Меню

Как правильно посчитать блок питания

Как правильно посчитать блок питания

Как выбрать блок питания для компьютера. Расчет мощности

От блока питания зависит нормальная работа всех комплектующих. Этот компонент, на первый взгляд, не оказывает существенного воздействия на общую производительность. Но надежный БП — как хороший системный администратор в офисе: пока работает как надо — его труд незаметен. Поэтому чтобы понять, как правильно выбрать блок питания для компьютера, стоит внимательно подойти к анализу характеристик его (БП) характеристик и спецификаций железа.

Как правильно выбрать блок питания для компьютера

Расчет мощности

Как выбрать мощность блока питания для компьютера

Как правило, в качестве основной характеристики этого компонента ПК указывают общую теоретическую мощность. Эта цифра имеет значение, но не является решающей. Полагаясь только на нее, нельзя определиться, какой БП выбрать для ПК. Более важным параметром является сила тока по линиям +12 В. Именно от них питаются высокопроизводительные комплектующие (процессор, видеокарта).

Чтобы правильно выбрать БП для ПК, нужно изучить его этикетку

Игровой БП OCZ. Красным выделены линии +12 В. При теоретической суммарной мощности 864 Вт практическое значение составляет всего 680 Вт.

Для расчета оптимальной мощности блока питания сначала следует умножить значения максимального тока по каждой линии +12 В на напряжение и сложить результаты. Если линия +12 В одна, запас мощности должен составлять около 20 % от реального потребления компонентов. Если таковых две и более – от суммарного результата следует отнять примерно 30 %. Получившееся число и будет указывать на практическую мощность БП по основной линии. По дополнительным (+5, +3,3) дефицит мощности не возникает, так как эти линии используются для питания более экономичных компонентов.

Энергопотребление компонентов

Потребление каждого компонента обычно указывается производителем. Чтобы понять, как выбрать блок питания для компьютера, рекомендуется внимательно изучить спецификации выбранного железа.

  • ЦП расходует электроэнергии от 50 (бюджетные Core i3) до 250 (флагманы AMD) ватт. Благодаря применению более современного техпроцесса Intel отличаются большей экономичностью. Восьмиядерные Core i7 и Xeon нового поколения потребляют 100-150 Вт, AMD FX – до 250.
  • У видеокарт разброс по этому параметру еще больше: находящиеся на одном уровне (игровые видеокарты бюджетного класса) GeForce GTX 750 Ti и Radeon R7 360 расходуют 60 и 150 Вт, соответственно. Стоит отметить, что в топовом сегменте разница не так существенна: и GTX 980 Ti, и Radeon R9 Fury потребляют примерно по 300 Вт энергии.
  • Традиционные жесткие диски размера 3,5″ требуют до 20-30 Вт энергии в момент раскрутки, но в процессе работы их потребление снижается до 5-10 Вт. SSD в этом плане смотрятся привлекательнее: скачков тока при старте они не создают, и постоянно «кушают» до 5 Вт электроэнергии.
  • Материнской плате и оперативной памяти тоже следует уделить внимание. Вместе они расходуют до 20-50 Вт по линии +12 В. Остальная часть нагрузки приходится на цепи +3,3 и +5 В.
  • До 5 Вт будет расходовать мощная воздушная система охлаждения. Для «гидравлики» этот показатель находится на примерно таком же уровне.

Чтобі правильно вібрать БП для компьютера - изучите характеристики железа

Производители указывают потребление комплектующих у себя на сайте. На иллюстрации — скриншот с официального ресурса ark.intel.com

Разъемы

Большинство современных блоков питания оснащаются достаточным количеством кабелей и штекеров для всех компонентов. В более доступных моделях проводка подключена напрямую к плате методом пайки, в топовых моделях шнуры отстегиваются. Чтобы понять, какой БП выбрать для компьютера, нужно подсчитать количество нужных кабелей и их форму.

Коннекторы блоков питания унифицированы. В составе любого современного PSU есть (как минимум) 24-контактный шнур системной платы, 4-контактный кабель питания ЦП, 6-контактный провод для видеокарты, а также Molex и SATA-коннекторы для периферии и жестких дисков. В принципе, этого достаточно для обеспечения нормального питания. Но с целью снижения сопротивления жил при передаче больших токов — производители железа увеличивают количество контактов и проводов. Для ЦП применяют 8 пинов вместо 4, а для видеокарт — 8 вместо 6. Такие разъемы полностью совместимы (8-контактным коннектором можно запитать видеокарту с 6 выводами, 4-контактный штекер будет подавать напряжение на плату с 8-контактным гнездом, и т.д.), но рекомендуется учитывать и подбирать соответствующее число контактов.

Чтоы выбрать блок питания для ПК - учитывайте форму и количество разъемов

Основные виды разъемов блока питания

Примеры расчета энергопотребления ПК

В качестве примера можно привести сборку недорогого игрового компьютера на базе Intel Core i3-6300 (самый быстрый двухъядерный процессор) и GeForce GTX 750 Ti. Под систему и для игр установлен SSD на 128 Гб, для хранения контента – жесткий диск на 1 Тб. Оперативной памяти 8 Гб. ЦП потребляет 51 Вт, ГП – 60 ВТ, системная плата с ОЗУ – до 30, SSD-накопителю нужно 2 Вт, жесткому диску – 10 Вт. Суммарная нагрузка – около 160 Вт, или 13 А по линии +12 В. С таким железом способны справиться даже бюджетные блоки питания, поставляемые в комплекте с компьютерными корпусами.
Если же оставить все железо, но сменить процессор на Intel Core i7-6700, а видеокарту – на Radeon R9 Fury X – расход электроэнергии ЦП вырастет всего на 15 Вт, а вот ГП будет «кушать» почти на 250 Вт больше, чем GTX 750 Ti. 160 Вт+15 Вт+250 Вт=425 Вт или 35 А по линиям +12 В. С учетом запаса в 30 % суммарная мощность 12-вольтовых цепей БП должна составить минимум 45 А. Пример подходящего БП — Aerocool KCAS-700W. При мощности 700 Вт он способен выдать до 53 А по линии +12 В.

