Как устроены блоки питания ATX для компьютеров. Из каких компонентов они состоят. Какие бывают схемы блоков питания разной мощности. Как работают основные узлы БП ATX. На что обратить внимание при выборе блока питания.
Основные компоненты блока питания ATX
Блок питания ATX (Advanced Technology eXtended) является важнейшим компонентом любого современного компьютера. Он обеспечивает стабильное электропитание всех устройств системного блока. Рассмотрим основные компоненты, из которых состоит типичный блок питания ATX:
- Входной фильтр и выпрямитель — подавляет помехи из электросети и преобразует переменное напряжение в постоянное
- Импульсный преобразователь — преобразует выпрямленное напряжение в высокочастотное переменное
- Силовой трансформатор — гальванически развязывает первичную и вторичную цепи, понижает напряжение
- Выходные выпрямители и фильтры — формируют стабильные напряжения +12В, +5В, +3.3В и др.
- Схема обратной связи и управления — обеспечивает стабилизацию выходных напряжений
- Вентилятор охлаждения — отводит тепло от компонентов блока питания
Все эти узлы размещаются в металлическом корпусе стандартных размеров, что обеспечивает взаимозаменяемость блоков питания ATX разных производителей.
Принципиальная схема простого блока питания ATX
Рассмотрим типовую схему простого блока питания ATX мощностью 300-400 Вт:
- На входе стоит сетевой фильтр и выпрямитель на диодном мосте
- Далее идет импульсный преобразователь на MOSFET-транзисторах
- Силовой трансформатор понижает напряжение
- Выходные выпрямители на диодах Шоттки формируют напряжения +12В, +5В, +3.3В
- ШИМ-контроллер обеспечивает стабилизацию напряжений
- Оптопара гальванически развязывает первичную и вторичную цепи
Такая схема позволяет получить КПД на уровне 70-75%. Она применяется в бюджетных блоках питания начального уровня.
Схема блока питания ATX с активным PFC
Более совершенные блоки питания ATX оснащаются схемой активной коррекции коэффициента мощности (Active PFC). Рассмотрим ее основные отличия:
- Добавлен корректор коэффициента мощности на MOSFET-транзисторе
- Применяется специализированный PFC-контроллер
- Увеличена емкость входного конденсатора
- Используется более мощный импульсный преобразователь
- Добавлены дополнительные выходные фильтры
Схема с активным PFC позволяет достичь КПД на уровне 80-85% и выше. Такие блоки питания соответствуют стандарту 80 PLUS и обеспечивают более стабильную работу компьютера.
Особенности схем мощных блоков питания ATX
В мощных блоках питания ATX на 600-1000 Вт применяются следующие схемотехнические решения:
- Многофазный PFC на нескольких параллельных транзисторах
- Резонансный преобразователь вместо обычного ШИМ
- Синхронные выпрямители на MOSFET вместо диодов Шоттки
- Цифровое управление и мониторинг параметров
- Дополнительные DC-DC преобразователи для +5В и +3.3В
Это позволяет достичь КПД более 90% и обеспечить стабильную работу мощных игровых компьютеров и рабочих станций.
Основные параметры блоков питания ATX
При выборе блока питания ATX следует обращать внимание на следующие ключевые параметры:
- Максимальная мощность — суммарная нагрузочная способность по всем выходам
- КПД — эффективность преобразования энергии, важный показатель качества
- Мощность по линии +12В — критически важна для питания процессора и видеокарты
- Уровень пульсаций и шумов — влияет на стабильность работы компьютера
- Защита от перегрузки, КЗ, перегрева — обеспечивает надежность и безопасность
Также важны габариты, тип и длина кабелей, уровень шума вентилятора и другие эксплуатационные характеристики блока питания.
Выбор оптимального блока питания ATX
При подборе блока питания ATX для конкретного компьютера следует учитывать:
- Суммарное энергопотребление всех компонентов системы
- Пиковую мощность процессора и видеокарты
- Планируемые апгрейды и расширения конфигурации
- Требования к стабильности питания и уровню шума
- Бюджет и соотношение цена/качество
Оптимальным выбором для большинства домашних и офисных компьютеров будет блок питания мощностью 500-650 Вт с сертификатом 80 PLUS Bronze/Silver от проверенного производителя.
