Меню

Стандарт корпусов блоков питания

Стандарт корпусов блоков питания

Блоки питания: конструкция, форм-факторы и спецификации

Современные форм-факторы: EPS, TFX, CFX, LFX и Flex ATX

EPS/EPS12V

В 1998 году компании Intel, Hewlett-Packard, NEC, Dell, Data General, Micron и Compaq создали Server System Infrastructure (SSI) — отраслевую группу, которая должна была продвигать отраслевые форм-факторы, объединяющие различные серверные комплектующие, включая корпуса, блоки питания, материнские платы и другие компоненты. Идея состояла в том, чтобы разрабатывать сервера, где используются стандартные взаимозаменяемые комплектующие. И хотя данный материал не затрагивает серверные комплектующие, во многих случаях недорогой сервер выступает как настольный компьютер класса high-end, и многие высокопроизводительные компоненты, которые когда-либо находили применение на серверах, в дальнейшем доходили и до настольных пользовательских систем. Данный принцип особенно верен, когда разговор заходит о блоках питания.

В 1998 году группа SSI разработала спецификацию Entry-level Power Supply (EPS), в которой описан новый отраслевой форм-фактор блоков питания для серверов начального уровня, устанавливаемых в вертикальные корпуса типа Tower. Первоначально EPS был основан на форм-факторе ATX, но с некоторыми усовершенствованиями. Первым серьёзным усовершенствованием стало использование 24-контактного разъёма питания, который через какое-то время появился и в спецификации ATX12V, но произошло это несколько позднее — в 2003 году.

EPS также первоначально предложил использовать разъёмы Molex Mini-Fit с контактами High Current System (HCS), которые появились в стандарте ATX12V в марте 2005 года. EPS включал ныне устаревший 6-контактный разъём питания, 4-контактный разъём питания +12 В, разновидность 6-контактного разъёма для питания видеокарты — причём всё это появилось в стандарте EPS задолго до того, как дошло до форм-фактора ATX.

Первоначальная спецификация EPS использовала физический форм-фактор, идентичный ATX, но позднее форм-фактор EPS был расширен для обеспечения более высокой мощности, позволяя устанавливать блок питания с большей глубиной при необходимости. Стандарт ATX и первоначальная версия EPS имеют 86 мм в высоту и 150 мм в ширину при глубине 140 мм — это те же самые размеры, что использовались в БП стандартов LPX и PS/2. Позднее спецификация EPS допустила возможность использования более крупного блока питания с глубиной корпуса 180 мм и 230 мм. Большинство БП имели полноценную мощность 500 Вт и более, и были выполнены в форм-факторе EPS12V, так как было невозможно реализовать более высокую мощность, оставаясь в рамках габаритов стандарта ATX. Можно было бы подумать, что такие БП требовали специфического корпуса соответствующего форм-фактора, но на практике многие (если не большинство) полноразмерных корпусов ATX позволяли устанавливать более глубокие блоки питания без изменения формы салазок под БП на корпусе, особенно при использовании более коротких в длину оптических накопителей (так как один и более оптических накопителей, как правило, устанавливаются на одном уровне с блоком питания в корпусе).

Со временем спецификации блоков питания EPS/EPS12V были повышены и сейчас можно предположить, какие потенциальные усовершенствования могут быть реализованы в стандарте ATX. Сегодня основная разница между ATX и EPS относительно разъёмов питания заключается в том, что стандарт EPS12V предполагает использование двойного 8-контактного разъёма +12 V вместо 4-контактного в блоках питания стандарта ATX12V.

Двойной 8-контактный разъём +12 В, по-сути, эквивалентен двум 4-контактным разъёмам, которые заделаны вместе, и он используется в серверах начального уровня для питания нескольких процессоров. Конструкция такого разъёма на блоках питания позволяет подключить его к обычной материнской плате форм-фактора ATX, оставив свободными четыре дополнительных выхода.

Ещё одно (и последнее) существенное различие EPS12V и ATX12V заключается в том, что блок питания стандарта EPS может достигать в глубину 180 или 230 мм, в то время, как блок питания ATX имеет ограничение до 140 мм в глубину в соответствии с его спецификацией. Пример блока питания стандарта EPS12V приведён на следующей фотографии:

Данный блок питания стандарта EPS12V имеет глубину 230 мм и может использоваться вместо обычного БП ATX12V, если корпус позволяет его установить. БП стандарта EPS12V иногда называют «расширенным ATX», так как они имеют более вытянутый корпус. Если вы планируете использовать один из таких БП в стандартом корпусе ATX необходимо, чтобы вы предварительно удостоверились, что в вашем корпусе имеется дополнительное пространство, чтобы установить в него блок питания, имеющий глубину больше стандартного значения 140 мм. Совместимость разъёмов в данном случае не выступает как лимитирующий фактор по причине конструкции разъёма Molex Mini-Fit: вы можете подключить 24-контактный разъём от блока питания к разъёму для 20-контактного коннектора на материнской плате. Точно так же можно подключать и 8-контактный двойной коннектор +12 V к обычному гнезду +12 В на материнской плате ATX. Таким образом, если вам позволяет свободное пространство внутри корпуса ATX, мы можете установить БП стандарта EPS12V, чтобы получить более высокую мощность.

TFX12V

Блок питания стандарта TFX12V (Thin Form Factor) впервые представлен компанией Intel в апреле 2002 года и спроектирован для систем форм-фактора SFF объёмом около 9-15 литров, прежде всего таких, где используются низкопрофильные корпуса, соответствующие спецификации SFF, и материнские платы форм-факторов microATX, FlexATX или Mini-ATX. Относительно БП ATX и SFX форма TFX12V более вытянута в длину и имеет наклон, что позволяет проще устанавливать такой БП в низкопрофильные корпуса. Размеры форм-фактора TFX12V отражены на следующей схеме:

БП стандарта TFX12V спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать выходную мощность 180-300 Вт, что наиболее соответствует потребностям компактных систем, в которых планируется его использование. Блок питания TFX12V оснащён 80-мм вентилятором, закреплённым на боковой стороне внутри блока питания и имеющим встроенный термостат, что обеспечивает бесшумное и эффективное охлаждение (скорость вращения зависит от температуры внутри корпуса). Симметричная система позволяет при монтаже БП внутри корпуса выбирать сторону, к которой будет обращён вентилятор, что обеспечивает максимально эффективное охлаждение и гибкость — вы можете развернуть блок питания, учитывая особенности конструкцию корпуса.

