По типу подключения отходящих линий все блоки питания можно разделить
Блок питания – это устройство, которое используется для создания напряжения, необходимого для работы компьютера, из напряжения домашней электросети. В России блок питания (в дальнейшем просто БП) преобразует переменный электрический ток домашней электрической сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц в заданный постоянный ток. В разных странах стандарты домашней электросети отличаются. В США, к примеру, в дома обычных жителей подаётся переменный ток напряжением 120 В и частотой 60 Гц.
Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.
Импульсный БП и его устройство.
Ниже представлена схема одноконтактного импульсного БП (эта схема является простейшей):
Фактически блоки питания импульсного вида являются инверторной системой. В этом БП входящая в него электроэнергия сначала выпрямляется (т. е. образуется постоянный электрический ток), а после этого преобразуется в прямоугольные импульсы определённой частоты и скважности. После этого эти прямоугольные импульсы на трансформатор (в случае если конструкция БП включает в себя гальваническую развязку) или же сразу на выходной ФНЧ (в случае если отсутствует гальваническая развязка). Из-за того, что в импульсных БП с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и в значительной степени снижается требование к сечению сердечника, в них могут применяться гораздо более малогабаритные трансформаторы чем в классических решениях.
В большинстве случаев сердечник трансформатора импульсного вида может быть выполнен из ферримагнитных материалов, в отличии от низкочастотных трансформаторах, в которых используется электротехническая сталь.
Стабилизация напряжения в импульсных блоках питания обеспечивается путём отрицательной обратной связи. Она позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне. Такая связь может быть сконструирована различными способами. В случае наличия в конструкции БП гальванической развязки чаще всего используют способ использования связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или же способ оптрона. Скважность на выходе ШИМ-контроллера зависит от сигнала обратной связи, который, в свою очередь, зависит от выходного напряжения. В том случае, если развязка в БП не предусмотрена, используется обычный резистивный делитель напряжения. Благодаря этому импульсные блоки питания могут поддерживать стабильное выходное напряжение.
Расчёт необходимой мощности или как выбрать блок питания.
В этой статье мы поможем Вам выбрать Блок Питания для вашего компьютера, Чтобы правильно распорядиться средствами и не переплачивать за ненужные Ватты.
Итак, с чего стоит начинать при выборе блока питания?
Первым делом, нужно примерно рассчитать потребляемую мощность всеми компонентами системы.
Сделать это можно при помощи так называемого "калькулятора расчёта мощности БП" (power supply canculator).
Вторым шагом будет выбор типа блока питания.
Блоки питания различают по типу подключения отходящих линий: модульный и стандартный.
Модульный - это к которому можно подключать кабеля по необходимости, в зависимости от нужды. Очень практичное свойство: позволяет избавиться от незадействованных пучков проводов внутри системника. Используется в основном энтузиастами.
Стандартный - это более дешёвая и более простая модель. В таком БП все пучки проводов сделаны несъёмными.
Так же различают блоки питания по типу PFC (Power Factor Correction - "Коррекция фактора мощности"): активная и пассивная.
Пассивная PFC реализована в виде обычного дросселя, якобы сглаживающего пульсацию напряжения. Но эффективность у такой PFC очень низкая.
С пассивной системой коррекции мощности выпускаются более ранние и самые простые блоки питания, которые устанавливаются в недорогие бюджетные корпуса.
А активная PFC (система коррекции) реализована в виде дополнительной платы и представляет собой еще один импульсный источник питания, причем повышающий напряжение. Помимо того, что активный PFC обеспечивает близкий к идеальному коэффициент мощности, так еще, в отличие от пассивного, он улучшает работу блока питания: он дополнительно стабилизирует входное напряжение, блок становится заметно менее чувствительным к пониженному сетевому напряжению. А так же "глотает" кратковременные (доли секунды) провалы сетевого напряжения.
С активной системой выпускаются более поздние модели и качественные блоки питания известных производителей: Chieftec, HighPower, FSP, ASUS, CoolerMaster, Zalman.
