меньшие размеры, меньший вес и более низкое энергопотребление. Линейные блоки питания имеют по меньшей мере три очевидных недостатка. Во-первых, выходное напряжение трансформатора линейно следует входному напряжению (отсюда и название линейный), поэтому любые скачки переменного тока отражаются на выходном напряжении. Во-вторых, потребность ПК в большой мощности требует использования проводов большого сечения для трансформатора. И наконец, переменный ток с частотой 60 Гц трудно фильтровать внутри блока питания, т. е. необходимы большие и дорогие конденсаторы фильтра, а также стабилизаторы.

Импульсный блок питания, в свою очередь, характеризуется импульсной схемой, принимающей входящую энергию на относительно высокой частоте. Это позволяет использовать более легкие и дешевые высокочастотные трансформаторы. Кроме того, высокие частоты выходного напряжения гораздо проще фильтровать, а входное напряжение часто нестабильно. Изменение входного напряжения от 90 до 135 В все равно приводит к подаче нужного выходного напряжения, а многие импульсные блоки питания автоматически переключаются на входное напряжение 220 В.

Особенность импульсных блоков питания заключается в том, что они не работают без нагрузки, т. е. к источникам +5 В (+12 В) должны быть подключены какие-либо потребители энергии. Если поставить блок питания на стол, ничего к нему не подсоединив, и включить в сеть, то либо внутренняя схема защиты его отключит, либо он перегорит. Как правило, блоки питания защищены от работы без нагрузки и отключаются, но в некоторых дешевых моделях схема защиты отсутствует, и на холостом ходу они моментально выходят из строя.

Минимальная нагрузка, необходимая для обеспечения нормальной работы стандартного блока питания IBM AT мощностью 192 Вт, составляет: для источника +5 В - 7,0 А, для источника +12 В - минимум 2,5 А. Пока системная плата подключена к блоку питания, регуляторы напряжения будут подавать напряжение +5 В для обеспечения постоянного питания схемы. Тем не менее напряжение +12 В обычно используется только двигателями (а не системной платой), а двигатели накопителей на гибких дисках и дисководов CD-ROM/DVD почти всегда выключены. Поскольку дисководы для гибких или оптических (CD/DVD) дисков не получают напряжение +12 В до тех пор, пока не начнут вращение диска, системы без жесткого диска могут испытывать определенные проблемы, так как напряжение +12 В не будет обеспечено достаточной нагрузкой.

Когда IBM решила выпускать компьютер AT без жесткого диска, ей пришлось подключить кабель питания к большому резистору с сопротивлением 5 Ом и мощностью рассеивания 50 Вт, смонтированному на небольшой стойке в том самом месте, где должен быть жесткий диск. В корпусе компьютера даже были предусмотрены специальные отверстия для крепления стойки с резистором. В середине 1980-х годов некоторые торговые фирмы закупали компьютеры AT без жестких дисков, а затем устанавливали в них накопители емкостью 20 или 30 Мбайт, приобретая их у других фирм по более низкой цене, чем у IBM. При этом нагрузочные резисторы выбрасывались сотнями. Мне тогда удалось подобрать пару штук (вот откуда стало известно, какие резисторы использовались для этих целей).

Они включались между выводами 1 (+12 В) и 2 (Общий) разъема питания жесткого диска. Ток нагрузки 12-вольтного источника при этом был равен 2,4 А, мощность, рассеиваемая на резисторе, - 28,8 Вт (представляете, как он нагревался!), но блок питания мог работать нормально. Если учесть, что вентиляторы в большинстве блоков питания потребляют ток 0,1-0,25 А, общий ток нагрузки упомянутого источника составлял 2,5 А

или чуть больше. Без нагрузочного резистора блок питания либо не запускается, либо работает неустойчиво. Системная плата потребляет ток от 5-вольтного источника постоянно, но двигатели накопителей на гибких дисках - основные потребители энергии по цепям +12 В - большую часть времени простаивают.