Диагностика неисправностей блоков питания ATX
Основные признаки проблем с блоком питания ATX:
- Компьютер не включается или произвольно перезагружается
- Нестабильная работа, зависания, синий экран смерти
- Посторонние шумы, запах гари из блока питания
- Вздутые или потекшие конденсаторы на плате БП
- Сгоревшие элементы или следы оплавления на плате
При обнаружении таких симптомов следует протестировать блок питания с помощью мультиметра или специального тестера БП. В случае подтверждения неисправности блок питания необходимо заменить.
Топ 3+ бюджетных БП – хороший выбор
Блок питания – важная часть всей системы. Обычно отдельно его покупка не рассматривается, ведь блоки питания есть во многих компьютерных корпусах «с коробки», а при его отсутствии, часто покупается «на сдачу». Однако следует принять во внимание, что от качества питания напрямую зависит стабильность работы компьютера, и к выбору питающего устройства следует подходить ответственно.
Не всегда есть бюджет на покупку дорогого блока питания, поэтому покупатель обращает своё внимание на более бюджетный сегмент. Мы подобрали несколько моделей, которые могут заинтересовать. Плюс мы выделили важные показатели, на которые стоит обращать внимание при покупке блока питания.
Блок питания 400 Ватт
Zalman ZM400-XEII Блок питания упакован в картонную запаянную неокрашенную коробку. На обратной стороне на нескольких языках указана информация о поставщике и краткое описание устройства.
Похоже, для экономии, одна и та же упаковка используется для всей серии, конкретная модель выделяется наклейками.
В комплекте инструкция по эксплуатации, силовой кабель, 4 винта для крепления и несколько хомутов — стяжек. Упаковка имеет защитную наклейку, чтобы исключить возможность бесследного вскрытия.
Сам блок питания окрашен в чёрный цвет, на задней стенке для охлаждения сделаны отверстия в виде сот. Все провода несъёмные, выходят из БП напрямую. Отдельно отметим провода, которые идут к разъёму материнской платы, они аккуратно собраны в пластиковую оплётку.
Длина проводов от блока питания до разъёмов – 45 сантиметров, коротковато для Full-Tower-корпусов с размещением БП в нижней части. На линиях с разъёмами для SATA видим по 3 разъёма через достаточный промежуток, поэтому если подключать самый нижний жёсткий диск в корзине не самым первым SATA-разъёмом, протяжки кабелей в натяг через материнскую плату можно будет избежать.
Сила тока по 5 и 3,3 вольт суммарно составляет 100 Ватт, похоже тенденция осознания что таких мощностей в современных системах по этим каналам в среднем достаточно 40-50 ватт, начинает обретать массовый характер у производителей. Основное напряжение – 12 вольт, поэтому основной упор нужно делать на него. В ZM400-XEII 12 вольт представлено в виде одной линии в 30 А и заявленной мощностью 360 Ватт. Дежурное напряжение 5 вольт – 2 А, как правило, этот показатель составляет 2,5 А. Диапазон входного напряжения указан 230-240 вольт.
Блок питания оснащён термодатчиком для регулирования оборотов вентилятора охлаждения. Сам вентилятор представлен 120×25 мм устройством, который при включении практически не слышно. При нагрузке общий уровень шума не превышал раздражающий порог.
Разбирать блок питания для осмотра мы не стали, один из корпусных винтов имеет заводскую пломбу, надпись на которой гласит, что при её нарушении устройство лишается гарантии.
Поэтому внутреннее устройство блока будем изучать через корпусные отверстия.
На плате присутствуют LC-фильтры. Схемы коррекции коэффициента мощности нет ни активной, ни пассивной, эта информация указана в паспорте блока питания. Все большие ёмкости – электролитические, что не удивительно. Твердотельные используются в блоках питания другого сегмента и стоят не соразмерно дороже.
В инструкции было объяснение надписи на корпусе «83+», производитель заявлял, что блок питания является энергоэффективным, это свойственно блокам питания с наличием APFC. При нагрузке в 50% и достигается максимальный КПД, которых может составлять 85% и более. А в режиме ожидания потребление от сети составляет всего 1 Ватт.
