Вам бонус- начислено 1 монета за дневную активность. Сейчас у вас 1 монета

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Лекция



Привет, сегодня поговорим про компьютерный блок питания, обещаю рассказать все что знаю. Для того чтобы лучше понимать что такое компьютерный блок питания, блок питания пк , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры.

компьютерный блок питания (англ. power supply unit, PSU — блок питания, БП) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путем преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

В некоторой степени блок питания пк также:

  • выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения;
  • участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера.

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Рис. Дублирование блока питания с поддержкой горячей замены в отказоустойчивом сервере

Параметры и особенности блоков питания комьютеров(как выбрать?)

основной характеристикой компьютерного блока питания является — мощность блока питания, которая измеряется в ваттах. Мощность блока питания должна быть достаточной для питания всех компонентов компьютера и обеспечения их стабильной работы. если в компьютере установлен мощный процессор и мощная дискретная видео карта то мощность БП должна бы приерно от 600-800 Вт, т очное значение нужно расчитать в завимимости от наиболее ресурсоемких компонентов.

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

  • форм-фактор - ATX , ATX (PS/2) , ATX 12 V , ATX 12V v2.2 ,BTX ,EPS, FlexATX , ITX , Micro ATX,Mini-ITX ,SFX ,TFX
  • элементная база силовых компонентов- бполярные или полевые транзисторы
  • максимальная мощность(силы токов понапряжениям)- указывается в маркетинговых целях
  • номинальная мощность (или силы токов) обычно на 25% ниже максимальной
  • наработка на отказ - не указывается в маркетинговых целях
  • размер вентилятора (80 мм или 120 мм) , количество (1 или 2), используемый тип подшипника(гидродинанмический или шарикоподшипник),
  • шум дб редко указывается, и частоты шума(никогда не указывается) но иногда присутсвуют высокочастный слышимый шум
  • наличие светодиодной подсветки - указывается в маркетинговых целях но на работоспособность и надежность абсолютно не влияет
  • макимально допустимая рабочия температура
  • набор разъемов
  • мощность или сила тока 5в для режима standby
  • Защита от короткого замыкания (SCP)
  • Защита от перегрева (OTP)
  • Защита от перегрузки (OLP)
  • Защита от перегрузки (OPP)
  • Защита от перегрузки по току (OCP)
  • Защита от перепадов напряжения (OVP/UVP)
  • Защита от скачков тока и напряжения (SIP)
  • Автоматический контроль скорости вентилятора (AFC)
  • Модульное подключение кабелей
  • Отключение сстемы лхлаждения при низкой нагрузке
  • Функция PFC - это Power Factor Correction, что переводится с англ. как "Коррекция фактора мощности", встречается также название "Компенсация реактивной мощности". Эти устройства предназначены для снижения потребляемой блоком питания реактивной мощности

Компьютерный блок питания для настольного компьютера стандарта PC, персонального или игрового, согласно спецификации ATX2.x, должен обеспечивать выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт, а также +5 Вольт дежурного режима (англ. standby).

  • Основными силовыми цепями являются напряжения +3,3, +5 и +12 В. Причем, чем выше напряжение, тем большая мощность передается по данным цепям. Отрицательные напряжения питания (−5 и −12 В) допускают небольшие токи и в современныхматеринских платах в настоящее время практически не используются.
    • Напряжение −5 В использовалось только интерфейсом ISA материнских плат. Для обеспечения −5 В постоянного тока в ATX и ATX12V версии до 1.2 использовался контакт 20 и белый провод. Это напряжение (а также контакт и провод) не является обязательным уже в версии 1.2 и полностью отсутствует в версиях 1.3 и старше.
    • Напряжение −12 В необходимо лишь для полной реализации стандарта последовательного интерфейса RS-232 с использованием микросхем без встроенного инвертора и умножителя напряжения, поэтому также часто отсутствует.
  • Напряжения ±5, ±12, +3,3 В дежурного режима используются материнской платой. Для жестких дисков, оптических приводов, вентиляторов используются только напряжения +5 и +12 В.
  • Современные электронные компоненты используют напряжение питания не выше +5 Вольт. Наиболее мощные потребители энергии, такие как видеокарта,центральный процессор, северный мост подключаются через размещенные на материнской плате или на видеокарте вторичные преобразователи с питанием от цепей как +5 В так и +12 В.
  • Напряжение +12 В используется для питания наиболее мощных потребителей. Разделение питающих напряжений на 12 и 5 В целесообразно как для снижения токов по печатным проводникам плат, так и для снижения потерь энергии на выходных выпрямительных диодах блока питания.
  • Напряжение +3,3 В в блоке питания формируется из напряжения +5 В, а потому существует ограничение суммарной потребляемой мощности по ±5 и +3,3 В.

