- Распиновка блока питания компьютера
- Особенности
- Коннекторы БП
- Маркировка для проводов БП
- Коннектор мат. платы
- Как работает блок питания компьютера
- Содержание
- Содержание
- Линейные блоки питания
- Импульсные блоки питания
- Фильтр
- Корректор коэффициента мощности
- Преобразователь
- Выпрямление и стабилизация выходных напряжений
- Дежурный источник питания
- Супервизор
- Шин управления в блоке питания
Распиновка блока питания компьютера
В данной статье речь пойдет о блоках питания для компьютера. Конкретно, хочу донести информацию о распиновке разъема и назначении коннекторов, о маркировке и напряжении на каждом проводе. Материал будет полезен каждому, кто собирает собственный компьютер и всем, кто желает знать о современных блоках питания немножко больше.
Особенности
Не секрет, что современные блоки питания (БП) стали мощнее, имеют улучшенные характеристики и конечно же современный дизайн, нежели их предшественники те же 10-15 лет назад. Также, многие из вас знают (или узнают сейчас), что современные БП имеют новые коннекторы для комплектующих, ранее не используемых в персональных компьютерах (ПК). Наличие новых коннекторов связано с появлением новых (или модернизацией старых) комплектующих компьютера, улучшения их ТТХ и как следствие, потребность в дополнительном питании.
Современный БП соответствует стандартам сертификации энергоэффективности и коэффициенту полезного действия, которые применяются для распределения мощности и эффективности подачи питания на комплектующие компьютера. Благодаря «большей прожорливости» в питании тех же видеокарт, материнских плат, БП содержит дополнительные провода, контакты и коннекторы.
Коннекторы БП
В блоке питания присутствуют основные коннекторы (электрические соединители), используемые ранее в старых БП, с подачей напряжений 3,3, 5 и 12 Вольта. Каждый контакт коннектора это один Pin.
Материнская плата подключается к БП по коннектору (папа) 24 Pin (так называемой шине), который с усовершенствованием системных плат претерпел изменений. Предыдущие поколения материнских плат подключались к БП по шине в 20 Pin.
Из-за этого, чтобы поддерживать любой вид подключения к материнской плате, коннектор выполнен в виде разборной конструкции с 20 Pin основной и 4 Pin дополнительный разъем питания.
Если материнке нужно только 20 Pin, коннектор 4 Pin снимается (потяните вниз по пластмассовым рельсам) и отгибается для удобства установки 20-ти пиновой шины.
Для запитки оптических дисков и иных накопителей с интерфейсом подключения PATA (Parallel ATA) используются коннекторы molex 8981 (по названию фирмы разработчика-производителя).
Сейчас вытеснены современным интерфейсом подключения SATA (Serial ATA) для накопителей всех видов.
Центральному процессору необходимо питание от коннектора 4 или 8 Pin (может быть разборной).
Видеокарте нужно питание 6 или 8 Pin. Коннектор может быть разборным на 6+2 Pin
Некоторые современные БП могут содержать устаревший 4 Pin коннектор для флоппи дисководов, картридеров и т.д.
Также 3 и 4 Pin коннекторы используются для подключения кулеров.
Маркировка для проводов БП
Чтобы обслуживание и ремонт материнских плат и блоков питания не были страшной мукой, используется единый стандарт цветовой маркировки. Каждому проводу присвоен цвет, который привязан к подаваемому напряжению на этот провод. Маркировка по буквам используется только в технической документации, где можно сопоставить цвет с его буквенным значением. Для удобства, вся информация распиновки по каждому коннектору вынесена в таблицы.
Коннектор мат. платы
Форм фактор ATX является доминирующим стандартом для всех выпускаемых настольных ПК с 2001 года. Отталкиваясь от данного форм фактора, внизу приведу таблицу распиновки контакта (шины) блока питания ПК, что подключается к материнской плате.
Источник
Как работает блок питания компьютера
Содержание
Содержание
Большинство рассказов про блоки питания начинается с подчеркивания их важнейшей и чуть ли не главенствующей роли в составе компьютера. Это не так. БП — просто один из компонентов системы, без которого она не будет работать. Он обеспечивает преобразование переменного напряжения из сети в необходимые для работы ПК стабилизированные напряжения. Все блоки можно разделить на импульсные и линейные. Современные компьютерные блоки выполнены по импульсной схеме.
Линейные блоки питания
Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, а со вторичной мы снимаем уже пониженное до нужных пределов переменное напряжение. Далее оно выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном случае нарисован обычный электролитический конденсатор) и схема стабилизации. Схема стабилизации необходима, так как напряжение на вторичной обмотке напрямую зависит от входного напряжения, а оно только по ГОСТу может меняться в пределах ±10 %, а в реальности — и больше.
Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и низкий уровень помех (поэтому аудиофилы часто используют их в усилителях). Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД. Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).
Импульсные блоки питания
Далее в тексте сократим название «импульсный источник питания» до ИИП. Такие блоки питания более сложны, но гораздо более компактны. Для примера на фото ниже показана пара трансформаторов.
Слева — отечественный сетевой с номинальной мощностью 17 Вт, справа — выпаянный из компьютерного БП мощностью 450 Вт. Кстати, отечественный еще и весит раз в 5 больше.
В ИИП сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается фильтром, а потом опять преобразуется в переменное, но уже гораздо более высокой частоты (несколько десятков килогерц). А затем оно понижается трансформатором.
Так выглядит плата вживую:
Фильтр
Фильтр в блоке питания двунаправленный: он поглощает разного рода помехи: как созданные самим БП, так и приходящие из сети. В самых бюджетных БП предприимчивые китайцы вместо дросселей распаивали перемычки (или, как их называют ремонтники, «пофигисторы»), а конденсаторы не ставили вообще. Чем это плохо: помехи будут влиять на другую аппаратуру, подключенную к данной сети, а напряжение на выходе получится с «мусором». Сейчас таких блоков уже немного. Встречается также экономия на размерах: фильтр как бы есть, но работать он будет кое-как.
Фильтр работает эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.
На картинке изображен фильтр в минимальной комплектации. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.
Еще одна опасная для жизни пользователей экономия — когда вместо специальных Х- и Y-конденсаторов ставят обычные. Впрочем, встречается она редко. Автор видел такое всего один раз и очень давно. Экономия очень незначительна, а риск для пользователей очень велик, так как, например, Y-конденсаторы подключаются одной «ногой» на фазу, а другой — на корпус. В случае пробоя конденсатора можно получить опасное для жизни напряжение на корпусе.
Корректор коэффициента мощности
Не будем вдаваться в подробности, поскольку статьи на эту тему уже были: раз и два. Скажем только, что корректор коэффициента мощности должен быть во всех компьютерных БП, желательно активного типа (A-PFC).
Плюсы корректора:
1) Снижается нагрузка на сеть.
2) Повышенный диапазон входного напряжения (чаще всего, но не всегда).
3) Улучшение работы инвертора.
Минусы:
1) Увеличивается сложность конструкции, соответственно, снижается надежность.
2) Возможны проблемы при работе с UPS.
Преобразователь
Обычно используется мостовая или полумостовая схема. Чаще всего встречается полумост. На картинке ниже он изображен в упрощенном виде.
Как видно по схеме, транзисторы открываются поочередно с небольшой задержкой, чтобы не случилось ситуации, когда оба окажутся открыты. В таком случае получаем на первичной обмотке переменный ток высокой частоты, а на вторичной — уже пониженный до нужной величины.
В топовых блоках применяются резонансные преобразователи (LLC), которые имеют более высокий КПД, но они технически сложнее.
Выпрямление и стабилизация выходных напряжений
По способу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на четыре группы:
1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки (полупроводниковый прибор, у которого при прямом включении падение напряжения будет в три-четыре раза меньше, чем у обычных кремниевых), групповая стабилизация.
Второй имеет меньший размер. Это отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте. Например:
Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:
2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Внешне их можно отличить по наличию в выходных цепях трех крупных дросселей. Данная схема в современных БП не используется: ее вытеснили более производительные решения. Пик такой схемотехники — начало 2000-х годов.
3) Выпрямление канала 12 В с помощью диодов Шоттки. Напряжения 5 В и 3,3 В получают из 12 В с помощью преобразователей DC-DC. Развитие электроники позволило производить недорогие и эффективные преобразователи такого рода. БП будет ненамного эффективнее обычных с групповой стабилизацией (так как нагрузка на низковольтные каналы небольшая), но стабильность напряжений выше.
4) Канал 12 В — синхронный выпрямитель на MOSFET (полевой транзистор с изолированным затвором), остальные напряжения получают при помощи преобразователей DC-DC.