При тестировании на максимальной паспортной нагрузке блок питания достойно показал себя, все напряжения были в допустимых пределах. Отдельно отметим линию 12 вольт: изначально напряжение на ней было слегка завышено и составляло 12,2 – 12,3 В.
При тестировании свыше паспортных данных блок не только отлично держал заявленную мощность, но мог справиться с большей нагрузкой.
В результате исследований было выявлено, что паспортные данные полностью соответствуют реальным, даже есть запас по мощности в большую сторону. Для блоков питания бюджетного сегмента такие показатели очень редкие, обычно недорогие блоки питания или не вытягивают заявленные производителем показатели, или работают на гране возможного.
К недостаткам можно отнести тонковатые провода и их длину.
Блок питания 550 Ватт
FSP Q-Dion QD550 Q-Dion – это торговая марка FSP в Российской Федерации. Само устройство поставляется в пупырчатой мягкой упаковке, силовой шнур в комплекте.
Блок питания изготовлен из неокрашенного металла, для вентилятора и на задней стенке сделаны отверстия в виде сот. Все провода выходят из БП напрямую, от перетирания их защищает пластиковое кольцо.
Длина проводов от блока питания до разъёмов – 39 сантиметров, что может быть коротковато для полноразмерных-корпусов с размещением БП в нижней части.
Мощность по 5 и 3,3 вольтам суммарно составляет 110 Ватт, основное напряжение 12 вольт представлено в виде одной линии в 36 А и заявленной мощностью 432 Ватт. Дежурное напряжение 5 вольт – 2 А, что выглядит тоже маловато. Диапазон входного напряжения указан 200-240 вольт.
Собран блок питания добротно, это сразу видно после снятия верхней крышки. На плате присутствуют LC-фильтры. Схемы коррекции коэффициента мощности нет ни активной, ни пассивной.
Стоит отметить наличие в блоке питания термодатчика для регулирования оборотов вентилятора охлаждения. Сам вентилятор представлен 120×25 мм устройством с максимальным числом оборотов 1800 в минуту.
Большие вентиляторы, сами по себе, производят меньше шума, а дополнительная схема регулирования оборотов в зависимости от тепловыделения, делает этот блок питания практически бесшумным. Даже при максимальной нагрузке шум от БП не выделялся от прочих систем охлаждения.
На максимальной паспортной нагрузке блок питания достойно показал себя, все напряжения были в допустимых значениях.
На линии 12 В изначально напряжение было в верхнем допустимом пределе и составляло 12,5 В. При эксплуатации свыше паспортных данных было выявлено, что блок не только отлично держит заявленную мощность в 432 Ватт, но и легко справился с нагрузкой и 450 Ватт.
Проверка дежурного питания тоже показала превосходный результат, хоть производителем заявлено всего 2 А, но при нагрузке и в 2,4 блок питания стабильно выдавал 4,9В.
Тестирование показало, что заявленные производителем параметры полностью соответствуют реальным, даже есть небольшой запас по мощности.
Из недостатков, кроме завышенного напряжения по линии 12 вольт без нагрузки в верхний максимальный предел, и очень малой длины проводов, больше ничего выявлено не было.
Блок питания 600 Ватт
В этой мощности выбор бесспорно пал на Chieftec TASK ATX 80+ Bronze TPS-600S
Серия TASK блоков питания входит в число бюджетных. Когда мы увидели в линейке Bronze бюджетный блок питания поначалу это вызвало немало скепсиса.
Наши тесты покажут, насколько реальные характеристики соответствуют заявленным.
БП поставляется в красочной коробке, корпус выкрашен в чёрный цвет. Прорези на тыльной стороне блока питания выполнены в виде сот. Вентилятор охлаждения прикрывает красивая металлическая решётка в виде набора разнокалиберных колец, окрашенных в чёрный. Комплект дополняет силовой шнур и крепёжный набор.
В отличие от всех предшественников, TASK TPS-600S оснащён активным корректором коэффициента мощности и имеет сертификат 80+. Диапазон входного напряжения – очень широкий, составляет 100-240 вольт.
Суммарно мощность по 3,3 и 5 вольтам – 110 W. 12-ти вольтовая линия рассчитана на ток 46 ампер, максимальная мощность – 552 ватт. Дежурное напряжение – 2,5 А.