В большинстве случаев используется импульсный блок питания, выполненный по полумостовой (двухтактной) схеме. Блоки питания с накапливающими энергию трансформаторами (обратноходовая схема) естественно ограничены по мощности габаритами трансформатора и потому применяется значительно реже.

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Подключенный БП в IBM PS/2

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Импульсный блок питания персонального компьютера мощностью 450 Вт

Устройство (схемотехника)

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкой: A — входнойдиодный выпрямитель, ниже виденвходной фильтр; B — входныесглаживающие конденсаторы, правее виден радиатор высоковольтных транзисторов; C — импульсный трансформатор, правее виден радиатор низковольтных диодных выпрямителей; D — дроссель групповой стабилизации; E — конденсаторы выходного фильтра

Широко распространенная схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:

Входные цепи

  • Входной фильтр, предотвращающий распространение импульсных помех в питающую сеть . Также, входной фильтр уменьшает бросок тока заряда электролитических конденсаторов при включении БП в сеть (это может привести к повреждению входного выпрямительного моста).
  • В качественных моделях — пассивный (в дешевых) либо активный корректор мощности (PFC) снижающий нагрузку напитающую сеть.
  • Входной выпрямительный мост, преобразующий переменное напряжение в постоянное пульсирующее.
  • Конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения.
  • Отдельный маломощный блок питания, выдающий +5 В дежурного режима мат. платы и +12 В для питания микросхемы преобразователя самого ИБП. Обычно он выполнен в виде обратноходового преобразователя на дискретных элементах (либо с групповой стабилизацией вых. напряжений через оптрон плюс регулируемый стабилитрон TL431 в цепи ОС, либо линейными стабилизаторами 7805/7812 на выходе) или же (в топовых моделях) на микросхеме типа TOPSwitch.

Преобразователь

  • Полумостовой преобразователь на двух биполярных транзисторах
  • Схема управления преобразователем и защиты компьютера от превышения/снижения питающих напряжений, обычно на специализированной микросхеме (TL494, UC3844, KA5800, SG6105 и пр.).
  • Импульсный высокочастотный трансформатор, который служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга). Пиковые напряжения на выходе высокочастотного трансформатора пропорциональны входному питающему напряжению и значительно превышают требуемые выходные.
  • Цепи обратной связи, которые поддерживают стабильное напряжение на выходе блока питания.
  • Формирователь напряжения PG (Power Good, «напряжение в норме»), обычно на отдельном ОУ.

Выходные цепи

  • Выходные выпрямители. Положительные и отрицательные напряжения (5 и 12 В) используют одни и те же выходные обмотки трансформатора, с разным направлением включения диодов выпрямителя. Для снижения потерь, при большом потребляемом токе, в качестве выпрямителей используют диоды Шоттки, обладающие малым прямым падением напряжения.
  • Дроссель выходной групповой стабилизации. Дроссель сглаживает импульсы, накапливая энергию между импульсами с выходных выпрямителей. Вторая его функция — перераспределение энергии между цепями выходных напряжений. Так, если по какому-либо каналу увеличится потребляемый ток, что снизит напряжение в этой цепи, дроссель групповой стабилизации как трансформатор пропорционально снизит напряжение по другим выходным цепям. Цепь обратной связи обнаружит снижение напряжения на выходе и увеличит общую подачу энергии, что восстановит требуемые значения напряжений.
  • Выходные фильтрующие конденсаторы. Выходные конденсаторы, вместе с дросселем групповой стабилизации интегрируют импульсы, тем самым получая необходимые значения напряжений, которые, благодаря дросселю групповой стабилизации, значительно ниже напряжений с выхода трансформатора.
  • Один (на одну линию) или несколько (на несколько линий, обычно +5 и +3,3) нагрузочных резисторов 10-25 Ом, для обеспечения безопасной работы на холостом ходу.

Достоинства такого блока питания:

  • Простая и проверенная временем схемотехника с удовлетворительным качеством стабилизации выходных напряжений.
  • Высокий КПД (65-70 %). Основные потери приходятся на переходные процессы, которые длятся значительно меньшее время, чем устойчивое состояние.
  • Малые габариты и масса, обусловленные как малым выделением тепла на регулирующем элементе, так и малыми габаритами трансформатора, благодаря тому, что последний работает на высокой частоте.
  • Малая металлоемкость, благодаря чему мощные импульсные источники питания стоят дешевле трансформаторных, несмотря на бо́льшую сложность.
  • Возможность подключения к сетям с широким диапазоном выбора напряжений и частот, или даже сетям постоянного тока. Благодаря этому возможна унификация техники, производимой для различных стран мира, а значит и ее удешевление при массовом производстве.

