Что является основными характеристиками блока питания
Перейти к содержимому

Что является основными характеристиками блока питания

  • автор:

Характеристики блоков питания .

Встал вопрос о блоках питания для моих самоделок. На всем известном интернет магазине я закупил несколько экзепляров для понимания картины происходящего на рынке дешовых и недорогих БП (блоков питания).

Естественно я был наслышен о несоответствии «китайских характеристик» реальности. И было принято решение испытать полученные блоки питания. Было использовано домашнее оборудование — не поверенное и не аттестованное. Не смотря на это, я считаю, что результаты похожи на правду.

Так же были испытаны блоки питания от различных устройств. Надо сказать, что БП от сгоревших роутера и хаба обеспечивают лучшие характеристики, чем дешовые БП.

  • пригодность для питания WS2812b (номинальное напряжение питание +3.5~+5.3 В, рекомендованное 4,5~5,5 В)
  • пригодность для питания Atmega328P-AU ( допустимый диапазон +1,8~+5,5 В)
  • пригодность питания RGB, RGBW светодиодных лент 12 В ( установим диапазон 11-14 В как приемлемы)

Также производится оценка пригодности БП для питания других устройств.

Основные характеристики блоков питания:

Определяющее значение имеют несколько характеристик блоков питания, далее приведен их перечень, с короткой разшифровкой значений.

Выходное напряжение— выходное напряжение которое обеспечивает блок питания в заданном диапазоне значений тока нагрузки. Как правило на холостом ходу блок питания дает несколько завышенное напряжение. В номинальном диапазоне нагрузок ниже напряжения холостого хода и как правило снижается с повышением нагрузки. В моих записях приводится диапазон напряжений от напряжения холостого хода до напряжения при максимально допустимой нагрузке.

Выходной ток- максимальный ток, который может быть отдан в нагрузку. Различают длительный ток нагрузки, кратковременный ток нагрузки и импульсный ток нагрузки. Импульсный ток нагрузкий может значительно превышать значения других токов, за счет энергии накопленной в фильтрах блока питания. Кратковременный ток нагрузки может превышать ток, который может быть выдан в нагрузку при длительной работе.

Этими тонкостями пользуются западные и китайские производители электроники, приводя «не честные» характеристики БП (блоков питания).

Амплитуда пульсаций, пульсации выходного напряжения — выходное напряжение БП не идеальное, всегда присутствует паразитная переменная составляющая. В моих данных приведена амплитуда от минимального до максимального значения переменной составляющей.

Частота первой гармоники пульсаций— для борьбы с помехами необходимо понимать спектральный состав пульсаций. Так как в цепях питания применяють ФНЧ, в том или ином виде, то частота первой гармоники является необходимой информацией для проектирования цепей защиты от помех по питанию.

Нагрузочная характеристика блока питания— график показывающий зависимость выходного напряжения БП от тока нагрузки. График может быть полезен при пректировании устройства, при оценке пригодности блока питания для питания устройства. При анализе причин неработоспособности.

Тип защиты от перегрузки— я встречал следующие типы защиты от перегрузки блока питания:

  • защита от превыщения тока с отключением выходного напряжения
  • защита с ограничением выходного тока по значению
  • защита с ограничением отдаваемой мощности в нагрузку
  • защита от перегрева

Защита от перегрузки БП очень большая тема, но ее подробное освещение не входит в цели этого текста.

При снятии характеристик используются следующие приборы и оборудование:

Не известное нагрузочное устройство из тогоже китайского магазина:

А также еще один блок питания ELEMENT PSN-305D для сервисных функций:

Блоки питания и их характеристики. Как выбрать блок питания.

Блок питания в широком смысле — это электротехническое устройство, преобразующее электроэнергию сети переменного тока в электроэнергию с необходимыми параметрами (ток, напряжение, частота, форма напряжения), для питания других устройств, требующих эти параметры. То есть блок питания — это преобразователь.

Устройство.

В простейшем классическом варианте блок питания — это трансформатор, понижающий или повышающий переменное напряжение за счет электромагнитной индукции. Если требуется преобразование формы напряжения из переменного (AC) в постоянное (DC) — блок питания AC-DC, то используется выпрямитель напряжения. Также, в классическом блоке питания AC-DC присутствует фильтр пульсаций, создаваемых выпрямителем.

Трансформатор классического блока питания.

