Журнал "Компьютерра" №727

У некоторых схем активной коррекции предыдущего поколения был существенный недостаток, препятствующий их использованию с источниками бесперебойного питания (ИБП): в случае критического снижения напряжения и перехода ИБП на питание от батареи схема A-PFC резко повышала энергопотребление, в результате чего в ИБП срабатывала защита от перегрузки, и компьютер моментально выключался. Впрочем, у современных блоков питания такой проблемы, насколько мне известно, уже нет. (Увы, ее проявления еще встречаются. Например, в очень популярных блоках питания Delta и их аналогах, продаваемых под другими брэндами. Столкнувшись с этой напастью, я "вылечил" ее заменой ИБП на экземпляр мощностью 1400VA, при мощности самого БП 425W, хотя скорее всего хватило бы и "тысячника". Есть и другой способ: взять ИБП с честной синусоидой, а не с ее ступенчатой аппроксимацией - тогда мощность может быть еще ниже. Некоторые пользователи перепаивали схему A-PFC, но тут уж надо иметь опыт и решительность, как у Сергея Леонова. - С.В.)

 

Много теории

Главная функция блока питания - обеспечить подачу к элементам электросхемы компьютера постоянного стабилизированного напряжения с заданными характеристиками. Поскольку "в розетке" ток переменный, да еще и с избыточным для низковольтных комплектующих напряжением, обязательным компонентом блока питания является понижающий трансформатор.

Напомним физические принципы работы трансформатора, основанные на явлении электромагнитной индукции. На замкнутый стальной сердечник надеты две (или более) индукционные катушки, одна из которых, первичная, подключается к источнику напряжения, а другая, вторичная, - к нагрузке. После подачи на первичную обмотку в сердечнике возникает переменное магнитное поле, за счет явления электромагнитной индукции возбуждающее электродвижущую силу (ЭДС) во вторичных обмотках. Полная ЭДС в каждой обмотке пропорциональна числу ее витков. На холостом ходу, то есть в отсутствие нагрузки, напряжение на концах вторичной обмотки равно индуцированной в ней ЭДС, а при подключении нагрузки в ней появляется ток, и напряжение на ее концах уже не равно полной ЭДС. Силы тока в первичной и вторичной обмотках обратно пропорциональны соответствующим напряжениям, то есть, понижая в несколько раз напряжение, мы во столько же раз увеличиваем силу тока. Соотношение токов в первичной и вторичной обмотках равно обратному отношению числа витков обмоток.

Компьютерные блоки питания - импульсные, с широтно-импульсной модуляцией, где понижающий трансформатор работает на существенно большей частоте, нежели частота переменного тока в электросети. В таких блоках ток проходит через выпрямитель, после чего постоянное напряжение питает импульсный генератор, в котором оно преобразуется в импульсы с частотой от 10 кГц до 1 МГц и затем подается на понижающий трансформатор. Эти блоки более компактны, они используются в различном оборудовании, где требуется высокий КПД и несколько выходных напряжений. Их главные недостатки - высокий уровень высокочастотных импульсных помех (снижаются специальными фильтрами и экранированием корпуса БП), а также низкое значение коэффициента мощности - подробнее об этом написано во врезке. (Кстати, компьютеры очень желательно включать через что-то типа "Пилота", обладающего встроенным фильтром высокочастотных помех - не для защиты компьютера от бросков напряжения в сети - БП их, как правило, отлично отрабатывает, - а для защиты сети от помех, создаваемых компьютером. - С.В.)

Современные блоки питания стандарта ATX выдают постоянные напряжения +12, +5, +3,3 и -12 В. Напряжение +12 В подается на центральный процессор, графический ускоритель, а также на дисковые накопители и другие устройства с электродвигателями (например, корпусные кулеры), напряжение +5 В - на чипсет, контроллеры накопителей, платы расширения и различные микросхемы на системной плате, напряжение +3,3 В - на некоторые другие микросхемы. Допустимое стандартом ATX отклонение от номинального напряжения - ±5%, и, как правило, все блоки питания укладываются в эти нормы.

Важная характеристика блока питания - его КПД, то есть процентное отношение отдаваемой мощности к мощности, получаемой из сети. Значение КПД при номинальной нагрузке для компьютерных блоков питания составляет обычно около 80% - можно считать, что остальные 20% идут на нагрев компонентов. Многие современные БП, соответствующие требованиям Energy Star 4.0, имеют КПД не ниже 80% при любой нагрузке выше 20%. При низкой нагрузке КПД падает примерно до 65% - это означает, что если вы используете в компьютере со скромной конфигурацией мощный блок питания "про запас", то вы не только зря потратили деньги при его покупке, но и постоянно приплачиваете лишнего за электричество.