Недостатки полумостового блока питания на биполярных транзисторах:

  • При построении схем силовой электроники использование биполярных транзисторов в качестве ключевых элементов снижает общий КПД устройства . Управление биполярными транзисторами требует значительных затрат энергии.
    Все больше компьютерных блоков питания строится на более дорогих мощных MOSFET-транзисторах. Схемотехника таких компьютерных блоков питания реализована как в виде полумостовых схем, так и обратноходовых преобразователей. Для удовлетворения массогабаритных требований к компьютерному блоку питания, в обратноходовых преобразователях используются значительно более высокие частоты преобразования (100-150 кГц).
  • Большое количество намоточных изделий, индивидуально разрабатываемых для каждого типа блоков питания. Такие изделия снижают технологичность изготовления БП.
  • Во многих случаях недостаточная стабилизация выходного напряжения по каналам. Дроссель групповой стабилизации не позволяет с высокой точностью обеспечивать значения напряжений во всех каналах. Более дорогие, а также мощные современные блоки питания формируют напряжения ±5 и 3,3 В с помощью вторичных преобразователей из канала 12 В.

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Принципиальная схема БП персонального компьютера

Стандарты

AT (устаревший)

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Один из двух шестиконтактных разъемов питания AT

В блоках питания у компьютеров форм-фактора AT выключатель питания разрывает силовую цепь и обычно вынесен на переднюю панель корпуса отдельными проводами; питаниедежурного режима с соответствующими цепями отсутствует в принципе. Однако почти все материнские платы стандарта АТ+ATX имели выход управления блоком питания, а блоки питания, в то же время, вход, позволяющий материнской плате стандарта АТ управлять им (включать и выключать).

Блок питания стандарта AT подключается к материнской плате двумя шестиконтактными разъемами, включающимися в один 12-контактный разъем на материнской плате. К разъемам от блока питания идут разноцветные провода, и правильным является подключение, когда контакты разъемов с черными проводами сходятся в центре разъема материнской платы. Цоколевка AT-разъема на материнской плате следующая:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
-
PG пустой +12V -12V общий общий общий общий -5V +5V +5V +5V

ATX (современный)

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
20-контактный разъем ATX (вид на материнскую плату)
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
У 24-контактного ATX разъема, последние 4 контакта могут быть съемными, для обеспечения совместимости с 20-контактным гнездом на материнской плате
Выход Допуск Минимум Номинальное Максимум Единица измерения
+12V1DC ±5 % +11,40 +12,00 +12,60 Вольт
+12V2DC ±5 % +11,40 +12,00 +12,60 Вольт
+5 VDC ±5 % +4,75 +5,00 +5,25 Вольт
+3.3 VDC ±5 % +3,14 +3,30 +3,47 Вольт
−12 VDC ±10 % −13,20 −12,00 −10,80 Вольт
+5 VSB ±5 % +4,75 +5,00 +5,25 Вольт
  1. для соответствия требованиям законодательства стран по электромагнитным излучениям, в России - требованиям СанПиН 2.2.4.1191—03 2.2.4.1191-03.htm «Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы»
  2. Б.Ю. Семенов Силовая электроника: от простого к сложному. — М.: СОЛОМОН-Пресс, 2005. — 415 с. — (Библиотека инженера).
  3. На пиковой нагрузке +12 VDC, диапазон выходного напряжения +12 VDC может колебаться в пределах ± 10.
  4. Минимальное напряжение уровнем 11.0 VDC во время пиковой нагрузки по +12 V2DC.
  5. Выдержка в диапазоне требуется разъему основного питания материнской платы и разъему питания S-ATA.

Повышены требования к +5 VDС — теперь БП должен отдавать ток не менее 12 А (+3,3 VDC — 16,7 А соответственно, но при этом совокупная мощность не должная превысить 61 Вт) для типовой системы потребления мощностью 160 Вт. Выявился перекос выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по минимальному току +12 В. Требования были обусловлены дальнейшим ростом мощности комплектующих (в основном, видеокарты), чьи требования не могли быть удовлетворены линиями +5 В из-за очень больших токов в этой линии.

