Форм-фактор блоков питания для компьютеров: что это такое и какие существуют?

Приветствую, дорогие читатели! В одной из предыдущих публикаций про основные характеристики БП мною, вскользь, упомянута тема про форм фактор блока питания для компьютера. В сегодняшнем гайде я расскажу об этом более детально.

Что это такое

Форм-фактором называется форма, размеры и физическая компоновка того или иного девайса для ПК. Все параметры стандартизированы, поэтому устройства одного форм фактора в большинстве случаев являются взаимозаменяемыми.

Конечно, следует обращать внимание и на другие параметры – в случае с БП это мощность, разъемы блока питания ПК (информацию по ним вы найдете здесь) и прочее.

Однако использование соответствующего форм-фактора(стандарта) гарантирует, что устройство поместится в корпусе чисто физически и не потребуется дополнительная «доводка напильником».

Преимущества для пользователей очевидны: типизация и стандартизация комплектующих позволяет быстро и недорого заменить деталь на аналогичную, приложив при этом минимум усилий.

Кроме того, на базе стандартных комплектующих можно так же быстро собрать новый компьютер требуемой конфигурации, а при возникновении необходимости улучшить характеристики, благодаря установке более мощного устройства.

Кроме того, совместимость стандартов обеспечивает более широкий выбор комплектующих и как следствие их большую доступность в плане цены, благодаря конкуренции между производителями.

Впервые о стандартизации задумались инженеры компании IBM, первопроходца во многих сферах, так или иначе связанных с компьютерами. На тот момент принято было три стандарта: PC/XT, AT и PS/2 Model 30. Почти у всех современных форм-факторов, какие существуют сегодня, «растут ноги» именно отсюда.

Современные типоразмеры

Принципиальная схема у всех БП аналогична, но вот конструкция может иметь определенные отличия. Рассмотрим более детально типы и виды современных стандартов, которые можно найти на рынке.

Этот вид представила компания Intel в 1995 году как замену теряющему актуальность AT. БП старого образца уже не хватало мощности, чтобы обеспечить энергией новые прожорливые компьютеры.

Такой БП имеет основной 20 или 24-пиновый коннектор для подключения материнки и 4-пиновый коннектор для подключения питания +12 В, подающегося на процессор. Может использоваться с материнскими платами ATX, microATX, BTX и microBTX.

Сегодня этот вид является самым распространенным, поэтому при выборе комплектующих для сборки системного блока рекомендую ориентироваться именно на него. Для игрового компьютера следует использовать ATX версии 2.3. Габариты — 150x86x140 мм.

Еще одно детище Intel, которое представлено в 1997 году. По сравнению с предыдущим вариантом, отличается уменьшенными габаритами, что позволяет собрать миниатюрный системный блок, подобрав соответствующие комплектующие.

Коннекторы для питания материнки и процессора такие же, как в предыдущем случае. Подходит для mini-ITX (имею в виду стандарты материнских плат), ATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, DTX.

При покупке такого блока следует убедиться, что он физически подойдет по габаритам к корпусу, а также имеет все необходимые коннекторы для подключения дополнительных устройств. Размеры — 125×51,5×100 мм

В 1998 несколько крупных производителей комплектующих создали отраслевую группу SSI, на которую возложили задачу разработки и продвижения отраслевых форм-факторов. В результате создана спецификация EPS – типоразмер БП для сервера начального уровня.

Такой БП имеет 24-пиновый коннектор для питания материнской платы и 8-пиновый коннектор для подключения процессора. Совместим с материнскими платами ATX и Extended ATX. От обычных блоков такие отличаются большей мощностью.

Как вариант, можно использовать маломощный сервер в качестве домашнего ПК, однако учитывайте, что обойдется такое удовольствие гораздо дороже обычного десктопного компьютера, из-за специфических комплектующих. Размеры — 150×86 и глубиной от 180 до 230мм.

