Техническое обслуживание блоков питания

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.

AcBel ATX-300P-DNNS

Эта модель китайского производителя AcBel Polytech изначально позиционируется как качественный "retail"-продукт. Стоит заметить, что первые странички истории компании AcBel Polytech (ранее API Technology) датируются 1981 г., а с 1983 г. блоки питания AcBel можно встретить даже в компьютерах IBM. Кроме того, сейчас продукцию AcBel Polytech используют в своих компьютерах такие компании как Apple, Fujitsu, Hitachi и NEC. Производство электронных компонентов – основное направление деятельности компании. AcBel ATX-300P-DNNS упакован в яркую коробку с подробным техническим описанием, кроме того, в комплект поставки входит сетевой кабель и переходник для питания жестких дисков Serial ATA. Эта модель имеет шесть разъемов для питания внутренних устройств (жесткие диски, оптические приводы), два разъема для флоппи-дисководов, дополнительный разъем ATX12V, разъем AUX и разъем для питания системной платы. Блок питания AcBel поддерживает питание от напряжения 115 В и имеет соответствующий переключатель 220 – 115 В. На задней панели предусмотрен выключатель напряжения. Под крышкой блока питания, можно обнаружить сетевой фильтр, распаянный на основной плате, впечатляющие радиаторы теплоотвода и мощные транзисторы. Поддержка коррекции мощности Active PFC отсутствует, что позволяет снизить стоимость устройства до вполне приемлемых значений.
ATX-300P-DNNS показал довольно неплохие результаты при весьма малом уровне шума – при максимальных токах нагрузки блока питания практически полностью соответствует ATX-спецификации. Замечено лишь небольшое отклонение от нормы (до 2,96 В) по шине +3,3 В, а по результатам тестов Power Check 2.0 SE с большим набором нагрузок сертифицировали данный блок вторым классом.

PowerOne 300W

Этот блок питания с наклейкой Power Supply 300W довольно часто встречается в компьютерах российских производителей. Как и все блоки, PowerOne имеет один основной разъем для питания системной платы (Main Power Connector), разъем ATX12V (+12 В Power Connector), разъем AUX (Aux Power Connector), а также шесть периферийных разъемов (Peripheral Power Connector) и два разъема для питания дисководов (Floppy Drive Power Connector).

Эта модель по шине +12 В показала довольно плохие характеристики. Более того, при превышении нагрузки по этой шине свыше 10 А блок питания работает нестабильно и периодически выключается. То же самое и по шине +3,3 В с током более 5 А. При попытке задать пиковую нагрузку не модель начала оплавляться.

LCT 300W12V

Блок питания компании LCT Technology можно встретить в популярных сериях корпусов NoName, отличительными особенностями которых является дизайн и низкая цена. Масса этой модели меньше 1 кг, а если заглянуть под крышку, то на местах некоторых компонентов можно увидеть простые проволочные перемычки. Этот блок питания с наклейкой Ростеста не оснащен даже входным фильтром. Данная модель оснащена лишь тремя периферийными разъемами (Peripheral Power Connector) – еще одно обстоятельство, которое заставит разумного покупателя отказаться от использования 300W12V в современном компьютере.

О других моделях блоков питания показано в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики моделей блока питания

Таким образом, были рассмотрены основные характеристики качественных блоков питания, и некоторые их модели. Руководствуясь этими показателями можно выбрать блок питания, отвечающий всем требованиям пользователя.

Глава 3.  Основы проведения технического осмотра блоков питания

О неисправности блока питания можно судить по многим признакам. Например, сообщения об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправностях ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряжение от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои. Нужен некоторый опыт, чтобы достоверно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания.

Таким образом, можно выбелить проблемы, возникающие при неисправности блока питания:

1. Любые ошибки и зависания при включении компьютера.

2. Спонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы.

3. Хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти.

4. Одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (нет напряжения +12 В).

5. Перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора.

6. Перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети.

7. Удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам.

8. Небольшие статические разряды, нарушающие работу системы.

Практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью блока питания. Существуют и более очевидные признаки, например:

1. компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора);

2. появился дым;

3. на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель.

Недостаточно мощный блок питания может ограничить возможности расширения компьютера. Многие компьютеры выпускаются с довольно мощными блоками питания, которые рассчитаны на то, что в будущем в систему будут установлены новые (дополнительные) узлы. Однако в некоторых компьютерах блоки питания имеют настолько низкую мощность, что попытки установить в них мало-мальски приемлемый набор дополнительных модулей заранее обречены на провал. Многим дешевым блокам питания свойственны нестабильные выходные напряжения, в них также присутствуют шумы и помехи, что может привести к многочисленным проблемам. Кроме того, они обычно сильно нагреваются сами и нагревают все остальные узлы. Поэтому, заменять установленные в компьютерах блоки питания более мощными. А поскольку конструкции этих блоков стандартизованы, найти замену для большинства систем не составит особого труда.