Блок питания — это не только один из самых важных компонентов ПК, но, к сожалению, б наименее всего замечаемый. Покупатели компьютеров по многу часов обсуждают частоту процессоров, емкость модулей памяти, объем и скорость жестких дисков, производительность видеоадаптеров, размер экрана монитора и т.д., однако крайне редко упоминают о блоках питания. Когда система собирается из самых дешевых компонентов, на какой элемент производитель обращает меньше всего внимания? Правильно, на блок питания. Для многих это просто невзрачная серая металлическая коробка, расположенная внутри компьютера и покрытая слоем пыли. Иногда пользователи все же задумываются о блоке питания, интересуясь исключительно мощностью в ваттах (несмотря на то, что не существует практических методов проверки этой мощности) и упуская из виду важнейшие моменты, а именно: стабильна ли подача энергии либо напряжение отличается шумом, скачкообразным выбросом и перебоями. Блок питания крайне важен, так как подает электроэнергию каждому компоненту системы. Кроме того, он же является одним из самых ненадежных компьютерных устройств, так как по статистике именно блоки питания чаще всего выходят из строя. Не в последнюю очередь это связано с тем, что многие производители устанавливают самые дешевые блоки питания, которые только можно найти. Неисправный блок питания может не только помешать стабильной работе системы, но и физически повредить ее компоненты неустойчивым электрическим напряжением. Главное назначение блоков питания — преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера. Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +3,3, +5 и +12 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) — +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы. Как правило, цифровые электронные компоненты и интегральные схемы компьютера (системные платы, платы расширения, логические схемы дисководов) используют напряжения +3,3 и +5 В, в то время как двигатели (дисководов и вентиляторов) обычно работают с напряжением 12 В. Для того чтобы система нормально работала, источник питания должен обеспечивать непрерывную подачу постоянного тока. Устройства, рабочее напряжение которых отличается от подаваемого, должны питаться от встроенных регуляторов напряжения. Например, рабочие напряжения 2,5 В для модулей памяти RIMM/DDR DIMM и 1,5 В для AGP 4x и более быстрых адаптеров обеспечиваются простыми встроенными регуляторами тока; процессоры подключаются к модулю стабилизатора напряжения (VRM), который обычно встраивается в системную плату. Современная системная плата содержит три (или больше) модуля стабилизатора напряжения. Если посмотреть на спецификацию типичного блока питания, то окажется, что он подает не только напряжения +3,3, +5 или +12 В, но также _5 и _12 В. Позитивное напряжение необходимо для питания практически всех компонентов системы (логических схем и двигателей), так зачем же нужно негативное? В нем почти нет необходимости, поэтому в некоторых блоках питания SFX больше не поддерживается напряжение _5 В. В современных контроллерах напряжение _5 В не используется; оно сохраняется лишь как часть стандарта шины ISA. Хотя напряжение _5 и _12 В подается на системную плату с помощью энергокабелей, в системной плате обычно используется только напряжение +3,3, +5 или +12 В. Питание _5 В поступает на контакт B5 шины ISA, а на самой системной плате не используется. Это напряжение предназначалось для питания аналоговых схем в старых контроллерах накопителей на гибких дисках, поэтому оно и подведено к шине. Напряжения +12 и _12 В на системной плате также не используются, а соответствующие цепи подключены к контактам B9 и B7 шины ISA. К ним могут подсоединяться схемы любых плат адаптеров, но чаще всего подключаются передатчики и приемники последовательных портов. Если последовательные порты смонтированы на самой системной плате, то для их питания могут использоваться напряжения _12 и +12 В. В большинстве схем современных последовательных портов указанные напряжения не используются. Для их питания достаточно напряжения +5 или 3,3 В. Напряжение +12 В предназначено в основном для питания двигателей дисковых накопителей. Источник питания по этой цепи должен обеспечивать большой выходной ток, особенно в компьютерах с множеством отсеков для дисководов. Напряжение 12 В подается также на вентиляторы, которые, как правило, работают постоянно. Обычно двигатель вентилятора потребляет от 100 до 250 мА, но в новых компьютерах это значение ниже 100 мА. В большинстве компьютеров вентиляторы работают от источника +12 В, но в портативных моделях для них используется напряжение +5 В (или даже 3,3 В). Большинство систем с современными формфакторами системных плат (ATX, micro_ATX и NLX) поддерживают еще один специальный сигнал. Эта функция, получившая название PS_ON, может применяться для выключения блока питания (и, следовательно, компьютера) с помощью программного обеспечения. Функция известна как программное управление питанием (soft_power). Сигнал PS_ON нашел применение в операционной системе Windows, где он определяется в спецификациях APM (Advanced Power Management — усовершенствованное управление питанием) и ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — усовершенствованный интерфейс конфигурирования системы и управления энергопитанием). При вы_ боре команды Выключение в меню Пуск Windows автоматически отключает систему по завершении программной последовательности отключения. В компьютере, не поддерживаю_ щем функцию PS_ON, будет выведено сообщение о том, что его можно отключить вручную. Power-Good Блок питания не только вырабатывает необходимое для работы узлов компьютера напряжение, но и приостанавливает функционирование системы до тех пор, пока величина этого напряжения не достигнет