В 2002 году появился TFX для низкопрофильных корпусов. По сравнению с ATX, он имеет более вытянутую форму и наклон, что делает монтаж более удобным. Спроектирован стандарт с расчетом на выходную мощность от 180 до 300 Ватт, что вполне достаточно для компактных рабочих станций. Коннекторы для подключения питания:

Такие БП совместимы с материнками microATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, Mini-ITX и DTX. Габариты: 85×65,2×175

Компактный стандарт, представленный в 2003 году компанией Intel. Рассчитан на среднеразмерные системы с объемом корпуса от 10 до 15 литров. Выходная мощность до 300 Ватт. Имеют «неправильную» форму – не прямоугольный параллелепипед, как в предыдущих случаях, а Г-образный профиль. Оборудован такими же разъемами, как и ATX. Может использоваться с материнскими платами microBTX, picoBTX и DTX. Общие размеры 150×86х96.

Стандарт, разработанный в 2004 году компанией «Интел», как решение для ультракомпактных систем с объемом корпуса до 9 литров. Обеспечивает выходную мощность до 260 Ватт. Оборудован основным 24-пиновым и дополнительным 4-пиновым коннекторами. Используется с материнками picoBTX, nanoBTX и DTX.

Извините, но фотку этого зверька не нашел. Так же есть своеобразный вырез в задней части корпуса, а общие размеры составляют 62×72х210 мм.

FlexATX

Стандарт, разработанный в 2007 году как решение для компактных настольных систем и серверов. Имеет основной 24-пиновый и дополнительный 4-пиновый коннекторы. Совместим с материнскими платами microATX, FlexATX, microBTX, picoBTX, nanoBTX, Mini-ITX и DTX. Обеспечивает выходную мощность до 270 Ватт. Здесь по объемам — 40,5×81,5×150 миллиметров.

Как узнать форм фактор блока питания

При покупке комплектующих определить форм-фактор нового БП несложно: эта характеристика всегда указана в спецификации. По поводу апгрейда могу гарантировать: если вы не знаете, какой форм фактор БП используется на вашем компьютере, то с огромной долей вероятности это ATX.

Также на эту тему советую почитать статью про сертификаты блоков питания. А в качестве возможной покупки, рекомендую обратить внимание на устройство Chieftec 550W Retail GDP-550C [А-90].

Спасибо за внимание и до следующих встреч, друзья! Не забывайте делиться публикациями в социальных сетях! Пока пока.

Источник

Что нужно знать при выборе блока питания для ПК

Блок питания является одним из важнейших элементов компьютера, хотя и напрямую не влияет на его производительность. При выборе блока питания нужно подобрать такое устройство, которое сможет удовлетворить требования именно вашей сборки ПК. В этой публикации мы как раз и разберем основные характеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе блока питания для корректной работы вашего ПК. Обращаю ваше внимание, что ниже вы найдете базовую информацию, которая поможет направить вас в вашем поиске и определит в каких нюансах, вам, возможно, следует углубить знания.

Содержание

Подбираем БП по мощности

Как бы просто это не звучало, но для того, чтобы определить мощность будущего блока питания, необходимо сложить потребляемую мощность всех компонентов ПК и сделать небольшой запас, на случай каких-либо изменений или модернизации. Также следует учесть один момент, который заключается в том, что блоки питания от не именитых брендов часто завышают свои характеристики, или указанная мощность БП рассчитана при максимальной нагрузке. Таким образом, если БП будет работать на пике мощности постоянно, это, несомненно, приведет к уменьшению его срока службы и может привести к различным сбоям в питании. Если при выборе вы все же отдали предпочтение малоизвестному бренду, следует покупать БП с запасом мощности хотя бы в полтора раза, а лучше в два раза. Добавлю, что мощность БП следует подбирать из значений номинального потребления всех компонентов ПК, а не пиковых значений. Для покрытия пикового энергопотребления мы как раз и берем БП с запасом мощности.

Что касается реальных цифр, следует сказать, что для офисного ПК или компьютера для бытовых задач хватит БП с мощностью до 400 Вт. Что касается современных ПК для игр, часто приходится использовать БП с мощностью 800-900 Вт и более. При выборе блока питания рекомендую также не забывать о потреблении энергии систем охлаждения и всевозможных декоративных подсветках. Для вашего удобства в интернете можно найти специальный калькулятор для расчета.