В отличие от блоков питания, выполненных в форм-факторе SFX, стандартизованы только физические габариты БП TFX12V. Блоки питания TFX12V также всегда включали 4-контактный разъём +12 В с тех пор, как стандарт появился в апреле 2002 года (в это же время разъём +12 В появился в БП, имеющих другие форм-факторы). В версии TFX12V 1.2 (апрель 2003) был добавлен в качестве опции разъём питания Serial ATA, тогда как версия TFX12V 2.0, представленная в феврале 2004, сделала коннекторы питания SATA обязательными для всех БП, а основной 20-контактный разъём питания был заменён на 24-контактный. Ревизия 2.1 (июль 2005) включает лишь незначительные отличия от предшествующей версии.

CFX12V

Блоки питания форм-фактора CFX12V (Compact Form Factor) первоначально были представлены компанией Intel в ноябре 2003 года и предназначены для систем среднего размера стандарта BTX (Balanced Technology Extended) объёмом 10-15 литров, в которых используются материнские платы microBTX или picoBTX.

Блоки питания CFX12V разрабатывались для обеспечения выходной мощности 220-300 Вт, что вполне соответствует потребностям средних по размеру систем. БП CFX12V включает 80-мм вентилятор, закреплённый на задней стенке и оснащённый термостатом, что обеспечивает эффективную и тихую работу, так как скорость вращения регулируется в зависимости от температуры внутри корпуса. Форма такого блока питания имеет выступ, что позволяет более эффективно использовать пространство внутри корпуса, уменьшая общий размер системы. Размеры блока питания CFX12V показаны на схеме, приведённой ниже:

Блоки питания CFX12V изначально включали 4-контактный разъём +12 В, как только данный стандарт был представлен в ноябре 2003 года (позднее такие же разъёмы стали распространены в более популярных форм-факторах БП). Блок питания TFX12V также включал основной 24-контактный разъём для материнской платы и разъёмы питания для устройств Serial ATA. Текущая ревизия CFX12V 1.2, представленная в 2005 году, имеет лишь незначительные отличия от предшествующей версии, включая использование разъёмов HCS.

LFX12V

Впервые стандарт LFX12V (Low Profile Form Factor) был представлен компанией Intel в апреле 2004 года. Он разрабатывался для ультракомпактных настольных систем, имеющих объём 6-9 литров, прежде всего для использования с материнскими платами форм-факторов picoBTX и nanoBTX.

Блок питания разрабатывался для обеспечения выходной мощности 180-260 Вт, что более чем достаточно для потребностей миниатюрных систем. Блок питания LFX12V включает 60-мм вентилятор, что на 20 мм меньше относительно спецификации CFX12V. Вентилятор подобен своему собрату в БП CFX12V и, как правило, дополняется термостатом, что обеспечивает контроль скорости вращения для обеспечения оптимального баланса между шумом, который производит система, и эффективностью охлаждения. Форма блока питания выполнена таким образом, чтобы оптимально использовать пространство внутри корпуса, что позволяет получить более компактную платформу. Размеры типичного блока питания LFX12V отражены на следующей схеме:

Все блоки питания , выполненные в форм-факторе LFX12V, оснащены главным 24-контактным разъёмом питания для материнской платы, дополнительным 4-контактным разъёмом +12 В и коннекторами питания Serial ATA. Текущая спецификация LFX12V 1.1 представлена в апреле 2005 года и имеет незначительные усовершенствования относительно предыдущей версии.

Flex ATX

Компания FSP (Fortron Source Power), один из крупнейших производителей блоков питания, в 2001 году впервые представила свои наработки, которые были впоследствии объединены в форм-фактор Flex ATX как один из основных проприетарных стандартов настольных систем компактного размера (SFF) и тонких серверов (1U).

Данные блоки питания получили распространение в платформах Shuttle, но также использовались у других системных интеграторов, таких как HP/Compaq, IBM, SuperMicro и т.д.

Предприняв попытку превратить данный форм-фактор в официальный стандарт, компания Intel представила форм-фактор Flex ATX как часть ревизии 1.1 и более поздних версий в документе «Руководство по разработке блоков питания для настольных систем» («Power Supply Design Guide for Desktop Platform Form Factors»), опубликованном в марте 2007 года (данный документ доступен на сайте www.formfactors.org). Форм-фактор Flex ATX также часто называют блоками питания 1U (one unit), так как он используется в большинстве серверных корпусов стандарта 1U.

Блоки питания Flex ATX, подобно представленному на рисунке, разработаны таким образом, чтобы обеспечить номинальную выходную мощность от 180 до 270 Вт, что идеально соответствует запросам компактных систем. Стандарт Flex ATX предполагает использование одного или двух вентиляторов диаметром 40 мм, однако, предусмотрена возможность использовать более крупные вентиляторы, которые при этом располагаются горизонтально. Также существуют и модели с пассивным охлаждением.

Источник



Правильное питание — залог здоровья. Выбираем блок питания. Часть 1. Практикум

Приведем небольшой пример. Если вы собираетесь покупать автомобиль, то вы прекрасно понимаете, что собираетесь использовать его прежде всего в качестве средства передвижения. Для этого машине нужно качественное топливо. В противном случае вам не избежать дорогостоящего ремонта. С компьютером происходит все то же самое. Для стабильной работы ему нужно электрическое питание. Выходит, что «неофициально» блок питания является важнейшим элементом любого десктопа.

В данной статье мы постараемся доказать, что покупка дешевых «кормушек» может привести к нежелательным последствиям, а также развенчать некоторые мифы, буквально ставящие пользователей в тупик.

Блок питания — не роскошь. Но и не устройство, которым можно пренебречь!

