БЛОК ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И КАК ВЫБРАТЬ ПРАВИЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ ВАШЕГО КОМПЬЮТЕРА

Обычно при покупке компьютера в сборе блок питания редко попадает в область пристального внимания пользователя. Зря. На мощность пылесоса, чайника или двигатель авто внимание обращаем, а чем блок питания компьютера хуже? Причём неважно, собираетесь ли вы приобрести новый блок взамен старого, самолично пытаетесь создать собственную сборку или просто отправляетесь в магазин за новым компьютером: всё, что здесь написано, вам пригодиться. Так как выбрать блок питания компьютера?

Друзья нам важны вы и ваши творческие решения, идеи и эксперименты. Поэтому мы всегда стараемся оперативно оказывать всю необходимую консультативную или техническую помощь. Мы заметили, что некоторые вопросы повторяются, однако в наших вам сообщениях дать полностью развернутый ответ сложно.

Мы решили, что идеальным станет написание небольшого FAQ. Для этого мы подобрали наиболее часто задаваемые вами вопросы по БП и постарались дать на них краткие ответы.

В конце каждого ответа мы даем развернутое обоснование.

Технический консультант, специалист по электромонтажным, ремонтным и наладочным работам, бывший преподаватель ВУЗа

Материал обновлён 19.05.2023
Время чтения: 20 минут

Важное в статье:

Что такое шум и пульсации, как их измерить?

Пульсации и шум относятся к нежелательным электрическим сигналам, которые могут быть на выходе питания.

Пульсации представляют собой низкочастотные изменения в постоянном напряжении или токе, которые возникают в результате неправильного фильтрования или нестабильности внутри источника питания. Они влияют на работу электронных компонентов, особенно на чувствительные цифровые устройства, вызывают некорректное функционирование или помехи в их работе.

Шум представляет собой высокочастотные электромагнитные помехи на выходе БП. Может возникать из-за перекрестных помех, нестабильности внутренних компонентов или других внешних источников. Он влияет на работу чувствительных аналоговых устройств, вызывая искажения или снижение качества сигнала.

Для измерения пульсаций и шума на выходе БП используют осциллографы или спектроанализаторы. Осциллограф измеряет амплитуду и форму пульсаций на временной оси, позволяя визуально оценить уровень шума. Спектроанализатор используется для измерения спектра частот шума и пульсаций на выходе источника питания, для определения их частотного состава.

Как правило, уровень пульсаций и шума указывается в спецификации источника в милливольтах (mV). Низкие значения означают стабильное, чистое питание. Однако следует помнить, что некоторые устройства могут быть более чувствительны к пульсациям и шуму, чем другие, поэтому необходимо учитывать требования конкретной системы.

Когда веб-сервисов не было в помине, приходилось подсчитывать мощность именно вручную. Я пользовался такими данными, которые могли уже немного подустареть, однако практика показывает, что всё в общем соответствовало. Пусть это будет вариантом «на скорую руку»:

Продолжу. Если вы не нашли интересующий ваш показатель, то могу привести некоторые вполне официальные данные, приводимые компанией PC Power & Cooling, которая в своё время более точно подсчитала потребляемые мощности таких компонентов (ссылка потерялась, найду — вставлю). Приводились и данные для каждого из процессоров, но ввиду устаревания данных я их не привожу:

Чем можно закончить таблицу:

Сегодня очень популярна светодиодная подсветка, выполненная на основе светодиодной ленты и источника питания 12/24V. Многие клиенты, решившие сделать себе такую подсветку самостоятельно, впервые сталкиваются с установкой блоков питания.

И поэтому не знакомы с важными правилами, которые следовало бы соблюдать, если вы хотите, чтобы ваша светодиодная подсветка работала надежно и долго.

Самое главное при подключении блока питания — не перепутать вход с выходом. В противном случае он сразу бесповоротно сгорит (в случае же попытки обменять такой блок по гарантии вам будет отказано, так как неправильное подключение легко диагностируется).