Типовая система, потребляемая мощность 160 Вт
Выход Минимум Номинальное Максимум Единица
измерения
+12VDC 1,0 9,0 11,0 Ампер
+5 VDC 0,3 12,0 +5,25 Ампер
+3.3 VDC 0,5 16,7 Ампер
−12 VDC 0,0 0,3 Ампер
+5 VSB 0,0 1,5 2,0 Ампер
Типовая система, потребляемая мощность 180 Вт
Выход Минимум Номинальное Максимум Единица
измерения
+12VDC 1,0 13,0 15,0 Ампер
+5 VDC 0,3 10,0 +5.25 Ампер
+3,3 VDC 0,5 16,7 Ампер
−12 VDC 0,0 0,3 Ампер
+5 VSB 0,0 1,5 2,0 Ампер
Типовая система, потребляемая мощность 220 Вт
Выход Минимум Номинальное Максимум Единица
измерения
+12VDC 1,0 15,0 17,0 Ампер
+5 VDC 0,3 12,0 Ампер
+3,3 VDC 0,5 12,0 Ампер
−12 VDC 0,0 0,3 Ампер
+5 VSB 0,0 2,0 2,5 Ампер
Типовая система, потребляемая мощность 300 Вт
Выход Минимум Номинальное Максимум Единица
измерения
+12VDC 1,0 18,0 18,0 Ампер
+5 VDC 1,0 16,0 19 Ампер
+3,3 VDC 0,5 12,0 Ампер
−12 VDC 0,0 0,4 Ампер
+5 VSB 0,0 2,0 2,5 Ампер
  1. ↑ Перейти к:1 2 Совокупная мощность по линиям +3.3 VDC и +5 VDC не должна превысить 61 Вт
  2. ↑ Перейти к:1 2 Совокупная мощность по линиям +3.3 VDC и +5 VDC не должна превысить 63 Вт
  3. ↑ Перейти к:1 2 Совокупная мощность по линиям +3.3 VDC и +5 VDC не должна превысить 80 Вт
  4. ↑ Перейти к:1 2 Совокупная мощность по линиям +3,3 VDC и +5 VDC не должна превысить 125 Вт

Разъемы БП / потребителей питания

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Вилки шлейфов питания (из блока питания), без переходников и адаптеров
1) AMP 171822-4 мини-размера для питания 5 и 12 вольтами периферийного устройства (обычно, дисковод)
2) Molex обычного размера (molex 8981)
3) 5-контактные разъемы MOLEX 88751 для питания устройства с интерфейсомSATA: корпус MOLEX 675820000 или эквивалентный с контактами Molex 675810000 или эквивалентными
4) «PCIe8connector» для питания видеокарты, расщепляемый на «PCIe6connector» (для питания видеокарты)
5) «PCIe6connector» для питания видеокарты
6) «EPS12V» (англ. Entry-Level Power Supply Specification для питания материнской платы
7) «ATX PS 12V» («P4 power connector») для питания материнской платы
8) «ATX12V» основного питания материнской платы: MOLEX 39-01-2040 или эквивалентная с контактами Molex 44476-1112 (HCS) или эквивалентными
  • 20-контактный разъем основного питания +12V1DCV использовался с первыми материнскими платами форм-фактора ATX, до появления материнских плат с шинойPCI-Express.
  • 24-контактный разъем основного питания +12V1DC (вилка типа MOLEХ 24 Pin Molex Mini-Fit Jr. PN# 39-01-2240 или эквивалентная на стороне БП с контактами типа Molex 44476-1112 (HCS) или эквивалентная; розетка ответной части на материнской плате типа Molex 44206-0007 или эквивалентная) создан для поддержки материнских плат с шиной PCI Express, потребляющей 75 Вт . Большинство материнских плат, работающих на ATX12V 2.0, поддерживают также блоки питания ATX v1.x (4 контакта остаются незадействованными), для этого некоторые производители делают колодку новых четырех контактов отстегивающейся.
24-контактный разъем питания материнской платы ATX12V 2.x
(20-контактный не имеет последних четырех: 11, 12, 23 и 24)
Цвет Сигнал Контакт Контакт Сигнал Цвет
Оранжевый +3.3 V 1 13 +3.3 V Оранжевый
+3.3 V sense Коричневый
Оранжевый +3.3 V 2 14 −12 V Синий
Черный Земля 3 15 Земля Черный
Красный +5 V 4 16 Power on Зеленый
Черный Земля 5 17 Земля Черный
Красный +5 V 6 18 Земля Черный
Черный Земля 7 19 Земля Черный
Серый Power good 8 20 −5 V Белый
Фиолетовый +5 VSB 9 21 +5 V Красный
Желтый +12 V 10 22 +5 V Красный
Желтый +12 V 11 23 +5 V Красный
Оранжевый +3.3 V 12 24 Земля Черный
  • Три затененных контакты (8, 13 и 16) — сигналы управления, а не питания.
  • «Power On» подтягивается на резисторе до уровня +5 Вольт внутри блока питания, и должен быть низкого уровня для включения питания.
  • «Power good» держится на низком уровне, пока на других выходах еще не сформировано напряжение требуемого уровня.
  • Провод «+3.3 V sense» используется для дистанционного зондирования .
Контакт 20 (и белый провод) используется для обеспечения −5 В постоянного тока в ATX и ATX12V версии до 1.2. Это напряжение не является обязательным уже в версии 1.2 и полностью отсутствует в версиях 1.3 и старше.
В 20-контактной версии правые контакты нумеруются с 11 по 20.
Провод +3.3 VDC оранжевого цвета и отводка +3.3 V sense коричневого цвета, подключенные к 13-му контакту, имеют толщину 18 AWG; все остальные — 22 AWG