Конструкция блока питания

Так как сейчас доминирующим форматом блоков питания является ATX, то мы будем рассматривать именно его. Подготавливая этот материал, мы не руководствовались желанием показать вам углубленную структуру современных БП, так как вытекающий из этого объем информации может просто-напросто отбить у вас всякий интерес к чтению.

Читайте также:  Чем соединить провод блока питания

Любой блок питания условно можно разделить на несколько функциональных частей: фильтр электромагнитных помех, выпрямитель, схема APFC, дежурный источник питания, инвертор, выпрямитель и фильтр выходных напряжений, схема защиты и выключения, ШИМ-контроллер. Также в последнее время все чаще в современных «кормушках» встречаются отдельные схемы управления скоростью вращения вентилятора. Эти узлы в той или иной мере взаимосвязаны друг с другом и расположены на печатной плате, прикрученной к днищу корпуса.

Структурная схема блока питания

В качестве примера мы использовали фотографию Thermaltake TR2 550W — недорогого, но популярного в России блока питания.

Компонентная база Thermaltake TR2 550W

Элементы Thermaltake TR2 550W: сетевой разъем (1), Х-конденсатор сетевого фильтра (2), предохранитель входной цепи (3), варистор (4), Х-конденсатор низкочастотного фильтра (5), дроссели низкочастотного фильтра (6), Y-конденсаторы низкочастотного фильтра (7), диодный мост (8), два полевых транзисторы APFC (9), быстрый диод APFC (10), электролитический конденсатор APFC (11), дроссель APFC (12), модуль управления APFC/PWM (13), согласующий трансформатор инвертора (14), радиатор с двумя силовыми ключами инвертора (15), модуль управления источника дежурного питания с ШИМ-драйвером и полевым транзистором (16), импульсный трансформатор источника дежурного напряжения (17), импульсный трансформатор главного инвертора (18), диод Шоттки источника дежурного напряжения (19), электролитический конденсатор фильтра ИДН (20), оптроны обратной связи (21), диод Шоттки шины +3,3V (22), выпрямительные диоды шины +12V (23), радиатор охлаждения вторичной цепи (24), супервизор (25), разъем подключения термодатчика (26), электролитические конденсаторы высокочастотного фильтра (27), биполярный транзистор для управления скоростью вращения вентилятора (28), плата для подключения отстегивающихся кабелей (29), дроссель групповой стабилизации +12V и +5V (30).

EMI-фильтр

На входе БП расположен фильтр ЭМП (электромагнитных помех). Так как компьютерный блок питания является импульсным, он генерирует высокочастотные шумы в сеть.

Существуют две составляющие электромагнитной помехи: синфазная и дифференциальная. Синфазная помеха не связана с заземлением и проходит по линии питания. Дифференциальная появляется между одним из проводов сети и «землей». Для подавления первой составляющей используются Х-конденсаторы и дроссели с встречными обмотками, для второй — Y-конденсаторы и проходные дроссели. Обычно конденсаторы встречаются как на входном разъеме питания 220 В, так и на плате, образуя фильтр кондуктивных шумов.

Для уменьшения излучаемых помех служит сам корпус блока питания, изготовленный из металлических сплавов. Здесь же расположен варистор для защиты первичной части БП от перенапряжения, а также предохранитель, разрывающий цепь при коротком замыкании и/или перегрузке.

Выпрямитель

Затем отфильтрованный переменный ток преобразуется в постоянный с помощью выпрямительного диодного моста, как правило, прикрепленного к радиатору. В дешевых блоках питания используются четыре обычных диода, образующих мост, что сказывается на использовании свободного пространства на плате и надежности.

Инвертор

Инвертор является главным силовым преобразователем любого блока питания. Он состоит из трансформатора, согласующего каскада, ШИМ-микросхемы и силовых ключей. Управляющая микросхема в последнее время перекочевала в комбо-модуль PWM+APFC, представляющий собой дочернюю плату, однако существует еще достаточно БП, где она представлена в отдельном виде. Суть ее работы довольно проста: она регулирует время открытого состояния силовых транзисторов, путем подачи сигналов на их затворы. Грубо говоря, чем дольше открыт ключ, тем больше энергии передаст трансформатор. Работают транзисторы попарно (когда один открыт, другой закрыт, и наоборот), так как в большинстве своем инверторы — двухтактные. И делается это десятки, а то и сотни тысяч раз в секунду.

Выходной выпрямитель и узел фильтрации

Блок выпрямителей и фильтрующих элементов как правило состоит из диодов Шоттки, электролитических конденсаторов и дросселя групповой стабилизации. В разных БП по-разному реализована элементная база, и вышесказанное необязательно является примером. В классическом исполнении напряжения 12 В, 5 В и 3,3 В снимаются со вторичных обмоток импульсного трансформатора и выпрямляются своими диодными сборками.

В последнее время диоды активно заменяются полевыми транзисторами, в виду чего снижаются потери и вторичная цепь напрочь лишается радиаторов охлаждения. К тому же «вторичкой» осталась только 12 В, которая является несущей шиной вторичного напряжения. От нее непосредственно формируются +3,3 В и +5 В.

Защитный узел

Схема защиты в настоящее время реализована на микросхеме супервизора. Она постоянно мониторит выходные напряжения +3,3V, +5V и +12V и в случае выхода значений за пределы снимает сигнал Power Good, тем самым завершая работу компьютера. Основными ее функциями является защита от перегрузки, а также пониженного и повышенного напряжения.

Разъемы блока питания

Все коннекторы компонентов компьютера унифицированы, поэтому распиновка разъемов блоков питания также стандартная. На изображении ниже вы можете увидеть расположение отдельных гнезд в соответствии со стандартом ATX. Слева расположен 20-контактный коннектор, поддерживаемый бюджетными материнскими платами, а справа — более распространенный 24-пиновый. Как видно, отличаются они лишь наличием дополнительных проводов питания +12V, +5V, +3,3V и «земли».

Распиновка всех разъемов БП

Все разъемы имеют ключи, препятствующие неправильному подключению, хотя на практике особо усердные уникумы умудряются все же воткнуть их «вверх ногами». SATA-коннектор имеет Г-образный корпус, а вот у MOLEX-разъема в роли «защиты от дурака» выступают уголки по краям корпуса. У коннекторов для подключения дополнительного питания +12V и материнской платы ключами являются сами пины.