Энергоэффективность и КПД

КПД определяет соотношение потребляемой мощности БП к реальной выходной его мощности. Для облегчения задачи выбора «правильного» для вас БП существует специальная стандартизация Energy Star. Если я не ошибаюсь, последняя версия этого стандарта 4.0, но насколько я знаю, обновления в этой версии стандарта было довольно давно. В любом случае, сейчас этот стандарт заключается в следующих требованиях и маркировках:

Эта небольшая деталь крайне важна при выборе и на нее точно следует опираться. Конечно, покупать БП без этой сертификации вообще не стоит. А оптимальным решением по цене и эффективности могут стать блоки с маркировкой 80 Plus Bronze. Эти блоки на сегодняшний день являются самими распространенными. К примеру, если вы приобретаете БП с мощностью 800 Вт со стандартом 80 Plus Bronze, его реальная выходная мощность составит 656 Вт.

Форм-фактор и типы подключения

Не стоит забывать о том, что существуют разные форм-факторы БП, это сделано для совместимости с различными типами корпусов ПК. Самым распространенным типом БП и корпусов для них являются устройства с маркировкой ATX. Но еще существуют БП с другими форм-факторами SFX, TFX и EPS. Эта характеристика обязательно будет указана на БП.

Также обращаю ваше внимание на то, что существует два типа подключения оборудования к БП.

Стандартный тип. В этом типе все разъемы для подключения оборудования уже стационарно установлены и их нельзя поменять. То есть провода с разъемами буквально впаяны в БП. Это классическое и самое распространенное решение. Такие БП бывают с разными разъемами для ЦПУ (к примеру, на 4 или 8 контактов), а также могут отличаться по разъемам для материнских плат (на 24 контакта и на 20 контактов для старых моделей или серверных плат). Также на такие БП могут быть абсолютно со всеми возможные разъемы. Обычно используется самые распространенные современные разъемы, но все же перед покупкой стоит этот момент проверить.

Модульный тип. Это более дорогое решение, обычно используется в ПК с прозрачной крышкой корпуса. В таком типе устройства к БП подключается только то оборудование, которое установлено в ПК в данный момент. Таким образом, можно избежать лишнего нагромождения неиспользуемых проводов.

Что такое PFC

PFC – это система, обеспечивающая автоматическую коррекцию выходной мощности в зависимости от входящих изменений в токе. Очень полезная и необходимая функция, особенно при использовании дорогостоящего оборудования. Также стоит знать, что система PFC делится на два типа: PPFS, APFC.

PPFS – это пассивная система, обычно применяется в более дешевых моделях БП, такая система обладает небольшой способностью сглаживания токов.

APFC – это активная система, уже более дорогая, поскольку она выполнена на отдельной плате, и по сути является еще одним питающим элементом. Такая система может сглаживать большие перепады в токе и обеспечивает стабильную выходную мощность и ток.

Применяем знания на практике

Исходя из вышеизложенной базовой информации, можно приступить к выбору блока питания. Для начала определяемся с форм-фактором и типом подключения БП. Затем подбираем мощностью будущего БП, исходя из суммарного энергетического потребления вашего оборудования опираясь на запас и КПД (стандартизацию Energy Star). Также можно обратить внимание на охлаждение блока питания. Здесь чем больше лопасти вентилятора, тем меньше производят они шума и лучше охлаждают. Также есть модели БП с пассивным охлаждением, в таких моделях для отвода тепла используется большой алюминиевый радиатор.

Ну, а на этом все, надеюсь, публикация была полезна для вас. Спасибо, что дочитали статью до конца. Также можете посетить мой блог на сайте. Там вы найдете еще больше различных статей и обзоры разных устройств.

Источник

Блоки питания стандарта АТХ

Введение

Используемые в настоящее время в электронной аппаратуре блоки питания (БП) можно разделить на нестабилизированные и стабилизированные. Последние отличаются наличием специальной схемы, поддерживающей выходное напряжение постоянным вне зависимости от колебаний напряжения на входе или мощности нагрузки. В свою очередь, стабилизированные БП можно грубо разделить на два класса по типу используемого стабилизатора: линейные и импульсные.

