Блок питания — важный компонент компьютера

Какое выходное напряжение БП компьютера: вольтаж и сила тока

Шильдик с параметрами блока питания.

Основную мощность компьютер потребляет по трем каналам.

Канал напряжения	Цветовая маркировка изоляции проводников
+12	Желтый
+5	Красный
+3,3	Оранжевый

На эти три напряжения приходится 90+ процентов потребляемой ПК мощности. Максимальный ток выдает канал + 5 вольт. Однако из-за более высокого вольтажа наибольшая мощность передается по шине +12 вольт. Это выгодно – сечение проводов выбирается по амперам, а чем толще провод, тем он дороже. К тому же тонкий проводник более гибкий, с ним работать удобнее. С этой же целью напряжение каждого канала делится на несколько жгутов с отдельными разъемами. Нулевые проводники GND (гальванически объединенные для всех каналов) всегда окрашены в черный цвет.

Также блок питания выдает напряжения:

• -12 вольт (синий)
• -5 вольт (белый).

Мощность, передаваемая по этим каналам, составляет совсем небольшой процент от общей мощности источника.

Отдельного упоминания заслуживает дежурное напряжение Stand By. Его уровень +5 вольт, окраска изоляции – фиолетовая. Оно необходимо для включения ПК и присутствует всегда, когда источник питания включен в питающую сеть 220 вольт. Эта линия может обеспечить ток около 2 А.

Также у блока питания есть два управляющих сигнала:

• PWR_ON (зеленый провод) – служит для старта БП по команде от материнской платы;
• PG (серый проводник) – формируется при наличии всех питающих напряжений, служит для контроля работоспособности блока питания.

Ток, потребляемый по линиям этих сигналов, очень мал.

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Знание, как устроен блок питания ПК, для большинства пользователей не так важно. Но для тех, кто хочет повысить свой уровень квалификации и заниматься ремонтом и апгрейдом компьютеров, эти сведения, как минимум, лишними не будут

Типы в зависимости от назначения

Большинство пользователей мало интересуется, по какой схеме собран их источник питания. И такой подход оправдан (за исключением, если БП бестрансформаторный – в этом случае полезно знать, что он представляет собой источник повышенной опасности). В быту источники делятся по другим критериям.

Мощные

Деление блоков питания на виды по мощности достаточно условно. Граница между мощными и маломощными источниками нормативной документацией не устанавливается. Условную границу по току можно провести на уровне 3..5 ампер, по мощности – 15-25 ватт. Все, что выше этой черты считается мощными блоками питания. Разграничение примерно проходит по БП для ноутбуков.

БП для ноутбука.

В быту к этому типу источников питающего напряжения относят, в том числе, сетевые преобразователи для светодиодных лент. Имея выходной уровень, например, 12 вольт, они могут обеспечивать ток и 10, и 20 ампер – в зависимости от исполнения (мощные БП часто выполняются с вентилятором принудительного охлаждения). Это составляет мощность 120 или 240 ватт.

Мощный БП для питания светодиодных лент.

Маломощные

К этому типу БП относятся зарядные устройства для мобильных гаджетов. Чаще всего они выдают ток до 2 ампер (при 5 вольтах мощность составит до 10 ватт). Этого достаточно для зарядки аккумуляторов в обычном режиме. Для реализации режима быстрой зарядки потребуется ток не менее 5 А. Также существуют источники на ток 0,5..1 А. Они малопригодны для восстановления запаса энергии телефона или планшета, но их назначение — зарядка беспроводных наушников или аккумуляторов для других маломощных устройств.

Маломощное зарядное устройство.

Ультратонкие

К этой категории относятся БП с толщиной от 12 до 20 мм при мощности до 200 ватт и до 35 мм при мощности до 400 ватт. Их удобно прятать в детали интерьера или применять в условиях ограниченного пространства. Такие источники нужны для обустройства рекламных вывесок, лайтбоксов и т.п.

Так выглядит ультратонкий импульсный источник питания.