Если говорить о принадлежности каждого типа разъема к подключаемому устройству, то название, как правило, говорит само за себя. Например, SATA предназначен для подключения девайсов с одноименным интерфейсом.

Коннектор SATA блока питания

Коннекторы MOLEX блока питания

Дополнительное питание CPU бывает двух видов: 4- и 8-пиновые в зависимости от мощности блока питания. Коннекторы PCI-E бывают 6- или 8-пиновые и служат для подключения высокопроизводительных карт расширения, среди которых особо выделяются видеокарты. Для питания наиболее производительных решений может потребоваться до трех 8-пиновых разъемов. Поэтому при выборе блока питания всегда следует учитывать количество коннекторов.

Коннектор питания CPU

Коннектор питания PCI-E

Отметим, что «кормушки» бывают как модульные, так и немодульные, то есть в некоторых устройствах неиспользуемые кабели можно отсоединить.

Корпус полностью модульного блока питания

Еще один важный момент — длина проводов. Как правило, производитель это в технических характеристиках. В некоторых случаях длины кабеля может не хватить, что провести его через все шасси корпуса к нужному коннектору на материнской плате.

Стандарты блоков питания

Существует достаточно много стандартов исполнения «кормушек». Они унифицированы для конкретных инженерных решений, будь то сервер, домашний десктоп или медиацентр. Это очень удобно, ведь зная форм-фактор вашего блока питания, вы без труда можете подобрать комплектующие, соответствующие ему. Мы не будем заострять наше внимание на устаревших и редких стандартах.

ATX12V 2.0

Этот стандарт относится к ATX, что видно из названия. Главное отличие второй ревизии — наличие сразу двух шин +12V. Связано это в первую очередь с требованиями безопасности, согласно которым мощность цепи, к которой имеется открытый доступ для оператора, не должна превышать 240 ВА, то есть не больше 240/12=20 А. При этом производителям блоков питания был предоставлен широкий простор для выбора различных вариаций мощности, но с обязательным регламентированием максимальных токов по линиям.

EPS12V

Это серверный стандарт, использующийся в вычислительных системах начального уровня. Однако он совместим с форм-фактором ATX12V 2.0 и поэтому может применяться в домашних компьютерах. Следует учесть, что блоки питания данного формата имеют вытянутую форму глубиной 180 мм или 230 мм.

Эффективность блока питания

APFC (активная коррекция коэффициента мощности) заменила в современных блоках питания устаревшую PPFC, то есть пассивную коррекцию. Связано это в первую очередь с относительно низким коэффициентом мощности у PPFC (всего лишь 0,6). Например, APFC имеет 0,9, что ближе к идеалу.

Почему же в последнее время все больше и больше внимания уделяется увеличению коэффициента мощности? Раньше этому не уделялось должное внимание в виду меньшей загруженности сетей. А когда в нашу эпоху электрификации и обилия всевозможных приборов резко встал вопрос об эффективном использовании ресурсов, инженеры вспомнили о КМ. Суть проблемы заключается в том, что помимо полезной части электрического тока, существует и реактивная его составляющая. В ней то и «зарыта собака». Она не делает полезной работы, зато нагревает проводники и увеличивает общую нагрузку на сеть. Например, мы имеем компьютер, потребляющий 200 Вт, и блок питания с КМ 0,6. В итоге из домашней сети ПК потребляет 200/0,6=333 Вт, то есть 133 Вт реактивной мощности рассеивается в виде тепла. Соответственно и платить вы будете больше. Но если применить блок питания с APFC, то полная мощность будет равна 200/0,9=222 Вт, то есть всего 22 Вт реактивной мощности!

В США и странах Европы цены за электроэнергию очень высокие. У нас — консервативные. Однако рано или поздно и нам придется экономить.

Также блоки питания с APFC имеют лучшую помехоустойчивость, высокий коэффициент стабилизации и КПД, низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений, меньшее влияние на внешнюю сеть. Устройства способны работать в диапазоне напряжений 110-250 В.

Кстати, мы опустили факт лишнего нагрева проводки, так как ПК — далеко не самое «прожорливое» устройство в квартире.

Спецификация 80 PLUS

Стандарт энергосбережения Energy Star 4.0, принятый в 2007 году, включает в себя программу 80 PLUS, подразумевающую проверку блоков питания на соответствие нормам энергоэффективности. К ним относятся коэффициент полезного действия (отношение выходной мощности к потребляемой) и коэффициент мощности (отношение активной мощности к полной). Согласно 80 PLUS, КПД должен быть не ниже 80% при 20%, 50% и 100% нагрузке относительно номинальной мощности блока питания. Ниже представлена таблица сертификатов эффективности при номинальном напряжении 230 В.

Один из важнейших критериев выбора блока питания: наличие сертификатов 80 PLUS Gold, 80 PLUS Platinum и 80 PLUS Titanium. Оно свидетельствует о том, что при сборке устройства использованы высококачественные элементы.

Напряжение в электросети, 230В
Процент от номинальной нагрузки 20% 50% 100%
80 PLUS
80 PLUS Bronze 81% 85% 81%
80 PLUS Silver 85% 89% 85%
80 PLUS Gold 88% 92% 88%
80 PLUS Platinum 90% 94% 91%
80 PLUS Titanium 94% 96% 91%

Любопытно, что на выставке CES 2014 был представлен блок питания Corsair AX1500i мощностью 1500 Вт, имеющего сертификат 80 PLUS Titanium! Пока еще рано делать конкретные выводы об этом устройстве. Известно лишь о том, что «кормушка» поступит в продажу не ранее второго квартала текущего года.

Мифы о блоках питания

Чем больше вес, тем качественнее блок питания

Это уже устаревшее определение качества БП, ничего общего не имеющее с реальностью. Если раньше это высказывание опиралось на факты, то сейчас они говорят о другом. Раньше КПД блоков питания был относительно низкий, поэтому на внутренних компонентах выделялось большое количество тепла. Для предотвращения их перегрева использовались массивные радиаторы, которые и составляли львиную долю веса всего БП.

