Как выбрать блок питания для компьютера

Методика расчета импульсного трансформатора

Еще со школьной скамьи любой человек помнит, что эффективность преобразования зависит от количества витков на первичной и вторичной обмотке трансформатора, а сама работа устройства основана на явлении индуктивности. Но не совсем ясно, как учесть количество витков, соотнести первичную и вторичную обмотку с выбранным типом трансформатора, а так же учесть неизбежные потери напряжения.

Отмечу, что импульсный трансформатор можно считать простейшим представителем устройств. При этом в заводском варианте выпускают следующие типы подобных устройств:

1. Стержневой.
2. Броневой.
3. Тороидальный.
4. Бронестержневой.

Сразу скажу, что в статье речь пойдет именно о расчете тороидального трансформатора, поскольку именно этот вид устройства прост в изготовлении и расчете. Теоретически дома можно изготовить и стержневое устройство, но для него требуется обустройство катушки. К этому процессу предъявляются повышенные требования в плане аккуратности выполнения работ. Поэтому проще не замахиваться на изготовление заводской продукции в кустарных условиях, тем более что и тороидальные модели прекрасно работают.

Остальные же варианты трансформаторов и вовсе изготовить в условиях домашней мастерской невозможно. Если говорить о расчете, то в качестве исходных данных вам потребуется:

• Напряжение на входе. Его можно просто замерить в сети, хотя чаще всего этот параметр равен 220В.
• Параметры тока на выходе. Сюда в обязательном порядке относят напряжение и силу тока в сети после преобразователя.

Все остальное рассчитывается.

Вручную

Конечной целью расчета считается определение параметров на первичной и вторичной обмотке. Проблемой является необходимость определения трех параметров, которые простому человеку найти довольно сложно. В силу этой причины в СССР была разработана табличная методика расчета.

Стоит просто идти по строке, расчет строится на результатах проведенных в лабораториях опытов. То есть все формулы – чистая практика.

При помощи специального ПО

Существуют различные программы для обработки данных и расчета трансформатора. Сюда входит множество онлайн и оффлайн приложений. В отдельности стоит выделить программу ExcellentIT 8.1. Это бесплатное программное обеспечение от одного из постоянных обитателей форумов об электросиловых установка.

После запуска программы перед вами появится несколько окон с пустыми полями вводных данных. После их заполнения нажимается кнопка «Ок» и компьютер делает все за вас. Результаты вычислений ПО и ручного расчета примерно одинаковы, так как именно на основании табличной методики разработаны практически коды компьютерного обеспечения для расчета трансформаторов.

Чего не нужно делать

Многие пользователи интересуются тем, как проверить мощность компьютера с помощью синтетических тестов на производительность блока питания. Ведь в средствах массовой информации много рекомендаций по этому поводу, а также представлены ссылки на ресурсы, откуда можно загрузить программное обеспечение для проведения тестов. Было бы здорово протестировать блок питания, определить максимальную мощность компьютера. Сделав собственные умозаключения, оставить систему в покое или приобрести новое, мощное устройство.

Даже серьёзные производители на рынке блоков питания утверждают, что такое тестирование является авантюрой, ведь программное обеспечение заставляет все комплектующие в компьютере работать на пределе своих возможностей, чего не делает ни одна программа в мире, включая самые производительные игры. Результатом успешного тестирования будет 100%-й показатель мощности компьютера. А вот неудачный результат может привести к выходу из строя одного или нескольких устройств в системе. Нужно ли такое тестирование — решать пользователю.

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!

Сколько электричества потребляет компьютер

Понятно, что конфигурации у всех разные, поэтому мы рассмотрим в качестве примера три самых типичных случая.

Компьютер средней мощности
с умеренным использованием. Предположим, он работает, в среднем, 5 часов в день, преимущественно для Интернет-серфинга, общения и простеньких игр. Примерное потребление – 180 Ватт, плюс монитор, еще 40 Ватт. Получается, вся система потребляет 220 Ватт в час. 220 Ватт х 5 часов = 1,1 кВт. Добавим к этому расход в режиме ожидания (ведь вы же не выключаете комп из розетки, правда?). 4 Ватта х 19 часов = 0,076 кВт. Итого, 1,176 кВт в день, 35 кВт в месяц.