Влагозащищенные

По степени защиты источники вторичных напряжений можно разделить на обычные и влагозащищенные. Чтобы определить, к какой категории относится источник, надо найти на его шильдике или в технической документации обозначение вида IP ZY, где Z – цифра от 0 до 6, обозначающая защиту от попадания внутрь твердых частиц, а вторая цифра Y (от 0 до 9) – защита от воды. Чем выше значение, тем выше защищенность. Так, IP20 означает, что БП никак не защищен от попадания воды, а IP 67 – что устройство выдержит погружение на глубину до 100 см на полчаса. Надо понимать, что за все надо платить, и, выбирая БП для применения в жилом помещении, нет экономического смысла приобретать прибор с высоким уровнем защищенности. Наоборот, источник, который предназначен для работы на улице, должен иметь уровень влагозащищенности хотя бы 3. Если класс защиты будет ниже, то БП проработает до первого дождя.

БП, защищенный от попадания влаги.

С активным охлаждением

Мощные блоки питания часто выполняются с вентилятором для повышения эффективности отвода тепла. За счет этого несколько уменьшаются габариты радиаторов (и всего блока), но при работе такой БП издает заметный шум. Это надо учитывать при выборе источника вторичных напряжений для работы внутри помещений.

Блок с активным охлаждением.

Тип кабелей

Для удобства пользователей производители блоков питания иногда делают кабели съемными, что позволяет подключать только нужные, освобождая пространство внутри системного блока. Извлечь блок питания модульной конструкции (другое название БП со съемными кабелями) также гораздо проще, чем стандартной.

У блоков питания существуют и другие характеристики, такие, как тип применяемых защит, наличие или отсутствие активной коррекции коэффициента мощности, но для большинства пользователей вникать в подобные тонкости при выборе БП – скорее излишне. Достаточно просто не покупать сверхбюджетные модели от малоизвестных производителей или компаний с плохой репутацией.

Фильтрация

Первое, что блок питания делает с сетевым электричеством, это не выпрямление и не понижение, а выравнивание входного напряжения. Поскольку в наших домах, офисах и на предприятиях имеется множество электрических устройств и приборов, постоянно включающихся-выключающихся, а также излучающих электромагнитные помехи, переменный ток в сети часто бывает «скомканный» и со случайными скачками и перепадами (частота также не постоянна). Это не только затрудняет блоку питания выполнять преобразования, но может вывести из строя некоторые элементы внутри него.

Наш БП имеет две ступени так называемых входных фильтров (transient filter), первая из которых построена сразу на входе с помощью трёх конденсаторов. Она выполняет роль, похожую на роль «лежачего полицейского» на дороге – только вместо скорости, этот фильтр гасит внезапные скачки входного напряжения.

Источник фото techspot.com

Вторая ступень фильтра более сложная, но в сущности делает то же самое.

Желтые кирпичики – это снова конденсаторы, а вот зеленые кольца, обмотанные медным проводом, это индуктивные катушки (хотя при таком использовании их обычно называют дросселями). Катушки накапливают электрическую энергию в магнитном поле, но энергия при этом не теряется, а за счет самоиндукции плавно возвращается обратно. Таким образом, внезапно появившийся высокий импульс (скачок) поглощается магнитным полем дросселя, чтобы на выходе дать ровное напряжение без всяких скачков.

Два маленьких синих диска – ещё одни представители многообразия конденсаторов, а чуть ниже них (зелёный, с длинными ножками, обтянутыми черными изоляторами) – металлооксидный варистор (MOV). Они также используются для защиты от скачков входного напряжения. Подробнее о различных типах входных фильтров можно прочитать здесь.

Источник фото techspot.com

По этому узлу блока питания часто можно определить, насколько производитель сэкономил, или к какому бюджетному классу принадлежит девайс. Более дешевые будут иметь упрощённую фильтрацию входа, а самые дешёвые и вовсе не иметь таковой (избегайте таких!).

Теперь, когда напряжение выровнено и причёсано, ему дозволяется идти дальше – собственно, к преобразованию.

Структура и принцип работы

Типовая схема компьютерного блока питания стандарта ATX показана ниже. По своей конструкции это классический БП импульсного типа, основанный на ШИМ-контроллере TL 494. Сигнал к началу работы этого элемента поступает с материнской платы. До формирования управляющего импульса активным остается лишь источник дежурного питания, выдающий напряжение в 5 В.