Классический вариант во многом оправдан благодаря своей простоте, надежности, доступности компонентов и отсутствию создаваемых радиопомех. Но из-за большого веса и габаритов, увеличивающихся пропорционально мощности, металлоемкости, а также низкого КПД при стабильном выходном напряжении, классические трансформаторные блоки питания уходят в прошлое. На смену им приходят импульсные блоки питания, о которых подробно и пойдет речь.

Импульсные блоки питания представляют собой инверторную систему, в которой входящее электричество сначала выпрямляется, после преобразуется в ток высокой частоты и определенной скважности с амплитудой прямоугольных импульсов, а потом происходит преобразование трансформатором и пропускание через фильтр низкой частоты. За счет повышения эффективности работы трансформатора с ростом частоты, снижаются требования к габаритам и металлоемкости по сравнению с классическими блоками питания.

Устройство импульсного блока питания.

Импульсные блоки питания получили широкое распространение благодаря ряду достоинств: значительно меньшие габариты и вес при сравнимой мощности; намного более высокий КПД (до 98%), благодаря устойчивости состояния ключевых элементов — потери возникают только при включении или выключении; меньшая стоимость — это стало возможным из-за повсеместного выпуска необходимых конструктивных элементов и разработке транзисторов повышенной мощности; сравнительная надежность; больший диапазон входных частот и напряжений — импульсный блок питания одинаково стабильно работает в диапазоне от 110 до 250 вольт и при частоте 50-60 Гц, что делает возможным использование техники с импульсными блоками питания повсеместно; безопасность при коротком замыкании.

Справедливости ради стоит сказать, что импульсные блоки питания не лишены минусов — сложность или невозможность ремонта, наличие высокочастотных радиопомех. Благодаря современным технологиям, эти минусы преодолимы, о чем свидетельствует широкое распространение, популярность и востребованность таких блоков на рынке.

Но, благодаря широкому распространению и большому разнообразию импульсных блоков питания в продаже, отличающихся функционально и характеристиками, иногда очень сложно подобрать необходимый. Попробуем разобраться в основных отличиях импульсных блоков, в их характеристиках и особенностях, а также ответим на вопрос: на что нужно обратить внимание, если вы хотите купить блок питания.

Особенности характеристик импульсных блоков питания.

В первую очередь, блоки питания делятся по функциональности преобразования. Одни блоки питания преобразуют электроэнергию таким образом, что на выходе получается стабилизированное напряжение при необходимой мощности — это AC-DC блоки питания. Другие преобразуют электроэнергию так, что на выходе получается стабилизированный ток постоянного значения в заданных диапазонах напряжения — это, так называемые, драйверы.

И те и другие блоки питания имеют определенную максимальную выходную мощность. Но, если в первом случае постоянным остается напряжение при возрастании тока в зависимости от мощности потребителей электроэнергии, то во втором случае постоянной остается сила тока, а в зависимости от мощности потребителей меняется напряжение на выходе. Диапазон изменения в драйверах ограничен, поэтому они распространены менее широко. Используются, в основном, в светотехнике, где заранее известны необходимые параметры тока.

Проще говоря, если вам нужен блок питания с необходимым током, например 700мА, при определенной мощности, то вам нужно выбирать драйвер. Если же вам нужен источник питания заданного напряжения и мощности, то нужен AC-DC блок питания.

При подборе блока питания важно учитывать его основные характеристики. С драйверами проще: все, что нужно о них знать, как правило, известно в рамках спецификации потребителя энергии. Встречаются драйверы в основном в составе готовых электротехнических изделий.

Чуть сложнее с AC-DC блоками питания. Современные блоки питания могут иметь различные характеристики выходного напряжения. Как правило, это: 5 вольт, 12 вольт, 24 вольта. Встречаются блоки питания и с другими выходными характеристиками: 3,3 вольта, 18 вольт, 32 вольта и прочие, но они менее распространены в отличие от первых, которые популярны в наружной и интерьерной рекламе и в декоративном освещении. Блоки питания необходимы, в большинстве случаев, для подключения светодиодных модулей, лент, линеек, для питания другой декоративной светотехники.

В зависимости от количества потребляемой электроэнергии и мощности подключаемых потребителей выбирается мощность блока питания. Тут необходимо учитывать, что при включении и выключении характеристики блока нестабильны, а также то, что в процессе работы в ту или иную сторону могут меняться характеристики входного электричества, поэтому блок подбирается с запасом по мощности, который составляет 1,2 — 1,3 от мощности подключаемых потребителей. Перегрузка блока по мощности может вывести его из строя или приведет к неправильному функционированию.