Возможные неисправности источников питания и способы и устранения

Как соединить блоки питания для увеличения выходной мощности или напряжения

Как подключить светодиодную ленту

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты

Можно ли зарядить ЛБ или блоком питания аккумулятор?

Да, можно, но не любым.

Мы рекомендуем использовать для зарядки аккумуляторов специализированные зарядные устройства.

Действительно можно заряжать блоком аккумуляторные батареи (АКБ), но с учетом некоторых условий:

Однако использование неспециализированных приборов сопряжено с рядом проблем, таких как:

Проблемы с напряжением

Часто выбирают БП напряжением, соответствующее номинальному напряжению аккумулятора. Однако в действительности для их зарядки требуется напряжение превышающее номинальное.

Так, для 12 В АКБ зарядное напряжение должно быть 13,5-14 В, для Li-Ion 3,7 В, аккумуляторов серии 18650 – 4,2 В, а для NiMH 1,2 В, аккумуляторов – 1,5 В.

Проблемы с током

Помимо достаточного напряжения, для зарядки, нужен еще и стабилизированный ток, обычно он составляет 10% от емкости аккумулятора.

То есть для аккумулятора в 1000 мАч нужен зарядный ток в 100 мА, а для АКБ 60 Ач – уже 6 А (хотя некоторые аккумуляторы могут заряжаться и большими токами: 30%, 50% и даже 100% от емкости АКБ).

В этом и заключается основная проблема, так как обычные ИП стабилизируют только напряжение (CV), но не ток (CC), то какой зарядный ток пойдет на аккумулятор – неизвестно.

Проблемы с контролем процесса заряда

Также обычным БП сложно контролировать сам процесс заряда. Ведь если перезарядить аккумулятор, то в лучшем случае он потеряет часть своей ёмкости, а в худшем – просто взорвется. Поэтому необходимо постоянно контролировать не только зарядный ток, но и напряжение самого аккумулятора.

Что использовать?

Лучше всего для зарядки аккумуляторов подходят:

Для зарядки АКБ подходят следующие товары:

Выбираем блок питания компьютера

Возьмём фото боковой стороны любого блока и присмотримся к нему. Что означают эти характеристики?

Можно ли подключить к блоку питания усилитель, насос, шуруповерт или компрессор?

Часто возникает необходимость подключить потребителей постоянного тока к бытовой электрической сети. Это могут быть, например, звуковой усилитель или автомобильная магнитола, аккумуляторный инструмент или автомобильный компрессор. Очевидным решением кажется понижающий блок 220/12 В или 24 В.

Однако не все так просто. Для того чтобы не повредить источник нужно оценить тип нагрузки: постоянная или переменная. Будут ли присутствовать пусковые токи и будет ли отдача электроэнергии от потребителя блоку.

На основе этих сведений можно подобрать подходящий БП требуемой мощности.

Светодиодное освещение

LED светильники обладают постоянной во времени мощностью и являются идеальным потребителем для большинства ИП.

Для такого потребителя мощность источника подбирается максимально близко к его собственной:

(мощность потребителя) ≤ (мощности блока питания)

Автомобильные усилители

Здесь выбор несколько сложнее. Усилители имеют переменную мощность, которая зависит от максимальной громкости и от силы выдаваемого сигнала.

Также стоит обратить внимание, что производители указывают выходную мощность усилителя, а не потребляемую из сети. Поэтому расчет требуемой мощности нужно корректировать с учетом КПД усилителя.

Их КПД можно примерно оценить по классу усилителя:

• Класс D – 90%;
• Класс C – 78,5%;
• Класс B – 78,5%;
• Класс AB – 40%;

(мощность усилителя) х (КПД) ≤ (мощности блока питания)

Электродвигатели, насосы и компрессоры

Это самая неоднозначная нагрузка для БП. Как и любой двигатель, коллекторные машины постоянного тока, при пуске, создают повышенный пусковой ток. Для двигателей небольших мощностей он превышает номинальный ток в 3-5 раз. Это обусловлено инерцией ротора и полезной нагрузкой на валу.