Геймерский комп
. Конфигурация с производительным процессором и хорошей видеокартой тянет примерно 400 Вт. Плюс монитор, 40 Вт. Итого, среднее потребление электроэнергии компьютером в час – 440 Ватт. Предположим, наш геймер играет 6 часов в день. 440 Вт х 6 часов = 2,64 кВт в сутки. Режим ожидания добавит еще 0,072 кВт (4 Вт х 18). Итого, 2,71 кВт в сутки, 81 кВт в месяц.

Режим сервера, 24х7
. ПК является медиа-сервером в домашней сети, на нем хранятся фото- и видеофайлы. Монитор, в большинстве случаев, не используется, из «начинки» – жесткий диск на несколько терабайт. Такая система потребляет, в среднем, 40 Вт в час. 40 Вт х 24 часа = 0,96 кВт в сутки, 29 кВт в месяц.

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.

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.

Типы блоков питания для компьютера

По типу подключения отходящих линий все блоки питания можно разделить на три типа:

Стандартные

Стандартный блок питания – это дешевая и простая модель, в которой все кабели напрямую соединены с БП. Тем самым, обеспечивается меньше потерь при проводной передаче. Зато в системном блоке получается беспорядок в кабелях, что создает определенные препятствия для свободной циркуляции воздуха и эффективной работы системы охлаждения.

Модульные

В модульном блоке питания кабели соединяются с ним посредством специальных разъемов, благодаря чему пользователь имеет возможность подключать кабели по необходимости. Использование модульного блока питания позволяет избавиться от незадействованных кабелей, упорядочить их и, тем самым, обеспечить свободную циркуляцию воздуха внутри системного блока. Недостатком модульных БП считаются высокие потери при проводной передаче.

Гибридные

Такие блоки питания сочетают в себе преимущества стандартных и модульных БП. В них наиболее важные кабели подключены напрямую к блоку питания, а дополнительные – посредством модульного решения. Таким образом, достигаются и упорядочивание кабелей внутри системного блока, и меньшие потери при проводной передаче.

Мифы

• Известный производитель — качественней блок питания? Ориентироваться на бренд не стоит, у всех имеются удачные и неудачные модели. Также многие бренды не сами занимаются производством, а используют ОЕМ схемотехнику, иногда дорабатывая её в лучшую сторону.
• Тяжелее — лучше? Лет 15- 20 назад это может быть и было актуально, но не сейчас. Чем более эффективные комплектующие используются, тем меньшие радиаторы им требуются для охлаждения. И современным моделям не нужны габаритные и тяжелые трансформаторы.
• Дорогой значит крутой? Выбирая в определенном небольшом ценовом диапазоне, например, от 4 до 6 000 рублей, это часто неактуально. Подобные варианты мы уже ранее рассматривали. Модель с подсветкой, японским конденсатором и сертификатом 80 Plus будет стоить дороже идентичной модели без подобных характеристик, но у последней будут стабильней напряжения, лучше реализована защита и фильтрация, а также в наличии будет DC-DC преобразователь. В первом случае могут быть огрехи в сборке, групповая стабилизация, шумный вентилятор, но именитый бренд. Судя по нашему опыту в обзорах, такое встречается достаточно часто. 
• Положительные отзывы залог успеха? Адекватность многих отзывов вызывает сомнения. Так, в последнее время один бренд, в частности его конкретная линейка, в сети много критикуется за опасность возгорания и взрывов. Вы наверняка видели различные мемы по этому поводу.
  С чем это связано? С тем, что БП от данного производителя массово заняли рынок, в основном бюджетный. Большое количество продаж и следовательно больше экземпляров попало в СЦ. Хотя если смотреть по статистике, то процент брака такой же, как и у остальных производителей бюджетных линеек БП.
  Также закупки этих БП пришлись на кризисные времена, когда при сборке ПК жестко экономили на них и на корпусах. Это приводило к несбалансированной сборке, когда БП трудились на максимальной мощности в трудных условиях и быстро выходили из строя. 

Принцип работы блока питания

Очень часто на железных форумах можно встретить грустные истории про то, как у кого-то сгорел блок питания и прихватил с собой на тот свет материнскую плату, процессор, видеокарту, винчестер и кота Мурзика.Почему же горят БП?И почему горит синим пламенем нагрузка aka начинка системного блока?Чтобы ответить на эти вопросы, кратко рассмотрим принцип работы импульсного блока питания.