Начальные данные весьма впечатляют. Особенно то, что более 90% всей мощности может приходиться на линию 12 В. А наличием активного корректора коэффициента реактивной мощности и официального сертификата 80+ не может похвастаться подавляющее большинство бюджетных блоков питания.
В БП находим присутствие элементов сетевого фильтра, это и LC-фильтр, Y-конденсаторы. Наличие одного большого электролита и большого дросселя на входе подтверждает, что в блоке питания действительно есть APFC.
Теперь о напряжениях при нагрузке. Линия 12 В немного занижена с самого начала, а при полной нагрузке напряжение опускается ниже 11,7 В. Такое падение напряжения входит в допустимые пределы, все остальные напряжения были даже чуть больше номинальных. Можно сделать однозначный вывод: TASK TPS-600S обладает потрясающей стабилизацией напряжения, отклонение всего 2%.
Отметим минимальные пульсации напряжения на выходе. Допустимым стандартом являются отклонения +/- 50 мВ, но у TASK TPS-600S они настолько малы, что находятся в этих пределах с кратным запасом.
За охлаждение внутреннего пространства блока питания отвечает 120 мм вентилятор с плавным регулятором оборотом в зависимости от температуры. При полной нагрузке скорость вращения вентилятора достигает почти 1600 оборотов, причём шум от работы в таком режиме не только хорошо слышно, но и он начинает создавать некоторый дискомфорт.
При снижении нагрузки до 70% от максимальной, вентилятор резко сокращает обороты до 1000 и менее, блок питания становится практически бесшумным.
TASK TPS-600S – отличное решение за свои деньги. Блок питания превосходно показал себя и с лёгкостью выдаёт заявленную мощность и даже имеет небольшой запас.
К недостаткам можно отнести слегка заниженное напряжение по линии 12 В и относительно небольшую длину кабелей.
ремонт своими руками, причины и способы решения
Почему не работает блок питания компьютера и что делать? Как понять, что вышло из строя, что и как можно починить самому?
Чтобы чинить блоки питания, нужно представлять себе их схемы, хотя бы приблизительно. Потому что иначе вы сможете заменить лишь визуально обнаруживаемые повреждения. Например, взорванные конденсаторы.
Схемы блоков питания
Приведем схемы БП для компьютера.
Принципиальная схема простого типичного БП.
БП сделан на основе стандартной схемы — первичная цепь до трансформатора с ШИМ-контроллером, оптическая развязка и вторичная цепь после трансформатора.
Неисправности типичные, которые описаны на странице по ремонту импульсных БП.
Принципиальная схема БП с PFC (с коррекцией коэффициента мощности, т.е. с повышенным КПД).
Блоки питания с PFC сложнее и описывать здесь не будем.
Диагностика БП компьютера
Во-первых, нужно понять, работает ли блок питания вообще и нужен ли его ремонт? Затем уже выяснять его проблемы. Как выяснить?
Блок питания компьютера не включается
Выясняем, блок питания включается отдельно от комьютера? Ведь может быть, что на БП не поступает сигнал включения с материнской плате.
Проверяем блок на включение автономно. Для этого замыкаем серый (зеленый) контакт с черным в разъеме подключения к материнской плате. Если БП включается, то проблема в материнской плате. Но это не значит, что БП исправный.
Как проверить неисправность БП на компьютере, какие признаки?
Блок питания включается, компьютер не стартует
Пусть БП включается, вентиляторы крутятся. Это хорошо, но мы ничего не можем сказать о его работоспособности.
Неисправность БП компьютера могут быть следующие:
- нет какого-то напряжения
- напряжения 5В, 12В под нагрузкой просаживается
- пульсациями напряжения питания 5В, 12В выше допустимых
Компьютер включается и зависает при загрузке
При неисправном блоке питания компьютер может включаться, начинать загружаться. Затем компьютер во время загрузки может зависнуть или может сбоить во время работы, может перезагружаться.
Такая неисправность может быть вызвана старением входных сглаживающих электролитических конденсаторов. Конденсаторы со временем теряют емкость, пульсации возрастают. Поэтому компьютер перестает работать нормально.
Если компьютеру не хватает мощности блока питания, то он может перезагружаться и даже отключаться. Так случается часто при апгрейде. В этом случае нужно подыскать БП более мощный.
