2.3 Блок питания

Источник (блок) питания обычно смонтирован и поставляется вместе с корпусом системного блока. Мощность источника питания компьютера должна полностью обеспечивать энергопотребление всех подключенных к нему устройств. Чем больше устройств может быть установлено в системный блок, тем большую мощность должен иметь блок питания. В среднем мощность блоков питания варьирует от 90 до 150 ватт для низкопрофильных и настольных ПК и до 200-330 ватт для mini-tower и big-tower (full tower). Некоторые из блоков работают в режиме малого потребления (70-75 ватт), удовлетворяющего требованиям программы Energy Star.

На корпусе типового блока питания IBM PC-совместимого компьютера, как правило, расположены один или два охлаждающих вентилятора, сетевой выключатель (или соединитель для него), переключатель напряжения сети (на 220 и 110 В), общий сетевой разъем, сетевой разъем для подключения монитора, кабели питания с разъемами для системной платы и накопителей. На некоторых блоках питания имеется также внешний патрон для плавкого предохранителя.

По вырабатываемым номиналам напряжения и конструктивным особенностям блоки питания делятся на блоки для AT-корпусов и блоки для ATX-корпусов. AT-блоки вырабатывают +5В, -5В, +12 и -12В постоянного тока, имеют механический выключатель и подключаются к материнской плате при помощи двух одинаковых шестиконтактных разъемов (при самостоятельном подключении их можно легко перепутать с самыми плачевными для материнской платы последствиями).

ATX-блоки, помимо перечисленных выше номиналов, вырабатывают также напряжение3,3 Ви подключаются к материнской плате через 20-контактный разъем, исключающий возможность неправильной установки. Кроме того, ATX-блоки, как правило, не имеютмеханического выключателя. Будучи подключенными к электрической сети, они находятся в состоянии пониженного потребления (standby), из которого могут быть включены по нажатию электронного выключателя на корпусе, либо по программной команде в ответ на какое-либо внешнее событие.

Проблемы электропитания

Статистика свидетельствует, что по причинам, связанным со сбоями в электросети, в 75% случаев происходит потеря информации и в 65% выходит из строя само электронное оборудование, поэтому стабильное электропитание компьютеров имеет особую важность. Существенным моментом при оборудовании офиса является правильная разводка линий электропитания (220 В). Все узлы персонального компьютера и подключенное к нему периферийное оборудование должны запитываться от одной фазы электросети. Шины «земля» должны быть выполнены радиально с одной общей точкой. Для отключения компьютерного оборудования должен использоваться отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником. Помимо полного отключения сетевого напряжения проблемы в электропитании компьютера могут возникать из-за его кратковременных провалов, перенапряжений, гармонических искажений, различных электромагнитных и радиочастотных шумов. Чтобы исключить подобные неприятности, следует воспользоваться специальными устройствами защиты.

Последствием внезапного отключения электропитания компьютера (независимо от его причины) может стать полная потеря данных в оперативной и кэш-памяти, а при работе в сетевой операционной системе вероятен крах таблиц размещения файлов на диске. В худшем случае может произойти повреждение самих электронных элементов. К таким же последствиям могут привести кратковременные «провалы» питающего напряжения в течение долей секунды (Sags, или Brownout) и «плавающее» (подвижное во времени, но не периодическое) понижение питающего напряжения (Rolling Brownout). Иногда в сети возникает кратковременное повышение питающего напряжения на доли секунды (Surge) и импульсное повышение с амплитудой не менее 100% от номинального (Spike), которое может вывести из строя импульсные источники питания компьютера.

Под воздействием сильных электрических помех, порождаемых либо работой электрических машин (Electro Magnetic Interference, EMI), либо функционированием радиоизлучающих устройств (Radio Frequency Interference, RFI), форма синусоидального питающего напряжения может быть серьезно искажена, что ведет, как правило, к аппаратным сбоям (Glitch) и ошибкам при выполнении программ.

Для обеспечения бесперебойного электропитания компьютера применяются различные источники бесперебойного питания (ИБП).

Средства защиты. Простейшую защиту электропитания компьютера обычно обеспечивают так называемые ограничители перенапряжений. Эти устройства предохраняют питаемые узлы компьютера от различного рода выбросов и всплесков питающего напряжения электросети, а также радиочастотных шумов. Более высокий уровень защиты обеспечивают устройства нормализации, которые надежно «очищают» питающее напряжение от всевозможных шумов и позволяют регулировать его в достаточно широком диапазоне.

ИБП. Обеспечить работу компьютера при полномотключении электропитания(Blackout) может только устройство, называемоеИБП(источник бесперебойного питания) илиUPS(Uninterruptible Power Supply). Функционально такой прибор состоит из устройства подавления помех, зарядного устройства, батареи аккумуляторов и преобразователя напряжения (инвертора). Все предлагаемые в настоящее время ИБП можно условно подразделить на несколько групп.

К самой немногочисленной группе относятся так называемые встраиваемые (Internal) UPS. Это самый дешевый и простой тип бесперебойных источников питания. Конструктивно данное устройство выглядит как отдельная плата расширения, вставляемая в соответствующий разъем на системной плате компьютера, либо как устройство для установки в свободный 5,25-дюймовый отсек накопителей.

Наиболее многочисленную группу ИБП составляют устройства, работающие по технологии On-Line (постоянно включенные) и Off-Line, или Standby (резервные).

Постоянно включенные ИБП обеспечивают стабильное энергоснабжение подключенных устройств независимо от состояния электросети, в то время как резервные UPS переходят на режим работы от аккумуляторов только при отключении внешнего питающего напряжения и характеризуются поэтому неким конечным временем переключения.

Основные параметры ИБП. На выбор наиболее подходящей модели ИБП влияет множество параметров, наиболее значимые из которых —уровень защиты, мощность устройства, схема его работы, форма выходного напряжения и т. д.

Если защищаемое устройство не содержит данных, которые могут быть потеряны при выключении питания, или оно необходимо только от случая к случаю (например, бездисковый терминал, сканер, модем или принтер), то достаточным уровнем защиты для него будет качественный сетевой фильтр типа Pilot. Для компьютера, на котором выполняется важная работа, и тем более для сервера локальной сети наличие ИБП обязательно. Никогда не следует подключать через ИБП лазерный принтер из-за больших мощностей, потребляемых им при работе.

Обычно мощность устройства ИБП указывается в вольт-амперах, для приведения которой к мощности в ваттах ее следует разделить примерно на 1,5. Рекомендуется, чтобы мощность ИБП по крайней мере на 15-20% превышала суммарную мощность подключенных к нему устройств. Для защиты простого офисного или домашнего ПК с 14-15-дюймовым монитором достаточно ИБП на 200-450 ВА, для мощного домашнего мультимедийного компьютера с 17-19-дюймовым монитором требуется ИБП на 400-750 ВА, а для защиты сервера локальной сети может потребоваться ИБП от 750 ВА до нескольких кВА.

Источники бесперебойного питания позволяют регулировать форму выходного напряжения от чисто синусоидальной (что требуется для работы на индуктивную нагрузку, например, трансформатору) до почти прямоугольной, что приемлемо для аппаратуры с импульсными блоками питания (компьютеры и периферия). Все ИБП используют аккумуляторные батареи с ограниченным сроком службы, зависящем от интенсивности и правильности их эксплуатации (этот срок обычно не превышает 2-3 лет).