Поэтому применять БП без соответствующего запаса по мощности нельзя. При неверном подборе, в лучшем случае сработает токовая защита, а в худшем – блок выйдет из строя.

(3-5) х (мощность двигателя) ≤ (мощности блока питания)

Один из методов снижения пусковых токов — устройства плавного пуска или шунтирующего реостата.

Если у двигателя есть «свободный выбег», то есть после отключения от питания мотор не останавливается, то он начинает работать как генератор отдавая ток обратно в прибор. Это может привести к повреждению блока если не использовать схемы соответствующие защиты.

Аккумуляторный инструмент

Здесь также применяются коллекторные двигатели, однако у аккумуляторного инструмента (АИ) есть свои отличия. Во-первых, практически все АИ имеют устройство плавного пуска. Тот же шуруповерт можно запустить с разной скоростью вращения, нажимая на курок с различным усилием. А это означает, что проблема пусковых токов здесь уже решена.

Во-вторых, инструмент имеет сильную переменную нагрузку, которая сильно зависит от режима работы мотора. При работе без нагрузки инструмент потребляет минимальную мощность, однако при максимальной – потребляемый ток многократно возрастает. Как раз это и нужно учитывать.

При выборе БП для подключения инструмента следует вначале измерить потребление в момент его наибольшей нагрузки.

(пиковая мощность инструмента) ≤ (мощности блока питания)

Как выбрать блок питания компьютера

Чтобы правильно выбрать блок питания компьютера, нужно просто внимательно посмотреть на существующую или выбираемую материнскую плату и видеокарту/ы. Какие разъёмы тянутся от блока питания, можете ознакомиться в статье Распиновка блока питания. Однако сразу хочу вас немного успокоить: если на блоке не хватает разъёма, не стоит копить на новый. В СЁ РЕШАТ бесчисленного рода ПЕРЕХОДНИКИ и АДАПТЕРЫ. И, если блок питания компьютера уже подобран правильно с дополнительным запасом мощности, то можно использовать все свободные каналы для подключения всех устройств. И начните своё ознакомление хотя бы со страницы по ссылке.

На что обратить внимание сразу

Однако часто, несмотря на всё большее количество важных характеристик, в блоке питания для компьютера при выборе всё же сводится к обслуживанию системы по двум важным характеристикам: потребляемая мощность и удельная мощность по каналам (шинам). Давайте о них поподробнее.

Потребляемая мощность системы — слагаемая энергия, которую потребляют компоненты компьютера в целом. Раньше тем пользователям, которые примеряли будущие «сборки» и кому хватало мозгов принять во внимание такой компонент, как БП, приходилось вручную прикидывать теоретическую мощность будущего компьютера. Путем простого сложения потребляемых мощностей компонентов:

Сегодня задача облегчена: всем доступны онлайн калькуляторы, с помощью которых уже можно просчитать (более-менее точно) какой блок вам потребуется. Какие-то обновляют движки и статистику чаще, какие-то реже. Но перед тем, как вы утвердитесь в величине мощностей помните, что мощный блок питания действительно может подстегнуть ваши прежние компоненты, но, напротив, самое современное оборудование «умрёт», если будет будет получать питание от NoName блока питания, приобретённого невесть где. Об этом ещё подробнее чуть ниже в абзаце про характеристики на боковине блока питания.

Удельная мощность по каналам. Для опытных оверклокеров производители блоков питания давно создали специальную нишу, в которой можно подобрать БП с учётом возрастающей мощности по ОПРЕДЕЛЁННОМУ каналу. Конечно же речь идёт о специальных сборках, в которых внимание уделяется 12+ вольтовым каналам, который будет питать видеокарту. Так что, если вы собираете компьютер ИГРОВОЙ, обратите внимание на параметр потребляемой мощности выбираемой видеокарты.