значения, достаточного для нормальной работы. Иными словами, блок питания не позволит компьютеру работать при “нештатном” уровне напряжения питания. В каждом блоке питания перед получением разрешения на запуск системы выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается специальный сигнал Power_Good (питание в норме). Если такой сигнал не поступил, компьютер работать не будет. Уровень напряжения сигнала Power_Good — около +5 В (нормальной считается величина от +3 до +6 В). Он вырабатывается блоком питания после выполнения внутренних проверок и выхода на номинальный режим и обычно появляется через 0,1–0,5 с после включения компьютера. Сигнал подается на системную плату, где микросхемой тактового генератора формируется сигнал начальной установки процессора. При отсутствии сигнала Power_Good микросхема тактового генератора постоянно подает на процессор сигнал сброса, не позволяя компьютеру работать при “нештатном” или нестабильном напряжении питания. Когда Power_Good подается на генератор, сигнал сброса отключается и начинается выполнение программы, записанной по адресу: FFFF:0000 (обычно в ROM BIOS). Если выходные напряжения блока питания не соответствуют номинальным (например, при снижении напряжения в сети), сигнал Power_Good отключается и процессор автоматически перезапускается. При восстановлении выходных напряжений снова формируется сигнал Power_Good и компьютер начинает работать так, будто его только что включили. Благодаря быстрому отключению сигнала Power_Good компьютер “не замечает” неполадок в системе питания, поскольку останавливает работу раньше, чем могут появиться ошибки четности и другие проблемы, связанные с неустойчивостью напряжения питания. В некоторых дешевых блоках питания схемы формирования сигнала Power_Good нет вообще и эта цепь просто подключена к источнику напряжения питания на +5 В. Одни системные платы более чувствительны к неправильной подаче сигнала Power_Good, чем другие. Проблемы, связанные с запуском, часто возникают именно из_за недостаточной задержки этого сигнала. Иногда бывает так, что после замены системной платы компьютер перестает нормально запускаться. В такой ситуации довольно трудно разобраться, особенно неопытному пользователю, которому кажется, что причина кроется в новой плате. Но не торопитесь списывать ее в неисправные — часто оказывается, что виноват блок питания: либо он не обеспечивает достаточной мощности для питания новой системной платы, либо не подведен или неправильно вырабатывается сигнал Power_Good. В такой ситуации лучше всего заменить блок питания. Конструктивные размеры БП Габариты блока питания и расположение его элементов характеризуются конструктивными размерами, или формфакторами. Узлы одинаковых размеров взаимозаменяемы. Проектируя компьютер, разработчики либо выбирают стандартные размеры, либо “изобретают велосипед”. В первом случае владелец компьютера всегда сможет подобрать блок питания для своей системы. При разработке оригинальной конструкции блок питания получится уникальным, т.е. пригодным только для конкретной модели (в лучшем случае — для серии моделей) какого_либо производителя, и при необходимости его можно будет приобрести только в этой компании. Компания IBM постоянно определяет стандарты различных компонентов персональных компьютеров, в число которых вошли и блоки питания. Начиная с 1995 года наиболее распространенные формфакторы блоков питания ПК разрабатывались на основе трех моделей IBM — PC/XT, АТ и PS/2 Model 30. Интересен тот факт, что все три модели блоков питания имели одинаковые соединители и выводы к системной плате. Отличались они главным образом формой, максимальной выходной мощностью, количеством разъемов питания для подключения периферийных устройств и компоновкой выключателя. Блоки питания, созданные на их основе, использовались в персональных компьютерах начиная с 1996 года; в некоторых конструкциях они используются и по сей день. В 1995 году компания Intel представила формфактор ATX, ставший новым этапом для блоков питания. С 1996 года формфактор ATX, получивший широкое распространение, приходит на смену предыдущим стандартам IBM. Для ATX и последующих родственных стандартов характерно наличие соединителей, обеспечивающих подачу дополнительных напряжений и сигналов, что допускает использование устройств с более высокой потребляемой мощностью и дополнительными возможностями, которые не поддерживались блоками питания формфактора АТ. Существует семь основных физических формфакторов блоков питания, которые могут поправу называться промышленным стандартом. Пять из них созданы на основе конструкций IBM, два оставшихся — на основе разработок Intel. В наиболее современных системах используются только три их разновидности, все остальные считаются устаревшими. Обратите внимание на то, что названия формфакторов блоков питания похожи на названия формфакторов системных плат. Тем не менее конструктивные размеры блоков питания скорее относятся к геометрическим параметрам корпусов, чем к размерам системных плат. Это связано с тем, что существует только два возможных типа соединителей (АТ или АТХ), которые могут быть использованы тем или иным формфактором. Например, во всех блоках питания формфакторов PC/XT, АТ и LPX для подключения к системной плате применяется одна и та же пара 6_контактных соединителей, которая может быть использована для подачи питания на любую плату, имеющую одинаковый тип силового разъема. Подключение к системной плате — это лишь одна сторона медали; для того чтобы блок питания физически подходил к системе, он должен соответствовать корпусу системного блока. Следовательно, необходимо помнить о том, что блок питания должен не только подавать питание к системной плате, но и вписываться в тот корпус или шасси, где вы собираетесь его использовать.