Регулировка же выходных напряжений осуществляется изменением ширины импульсов, подаваемых с ШИМ-контроллера на блок транзисторных ключей. Чем шире импульс, тем больше энергии он «накачает» в трансформатор, и тем больше будет напряжение на его вторичных обмотках. ШИМ-контроллер следит за выходными напряжениями блока и при их изменении подстраивает ширину импульсов так, чтобы оно вернулись в заданные пределы.

Однако выходных напряжений в компьютерном блоке питания много, а сделать на каждое по собственному стабилизатору невозможно. Поэтому в блок устанавливается только один импульсный стабилизатор, непосредственно отслеживающий сразу два основных напряжения: +5 и +12 В. Разумеется, это приведет к тому, что при увеличении нагрузки на +5-В ШИМ-контроллер увеличит ширину импульсов, чтобы скомпенсировать возросшее падение напряжения на шине +5 В, а это, в свою очередь, приведет к увеличению всех остальных напряжений, поскольку трансформатор общий для всех. Для компенсации этого эффекта в схему введен так называемый дроссель групповой стабилизации, через который проходят все выходные напряжения; разумеется, полностью избавиться от всех побочных эффектов он не позволяет, но все же заметно улучшает ситуацию. Такая схема типична для компьютерных блоков питания.

История развития блоков питания

Первым стандартным форматом компьютерных блоков питания был AT, соответствующие ему БП и корпуса исчезли из продажи много несколько лет назад.

Постепенно в стандарт АТХ вносились изменения, но до определенного момента они не оказывали существенного влияния на блок питания. Новой тенденцией, приведшей к заметному с точки зрения пользователя изменению БП, был переход на 12-В питание стабилизатора процессора.

АТХ12V

Так как физически новые блоки отличались от старых лишь дополнительным разъемом, то в продаже в большом количестве появились различные переходники для адаптации АТХ-блоков питания к стандарту ATX12V. Разумеется, в связи с возросшими требованиями к нагрузочным токам для мощных систем такая адаптация была некорректна, но у систем со сравнительно небольшим энергопотреблением никаких проблем не возникало.

Тем временем наметилась новая тенденция: если раньше потребление по шине +3,3 В росло, то теперь оно, напротив, стало падать, ибо все больше производителей стали использовать на своих платах отдельные стабилизаторы, питающиеся от +5 или чаще +12 В и формирующие необходимые для платы напряжения. Более того, современные графические платы питаются уже не от AGP, а от отдельного разъема питания, на который просто не заводится напряжение +3,3 В. Соответственно, требования к этому напряжению падают, а к нагрузочной способности по шине +12 В, наоборот, увеличиваются, особенно учитывая постоянно растущее энергопотребление процессоров.

ATX12V 2.0

Для удовлетворения вышеописанных требований был разработан стандарт ATX12V, версия 2.0 (не путать со стандартом АТХ 2.0; ATX12V 2.0 соответствует версии 2.2 стандарта АТХ). Это не просто косметические улучшения БП: изменения довольно серьезны, и старые блоки питания, хотя и будут частично совместимы с системными платами стандарта ATX12V 2.0, во многих случаях придется заменить.

Привычный четырех контактный разъем ATX12V, предназначенный для питания стабилизатора процессора, в новом стандарте не изменился, но теперь на него подается напряжение +12 В с другого источника, так что процессор имеет свое собственное питание, до некоторой степени независимое от питания системной платы и различной периферии, что должно положительно сказаться на качестве питающих напряжений.

На сегодня блоков стандарта ATX12V 2.0 в широкой продаже нет, ожидать их появления стоит разве что вместе с появлением корпусов и системных плат нового стандарта ВТХ.

EPS12V

Физически блоки стандарта EPS12V по габаритам и расположению крепежных отверстий совместимы с блоками АТХ, так что ничто не препятствует их установке в обычный АТХ-корпус. Разъем питания системной платы стандарта EPS12V аналогичен таковому в ATX12V 2.0-платах, причем не только физически (это 24-контактный разъем такого же типа), но и по разводке контактов; таким образом, к ЕР512V-блоку питания можно без проблем подключать системные платы ATX12V 2.0 и при наличии физической возможности подключить более крупный разъем также и платы ATX12V 1.1 (при отсутствии такой возможности следует использовать переходник).