Если деньги есть, вопрос отпадает: чем мощнее БП и известнее контора, тем, скорее всего, меньше будет вопросов к блоку, когда придёт время разбирать ошибки системы. Практика показывает, что продукция этих компаний одинаково часто (или одинаково редко) оказывается на столах ремонтников. Можно сколь угодно обхаживать этот вопрос, но 9 из 10 специалистов по ремонту и продавцов комплектующих вам назовут одни и те же наименования. которые и так на слуху. И их, если вы читали предыдущий абзац о калькуляторах или гуляли по компьютерным магазинам, уже знаете. Привожу список тех, которыми можно вполне ограничиться (в алфавитном порядке):

Для чего нужен подстроечный резистор на источнике питания?

Подстроечный резистор предназначен для регулировки выходного напряжения, чтобы компенсировать его падения в линии потребителя.

Передача энергии по проводам сопровождается их нагревом и в результате — потери части энергии. Это проявляется в снижении напряжения в конце линии, у потребителя. При передаче энергии на дальние расстояния падение напряжения может быть ощутимым для чувствительного оборудования.

Для компенсации падения напряжения на конце линии необходимо поднять напряжение на самом приборе. Для этого используют подстроечный резистор. Управляя им, увеличивают напряжение на выходе до тех пор, пока в конце линии не будет номинальное значение (12 В, например).

Обычно производитель допускает регулировку напряжения подстроечным резистором в пределах ± 1% от номинального напряжения. Если нужно регулировать напряжение в более широком диапазоне, то следует выбрать БП со встроенным регулятором напряжения.

Блок питания с подстроечным резистором (слева) и регулятором напряжения (справа)

От чего можно «питать» блок питания?

Параметры источника всегда должны соответствовать характеристикам установленным производителем блока.

Современные блоки питания способны «переварить» практически любые источники. Его можно подключить как к генератору, автомобильному инвертору, так и другим источникам тока.

Основное требование — вхождение в допустимый диапазон напряжений (220-240 В, например) и соответствие частоты тока (50 Гц).

Отдельно стоит отметить бензиновые (или дизельные) электрогенераторы. При их использовании уделяют внимание наличию устройств стабилизации тока. Так как ИБП и другая электронная техника могут выйти из строя из-за высокой чувствительности к высокочастотным помехам.

Также не стоит использовать высокочастотные источники тока без должной фильтрации, стабилизации тока.

Что означает та или иная надпись на блоке питания?

Указанная на блоке информация и условные обозначения используются для определения характеристик БП и оценки назначения его клемм и разъемов.

На любом лабораторном или обычном БП можно обнаружить различные знаки и обозначения. Информация, указанная на них важна для правильного подключения, безопасной эксплуатации источника и потребителя.

Основные обозначения

200-240VAC – Допустимый диапазон входного напряжения;

110/220V – Номинальное напряжение (указывается у переключателя напряжения);

AC IN, AC Input – Вход переменного тока;

W – Номинальная мощность в ваттах (например, 150W);

FG – Клемма для подключения заземляющего провода;

L – Клемма для подключения фазного провода;

N, NC – Клемма для подключения нулевого провода;

DC IN, DC Input, IN+ (IN–) – Вход постоянного тока (общее обозначение группы клемм для DC-DC и DC-AC);

DC OUT, DC Output – Выход постоянного тока (общее обозначение группы клемм для DC-DC и DC-AC);

CH – Обозначение изолированного выходного канала (при наличии нескольких каналов);

V+, DC+, OUT+, POS+ – Выход положительной полярности;

V–, DC–, OUT–, NEG– – Выход отрицательной полярности, при наличии клеммы G или GND. При отсутствии клеммы «земля» – выход нулевого потенциала;

G, GND, Ground – Выход нулевого потенциала («земля»);

0-24V – Диапазон регулировки выходного напряжения (для регулируемых БП);

0-10A – Диапазон регулировки выходного тока (для регулируемых БП). Для не регулируемых блоков – диапазон допустимой токовой нагрузки. Если минимальное значение токового диапазона не равно нулю (например, 0,5-5 А), то подключение нагрузки создающей меньший ток не допускается.

