Материал: Техническое обслуживание блоков питания - Курсовая работа


Основные характеристики блоков питания.

Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потребители при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому некоторые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жесткого диска большей емкости, а не более совершенного источника питания.

Но, тем не менее, требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, в том числе и источникам питания, очень жесткие. Разумеется, желательно, чтобы блок питания им соответствовал.

Итак, при покупке компьютера (или замене блока питания) необходимо обратить внимание на ряд параметров источника питания.

1. Выходная мощность блока питания.

Выходная мощность блока питания должна быть достаточной для нормального функционирования персонального компьютера. В большинстве совместимых блоков питания выходная мощность колеблется от 150 до 300 Вт. Блоки малой мощности непрактичны, но можно использовать блок питания мощностью до 500 Вт, который будет вполне соответствовать потребностям пользователя. Блоки питания мощностью более 300 Вт могут обеспечить работу системной платы с любым набором адаптеров и множеством дисковых накопителей. Однако превысить паспортную мощность блока питания не удастся, потому что в компьютере просто не останется места для новых устройств.

Чтобы выяснить, можно ли модернизировать компьютер, сначала нужно вычислить мощность, потребляемую его отдельными узлами, а затем определить мощность блока питания. После этого станет ясно, нужно ли заменять блок питания более мощным. К сожалению, эти расчеты не всегда удается выполнить, потому что многие фирмы-производители не сообщают, какую мощность потребляют их изделия.

Довольно сложно определить этот параметр для устройств с напряжением питания +5 В, включая системную плату и платы адаптеров. Мощность, потребляемая системной платой, зависит от нескольких факторов. Большинство системных плат потребляют ток около 5 А, но будет лучше, если как можно точнее вычислить значение тока для конкретной платы. Хорошо, если удастся найти точные данные для плат расширения; если их нет, то исходить из максимальной мощности потребления для плат адаптеров, допускаемой стандартом используемой шины.

Обычно превышение допустимой мощности происходит при заполнении разъемов и установке дополнительных дисководов. Некоторые жесткие диски, CD-ROM, накопители на гибких дисках и другие устройства могут перегрузить блок питания компьютера. Обязательно проверяется, достаточно ли мощности источника +12 В для питания всех дисководов. Особенно это относится к компьютерам с корпусом Tower, в котором предусмотрено много отсеков для накопителей. Проверяется также, не окажется ли перегруженным источник +5 В при установке всех адаптеров, особенно при использовании плат для шин PCI. С одной стороны, лучше перестраховаться, а с другой – большинство плат потребляет меньшую мощность, чем максимально допустимая стандартом шины. Однако опытные пользователи персональных компьютеров предпочитают не применять метод расчета мощности. Они просто покупают компьютеры с высококачественным источником питания, рассчитанным на 300 или 350 Вт (или устанавливают такой источник самостоятельно) и затем при модернизации системы не задумываются о потребляемой мощности.

Качество блоков питания определяется не только выходной мощностью. Считается, что, если в одной комнате стоит несколько компьютеров и качество электрической сети невысокое (часто пропадает напряжение, возникают помехи и т.п.), системы с мощными блоками питания работают гораздо лучше систем с дешевыми блоками, устанавливаемыми в некоторых моделях невысокого класса.

Стоит обратить внимание, гарантирует ли фирма-производитель исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих обстоятельствах:

полном отключении сети на любое время;

любом понижении сетевого напряжения;

кратковременных выбросах с амплитудой до 2 500 В на входе блока питания (например, при разряде молнии).

Хорошие блоки питания отличаются высоким качеством изоляции: ток утечки – не более 500 мкА, что бывает важно в том случае, если сетевая розетка плохо заземлена или вовсе не заземлена.

2. Среднее время наработки на отказ (среднее время безотказной работы), или среднее время работы до первого отказа (параметр MTBF (Mean Time Between Failures) либо MTTF (Mean Time To Failure)).

Это расчетный средний интервал времени в часах, в течение которого ожидается, что источник питания будет функционировать корректно. Среднее время безотказной работы источников питания (например, 100 тыс. часов или больше) как правило, определяется не в результате эмпирического испытания, а иначе. Фактически изготовители применяют ранее разработанные стандарты, чтобы вычислить вероятность отказов отдельных компонентов источника питания. При вычислении среднего времени безотказной работы для источников питания часто используются данные о нагрузке блока питания и температуре среды, в которой выполнялись испытания.

3. Диапазон изменения входного напряжения (или рабочий диапазон), при котором может работать источник питания.

Для напряжения 110 В диапазон изменения входного напряжения обычно составляют значения от 90 до 135 В; для входного напряжения 220 В - от 180 до 270 В.

4. Пиковый ток включения.

Пиковый ток включения – это самое большое значение тока, обеспечиваемое источником питания в момент его включения; выражается в амперах (А). Чем меньше ток, тем меньший тепловой удар испытывает система.