В компьютерных блоках питания применяется метод двойного преобразования с обратной связью.Преобразование происходит за счет трансформации тока с частотой не 50 Гц, как в бытовой сети, а с частотами выше 20 кГц, что позволяет использовать компактные высокочастотные трансформаторы при той же выходной мощности.

Поэтому компьютерный блок питания гораздо меньше, чем классические трансформаторные схемы, которые состоят из понижающего трансформатора довольно внушительных размеров, выпрямителя и фильтра пульсаций.Если бы компьютерный блок питания был бы сделан по этому принципу, то при требуемой выходной мощности он был бы размером с системный блок и весил бы в 3-4 раза больше (достаточно вспомнить телевизионный трансформатор с мощностью 200-300 Вт).

Импульсный БП имеет более высокий КПД за счет того, что работает в ключевом режиме, а регулирование и стабилизация выходных напряжений происходит методом широтно-импульсной модуляции.Если не вдаваться в подробности, то принцип работы заключается в том, что регулирование происходит путем изменения ширины импульса, то есть его длительности.

Вкратце принцип работы импульсного БП прост, чтобы использовать высокочастотные трансформаторы, нам необходимо преобразовать ток из сети (220 вольт, 50 Гц) в высокочастотный ток (порядка 60 кГц).Ток из электрической сети идет на входной фильтр, который отсекает импульсные высокочастотные помехи, образующиеся при работе.

Далее — на выпрямитель, на выходе которого стоит электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций.Далее выпрямленное постоянное напряжение порядка 300 вольт поступает на преобразователь напряжения, который преобразует входное постоянное напряжение в переменное напряжение с прямоугольной формой импульсов высокой частоты.

В состав преобразователя входит импульсный трансформатор, который обеспечивает гальваническую развязку от сети и понижение напряжения до требуемых значений.Эти трансформаторы изготавливаются очень маленькими по сравнению с классическими, в них малое количество витков, а вместо железного сердечника используется ферритовый.

Затем снимаемое с трансформатора напряжение идет на вторичный выпрямитель и высокочастотный фильтр, состоящий из электролитических конденсаторов и индуктивностей.Для обеспечения стабильного напряжения и работы используются модули, обеспечивающие плавное включение и защиту от перегрузок.

Итак, как ты мог заметить из вышесказанного, в схеме компьютерного блока питания протекает ток очень высокого напряжения: ~300 вольт.Теперь давай представим, что будет, если какой-либо ключевой элемент схемы выйдет из строя, и защита не сработает.Ток высокого напряжения кратковременно поступит в нагрузку (пока БП не выгорит), и часть содержимого системного блока, скорее всего, этого не перенесет.

Почему же горит БП?Есть много причин: остановился вентилятор, упал внутрь винтик, внутренности забились пылью и т.д.Но нас интересует другой момент.

Импульсный блок питания забирает из сети столько энергии, сколько потребляет нагрузка.Соответственно, если потребляемая нагрузкой мощность будет выше мощности, на которую рассчитан БП, то сила тока, протекающего по цепям блока, также будет выше той, на которую рассчитаны проводники и элементы, что приведет к сильному нагреву и, в итоге, к выходу блока питания из строя.

Именно поэтому на выходе БП стоит датчик выходной мощности, и защитная схема сразу отключит блок питания, если расчетная мощность нагрузки будет больше максимальной мощности БП.

Итак, если необдуманно перегрузить блок питания, то в лучшем случае он просто не включится, а в худшем — сгорит, поэтому всегда полезно хотя бы прикинуть мощность нагрузки.

1   

Сервисы для расчета блока питания компьютера

В интернете не всегда легко найти информацию о требуемой мощности для того или иного компонента компьютера. В связи с этим процесс самостоятельного расчета мощности блока питания может отнять немало времени. Но существуют специальные онлайн-сервисы, которые позволяют рассчитать потребляемую комплектующими мощность и предложить оптимальный вариант блока питания для работы компьютера.

eXtreme Power Supply Calculator

Один из лучших интернет-калькуляторов для расчета блока питания. Среди его основных плюсов можно выделить удобный интерфейс и огромную базу комплектующих. Кроме того, данный сервис позволяет рассчитать не только «базовое» потребление мощности компонентами компьютера, но и повышенное, которое характерно при «разгоне» процессора или видеокарты.