Служебные линии

+S, –S, RS+, RS–, +SENSE, –SENSE – клеммы предназначены для отслеживания падения напряжения, подаваемого потребителю (нагрузке);

RC+, RC–, RC, RCG – контакты для дистанционного управления (Remote Control);

Схема подключения к БП служебных линий

P, P+, LP, CS – клемма используются, в сочетании с клеммой R. C. G, P– или G (служебной группы контактов), для согласования работы нескольких блоков с общей нагрузкой;

Блок питания Mean Well SP-500-48

POK, PWR_OK, DC_OK – клеммы для передачи сигнала POK («Power Good» и «Power Fail»). Предназначены для подключения внешних устройств, отслеживающих включение и отключение источника питания. Напряжение сигнала обычно ограничено и не превышает 5-6 В. Сигнал формируется при включении с определенной задержкой после достижения номинального напряжения на выходе и отключается перед его выключением.

Временная диаграмма формирования сигнала РОК

Друзья, здесь мы постарались ответить на самые часто задаваемые вами вопросы по БП. По мере появления от вас новых, мы будем добавлять в эту статью.

Если у вас остались какие-либо вопросы – вы можете задать их нашим менеджерам.

Спасибо за прочтение.

Что ещё ?

Форм-фактор. Этот вопрос касается тех, кто собирается компьютер собрать заново, а не просто заменить новый на старый (хотя и в последнем случае лучше не забывать о совместимости). Проще говоря — вопрос форм-фактора состоит в том, чтобы блок питания и материнская плата эргономично «сели» в корпус и при установке навесного оборудования (особенно это касается радиатора и кулера на процессор) не просто не мешали друг другу, но и не служили пылесборниками и правильно охлаждались. В этом вопросе рулят материнская плата и корпус. Строго говоря, при сборке нового компьютера сначала выбирается форм-фактор материнской платы, а под неё уже и корпус с БП. Но учитывая семимильность шагов развития компьютерной техники, форм-фактором как понятием можно чуть пренебречь: в продаже появляется всё больше переходников и расширительных плат. Об этом также чуть ниже.

Есть ли гальваническая развязка в блоках питания?

Все, кроме некоторых бескорпусных, имеют тот или иной тип гальванической развязки.

Все современные БП, имеющие стабилизацию тока, защиты выходных цепей, конструируются с одним из двух видов гальванической развязки: трансформаторной или оптической. Гальваническая развязка применяется для обеспечения надежной работы, безопасности выходных цепей и защиты потребителей.

Она связывает выходные и входные цепи. По этой линии передается сигнал обратной связи на управляющий ШИМ-контроллером. В случае повреждения входных цепей – потенциал высокого напряжения не достигнет потребителя. На его пути «встанет» трансформатор или оптопара.

Электрическая принципиальная схема блока питания с оптронной гальванической развязкой

Какие виды защит блоков питания бывают?

Её наличие обеспечивает защиту потребителя, самого источника от различных аварийных режимов, возникающих на участках схемы «блок питания – линия – потребитель».

Практически все БП имеют защиту от перегрузки. Она обеспечивает минимальную защиту как самого блока, так и потребителя. Однако для надежного питания чувствительного оборудования, отдают предпочтение источнику с большим числом защит.

В БП и лабораторных блоках могут быть реализованы следующие виды защит: от короткого замыкания, перегрева, перегрузки и перенапряжения.

Защита от перегрузки

OPP (Over Power Protection) или OLP (Over Load Protection) – защита при превышении тока (мощности) потребляемого блоком. Защита реализуется ШИМ-контроллером, специализированной микросхемой или системой активной корректировки мощности PFC (Power Factor Correction).

Защита от перегрузки по току

OCP (Over Current Protection) – защита срабатывает при возникновении коротких замыканий на стороне нагрузки в линии или на самом потребителе, а также при появлении резких перегрузок по току. В случае срабатывания этой защиты источник автоматически отключает выходные цепи, предотвращая свое повреждение и возможность возникновения пожара на потребителе.