Выпрямитель и ШИМ-контроллер

Чтобы было проще разобраться с устройством блока питания компьютера и принципом его работы, нужно рассмотреть отдельные структурные элементы. Начать стоит с сетевого выпрямителя.

Основная задача этого блока заключается в преобразовании переменного сетевого электротока в постоянный, который необходим для функционирования ШИМ-контроллера, а также дежурного источника питания. В состав блока входит несколько основных деталей:

• Предохранитель F1 – необходим для защиты БП от перегрузки.
• Терморезистор – он расположен в магистрали «нейтраль» и призван снижать скачки электротока, возникающие в момент включения ПК.
• Фильтр помех – в его состав входят дроссели L1 и L2, конденсаторы C1- C4, а также Tr1, имеющие встречную обмотку. Этот фильтр позволяет подавлять помехи, неизбежно возникающие при работе импульсного БП, могут негативно воздействовать на работу теле- и радиоаппаратуры.
• Диодный мостик – находится сразу за фильтром помех и позволяет преобразовать переменный электроток в постоянный пульсирующий. Для сглаживания пульсаций предусмотрен емкостно-индукционный фильтр.

На выходе из сетевого выпрямителя напряжение присутствует до того момента, пока БП не будет отключен от розетки. При этом ток поступает на дежурный источник питания и ШИМ-контроллер. Именно первый структурный элемент схемы представлен на рисунке.

​Он представляет собой преобразователь малой мощности импульсного типа. В его основе лежит транзистор Т11, задачей которого является генерация питающих импульсов для микросхемы 7805.

Основой любого преобразователя импульсного типа является ШИМ-контроллер. В рассматриваемом примере он реализован с помощью микросхемы TL 494. Основная задача модуля ШИМ (широтно-импульсная модуляция) заключается в изменении длительности импульсов напряжении при сохранении их амплитуды и частоты. Полученное выходное напряжение на импульсном преобразователе стабилизируется с помощью настройки длительности импульсов, которые генерирует ШИМ-контроллер.

Выходные каскады преобразователя

Именно на этот элемент конструкции ложится основная нагрузка. Это приводит к серьезному нагреву коммутирующих транзисторов Т2 и Т4. По этой причине они установлены на массивные радиаторы. Однако пассивное охлаждение не всегда позволяет справляться с сильным тепловыделением, все БП оснащены кулером. Схема выходного каскада изображена на рисунке.

​

Перед выходным каскадом расположена цепь включения БП, основанная на транзисторе Т9. При пуске блока питания на этот элемент конструкции напряжение в 5 В подается через сопротивление R 8. Это происходит после формирования сигнала к пуску ПК на материнской плате. Если возникли проблемы с работой источника дежурного питания, то БП может после пуска сразу отключиться.

Распиновка главного коннектора

Сначала БП форм-фактора ATX для соединения с системной платой оснащались разъемом на 20 пин. Однако совершенствование вычислительной техники привело к необходимости использовать дополнительно еще 4 контакта. Современные блоки питания могут оснащаться 24-пиновым разъемом в одном корпусе или иметь 20+4 пин. Все контакты коннекторов стандартизованы и вот основные из них:

• +3,3 В – питание материнской платы и центрального процессора.
• +5 В – напряжение необходимо для работы некоторых узлов системной платы, винчестеров и внешних устройств, подключенных к портам USB.
• +12 В – управляемое напряжение, используемое HDD и кулерами.
• -5 В – начиная с версии ATX 1.3 не используется.
• -12 В – сегодня применяется крайне редко.
• Ground – масса.

Безтранформаторные источники питания

Конечно, всегда возникал вопрос: а можно ли вообще обойтись без трансформатора? Здесь ответ неоднозначный. И можно и нельзя. Более того, существуют безтрансформаторные источники питания. Для снижения напряжения применяют конденсатор. Конденсатор характеризуется реактивным сопротивлением при работе в цепях переменного тока. Именно это свойство благополучно используется. Однако реактивное сопротивление конденсатора зависит обратно пропорционально от его емкости. Поэтому с увеличением нагрузки необходимо применять конденсатор большей емкости, что очень сказывается на его размерах. Кроме того возрастает его цена, поскольку он должен быть рассчитан на 400…450 В. Помимо всего прочего, использование реактивного сопротивления негативно влияет на качестве электроэнергии питающей сети. Снижается коэффициент мощности cosφ. Но самый главный недостаток заключается в отсутствии гальванической развязки. Это исключает применение подобных схем в преимущественном большинстве радиоэлектронной аппаратуре.