Разъемы и вилки ATX PS 12V (P4 power connector)

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

PCIe6connector/PCIe8connector для дополнительного питания мощных видеокарт

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Также на БП размещаются:

  • 4-контактный разъем «ATX12V» (именуемый также «P4 power connector») — вспомогательный разъем для питания процессора: вилка типа MOLEX 39-01-2040 или эквивалентная с контактами Molex 44476-1112 (HCS) или эквивалентными; розетка ответной части на материнской плате типа Molex 39-29-9042 или эквивалентная. Провод толщиной 18 AWG.
    В случае построения высокопотребляемой системы (свыше 700 Вт), расширяется до «EPS12V» (англ. Entry-Level Power Supply Specification) — 8-контактного вспомогательного разъема для питания материнской платы и процессора 12 В,
  • 4-контактный разъем для дисковода с контактами AMP 171822-4 или эквивалентными. Провод толщиной 20 AWG.
  • 4-контактный разъем для питания периферийного устройства типа жесткого диска или оптического накопителя с интерфейсом P-ATA: вилка типа MOLEХ 8981-04P или эквивалентная с контактами AMP 61314-1 или эквивалентными. Провод толщиной 18 AWG.
  • 5-контактные разъемы MOLEX 88751 для подключения питания SATA-устройств состоит из корпуса типа MOLEX 675820000 или эквивалентного с контактами Molex 675810000 или эквивалентными .
  • 6- либо 8-контактные разъемы для питания PCI Express x16 видеокарт.

В конце 2000-х годов для монтажа кабелей стал применяться модульный принцип, когда из корпуса БП выходит лишь основной 24(20+4)-контактный кабель и 4+4-контактный кабель питания EPS12V для материнской платы ATX12V/EPS12V, прочие же кабеля для периферии выполняются съемными, на разъемах. .

КПД — «80 PLUS»

КПД «обычного» блока питания (описанного выше) имеет величину порядка 65–70 %. Для получения бо́льших величин применяются специальные схемотехническиерешения.

Сертификация 80 PLUS (как часть принятого в 2007 году стандарта энергосбережения Energy Star 4.0) подразумевает сертификацию компьютерных блоков питания на соответствие определенным нормативам по эффективности энергопотребления: КПД БП должен быть не менее 80 % при 20, 50 и 100 % нагрузке относительно номинальной мощности БП, а коэффициент мощности должен быть 0,9 или выше при 100 % нагрузке.

И хотя первоначально сертификация по стандарту 80 PLUS проводилась только для использования в сетях с напряжением 115 В (которые распространены, к примеру, в США, но не на территории России), и поэтому КПД блоков питания сертифицированных по стандарту 80 PLUS может быть ниже 80 % в сетях 220/230 В, однако последующие уровни спецификации, начиная с 80 PLUS Bronze, сертифицировались и для применения в сетях 230 В. Тем не менее, сертифицированные по стандарту 80 PLUS БП могут иметь КПД ниже 80 % при нагрузках менее 20 %, что достаточно важно, так как большинство ПК редко работают в режиме максимальной потребляемой мощности, а гораздо чаще простаивают. Также, КПД может быть ниже заявленного в условиях эксплуатации БП при температуре, отличной от комнатной(при которой проводится сертификация).

В 2008 году к стандарту были добавлены уровни сертификации Bronze, Silver, Gold, в 2009 - Platinum, а в 2012 - Titanium:

Процент от номинальной нагрузки 10% 20% 50% 100%
80 PLUS 80% 80% 80%
80 PLUS Bronze 81% 85% 81%
80 PLUS Silver 85% 89% 85%
80 PLUS Gold 88% 92% 88%
80 PLUS Platinum 90% 94% 91%
80 PLUS Titanium 90% 94% 96% 91%

Требуемая мощность

Мощность, отдаваемая в нагрузку существующими БП, в значительной степени зависит от мощности компьютерной системы и варьируется в пределах от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1800 Вт (самые высокопроизводительные рабочие станции, серверы или геймерские машины).

В случае построения кластера, расчет необходимого количества подводимой энергии учитывает потребляемую кластером мощность, мощность систем охлаждения и вентиляции, КПД которых в свою очередь отличный от единицы. По данным компании APC by Schneider Electric, на каждый Ватт потребляемой серверами мощности, требуется обеспечение 1,06 Ватта систем охлаждения. Особую важность грамотный расчет имеет при создании центра хранения и обработки данных (ЦОД) срезервированием по формуле N+1.

Блоки питания ноутбуков

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Блок питания ноутбука
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Универсальное зарядное к ноутбукам.
Gembird NPA-AC1-GS, 90 Вт

Блок питания для ноутбука (и прочих мобильных компьютеров) применяется как для зарядки его аккумуляторной батареи (АКБ), так и для обеспечения работы без аккумулятора. По типу исполнения БП ноутбука чаще всего представляет собой внешний блок. Ввиду того, что электрические характеристики различных моделей ноутбуков могут сильно различаться, на внешние блоки питания пока нет единого стандарта и их блоки питания, как правило, не взаимозаменяемы. Существует инициатива по стандартизации блоков питания для ноутбуков .

  1. Производители ноутбуков часто используют различные разъемы питания (их известно несколько десятков типов, хотя широко распространенных всего несколько, отличающихся лишь диаметром штекера ). Подключение большинства из них выполняется коаксиальными кабелем с положительным внутренним проводником, хотя существуют разъемы и с обратной полярностью.
  2. Различаются питающие напряжения: обычно это 18,5 В или 19 В, хотя встречаются варианты с напряжением 15 или 16 В (в осн. субноутбуки); 19,5 В; 20 В или даже 24 В (Apple).
  3. Блоки питания отличаются максимальной выходной мощностью, выдавая ток 3,16 А (для старых типов); 3,42 A; 4,74 А; 6,3 А; 7,9 А, в зависимости от того,насколько мощный компьютер предполагается питать.

К замене блока питания ноутбука следует подходить с осторожностью (заменяющий должен иметь одинаковую полярность, разницу в питающем напряжении, не превышающую 0,5 В, и иметь достаточную мощность), иначе это может привести к выходу ноутбуков из строя.

Выпускаются также универсальные блоки питания, рассчитанные на ноутбуки разных моделей и различных производителей. Такой БП имеет переключатель напряжения и набор сменных штекеров для подключения.

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Различия БП у портативных компьютеров – разнообразие разъемов.

Ниже перечислены и показаны типы разъемов и компьютеры, для которых они подходят:

Acer Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Asus
подходит для (Rover, i-Ru, Benq, MSI и иногда для Fujitsu)
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Apple Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Dell
выпускается под 2 типа разъемов
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
HP – Compaq
Выпускаются 2 вида разъемов
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Sony Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Samsung Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы
Lenovo
По типу питающего напряжения. Как правило, 18,5 В и 19 В. Менее распространены 15-16 В; 19,5 В; 20 В; 24 В.

По мощности тока (А):

  • 3,16;
  • 3,42;
  • 4,74;
  • 6,3;
  • 7,9


· . Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Диапазон рабочих напряжений

Характеристика БП подразумевает тот интервал сетевого напряжения, при котором в состоянии работать и выдавать требуемые параметры.

Большинство устройств способно стабильно работать в диапазоне от 110 до 240В. Это предохраняет ноутбук и позволяет ему работать при резких перепадах напряжения в сети.

Еще один показатель для лучших образцов кроме выходной силы тока, является мощность. Не страшно если оба показателя немного отличаются от требуемых для конкретной модели в большую сторону. Главное, чтобы не меньше. Если заявленные параметры будут ниже заявленных, вот тогда возможен перегрев БП и его поломка.

На большинстве устройств показатель мощности указывается на этикетке с обратной стороны.

Чем важен этот параметр? Для пользователя становится понятным, сколько сможет отдать электрической энергии зарядное устройство, при подключении:

  • материнской платы,
  • видеокарте,
  • жесткого диска и др.

Строго говоря, этот требуемый показатель мощности можно рассчитать, если просуммировать необходимую мощность для работы отдельных элементов и выбрать БП чуть большей мощности с запасом.

Если блок питания ниже заявленной мощности, то это может вызвать:

  • зависания компьютера;
  • частые перезагрузки;
  • характерное пощелкивание головок жесткого диска;
  • сам ноутбук не сможет включиться.

Достоинства переносных БП:

  • доступность в сочетании с надежностью в эксплуатации;
  • КПД (66-71%). Потери мощности приходятся на те процессы, которые по времени настолько малы, что не отражаются на работе БП;
  • малый габарит и масса не приводит к перегреву зарядного устройства;
  • предусмотрено подключение к сетям с разбросом в диапазоне напряжений 110-240В и частот 50-60 Гц.

Проблемы переносных БП:

При покупке нового зарядного устройства с выходным напряжением постоянного тока возникает опасность смены полярности. Требуется убедиться перед подключением блока питания в соответствии полярности входа ноутбука (смотри рис.):

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Несоблюдение этого условия может повлечь поломку как БП, так и самого ноутбука. Перед включением проверить, что полярности совпадают.

Частые проблемы с подключением:

  • БП не включается;
  • разъемы БП разболтались, из-за чего пропал контакт на входе.

Распространены три дефекта БП:

  • БП попросту перегорел (специфический запах горелых проводов).
  • При нагреве и нагрузке БП отключается (вышли из строя конденсаторы).
  • Проблемы с разъемом или шнуром.

Первые два повреждения починить не удастся. По приведенной выше таблице выбрать блок питания можно самостоятельно, так как двухконтактные БП взаимозаменяемые. Главное – подобрать подходящую мощность и разъем подключения.

Но выход из строя БП происходит редко, а вот перетертый шнур или расшатанный разъем встречаются в быту. Поэтому при переноске ноутбука рекомендуется вытаскивать БП из контактного гнезда и аккуратно скручивать кабеля.

Чаще у ноутбуков напряжение 11-18 В. Когда подбирается блок питания, допускается отклонение в 1,5-2,1 В. Для выбора силы тока придерживайтесь правила – выходная сила тока не может быть меньше требуемой для работы переносного компьютера.

Если у БП запас по мощности, это гарантирует нормальную работу, то слабый – выйдет из строя.

При покупке нового БП стоит обратить внимание не только на производителя, но и на цену. Более дешевые, скорее всего, сделаны на подпольных фабриках и не гарантируют нормальную работу устройства.

Блоки питания для малогабаритных компьютеров

Появившиеся платы на чипсете Intel NM10 Express Chipset с впаянными процессорами семейства Atom (типа Intel BOXDN2800MT ) не имеют привычного для материнских плат персональных компьютеров 24-контактных разъемов, вместо этого плата запитывается через круглый разъем постоянным током (англ.)русск. извне. Варьируя комплектацией компьютера, выстраиваемой на базе такой материнской платы, можно в широких пределах варьировать требуемым питанием. Например, если собираемая система не будет иметь жестких дисков и оптических дисководов (которые требуют напряжение 11…12 вольт) для запитки достаточно верхнего порога питающего напряжения восемь вольт:

• External Power Supply – the board can be powered with an 8-19 V DC external 
power supply though the DC jack on the back panel (Figure 13, A). This connector 
accepts dual-barrel plugs with an inner diameter (ID) of 2.5 mm and an outer 
diameter (OD) of 5.5 mm, where the inner contact is +8 V DC (±10 %) through 
+19 V DC (±10 %) and the shell is Ground. The maximum current rating for this 
connector is 8 A.
• Internal Power Supply – the board can alternatively be powered through the 
internal 1 x 2 power connector (Figure 13, B), where pin 1 is Ground and pin 2 is 
+8 V DC (±10 %) through +19 V DC (±10 %). The maximum current rating for 
this connector is 10 A. 

— Intel Desktop Board DN2800MT. Product Guide (англ.)

Также, в таблице 39 «Typical System-Level Power Consumption Figures» документа приводится расчет для выбора параметров питания, в зависимости от задействованных элементов конфигурации системы.

Cостояния в контексте использования шины электропитания (настройка в биос и ИБП)

Компьютерный блок питания, ПК и ноутбуков характеристики, принцип работы

Рисунок 1. Глобальные состояния и их переходы.

Четыре глобальных состояния в контексте использования шины электропитания:
• G0 (S0) - рабочее состояние. Это рабочее состояние, когда компьютер функционирует. Состояния питания ввода / вывода (известные как состояния D) и состояния питания ЦП (известные как состояния C) управляются динамически. Все шины питания активны.