Примечание: были иногда отмечены конфликты между БП с активной PFC и некоторыми UPS (источниками бесперебойного питания).
Ну и нужно обратить внимание на разъёмы, которые есть в наличии у блока питания, а так же те, которые будут использоваться для подключения ваших комплектующих,
чтоб в блоке питания они были в достаточном количестве для подключения ваших устройств.
Третьим пунктом будет обзор спецификации, указанной производителем на этикетке блока питания.
Рассмотрим на примерах, что указано на этикетке.
Важно. При покупке всегда обращайте внимание на номинальную мощность БП, а не пиковую (PEAK)(пиковая всегда больше).
Номинальная мощность БП - это мощность, которую блок может выдавать длительное время, постоянно.
Пиковая мощность - это мощность, которую блок питания может "выдавить" из себя только кратковременно и не способен выдавать постоянно.
Значит, самым востребованным параметром на сегодняшний день является мощность БП по каналам +12V.
Чем больше каналов, тем лучше: бывает от одного канала +12V до нескольких +12V1, +12V2 . +12V4, +12V5 и т.д.
И в современных системах основная нагрузка приходится на эти каналы: процессор, видеокарта(-ы), кулера, винчестера и т.д.
Так что нужно смотреть не на общую мощность БП указанного в модели, а на суммарную мощность по линиям +12V.
Чем больше эта суммарная мощность, тем лучше.
Первым будет блок питания от ZALMAN.
Коротко: одна линия +12V всего 18A и лишь 216 Ватт.
Но в нём присутствует активная PFC, что является неоспоримым плюсом.
Такого блока вполне хватит для средне-бюджетной системы.
Вторым будет БП FSP.
Коротко: уже видим две линии +12V по 15 и 16 ампер мощностью в "номинале" 290 Ватт и в "пике" 460 Ватт.
Это качественный, но недорогой БП бюджетного сектора. Вполне способен обеспечить бюджетно геймерскую систему.
Но на нем нет никакой информации о PFC. Посмотреть наличие можно на офф.сайте FSP.
Ну и третьим будет БП также от ZALMAN.
Коротко: в нём 6 (!) линий +12V суммарной мощностью 960 Ватт. Также видим, как расписана схема подключения устройств по веткам.
Такого блока питания хватит для самой требовательной и "заряженной" геймерско-оверлокерской системы.
Ну и последней особенностью, на которую стоит обратить внимание при выборе блока питания,будет кулер, или вентилятор.
Ну здесь всё просто: чем больше кулер, тем меньше шума от его работы.
Нынешние БП комплектуются вентиляторами размером 120 мм и выше. Причём, в хороших брендовых блоках питания вентилятор меняет количество оборотов в зависимости от загрузки, что способствует снижению шума.
Я бы не рекомендовал приобретать БП с одним 80 мм вентилятором (исключения: БП большой мощности. Там ставят 2 вентилятора, один 120-140 мм и
другой 80 мм).
Итак, я думаю, мы дали вам достаточно информации для правильного выбора блока питания.
Название статьи говорит само за себя. С чего же начать, как определить необходимую мощность БП, каким параметрам он должен соответствовать?
Для определения мощности блока питания можно обратиться к он-лайн калькуляторам. Например:
От вас требуется только выбрать из выпадающих списков комплектующие, которые установлены ( или только будут:) ) на ваш компьютер. Окончательный результат, полученный в разных калькуляторах, будет немного разный и не следует беспокоиться по этому поводу. Можно будет взять среднее или максимальное из полученных значений.
Рекомендация: к полученному значению стоит добавить 10-15% для запаса. При этом БП будет работать не на максимальной нагрузке, что увеличит срок службы БП и будет запас на случай разгона компонентов. Кроме того, вентилятор охлаждения будет работать на меньших оборотах, что снизит в некоторых пределах издаваемый шум.
Есть и более грубая оценка мощности, но вполне годная для использования. Вот она, табличка типичных мощностей БП:
Тип компьютера Рекомендуемый БП
Современный офисный 300…350 Вт
Современный домашний 400…450 Вт
Современный игровой 600…750 Вт
Итак, с мощностью блока питания мы определились. Очень хорошо :)Осталось выбрать конкретную модель, благо сейчас в продаже большой выбор БП.