Как снизить массу и габариты трансформатора

Так вот, мощность любого узла ИБП определяется всего двумя параметрами: напряжением и током.

P = U∙I.

Полная мощность трансформатора (Т) также определяется произведением тока на напряжение. Поэтому давайте рассмотрим, как зависят габариты Т от величины приложенного U и протекающего I. Возможно, здесь у нас получится на что-то повлиять.

Напряжение или, точнее говоря, ЭДС данного электромагнитного устройства определяется частотой приложенного напряжения f, количеством витков w и магнитным потоком Φ.

E = 4,44∙f∙w∙Φ

Коэффициент 4,44 уберем для упрочения, поскольку он соответствует синусоидальной форме тока. В импульсных блоках питания, где форма сигнала имеет вид прямоугольника, это коэффициент имеет другое значение.

E ~ f∙w∙Φ

Магнитный поток представляет собой произведение магнитной индукции B на площадь поперечного сечения сердечника магнитопровода Sс.

E ~ f∙w∙B∙Sс

Давайте поразмыслим над этой формулой с интересующей нас позиции. Размеры Т определяются размерами его сердечника и обмотками. Упрощенно говоря, мы можем вполне обосновано сказать, что габариты сердечника зависят от площади поперечного сечения сердечника (магнитопровода) Sс. А габариты обмотки зависят от числа витков w.

Теперь становится очевидно, что для сохранения прежней величины электродвижущей силы E при снижении числа витков w и площади поперечного сечения Sс, а соответственно и габаритов трансформатора, необходимо повышать или частоту или индукцию или эти два параметра одновременно.

Преимущественное большинство сердечников промышленных трансформаторов выполняются из электротехнической стали. Такая сталь имеет индукцию насыщения порядка 1,7 Тл. Это довольно большое значение индукции. Выше только у чистого железа, обладающего максимально возможной индукцией из всех магнитных материалов, и составляет чуть более 2 Тл. К сожалению, чистое железо не пригодно к использованию в электромагнитных устройствах вследствие сильных потерь энергии при перемагничивании.

Альтернативные магнитные материалы

Также в ряде стран применяется пермаллой. Пермаллой имеет несколько меньшую индукцию, чем электротехническая стать, но обладает большим электрическим сопротивлением. Благодаря чему снижаются потери на вихревые токи, а соответственно и потери холостого хода.

Относительно недавно на рынке в доступной цене появились аморфные и нанокристаллические сплавы. Они обладают высоким электрическим сопротивлением, при этом индукция их приближается к электротехническим сплавам. Кроме того они обладают рядом положительных свойств, превосходящих другие магнитные материалы. Но на этом мы здесь останавливаться не будем.

Однако индукция известных на сегодняшний день магнитных материалов и сплавов не достигает величины, значительно превосходящей индукцию электротехнической стали, то есть более 1,7 Тл. Поэтому сейчас невозможно существенно снизить габариты электромагнитного устройства за счет применения новых магнитных материалов. Поэтому остается единственный способ, который даст ощутимое снижение массы и размеров – это повышение частоты f переменного тока.

Схемы

Схема №2 «разъем кабель питания – разъем устройства»

Со схемой № 1 все понятно. Каждому кабелю соответствует свой разъем.