Другим важным критерием выбора, когда вы собираетесь купить блок питания, является область его использования. Это также актуально для драйверов. Блок может использоваться внутри помещения или на улице. Во втором случае он может быть размещен на стене или на горизонтальной плоскости, в тени или на солнце, может подвергаться, атмосферному воздействию в виде осадков снега и прочего, либо может быть размещен под крышей или козырьком. Все это влияет на то, с какой степенью защиты IP и в каком корпусе выбрать блок питания.

Блок питания MeanWell в корпусе-сетке

Влагозащищенный блок питания в пластиковом корпусе

Общие и основные технические характеристики блоков питания для ПК

О блоках питания

Автор Андрей Андреев На чтение 4 мин Просмотров 295 Опубликовано 26.10.2018

Привет, друзья! Сегодня я расскажу вам, про основные характеристики блока питания, на которые следует обратить внимание, при покупке этого девайса.

Для наглядности возьмем конкретный пример — Chieftec GPS-600A8 600W, и рассмотрим те технические характеристики, которые указаны в описании товара большинства приличных интернет-магазинов.

Мощность

В нашем случае указано 600 Вт, чего вполне достаточно для игрового компьютера. Это – основная характеристика, которой следует руководствоваться при выборе этого типа комплектующих для системного блока.

У вас может возникнуть закономерный вопрос – а что, если не указана эта характеристика в описании товара? Советую держаться подальше от такого магазина: логично предположить, что если администрация не считает важным приводить главные параметры, то и остальной рабочий процесс организован per rectum.

Связываться с такими специалистами – нажить себе лишней головной боли.

Коэффициент полезного действия

Этот параметр показывает, сколько «высосанной» из розетки электроэнергии будет преобразовано в полезную нагрузку компьютера. У хороших блоков питания этот показатель не ниже 80%, о чем свидетельствует соответствующий сертификат. Меньшим КПД страдают только дешевые некачественные блоки питания. Не рекомендую покупать такой – неизвестно, сколько он проработает. Да и экономия тут мнимая – вы, все равно, переплатите за электроэнергию, которую БП, с низким КПД, потребляет больше.

Форм-фактор и габариты

Физические размеры блоков питания для ПК, строго стандартизованы и отвечают форм-фактору. Также формфактором регламентируется выходное напряжение и типы кабелей, для питания всех потребителей энергии.

Так как самый распространенный форм-фактор сегодня ATX, рекомендую ориентироваться именно на него.

Питание

В этом разделе указываются типы коннекторов, подключения нагрузки 12В для всех устройств – материнской платы, процессора, дополнительного питания для видеокарты, а также наличие и количество штекеров SATA и/или Molex.

При несоответствии стандартов, во время сборки компьютера у вас ничего не получится подключить, даже чисто физически.

Возможность модульного подключения кабелей, обычно также указывается, хотя такая опция – уже дело личных предпочтений пользователя.

Охлаждение

Хороший тон – указать не просто наличие воздушного охлаждения, но и диаметр кулера. На основании этого, покупатель может сделать предположение об уровне шума, издаваемым блоком питания. Учитывайте, что самые шумные – устаревшие 80-миллиметровые вентиляторы, а самые тихие – новые модные 120-миллиметровые, которые шумят меньше, благодаря меньшей частоте вращения.

Наличие подсветки

Дополнительная «фича», которая никак не влияет на производительность компьютера, но может быть интересна в эстетическом плане. Из комплектующих, оборудованных светодиодами, в полупрозрачном корпусе, можно собрать компьютер, который будет светиться, как новогодняя елка.

Как опытный пользователь, повидавший всякое, могу гарантировать, что в большинстве случаев такая «елочка» умиляет владельца в течение первых нескольких недель, потом же начинает раздражать. Вообще грустно, если не предусмотрена возможность отключения подсветки.

Страна-производитель

Если вы рассчитываете, что здесь у нас широчайший выбор, могу вас разочаровать: большинство электроники, сегодня, производится в Китае. Не стоит думать, что такие комплектующие, хуже остальных деталей «желтой» сборки или «американцев» (которые уже почти не производятся и попадают к нам редко).

Такое заблуждение неактуально, как минимум, лет пять и обусловлено тем, что раньше в Поднебесной, таки массово выпускалась некачественная электроника.

Я не говорю, что она и сегодня не выпускается – на рынке, все еще можно найти лютый контрафакт, который не соответствует вообще никаким стандартам. Одновременно с этим, в продаже масса качественной китайской электроники, которая не уступает аналогам.