На что обращаем внимание при выборе:
1) Мощность БП. Она не должна быть меньше вычисленного вами значения.
2) Фирма изготовитель. Тут вариантов масса, но стоит избегать различных неизвестных названий с явным китайским акцентом и разного рода Noname. Особо не доверяйте увещеваниям продавцов, пытающихся продать вам неизвестное чудо китайской электроники, вы с ними по разные стороны баррикад 🙂
3) Обращайте внимание на цену. Никак не может быть хорошим блок питания мощностью 800 "честных" ватт и ценой 1500 рублей. Это катахреза ;D
Это общие практические рекомендации. Соблюдая их, вы уже частично застрахованы от покупки "халтуры" и дальнейшего разочарования от ее использования. Хорошо, если такой блок питания просто тихо скончается, и будет очень плохо, если вместе с собой он заберет в свой БП-шный рай процессор или материнскую плату 🙁 Будьте внимательны при выборе!
Еще один важный момент, КПД ( Коэффициент полезного действия )
Говоря максимально просто, КПД показывает эффективность работы блока питания. Значение указывается в процентах, и рассчитывается как отношение отдаваемой в нагрузку мощности к потребляемой от розетки. Потери в основном обусловлены тепловым нагревом. Для современных источников приемлемой считается цифра выше 80%, типовой считается 85%. Редкие экземпляры, например, использующие синхронные выпрямители на полевых транзисторах, обеспечивают КПД свыше 90%.
Чем эта характеристика важна для пользователя? Во-первых, высокий коэффициент косвенно указывает на низкий нагрев, значит, не требуется хорошее охлаждение, следовательно, создается низкий шум при работе. Во-вторых, источник с большим КПД банально потребляет меньше электричества, питая один и тот же компьютер, чем блок с меньшей эффективностью.
За что не стоит переплачивать?
Раздельные линии +12V (Dual +12V output circuits) по сути являются виртуальным разделением, т.к. реально никакого разделения нет. В блоке установлен один ВЧ трансформатор с которого поступает 12 вольт. Повторяем еще раз: один! Сами линии были разделены для того, чтобы мощность, которая присутствует на свободно доступном разъеме, не превышала определенного уровня, что требуют некоторые стандарты. Для пользователя совершенно не важно, сколько мнимых шин (+12V1, +12V2, +12V3, +12V4, и т.д.) имеет источник, будь их хоть две, хоть восемь! Важна только их суммарная мощность! На работе компьютера это не сказывается никак.
Поддержка двух- и четырехядерных процессоров и видеокарт в парном режиме (Quad/Dual core CPU support, SLI and CrossFire support) – миф чистой воды: как самые мощные процессоры с любым количеством ядер, так и любые видеокарты в любом режиме не предъявляют к блоку питания никаких дополнительных требований, кроме необходимости выдавать нужную мощность. Если мощность соответствует, а нужные разъемы есть, то любой блок питания будет работать хорошо, вне зависимости от того, есть на его коробке эти наклейки или нет.
RoHS (Reduction of Hazardous Substances) – использование компонентов без содержания вредных веществ для уменьшения загрязнения природы. В блоке питания с такой наклейкой должны быть установлены элементы с пониженным содержанием свинца, а так же должна быть использована бессвинцовая пайка. Однако работает такой БП ну никак не лучше по сравнению с традиционными решениями, когда стоит априори дороже. Иными словами, наличие этой эмблемы показывает только заботу производителя об окружающей среде, если Вы желаете немного переплатить за это – похвально. Но выигрыша в этом никакого нет.
Шумовые характеристики БП.
Следует обратить внимание на диаметр используемого в блоке питания вентилятора. Чем он больше, тем выше шанс на то, что блок питания будет тихим при серьезных нагрузках. Рекомендуются БП с вентиляторами диаметром не меньше, чем 120мм.