Читайте также:  Блок питания delta gps 500ab a

В современных устройствах (ввиду высокого КПД) нагрев элементов несущественный, поэтому зачастую можно встретить блоки питания без радиаторов во вторичной цепи.

Также на уменьшении потерь сказывается использование APFC, улучшение характеристик импульсных трансформаторов, замена выпрямительных диодов на полевые транзисторы. Последнее связано с тем, что у MOSFET-ов сопротивление канала в открытом состоянии составляет доли Ома, что ведет к снижению выделяемой на них мощности. Стоит отметить, что высокая частота работы инверторов также привела к уменьшению размеров компонентов.

Многообещающая компонентная база

Многим компьютерным пользователям известны различные уловки производителей по привлечению покупательского спроса. Самые распространенные из них украшают упаковки: применение «японских» и твердотельных конденсаторов (очень часто — «японских» твердотельных), возможность работать в экстремальных условиях, дроссели с ферритовым сердечником, наличие всевозможных защит.

Все вышеперечисленное, конечно же, является огромным плюсом, но всегда ли это совпадает с реальностью? У хороших фирм — да. Однако уловка заключается в следующем: «японские» и полимерные конденсаторы, дроссели с ферритовым сердечником присутствуют внутри, но их количество — минимальное. Вся остальная «рассыпуха» может быть представлена бюджетными элементами.

А зачем обычному пользователю блок питания с «возможностью работы в экстремальных условиях»? Большинство пользователей разве работает дома при минусовых температурах или, наоборот, при аномально высокой жаре? Лишь за редким исключением. Вердикт таков: индустриальный класс устройств должен применяться по назначению, а не быть навязан домашнему пользователю.

Обилие защит, ярко расписанное маркетологами компаний, ровным счетом ни о чем не говорит. Стандарт ATX предусматривает проверку всех БП на соответствие требованиям безопасности. В противном случае непрошедшие контроль качества устройства просто не поступят в продажу. Маркетинг.

Миф о многоканальных и одноканальных шинах +12V

Эта тема настолько обширная и настолько запутанная, что в рамках статьи невозможно описать все предубеждения, связанные с этим мифом. Внесем лишь одну ясность. Любой БП имеет шину +12V. Согласно стандарту ATX, максимальный ток на одной линии не должен превышать 20 А. Инженеры, «обманывая» регламентированные требования, пошли на ухищрение и снабдили БП виртуальными шинами, каждая из которых питает отельную группу разъемов блока питания. Однако они зашунтированы и запитаны все от того же канала +12V.

В последнее время все чаще встречаются многоканальные БП с ограничением тока по каждой линии в 30 А. В этих устройствах линии сгруппированы для того, чтобы превысить нормы стандарта ATX, не нарушая их. Однако все они изначально связаны с одной единственной несущей шиной!

Для блоков питания с APFC требуется UPS с синусоидальной формой напряжения на выходе

Совместимость источников бесперебойного питания и БП с активным корректором коэффициента мощности давно обсуждается в интернете. Однако стоит расставить все точки над i. Несовместимость UPS и APFC-блока кроется в больших пусковых токах, так как последний фактически работает в режиме высокочастотного короткого замыкания. Поэтому советуем вам присмотреться к покупке «бесперебойника» с двукратным запасом мощности. В противном случае UPS может просто уйти в защиту.

Как выбрать качественный блок питания?

Конечно, о блоках питания не так интересно читать, как, например, о видеокартах. Однако, когда в этом появляется необходимость, то на помощь приходят обзоры, обзоры и еще раз обзоры.

Источник

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Системный блокЗа время своего существования компьютеры пережили множество видоизменений и усовершенствований. Не стали исключением и форм-факторы (или типоразмеры) компьютеров. Сегодня поговорим о популярных форм-факторах персональных компьютеров, немного затронем историю, а также коснёмся экзотических типоразмеров ПК.

Форм-фактор (от англ. form factor) — это стандарт, который задаёт габариты и другие параметры технического изделия. Применительно к персональному компьютеру это количество и размещение комплектующих, разъёмов, элементов корпуса системного блока и прочие технические моменты. Эти стандарты не являются обязательными, но, в целом, производители корпусов и комплектующих для системных блоков стараются их соблюдать. Таким образом, если Ваш системный блок популярного форм-фактора, трудностей с его обслуживанием не возникнет.

Перечисление форм-факторов ПК начнём с самого распространённого на данный момент стандарта — ATX.

Форм-фактор ATX (англ. Advanced Technology Extended) появился на стыке XX и XXI веков, практически сразу став главным стандартом на рынке персональных компьютеров. Разработан данный типоразмер был компанией Intel. Долго описывать этот стандарт не имеет смысла, достаточно взглянуть на современный системный блок. Остановимся на главных особенностях форм-фактора ATX:

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

  • Материнская плата компьютера обеспечивает питание процессора, оперативной памяти, дискретной видеокарты и прочих плат. Мощные видеокарты требуют дополнительного питания непосредственно с блока питания;
  • Вентиляторы в системном блоке расположены таким образом, чтобы радиатор процессора находился на пути воздушного потока вентилятора блока питания. Сам блок питания при этом располагается сверху или внизу системного блока. Если блок питания располагается снизу, а также имеется дискретная видеокарта, поток воздуха от блока питания уже не будет обдувать радиатор процессора. В данной конфигурации тепло от процессора должно отводиться только силами вентилятора на радиаторе CPU;
  • Разъём питания материнской платы претерпел изменения по сравнению со стандартом AT и теперь не допускает ошибочного подключения. Первоначально число контактов равнялось 20, затем было увеличено до 24;
  • Изменения затронули и заднюю панель системного блока. Корпусы системных блоков форм-фактора ATX имеют стандартизированную прорезь, в которую вставляется панель с разъёмами материнской платы и специальная заглушка с отверстиями под эти разъёмы (англ. I/O Plate — Input/Output Plate). Заглушка идёт в комплекте с материнской платой. Особенностью стандарта ATX является то, что производители материнских плат вольны сами выбирать типы и количество разъёмом, которыми они снабжают свои устройства. Всё это упрощает сборку ПК, так как один корпус можно использовать с разными комплектующими.