Защита от перегрева

OTP (Over Temperature Protection) – обеспечивает защиту при превышении температуры внутри прибора. Причиной перегрева могут быть как внутренние факторы (перегрузка, неисправность), так и внешние (ухудшение теплоотвода, высокая температура окружающей среды). Контроль температуры осуществляется установленным на радиатор или плату термистором.

Дополнительно в рамках этой защиты в БП может встраиваться вентилятор охлаждения, обеспечивая управляемое или не управляемое активное охлаждение.

Защита от перенапряжения

OVP (Over Voltage Protection) – защищает ИП при появлении на его клеммах напряжения превышающее номинальное или установленное пользователем (для регулируемых).

Эта защита полезна при зарядке аккумуляторов регулируемыми источниками.

Для чего нужны несколько групп клемм на выходе блока питания?

Для подключения нескольких потребителей, разделения нагрузки или для разделения каналов (если у блока их несколько).

Несколько групп выходных клемм нужны для:

Блок питания, 24В, 3А, 75Вт

Одноканальный блок питания, 5В, 60А, 300Вт

Если подключаются 2, 3 или более потребителей к источнику, то наличие нескольких клемм более удобно, чем сборка множества проводов на одной группе клемм. Также это обеспечивает более надежный электрический контакт с проводом.

Также нужно помнить, что в мощных блоках через клеммы протекают большие токи – от 30 до 100 А (в зависимости от мощности). Однако клеммы для БП рассчитаны всего на 15-25 А. Поэтому при включении приборов на полную мощность и использовании только одной группы клемм возможен их значительный перегрев.

Мы рекомендуем при использовании нагрузки с токами более 15-20 А, задействовать все свободные выходные клеммы для подключения. Для этого нужно выполнить перемычки проводом не менее 2,5 мм2 или провести к потребителю от каждой группы клемм провод сечением 1,5-2,5 мм2.

Можно ли включить два источника питания вместе?

Можно, но не все.

Мы не рекомендуем совместное использование ИП, если в них не предусмотрены цепи согласования.

Кажется, что источник питания работает также, как батарейка или аккумулятор, но в действительности это не так. Каждый БП конструируется для индивидуальной и независимой, от других источников, работы. Это, во-первых, электроснабжение пассивных потребителей. Однако каждый прибор содержит сложные схемы входных и выходных цепей, а также схемы защиты и обратной связи. В них все элементы настроены на определенный режим работы. Совместное же включение нескольких БП нарушает работу всех элементов схемы, и может привести к их повреждению.

Это связано с тем, что из-за незначительных, на первый взгляд, различий в напряжении и характеристиках элементов выходных цепей возникает взаимное влияние источников на работу друг на друга. И согласовать работу нескольких блоков, для устранения взаимного влияния – невозможно.

В качестве исключения можно выделить многоканальные ЛБП, допускающие объединение своих каналов для увеличения выходного напряжения или тока. Также существуют блоки имеющие линии согласования режимов работы, напримерMean Well SP-500-48. Однако даже они не могут полностью избавится от взаимного влияния.

Если вам требуется мощный источник постоянного тока, то мы сможем подобрать прибор с требуемыми характеристиками или предложим источники имеющие заводские линии согласования при совместной работе нескольких ИП.

Как выбрать мощность блока питания исходя из компонентов?

Я уже озвучил, что существует немало онлайн калькуляторов для расчёта приблизительной мощности блока питания. Такими услугами обзаводятся всё чаще именно производители систем охлаждения и блоков питания. Так что сразу к их списку:

не забывайте указывать количество ядер, карт, планок и т.д.

как только щёлкните по кнопке , страница выдаст суммарную мощность и ближайший рекомендуемый продукт (производимый её, разумеется, конторой) и предложит услужливо ссылку на магазин

Вобщем, вам есть из чего выбрать: пробегите по калькуляторам и через некоторое время вы наверняка утвердитесь во мнении. Однако на мой взгляд все из перечисленных завышают требования к компьютеру, хотя это лучше, чем подсчитывать или прикидывать вручную.