Во многом и от того, что аналогов попросту нет, так как 95% товаров маркируются гордой надписью Made in China. Поэтому, в первую очередь, рекомендую обращать внимание на бренд. И, если вы сомневаетесь, какому из них стоит отдать предпочтение, могу порекомендовать тот же Chieftec, устройства от которого, редко подводят своих владельцев.

Вот и вся общая характеристика блоков питания, важная при сборке компьютера самостоятельно. Некоторые магазины могут приводить чуть ли не всю спецификацию по каждому устройству, но обычному пользователю это не нужно.

Если все вышеперечисленные характеристики БП соответствуют вашим требованиям, то правильно собранный компьютер, в большинстве случаев, работает. А если не работает – он попросту собран неправильно.

Также на эту тему советую, почитать про сертификаты блоков питания и срок службы блока питания компьютера. Инструкцию как рассчитать мощность блока питания вы найдете здесь.

Спасибо за внимание и до следующих встреч! Не забудьте подписаться на новостную рассылку, чтобы не пропустить важные полезные публикации.

С уважением, автор блога Андрей Андреев

Учебно-методический комплекс

3. Блоки питания. Виды, характеристики, форм-фактуры

Блоки питания. Виды, характеристики, форм-фактуры.

Компьютерный блок питания (или сокращенно — блок питания, БП) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электроэнергией постоянного тока путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.

Блок питания в компьютере, в том числе и в домашнем компьютере., является наверное самым основным компонентом из составляющих узлов ПК. От него напрямую зависит правильность и стабильность работы всего компьютера.

Блок питания- это преобразователь электрической энергии поступающей из сети переменного тока в энергию, которая предназначена для питания всей аппаратной части компьютера. Стандартное сетевое напряжение это 220В 50Гц . Выходы постоянного тока в +5В, +12В и +3,3В +3,3В и +5В используются для питания всех электронных компонентов, +12В используются для питания электродвигателей, в CD/DVD приводах, жёстких дисках, и от +12В питаются вентиляторы охлаждающей системы. Разумеется все электродвигатели или любой электронный компонент нуждается в стабильном питании, также имеются оптимальные значения напряжений, это +/- 0.5В отклонения от нормальных. Основной качественный параметр блока питания — потребляемая из электрической сети пиковая мощность. На сегодняшний день она лежит в диапазоне от 350 до 1000 Вт. Блоки питания компьютера называют импульсными (SMPS — SwitchingModePowerSupply). Они дают выходные напряжения в 5, 12, +3,3В.

Блоки питания постоянно совершенствуются, принимаются новые стандарты, и изменяются требования к ним. Вот перечень принимаемых стандартов:

Блоки питания стандарта АТ:

АТ был первым стандартом, который использовался в компьютерных блоках питания. Он появился одновременно с первыми IBM-совместимыми компьютерами и применялся вплоть до 1995 года. На выходе этих блоков питания было четыре постоянных напряжения.

Блоки питания стандарта ATX:

ATX новый стандарт, где было увеличено число линий напряжения на выходе. стандарту ATнеобходимо было напряжение в +3,3 В, соответственно такая линия и была добавлена, а также линия +5 В SB (Stand-By).

Блоки питания стандарта ATX 12V (АТХ 2.03):

Переход на новый стандарт был необходим, так как в 2000 году, появляется новый процессорIntelPentium 4, который требовал большей мощности блока питания. До него стабилизатор процессора питался от шины +5 Вольт , и если процессор имел мощность 50 Ватт , то сила тока получалась 10 А. При такой нагрузке появились некоторые проблемы с монтажом. Поэтому было принято решение питать стабилизатор процессора от +12V. Соответственно пришлось добавить четырех контактный разъем , который имел два питающих контакта по +12V.

Блоки питания стандарта ATX 12V 2.0 (ATX 2.2):

В этом стандарте были внесены некоторые изменения: убрано напряжение питания-5В, и разъемAUX. Этот разъем предполагал дополнительное питание для материнской платы по шинам +5 и +3.3 В и немного напоминал по внешнему виду AT-разъем. В новом стандарте появились сразу 2-е шины +12 Вольт. Это было сделано для того чтобы «разгрузить» эту шину. По требованиям электро — безопасности не должно быть открытого доступа человека к цепям 12Вх20А. Так же были снижены в 1,5 раза максимально нагрузочные токи по +3,3 и +5 В шинам. Разъем питания материнской платы тоже изменился. До этого он был Molex 39-01-2200(20контактов), а стал использоваться Molex 39-01-2240(24контакта). В новом разъеме были добавлены контакты +12V, +5V,+3,3V и «земля». Но совместимость с предыдущим поколением материнских плат была сохранена Так же в этом стандарте стало обязательным присутствие разъемов для питания новых жестких дисков стандарта Serial ATA. Эти разъемы присутствовали и более ранних блоках питания, но начиная с этого стандарта стали обязательными. В этом стандарте остался и четырех контактный разъем дополнительного питания по шине +12 В. Но теперь он берет напряжение из собственного источника, поэтому процессор получил более стабильное напряжение, которое подается только на него.

Стандарты массово- выпускаемых БП:

· Импульсный блок питания массового персонального компьютера мощностью 450 Вт (FSP ATX-450PNF)

· БП форм-фактора SFX.

· БП форм-фактора TFX.

· БП форм-фактора Flex-ATX.

· Дублирование блока питания с поддержкой горячей замены в отказоустойчивом сервере

· Блок питания ноутбука ASUS.

Блок питания входит в комплект корпуса, отдельно продаются редко (в РФ). Ненадежный БП не только сам выйдет из строя, но и «унесет за собой в могилу» почти все элементы ПК. В поставку корпуса одного типа могут входить различные блоки, в частности, отличающиеся мощностью.

Существует несколько стандартных значений мощности: 200Вт, 230Вт, 235Вт, 250Вт, 280Вт, 300Вт, 350Вт, 400Вт, 2х300Вт, 2×337Вт, 700Вт. Это полезная мощность, т.е. выдаваемая в нагрузку. Верхние значения — это блоки питания с резервной мощностью (удвоенной, утроенной).

· для офисных ПК почти всегда достаточно мощности 200Вт.

· для домашнего мультимедийного ПК можно порекомендовать 230-250Вт.

· для рабочих станций (с «тяжелыми» приложениями) достаточно 300 Вт.

Лидером среди производителей БП является Seasonic.

С самых первых моделей ПК применяется двухтактная схема преобразователя с бестрансформаторным входом. Импульсный преобразователь является регулирующим элементом стабилизатора напряжения: управляя шириной импульса, можно изменять величину энергии, поступающей через трансформатор в выпрямитель, и следовательно, регулировать (стабилизировать) его выходное напряжение. Преобразователь может стабилизировать лишь одно напряжение, обычно выбирают основное питающее напряжение.

От блока питания требуется стабильно выдавать нужные номиналы и служить долго и безотказно. Хорошие блоки также исправляют (в большей или меньшей степени) отклонения во входном питании, серверные допускают возможностью «горячей замены». Срок работы блока питания составляет 4-7 лет, а продлить его можно тем, что реже выключать и включать компьютер, причем интервал между последовательным выключением и включением должен составлять не менее 10 секунд.

Блок питания имеет стандартный конструктив и набор жгутов с разъемами питания системной платы и периферийных устройств. Если комплектующих много, набора не хватает.

Сертификат. Минимальные требования к блоку питания — наличие хотя бы одного сертификата авторитетных тестовых лабораторий из числа: UL, CSA, TUV, CB, CE, VDE, FCC, FTZ, DEMKO, NEMKO, FIMKO & SEMKO/ Сертификат есть в спецификации к блоку, соответствующие наклейки располагаются на видном месте блока. Обычно это TUV.

Выключатель или розетка. На блоке питания (помимо сетевого разъема-вилки) находится или розетка для питания дисплея или выключатель (ATX-питание). У ATX-питания напряжение все время подается на системную плату. Если нужно провести работы внутри корпуса и нужно обесточить компьютер, выключатель позволяет сделать это быстро и удобно. Предпочтение следует отдавать выключателю.

При подключении через корпус экономится розетка, но нужен переходник, так что выигрыш сомнительный. Даже в случае AT-питания использование розетки нежелательно, так как кнопка питания ПК одновременно включает и его и дисплей, что ведет к обгоранию выключателя, ибо ЭЛТ-дисплей потребляет большой ток.

Блок питания к Pentium 4, не соответствующий стандарту ATX 2.03 (так называемый «Pentium 4 Ready»), не имеет соответствующих коннекторов для подключения к P4-плате. Законодателем мод (Intel) предписывается иметь три разъема питания на плате для Pentium 4:

· «квадратный» 4-Pin ATX12V;

· 5-pin «половина AT-разъема» (AUXPWR);

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *