Войти
Блок питания ATX со снятой верхней крышкой A блок питания (PSU ) преобразует сетевой переменный ток в стабилизированный постоянный ток для внутренних компонентов компьютера. В современных компьютеровх повсеместно используются импульсные блоки питания. Некоторые блоки питания ручной переключатель для выбора входного напряжения, в то время как другие автоматически адаптируются к напряжению сети.
Большинство блоков питания современных настольных компьютеров соответствуют спецификации ATX, которая включает форм-фактор и допуски по напряжению. Хотя блок питания ATX подключен к сети, он всегда обеспечивает питание 5- в в режиме ожидания (5VSB), поэтому компьютер и некоторые периферийные устройства работают в режиме ожидания. Источники питания ATX включаются и выключаются сигналом с материнской платы . Они также сигнал на материнскую плату, чтобы указать, когда напряжение постоянного тока соответствует спецификации, чтобы компьютер мог безопасно и загружаться. Самымним стандартом блока питания ATX версия 2.31 по состоянию на середину 2008 года.
Упрощенная принципиальная схема типового блока питания 
Схема типовой схемы стабилизатора напряжения XT и AT 
Внутреннее устройство блока питания с пассивным PFC (слева) и активным PFC (справа) Блок питания настольного компьютера изменяет переменный ток от розетки или электросети до низкого напряжения d постоянный ток для работы процессора и периферийных устройств. Требуется несколько напряжений постоянного тока, и они должны регулироваться с некоторой точностью, чтобы обеспечить стабильную работу компьютера. Шина питания или шина напряжения относится к одному напряжению, обеспечемому блоком питания (БП).
Микрокомпьютер первого поколения и домашний компьютер В блоках питания использовались тяжелый нижний трансформатор и линейный источник питания, как, например, в Commodore PET, представленном в 1977 году. Apple II, также представленный в 1977 году, был известен своим импульсным блоком питания, который был легче и меньше, чем аналогичный линейный блок питания, и не имел охлаждающего вентилятора. Импульсный источник питания использует ферритовый высокочастотный трансформатор и силовые транзисторы, которые переключаются тысячи раз в секунду. Регулируя время переключения транзистора, можно точно контролировать выходное напряжение без рассеивания энергии в виде тепла в линейном регуляторе. Развитие мощных и высоковольтных транзисторов по экономичным ценам сделало внедрение импульсных источников питания, которые использовались в аэрокосмической отрасли, мэйнфреймах, миниьютерах и цветном телевидении, в настольных персональных компьютерах. Дизайн Apple II, наш инженером Atari Родом Холтом, получил патент и был в авангарде современных компьютерных блоков питания. Теперь во всех современных компьютерах используются импульсные блоки питания, которые легче, дешевле и эффективнее, чем эквивалентные линейные блоки питания.
Компьютерные блоки питания могут иметь защиту от короткого замыкания, защиту от перегрузки (перегрузки), защиту от перенапряжения, защиту от пониженного напряжения, защиту от перегрузки по току и защиту от перегрева.
Стандарт ATX последовал за разработкой некоторых производителей, чтобы блоки питания могли также обеспечить резервное напряжение, чтобы часть компьютерной системы могла отключена после подготовки к гибернации или выключению и снова включить в случае события. Когда компьютер выключен, но блок питания все еще включен, его можно запустить удаленно через Wake-on-LAN и Wake-on-ring или локально через Keyboard Power ON (KBPO), если материнская плата поддерживает его. Это резервное напряжение генерируется дополнительным источником питания внутри устройства. Резервный источник питания представлял собой небольшой линейный источник питания с обычным трансформатором, который позже был заменен на импульсный источник питания, разделяющий некоторые основные компоненты блока из-за требований экономии затрат и энергии.
Источники питания, предназначенные для использования во всем мире, когда-то были установлены переключатели входного напряжения, которые позволяют пользователю настроить устройство для использования в местной электросети. В нижнем диапазоне напряжений, около 115 В, этот переключатель включается, преобразуя выпрямитель напряжения, электросети в удвоитель напряжения в конструкции цепи Делона. В результате большой первичный конденсатор фильтра за выпрямителем был разделен на два конденсатора, соединенных последовательно, сбалансированных с резисторами утечки и варисторами, которые были необходимы в верхний диапазон входного напряжения, около 230 В. Подключение блока, настроенного для нижнего диапазона, к сети с более высоким напряжением обычно приводило к немедленному необратимому повреждению. Когда требовалась коррекция коэффициента мощности (PFC), эти конденсаторы фильтра были заменены на конденсаторы большей емкости вместе с катушкой, установленной последовательностью для задержки пускового тока. Это простая конструкция пассивного PFC.