Схема № 2 также не вызывает сложностей — это более понятный вариант первой, но ее мы все же разберем. Итак (двигаемся от 1 к 5):

• Кабель с таким разъемом  подключается к материнской плате. В зависимости от типа платы он оснащен 20 или 24 контактами;
• Современные процессоры, как правило, требуют дополнительного питания. Для этого предназначен отдельный кабель от БП;
• Мощные видеокарты также требуют дополнительного питания. Для этого используется один или два разъема с 6 или 8 контактами;
• Дисковые устройства с интерфейсом IDE и корпусные вентиляторы подключаются к блоку питания 4-контактными разъемами типа Molex;
• Жесткие диски и оптические приводы с интерфейсом SATA для получения питания используют разъемы другого типа

Вот и всё, с подключением разобрались.
Видите, не так уж это и сложно, если знаешь топологию разъемов и основные правила подключения, а Вы их теперь знаете.

Итак, загибайте пальцы, теперь Вы можете не только подобрать «правильный» БП, но и подключить его, а следовательно, и вдохнуть жизнь в свои «железяки»(:-)).

Таким образом, Вы перешли с уровня «у кого бы спросить и надо ли вызывать специалиста?» на качественно новый уровень «зачем! я и сам все сделаю». Примите мои поздравления!

Расчет мощности блока питания

Как же подобрать блок питания для компьютера, чтобы его мощность была оптимальной? На сегодняшний день для домашнего ПК или офисного компьютера, на котором не будут решаться сверхсложные задачи необходим БП в пределах 400-500 Вт. Для игровых сборок уже понадобится более мощный блок 450 – 550 Вт. Ну а для профессиональных геймерских машин, которые работают с двумя видеокартами, нужно ставить БП мощностью около 700 Вт.

Соответственно, чтобы система была сбалансированной и работала как часы, необходимо произвести расчет мощности блока питания. Решить данную задачу можно двумя способами: вручную, то есть подсчитать суммарную потребляемую мощность всеми элементами системы; автоматически – в интернете появилось довольно много ресурсов, с помощью которых можно определить нужную мощность для БП.

Ручной метод

Нужно понимать, что этот метод не даст такой точности, как автоматический, но также имеет право на существование, так как не всегда есть возможность воспользоваться интернет-калькулятором для расчета мощности БП. Как уже было сказано, ручной метод заключается в получении значения общей потребляемой мощности всеми компонентами ПК. Очевидно, что необходимо знать «аппетиты» каждого отдельного элемента. Ниже приведен перечень комплектующих компьютера и их характеристики:

• Материнская плата потребляет 50-100 Вт. Чаще всего это 50 Вт – стандартная цифра для среднестатистического ПК, но на системных платах высокого уровня значение доходит до 75 Вт и более.
• Один модуль ОЗУ потребляет 1-3 Вт зависимости от скорости.
• Обычный винчестер на 7200 об/мин – 25 Вт. Экологичные жесткие диски потребляют около 7 Вт, а SDD– 2 Вт.
• Оптический привод с функцией записи и чтения DVD/CD– 23 Вт.
• Корпусные кулеры в зависимости от диаметра: 120 мм – 5 Вт, 140 мм-200 мм – 10 Вт. Процессорные в среднем потребляют 8 Вт.
• Звуковая карта – 30 Вт. USB устройства – 7 Вт.

Чтобы узнать энергопотребление конкретного процессора и видеокарты, необходимо воспользоваться специальными программами. Например, СPU-Z выдаст не только потребляемую мощность, но и множество других характеристик.

Сложив значения каждого элемента у обычного офисного компьютера, можно получить в большинстве случаев примерно 350 Вт. Но так как ручной расчет дает неточный результат, необходимо к полученному числу добавить еще около 10-25% , чтобы быть уверенным, да и предусмотреть, что в будущем возможно будет проводиться апгрейд системы.

Автоматический метод

Автоматический расчет блока питания для компьютера можно легко осуществить с помощью специальных калькуляторов. Принцип их основан на том, что пользователь просто-напросто переходит на сайт, который предоставляет возможность определить требуемую мощность БП всего за несколько кликов. Далее от человека требуется лишь правильно заполнить или выбрать из предложенных вариантов названия и характеристики комплектующих системного блока. После обработки предоставленных данных, пользователю будет выдан результат с рекомендованной мощностью блока питания, который будет оптимальным для этого компьютера. Наиболее популярным сервисом по подсчету мощности является англоязычный thermaltake.outervision.com. Этот ресурс представляет возможность определить требуемую мощность с минимальной погрешностью за счет предоставления всей информации о компьютере, для которого рассчитывается БП.