По типу подключения отходящих линий все блоки питания можно разделить на три типа:
Стандартный блок питания – это дешевая и простая модель, в которой все кабели напрямую соединены с БП. Тем самым, обеспечивается меньше потерь при проводной передаче. Зато в системном блоке получается беспорядок в кабелях, что создает определенные препятствия для свободной циркуляции воздуха и эффективной работы системы охлаждения.
В модульном блоке питания кабели соединяются с ним посредством специальных разъемов, благодаря чему пользователь имеет возможность подключать кабели по необходимости. Использование модульного блока питания позволяет избавиться от незадействованных кабелей, упорядочить их и, тем самым, обеспечить свободную циркуляцию воздуха внутри системного блока. Недостатком модульных БП считаются высокие потери при проводной передаче.
Такие блоки питания сочетают в себе преимущества стандартных и модульных БП. В них наиболее важные кабели подключены напрямую к блоку питания, а дополнительные – посредством модульного решения. Таким образом, достигаются и упорядочивание кабелей внутри системного блока, и меньшие потери при проводной передаче.
Это практически вся необходимая информация по выбору блока питания. Есть еще особенности и различия в конструктиве и эксплутационных параметрах, но их рассмотрение лишь утяжелит статью и снизит доступность понимания. Удачного вам выбора!
Устройство блока питания стационарных компьютеров подразумевает использование метода импульсной стабилизации напряжения. Подаваемое напряжение бытовой электросети составляет 110/230 В с частотой 50-60 Гц на входе, а на выходе имеется ряд линий постоянного тока, где для основных линий номиналом считаются 2,5 и 3,3 В. Блок питания способен обеспечить напряжение в 12В и 5В в случае использования шины ISA. Напряжение в 5В было исключено из стандарта АТХ из-за прекращения поддержки ISA-шины.
Устройство блока питания компьютера. Фильтр ЭМП.
Устройство блока питания компьютера включает в себя фильтр ЭМП - это входной фильтр блока питания подавляет два типа электромагнитных помех: синфазных (common-mode) и дифференциальных (differential-mode). Для первого типа характерно течение тока в одном направлении, а во втором случае ток течет в разных направлениях.
Дифференциальные помехи подавляются с помощью включенного параллельно нагрузке конденсатора СХ, представляющий собой пленочный конденсатор. Иногда на провода вешают дроссель, выполняющий ту же функцию.
Устройство блока питания также в себя включает конденсаторы CY, которые образуют фильтр синфазных помех. Они соединяют линии питания в общей точке с землей и так называемым синфазным дросселем (LF1 на схеме), в обмотках которого ток течет в одном направлении, тем самым создавая сопротивление для таких помех.
Дешевые модели блоков питания оснащают минимальным набором деталей фильтра, а дорогие имеют повторяющиеся звенья. В прошлом фильтр ЭМП и вовсе не входил в устройство блока питания. Даже сейчас можно встретить дешевый блок питания без фильтра, но такие курьезные случаи за годы значительно уменьшились. Являясь мощным источником помех, такой блок питания будет негативно влиять на включенную в бытовую сеть технику.
Устройство блока питания хорошего качества включает в себя детали, защищающие владельца или сам блок питания от повреждений. Как правило, используется плавкий предохранитель, защищающий от короткого замыкания (F1). При срабатывании предохранителя, блок питания перестанет быть защищаемым объектом. В случае короткого замыкания пробивает ключевые транзисторы, поэтому необходимо предотвратить возгорание электропроводки. Сгоревший предохранитель будет уже бессмысленно менять заменять.
Для защиты от кратковременных скачков напряжения используется варистор (MOV – Metal Oxide Varistor). К сожалению, устройство блока питания не включает в себя защиту от длительного повышения напряжения, поэтому используют внешние стабилизаторы, оснащенные трансформатором внутри.
Конденсатор в цепи PFC после выпрямителя способен сохранять существенный заряд в случае отключения от питания. Для безопасности устанавливается разряжающий резистор большого номинала. Иногда в устройство блока питания интегрируется управляющая схема, не дающая заряду утекать в процессе работы устройства.