Активная коррекция коэффициента мощности более сложная и может достичь более высокого коэффициента мощности до 99%. Первые активные схемы коррекции коэффициента мощности просто задерживали броски тока. Более новые работают как повышающий преобразователь с управляемым условием входа и выхода, питая один конденсатор фильтра 400 В от источника входного широкого сигнала диапазона, обычно от 80 до 240 В. Новые схемы PFC также заменяют NTC - ограничитель пускового тока, который является дорогостоящей деталью, ранее располагавшейся рядом с предохранителем.
Печатная плата блока питания из клона IBM XT 
Типичный выключатель питания блока питания XT, который является неотъемлемой частью блока питания. Первый блок питания (PSU) IBM PC подавал два основных напряжения: +5 В и +12 В. Он подавал два других напряжения, −5 В. и −12 В, но с ограниченным количеством энергии. Большинство микрочипов работали от источника питания 5 В. Из этих блоков питания мощностью 63,5 Вт большая часть приходилась на эту шину +5 В.
Источник +12 В основном использовался для управления двигателями, такими как дискиоды и охлаждающие вентиляторы. По мере добавления периферийных устройств больше мощности подавалось на шину 12 В. Однако, поскольку большая часть энергии потребляется микросхемами, шина 5 по-прежнему обеспечивает большую часть мощности. Шина -12 В основном использовалась для подачи отрицательного напряжения, питания на последовательные порты RS-232. Шина -5 была предоставлена для периферийных устройств на шине ISA (таких как звуковые карты), но не использовалась ни одной материнской платой, кроме исходной материнской платы IBM PC.
Дополнительный провод, называемый «Power Good», используется для предотвращения работы цифровых схем в течение первых миллисекунд включения источника питания, когда выходные напряжения и токи растут, но еще недостаточно или стабильны для правильного устройства. операция. Когда выходная мощность готова к использованию, сигнал Power Good сообщает цифровую схему, что она может начать работу.
Оригинальные блоки питания IBM для ПК (модель 5150), XT и AT включают выключатель питания от сети, который проходил через боковую часть корпуса компьютера. В обычном варианте, встречающемся в корпусах башни, выключатель линейного напряжения был подключен к источнику питания с коротким кабелем, что позволяло устанавливать его отдельно от источника питания.
Первые блоки питания микрокомпьютеров были либо полностью включены, либо выключены, управлялись механическим переключателем линейного напряжения, энергосберегающие маломощные режимы холостого хода не учитывались при проектировании ранних блоков питания компьютеров. Эти блоки питания, как правило, не поддерживают режимы энергосбережения, такие как режимы ожидания или «мягкое выключение», а также элементы управления мощностью включения по расписанию.
Из-за конструкции с постоянным включением, в случае короткого замыкания либо перегорит предохранитель, либо импульсный источник питания будет многократно отключать питание, подождите некоторое время. времени и попробуйте перезапустить. Для блоков питания повторный перезапуск слышен как тихое быстрое чириканье или тиканье, излучаемое некоторыми.
Преобразователь напряжения для процессоров 80486DX4 (от 5 В до 3,3 В). Обратите внимание на радиатор на линейном регуляторе, необходимый для рассеивания потерь энергии. 
Типичная установка компьютерного блока питания с форм-фактором ATX Когда Intel разработала ATX стандартный разъем блока питания (опубликован в 1995 году), микросхемы, работающие от 3,3 В, становятся все более популярными, начиная с микропроцессора Intel 80486DX4 в 1994 году, стандарт ATX обеспечивает три положительных шины: +3,3 В, +5 В и +12 В. Более ранние компьютеры, требующиеся 3,3 В, обычно это из простого, неэффективного линейного регулятора , подключенного к шине +5 В.
Разъем ATX обеспечивает несколько проводов и разъемов питания для источника питания 3,3 В, наиболее чувствителен к падению напряжения в разъемах питания. Еще одним дополнением ATX была шина SB (резервная) +5 В для обеспечения небольшого количества резерв питания, даже когда компьютер был номинально "выключен".
Есть основные два различия между блоками питания AT и ATX: разъемы, обеспечивающие питание материнской платы, и программный переключатель. В системах типа ATX выключатель питания на передней панели подает только управляющий сигнал для источника питания и не переключает сетевое напряжение переменного тока. Этот низковольтный контроль позволяет другому компьютерному оборудованию или программному обеспечению Вход и выключать систему.