Необходимо разобраться с основными моментами при использовании данного калькулятора:

• Поле «System Type» отвечает за количество процессоров. Так как большинство ПК имеют один то и указать необходимо «1physical CPU».
• Motherboard – здесь нужно указать тип системной платы. Ежели это обычный ПК, то необходимо указать «Regular-Desktop», если же геймерский – «High End-Desktop».
• «СPU» – информацию о процессоре можно узнать с помощью ранее упомянутой программы CPU-Z. Она же выдаст информацию про видеокарту для заполнения раздела полей «Video Card».
• «Drives» -необходимо указать количество оптических приводов.
• «Hard Drives» – жесткие диски.

Также нужно указать используемые кулеры, подключенные USB устройства. Этого будет достаточно для расчета мощности БП. В поле «SystemLoad» (загрузка системы) лучше указать 100% вместо рекомендованных 90%, так как это даст необходимый запас в мощности.

Характеристики блоков питания

Мощность — это основной параметр, который должен совпадать с суммарной мощностью, потребляемой всеми комплектующими ПК, а при нормальном выборе она должна превышать это значение минимум на 100 Вт. При несоблюдении данного условия во время пиковой нагрузки компьютер может перезагружаться или блок питания сгорит, а с ним и ряд деталей гаджета

И последнее, на что стоит обратить внимание перед покупкой — это вес БП. Качественный блок питания не может весить меньше 2 кг., ведь это может свидетельствовать о том, что производитель сэкономил на комплектующих

Выгодную покупку такого прибора поможет сделать ресурс сравнения цен Прайс.юа, где можно найти самые актуальные предложения.

ВИДЫ И ТИПЫ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

В первую очередь классификация источников питания осуществляется по принципу действия. Основных вариантов здесь два:

• трансформаторный (линейный);
• импульсный (инверторный).

Трансформаторный блок состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный. Далее устанавливается фильтр (конденсатор), сглаживающий пульсации и прочие элементы (стабилизатор выходных параметров, защита от коротких замыканий, фильтр высокочастотных (ВЧ) помех).

Преимущества трансформаторного блока питания:

• высокая надежность;
• ремонтопригодность;
• простота конструкции;
• минимальный уровень помех или их отсутствие;
• низкая цена.

Недостатки — большой вес, крупные габариты и небольшой КПД.

Импульсный блок питания — инверторная система, в которой происходит преобразование переменного напряжения в постоянное, после чего генерируются высокочастотные импульсы, которые проходят ряд дальнейших преобразований (подробнее здесь). В устройстве с гальванической развязкой импульсы передаются к трансформатору, а при отсутствии таковой — напрямую к НЧ фильтру на выходе устройства.

Благодаря формированию ВЧ сигналов, в импульсных блоках питания применяются малогабаритные трансформаторы, что позволяет уменьшить размеры и вес устройства. Для стабилизации напряжения используется отрицательная обратная связь, благодаря которой на выходе поддерживается постоянный уровень напряжения, не зависящий от величины нагрузки.

Достоинства импульсного блока питания:

• компактность;
• небольшой вес;
• доступная цена и высокий КПД (до 98%).

Кроме того, следует отметить наличие дополнительных защит, обеспечивающих безопасность применения устройства. В таких БП часто предусмотрена защита от короткого замыкания (КЗ) и выхода из строя при отсутствии нагрузки.

Минусы — работа большей составляющей схемы без гальванической развязки, что усложняет ремонт. Кроме того, устройство является источником помех высокой частоты и имеет ограничение на нижний предел нагрузки. Если мощность последней меньше допустимо параметра, агрегат не запустится.

Инвертор — популярное среди автовладельцев устройство, способное преобразовывать постоянное U 12/24 Вольта в переменное 220 Вольт. Инверторные БП питаются от автомобильного аккумулятора U. Применяя устройств, стоит учесть, что оно подходит для электроприемников, не требующих идеальной синусоидальной формы сигнала. Кроме того, стоит учитывать мощность подключаемых приборов.

Преимущества:

• небольшие габариты и вес;
• наличие защиты от скачков напряжения;
• простота и удобство применения.

Недостатки — относительно высокая стоимость, а также небольшая надежность микропроцессорной управляющей платы.

Стабилизированные блоки питания — устройства, дополненные, как уже говорилось, стабилизатором, обеспечивающим постоянство напряжения на выходе устройства.

Бесперебойный (резервный) блок питания — источник, который включается в работу при кратковременном отключении электросети.

Некоторые из них имеют дополнительную защиту (например, от помех в сети). Такие блоки питания используются в системах с повышенными требованиями к надежности электроснабжения, например, видеонаблюдения или сигнализации.

Бесперебойные источники бывают резервными и интерактивными. Особенность вторых в наличии на входе стабилизатора напряжения, обеспечивающего ступенчатую регулировку.

Достоинства такой схемы

Такая логическая схема используется уже более десятилетия, что лишний раз подтверждает ее высокую эффективность. К неоспоримым достоинствам следует отнести:

• Относительная простота конструкции снижает количество необходимых компонентов, что позволяет снизить себестоимость устройства. Также это упрощает ремонт, в случае его необходимости.
• На выходе получается требуемый диапазон номинальных напряжений, с приемлемым качеством стабилизации, что требуется для нормальной работы комплектующих в составе системного блока.
• Так как основные потери энергии приходятся на процессы преобразования, можно достичь высокого КПД такого блока питания, вплоть до 90%.
• Небольшие габариты и масса, что позволяет собирать более компактные системные блоки.
• При внесении соответствующих конструкционных корректировок, такие БП можно использовать в сетях с широким диапазоном напряжения – например, 115 В в США или 220 В на постсоветском пространстве.

Сфера применения импульсного блока питания

Импульсные преобразователи напряжения применяются в большинстве случаев вместо традиционных трансформаторных с полупроводниковыми стабилизаторами. При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритными размерами и массой, высокой надежностью, а главное — более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входного напряжения. А при сравнимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.

В такой области, как преобразование постоянного напряжения, импульсные источники практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только по понижению напряжения, но и вырабатывать повышенное, организовывать смену полярности. Высокая частота преобразования существенно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.

Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных микросхемах используются в качестве зарядных устройств всевозможных гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного блока может превосходить время работоспособности мобильного устройства в несколько раз.

Драйверы питания на 12 Вольт для включения светодиодных источников освещения также построены по импульсной схеме.

Как подобрать для питания конкретной нагрузки

Предположим, нам необходимо запитать какую-то конструкцию или готовый механизм. Как подобрать подходящий БП? Для этого учитываем три основных критерия:

• необходимое для прибора напряжение;
• потребляемый прибором ток;
• наличие или отсутствие стабилизаторов тока или напряжения.

Пусть нам нужно питать низковольтный светодиодный прожектор. Рассчитан он, как указал производитель, на напряжение 12 В, потребляемая мощность 7 Вт.

Сначала рассчитываем потребляемый осветителем ток: 7 : 12 = 0,58 А. Как правило, осветительные приборы требуют стабилизации тока. Значит, нам нужен БП со стабилизатором тока на 580 А. Попробуем найти такой источник питания в интернете. Вот он. Ток стабилизации, правда, на 20 мА больше положенного, но это некритично, поскольку найти источник на точно заданный ток невозможно.

Теперь запитаем магнитолу. Точно так же рассчитываем, читаем на шильдике или измеряем ток на максимальной громкости. Предположим, 8А. Напряжение электропитания бортовой сети автомобиля нам известно — 12–14 В. Какая стабилизация нужна? В принципе, никакой — в автомагнитоле есть встроенный стабилизатор

Важно, чтобы БП выдавал 12–14 В и обеспечивал ток до 10 А (с запасом). Это составит 140 Вт

Для питания светодиодной ленты, конечно, мы выберем БП соответствующей мощности со стабилизатором напряжения 12 или 24 В (зависит от типа используемой ленты).

Импульсный, с трансформатором или гасящим конденсатором? От последнего лучше сразу отказаться — очень опасно. Но если БП будет встроен в прибор, и его никто не будет разбирать, то останется на крайний случай. При этом, конечно, питаемое устройство должно быть маломощным.

Ну а импульсный или трансформаторный — тут решать каждому индивидуально. Если потребляемые токи большие, лучше предпочесть импульсные приборы, поскольку трансформаторные большего размера и веса. Малое потребление? Подойдёт и трансформаторный, особенно если он уже лет 5 валяется на чердаке без дела.

Единственное, выбирая импульсный БП, не следует забывать про электромагнитные помехи и  помехи по цепям питания, которые он создаёт. Если в помещении есть оборудование, чувствительное к электромагнитным помехам, то, конечно, нужно выбирать трансформаторную конструкцию.

Вот мы и выяснили, что такое блок питания и для чего служит. Каких типов и видов бывают и чем отличаются друг от друга. Теперь мы без проблем подберём БП для своих целей.

Спасибо, помогло!5Не помогло

Сейчас читают:

Все про ИБП (источник бесперебойного питания): зачем нужен и как работает

Что такое портативная зарядка — power bank и для чего он нужен?

Как сделать импульсный блок питания своими руками: лучшие сборки и схемы

Как сделать блок питания для шуруповерта

Из чего состоит и как работает солнечная батарея

Защита от перегрузки по току (OCP)

В случае с этой технологией (англоязычная аббревиатура OCP — Over Current Protection) есть один вопрос, который следовало бы рассмотреть более подробно. По международному стандарту IEC 60950-1 в компьютерном оборудовании ни по одному проводнику не должно передаваться более 240 Вольт-ампер, что в случае с постоянным током даёт 240 Ватт. Спецификация ATX12V включает в себя требование о защите от превышения по току во всех цепях. В случае с наиболее нагруженной цепью 12Вольт мы получаем максимально допустимый ток в 20Ампер. Естественно, такое ограничение не позволяет изготовить БП мощностью более 300Ватт, и для того, чтобы его обойти, выходную цепь +12В стали разбивать на две или более линий, каждая из которых имела собственную схему защиты от перегрузки по току. Соответственно, все выводы БП, имеющие +12В контакты, разбиваются на несколько групп по количеству линий, в некоторых случая на них даже наносится цветовая маркировка, чтобы адекватно распределять нагрузку по линиям.

Однако во многих дешёвых БП с заявленными двумя линиями +12В на практике используется только одна схема защиты по току, а все +12В провода внутри подключаются к одному выходу. Для того, чтобы реализовать адекватную работу такой схемы, защита от нагрузки по току срабатывает не при 20А , а при, например, 40А, и ограничение максимального тока по одному проводу достигается тем, что в реальной системе нагрузка в +12В всегда распределена по нескольким потребителям и ещё большему количеству проводов.

Более того, иногда разобраться, используется ли в данном конкретном БП отдельная защита по току для каждой линии +12В можно, только разобрав его и посмотрев на количество и подключение шунтов, используемых для измерения силы тока (в некоторых случаях количество шунтов может превышать количество линий, поскольку для измерения силы тока на одной линии могут использоваться несколько шунтов).

Различные типы шунтов для измерения силы тока.

Ещё одним интересным моментом является то, что в отличие от защиты от повышенного/пониженного напряжения допустимый уровень тока регулируется производителем БП, путём подпаивания резисторов того или иного номинала к выходам управляющей микросхемы. А на дешёвых БП, несмотря на требования стандарта ATX12V, эта защита может быть установлена только на линии +3.3В и +5В, либо отсутствовать вовсе.

Характеристики блоков питания

Мощность — это основной параметр, который должен совпадать с
суммарной мощностью, потребляемой всеми комплектующими ПК, а при
нормальном выборе она должна превышать это значение минимум на 100 Вт.
При несоблюдении данного условия во время пиковой нагрузки компьютер
может перезагружаться или блок питания сгорит, а с ним и ряд деталей
гаджета.

И последнее, на что стоит обратить внимание перед покупкой — это вес
БП. Качественный блок питания не может весить меньше 2 кг., ведь это
может свидетельствовать о том, что производитель сэкономил на
комплектующих

Выгодную покупку такого прибора поможет сделать ресурс сравнения цен Прайс.юа, где можно найти самые актуальные предложения.