Пособие по выбору блоков питания

Ну никак не могу понять, почему это мой компьютер начал самопроизвольно выключаться? Представляете, сижу я, работаю, никого, кроме верного грызуна, не трогаю, а он чпок... и на тебе - темный экран. И это, в общем-то, не самое страшное. И похлеще ситуации случаются. Бывало, придешь домой после тяжелого рабочего дня, развалишься в своем любимом кресле, чтобы часок-другой в "кваку" погонять, а компьютер даже и не думает просыпаться! 

К нам в редакцию приходит очень много писем с подобными вопросами, а в "Вопросах и ответах..." довольно часто встречаются проблемы, связанные с мощностью блоков питания, требуемой для различных конфигураций компьютеров, и другие траблы с похожей тематикой.

Оно и не мудрено - в нашей стране с напряжением всякие бяки могут случаться. Оно и прыгать может, и скакать, и каких только выкрутасов не вытворять. Но, к сожалению, не всегда в проблемах типа "а че это мой комп перестал включаться" виноваты коммунальные службы. Бывает, что это всего лишь происки некачественного или попросту слабого блока питания.

И чтобы впредь ни вы, ни внутренности вашего драгоценного компьютера не становились жертвой невкусного питания, мы попытались обобщить все доступные сведения, касающиеся их выбора и эксплуатации, в этой статье.

Стратегия выбора

При покупке корпуса качество изготовления блока питания на месте оценить трудно. Ведь вскрывать БП вам никто не разрешит (если только вы не покупаете корпус, бывший в употреблении). Но это как раз тот самый случай, где можно смело ориентироваться на цену и изготовителя. Кстати, в корпусах от известных фирм могут быть установлены блоки питания от сторонних производителей, поэтому обратите внимание на наличие пломб, наклеек, штрих-кодов и т. д.

А что, кстати, с ценами? Да, в общем-то, ничего интересного, кроме того, что примерная граница цен на корпуса нонейм/бренд пролегает где-то около суммы в 40 долларов. Так что про 20-долларовые ведра лучше сразу позабудьте.

Качественные блоки питания, как правило, производятся известными фирмами, хотя возможны и приятные исключения. Как и все хорошее, они не могут стоить слишком дешево, порой столько же, сколько и сам корпус, потому что в них устанавливаются надежные элементы и их схемы более "проработаны".

В дешевых корпусах (дешевле 40 "зеленых") чаще всего устанавливаются блоки питания, изготовленные по упрощенной методике - например, вместо помехоподавляющих дросселей (катушек индуктивности) впаяны перемычки, детали используются на пределе конструктивного запаса прочности (по электрической нагрузке и температурному режиму).

Плохо это тем, что при длительной работе в жарких условиях возможно не то, что банальная нестабильность системы, а даже обугливание печатной платы возле сильно нагревающихся деталей (например, в малогабаритных БП этим страдают источники +5 вольт "дежурного режима"). Так что, если вам удалось добиться вскрытия БП, оцените трезвым/свежим взглядом - может быть, его уже ремонтировали именно по этой причине.

Из-за наличия тех же помехоподавляющих дросселей качественный и мощный блок питания не может весить менее двух килограмм (дроссель все-таки штука довольно тяжелая).

Что в имени тебе моем?

Если попытаться навскидку сообразить список более-менее надежных блоков питания, то он будет не таким уж и большим. Среди тех, кто радует наших верных помощников исправным и качественным питанием, можно назвать High Power (OEM Chieftec/Supermicro, Enlight), 3Y Power Technology, Sparkle Power Inc. (SPI), Min Maw International (MMI), Fong Kai Industrial (FKI), Sea Sonic Electronic Co Ltd., FSP Group Inc. (марки Fortron, PowerMan).

У меня лично не было претензий и к UTT, хотя их изделия стоят не так дорого, как у предыдущих изготовителей. Такие вот бренды нарисовываются в данной области...

Теперь о конструктивных различиях блоков питания - ведь они отличаются не только выходными разъемами. Блоки питания стандарта АТ использовались в компьютерах старых типов. Включение и выключение питания в них производится обычным сетевым выключателем, находящимся под напряжением сети.

Сейчас их лучше не покупать, разве что для замены вышедшего из строя БП в старой машине (таких БП, вероятно, уже не производят, а в старых "высыхают", то есть теряют емкость электролитические конденсаторы).

А вот блоки питания стандарта АТХ включаются по команде с материнской платы, что позволило убрать из корпуса "высоковольтные" провода и повысить электробезопасность. В блоке питания АТХ также есть так называемый "дежурный" источник питания. (В первых моделях и дешевых вариантах блоки АТХ получаются из блоков стандарта АТ путем добавления этого источника, выполненного по простейшей схеме, ну и еще плюс несколько деталей.)

Но и АТХ бывают разные, есть например версия АТХ 2.03, в которые устанавливаются дополнительные разъемы питания, предназначенные для систем, в которых стоят процессоры с большим потреблением (для Р4). В цепях питания также присутствуют дополнительные помехоподавляющие элементы.