блоки питания ATX имеют одинаковую ширину и высоту (150 × 86 мм (5,9 × 3,4 дюйма)) и одинаковую монтажную схему (винта на задней стороне устройства). физический различий, не позволяющий принять блок питания ATX (или наоборот, если корпус может содержать переключатель питания, необходимый для блока питания AT), при условии, что конкретный блок питания не слишком длинный для конкретного блока питания. кейс.
По мере того, как транзисторы на микросхемах становятся меньше, становится предпочтительнее использовать их при более низких напряжениях питания, а самое низкое напряжение питания часто требуется для самой плотной микросхемы, центральный блок обработки. Для подачи большого количества низковольтного питания на Pentium и последующие микропроцессоры на материнских платах стали специальные блок питания, модуль регулятора напряжения.>. Более новым процессорам требуется до 100 А при 2 В или меньше, что непрактично для передачи от внешних источников питания.
Первоначально это подавалось от основного источника питания +5 В, но по мере увеличения потребности в мощности высокие токи, необходимые для подачи достаточной мощности, становились проблематичными. Чтобы уменьшить потери мощности в источнике питания 5 В, с выпуском микропроцессора Pentium 4 Intel изменила блок питания процессора, чтобы он работал от напряжения +12 В, и добавила отдельный четырехконтактный вывод к новому ATX12V. 1.0 для обеспечения этой мощности.
Современные мощные графические процессоры делают то же самое, в результате чего большая часть требований к мощности современного персонального компьютера находится на шине +12 В. Когда впервые были представлены мощные графические процессоры, типичные блоки питания ATX были «тяжелыми 5 В» и могли обеспечивать только 50–60% своей выходной мощности в виде питания 12 В. Таким образом, графических процессоров для обеспечения мощности 200–250 Вт при напряжении 12 В (пиковая нагрузка, CPU + GPU) используют блоки питания мощностью 500–600 Вт или выше. Более современные блоки питания ATX могут обеспечивать почти всю (обычно 80–90%) своей общей номинальной мощности в виде питания +12 В.
Из-за этого изменения важна емкость источника питания +12 В, а не общая мощность при использовании старого блока питания ATX с более новым компьютером.
Производители низкокачественных источников питания иногда используют преимущества этого завышения характеристик, присваивая нереально высокие характеристики понимают источник питания, зная, что очень немногие клиенты полностью обеспечивают характеристики источника питания.
Напряжение питания шины +3,3 В и +5 В редко является ограничивающим фактором; Как правило, любой источник питания с достаточным номиналом +12 В будет иметь соответствующую мощность при более низких напряжениях. Однако большинство жестких дисков или карт PCI показать большую нагрузку на шину +5 В.
Старые процессоры и логические устройства на материнской плате были рассчитаны на рабочее напряжение 5 В. Источники питания для этих компьютеров точно регулируют выходное напряжение 5 В указанном диапазоне напряжения в зависимости от коэффициента нагрузки шин шин. Источник +12 В использовался для двигателей компьютерных вентиляторов, двигателей дисководов и последовательных интерфейсов (которые также использовали питание -12 В). Дальнейшее использование 12 В пришло со звуковыми картами, с использованием линейных микросхем усилителей мощности звука, иногда фильтрованных линейным регулятором 9 В на карте для уменьшения шума . двигателей.
Начиная с некоторых вариантов 80386, процессоры используют более низкие рабочие напряжения, такие как 3,3 или 3,45 В. Материнские платы имеют линейные регуляторы напряжения, питаемые от шины 5 В. Перемычки или DIP-переключатели устанавливают выходное напряжение в соответствии со спецификацией установленного ЦП. Когда новым ЦП требовались более высокие токи, импульсные регуляторы напряжения, такие как понижающие преобразователи, заменили линейные регуляторы для повышения эффективности.
Начиная с первой версии стандарта ATX, блоки питания должны быть иметь шину выходного напряжения 3,3 В. В редких случаях линейный регулятор генерирует эти 3,3 В, питаемые от 5 В и преобразователи продукта падения и тока в тепло. В наиболее распространенной конструкции это напряжение генерируется путем сдвига и преобразования импульсов шины 5 В на дополнительном дросселе, в результате чего напряжение нарастает с задержкой и выпрямляется отдельно на выделенную направляющую 3,3 В и получает нарастание. напряжение холостого хода отсекается устройство типа TL431, которое ведет себя аналогично стабилитрону . Более поздние регуляторы управляли всеми шинами 3,3, 5 и 12 В. Срезание импульса с помощью регулятора напряжения регулируется напряжением 3,3 и 5 В. В некоторых из этих блоков питания используются два разных дросселя, которые питаются от трансформатора на шину 3,3 В для управления изменяемыми нагрузками импульсами с источником между выходами 3,3 и 5 В. В работе с одинаковыми дросселями ширины исполнительного механизма.