Это наиболее эффективная и точная, но и более сложная схемотехника. В соответствии с ней делают все топовые блоки питания. Отклонения выходных напряжений у таких блоков укладываются в один-два процента при допустимых 5 %.
Дежурный источник питания
Представляет из себя маломощный ИИП с напряжением на выходе 5 В. Он работает все время, пока БП подключен к сети. Обеспечивает питание микросхем внутри блока и питание логики на материнской плате, а также подает питание на порты USB при выключенном компьютере.
Супервизор
Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке (превышения выходных напряжений, превышение выходного тока и прочее), управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.
Теперь вы представляете, как обстоит дело со схемотехникой в наши дни. А что нас ждет в будущем? В мае 2020 года компания Интел выпустила новый ATX12VO (12 V Only) Desktop Power Supply Disign Guide в котором описывает совершенно новые БП: у блока осталось только одно напряжение — 12 В. Нужные напряжения будет преобразовывать материнская плата. Дежурный источник питания с напряжения 5 В перейдет на 12 В. При этом размеры блоков АТХ остаются такими же. Это сделано для того, чтобы сохранить совместимость со старыми корпусами. Правда, пока производители не торопятся переходить на этот формфактор.
Источник
Шин управления в блоке питания
Инструкция по блокам питания
Блок питания (англ. power supply unit, PSU) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. В некоторой степени блок питания также выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения и участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера.
Из чего состоит блок питания.
Принцип работы блока питания.
Power Factor Correction (PFC).
Современные блоки становятся все мощнее, а провода в розетках не меняются. Это приводит к возникновению импульсных помех – блок питания тоже не лампочка и потребляет, как и процессор, энергию импульсами. Чем сильнее и неравномернее нагрузка на блок, тем больше помех он выпустит в электросеть.
Для борьбы с этим явлением разработан PFC.
Это мощный дроссель, устанавливаемый после выпрямителя до фильтрующих конденсаторов.
Первое, что он делает, это ограничение тока заряда вышеупомянутых фильтров. При включении в сеть блока без PFC очень часто слышен характерный щелчок – потребляемый ток в первые миллисекунды может в несколько раз превышать паспортный и это приводит к искрению в выключателе. В процессе работы компьютера модуль PFC гасит такие же импульсы от заряда разнообразных конденсаторов внутри компьютера и раскрутки моторов винчестеров.
Встречаются два варианта исполнения модулей – пассивный и активный.
Второй отличается наличием управляющей схемы, связанной с вторичным (низковольтным) каскадом блока питания. Это позволяет быстрее реагировать на помехи и лучше их сглаживать.
Что и по каким линиям питает блок питания.
VRM, блок регулировки напряжения.
Конструкция блока питания.
Стандарты Блоков питания
Для персональных компьютеров за всю их историю было разработано по крайней мере шесть различных стандартных блоков питания. В последнее время промышленность по установившейся практике выпускает блоки питания на базе ATX. ATX – промышленная спецификация, устанавливающая такие требования к блокам питания, чтобы они подходили к стандартному корпусу ATX, а их электрические характеристики обеспечивали бы функционирование материнской платы ATX.
Компактные блоки питания
Еcли на протяжении эволюции стандартов полноразмерных корпусов, AT, ATX, BTX, в соответствующих им блоках питания менялось только содержимое, а не внешний вид, и любой блок формфактора AT выпуска десятилетней давности по габаритам и расположению крепежных отверстий подойдет к новейшему ATX- или BTX-корпусу, то в области блоков питания для компактных корпусов ситуация складывается прямо противоположная. Электрические параметры и разъемы для подключения питаемых устройств эти блоки наследуют от своих полноразмерных собратьев (за тем лишь исключением, что мощность компактных блоков обычно меньше), однако стремление в каждом случае разместить блок питания в корпусе так, чтобы свести к минимуму занимаемое им место и соответственно общие размеры корпуса, привело к появлению уже восьми различных стандартных типов корпусов для компактных блоков питания, каждый из которых лучше удовлетворяет требованиям каких-либо конкретных систем. Привычный большинству пользователей полноразмерный блок питания ATX, самый крупный (см. таблицу в конце странички), имеет форму обычного прямоугольного параллелепипеда и может оснащаться одним или двумя вентиляторами размером от 80 до 120 мм.