Пример корпуса форм-фактора ATX. Хорошо видны характерные прорези для I/O Plate и блока питания.

Самыми распространёнными представителями ПК стандарта ATX являются системные блоки как на иллюстрации выше. Они удобны как в сборке, так и в обслуживании, но являются не слишком компактными по современным меркам. В последние годы им на смену всё чаще приходят более компактные компьютеры.

Как не трудно догадаться, определяющим фактором здесь является размер комплектующих компьютера. В особенности материнской платы. Хотя, конечно, и другие комплектующие способны занимать немалое пространство. Речь о дискретных видеокартах, жёстких дисках, дисководах, блоках питания, радиаторах, вентиляторах и прочем. Но остановимся на материнских платах.

Типоразмер ATX включает в себя несколько стандартов материнских плат. Классических системный блок «заточен» под материнские платы Standard-ATX (или просто ATX) размером 305 × 244 мм. Кроме этого популярными являются материнские платы форматов Mini-ATX (284 × 208 мм) и Micro-ATX (244 × 244 мм). Как правило, корпусы системных блоков содержат отверстия для крепления плат различных габаритов. Подробнее о размерах материнских плат различных типов в таблице ниже.

Название Размер в мм Размер в дюймах
WTX 356 × 425 14 × 16,75
EE-ATX 347 × 330 13,7 × 13
E-ATX 305 × 330 12 × 13
XL-ATX 345 × 262 13,5 × 10,3
ATX 305 × 244 12 × 9,6
Mini-ATX 284 × 208 11,2 × 8,2
Micro-ATX 244 × 244 9,6 × 9,6
Flex-ATX 229 × 191 9 × 7,5
Mini-ITX 170 × 170 6,7 × 6,7
Nano-ITX 120 × 120 4,7 × 4,7
Pico-ITX 100 × 72 4 × 2,8
Mobile-ITX 75 × 45 2,9 × 1,8

В таблице можно увидеть несколько типоразмеров материнских плат с ITX в конце названия. Данные типоразмеры были разработаны компанией VIA Technologies и де-факто являются платами стандарта ATX со своими габаритами и компоновкой. Первоначально был представлен форм-фактор ITX размером 215 × 191 мм, но он не получил распространение. А вот Mini-ITX получил распространение как основа для компактных и бесшумных ПК (не самые производительные процессоры позволяют использовать пассивное охлаждение, а HDD можно заменить на SSD).

Nano-ITX используется, как правило, в различных мультимедийных устройствах, таких как телевизионные приставки и неттопы). Pico-ITX это формат плат для ещё более миниатюрных компьютеров, а Mobile-ITX используется в промышленных мобильных и встраиваемых системах.

Ниже пример материнской платы форм-фактора Micro-ATX. Расположение слотов является стандартным для ATX-плат.

Материнская плата Gigabyte GA-H61M-S2PV форм-фактора Micro-ATX.

Материнская плата Gigabyte GA-H61M-S2PV форм-фактора Micro-ATX.

Форм-фактор ATX пришёл на смену форм-фактору AT, который появился в середине 80-х годов XX века и де-факто являлся первым массово распространённым форм-фактором персональных компьютеров.

Форм-фактор AT (англ. Advanced Technology) был предложен компанией IBM в 1984 году и «царствовал» 15 лет до появления ATX. Ныне компьютеры форм-фактора AT встретишь не слишком часто.

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Типичный корпус форм-фактора AT.

Компьютеры форм-фактора AT имели следующие особенности:

  • Задняя стенка корпуса системного блока не имела универсального выреза, в который у корпусов ATX вставляется I/O Plate. Имелось лишь отверстие под разъём подключения клавиатуры и отверстия для плат расширения;
  • Слоты оперативной памяти обычно располагались в верхней части материнской платы, но иногда они могли быть и ниже;
  • Внедрение крепления плат расширения таким образом, чтобы их интерфейсы помещались в прорези на задней стенке корпуса системного блока. Появление заглушек для данных прорезей. Появление на материнской плате контактов для подключения кнопки «Reset», индикаторов питания и активности жёсткого диска. Все эти нововведения затем перекочевали в стандарт ATX.

Материнские платы форм-фактора AT выпускались в двух размерах: AT (305 × 279 мм или 305 × 330 мм) и Baby AT (331 × 218 мм). Последние получили большее распространение.

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Материнская плата форм-фактора Baby AT.

В целом, расположение комплектующих на материнских платах стандарта AT признавалось неудачным ещё во времена их активного использования. Охлаждение центрального процессора осуществлялось недостаточно, так как этому препятствовали платы расширения, а планки оперативной памяти находились возле блока питания практически вплотную к нему.

Теперь поговорим об экзотике.

Данный форм-фактор задумывался корпорацией Intel как продолжение ATX. Типоразмер BTX (англ. Balanced Technology Extended) был представлен в 2004 году, а выпуск компьютеров данного стандарта происходил в 2005-2006 гг.

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Пример корпуса форм-фактора BTX.

По сравнению с форм-фактором ATX появились следующие улучшения:

  • Движение воздуха внутри системного блока происходит рациональнее по сравнению с системными блоками форм-фактора ATX. В корпусе типоразмера BTX было организовано прямое движение воздуха, а материнская плата была вынесена на левую стенку корпуса вместо правой. Перенос материнской платы привел к тому, что платы расширения располагались радиаторами вверх, способствую воздухообмену;
  • Высота материнской платы и высота I/O Plate были уменьшены по сравнению со стандартом ATX.

Нераспространённым форм-фактор BTX оказался не потому, что имел какие-то фатальные недостатки, а потому, что его достоинства перед форм-фактором ATX не оказались определяющими. Главной причиной разработки стандарта BTX было всё возрастающее тепловыделение процессоров семейства Intel Pentium 4. Вскоре, впрочем, этот фактор потерял актуальность, так как последующие процессоры «грелись» не так сильно. В свою очередь, это привело к тому, что и потребность в новых корпусах ПК отпала сама собой.