В Pentium 4 и более новых поколениях компьютеров напряжение на ядрах ЦП упало ниже 2 В. Такие понижающие преобразователи конструкторы ставят рядом с следует. Более высокая максимальная потребляемая мощность потребовала, чтобы преобразователи больше не были переведены на вход 12, чтобы уменьшить ток, требуемый от источника питания.
В приводах установлен небольшой линейный стабилизатор напряжения для поддержания стабильного +3,3 В путем подачи его с шины +5 В.
Технические характеристики блоков питания начального уровня (EPS) - это блоки питания, предназначенные для компьютеров с высоким энергопотреблением и серверов начального уровня. Форм-фактор EPS, разработанный форумом (SSI), группой компаний, включая Intel, Dell, Hewlett-Packard и другие, который работает по стандартам серверов, является производным от форм-фактора ATX. Последняя спецификация - v2.93.
Стандарт EPS обеспечивает более мощную и стабильную среду для критически важных серверных систем и приложений. Источники питания EPS имеют 24-контактный разъем питания материнской платы и 8-контактный разъем +12 В. Стандарт также определяет два дополнительных четырехконтактных разъема 12 В для более энергоемких плат (один требуется для блоков питания мощностью 700–800 Вт, оба - для блоков питания мощностью 850 Вт +). Источники питания EPS в принципе совместимы со стандартными материнскими платами ATX или ATX12V, которые можно найти в домах и офисах, но могут возникнуть механические проблемы при подключении разъема 12 В и в случае выступа разъема старых плат. розетки. Многие поставщики блоков питания используют разъемы, на которых можно отсоединить дополнительные секции, чтобы избежать этой проблемы. Как и в более поздних версиях стандарта ATX PSU, здесь также нет шины −5 В.
| Rail | Цветовая метка |
|---|---|
| 12V1 | Желтый (черный) |
| 12V2 | Желтый |
| 12V3 | Желтый (синий) |
| 12V4 | Желтый (зеленый) |
По мере увеличения мощности блока питания были внесены изменения в стандарт блока питания ATX (начиная с версии 2.0) включить:
3.2.4. Предел мощности / опасные уровни энергии. В нормальных условиях или в условиях перегрузки ни один выход не должен постоянно обеспечивать мощность более 240 ВА при любых условиях нагрузки, включая выходное короткое замыкание, в соответствии с требованиями UL 1950 / CSA 950 / EN 60950 / IEC 950.
— Руководство по проектированию блоков питания ATX12V, версия 2.2Требование было позже удалено из версии 2.3 (март 2007 г.) спецификаций блока питания ATX12V, но привело к различию в современных блоках питания ATX между одной и несколькими направляющими.
Правило предназначалось для установки безопасного предела тока, который может проходить через любой одиночный выходной провод. Достаточно большой ток может вызвать серьезные повреждения в случае короткого замыкания, или может расплавить провод или его изоляцию в случае неисправности, или потенциально запустить возгорание или повреждение других компонентов. Правило ограничивает каждый выход до значений ниже 20 ампер, при этом типовые источники питания гарантируют доступность 18 А. Источники питания, способные выдавать более 18 А при 12 В, будут обеспечивать свой выход группами кабелей (так называемых «рельсов»). Каждая шина подает ограниченный ток через один или несколько кабелей, и каждая шина независимо управляется собственным датчиком тока, который отключает подачу тока при превышении тока. В отличие от предохранителя или автоматического выключателя, эти ограничения сбрасываются, как только устраняется перегрузка. Как правило, источник питания гарантирует не менее 17 А при 12 В при ограничении тока 18,5 А ± 8%. Таким образом, гарантируется подача не менее 17 А и гарантированное отключение до 20 А. Пределы тока для каждой группы кабелей затем документируются, чтобы пользователь мог избежать размещения слишком большого количества сильноточных нагрузок в одной группе.
Первоначально во времена ATX 2.0 источник питания с «несколькими шинами +12 В» подразумевал, что источник питания может выдавать более 20 А напряжения +12 В, и считался хорошей вещью. Тем не менее, люди сочли необходимость сбалансировать нагрузки на многих шинах +12 В неудобной, особенно потому, что блоки питания более высокого уровня начали выдавать гораздо большие токи, примерно до 2000 Вт, или более 150 А при 12 В ( по сравнению с 240 или 500 Вт ранее). Когда назначение соединителей рельсам выполняется во время производства, не всегда возможно переместить данную нагрузку на другую шину или управлять распределением тока между устройствами.
Вместо того, чтобы добавлять дополнительные схемы ограничения тока, многие производители предпочли проигнорировать это требование и увеличить пределы тока выше 20 А на шину или предоставили «однорельсовые» источники питания, в которых отсутствует схема ограничения тока. (В некоторых случаях, в нарушение их собственных рекламных заявлений о включении его.) Из-за вышеперечисленных стандартов почти все источники высокой мощности утверждали, что используют отдельные рельсы, однако это утверждение часто было ложным; многие пропускают необходимую схему ограничения тока как по соображениям стоимости, так и потому, что это раздражает покупателей. (Этот недостаток иногда рекламировался как особенность под такими названиями, как «слияние рельсов» или «текущее совместное использование».)
В результате требование было снято, однако проблема оставила свой след в блоке питания. конструкции, которые можно разделить на конструкции с одним и несколькими рельсами. Оба могут (и часто содержат) контроллеры ограничения тока. Начиная с ATX 2.31, выходной ток конструкции с одной шиной может проходить через любую комбинацию выходных кабелей, а управление и безопасное распределение этой нагрузки оставлено на усмотрение пользователя. Конструкция с несколькими рельсами делает то же самое, но ограничивает ток, подаваемый на каждый отдельный разъем (или группу разъемов), и ограничения, которые она накладывает, являются выбором производителя, а не стандартом ATX.
Разъем только 12 В на материнской плате Fujitsu 
Разъем ATX12VO С 2011 года Fujitsu и другие производители уровня 1 производят системы, содержащие варианты материнских плат, требующие только питание 12 В от изготовленного на заказ блока питания, который обычно рассчитан на 250–300 Вт. преобразование постоянного тока, обеспечивающее 5 В и 3,3 В, осуществляется на материнской плате; предполагается, что питание 5 В и 12 В для других устройств, таких как жесткие диски, будет подаваться на материнскую плату, а не от самого блока питания, хотя по состоянию на январь 2012 года это, похоже, не реализовано полностью.
Такой подход к источнику питания объясняется тем, что он устраняет проблемы перекрестной нагрузки, упрощает и сокращает объем внутренней проводки, которая может влиять на воздушный поток и охлаждение, снижает затраты, увеличивает эффективность источника питания и снижает уровень шума за счет увеличения скорости вращения вентилятора источника питания. под управлением материнской платы.
По крайней мере два бизнес-ПК Dell, представленных в 2013 году, Optiplex 9020 и Precision T1700, поставляются с источниками питания только на 12 В и обеспечивают преобразование 5 В и 3,3 В исключительно на материнской плате. Впоследствии Lenovo M93P использует блок питания только на 12 В и выполняет преобразование 5 В и 3,3 В исключительно на материнской плате IS8XM.
В 2019 году Intel выпустила новый стандарт, основанный на конструкции на 12 В, блок питания ATX12VO обеспечивает выходное напряжение только 12 В, питание 5 В, 3,3 В, в зависимости от требований USB, жесткий диск и другие устройства, преобразованные на материнскую плату , разъем материнской платы ATX уменьшен с 24-контактного до 10-контактного. Под названием ATX12VO ожидается, что он не заменит существующие стандарты, но будет существовать вместе с ними. На CES 2020 FSP Group представила первый прототип, основанный на новом стандарте ATX12VO.
Согласно руководству по проектированию одинарных блоков питания ATX12VO, официально опубликованному Intel в мае 2020 года, в руководстве перечислены детали конструкции только 12 В и перечислены основные преимущества, которые включают более высокую эффективность и меньшее электрическое прерывание.
Общая потребляемая мощность блока питания ограничена тем фактом, что все шины питания проходят через один трансформатор и любую его схему первичной стороны, например переключение компонентов. Общие требования к мощности для персонального компьютера могут варьироваться от 250 Вт до более 1000 Вт для высокопроизводительного компьютера с несколькими видеокартами. Персональным компьютерам без особо высокопроизводительных процессоров или видеокарт обычно требуется от 300 до 500 Вт. Блоки питания рассчитаны на 40% больше, чем расчетное энергопотребление системы. Это защищает от снижения производительности системы и от перегрузки источника питания. Источники питания маркируют свою общую мощность выходную мощность и указывают, как это определяется пределами электрического тока для каждого из подаваемых напряжений. Некоторые блоки питания не имеют защиты от перегрузки.