5. Время (в миллисекундах) удержания выходного напряжения в пределах точно установленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения. Обычно 15-25 мс для современных блоков питания.

6. Переходная характеристика.

Переходная характеристика – это количество времени (в микросекундах), которое требуется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определенном диапазоне после резкого изменения тока на выходе. Другими словами, количество времени, требуемое для стабилизации уровней выходных напряжений после включения или выключения системы. Источники питания рассчитаны на равномерное (в определенной степени) потребление тока устройствами компьютера. Когда устройство прекращает потребление мощности (например, в дисководе останавливается вращение дискеты), блок питания может подать слишком высокое выходное напряжение в течение короткого времени. Это явление называется выбросом; переходная характеристика – это время, которое источник питания затрачивает на то, чтобы значение напряжения возвратилось к точно установленному уровню. За последние годы удалось достичь значительных успехов в решении проблем, связанных с явлениями выбросов в источниках питания.

7. Совместимость с материнской платой.

К материнской плате подключается либо один разъем АТХ, либо два разъема по шесть проводов. Некоторые материнские платы могут иметь как 20-контактный разъем, так и два разъема по шесть проводов. В этом случае нужно подключить один из вариантов. При подключении блока питания к материнской плате надо быть особенно внимательным, чтобы обеспечить правильность работы системы. Поскольку, материнская плата – это один из основных компонентов, на ней расположены главные  вычислительные устройства – центральный процессор, оперативная память, микросхема BIOS с хранимыми параметрами для функционирования компьютера, слоты для подключения плат расширения, а также всевозможные разъемы для связи с другими устройствами.

8. Защита от перенапряжений.

Защита от перенапряжений – это значения (для каждого вывода), при которых срабатывают схемы защиты, и источник питания отключает подачу напряжения на конкретный вывод. Значения могут быть выражены в процентах (например, 120\% для +3,3 и +5 В) или так же, как и напряжения (например, +4,6 В для вывода +3,3 В; 7,0 В для вывода +5 В).

9. Максимальный ток нагрузки.

Максимальный ток нагрузки – это самое большое значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Этот параметр указывает конкретное значение силы тока для каждого выходного напряжения. По этим данным вычисляется не только общая мощность, которую может выдать блок питания, но и количество устройств, которые можно подключить к нему.

10. Минимальный ток нагрузки.

Минимальный ток нагрузки – самое меньшее значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Если ток, потребляемый устройствами на конкретном выводе, меньше указанного значения, то источник питания может быть поврежден или может автоматически отключиться.

11. Стабилизация по нагрузке (или стабилизация напряжения по нагрузке).

Когда ток на конкретном выводе увеличивается или уменьшается, слегка изменяется и напряжение. Стабилизация по нагрузке – это изменение напряжения для конкретного вывода при перепадах от минимального до максимального тока нагрузки (и наоборот). Значения выражаются в процентах, причем обычно они находятся в пределах от ±1 до ±5\% для выводов +3,3, +5 и +12 В.

12. Стабилизация линейного напряжения.

Стабилизация линейного напряжения – это характеристика, описывающая изменение выходного напряжения в зависимости от изменения входного напряжения (от самого низкого до самого высокого значения). Источник питания должен корректно работать при любом переменном напряжении в диапазоне изменения входного напряжения, причем на выходе оно может изменяться на 1\% или меньше.

13. Эффективность (КПД).

Эффективность (КПД) – это отношение мощности, подводимой к блоку питания, к выходной мощности; выражается в процентах. Для современных источников питания значение эффективности обычно равно 65-85\%. Оставшиеся 15-35\% подводимой мощности преобразуются в тепло в процессе превращения переменного тока в постоянный. Хотя увеличение эффективности (КПД) означает уменьшение количества теплоты внутри компьютера и более низкие счета за электричество, оно не должно достигаться за счет точности стабилизации независимо от нагрузки на блок питания и других параметров.

14. Пульсация (Ripple) (или пульсация и шум (Ripple and Noise) , или пульсация напряжения (AC Ripple) , или PARD (Periodic and Random Deviation - периодическая и случайная девиация), или шум, уровень шума).

Среднее значение пиковых (максимальных) отклонений напряжения на выводах источника питания измеряется в милливольтах (среднеквадратичное значение). Эти колебания напряжения могут быть вызваны переходными процессами внутри источника питания, колебаниями частоты подводимого напряжения и другими случайными помехами.

Тестирование блоков питания имеет свои особенности. Дело в том, что практически каждый покупатель компьютера, как правило, в первую очередь смотрит на внешний вид и интересуется производителем корпуса, порой, не обращая внимания на характеристики установленного в нем блока питания. А между тем блоки питания могут оказаться довольно низкого качества, что представляет определенную опасность для жизнеспособности персонального компьютера в целом. Зачастую один и тот же корпус может быть оснащен БП разных производителей, и лишь единицы придерживаются определенных комбинаций. Таким образом, рассмотрим особенности различных моделей блоков питания.