Для игрового компьютера можно взять качественный БП Aerocool

Aerocool KCAS-700W — мощный БП для игрового ПК

Заключение

Зная, как выбрать блок питания для ПК, можно обеспечить бесперебойное функционирование всех компонентов, при этом еще и сэкономив. Некоторые модели блоков питания, относящиеся к бюджетной категории, могут оснащаться качественной и сильной цепью +12 В. Другие же, напротив, при заявленной высокой мощности, значительную часть ватт выдают по линиям, не подвергающимся нагрузкам. В подобной ситуации большое и заманчивое число на этикетке привлекает пользователей, но платят они за возможности, которые на практике востребованы не будут.

Какой блок питания выбрать для компьютера — напрямую зависит от энергопотребления комплектующих, области применения ПК и финансовых возможностей. Для бытового компьютера, собранного из недорогих и экономичных деталей, нередко достаточно даже БП, поставляющегося в комплекте с корпусом. Геймеры могут обратить внимание на продвинутые модели от именитых производителей, таких как Corsair, Zalman или Thermaltake.

Большой поклонник качественной китайской техники, любитель четких экранов. Сторонник здоровой конкуренции между производителями. Чутко следит за новостями в мире смартфонов, процессоров, видеокарт и другого железа.

Источник



Расчет мощности блока питания

Расчет мощности блока питания

Для того, чтобы рассчитать мощность блока питания, можно пойти несколькими путями. Например можно спросить у консультантов в магазине и понадеяться на то, что сотрудник магазина будет достаточно осведомлён в этом и сможет проконсультировать и подобрать нужный.

Или же можно взять и купить блок питания мощностью 600-1000 Ватт и вобще не задумываться т.к. по любому этого хватит. Да, можно так поступить и переплатить за лишние 600 Ватт т.к. на самом деле Вам могло хватить и 400 Вт например. Мне кажется что это не выход из ситуации. Если только для ленивых и кому денег не жалко.

Так же можно посмотреть в интернете сколько мощности нужно для каждого из компонентов будущего системного блока, а затем рассчитать необходимую мощность. При этом следует учитывать что суммарная мощность всех комплектующих должна быть меньше максимальной выходной мощности источника питания. Так же стоит знать и помнить, что в характеристиках указывают максимальную потребляемую мощность комплектующих т.к. во время работы энергия расходуется всеми неравномерно (включение, выключение, запись информации, запуск множества программ, сложный эпизод в игре и т.п.).

Например потребяемая мощность комплектующих выглядит примерно так:

  • Центральный процессор: 50-120 ВТ. Чем мощнее, тем больше.
  • Материнская плата: 15-30 ВТ. Чем больше функций (радиатор, встроенная звуковая или видеокарта и т.п.), тем больше.
  • Видеокарта: 60-300 Вт. Зависит от дополнительного питания, функций и нагрузки (может «скакать»).
  • Оперативная память: 15-60 ВТ. Зависит от функций (фильтрующие конденсаторы, радиаторы и т.п.) и емкости.
  • Жесткий диск: 15-60 Вт. Так же зависит от его характеристик и нагрузки.
  • CD/DVD-привод: 10-25 Вт. Зависит от максимальной скорости вращения дисков и реального режима работы.
  • Звуковая карта: 5-50 Вт. Зависит от типа и характеристик.
  • Вентиляторы (кулеры): 1-2 Вт. Зависит от скорости вращения, габаритов и количества.

    И ещё некоторые нюансы в виде портов, флоппи-дисководов, различных периферийных устройств и т.д. Как видите — рассчитать питание компьютера для всех не получится. Это сугубо индивидуальные характеристики.

    Рассчитать мощность блока питания в компьютере онлайн и с помощью программы.

    Вот это очень хороший вариант для Вас. Сейчас существует множество специализированных сайтов и программ для расчета питания в компьютере т.к. тема довольно актуальная всегда.
    Есть лишь небольшая проблема в том, что не все базы данных на сайтах и в программе находятся в актуальном состоянии, но я дам Вам ссылки на те, которые действительно подходят для современных комплектующих.

    Расчет мощности блока питания

    Шикарный калькулятор на которой понадобятся минимальные знания английского языка.
    Есть два вида калькулятора — Базовый (Basic) и Экспертный (Expert). Из названия можно догадаться для чего какой нужен. Используя второй можно так же указать сколько часов будет работать блок питания, модели для биткоинов, кулера (вентиляторы), скорость и частоту процессора, клавиатуру/мышь и т.д. В общем учесть всё более детально (для знающих).
    Выбираем основные комплектующие (материнскую плату (Motherboard), процессор (CPU), оперативную память (Memory), видеокарту (Video Cards), жесткий диск (Storage) и привод (Optical Drives)) и жмем кнопку CALCULATE (или RESET для сброса) чтобы затем увидеть какой объём блока питания нужен для компьютера.
    Из особенностей данного сервиса можно отметить то, что есть возможность выбрать количество комплектующих по минимуму.
    Из недостатков (или преимуществ, кому как) есть показ рекламы товара с одного известного зарубежного сайта. И при подсчете покажут рекомендуемый блок питания, который так же есть на другом сайте.
    Данный сайт с одной стороны дает возможность выбрать из предложенных товаров и купить сразу блок питания, а с другой стороны он на этом заработает денег. Переходить по таким ссылкам или нет — решать Вам.