Разъем питания процессоров у EPS12V собственный, восьми контактный. Однако четыре крайних контакта в точности совпадают с разъемом ATX12V, поэтому его также можно напрямую подключить к обычной ATX12V системной плате, если сбоку от установленного на ней разъема есть свободное место, либо же, если места нет, воспользоваться переходником.

Другие форм-факторы блоков питания

Кроме АТХ и ATX12V, существует еще несколько форм-факторов блоков, предназначенных для различных типов компактных корпусов. Стандарт ATX12V для них родительский.

Параметры блоков питания стандарта ATX 12V

Традиционно большинство пользователей считают мощность блока питания его основным параметром, что, вообще говоря, совершенно неправильно. Однако некоторые производители БП этим пользуются, предлагая блоки со все большими и большими цифрами на этикетке, причем эти цифры часто можно считать необоснованными.

Выходная мощность

Максимальные токи нагрузки

Допустимые токи нагрузки для блоков питания, казалось бы, одной и той же мощности, могут различаться довольно сильно. Причем нельзя сказать, что с течением времени все параметры БП улучшаются: так, купленная полгода назад система с мощным процессором и графическим адаптером, питающимися от шины +5 В, может нормально работать с 250-Вт АТХ-блоком питания пятилетней давности, зато откажется запускаться с новейшим блоком ATX12V 2.0, только-только сошедшим с конвейера. Из этого не следует, что новый блок питания хуже старого, он лучше, но не для этой системы. Ни в коем случае нельзя рассматривать блок питания в отрыве от системы, с которой он будет использоваться, ибо абстрактные ватты в общем случае ни о чем не говорят.

Стабильность выходных напряжений

Как уже отмечалось, в компьютерных блоках питания используется так называемая схема с групповой стабилизацией напряжений, что приводит к взаимной зависимости различных выходных напряжений: если, скажем, увеличивается нагрузка на шину +5 В, то стабилизатор, пытаясь поднять снизившееся на ней напряжение до прежнего уровня, увеличивает его и на всех остальных шинах.

Как правило, при эксплуатации блока питания проблемой может стать выход за допустимые пределы напряжения +5 или +12 В, в то время как напряжение +3,3 В обычно стабилизируется в блоке собственным вспомогательным стабилизатором и к скачкам нагрузки по остальным шинам не столь чувствительно.

Высокочастотные пульсации выходных напряжений

Фильтрация ВЧ-помех на входе блока

Защита блока питания

В любом компьютерном блоке питания, претендующем на соответствие стандартам, есть несколько систем защиты, призванных уберечь сам БП от каких-либо внешних воздействий и не допустить повреждения подключенных к нему компонентов в случае выхода из строя его самого.

Для борьбы с этим в качественных блоках, помимо общей защиты по мощности, шины с большой нагрузочной способностью также оснащены индивидуальной защитой, останавливающей блок при перегрузке любой такой шины. Необходимо отметить, что, согласно стандарту, блок должен корректно справляться не только с перегрузкой, но и с замыканием шин друг на друга, а также на «землю».

К сожалению, некоторые блоки нижнего ценового диапазона не оснащаются подобной защитой, что в случае выхода такого блока из строя может привести (и зачастую это происходит) к отказу практически всего системного блока, в том числе электроники жестких дисков, системной платы, графического адаптера и др. Блоки питания среднего ценового диапазона, как правило, уже разрабатываются на базе микросхем ШИМ-контроллеров со встроенной защитой, поэтому для них вероятность таких происшествий крайне мала.

Вопреки распространенному мнению, блоки не оборудуются защитой от превышения входного напряжения. Впрочем, импульсный блок питания способен работать в очень широком диапазоне напряжений, поэтому в штатном режиме для нормальной работы ему подходит практически любая электросеть без дополнительной стабилизации. Выход же блока питания из строя из-за превышения входного напряжения обычно случается при работе его в 220-В сети, когда переключатель напряжения сети установлен в положение «110 В». Такая ситуация означает практически мгновенный отказ БП. Установленный на входе блока питания плавкий предохранитель предназначен для защиты не самого БП, а питающей 220-В сети и аппаратуры в ней, поскольку срабатывает он уже после выхода из строя ключевых транзисторов блока, а установленные там же варисторы (нелинейные резисторы, сопротивление которых резко падает, если напряжение на них превышает некоторый порог) рассчитаны на защиту от коротких резких всплесков напряжения (например, при близком ударе молнии), но не от подключения блока к сети со слишком большим напряжением.