• G1 (S1, S2, S3, S4) - состояние сна. Это серия подсостояний, которые позволяют получить различную задержку перед восстановлением систему обратно в рабочее состояние. Некоторые шины питания включены, но нет все они.
• G2 (S5) - Мягкое выключение. Это состояние, при котором появляется машина, система выключена. Тем не менее, возобновите питание колодца (также известного как Резервное питание) по-прежнему поддерживается, но все остальные источники питания отключены. включая питание DDR, за исключением часов реального времени (RTC) хорошо.
• G3 - механическое отключение. Это состояние, в котором вся власть отключена. ьсистема. Думая о настольном персональном компьютере, это было бы
при снятии заглушки со стены. Все силовые шины сняты. Единственная активная мощность в этой конфигурации - это шина питания RTC.
питание от аккумулятора.
Устаревший режим, состояния D и состояния C выходят за рамки этого бумага и не обсуждаются.
Подраздел «Состояния сна» в G1 и G2 - это различные состояния с низким энергопотреблением, которые система может быть поставлена ​​под контроль пользователя. Эти состояния сна определяется следующим образом:
• S1 - состояние пробуждения с минимальной задержкой, ЦП в основном останавливается для экономии власть. Все рельсы активны.
• S2 - Аналогично состоянию S1, но ЦП и системный кеш очищено и отключено. Некоторые рельсы питания будут удалены, но не все.
• S3 - состояние сна, при котором теряется весь системный контекст, кроме системного. объем памяти. Контекст ОС поддерживается в памяти и не
перезагружается при запуске. Некоторые колодцы, например, колодцы ГДР, приостановить колодцы и др.
• S4 - это состояние сна отключает память и все операции ввода-вывода. Операционные системы контекст сохраняется в энергонезависимой памяти, так что полная перезагрузка ОС не требуется. Все скважины отключены, но возобновление хорошее и RTC хорошо.
• S5 - это состояние сна очень похоже на S4, за исключением Дело в том, что контекст ОС не хранится в выключенном состоянии. Необходимо перезагрузить ОС.
Скважина возобновления и скважины RTC все еще активны в этом состоянии. Различные переходы, описанные в спецификации ACPI, разрешены между
эти состояния S.
Ключевым моментом в обсуждении состояний S и G в этой статье является то, что конструкции, желающие удалить скважины, должны испытывать только то, что выглядит как переход G3 в G0 (S0) и переход G0 (S0) в G3. G1 и G2 никогда действительно введены, и поэтому для этого не требуются колодцы резюме
тип операции.

Цель
В этом разделе описывается желаемый результат объединения шин питания от Перспектива I / O Controller Hub. Конструктор комбинированной шины питания
система преимущественно связана с тремя последовательностями из ввода / вывода технические характеристики Controller Hub:

  • • Последовательность включения питания
  • • Последовательность от G3 до S0
  • • Последовательность от S0 до G3

Существует много других временных последовательностей, но цель этого дизайна - сделать
система смотрит либо на (S0), либо на off (G3). Остальная часть этого раздела
берет эти три временные диаграммы и показывает, как они выглядят в некомбинированном (или нормальном) режиме и комбинированном режиме

Производители компьютерных блоков питания

значение не имеет т. к. сборка и или производство - один и тот же Китай

  • Antec
  • Chieftec
  • Cooler Master
  • Corsair
  • LogicPower
  • ExeGate
  • Foxconn
  • FSP Group
  • Gigabyte Technology
  • Thermaltake
  • OCZ
  • Spirit
  • SilverStone Technology
  • Zalman
  • Herolchi Electronic Co (hec)
  • Prosource
  • Delta Electronics

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про компьютерный блок питания. Но я - старался. Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое компьютерный блок питания, блок питания пк и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

создано: 2014-10-09
обновлено: 2024-02-03
132915



Рейтиг 9 of 10. count vote: 2
Вы довольны ?:


Поделиться:

Найди готовое или заработай

С нашими удобными сервисами без комиссии*

Как это работает? | Узнать цену?

Найти исполнителя
$0 / весь год.
  • У вас есть задание, но нет времени его делать
  • Вы хотите найти профессионала для выплнения задания
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • Приорететная поддержка
  • идеально подходит для студентов, у которых нет времени для решения заданий
Готовое решение
$0 / весь год.
  • Вы можите продать(исполнителем) или купить(заказчиком) готовое решение
  • Вам предоставят готовое решение
  • Будет предоставлено в минимальные сроки т.к. задание уже готовое
  • Вы получите базовую гарантию 8 дней
  • Вы можете заработать на материалах
  • подходит как для студентов так и для преподавателей
Я исполнитель
$0 / весь год.
  • Вы профессионал своего дела
  • У вас есть опыт и желание зарабатывать
  • Вы хотите помочь в решении задач или написании работ
  • Возможно примерение функции гаранта на сделку
  • подходит для опытных студентов так и для преподавателей



Комментарии


Оставить комментарий
Если у вас есть какое-либо предложение, идея, благодарность или комментарий, не стесняйтесь писать. Мы очень ценим отзывы и рады услышать ваше мнение.
To reply

Источники питания радиоэлектронной аппаратуры

Термины: Источники питания радиоэлектронной аппаратуры