    Читайте также:  Корзина для блока питания ноутбука

    Расчет мощности блока питания

    Более продвинутая версия предыдущего сервиса. Принцип схож, но появились такие дополнительные функции как: выбор языка (правда русского нет), указание вручную скорости процессора и его мощности, подключение Blue-Ray привода, TV-тюнера, звуковой карты, разъемов USB (2.0 и 3.0), кулеров (вентиляторов) с указанием их количества и размеров, мыши, клавиатуры и тому подобные мелочи. Даже есть возможность указать сколько компьютер находиться включенным.
    В общем хороший такой современный сервис-калькулятор для расчёта мощности блока питания компьютера.

    Третья ссылка
    Сайт от известной компании MSI которая славится своими геймерскими продуктами.

    Расчет мощности блока питания

    Есть русский язык и вполне современные характеристики для комплектующих. В принципе всё легко и понятно.

    Программа KSA Power Supply Calculator WorkStation — официальная страница загрузки

    Расчет мощности блока питания

    Расчет мощности блока питания

    На всякий случай прикрепляю к её к теме (версия 1.2.4.0 от 24.06.2015), потому что не хочется чтобы такая программа осталась недоступной
    KSA_Power_Supply_Calculator_WorkStation-v.1.2.4.0.zip 57,44 Kb cкачиваний: 9016
    Думаю этого Вам хватит чтобы без труда узнать какой блок питания подойдет.

    Хотелось бы подчеркнуть тот факт, что рассчитать питание компьютера нужно таким образом, чтобы был запас на будущее. Как и в случае с последующим обновлением системы, так и на различные скачки нагрузки самих комплектующих. Лучше взять с запасом на процентов 5-20 мощности. Например если Вам подходит минимум 500 Вт, то берите на 550 или 600 ВТ хотя бы.

    На этом всё. Теперь Вы сможете рассчитать сколько ватт необходимо всем комплектующим, осталось лишь определиться с выбором производителя и стоимостью.

    Источник

    Рассчитываем нужную мощность блока питания для любого компьютера

    Привет, друзья! При сборке компьютера главный параметр блока питания – его мощность. Сегодня я приведу несколько способов как рассчитать мощность блока питания для компьютера, если вы решили собрать его самостоятельно.

    Калькулятор расчета мощности БП

    Это самый простой вариант, так как не нужно искать спецификацию для каждой детали. Существуют как онлайн-калькуляторы, так и специализированный софт. Лично я не рекомендую пользоваться таким вариантом, и вот почему.

    Каждая программа или сайт создается программистом, который вводит эти параметры вручную. Он может располагать ошибочными данными, а при отсутствии информации взять ее «с потолка», опираясь на свой опыт и интуицию. Также не следует исключать вероятность банальной ошибки.

    В сумме эти факторы приводят к тому, что разные калькуляторы в итоге демонстрируют разную потребляемость для компьютеров с одинаковой конфигурацией. Оно нам надо? Конечно, нет!

    Вариант для ленивых

    Самый простой способ подобрать необходимую мощность блока питания – запомнить простые правила:

    • Для офисного ПК со слабой видеокартой достаточно энергии в 400 Ватт;
    • Компьютеру со средней видеокартой необходим БП на 500 Ватт;
    • Мощные видеокарты требуют наличия блока питания от 600 Ватт.

    Еще одна подсказка – подсмотреть на сайте производителя спецификацию видеокарты: обычно производитель указывает рекомендованную мощность БП.

    Считаем самостоятельно

    Самый надежный способ, посчитать нужную выходную энергию – сделать это самостоятельно при помощи калькулятора (или в уме, если хорошо работает «соображалка»). Принцип прост: нужно всего лишь посчитать сумму мощности, потребляемой всеми компонентами ПК.

    Задача существенно упрощается, если вы собираетесь купить все комплектующие в интернет-магазине: в описании каждой позиции обычно указывается интересующая нас характеристика.

    Чтобы было более понятно, приведу пример расчета электроэнергии на конкретной конфигурации:

    • Процессор Intel Core i5-7400 3.0GHz/8GT/s/6MB (BX80677I57400) – 65 Вт;
    • Материнская плата Gigabyte GA-H110M-S2 – 20 Вт;
    • Оперативная память Goodram SODIMM DDR4-2133 4096MB PC4-17000 (GR2133S464L15S/4G) (2 шт) – 2х15 Вт;
    • Жесткий диск Western Digital Blue 1TB 7200rpm 64MB WD10EZEX – 7 Вт;
    • Видеокарта MSI PCI-Ex GeForce GTX 1060 Aero ITX (GTX 1060 AERO ITX 3G OC) – 120 Вт.

    Посчитав сумму, получаем на выходе 242 Ватта. То есть, блока питания мощностью 400 Ватт вполне достаточно для нормальной работы такой системы. Эту же требуемую мощность указывает и производитель в характеристиках видеокарты.

