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:
Рис. Дублирование блока питания с поддержкой горячей замены в отказоустойчивом сервере
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 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).
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.
Широко распространенная схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:
Входные цепи
Преобразователь
Выходные цепи
Достоинства такого блока питания:
Недостатки полумостового блока питания на биполярных транзисторах:
Принципиальная схема БП персонального компьютера
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 |
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 |
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.
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 |
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 |
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 |
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 |
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.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 |
|
|||||
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)
PCIe6connector/PCIe8connector для дополнительного питания мощных видеокарт
Также на БП размещаются:
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.AMP 171822-4
или эквивалентными. Провод толщиной 20 AWG.MOLEХ 8981-04P или эквивалентная
с контактами AMP 61314-1
или эквивалентными. Провод толщиной 18 AWG.MOLEX 88751
для подключения питания SATA-устройств состоит из корпуса типа MOLEX 675820000
или эквивалентного с контактами Molex 675810000
или эквивалентными .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 «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% |
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.
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 .
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.
Различия БП у портативных компьютеров – разнообразие разъемов.
Ниже перечислены и показаны типы разъемов и компьютеры, для которых они подходят:
Acer | ||
Asus подходит для (Rover, i-Ru, Benq, MSI и иногда для Fujitsu) |
||
Apple | ||
Dell выпускается под 2 типа разъемов |
||
HP – Compaq Выпускаются 2 вида разъемов |
||
Sony | ||
Samsung | ||
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):
· .
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:
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:
Достоинства переносных БП:
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.):
Несоблюдение этого условия может повлечь поломку как БП, так и самого ноутбука. Перед включением проверить, что полярности совпадают.
Частые проблемы с подключением:
Распространены три дефекта БП:
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.
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.
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:
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
значение не имеет т. к. сборка и или производство - один и тот же Китай
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
Комментарии
Оставить комментарий
Источники питания радиоэлектронной аппаратуры
Термины: Источники питания радиоэлектронной аппаратуры