Присутствие фильтра в блоке питания для компьютера и другой компьютерной техники означает то, что покупка варисторного фильтра вместо удлинителя не имеет смысла. Они имеют одинаковую начинку. Главное условие для комфортного использования - это нормальная трехконтактная проводка с заземлением, иначе соединенные с землей конденсаторы CY просто не смогут нормально функционировать.
При покупке компьютера в уже готовой конфигурации в магазине многие просто не обращают внимание на то, какой блок питания установлен в покупаемом корпусе. И совершенно напрасно. Ведь от блока питания (БП) зависит стабильность работы и долговечность Вашего компьютера. Из-за некачественного или маломощного блока питания компьютер может самопроизвольно выключаться, выдавать ошибку или просто зависать.
В конечном счете, это может привести к преждевременному выходу из строя дорогостоящих комплектующих компьютера. Поэтому рекомендуется всегда интересоваться тем, какой блок питания установлен в системном блоке. А лучше всего самостоятельно выбрать блок питания и приобрести его уже отдельно от корпуса. На какие же немаловажные аспекты стоит обратить внимание при выборе блока питания?
Мощность блока питания
Главным параметром любого блока питания для компьютера является его мощность. Этот параметр должен рассчитываться индивидуально для каждого ПК, в зависимости от потребляемой мощности всех компонентов системы. Правильный расчет мощности БП - это один из залогов оптимального выбора блока питания для Вашего компьютера. Естественно, чтобы рассчитать какое количество энергии потребляет Ваш компьютер, необходимо сложить параметры потребления энергии всех его отдельных узлов – процессора, видеокарты и пр.
Для этого можно зайти на сайты производителей устройств, установленных в Вашем системном блоке, и узнать потребляемую мощность каждого компонента системы. После сложения потребляемой мощности всеми устройствами следует добавить к получившемуся значению еще примерно 15 – 25 процентов. Этот запас нужен для того, чтобы блок питания не работал все время на своей максимальной мощности. Тем самым, увеличится ресурс его использования.
Автоматически рассчитать мощность необходимого Вам БП можно с помощью специальных КАЛЬКУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ.
Для автоматического подсчета мощности Вам нужно только выбрать комплектующие Вашего системного блока, включая тип процессора, материнской платы, оперативной памяти, видеокарты, винчестера, дополнительных устройств и указать количество установленных компонентов. Стоит отметить, что не все эти онлайн-калькуляторы считают одинаково и порой разница между значениями оптимальной мощности в двух разных калькуляторах может превосходить 100 Вт.
При выборе блока питания для своего ПК обращайте внимание не на его пиковую мощность, а на номинальную, то есть на ту мощность, которую блок питания может надежно обеспечивать постоянно в течение длительного времени. Еще нужно иметь в виду, что каждое из устройств в системном блоке подключается к одному или нескольким каналам напряжения, потребляя от них ток. Блок питания выдает разное напряжение по нескольким таким линиям. Основная же нагрузка приходится на каналы +12V. Именно к этим каналам подключается процессор, видеокарта, винчестер и прочие основополагающие компоненты компьютера. Поэтому лучше всего, если таких каналов в блоке питания будет несколько (+12V1, +12V2, +12V3, +12V4 и т.д.), а их суммарная мощность будет как можно больше.
Сегодня практически для любой домашней или офисной системы потребуется блок питания на 400 - 500 Вт. Вообще, даже для средненького или уже немного устаревшего компьютера желательно приобрести средний или мощный блок питания. Для домашних и игровых систем подойдут блоки питания мощностью 450 – 550 Вт. Для более продвинутых геймерских систем или компьютеров с двумя видеокартами рекомендуется приобретать блоки питания мощностью 600 – 700 Вт. Если Вы планируете разгон комплектующих своего системного блока, то также лучше предпочесть более мощный блок питания.
Типы БП
По типу подключения отходящих линий все блоки питания можно разделить на три типа:
Стандартный блок питания – это дешевая и простая модель, в которой все кабели напрямую соединены с БП. Тем самым, обеспечивается меньше потерь при проводной передаче. Зато в системном блоке получается беспорядок в кабелях, что создает определенные препятствия для свободной циркуляции воздуха и эффективной работы системы охлаждения.