    Для ПК, который будет использоваться для майнинга, а также для фермы, принцип тот же: продумав конфигурацию, следует посчитать сумму потребляемой энергии и исходя из этого выбирать блоки питания.

    Почему блоки во множественном числе? Грамотно спроектированная ферма делается из нескольких кластеров, где на одну материнку навешивается 3–4 видеокарты. Каждый такой кластер требует отдельного БП.

    Если вы – продвинутый юзер и решили собрать ферму для майнинга криптовалют, учитывайте, что этот способ еще несколько лет тому назад утратил актуальность. Специальные устройства – майнеры, заточенные именно под эту задачу, показывают более высокий хешрейт, при этом покупка обходится, как правило, дешевле.

    Несколько примечаний

    Таким вот нехитрым способом можно посчитать, хватит ли мощности блока питания для приведения системы в действие. Что будет, если не хватает мощности? В общем, ничего страшного: компьютер или не запустится вообще, или будет вырубаться во время пиковых нагрузок.

    При расчете рекомендую брать БП «с запасом» – даже если вы собираете игровое устройство, способное запустить актуальные новинки, неизвестно, что будет через несколько лет и не захотите ли вы провести апгрейд, установив более мощную видеокарту. Кроме того, наилучший КПД блоки питания обычно демонстрируют при 50% нагрузке.

    Также обратите внимание на то, что не все интернет-магазины указывают мощность устройств в характеристиках. Возможно, для какой-то детали придется искать интересующие параметры на сайте производителя – уж там то они точно есть.

    При походе в обычный магазин не стоит уповать на то, что вам попадется компетентный консультант, который помнит наизусть все необходимые параметры и сможет безошибочно определить требуемую мощность.

    Практика показывает, что на одного такого специалиста приходится 10 недоучек, с которыми лучше не связываться – они вам гарантированно попытаются втюхать устройство с избыточными характеристиками, за которое придется переплачивать.

    Рекомендую полагаться только на себя. Если же все совсем плохо и вы полный «чайник», можно попросить помощи друзей или знакомых, которые хорошо разбираются во всех этих компьютерных делах.

    Еще на эту тему можно почитать мои публикации о сроках службы блока питания компьютера и о их форм-факторах. Информацию о лучших производителях БП для компьютеров вы найдете здесь.

    Спасибо за внимание и до следующих встреч! Не забудьте поделиться этой публикацией в социальных сетях. Всем до завтра. Пока.

    Источник

    Все о блоках питания. Часть 1

    Не секрет, что от правильного выбора блока питания (далее БП), его конструкции и качества сборки зависит работа устройства, на которое он нагружен. Здесь я постараюсь рассказать об основных моментах выбора, расчета, конструирования и применения блоков питания.

    1. Выбор блока питания

    Первым делом следует четко уяснить, что именно будет подключено к БП. Главным образом нас интересует ток нагрузки. Это будет основным пунктом ТЗ. По этому параметру будет подобрана схема и элементная база. Приведу примеры нагрузок и их средние потребляемые токи

    1. Световые эффекты на светодиодах (20-1000мА)

    2. Световые эффекты на миниатюрных лампах накаливания (200мА-2А)

    3. Световые эффекты на мощных лампах (до 1000А)

    4. Миниатюрные полупроводниковые радиоприемники (100-500мА)

    5. Портативная аудиотехника (100мА-1А)

    6. Автомобильные магнитолы (до 20А)

    7. Автомобильные УМЗЧ (по линии 12В до 200А)

    8. Стационарные полупроводниковые УМЗЧ (при выходной мощности не выше 1кВт до 40А)

    9. Ламповые УМЗЧ (10мА-1А – анод, 200мА-8А – накал)

    10. Ламповые КВ трансиверы [выходной каскад в классе С характеризуется наибольшим КПД] (при мощности передатчика до 1кВт, до 5А – анод, до 10А – накал)

    11. Полупроводниковые КВ трансиверы, Си-Би (при мощности передатчика до 100Вт, 1 – 5А)

    12. Ламповые УКВ радиостанции (при мощности передатчика до 50Вт, до 1А – анод, до 3А — накал)

    13. Полупроводниковые УКВ радиостанции (до 5А)

    14. Полупроводниковые телевизоры (до 5А)

    15. Вычислительная техника, оргтехника, сетевые устройства [концентраторы LAN, точки доступа, модемы, роутеры] (500мА — 30А)

    16. Зарядные устройства для АКБ (до 10А)

    17. Управляющие блоки бытовой техники (до 1А)

    Следует отметить, что во многих устройствах потребляемый ток в процессе работы может значительно колебаться. Это УМЗЧ, трансиверы (особенно в телеграфном режиме), мощные СДУ. Поэтому при выборе БП следует ориентироваться ни на средний потребляемый ток и уж тем более ни на ток в режиме молчания, а на пиковую потребляемую мощность. Для питания аналоговой электроники с потребляемой мощностью до 500Вт, я рекомендую линейные блоки питания. При чем многоканальные (с несколькими выходными напряжениями). Как правило, цепи с большим потребляемым током позволяют обойтись без стабилизации напряжения. Так же следует обратить внимание на развязку напряжений. Это, прежде всего, относится к аудиотехнике и аппаратуре радиосвязи. В ряде случаев может потребоваться даже гальваническая развязка между цепями (например при конструировании ламповых УМЗЧ класса Hi-End гальваническая развязка анодных цепей позволит избежать влияния выходного каскада на усилитель напряжения. В том числе перекроет паразитные ОС по питанию). Как это делается будет рассказано ниже. Для более мощной аналоговой техники, а так же любой цифровой можно рекомендовать импульсные БП, ибо тепловой режим и массогабаритные характеристики линейных БП такой мощности оставляют желать лучшего. Вообще мощные узлы аппаратуры не особенно взыскательны к питанию, за то от качества питания во многом зависит работа помехонеустойчивых слаботочных узлов. Итак, рассмотрим кормушку изнутри.

