Линии питания

Основное назначение БП

Основная функция блока питания заключается в том, чтобы преобразовать электрическую энергию, доступную из розетки на стене, в ту форму, которую используют компоненты компьютера. Блок питания в стандартном настольном ПК разработан таким образом, чтобы преобразовать любое переменное напряжение 127 В/50 Гц или 240 В/50 Гц в постоянный ток напряжением +3, 3 В, +5 В и + 12 В. Некоторые блоки имеют тумблер переключения входящего напряжения (127/240 В), другие же его определяют автоматически.

С технической точки зрения блока питания в большинстве ПК описывается как блок преобразования постоянного напряжения (switching power supply unit - PSU), который определяется следующим образом:

• Постоянное напряжение означает, что блок питания выводит одно и то же напряжение к внутренним компонентам ПК, независимо от напряжения входящего переменного тока или мощности (в ваттах) самого блока питания.
• Преобразование относится к конструкции и электрической схеме, реализованной в большинстве БП. По сравнению с другими типами блоков питания, данная схемаобеспечивает эффективный и недорогой источник питания и производит минимальный нагрев. Также она призвана обеспечить компактный размер и низкую стоимость.

Линии питания

Блок питания стандартно обеспечивает линии +3.3 В, +5 В и +12 В. Данные напряжения часто называют линиями или шинами питания. Это отсылает нас к тому факту, что хотя в стандартном ПК есть много проводов, которые несут определённые напряжения к тому или иному компоненту, они все привязаны к одной из линий, предоставляемых БП. Множество проводов используется по той причине, что, если бы весь поток поступал по единственному проводу, потребовался бы слишком толстый провод, и точно так же слишком толстыми должны были быть, в таком случае, проводники на материнской плате, чтобы справиться с такой нагрузкой. Вместо этого дешевле и эффективнее распределить нагрузку между несколькими более тонкими проводами, идущими от БП к различным компьютерным компонентам.

Электронные компоненты и цепи в системе (материнская плата, карты расширения, электронные компоненты дисковых накопителей) стандартно используют линии +3.3 В или +5 В, а приводы (жёстких дисков и любых вентиляторов) используют линию +12 В. Кроме того, стабилизаторы напряжения на материнской плате и других компонентах преобразуют стандартные напряжения в специфические для той нагрузки, которую они обслуживают (например, стабилизатор питания процессора). В следующей таблице мы приводим список компьютерных компонентов в соответствии с линией питания, к которой они обычно подключены:

Вы можете думать о каждой шине питания, как об отдельной электрической цепи, примерно как блока питания внутри блока питания. Обычно каждая линия имеет собственное специфическое ограничение максимального тока в амперах. Поскольку линии более высокого напряжения +12 В используются в более современных стабилизаторах напряжения для CPU и производительные графические карты также могут потребовать дополнительного входа 12 В, некоторые блоки питания имеют несколько отдельных электрических цепей +12 В. Это означает, что они, по-сути, имеют два или более отдельных внутренних цепей 12 В и каждая из них имеет собственный набор проводов. К сожалению, это может привести к проблемам с распределением нагрузки, особенно если вы " повесите" на одну из цепей основную часть комплектующих, в то время как нагрузка по другой цепи будет низка. Иными словами, намного лучше иметь единственную линию 12 В, которая может обеспечить ток в 40 А, чем две отдельных линии 12 В по 20 А, так как с одной линией вам не придётся беспокоиться о том, какие компьютерные компоненты подключены к каждой линии, а затем стремиться обеспечить баланс между ними.

Несмотря на то, что линии +3.3 В, +5 В и +12 В технически представляют отдельные цепи внутри блока питания, во многих бюджетных БП они являются частью общей цепи, то есть не полностью независимы друг от друга, как должно быть. Это приводит к проблемам со стабилизацией напряжения, когда серьёзная нагрузка по одной из линий приводит к падению напряжения на другой. Энергоёмкие компоненты, такие как процессоры и видеокарты, могут варьировать степень потребления энергии в зависимости от нагрузки. Переходя от режима разглядывания папок на рабочем столе к 3D-играм, процессор и видеокарта могут более чем удвоить потребление тока по линии + 12 В. В некоторых дешёвых блоках питания подобный скачок приводит к тому, что напряжение на других линиях падает относительно номинального (падение более 5%), что приводит к зависанию системы. В более продвинутых блоках питания используются подлинно независимые цепи питания для каждой линии, в результате максимальные колебания напряжения варьируются от 1 до 3 процентов.