Читайте также:  Atx блок питания резистор

Ещё одним ретро-типоразмером является NLX (англ. New Low Profile eXtended), который был создан для низкопрофильных систем. Особенностью форм-фактора NLX являлась отдельная выносная плата, которая подключалась к материнской плате. В свою очередь, к выносной плате подключались платы расширения и питание. Выносная плата располагалась перпендикулярно материнской плате, а платы расширения параллельно.

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Форм-фактор NLX.

Разделение на материнскую и выносную платы дала производителям оборудования возможность комбинировать различные слоты в платах под потребности заказчиков.

Форм-факторы ПК: ATX, AT и иже с ними

Корпус форм-фактора NLX.

Форм-фактор NLX пал жертвой общего снижения популярности к низкопрофильным системам в пользу вертикальных корпусов ПК. На текущий момент системы с горизонтальным расположением корпуса имеют внутри платы стандартов ATX или ITX и не предполагают использование плат расширения.

Источник

СОБЕРИ САМ

Блоки питания: конструкция, форм-факторы и спецификации

Современные форм-факторы: EPS, TFX, CFX, LFX и Flex ATX

EPS/EPS12V

В 1998 году компании Intel, Hewlett-Packard, NEC, Dell, Data General, Micron и Compaq создали Server System Infrastructure (SSI) — отраслевую группу, которая должна была продвигать отраслевые форм-факторы, объединяющие различные серверные комплектующие, включая корпуса, блоки питания, материнские платы и другие компоненты. Идея состояла в том, чтобы разрабатывать сервера, где используются стандартные взаимозаменяемые комплектующие. И хотя данный материал не затрагивает серверные комплектующие, во многих случаях недорогой сервер выступает как настольный компьютер класса high-end, и многие высокопроизводительные компоненты, которые когда-либо находили применение на серверах, в дальнейшем доходили и до настольных пользовательских систем. Данный принцип особенно верен, когда разговор заходит о блоках питания.

В 1998 году группа SSI разработала спецификацию Entry-level Power Supply (EPS), в которой описан новый отраслевой форм-фактор блоков питания для серверов начального уровня, устанавливаемых в вертикальные корпуса типа Tower. Первоначально EPS был основан на форм-факторе ATX, но с некоторыми усовершенствованиями. Первым серьёзным усовершенствованием стало использование 24-контактного разъёма питания, который через какое-то время появился и в спецификации ATX12V, но произошло это несколько позднее — в 2003 году.

EPS также первоначально предложил использовать разъёмы Molex Mini-Fit с контактами High Current System (HCS), которые появились в стандарте ATX12V в марте 2005 года. EPS включал ныне устаревший 6-контактный разъём питания, 4-контактный разъём питания +12 В, разновидность 6-контактного разъёма для питания видеокарты — причём всё это появилось в стандарте EPS задолго до того, как дошло до форм-фактора ATX.

Первоначальная спецификация EPS использовала физический форм-фактор, идентичный ATX, но позднее форм-фактор EPS был расширен для обеспечения более высокой мощности, позволяя устанавливать блок питания с большей глубиной при необходимости. Стандарт ATX и первоначальная версия EPS имеют 86 мм в высоту и 150 мм в ширину при глубине 140 мм — это те же самые размеры, что использовались в БП стандартов LPX и PS/2. Позднее спецификация EPS допустила возможность использования более крупного блока питания с глубиной корпуса 180 мм и 230 мм. Большинство БП имели полноценную мощность 500 Вт и более, и были выполнены в форм-факторе EPS12V, так как было невозможно реализовать более высокую мощность, оставаясь в рамках габаритов стандарта ATX. Можно было бы подумать, что такие БП требовали специфического корпуса соответствующего форм-фактора, но на практике многие (если не большинство) полноразмерных корпусов ATX позволяли устанавливать более глубокие блоки питания без изменения формы салазок под БП на корпусе, особенно при использовании более коротких в длину оптических накопителей (так как один и более оптических накопителей, как правило, устанавливаются на одном уровне с блоком питания в корпусе).

Со временем спецификации блоков питания EPS/EPS12V были повышены и сейчас можно предположить, какие потенциальные усовершенствования могут быть реализованы в стандарте ATX. Сегодня основная разница между ATX и EPS относительно разъёмов питания заключается в том, что стандарт EPS12V предполагает использование двойного 8-контактного разъёма +12 V вместо 4-контактного в блоках питания стандарта ATX12V.

Двойной 8-контактный разъём +12 В, по-сути, эквивалентен двум 4-контактным разъёмам, которые заделаны вместе, и он используется в серверах начального уровня для питания нескольких процессоров. Конструкция такого разъёма на блоках питания позволяет подключить его к обычной материнской плате форм-фактора ATX, оставив свободными четыре дополнительных выхода.

Ещё одно (и последнее) существенное различие EPS12V и ATX12V заключается в том, что блок питания стандарта EPS может достигать в глубину 180 или 230 мм, в то время, как блок питания ATX имеет ограничение до 140 мм в глубину в соответствии с его спецификацией. Пример блока питания стандарта EPS12V приведён на следующей фотографии:

Данный блок питания стандарта EPS12V имеет глубину 230 мм и может использоваться вместо обычного БП ATX12V, если корпус позволяет его установить. БП стандарта EPS12V иногда называют «расширенным ATX», так как они имеют более вытянутый корпус. Если вы планируете использовать один из таких БП в стандартом корпусе ATX необходимо, чтобы вы предварительно удостоверились, что в вашем корпусе имеется дополнительное пространство, чтобы установить в него блок питания, имеющий глубину больше стандартного значения 140 мм. Совместимость разъёмов в данном случае не выступает как лимитирующий фактор по причине конструкции разъёма Molex Mini-Fit: вы можете подключить 24-контактный разъём от блока питания к разъёму для 20-контактного коннектора на материнской плате. Точно так же можно подключать и 8-контактный двойной коннектор +12 V к обычному гнезду +12 В на материнской плате ATX. Таким образом, если вам позволяет свободное пространство внутри корпуса ATX, мы можете установить БП стандарта EPS12V, чтобы получить более высокую мощность.