    2. Правила безопасности

    Не будем забывать, что БП это самый высоковольтный узел в любом устройстве (за исключением разве что телевизора). При чем опасность представляет не только промышленная электросеть (220В). Напряжение в анодных цепях ламповой аппаратуры может достигать десятков и даже сотен (в рентгеновских установках) киловольт (тысяч вольт). Поэтому все высоковольтные участки (включая общий провод) должны быть изолированы от корпуса. Это хорошо знает тот, кто поставив ногу на системный блок трогал батарею. Электрический ток может быть опасен не только для человека и животных, но и для самого устройства. Имеются ввиду пробои и короткие замыкания. Эти явления не только выводят из строя радиокомпоненты, но и весьма пожароопасны. Мне попадались некоторые изолирующие элементы конструкций, которые в следствии подачи высокого напряжения были пробиты и выгорели до угля при чем выгорели не полностью, а каналом. Уголь проводит ток и создает таким образом короткое замыкание (далее КЗ) на корпус. При чем внешне это не видно. Поэтому между двумя проводами, припаянными к плате, должно быть расстояние из расчета примерно 2мм на вольт. Если речь идет о смертельно опасных напряжениях, то в корпусе должны быть предусмотрены микропереключатели, которые автоматически обесточивают прибор при удалении стенки с опасного участка конструкции. Элементы конструкции, которые в процессе работы сильно нагреваются (радиаторы, мощные полупроводниковые и электровакуумные приборы, резисторы мощностью свыше 2Вт) должны быть вынесены с платы (наилучший вариант) или хотя бы приподняты над ней. Так же не допускается касание корпусов разогревающихся радиоэлементов, за исключением тех случаев, когда второй элемент является датчиком температуры первого. Такие элементы не разрешается заливать эпоксидной смолой и другими компаундами. Более того, должен быть обеспечен приток воздуха к участкам с большой рассеиваемой мощностью, а при необходимости и принудительное охлаждение (вплоть до испарительного). Так. Страху нагнал, теперь о работе.

    Читайте также:  Новый импульсный блок питания

    3. Законы Ома и Кирхгофа были и будут основой разработки любого электронного устройства.

    3.1. Закон Ома для участка цепи

    Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку и обратно пропорциональна сопротивлению участка. На этом принципе основана работа всех ограничительных, гасящих и балластных резисторов.
    5-187-1.png

    Эта формула хороша тем, что под «U» можно подразумевать как напряжение на нагрузке, так и напряжение на участке цепи, последовательно соединенном с нагрузкой. Например у нас есть лампочка на 12В/20Вт и источник 17В, к которому нам нужно подключить эту лампочку. Нам нужен резистор, который понизит 17В до 12.

    Иллюстрация закона Ома
    Рис.1

    Итак, мы знаем что при последовательном соединении элементов напряжения на них могут отличаться, но ток всегда одинаковый на любом участке цепи. Вычислим ток, потребляемый лампочкой:

    5-187-3.png

    Значит, через резистор протекает такой же ток. В качестве напряжения берем падение напряжения на гасящем резисторе, ведь это действительно то самое напряжение, которое действует на этом резисторе (5-187-4.png)

    5-187-5.png

    Из приведенного примера совершенно очевидно, что 5-187-6.png. Причем это относится не только к резисторам, но и, например, к динамикам, если мы вычисляем какое напряжение нужно подвести к динамику с заданной мощностью и сопротивлением, чтобы он развил эту мощность.

    3.2. Закон Ома для полной цепи

    Прежде, чем мы перейдем к нему, нужно четко уяснить физический смысл внутреннего и выходного сопротивлений. Предположим, у нас есть некоторый источник ЭДС. Так вот, внутреннее (выходное) сопротивление это мнимый резистор, включенный последовательно с ним.

    Закон Ома для полной цепи
    Рис.2

    Естественно, фактически в источниках тока таких резисторов нет, но у генераторов есть сопротивление обмоток, у розеток – сопротивление проводки, у АКБ – сопротивление электролита и электродов и т.д. Это сопротивление при подключении нагрузки ведет себя именно как последовательно включенный резистор.

    5-187-8.png
    где: ε – ЭДС
    I – сила тока
    R – сопротивление нагрузки
    r – внутреннее сопротивление источника

    Из формулы видно, что с возрастанием внутреннего сопротивления уменьшается мощность вследствие просадки во внутреннем сопротивлении. Это видно и из закона Ома для участка цепи.

    3.3 Правило Кирхгофа нас будет интересовать только одно: сумма токов, входящих в цепь равна току (сумме токов), выходящему из нее. Т.е. какой бы не была нагрузка и из скольки бы ветвей она не состояла, сила тока в одном из питающих проводов будет равна силе тока во втором проводе. Собственно, этот вывод вполне очевиден, если мы говорим о замкнутой цепи.