Большинство современных блоков питания мощностью 200 Вт не требуют такой большой нагрузки, как первый блок питания IBM AT. Теперь по цепи +3,3 В достаточно тока нагрузки от 0 до 0,3 А, по цепи +5 В - 2,0-4,0 А, а по цепи +12 В - 0,5-1,0 А. Почти все системные платы сами по себе достаточно хорошо нагружают 5-вольтный источник. Как уже не раз отмечалось, стандартный вентилятор потребляет от источника +12 В ток 0,1-0,25 А. Обычно, чем выше предельная мощность источника, тем выше минимально допустимая нагрузка, хотя бывают и исключения, так что всегда обращайте внимание на технические параметры блока.

В некоторых высококачественных блоках установлены нагрузочные резисторы. Эти блоки могут работать без внешней нагрузки. В большинстве дешевых моделей нагрузочные резисторы отсутствуют, поэтому для их работы необходима соответствующая нагрузка по цепям +3,3, +5 и +12 В.

Чтобы проверить блок питания отдельно от компьютера, подключите нагрузку к выходам +5 и +12 В. Если вы заранее не подготовились к проверке, то понадобится запасная системная плата и накопитель на жестких дисках в качестве нагрузок для источников +5 и +12 В соответственно.

Мощность блоков питания

Большинство производителей компьютеров предоставляют техническую информацию о блоках питания. Ее можно найти в техническом руководстве, а также на этикетке, приклеенной к блоку. Если вы знаете название компании - производителя блока питания, обратитесь непосредственно к ней.

Входные параметры измеряются в вольтах, а в качестве выходных приводятся токи нагрузки (в амперах) для разных номиналов выходного напряжения источника (в вольтах). IBM обычно приводит в качестве выходного параметра мощность в ваттах. Если в документации к конкретному блоку указаны только токи нагрузки в амперах, преобразуйте их в выходную мощность в ваттах, используя простую формулу:

мощность (Вт) = напряжение (В) х ток (А).

Перемножив напряжения и токи по каждой выходной цепи и просуммировав результаты, можно получить общую (вычисленную) выходную мощность блока питания. Обратите внимание, что выходная мощность подсчитывается только на основе положительных сигналов напряжения; отрицательные выходная мощность, сигналы Power Good и другие не учитываются.

В табл. 21.10 приведены стандартные значения выходных параметров (мощности, напряжения и тока нагрузки) для систем различных конструкций. Большинство производителей выпускают серии устройств с различными выходными мощностями в диапазоне 100-450 Вт. В табл. 21.11 приведены номинальные мощности по каждой цепи для блоков питания различной суммарной мощности, указанной производителем. В большинстве случаев вычисленная мощность практически совпадает с указанной в паспорте, но бывают и существенные расхождения. При составлении таблицы использовались каталоги компаний Astec Standard Power и PC Power and Cooling.

Таблица 21.10. Типичные параметры совместимых блоков питания

Новые источники питания вырабатывают также напряжение +3,3 В. Параметры различных источников питания ATX, которые вырабатывают напряжение +3,3 В, приведены в табл. 21.11.

Таблица 21.11. Типичные параметры блоков питания ATX

ПараметрыЗначения

Выходная мощность, Вт

+3,3 В +5 В +12 В

-5 В -12 В +5VSB

Всего ватт (3,3 + 5 + 12)* +3,3/+ 5 В

* Обратите внимание на то, что приведенная выходная мощность является теоретической и подсчитана на основе максимального значения напряжений +3,3, +5 и +12 В. Практически все блоки питания ограничивают максимальное значение для комбинированных уровней напряжения +3,3 и +5 В. Поэтому реальный максимальный рейтинг несколько меньше представленного в таблице максимального значения.

Вычисление мощности по приведенной ранее формуле позволяет сделать вывод, что блоки питания имеют большую мощность, чем указано в их рейтинге. Например, блок питания 300 Вт будет иметь мощность 340 Вт. Следует учитывать, что блок питания также характеризуется максимальной выходной мощностью 150 Вт для напряжения +3,3 и +5 Вт. Следовательно, не стоит производить расчет общей максимальной мощности для схем +3,3 и +5 В одновременно, поскольку подсчет общей мощности должен быть разделен между этими двумя напряжениями с мощностью 150 Вт и меньше. В результате общая мощность получает более логическое значение 294 Вт.

В большинстве совместимых блоков питания выходная мощность колеблется от 150 до 300 Вт. Блоки малой мощности непрактичны, и при желании вы можете заказать блок питания мощностью до 500 Вт, который будет вполне соответствовать вашим потребностям.