Между собой АТХ разных версий отличаются, например, величиной максимального тока, который может обеспечить блок "дежурного режима" (примерно от 10 мА в старых БП до 2... 2,5 А в последних мощных моделях), так что оцените еще и этот параметр, если вам это действительно необходимо.

Есть еще стандарт АТХ12V, по которому к БП добавляется еще один разъем. Дело в том, что раньше для получения низких напряжений с помощью преобразователей на материнской плате использовалось напряжение +5 вольт, а сейчас для этого стали привлекать и канал +12 вольт. Прогресс, однако...

На блоках питания иногда встречаются надписи типа "noise killer" (или "w/noise killer"), что это означает? "Будешь шуметь - берегись!" А если серьезно, то это название специальной технологии. Работает данная система так: при температуре до +35 С вентилятор вращается с минимальной скоростью, и его практически не слышно. Когда температура возрастает до +50 С, обороты вентилятора увеличиваются до максимальной величины и не снижаются до понижения температуры.

Питание - хорошее и не очень

Теперь нас интересует, какой мощности блок питания необходим для той или иной груды компьютерного железа? Э-э-э... наверное, если компьютер у вас - Р 200 ММХ, то соответственно, 200 ватт, если Р4 1000 - 1 кВт (шутка).

А вот если говорить серьезно, то нужно приблизительно подсчитать сумму мощностей потребления всех девайсов, установленных в корпусе (например, на винчестерах и приводах указаны токи потребления по цепям +5 вольт и + 12 вольт).

Вот примерные (повторяю - ПРИМЕРНЫЕ!) величины:

1) процессор - 75-80 Вт;
2) VRM материнки - 10 Bт;
3) Chipset материнки - 10 Bт;
4) компоненты на МВ - 5 Вт;
5) AGP-видеокарта - 20 Вт;
6) PCI SB - 5 Вт;
7) CD-ROM - 5 Вт;
8) HDD IDE 7200 об./мин. - 10 Вт;
9) PSU - 60 Вт;
10) SDRAM - 5 Вт.
Итого: примерно 210 Вт.

Но ведь дополнительно могут быть установлены следующие устройства:

11) RIMM 2 модуля - 10 Вт;
12) PCI-карта - 5 Вт;
13) CD-RW - 10 Вт;
14) DVD-ROM - 7 Вт;
15) SCSI HDD 15 000 об./мин. - 25 Вт.

И после установления этих самых дополнительных устройств потребляемая мощность весьма увеличится и достигнет 252 Вт (с учетом вычета IDE HDD и SDRAM). Таким образом, БП 250 Вт будет работать на пределе.

Следует учесть, что на БП указана пиковая мощность, то есть реальная приблизительно в 1,4 раза ниже. Поэтому нужно брать блок питания мощнее раза в полтора - для обеспечения запаса на будущее. И не думайте, что если у вас апгрейд не предвидится в ближайшее время, то вас это не коснется. Еще как коснется, поверьте. Ведь блоки питания, как и мы с вами, стареют и перестают выдавать максимально возможную мощность.

И еще: нельзя отобрать от блока питания максимальную мощность по одному-двум каналам, даже если не задействовать остальные (а вы об этом разве не знали?). Максимальная мощность для 300-ваттного БП по цепям +12 В, +5 В, +3,3 В не может превышать 180 Вт, причем если по одному каналу потребляется 180 Вт, то по другому должна отбираться мощность не более 100 Вт.

Если же кому-нибудь понадобится более подробная информация, пусть посмотрит данные для разработчиков по адресу: www.formfactors.org и убедится сам.

А чем же может грозить компьютеру недостаточная мощность блока питания? Неужели он сразу сгорит? Нет, в случае чрезмерной перегрузки должна сработать схема защиты, и БП просто не запустится. Только вот защита - вещь такая... своеобразная. Предположим, что машина заводится и работает, но все ли так благополучно? Очень даже может быть, что нет.

Последствия могут быть самыми разными. Например, весьма печальными для жестких дисков - вспомните хотя бы историю с "дятлами". Дело в том, что кратковременное снижение напряжения питания жесткий диск воспринимает как команду на отключение и начинает парковать головки.

Когда уровень напряжения восстанавливается, диск снова включается и начинает раскручивать "блины". А напряжение в наших сетях может прыгать постоянно... Представляете, что может получиться?

Также могут происходить малопонятные сбои в работе программ. В некоторых случаях при интенсивной работе (в смысле, игре в Unreal Tournament и подобных) могут наблюдаться глюки на экране. Некачественный блок питания при аварийной ситуации (повышение напряжения на выходе) может вывести из строя материнскую плату и видеокарту... (Во многих дешевых БП защита от превышения выходного напряжения есть только в цепи +5 или +3,3 вольта).

Например, среди ремонтников этим "славятся" блоки питания GreenWood.

Старение блока питания быстрее заметят те, кто не пользуется блоками бесперебойного питания - "просадки" и "броски" сетевого напряжения для них будут очень чувствительными.