Сервис может высчитать необходимую мощность блока питания компьютера по упрощенным или экспертным настройкам. Расширенный вариант позволяет задать параметры комплектующих и выбрать режим работы будущего компьютера. К сожалению, сайт полностью на английском языке, и пользоваться им будет удобно не всем.

Калькулятор источника питания от MSI

Известная компания MSI, которая занимается выпуском игровых комплектующих для компьютеров, на своем сайте имеет калькулятор для расчета источника питания. Он хорош тем, что при выборе каждого компонента системы можно видеть, насколько сильно изменяется требуемая мощность блока питания. Также явным плюсом можно считать полную локализацию калькулятора. Однако используя сервис от MSI, следует помнить, что блок питания предстоит покупать мощностью на 50-100 Ватт выше, чем он порекомендует, поскольку данный сервис не учитывает при расчете потребления клавиатуры, мышки и некоторых других дополнительных аксессуаров.

Ключевые характеристики БП

Наличие надёжного и качественного блока в компьютере максимально важно для каждого компонента системы. В таком случае бесперебойная и безошибочная работа компьютера будет обеспечена

Что же такое блок питания и почему так важна проверка блока питания компьютера?Компьютерный блок питания (БП) – вторичный источник, который оснащает компьютер электричеством. Его главное предназначение заключается в том, что электропитание проходит к узлам компьютера в виде постоянного тока, а сетевое напряжение преобразовывается до необходимых показателей.Функциональная особенность БП основывается в стабилизации и защите от небольших нарушений основного напряжения. Также БП принимает участие в охлаждении элементов системы машины. Поэтому так важно проводить диагностику этого компонента, который является практически важнейшей деталью компьютера любого вида. Поскольку неисправность в работе БП негативно сказывается на всём устройстве.

{banner_123_block-pitaniya}

Существуют специальные стандарты, которым должен соответствовать установленный на компьютере БП. В первую очередь, он должен нормально работать при напряжении для сети 220 v – 180-264 v, частота подходит 47-63 герца. Блок должен выносить внезапные отключения от источника тока

При выборе БП следует также обратить внимание на разъёмы, которые делятся на такие:

• снабжение ведущих устройств HDD и SSD;
• снабжение материнки;
• снабжение графического адаптера GPU;
• снабжение процессора CPU.

Определение разъемов от блока питанияБП имеют коэффициент полезного действия (КПД) – размер энергии, которая питает компьютер. Высокий показатель КПД имеет ряд преимуществ. Среди них – минимальное потребление электричества; небольшой шум, так как работает на оборотах пониже; более продолжительный срок эксплуатации, ведь температуры низкие, перегрев не наступает; меньший нагрев за счёт уменьшения тепла, которое нужно рассеять и пр. Как следствие остальные элементы системы получают «качественный корм», а значит, и весь компьютер работает слаженно и долговечно.Окончательно определиться с моделью БП поможет калькулятор мощности, который помогает высчитать мощность БП. Можно просчитать это и собственноручно. Для этого нужно знать приблизительные показатели потребления тока различными элементами персонального компьютера (ПК). Мы уже писали подробно, о том Как рассчитать мощность блока питания для компьютера.В таблице приведены примерные варианты потребления.

Если подсчёты соответствуют 250 Вт, то лучше взять с резервом – 400-500Вт.

Банки для сыпучих продуктов

КАКОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ВЫБРАТЬ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРА?

Предположим, что нет волшебной формулы, которая позволяет вам точно понять, что является идеальным источником питания для конкретного ПК. Однако в Интернете есть несколько инструментов – калькуляторов, которые позволяют вам рассчитать мощность источника питания, выбирая по одному компоненты, которые вы решили установить. Но эти инструменты не на 100% точны, поэтому они являются лишь хорошими отправными точками, чтобы получить представление о максимальном потреблении ПК. Как же вычислить мощность питания ПК? Лучший способ – сначала использовать эти инструменты, но затем произвести расчет самостоятельно, чтобы понять, что такое потребление отдельных компонентов.

На фото: Калькулятор расчета мощности “KSA Power Supply Calculator”

Возможные схематические решения

Схем подключения вторичной обмотки трансформаторов, да и вообще всей электроники две:

• Звезда, которая используется для повышения мощности сети.
• Треугольник, который поддерживает постоянное напряжение в сети.