Стандарт SFX (S — Small, маленький), самый старый стандарт на компактные блоки питания, описывает пять различных вариантов исполнения. Во-первых, это два низкопрофильных блока, шириной 100 и высотой 50 и 63,5 мм. Названия этим моделям даны не по их габаритам, а по размерам устанавливаемых в них вентиляторов — 40# и 60#мм соответственно. Такие вентиляторы обеспечивают достаточно слабый воздушный поток, способный охладить лишь сам блок питания, поэтому в компьютерах, где на блок питания возлагается еще и задача охлаждения всего системного блока, рекомендуется использовать два следующих варианта, с 80 мм вентиляторами, расположенными на верхней крышке. Высота торцевой стенки обоих блоков составляет 63,5 мм, однако вентилятор выступает за пределы крышки еще на 17,1 мм, поэтому максимальная высота блока — чуть больше 8 см. Эти два формфактора различаются лишь тем, что у первого ширина 100 мм, а глубина 125 мм, в то время как у второго — наоборот. Последний вариант блока стандарта SFX — так называемый PS3. Это укороченная на несколько сантиметров версия полноразмерного ATX-блока. Блоки PS3 весьма часто встречаются в microATX-корпусах.
Стандарт TFX (T — Thin, тонкий), описывает только один вариант исполнения блока питания, в тонком, но очень длинном (175 мм) корпусе. Блок оснащен мощным 80 мм вентилятором и поэтому может использоваться для охлаждения всей системы. При этом в отличие от SFX-блоков с таким же вентилятором последний не выступает за пределы крышки, благодаря чему TFX сочетает достоинства низкопрофильных SFX и SFX с мощным вентилятором.
Стандарты CFX (C — Compact) и LFX (L — Lowprofile), разработаны совсем недавно специально для BTX-систем. Блоки питания формфактора CFX предназначены для компактных систем с объемом корпуса 10–15 л (это меньше, чем у многих современных microATX-корпусов), один из таких блоков показан на рис. 8. CFX-блок — это дальнейшее развитие PS3-варианта SFX: у него еще немного уменьшена глубина, а корпусу придана Г-образная форма. В собранной системе такой блок будет нависать над системной платой, что позволяет уменьшить ширину корпуса компьютера на несколько сантиметров. Блоки питания формфактора LFX — самые маленькие на сегодня и предназначены для сверхкомпактных BTX-систем с общим объемом корпуса 6–9 л. Ширина и высота этих блоков меньше, чем у TFX (конечно, за это пришлось поплатиться размером вентилятора, размещаемого на боковой стенке блока — он не может быть больше 70 мм). При этом длина блока увеличилась до 210 мм, но отчасти это компенсируется тем, что на последних 58 мм высота блока уменьшается с 72 до 46 мм. Кроме того, такая длина является максимально допустимой, если же позволяют технологические возможности, то производитель имеет право укоротить LFX вплоть до 152 мм.
Формфакторы блоков питания
|
Производители блоков питания. Какой мощности нужен блок питания. Для определения требуемой мощности БП можно собрать информацию об энергопотреблении компонентов системы и просуммировать её. По каким параметрам следует выбирать блок питания. Блоки питания каких производителей лучше. Если сразу после включения из блока питания слышится какой-то визг, который через некоторое время пропадает. Это износ вентилятора. Проблема устраняется установкой нового вентилятора или разборкой-чисткой-смазкой имеющегося. В любом случае блок требуется разобрать. Если на оборудование ещё действует гарантия, тогда имеет смысл озадачить этой проблемой гарантийщиков. Если же делать самому, то у вентилятора необходимо снять наклейку, удалить резиновую пробку и капнуть туда машинного масла. Если делать ещё более основательно, тогда перед маслом осторожно снять разрезную шайбу, снять крыльчатку, вычистить трущиеся поверхности от остатков старой смазки и грязи, заново всё смазать и собрать. В качестве смазки можно использовать густую смазку (Литол, Солидол и подобное) и более жидкое машинное масло. Можно встретить рекомендации использовать графитовую смазку – её можно приобрести готовую или изготовить самому, используя технический вазелин и мелкодисперсный графит. Блок питания сильно греется. Причиной может быть остановка вентилятора и\или чрезмерная загрязнённость (запылённость) блока. Для устранения проблемы требуется разобрать блок и вычистить из него пыль. Сделать это можно с помощью пылесоса и небольшой кисточки. Остановившийся вентилятор необходимо либо заменить, либо почистить-смазать (смотрим вопрос выше). Источник  Индекс скорости шин и нагрузки: на что влияют в реальности detector |