TFX12V

Блок питания стандарта TFX12V (Thin Form Factor) впервые представлен компанией Intel в апреле 2002 года и спроектирован для систем форм-фактора SFF объёмом около 9-15 литров, прежде всего таких, где используются низкопрофильные корпуса, соответствующие спецификации SFF, и материнские платы форм-факторов microATX, FlexATX или Mini-ATX. Относительно БП ATX и SFX форма TFX12V более вытянута в длину и имеет наклон, что позволяет проще устанавливать такой БП в низкопрофильные корпуса. Размеры форм-фактора TFX12V отражены на следующей схеме:

БП стандарта TFX12V спроектирован таким образом, чтобы обеспечивать выходную мощность 180-300 Вт, что наиболее соответствует потребностям компактных систем, в которых планируется его использование. Блок питания TFX12V оснащён 80-мм вентилятором, закреплённым на боковой стороне внутри блока питания и имеющим встроенный термостат, что обеспечивает бесшумное и эффективное охлаждение (скорость вращения зависит от температуры внутри корпуса). Симметричная система позволяет при монтаже БП внутри корпуса выбирать сторону, к которой будет обращён вентилятор, что обеспечивает максимально эффективное охлаждение и гибкость — вы можете развернуть блок питания, учитывая особенности конструкцию корпуса.

В отличие от блоков питания, выполненных в форм-факторе SFX, стандартизованы только физические габариты БП TFX12V. Блоки питания TFX12V также всегда включали 4-контактный разъём +12 В с тех пор, как стандарт появился в апреле 2002 года (в это же время разъём +12 В появился в БП, имеющих другие форм-факторы). В версии TFX12V 1.2 (апрель 2003) был добавлен в качестве опции разъём питания Serial ATA, тогда как версия TFX12V 2.0, представленная в феврале 2004, сделала коннекторы питания SATA обязательными для всех БП, а основной 20-контактный разъём питания был заменён на 24-контактный. Ревизия 2.1 (июль 2005) включает лишь незначительные отличия от предшествующей версии.

CFX12V

Блоки питания форм-фактора CFX12V (Compact Form Factor) первоначально были представлены компанией Intel в ноябре 2003 года и предназначены для систем среднего размера стандарта BTX (Balanced Technology Extended) объёмом 10-15 литров, в которых используются материнские платы microBTX или picoBTX.

Блоки питания CFX12V разрабатывались для обеспечения выходной мощности 220-300 Вт, что вполне соответствует потребностям средних по размеру систем. БП CFX12V включает 80-мм вентилятор, закреплённый на задней стенке и оснащённый термостатом, что обеспечивает эффективную и тихую работу, так как скорость вращения регулируется в зависимости от температуры внутри корпуса. Форма такого блока питания имеет выступ, что позволяет более эффективно использовать пространство внутри корпуса, уменьшая общий размер системы. Размеры блока питания CFX12V показаны на схеме, приведённой ниже:

Блоки питания CFX12V изначально включали 4-контактный разъём +12 В, как только данный стандарт был представлен в ноябре 2003 года (позднее такие же разъёмы стали распространены в более популярных форм-факторах БП). Блок питания TFX12V также включал основной 24-контактный разъём для материнской платы и разъёмы питания для устройств Serial ATA. Текущая ревизия CFX12V 1.2, представленная в 2005 году, имеет лишь незначительные отличия от предшествующей версии, включая использование разъёмов HCS.

LFX12V

Впервые стандарт LFX12V (Low Profile Form Factor) был представлен компанией Intel в апреле 2004 года. Он разрабатывался для ультракомпактных настольных систем, имеющих объём 6-9 литров, прежде всего для использования с материнскими платами форм-факторов picoBTX и nanoBTX.

Блок питания разрабатывался для обеспечения выходной мощности 180-260 Вт, что более чем достаточно для потребностей миниатюрных систем. Блок питания LFX12V включает 60-мм вентилятор, что на 20 мм меньше относительно спецификации CFX12V. Вентилятор подобен своему собрату в БП CFX12V и, как правило, дополняется термостатом, что обеспечивает контроль скорости вращения для обеспечения оптимального баланса между шумом, который производит система, и эффективностью охлаждения. Форма блока питания выполнена таким образом, чтобы оптимально использовать пространство внутри корпуса, что позволяет получить более компактную платформу. Размеры типичного блока питания LFX12V отражены на следующей схеме:

Все блоки питания , выполненные в форм-факторе LFX12V, оснащены главным 24-контактным разъёмом питания для материнской платы, дополнительным 4-контактным разъёмом +12 В и коннекторами питания Serial ATA. Текущая спецификация LFX12V 1.1 представлена в апреле 2005 года и имеет незначительные усовершенствования относительно предыдущей версии.

Flex ATX

Компания FSP (Fortron Source Power), один из крупнейших производителей блоков питания, в 2001 году впервые представила свои наработки, которые были впоследствии объединены в форм-фактор Flex ATX как один из основных проприетарных стандартов настольных систем компактного размера (SFF) и тонких серверов (1U).

Данные блоки питания получили распространение в платформах Shuttle, но также использовались у других системных интеграторов, таких как HP/Compaq, IBM, SuperMicro и т.д.

Предприняв попытку превратить данный форм-фактор в официальный стандарт, компания Intel представила форм-фактор Flex ATX как часть ревизии 1.1 и более поздних версий в документе «Руководство по разработке блоков питания для настольных систем» («Power Supply Design Guide for Desktop Platform Form Factors»), опубликованном в марте 2007 года (данный документ доступен на сайте www.formfactors.org). Форм-фактор Flex ATX также часто называют блоками питания 1U (one unit), так как он используется в большинстве серверных корпусов стандарта 1U.

Блоки питания Flex ATX, подобно представленному на рисунке, разработаны таким образом, чтобы обеспечить номинальную выходную мощность от 180 до 270 Вт, что идеально соответствует запросам компактных систем. Стандарт Flex ATX предполагает использование одного или двух вентиляторов диаметром 40 мм, однако, предусмотрена возможность использовать более крупные вентиляторы, которые при этом располагаются горизонтально. Также существуют и модели с пассивным охлаждением.

Источник