник питания будет функционировать корректно.

Диапазон изменения входного напряжения (или рабочий диапазон). Это тот диапазон, в пределах которого может работать источник питания. Для напряжения 110 В диапазон изменения входного напряжения обычно составляют значения от 90 до 135 В; для входного напряжения 220 В — от 180 до 270 В.

Пиковый ток включения. Это самое большое значение тока, обеспечиваемое источником питания в момент его включения; выражается в амперах (А). Чем меньше ток, тем меньший тепловой удар испытывает система.

Время удержания выходного напряжения. Количество времени (в миллисекундах) в пределах точно установленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения. Обычно 15–25 мс для современных блоков питания.

Переходная характеристика. Количество времени (в микросекундах), которое требуется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определенном диапазоне после резкого изменения тока на выходе. Другими словами, количество времени, необходимого для стабилизации уровней выходных напряжений после включения или выключения системы.

Защита от перенапряжений. Это значения (для каждого вывода), при которых срабатывают схемы защиты и источник питания отключает подачу напряжения на конкретный вывод. Значения могут быть выражены в процентах (например, 120% для +3,3 и +5 В) или также, как и напряжения (например, +4,6 В для вывода +3,3 В; +7,0 В для вывода +5 В).

Максимальный ток нагрузки. Это самое большое значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Этот параметр указывает конкретное значение силы тока для каждого выходного напряжения. По этим данным вычисляется не только общая мощность, которую может выдать блок питания, но и количество устройств, которые можно подключить к нему.

Минимальный ток нагрузки. Самое меньшее значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Если ток, потребляемый устройствами на конкретном выводе, меньше указанного значения, то источник питания может оказаться поврежденным или автоматически отключиться.

Стабилизация по нагрузке (или стабилизация напряжения по нагрузке). Когда ток на конкретном выводе увеличивается или уменьшается, несколько изменяется и напряжение. Стабилизация по нагрузке — это изменение напряжения для конкретного вывода при перепадах от минимального до максимального тока нагрузки (и наоборот). Значения выражаются в процентах, причем обычно они находятся в пределах от ±1 до ±5% для выводов +3,3, +5 и +12 В.

Стабилизация линейного напряжения. Это характеристика, описывающая изменение выходного напряжения в зависимости от изменения входного напряжения (от самого низкого до самого высокого значения). Источник питания должен корректно работать при любом переменном напряжении в диапазоне изменения входного напряжения, причем на выходе оно может изменяться на 1% или меньше.

Эффективность (КПД). Отношение мощности, подводимой к блоку питания, к выходной мощности; выражается в процентах. Для современных источников питания значение эффективности обычно равно 65–85%. Оставшиеся 15–35% подводимой мощности преобразуются в тепло в процессе превращения переменного тока в постоянный. Хотя повышение эффективности (КПД) означает уменьшение количества теплоты внутри компьютера (это всегда хорошо) и более низкую плату за электричество, оно не должно достигаться за счет точности стабилизации независимо от нагрузки на блок питания и других параметров.

Пульсация (Ripple) (или пульсация и шум (Ripple and Noise), или пульсация напряжения (AC Ripple), или PARD (Periodic and Random Deviation — периодическая и случайная девиация), или шум, уровень шума). Среднее значение пиковых (максимальных) отклонений напряжения на выводах источника питания; измеряется в милливольтах (среднеквадратическое значение). Эти колебания напряжения могут быть вызваны переходными процессами внутри источника питания, колебаниями частоты подводимого напряжения и другими случайными помехами.

Как видите, требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, очень жесткие. Разумеется, желательно, чтобы выбранный блок питания им соответствовал.

Выработать требования, которым должен соответствовать блок питания для офисного компьютера, домашнего игрового компьютера, сервера, рабочего места САПР.

Написать вывод.

Завершить работу, выключить компьютер.