    С законами протекания тока вроде все ясно. Посмотрим как это выглядит в реальном «железе».

    4. Начинка

    Все БП во многом схожи по схеме и элементной базе. Это вызвано тем, что по большому счету они выполняют одни и те же функции: изменение напряжения (всегда), выпрямление (чаще всего), стабилизация (часто), защита (часто). Теперь рассмотрим способы реализации этих функций.

    4.1. Изменение напряжения чаще всего реализуется при помощи различных трансформаторов. Этот вариант наиболее надежен и безопасен. Существуют так же безтрансформаторные БП. В них для понижения напряжения используется емкостное сопротивление конденсатора, включенного последовательно между источником тока и нагрузкой. Выходное напряжение таких БП полностью зависит от тока нагрузки и ее наличия. Даже при кратковременном отключении нагрузки такие БП выходят из строя. Кроме того, они могут только понижать напряжение. Поэтому я не рекомендую такие БП для питания РЭА. Итак, остановимся на трансформаторах. В линейных БП используются трансформаторы на 50Гц (частота промышленной сети). Трансформатор состоит из сердечника, первичной обмотки и нескольких вторичных обмоток. Переменный ток, поступая на первичную обмотку создает в сердечнике магнитный поток. Этот поток, как магнит, наводит ЭДС во вторичных обмотках. Напряжение на вторичных обмотках определяется количеством витков. Отношение количества витков (напряжения) вторичной обмотки к количеству витков (напряжению) первичной обмотки называется коэффициентом трансформации (η). Если η>1 трансформатор называют повышающим, в противном случае – понижающим. Есть трансформаторы у которых η=1. Такие трансформаторы не меняют напряжение и служат только для гальванической развязки цепей (цепи считаются гальванически развязанными, если у них нет непосредственного общего электрического контакта. Хотя токи, протекающие через них, могут действовать друг на друга. Например «Blue Tooth» или лампочка и поднесенная к ней солнечная батарея или ротор и статор электродвигателя или неоновая лампа, поднесенная к антенне передатчика). Поэтому использовать их в БП нет смысла. Импульсные трансформаторы работают по такому же принципу с той лишь разницей, что на них не подается напряжение непосредственно из розетки. Сначала оно преобразуется в импульсы более высокой частоты (обычно 15-20кГц) и уже эти импульсы подаются на первичную обмотку трансформатора. Частота следования этих импульсов называется частотой преобразования импульсного БП. С возрастанием частоты увеличивается индуктивное сопротивление катушки, поэтому обмотки импульсных трансформаторов содержат меньшее количество витков по сравнению с линейными. Это делает их более компактными и легкими. Однако импульсные БП характеризуются бОльшим уровнем помех, худшим тепловым режимом и схемотехнически более сложны, следовательно менее надежны.

    4.2. Выпрямление подразумевает преобразование переменного (импульсного) тока в постоянный. Этот процесс заключается в разложении положительных и отрицательных полуволн на соответствующие полюса. Есть достаточно много схем, позволяющих это сделать. Рассмотрим те, которые наиболее часто используются.

    4.2.1. Четвертьмост

    Схема однополупериодного выпрямителя
    Рис.3

    Самая простая схема однополупериодного выпрямителя. Работает следующим образом. Положительная полуволна проходит через диод и заряжает С1. Отрицательная полуволна блокируется диодом и цепь оказывается как бы оборванной. В этом случае нагрузка питается за счет разрядки конденсатора. Очевидно, что для работы на 50Гц емкость С1 должна быть сравнительно велика, чтобы обеспечивать низкий уровень пульсаций. Поэтому схема применяется в основном в импульсных БП ввиду более высокой рабочей частоты.

    4.2.2 Полумост (удвоитель Латура-Делона-Гренашера)

    Схема полумоста
    Рис.4

    Принцип работы похож на четвертьмост, только здесь они соединены как бы последовательно. Положительная полуволна проходит через VD1 и заряжает С1. На отрицательной полуволне VD1 закрывается и С1 начинает разряжаться, а отрицательная полуволна проходит через VD2. Таким образом между катодом VD1 и анодом VD2 появляется напряжение, в 2 раза превосходящее напряжение вторичной обмотки трансформатора (рис.4а). Этот принцип можно использовать для построения расщепленного БП. Так называются БП, выдающие 2 одинаковых по модулю, но противоположных по знаку напряжения (рис.4б). Однако не следует забывать, что это 2 соединенных последовательно четвертьмоста и емкости конденсаторов должны быть достаточно велики (из расчета, как минимум, 1000мкФ на 1А потребляемого тока).

    4.2.3. Полный мост

    Самая распространенная схема выпрямителя имеет наилучшие нагрузочные характеристики при минимальном уровне пульсаций и может применяться как в однополярных (рис.5а), так и в расщепленных БП (рис.5б).

    Мостовые выпрямители
    Рис.5

    На рис.5в,г показана работа мостового выпрямителя.

    Как уже говорилось, различные схемы выпрямителей характеризуют разные значения коэффициента пульсаций. Точный расчет выпрямителя содержит громоздкие вычисления и на практике редко бывает необходим, поэтому ограничимся ориентировочным расчетом, который можно выполнить по таблице

    Схема

    Uобр

    Источник

    Хватит переплачивать за ватты: какая мощность блока питания реально нужна обычному ПК

    В вопросе выбора блока питания, пользователи делятся на тех, кто покупает на сдачу, и тех, кто покупает киловатты в стиле «дайте таблеток от жадности да побольше». Оба варианта так себе, но не стоит впадать в панику — нужно научиться считать ватты, и тогда все пойдет как по маслу. Как не посадить компьютер на жесткую диету или не перекормить — разбираемся в нашем материале.

    Что делает блок питания

    Компьютерный БП преобразует сетевое напряжение. Из 220 вольт на входе получаем три линии на выходе: 3.3 В, 5 В и 12 В. Например, такие узлы, как процессор и видеокарта используют для работы линию 12 вольт. Дисководы, жесткие диски и SSD с разъемом SATA подключаются по линии 12 В и 5 В. Напряжение 3.3 В остается под нужды материнской платы, чипсета, иногда для питания накопителей стандарта M2, а также для подачи дежурного напряжения на устройства PCIe.

    Читайте также:  Блок питания ватты напряжение

    Максимальная мощность блока питания указана суммарно для всех трех линий. Хотя основной считается 12 В, далеко не все блоки питания обеспечивают по ней максимальную мощность. Например, из 500 ватт, линии 3.3 В и 5 В получат 140 ватт, тогда как для 12 В линии останется лишь 340 ватт. При этом остаток мощности для каждой из линий не зависит от нагрузки на соседнюю — все поделено еще на уровне конструкции.

    Фундамент настольного компьютера — процессор и видеокарта. Это компоненты с наибольшим энергопотреблением и суммарно забирают у БП более сотни ватт даже в относительно бюджетных системах. Если потребление видеокарты и процессора превышает 340 ватт, как в нашем примере, компьютер будет перезагружаться или выключаться в нагрузке, не взирая на то, что на 500 ватт. Об этом сходу на коробке не пишут.

    Первая ошибка — выбирать только по количеству ватт. Нужно учитывать мощность основных и второстепенных линий и подбирать блок питания по этим цифрам, а не по общей мощности. Поэтому больше ватт — не значит, что это вам подходит.

    Почему больше — не лучше

    При работе блока питания часть энергии преобразуется в тепло. И чем меньше эта часть, тем выше КПД. Наилучшее КПД блока достигается лишь при определенных, но не максимальных значениях мощности, например при нагрузке в 50 %. Устанавливая слишком мощный БП в слабую систему, которая не может нагрузить его даже наполовину, пользователь переплачивает не только за лишние ватты, но и за низкую эффективность. Значения мощности там, конечно, не очень большие, но суммарно, например в игровом клубе с десятками компов, переплата за электроэнергию уже начнет ощущаться.

    Чтобы правильно подобрать блок питания в сборку, необходимо рассчитывать не только среднее потребление будущей системы, но и то, насколько эффективно будет работать блок питания в таких условиях. Сделать это можно вручную или с помощью специальных программ.

    Не считайте «на глаз»

    Опытные пользователи, которые могут с закрытыми глазами собрать компьютер, считают потребление системы на глаз. Они прикидывают максимальные значения основных комплектующих и добавляют к полученной цифре еще 20-30% на питание накопителей, системы охлаждения, периферии и для запаса прочности.

    Если сборкой системы занимается неопытный юзер, то такой метод не поможет, а скорее даже навредит. Новички часто пропускают нюансы и понимают, что сделали ошибку в расчетах, только после того, как компьютер уже собран. Например, не учитывают то, что из 500 ватт для мощных потребителей может быть доступно всего 300-350 ватт. В итоге — нестабильная работа системы, отключение при нагрузке или вовсе такое:

    Поэтому не занимайтесь самодеятельностью, лучше использовать проверенные методы. Тогда и кошелек будет целее, и компьютер скажет спасибо.

    Вторая ошибка — выбрать мощность БП на авось или как посоветовал Василий на форуме.

    Считайте на калькуляторе

    Удобный способ подсчитать мощность сборки — использовать специальный калькулятор. Это такой сервис, где собрана информация об энергопотреблении всех доступных для покупки комплектующих. Процессоры и видеокарты, а также вентиляторы, звуковые карты, USB-устройства, накопители и модули памяти — калькулятор знает не только о прожорливости различных железок, но также подкидывает мощность про запас и даже рекомендует подходящие модели БП.

    Существует несколько калькуляторов мощности. Рассмотрим работу калькуляторов на примере и узнаем, обманет ли автоматика опытного пользователя.

    Первый сервис — калькулятор от be quiet. Он позволяет выбрать только основные комплектующие, накопители и систему охлаждения, а остальное считает автоматически. Пробуем:

    Возьмем сборку среднего уровня — восьмиядерный Core i7, RTX 2070 Super, а также два накопителя SATA и комплект оперативной памяти из двух планок DDR4 по 8 Гб. В счет охлаждения добавим три корпусных вентилятора и систему жидкостного охлаждения.

    В крайнем случае можем позволить себе разгон:

    Нажимаем кнопку «Рассчитать» и смотрим на результат:

    По мнению калькулятора, сборка на заводских настройках будет потреблять не более 488 ватт. При этом система предлагает установить блок питания мощностью 650 ватт с сертификацией Gold:

    Если спуститься на шаг ниже по ценовой категории и выбрать модель доступнее:

    Если верить расчетам калькулятора, для нашей сборки подойдут блоки питания от 550 ватт, при этом «доступный» сегмент поднимает ставки до 600 ватт и выше. Это и есть зависимость мощности от КПД блока и его сертификации: «золотые» модели выдают на 12 В больше мощности, чем «бронзовые» или обычные.