Доверяй, но проверяй

Предположим, есть подозрения на то, что напряжения на выходе блока питания не соответствуют нормам. Как это можно проверить, причем желательно без дополнительных приборов и затрат?

Для этих целей лучше подходят те программы мониторинга, которые умеют рисовать диаграммы (осциллограммы) выходных напряжений БП и напряжений стабилизаторов, установленных на материнской плате. Дело в том, что программы, которые выдают данные о напряжениях только в "цифровом" (числовом) виде, не позволяют увидеть наличия незначительных (или кратковременных) колебаний напряжения (разве только колебания эти будут очень уж большими).

Например, это программа PC Alert III фирмы Micro-Star, поставляемая с материнскими платами. Но, к сожалению, с платами других производителей она работать, скорее всего, не будет. (Примечание: при работе этой программы с некоторыми версиями BIOS наблюдается наглое вранье по поводу температуры, но диаграммы напряжений рисуются нормально.)

На этих диаграммах отлично видны выбросы и провалы напряжений, приводящие (или могущие привести) к сбоям в работе. В случае хорошего блока питания эти линии почти прямые, когда же напряжение на выходе некачественного блока питания нестабильно, рисуемые линии будут больше похожи на кардиограмму.

Следует отметить, что для проверки КАЧЕСТВА напряжения стрелочные измерительные приборы подходят не всегда - у них большая инерционность в показаниях. А осциллограф слишком хитрый прибор, чтобы быть в наличии в каждом доме...

Если же он все-таки имеется, то методика измерений описана, например, в документе под названием ATX/ATX12V Power Supply Design Guide v1.1 (формат PDF, размер около 150 кбайт), находящемся по указанному выше адресу URL.

Если есть необходимость замерить величины напряжений на выходах БП, смотрите рисунок 1 на предыдущем развороте. На нем показаны основной разъем питания и два дополнительных. А коли вы боитесь ошибиться с номерами контактов, ориентируйтесь по цветовой маркировке проводов - при изготовлении блоков питания, в принципе, производители должны придерживаться рекомендаций разработчика.

А разработчик требует маркировать провода в жгутах питания не абы как, а согласно таблице "Основной разъем питания".

Некоторым особо везучим товарищам может попасться в руки блок питания со странным, абсолютно непонятным разъемом, который не подходит ни к одному соединителю на материнской плате. Если такое случится, то не пугайтесь и уж тем более не бросайтесь его ампутировать.

Это может быть необязательный жгут с хвостом, изображенным на рисунке 2, который служит для подачи информации от датчиков вентилятора на системную плату, что обеспечивает контроль скорости вращения и температуры воздуха.

Сигнал FanM представляет собой выход типа "открытый коллектор" от тахометрического датчика вентилятора блока питания, вырабатывающего два импульса на каждый оборот ротора. Сигнал FanC предназначен для управления скоростью вентилятора путем подачи напряжения в диапазоне 0...+12 вольт при токе до 20 мА.

Если уровень напряжения выше +10,5 вольт, вентилятор работает на максимальной скорости. Уровень ниже +1 вольт означает запрос от системной платы на остановку вентилятора. Промежуточные значения уровня позволяют плавно регулировать скорость.

Внутри БП уровень сигнала подтягивается (за уши...) к уровню +12 вольт, и если дополнительный разъем оставить висеть в воздухе, вентилятор всегда будет работать на максимальной скорости. На дополнительном разъеме также имеются контакты 1394V(+) и 1394R(-) изолированного от схемной земли источника напряжения 8-48 вольт для питания устройств шины IEEE-1394 (FireWire). Цепь +3,3 V Sense служит для подачи сигнала обратной связи стабилизатору напряжения +3,3 вольта.

От винта!

Что касается вентилятора в блоке питания - тут возможны самые разнообразные варианты: от самых дешевых на подшипниках скольжения до навороченных шариковых с тахометрическими датчиками. Направление движения воздуха через БП менялось с течением времени и конструкторской мысли: сначала воздух выдували изнутри корпуса БП, затем (по ошибке, что ли?) вдували внутрь, теперь снова вентиляторы работают на "вытяжку".

Случай из практики: блок питания (формата АТ) работает произвольное время, потом отключается. После остывания снова некоторое время (небольшое) работает. Поиски неисправной детали в этом случае затруднительны, ведь "плавающая" неисправность - одна из самых тяжелых.

Пропайка ВСЕХ паек ничего не дала. Заменять все детали на плате по одной - занятие для мазохистов, кроме этого, нужно иметь точно такие же исправные. Пришлось решить проблему другим путем: развернуть вентилятор так, что он стал дуть вовнутрь, на детали блока питания. "Припадки" прекратились.

Воистину, изобретательна душа русская! Но вам-то, наверное, не хочется сталкиваться с такими вопиющими примерами на собственной практике? А что бы этого не случилось, будьте вредным и придирчивым при выборе своего корпуса и его главной начинки - блока питания. И да пребудет с вами исправный Power Supply!