Вне зависимости от выбранной схемы, наиболее трудными считается изготовление и подключение небольших трансформаторов. Сюда относится и столь популярный в запросах поисковиков аtx. Это модель, которая устанавливается в системных блоках компьютеров, и изготовить ее самостоятельно крайне трудно.

В число трудностей при изготовлении маленьких трансформаторов стоит отнести сложность обмотки и изоляции, правильного подключения вторичной обмотки вне зависимости от выбранной схемы, а так же сложности с поиском сердечника. Короче говоря, проще и дешевле такой трансформатор купить. А вот как выбрать подходящую модель – это совсем другая история.

Блок питания для офисного ПК

Если вы собираете простой ПК для офисных задач, то совсем не обязательно покупать мощный блок питания. Хватит и 300 Вт. Но запас все же нужно иметь. Ведь вы можете работать не только в Word, но и редактировать графику и даже строить 3D-модели. Для этих целей отлично подойдет БП мощностью 500 Вт, особой экономии при покупке устройства с меньшей отдачей вы не почувствуете (если брать качественные).

В зависимости от использованных в них комплектующих и системы охлаждения цена на них варьируется от 2 000 до 7 000 рублей. Чтобы ваш ПК служил долго, рекомендуем сильно не экономить и остановить свой выбор на блоке питания от известного бренда, например, Thermaltake TR2 S 500W, стоимостью около 3 200 рублей.

Он имеет очень тихий кулер, качественную эластичную оплетку проводов и выдает 75 Вт по линии 5 В и 420 Вт по линии +12 В.

Об эффективности

Мощность блока питания компьютера указывается на всех устройствах, представленных на рынке в виде специальной маркировки. Но ориентироваться на неё покупателям не стоит, так как для компьютерных комплектующих важна активная мощность. Не вдаваясь в физику, пользователь должен знать, что во всех БП существует рассеиваемая мощность — тепловыделение и охлаждение, потери в электрических цепях и тому подобные утечки электричества. Вообще, специалисты рекомендуют отнимать 20% от заявленной мощности производителя блока питания, чтобы получить активную мощность.

Но если речь идёт о таких серьёзных брендах, как Seasonic, Zalman, Thermaltake и подобных устройствах в этой золотой категории, то никаких дополнительных расчётов при покупке производить не нужно. Завод-изготовитель учитывает все потери КПД блока питания и маркирует свой продукт реальными данными. Судя по отзывам многих владельцев элитных блоков питания, зачастую данные производителя ещё и занижены на 5-10%.

Итоги

Подытожим все написанное выше:

1. Рассчитываем мощность блока питания исходя из мощности потребления комплектующих. При расчете используем онлайн-калькулятор.
2. Чтобы обеспечить запас по мощности на случай апгрейда, делаем «русский запас», т.е. умножаем полученную мощность на два.
3. Выбор делаем ориентируясь на известные бренды — не следует экономить на БП, так как это чревато выходом из строя комплектующих компьютера. Доводилось сталкиваться с тем, что послу выхода из строя блока питания, выходила из строя материнская плата.
4. Выбираем не строго по брендам, а по конкретным моделям. Делая выбор, усердно читаем информацию на компьютерных форумах и отзывы на Яндекс.Маркете. Не лишне спросить совета в магазине — многие продавцы-консультанты, занимаются сборкой компьютеров на заказ, так что хорошо разбираются в теме.
5. Если несмотря на все усилия, купленный вами блок питания издает непонятные звуки, сразу обращаемся в магазин и просим вернуть деньги или заменить БП на другую модель.

В заключение

Как видно из обзора, потребляемая мощность компьютера вычисляется очень легко и не требует особых знаний физики или математики. Всем владельцам компьютеров, а также потенциальным покупателям рекомендуется производить расчёты самостоятельно. К тому же стоимость блока питания прямо пропорциональна мощности, и переплачивать за какие-то рекомендации, не подтверждённые реальными данными, нет никакого смысла. Не стоит забывать и о том, что слишком мощный блок питания приводит к увеличению электропотребления, забирая энергию на собственные нужды, а это влечёт за собой ежедневные финансовые расходы на оплату электроэнергии.

Грамотно собранный компьютер – это очень хорошо, а правильно подобранный к нему блок питания – вдвойне прекрасно! Как правильно рассчитать мощность блока питания для компьютера
– целая наука, но я расскажу вам простой
и одновременно очень действенный
способ расчета мощности. Поехали!