    При этом если указать калькулятору, что пользователь планирует разгонять систему, то итоговое потребление подскочит примерно на 10-25%, что тоже вполне соответствует действительности:

    Список рекомендуемых блоков в этом случае не изменился, но 550 ватт теперь будет достаточно лишь в том случае, если блок питания имеет сертификацию Gold и выше.

    Для сравнения посчитаем ту же сборку на другом калькуляторе — с подробным указанием всех характеристик:

    Кроме основных настроек, в этом калькуляторе можно регулировать частоту процессора и видеокарты, а также количество и размер вентиляторов, тип системы охлаждения и даже выбирать USB-устройства, PCIe-адаптеры и другую периферию:

    Точная настройка калькулятора установила итоговое потребление системы на отметке 483 ватта — на 5 ватт меньше, чем насчитал первый калькулятор.

    К разгону он относится серьезнее — для процессора с частотой 5 ГГц и вольтажом 1.2В, а также видеокарты с частотой ядра 2000 МГц и частотой памяти 1900 МГц автоматика насчитала почти 570 ватт. При этом потребление изменилось лишь для 12В линии:

    Врет или не врет

    Работу автоматики легко проверить вручную. Для этого нужно выделить комплектующие, которые работают от 12 В: процессор, видеокарта и пара жестких дисков. Теперь считаем:

    На заводских настройках восьмиядерный Intel Core i7 9700K потребляет не более 120 Вт даже в пиковых нагрузках. Видеокарта RTX 2070 Super может отбирать у БП от 215 Вт и выше — в зависимости от модели. А стандартные жесткие диски с частотой вращения шпинделя 7200 об/мин потребляют около 10 Вт.

    Таким образом, основное потребление системы составит 120+215+2(10) = 355 Вт. Калькуляторы посчитали на 40-50 Вт больше — это запас на вентиляторы и мелочевку, которая может подключаться к 12 В линии. Оставшийся запас прочности БП остается на питание устройств по 5 В и 3.3 В линиям — частично жесткие диски, твердотельные накопители, ОЗУ, устройства PCIe.

    Для питания средней игровой системы, причем в хорошем разгоне, понадобится блок с максимальной мощностью не более 650 ватт. Более того, если рассмотреть сборку на топовых комплектующих, то система все равно впишется в рамки, которые ставит нам калькулятор:

    Intel Core i9 10900K и Nvidia RTX 3080 — даже в этом случае пользователю достаточно выбрать качественный БП из сегмента 650-700 ватт. Но 2000 ватт, 1500 ватт, и даже 1000 ватт будут для любой современной системы не лишними, а просто чересчур. Если же разогнать десятиядерник до 5.1 ГГц с вольтажом 1.35В, то понадобится БП на 750-800 ватт:

    Вывод №1 — не стоит переплачивать за лишние ватты в блоке питания. Даже при большом желании домашний компьютер с одним процессором и одной видеокартой не сможет выбрать весь потенциал киловатника. Другое дело, если потратить оставшуюся сумму на улучшение остальных комплектующих или же на модель блока питания качеством выше.

    Иногда меньше — лучше

    Все еще не понятно? Тогда подкинем пару наглядных примеров. Вот таблица с показателями КПД для стандартной сертификации 80+:

    Возьмем золотую середину — это блоки питания с бронзовым сертификатом. КПД такого блока варьируется от 81% до 85% в зависимости от уровня нагрузки. Теперь представим, что перед нами находится игровая система с максимальным энергопотреблением 600 ватт. В сборке установлен блок питания с заявленной максимальной мощностью 750 ватт. Считаем:

    600 ватт это 80% от 750 ватт. Значит, КПД этого блока питания в данной системе будет равно примерно 82%. Делим 600 на 0.82 и получаем 732 ватта — то, что блок питания будет потреблять из розетки для выдачи стабильных 600 ватт.

    Проверим эту теорию на более дорогом блоке питания с сертификацией Platinum:

    Его КПД при 80% нагрузке составляет примерно 92%. 600 разделить на 0.92 равно 652 — на 80 ватт меньше, чем у бронзового блока.

    А теперь подсчитаем выгоду:

    В час это 80 ватт, значит, в сутки уже 1920 ватт, а в месяц это превращается в 60 кВт — в год 720 кВт. Умножаем получившуюся цифру на тариф электроэнергии и смотрим на сумму.

    Вывод №2 — тратим деньги не на излишнюю мощность, а на систему с высокой эффективностью или высоким КПД. Бонусом получаем тихую систему охлаждения и различные примочки из премиального сегмента: например, подключение БП к материнской плате для мониторинга энергопотребления, контроля вольтажей и управления системой охлаждения.

    Что в итоге?

    Лучше взять более качественный блок питания с меньшей мощностью и сертификатом от «бронзы» и выше, чем дешевый БП с более высокой мощностью.

    Если есть свободные средства и хочется добавить их к своей сборке, нужно делать это с умом. Например, приобрести блок питания из золотых или платиновых моделей. Хорошие блоки питания живут долго, и при сборке новой системы можно переставить БП из старого компа. Это правильная экономия.

    Как мы убедились на примерах с калькуляторами и двумя разными по мощности системами, даже довольно производительным комплектующим в разгоне понадобится для работы не более 750-800 ватт. Поэтому блоки питания с максимальной мощностью от 1 кВт лучше оставить владельцам экстремальных сборок с двумя топовыми видеокартами и самым прожорливым процессором.

    Источник