Кроме перечисленного, стандарт предусматривает возможность установки в блок защиты от перегрева, однако это необязательное требование, и абсолютное большинство производителей такую защиту не устанавливают.

КПД блока питания

Коэффициент полезного действия блока определяет отношение отдаваемой им на нагрузку мощности к активной мощности, потребляемой блоком от сети питания.

Здесь можно лишь отметить, что, как показывает выборочное тестирование различных блоков, реальный КПД меняется от 70 до 85%, т. е. без каких-либо проблем удовлетворяет требованиям стандарта.

Коэффициент мощности

Для коррекции коэффициента мощности (Power Factor Correction, PFC) в настоящее время применяют два типа схем: пассивные и активные.

Охлаждение блока питания

Более эффективна схема со вторым вентилятором на верхней крышке блока (причем он смещается в сторону относительно первого вентилятора), размещенным так, чтобы поток воздуха от него приходился в первую очередь на два самых горячих элемента: радиатор с выходными диодными сборками и дроссель групповой стабилизации. Благодаря эффективному охлаждению этих элементов удается установить достаточно тихоходные вентиляторы, чтобы шум от них не был раздражающим. Такая схема охлаждения обычно применяется в довольно дорогих блоках питания, хотя встречаются и в отдельных моделях среднего ценового диапазона.

Также небольшую, но все же заметную роль в охлаждении играет решетка вентилятора. В дорогих моделях вместо штампованной решетки применяют проволочную, на которой, благодаря ее небольшой площади и закругленным краям, поток воздуха от вентилятора производит значительно меньше шума.

Критерии визуальной оценки качества блока питания. Производители БП

Так как для проведения объективного тестирования БП требуется соответствующая аппаратура, и вообще это не всегда возможно, то достаточно важна визуальная оценки качества блока.

Во-первых, надо обратить внимание на массу блока. Она у качественного блока питания, как правило, 1,5-2 кг; если масса меньше, значит, производитель экономит на металле корпуса, толщине и размерах радиаторов, магнитопроводов дросселей, силового трансформатора и т. д. Как правило, блоки «в весе пера» относятся к низшей ценовой категории и зачастую показывают допустимые параметры при мощности нагрузки не более 60-70% от заявленной производителем. Правда, надо отметить, что использование пассивной коррекции коэффициента мощности заметно прибавляет вес любому блоку, однако наличие дросселя PFC обычно видно по головкам четырех держащих его крепежных болтов.

Также стоит обратить внимание на количество разъемов для питания периферии. Их должно быть не только много, но, что более важно, они должны быть разнесены на разные группы проводов. В идеале на каждой выходящей из блока питания группе проводов должно быть не более двух разъемов питания винчестеров и одного разъема питания НГМД. Если же на одной группе проводов находятся сразу по четыре разъема, да еще и сечение проводов соответствует стандарту 20AWG, то это верный путь к проблемам при попытках задействовать все четыре разъема.

Некоторые производители блоков питания

В заключение перечислим некоторые наиболее популярные компании, выпускающие блоки питания, кратко охарактеризовав качество их продукции.

Компания Thermaltake, продающая одноименные блоки питания, для их производства пользуется услугами Sirtec.

Компания Chieftec, поставляющая одноименные корпуса, также комплектует их блоками питания от Sirtec.

Компания «Ниеншанц» поставляет корпуса Powerman и блоки питания Powerman и Powerman Pro. Несмотря на схожесть названия с InWin PowerMan, эти блоки не имеют к InWin никакого отношения, производит их также компания Sirtec.

Herolchi Electronics Co. поставляет блоки питания НЕС, также встречающиеся под марками GIT и Apollo. Качество изготовления блоков питания очень хорошее, однако тестирование выявило у них недостаточную надежность при работе под большой нагрузкой.

Источник