В модульном блоке питания кабели соединяются с ним посредством специальных разъемов, благодаря чему пользователь имеет возможность подключать кабели по необходимости. Использование модульного блока питания позволяет избавиться от незадействованных кабелей, упорядочить их и, тем самым, обеспечить свободную циркуляцию воздуха внутри системного блока. Недостатком модульных БП считаются высокие потери при проводной передаче.
Такие блоки питания сочетают в себе преимущества стандартных и модульных БП. В них наиболее важные кабели подключены напрямую к блоку питания, а дополнительные – посредством модульного решения. Таким образом, достигаются и упорядочивание кабелей внутри системного блока, и меньшие потери при проводной передаче.
Коррекция фактора мощности (PFC)
Важно, чтобы в выбираемом Вам блоке питания была так называемая коррекция коэффициента мощности или модуль PFC (Power Factor Correction). Наличие в цепи импульсных БП конденсаторов и катушек приводит к тому, что энергия сети превращается в потребляемую энергию нелинейно.
Коррекция фактора мощности (PFC) предназначена для того, чтобы сглаживать возникающие пульсации и «растягивать» их по времени. Тем самым, корректируется коэффициент мощности и стабилизируются параметры работы всей схемы электропитания. Модуль PFC в блоке питания может быть пассивным или активным:
Пассивный модель PFC представляет собой обычную катушку (дроссель), сглаживающую пульсацию напряжения. Однако эффективность работы пассивного модуля очень низкая, поэтому его устанавливают только в недорогие, бюджетные БП.
Активная система коррекции мощности представляет собой дополнительную плату, стабилизирующую входное напряжение и «глотающую» кратковременные провалы напряжения. Активный модель PFC обеспечивает практически идеальный коэффициент мощности, фильтрует помехи сети и, в целом, улучшает работу блока питания. Конечно, рекомендуется приобретать БП именно с активной системой коррекции мощности.
Другие параметры блока питания
Блок питания в идеале должен быть как можно менее шумным. Вентиляторы на блок питания обычно устанавливаются как на боковой стенке, так и снизу. В дешевых блоках питания зачастую не предусмотрено наличие системы автоматической регулировки оборотов вентилятора. Это приводит к тому, что вентилятор в БП работает на предельных оборотах, создавая повышенный шум и нередко просто перегреваясь. При выборе блока питания необходимо обратить свое внимание на вентилятор или кулер. Желательно, чтобы он был как можно больше, например, размером 120х120 мм. Чем больше размер кулера, тем меньше шума от его работы.
Еще распространенно такое мнение, что для определения качества исполнения блока питания, необходимо поддержать его в руках и оценить его вес. Большой вес блока питания свидетельствует об отсутствии экономии на комплектующих, большом размере трансформаторов с радиаторами и оптимальном количестве дросселей.
Однако такая точка зрения уже выглядит устаревшей, ведь современные модели блоков питания для ПК могут обладать сравнительно малым весом и габаритами при феноменальной мощности. Достигается это за счет снижения размеров силового трансформатора и улучшенной схемы БП.
А вот на производителя блока питания, конечно же, нужно обращать самое пристальное внимание. Блоки питания от проверенных и известных производителей, безусловно, тоже могут быть не лишены брака, однако все же их продукция изготавливается не в кустарных условиях и проходит определенный контроль качества. Среди блоков питания от неизвестных производителей, к сожалению, встречается немало изделий с отвратительным качеством сборки и несоответствием заявленным характеристикам. В числе надежных производителей можно назвать блоки питания от Huntkey, FSP, Cooler Master, Antec, Acbel Polyteh, Enermax, Hiper и других.
Безусловно, не стоит лишний раз экономить на покупке блока питания для своего компьютера. Ведь такая экономия может обернуться для Вас необходимостью покупки новой материнской карты или процессора, вышедших из строя из-за сбоев в работе БП. Помните, что покупка фирменного и качественного блока питания необходимой мощности – это один из залогов стабильной работы Вашего ПК
Трансформаторный блок питания и его устройство.