Потребляемая мощность системы - это сумма номинальных мощностей всех компонентов компьютерной системы, которые потребляют источник питания. Некоторые видеокарты (особенно несколько карт) и большие группы жестких дисков могут предъявлять очень высокие требования к линиям 12 В блока питания, и для этих нагрузок номинальное напряжение блока питания 12 В имеет решающее значение. Общая номинальная мощность 12 В на блоке питания должна быть выше, чем ток, необходимый для таких устройств, чтобы блок питания мог полностью обслуживать систему с учетом других его компонентов системы на 12 В. Производители этих компонентов компьютерных систем, особенно видеокарт, склонны завышать требования к питанию, чтобы свести к минимуму проблемы с поддержкой из-за слишком низкого источника питания.
Существуют различные инициативы для повышения эффективности компьютерных блоков питания. Climate Savers Computing Initiative способствует энергосбережению и сокращению выбросов парниковых газов, поощряя разработку и использование более эффективных источников питания. 80 Plus сертифицирует различные уровни эффективности для источников питания и поощряет их использование посредством финансовых стимулов. Эффективные источники питания также экономят деньги за счет меньшего расхода энергии; в результате они потребляют меньше электроэнергии для питания одного и того же компьютера и выделяют меньше тепла, что приводит к значительной экономии энергии на центральное кондиционирование воздуха летом. Выгоды от использования эффективного источника питания более существенны для компьютеров, которые потребляют много энергии.
Хотя источник питания с большей номинальной мощностью, чем требуется, будет иметь дополнительный запас защиты от перегрузки, такой блок часто менее эффективен и тратит больше электроэнергии при меньших нагрузках, чем блок более подходящего размера. Например, блок питания мощностью 900 Вт с рейтингом эффективности 80 Plus Silver (что означает, что такой блок питания рассчитан на эффективность не менее 85% для нагрузок более 180 Вт) может составлять только 73%. эффективен при нагрузке ниже 100 Вт, что является типичной мощностью в режиме ожидания для настольного компьютера. Таким образом, для нагрузки 100 Вт потери для этого источника питания составят 27 Вт; если тот же источник питания будет помещен под нагрузку 450 Вт, для которой пиковая эффективность источника составляет 89%, потери составят всего 56 Вт, несмотря на то, что он обеспечивает в 4,5 раза большую полезную мощность. Для сравнения: блок питания мощностью 500 Вт с рейтингом эффективности 80 Plus Bronze (что означает, что такой блок питания рассчитан на эффективность не менее 82% при нагрузках более 100 Вт) может обеспечить мощность 84 % КПД при нагрузке 100 Вт, при этом расходуется всего 19 Вт. Другие номиналы, такие как 80 плюс золото, 80 плюс платина и 80 плюс титан, также дают те же значения соответственно. 80 плюс золото обеспечивает КПД 87% при 100% нагрузке, 80 плюс платина обеспечивает КПД 90%, а 80 плюс титан обеспечивает наилучший КПД при 94%. [1]
Самосертифицированный источник питания его производитель может заявить, что номинальная мощность вдвое или больше, чем фактически предоставляется. Чтобы еще больше усложнить эту возможность, когда есть две шины, которые разделяют мощность через понижающее регулирование, также случается, что либо шина 12 В, либо шина 5 В перегрузка значительно ниже общей мощности источника питания. Многие источники питания создают выходное напряжение 3,3 В за счет понижающего регулирования своей шины 5 В или создают выходное напряжение 5 В за счет понижающего регулирования своих шин 12 В. Две задействованные шины помечены на блоке питания с указанием комбинированного ограничения тока. Например, шины 5 В и 3,3 В рассчитаны на общий предел общего тока. Для описания потенциальной проблемы: шина 3,3 В может иметь номинал 10 А (33 W ), а шина 5 В может иметь номинал 20 A (100 W ) сам по себе, но оба вместе могут выдавать только 110 Вт. В этом случае максимальная нагрузка на шину 3,3 В (33 Вт) оставит шину 5 В только для вывода 77 Вт.
Тест, проведенный в 2005 году, показал, что КПД компьютерных блоков питания обычно составляет около 70–80%. Чтобы источник питания с КПД 75% производил 75 Вт постоянного тока на выходе, потребуется 100 Вт переменного тока на входе, а оставшиеся 25 Вт будут рассеиваться в виде тепла. Более качественные источники питания могут иметь КПД более 80%; в результате энергоэффективные блоки питания тратят меньше энергии на тепло и требуют меньшего воздушного потока для охлаждения, что приводит к более тихой работе.
По состоянию на 2012 год эффективность некоторых потребительских блоков питания высокого класса может превышать 90% при оптимальных уровнях нагрузки, однако при больших или легких нагрузках КПД упадет до 87–89%. Эффективность серверных блоков питания Google составляет более 90%. Эффективность серверных блоков питания HP составляет 94%. Стандартные блоки питания, продаваемые для серверных рабочих станций, по состоянию на 2010 год имели КПД около 90%.
Энергоэффективность блока питания значительно снижается при низких нагрузках. Поэтому важно, чтобы мощность блока питания соответствовала потребностям компьютера. КПД обычно достигает пика при нагрузке примерно 50–75%. Кривая меняется от модели к модели (примеры того, как выглядит эта кривая, можно увидеть в отчетах об испытаниях энергосберегающих моделей, которые можно найти на 80 Plus веб-сайте ).
Различные разъемы, доступные от компьютера Блок питания | Блок питания. стандартный | Ширина. (мм) | Высота. (мм) | Глубина. (мм) | Объем. (л) |
|---|---|---|---|---|
| ATX12V / BTX | 150 | 86 | 140 | 1.806 |
| ATX большой | 150 | 86 | 180 | 2.322 |
| ATX - EPS | 150 | 86 | 230 | 2,967 |
| CFX12V | 101,6 + 48,4 | 86 | 096 | 0,838 + 0,399 |
| SFX12V | 125 | 63,5 | 100 | 0,793 |
| TFX12V | 085 | 64 | 175 | 0,952 |
| LFX12V | 062 | 72 | 210 | 0,937 |
| FlexATX | 081,5 | 40,5 | 150 | 0,495 |
Большинство блоков питания для настольных ПК представляют собой квадратную металлическую коробку, на одном конце которой выходит большой пучок проводов. Напротив жгута проводов находится задняя сторона блока питания с вентиляционным отверстием и разъемом IEC 60320 C14 для подачи питания переменного тока. Может быть переключатель питания и / или переключатель напряжения. Исторически они монтировались в верхней части корпуса компьютера и имели два вентилятора: один внутри корпуса, притягивая воздух к источнику питания, а другой, вытягивая воздух из источника питания наружу. Многие блоки питания имеют один большой вентилятор внутри корпуса и монтируются в нижней части корпуса. Вентилятор может быть всегда включен или включаться и изменять свою скорость в зависимости от нагрузки. Некоторые из них не имеют вентиляторов и поэтому охлаждаются полностью пассивно.
На этикетке на одной стороне коробки указана техническая информация об источнике питания, включая сертификаты безопасности и максимальную выходную мощность. Общие сертификационные знаки для безопасности - это знак UL, знак GS, TÜV, NEMKO, SEMKO, DEMKO, FIMKO, CCC, CSA, VDE, ГОСТ Р и знак BSMI. Обычными знаками сертификатов для EMI / RFI являются знак CE, FCC и C-tick. Знак CE требуется для блоков питания, продаваемых в Европе и Индии. Также иногда можно увидеть RoHS или 80 Plus.
Dimensions of an ATX power supply are 150 mm width, 86 mm height, and typically 140 mm depth, although the depth can vary from brand to brand.
Some power supplies come with sleeved cables, which besides being more aesthetically pleasing, also make wiring easier and have a less detrimental effect on airflow.
Typically, power supplies have the following connectors (all are Molex (USA) Inc Mini-Fit Jr, unless otherwise indicated):
4-контактный разъем питания для периферийных устройств 4 -pin Разъемы периферийного питания: это другие разъемы меньшего размера, которые подключаются к различным дисковым накопителям компьютера. У большинства из них четыре провода: два черных, один красный и один желтый. В отличие от стандартного сетевого электрического провода с цветовой кодировкой в США, каждый черный провод является землей, красный провод - +5 В, а желтый провод - +12 В. В некоторых случаях они также используются для обеспечения дополнительного питания плат PCI, таких как карты FireWire 800.
Полумодульный блок питания слева и немодульный блок питания для справа В модульном источнике питания система съемных кабелей, позволяющая удалять неиспользуемые соединения за счет небольшого дополнительного электрического сопротивления, создаваемого дополнительным разъемом. Это уменьшает беспорядок, устраняет риск того, что свисающие кабели будут мешать работе других компонентов, и может улучшить воздушный поток в корпусе. Многие полумодульные источники питания имеют несколько постоянных многожильных кабелей с разъемами на концах, например материнская плата ATX и 8-контактный EPS, хотя более новые источники питания, продаваемые как «полностью модульные», позволяют отключать даже их. Назначение съемных кабелей стандартизировано только на выходе. Таким образом, штатным источником питания, штатный источник питания. Использование другого источника питания, приводящее к неправильному подключению компонентов 12 В на контакт 5 В или 3,3 В.
Конфигурация малого форм-фактора с разъемом 12 В (SFX12V) оптимизирована для компоновки малого форм-фактора (SFF). Низкопрофильный блок питания легко вписывается в эти системы.
Тонкий форм-фактор с разъемом 12 В (TFX12V) оптимизирован для небольших и низкопрофильных схем microATX и FlexATX. Длинный узкий профиль блока питания легко вписывается в низкопрофильные системы. Расположение охлаждающего вентилятора можно использовать для эффективного отвода воздуха от процессора и ядра материнской платы, что позволяет создать более компактные и более эффективные системы, использующие стандартные стандартные компоненты.
Основные портативные компьютеры имеют блоки питания, обеспечивающие от 25 до 200 Вт. В портативных компьютерах (таких как ноутбуки ) обычно есть внешний источник питания (иногда называемый «блоком питания» из-за его сходства по размеру, форме и весу с реальным кирпич ), который преобразует мощность переменного тока в одно постоянное напряжение (чаще всего 19 В), а также преобразование постоянного тока внутри портативного компьютера для подача различных напряжений постоянного тока, необходимых для других компонентов портативный компьютер.
Внешний источник питания может отправлять данные о себе (мощность, ток и напряжение) на компьютер. Например, подлинный источник питания Dell использует протокол 1-Wire для отправки данных по третьему проводу портативный компьютер. Затем ноутбук отказывается от несовместимого адаптера.
Некоторые компьютер используют источник питания с одним напряжением 12 В. Все остальные напряжения генерируются модулями стабилизатора напряжения на материнской плате.
Блок питания с форм-фактором SFX
Блок питания с форм-фактором TFX
Блок питания с форм-фактором FlexATX
Ранее использовавшийся AT Блок питания, механически того же размера, что и блоки питания ATX
Блок питания PS3, короче, чем ATX, всего 300 Вт максимум (не путать с PlayStation 3 )
Адаптер, позволяющий заменять блок питания SFX блок питания ATX или PS3
Срок службы обычно указывается как среднее время наработки на отказ (MTBF), где более высокие значения MTBF указывают на более длительный срок службы устройства и лучшую надежность. Качество электрических компонентов при номинальных характеристиках ниже их
Расчетное значение на отказ, равное 100 000 часов (примерно 140 месяцев) пр. и 25 ° C и полная нагрузка - довольно распространенное явление. Такой рейтинг предполагает, что при t он описал условия, 77% блоков питания будут работать без сбоев в течение трех лет (36 месяцев); эквивалентно, ожидается, что 23% блоков выйдут из строя в течение трех лет эксплуатации. В том же случае ожидается, что только 37% блоков (менее половины) проработают 100 000 часов без сбоев. Формула для расчета прогнозируемой надежности, R (t), составляет
, где t - время работы в тех же единицах времени, что и в спецификации MTBF, e - 2,71828, а t MTBF - значение MTBF, указанное приложение.
Источники питания для серверов промышленного управляющего оборудования или других мест, где важна надежность, могут быть с помощью горячей замены и может быть в себя резервирование N + 1 и бесперебойного питания ; если для удовлетворения требований к нагрузке требуются блоки питания N, устанавливается один дополнительный для обеспечения избыточности и возможности неисправного блока питания без простоев.
Распиновка разъемов питания материнской платы ATX 2.x, 24-контактный (вверху) и четырехконтактный «P4» (внизу), если смотреть на стыковочную сторону разъемов 
24-контактный разъем питания материнской платы ATX; Контакты 11, 12, 23 и 24 образуют отдельный четырехконтактный штекер, что делает его обратно совместимым с 20-контактными розетками ATX
|
|
. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A «Тестер блока питания» - это инструмент, используемый для проверки работоспособности блока питания компьютера. Тестеры могут подтвердить наличие правильного в каждом разъеме блока питания. Для получения наиболее точных показаний тестирования под нагрузкой.
Тестер блока питания ATX с ЖК-дисплеем
Тестер блока питания ATX с светодиодными индикаторами
Тесты пульсации выполняются с внешней нагрузкой и оборудованием для мониторинга
Напряжение блока питания можно контролировать с помощью международного монитора современных материнских плат. Часто это можно сделать через раздел в BIOS или, если запущена операционная система, с помощью программного обеспечения системного монитора, например lm_sensors в GNU / Linux, envstat в NetBSD, sysctl hw.sensors в OpenBSD и DragonFly BSD или SpeedFan в Windows.
Большинство вентиляторов блоков питания не подключены к датчику скорости на материнской плате и поэтому требуются некоторые высококачественные блоки питания, обеспечивающие цифровое управление и мониторинг, и для этого требуется подключение к датчику скорости вентилятора. или USB-порт на материнской плате.
Портал энергии 
Портал электроники  | На Викискладе есть материалы, связанные с компьютерными блоками питания. |