Блок питания компьютера не включается
Почему блок питания может не включаться?
Такое бывает при неисправном блоке питания, а также материнской плате, если на БП не поступает сигнал включения.
В этом случае нужно проверить блок на включение автономно. Для этого следует замкнуть серый (зеленый) контакт с черным в разъеме подключения к материнской плате. Если блок питания включается автономно, то проблема в материнской плате. Но это не значит, что блок питания исправен.
Блок питания может сгореть, например, из-за перегрева. Через него прокачивается практически весь воздух для охлаждения компьютера. Детали внутри блока питания со временем покрываются толстым слоем пыли. А пыль препятствует теплообмену. Поэтому периодически блоки питания следует чистить от пыли. Желательно не реже, чем раз в 3 года.
Intelligent Power and Sensing Technologies
Новое моделирование системного уровня SiC
Новый симулятор мощности Elite и генератор моделей PLECS с самообслуживанием паразитарная среда, делающая возможным виртуальное прототипирование. Выбор лучших продуктов EliteSiC для вашего приложения.
Начать моделирование
Автомобильный класс
Bluetooth Low Energy MCU
Микроконтроллер NCV-RSL15 Bluetooth ® Low Energy сочетает в себе самое низкое в отрасли энергопотребление и новейшие встроенные средства безопасности для доступа к транспортным средствам, контроля давления в шинах и многого другого.
Узнать больше
AR0822
Датчик изображения со скользящим затвором 8 Мп/4K
Разработанный для достижения потрясающего качества видео 4K с улучшенным NIR и eHDR, onsemi AR0822 оптимизируется для самых суровых условий освещения с eHDR и 120 дБ Эффективность в ближнем инфракрасном диапазоне, датчик также включает функции энергосбережения, такие как Wake-on-Motion.
Подробнее
Учитесь у экспертов
Веб-семинары по технологиям
Присоединяйтесь к нашим предстоящим веб-семинарам, организованным экспертами onsemi , чтобы узнать о новейших технологиях интеллектуального питания и датчиков.
30 марта: Источники питания сверхвысокой плотности 300 Вт с Totem Pole PFC и встроенным драйвером GaN -Переключение
Узнать больше
Чем мы занимаемся
Автомобильные решения
Все решенияБортовое зарядное устройство Тяговый инвертор Электромобиль постоянного тока Чувство В салоне Вспомогательный электромобиль Системы 48 В просмотра Бортовое зарядное устройство Тяговый инвертор Электромобиль постоянного тока Чувство В салоне Вспомогательный электромобиль Системы 48 В просмотра
Промышленные решения
Все решенияЭнергетическая инфраструктура
Солнечная Власть Энергия Хранилище DC Быстрый Зарядка электромобиля
Энергетическая инфраструктура
Промышленная автоматизация
Связанный Осветительные приборы Машина Зрение Автономные мобильные роботы промышленный Водить машину Объект Управление
Промышленная автоматизация
5G и облачная мощность
Все решенияСерверная и телекоммуникационная инфраструктура
5G Радиостанция Стойка Власть Поставлять Базовая станция Основной Власть
Серверная и телекоммуникационная инфраструктура
Кто мы
Видение
Проводить технологические прорывы,
устойчивое будущее.
О компании
Миссия
Мы внедряем инновации для создания интеллектуальных технологий питания и датчиков, которые решать самые сложные проблемы клиентов.
Каждый день наши сотрудники стремятся повысить ценность для заинтересованных сторон за счет высококачественные и дорогостоящие продукты и услуги.
Полное заявление
Еще для изучения
Карьера
#TransformYourFuture
Присоединяйтесь к команде, где передовые интеллектуальные технологии позволяют ведущих мировых новаторов и формировать будущее.
Найдите свою команду
Связи с инвесторами
Будьте в курсе наших квартальных результатов, новостей и предстоящих событий.
Узнать больше
dd2 nRF24Z1 схема atx 250 digital ic 7432 виртуальный объемный dsp микроконтроллер N-7075 nRF24xx QFN36 ATX 2005 принципиальная схема 
3V 5V понижающий регулятор блок питания atx схема блока питания atx схема блок питания atx схема atx 