Этот вид блока питания является классическим и, одновременно, простейшим. Ниже представлена его схема с двухполероудным выпрямителем:
Важнейшим элементом этого вида БП является понижающий трансформатор (вместо которого может быть использован автотрансформатор). Первичная обводка этого элемента как раз и рассчитана на входящее сетевое напряжение. Ещё одна важная деталь такого БП – это выпрямитель. Он выполняет функцию преобразования переменного напряжения в однонаправленное и пульсирующее постоянное. В подавляющем большинстве случаев используются однополупериодный выпрямитель или двухполупериодный. Первый состоит из одного диода, а последний из четырёх диодов, которые образуют диодный мост. В некоторых случаях могут использоваться и другие схемы этого элемента, например, в трёхфазных выпрямителях или выпрямителях с удвоенным напряжением. Последней важной деталью трансформаторного БП является фильтр, который сглаживает пульсации, создающиеся выпрямителем. Обычно эта деталь представлена конденсатором с большой ёмкостью.
Габариты трансформатора. Из базовых законов электротехники выводится следующая формула:
Устройство компьютерного блока питания.
Отталкиваясь от указанной выше упрощенной схемы стандартного импульсного блока питания, можно выделить четыре основных этапа:
- фильтр ЭМП – электромагнитных помех (RFI filter);
- первичная цепь – входной выпрямитель (rectifier), ключевые транзисторы (switcher), создающие переменный ток высокой частоты на первичной обмотке трансформатора;
- основной трансформатор;
- вторичная цепь – выпрямители тока со вторичной обмотки трансформатора (rectifiers), сглаживающие фильтры на выходе (filtering).
Виды блоков питания и их различия.
Существуют два основных вида блоков питания: трансформаторные и импульсные. Ниже будут рассмотрены их устройства и различия, а также преимущества и недостатки.
(1/n)~f*S*B
В этой формуле n – это число витков на 1 вольт, f – частота переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода, B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.
Формула описывает не мгновенное значение, а амплитуду B!
Практически величина индукции магнитного поля (B) ограничена гистерезисом в сердечнике. Это приводит к перегревам трансформатора и потерям на перемагничивании.
Если частота переменного тока(f) равна 50 Гц, то изменяемыми параметрами при конструировании трансформатора остаются только S и n. На практике используется такая эвристика: n (в значении от 55 до 70) / S в см^2
Увеличение площади сечения магнитопровода (S) приводит к повышению габаритов и веса трансформатора. Если же понижать значение S то этим повышается значение n, что в трансформаторах небольшого размера приводит к снижению сечения провода (в противном случае обмотка не поместится на сердечнике)
При увеличении значения n и уменьшения площади сечения происходит значительное увеличении активного сопротивления обмотки. В трансформаторах с малой мощностью на это можно не обращать внимания, поскольку ток, проходящий через обмотку, невелик. Однако, при повышении мощности ток, проходящий через обмотку, увеличивается, а это вместе с высоким сопротивлением обмотки приводит к рассеиванию значительной тепловой мощности.
Всё вышесказанное приводит к тому, что стандартной частоте 50 Гц трансформатор большой мощности (необходимой для питания компьютера) может быть сконструирован только как устройство, имеющее большой вес и габариты.
В современных БП идут по другому пути – увеличивания значения f, которое достигается использованием импульсных блоков питания. Такие БП намного легче и в значительной степени меньше по габаритам, чем трансформаторные. Также импульсные БП не столь требовательны к входному напряжению и частоте.
Преимущества трансформаторных БП
- Простота изделия;
- Надёжность конструкции;
- Доступность элементов;
- Отсутствие создаваемых радиопомех.
Недостатки трансформаторных БП
- Большой вес и габариты, которые увеличиваются вместе с мощностью;
- Металлоёмкость;
- Необходимость компромисса между снижением КПД и стабильностью выходного напряжения.
Читайте также: