Все про компьютерные блоки питания на примере Silencer MK III 750 W
Сегодня в нашу тестовую лабораторию попала необычная «железка», точнее она-то вполне распространенная и популярная, но вот такого рода тесты мы еще не делали, поэтому не смогли отказаться от возможности рассказать больше о том, как они работают. Сегодня мы расскажем про компьютерные блоки питания вообще, и про Silencer MK III в частности.
Про блоки питания
Что же должен делать блок питания компьютера? Очевидный ответ — питать все компоненты необходимыми напряжениями, преобразовывая 220 переменных вольт (в идеальном случае, в реальности бывает по-разному) в розетке в разные постоянные напряжения. Менее очевидный ответ — защищать компьютер от разных сюрпризов, к сожалению, не редких в наших электросетях. Совсем не очевидный ответ — участвовать в охлаждении компьютера, так как большой вентилятор блока питания играет свою роль в обеспечении нормальной циркуляции воздуха в корпусе.
Давайте по порядку. Какие именно напряжения нужны компьютеру? Стандарт ATX говорит нам, что блок питания должен обеспечивать выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт, а также +5 Вольт дежурного режима (англ. standby). Стоит учитывать, что напряжения –5 и –12 Вольт являются «наследием прошлого» и часто не реализуются в современных БП. Как распределяются остальные напряжения в компьютере?
Большая часть напряжений (±5, ±12, +3,3 В) используется материнской платой. Наиболее мощные потребители (процессор, видеокарта, чипсет) питаются через вторичные преобразователи напряжения, которые размещаются на материнской плате и видеокарте.
Для жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов используются только напряжения +5 и +12 В. Помимо прочих плюсов, разделение питания на +5 и +12 В позволяет оптимизировать потери энергии на преобразователе блока питания.
Напряжение +3,3 В в БП часто формируется из +5 В, поэтому ограничение мощности на ±5 и +3,3 В — общее.
Прежде чем разбираться как все это работает в современных компьютерах, стоит сначала разобраться с «историей»: как работали блоки питания раньше?
Схема трансформаторного блока питания очень простая. Сначала напряжение понижается с помощью трансформатора, потом выпрямляется с помощью диодного моста, и наконец, пульсации сглаживаются фильтром (в приведенной выше схеме в его роли выступает конденсатор). Обычно, в реальности фильтр строится по более сложной схеме, мы не будем углубляться в эту сторону. К достоинствам трансформаторных блоков питания можно отнести простоту, надежность и отсутствие помех. Но, к сожалению, недостатки их перевешивают достоинства: большой вес, габариты и металлоемкость (размеры трансформатора очень сильно зависят от мощности), падение КПД (особенно при использовании продвинутых схем фильтрации), плохая устойчивость к изменению напряжения в сети. Как вы понимаете, с учетом последнего недостатка, использование таких блоков питания в компьютерах — просто невозможно.
На помощь приходят импульсные блоки питания.
В таких блоках питания напряжение сети сначала выпрямляется, потом это постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и заданной скважности, которые подаются либо на трансформатор (если используется гальваническая развязка), либо сразу на выходной фильтр низкой частоты. За счет использования тока высокой частоты, трансформатор можно делать заметно меньше, чем для обычного переменного тока 50 герц, кроме того, можно использовать ферритовый сердечник, а не трансформаторную сталь.
Для борьбы с изменением напряжения в сети используется механизм обратной связи, которая в зависимости от напряжения на выходе изменяет скважность входных сигналов, изменяя напряжение.
Достоинства импульсных блоков питания фактически строятся на инверсии недостатков трансформаторных. Они компактные и не тяжелые, они дешевле трансформаторных, их КПД заметно выше, лучше приспособлены к изменению напряжения в сети (вплоть до того, что есть ИБП работающие и от 110, и от 220 Вольт), позволяют реализовывать эффективные схемы защиты оборудования (про это ниже). Разумеется, не обошлось и без недостатков. Так как основная часть схемы работает от сети без гальванической развязки — ремонт таких блоков является занятием рисковым. Кроме того, такие блоки питания создают очень сильные высокочастотные помехи, что делает практически невозможным их использование, например, в аудиотехнике. Также такие блоки питания часто критичны к «недогрузке», то есть когда мощность нагрузки ниже минимальной, характеристики выходных напряжений могут отличаться от номинальных.
Какую же защиту могут обеспечить современные БП? Обычно разные виды защиты обозначаются такими аббревиатурами.
Импульсные блоки питания позволяют сэкономить на очень многих деталях и узлах, без которых он продолжит работать, но первая же проблема с нагрузкой или входным напряжением приведет к фейерверку, не слабей тех, что запускаются каждый Новый год, а дальше в ход вступает лотерея — какие из узлов компьютера унесет за собой в могилу дешевый блок питания, и не станет ли он причиной пожара. На самом деле, блок питания, пожалуй, тот узел компьютера, на котором экономить стоит меньше всего, но про это чаще всего забывают.
Вооруженные этими теоретическими знаниями, перейдем к рассмотрению героя нашего сегодняшнего обзора.
Упаковка и комплект поставки
Блоки питания Silencer являются продукцией компании OCZ, точнее ее подразделения PC Power & Cooling, купленного в 2007 году (о покупках компании OCZ я уже писал в обзоре их SSD на AppleInsider, поэтому повторяться не буду). С момента покупки, это подразделение трудится над премиум-решениями в области питания компьютеров.
В коробке лежат два матерчатых мешка (внимание к деталям продолжается), в одном находится сам блок питания, в другом — сменные кабели для подключения периферии. Дополнительные кабели крепятся к четырем- и пятипиновым «авиационным» разъемам и надежно фиксируются гайкой. Четырехпиновые служат для питания видеокарт, пятипиновые — для дисков и периферии. Наличие на разъеме выступа-ключа не позволит что-то сделать неправильно даже самому сильному и глупому пользователю. Благодаря этому вы сможете подключить столько кабелей, сколько вам надо, и ни одним больше. Любители прозрачных окошек должны быть в восторге. Дополнительный плюс — блок питания покрашен в снежно-белый цвет, что также смотрится необычно и интересно. Основные кабели питания для материнской платы — несъемные (куда ж без них-то).
Кроме того, в комплекте вы получите: сетевой шнур, несколько стяжек и 4 винта с накатанными головками для установки БП в корпус.
В остальном блок питания внешне выглядит практически стандартно: большой вентилятор, решетка на задней панели для обеспечения вывода воздуха, вход для сетевого шнура и выключатель питания. На задней панели, правда, присутствует еще один необычный элемент: переключатель режима работы вентилятора (солидный зверь от Globe Fan, 140 х 140 мм, до 2000 оборотов). Оправдывая свое название, Silencer поддерживает особый тихий режим работы, при котором вентилятор при нагрузке до 350 ватт практически не вращается, обеспечивая невероятно тихую работу. Поэтому, если ваш компьютер не часто бывает загружен на полную, включить этот режим — более чем удачная идея. Во втором режиме вентилятор работает все время, регулируя обороты в зависимости от нагрузки и температуры. Я бы советовал включать этот режим, когда компьютер находится в помещении с повышенной температурой.
Внутренности
Раскрутив блок питания, мы обнаружим, что он построен на платформе от Super Flower, причем судя по маркировке платы, эта платформа используется для блоков от 300 до 800 ватт. Поскольку такие платформы проектируются для соответствия максимальным требованиями, это наталкивает на мысль, что бюджетные блоки питания будут также хороши.
Наклейка на блоке питания показывает, что линии +3,3 В и +5 В имеют суммарную максимальную мощность в 120 Ватт и допускают нагрузку до 24 А каждая. Линия +12 В имеет мощность до 744 Ватт и допускает ток до 62 А. Таким образом, блок питания способен удовлетворить потребности почти всех современных комплектующих.
Места на плате блока питания практически нет, все присутствует, ничего не заменено перемычками, как любят делать в дешевых китайских поделках (но это на самом деле не удивительно). Кроме электролитов, в цепях фильтрации используются и керамические конденсаторы, чтобы обеспечить чистоту напряжения. Силовой трансформатор — надежный, как и требует класс устройства. Большая часть силовых полупроводников — сделана Infineon.
В подтверждение качества своих продуктов, PC Power&Cooling предоставляет 5-летнюю гарантию на блоки питания на 400-600 Ватт и целых 7 лет на 750-ваттную модель.
Тесты
Самый простой тест — с использованием китайского тестера для блоков питания, позволяет оценить работу устройства без нагрузки и вообще проверить БП на работоспособность. Приборчик показывает что все напряжения строго соответствуют номинальным, только +12 В показывает превышение на 0.1 В, что вполне допустимо.
Можно переходить к тестам на реальной системе. В роли таковой выступают:
В выключенном режиме блок питания потребляет около 0.27 Ватта, в обычном режиме работы — 175 Ватт. При запуске игр, нагрузка возрастает до 455 Ватт. Таким образом, по энергоэффективности этот блок питания входит в «золотую середину» среди конкурентов.
Очень приятно удивили замеры напряжения в простое и под нагрузкой: колебания составляют меньше 0.3 Вольт по всем линиям питания, хотя стандарт ATX допускает местами отклонения до 5 процентов, Silencer не нуждается в таких послаблениях.
На всех тестах блок питания оставался практически беззвучным, оправдывая свое название, только при самой большой нагрузке вы сможете услышать шум потоков воздуха.
Выводы
На момент выхода обзора, цена на 750-ваттную версию блока питания по данным Яндекс.Маркета составляет от 5200 до 5500 рублей (одно предложение в 4600 стоит отбросить, это явно спам). За эти деньги вы получаете надежный и качественный блок питания, обладающий еще и интересными возможностями (отсоединяемые кабели, бесшумный режим), и неплохим внешним видом.
Чем дорогой блок питания для ПК отличается от дешевого
Содержание
Содержание
Блок питания компьютера многими пользователями покупается «на сдачу», ведь он не влияет на производительность ПК. При этом внимание обращается только на мощность, указанную в характеристиках, и низкую стоимость. Но дешевые и дорогие блоки питания очень сильно различаются по ряду параметров.
Выбор блока питания осложняется тем, что на рынке присутствуют десятки моделей с одинаковыми, на первый взгляд, характеристиками, но совершенно разной ценой. Если открыть каталог блоков питания, то в первую очередь мы увидим их мощность, набор разъемов и цену. Но больше всего интересующие пользователей характеристики — надежность, реальный срок службы, стабильность напряжений и уровень шума — узнать из описания довольно трудно.
По этой причине начинающий пользователь часто совершает ошибку, решая сэкономить, и покупает для производительного компьютера дешевый блок питания. А ведь качественный блок питания — это залог стабильной и надежной работы компьютера и экономить на нем не стоит, а что можно получить, выбрав более дорогую модель, вы узнаете из нашего блога.
Заявленная и реальная мощность
Мощность блока питания обычно заявляется как сумма мощностей всех питающих линий. Здесь можно увидеть первое различие между дешевыми и дорогими моделями. Если посмотреть на характеристики недорогого блока питания, указанные на его наклейке, мы увидим, что модель на 450 ватт может отдать 120 ватт по линиям 3.3 и 5 В, которые практически не нагружены в современных ПК, а по самой важной линии 12 В — всего 360 ватт.
То есть недорогой блок питания не сможет обеспечить ту мощность, которая указана в его названии. У качественных изделий практически вся мощность доступна по линии 12 В, поэтому у дорогого блока питания даже небольшой мощности будет лучше дешевого с более крутыми написанными характеристиками.
Но главная проблема дешевых блоков питания — они как правило не выдают заявленную мощность. Если посмотреть тесты недорогих моделей с максимальной нагрузкой, можно увидеть, что они перегреваются, имеют высокие просадки напряжения, уходят в защиту или попросту сгорают. Бюджетная элементная база не обеспечит отдачу всей мощности длительное время, но она и не рассчитана на питание мощных компьютеров. Их предназначение — офисные ПК или игровые машины начального уровня.
Дорогие качественные БП не только могут длительное время выдерживать максимальную нагрузку, указанную в их характеристиках, но даже способны работать с ее превышением. Имеют они и более широкий набор защит, чем в дешевых устройствах: OCP и OPP от перегрузки, OVP и UVP от повышенного и пониженного напряжения, SCP от короткого замыкания и OTP от перегрева. Очень важно не только наличие защит, но и качество их реализации, которому в дорогих устройствах уделяют гораздо больше внимания.
КПД и сертификация 80 PLUS
Особенно заметна разница между дешевыми и дорогими блоками питания, если сравнить их коэффициент полезного действия. КПД недорогих моделей может достигать всего лишь 75 % в различных режимах работы, то есть 25 % мощности, полученной из розетки, переходит в бесполезное тепло, нагревая внутренности устройства. Более дорогие модели имеют сертификаты эффективности от 80 PLUS, требующего не менее 80 % энергоэффективности при загрузке блока питания на 50 %, и до 80 PLUS Titanium, требующего 94–95 % энергоэффективности в зависимости от питающего напряжения сети.
Блоки питания, сертифицированные по программе 80 PLUS, могут работать в широком диапазоне напряжений сети — от 100 до 240 В, что обеспечивает стабильную работу ПК и будет полезно при скачущем напряжении в сети. Некоторое время назад часть моделей стала сертифицироваться по стандарту 80 PLUS 230V EU Internal только для напряжения сети в 230 В, имеющего более жесткие требования к энергоэффективности, стартующие с 85 %.
Высокого КПД блока питания, соответствующего стандартам 80 PLUS Gold и выше, можно достичь только c помощью электронных компонентов высокого качества и современных схемотехнических решений, поэтому наличие таких стандартов указывает на качество изготовления устройства. И если экономия электроэнергии даже при использовании БП в мощном игровом компьютере не очень впечатляет, то возможность получить качественное устройство с малым нагревом однозначно стоит доплаты.
Надежность и длительный срок гарантии
В дорогих моделях используются качественные конденсаторы, способные проработать в условиях высоких температур гораздо дольше, чем конденсаторы малоизвестных китайских фирм, которых хватает в лучшем случае на два-три года. Конденсаторы среднего уровня качества производятся компаниями Teapo, Jamicon, OST, Samwha, Samxon, ELNA, Vishay, CapXon, Hitachi, Hitano. В топовых блоках питания, на которые производители дают гарантию в пять, семь или даже 10 лет, можно встретить конденсаторы United Chemi-Con, Sanyo, Nippon Chemi-Con, Panasonic, Rubycon, Nichicon, Epcos, Fujitsu.
Но иногда производители хитрят: встретив надпись «японские конденсаторы», можно обнаружить внутри устройства только пару подобных высоковольтных компонентов. А вот длительный срок гарантии — гораздо более весомый аргумент в поддержку, что производитель использовал самые надежные конденсаторы в блоке питания и уверен в их комфортном температурном режиме работы. Для этого дополнительно применяются схемотехнические решения, позволяющие частично использовать в БП гораздо более надежные твердотельные конденсаторы.
Уровень шума, нагрев, полупассивный и пассивный режимы работы
Влияет на срок службы блока питания и качество применяемого для охлаждения вентилятора. В бюджетных моделях повсеместно используются вентиляторы на подшипниках скольжения, которые, проработав три-четыре года, изнашиваются и начинают шуметь. В дорогих моделях используются качественные долговечные вентиляторы на гидродинамических подшипниках и подшипниках качения.
В блоках питания с высоким КПД и эффективными радиаторами появляется возможность использовать гораздо более низкие обороты вентилятора, что значительно снижает уровень шума.
Благотворно на температурах блока питания сказывается использование качественных транзисторов с низким RDS(on) (Drain to Source On Resistance — сопротивлением перехода сток-исток в открытом состоянии). Эти транзисторы обладают улучшенными характеристиками и низким сопротивлением при переключении состояний, что позволяет повысить КПД устройства и использовать небольшие радиаторы благодаря сниженному нагреву.
Популярным в современных дорогих моделях стал полупассивный режим охлаждения, при котором вентилятор совсем не вращается до достижения определенной температуры или нагрузки. Это позволяет создать компьютер с нулевым уровнем шума при небольшой нагрузке.
Полупассивный режим охлаждения предъявляет еще более серьезные требования к качеству компонентов и схемотехники блока питания, но самые жесткие требования у полностью пассивного режима, который доступен только в самых дорогих и качественных моделях.
Высокая стабильность напряжений и низкий уровень пульсаций на максимальной мощности
Стандарт ATX допускает 5 % отклонения основных питающих напряжений блока питания, что для напряжения 12 В составляет довольно широкий диапазон от 11.4 до 12.6 В. Но для бюджетных блоков питания удержать напряжения в этих пределах становится очень трудной задачей уже при загрузке на 80 %. Даже недорогие устройства именитых фирм мощностью 550 ватт часто не могут обеспечить стабильные напряжения при загрузке всего на 400–450 ватт.
Неприятно, что в блоках питания с устаревшей схемотехникой и групповой стабилизацией напряжений, при просадке одного из напряжений, растут и остальные, зачастую выходя за стандарты ATX и рискуя повредить комплектующие. В дорогих моделях используется индивидуальная стабилизация линий напряжений с применением DC-DC-преобразователей и даже при максимальной нагрузке они держатся в пределах нормы.
Все компьютерные блоки питания — импульсные, из-за чего в выходных напряжениях неизбежно появляются пульсации. Они хорошо видны, если подключить разъемы устройства к осциллографу. Стандарт, определяемый документом ATX12V Power Supply Design Guide, требует, чтобы размах пульсаций выходных напряжений при максимальной нагрузке не превышал 50 мВ для шин +5 В и +3,3 В и 120 мВ для шины +12 В. Высокие пульсации негативно влияют на стабильность работы компьютера, дают наводки на звуковые карты, вызывают сбои при работе жестких дисков, чувствительных к качественному питанию.
Многие бюджетные устройства с трудом укладываются в нормы пульсаций даже будучи новыми, а спустя пару лет, когда начинается деградация недорогих конденсаторов, пульсации могут резко возрастать, особенно при высокой загрузке.
В дорогих моделях борьбе с пульсациями уделяется гораздо больше внимания и, как правило, они не выходят за пределы нормы даже на предельных нагрузках. А использование качественных конденсаторов гарантирует, что они останутся в норме даже спустя несколько лет работы.
Набор кабелей и разъемов, модульность, длина и сечение проводов
Заметная разница в кабельных системах дорогих и дешевых БП. Если в бюджетных моделях используются короткие провода без оплетки с минимумом необходимых разъемов, то дорогие могут похвастаться длинными, удобными для прокладывания за задней стенкой корпуса ПК проводами, которые покрыты оплеткой или выполнены в виде плоских шлейфов. Такие провода не портят внешний вид сборки и позволяют создать красивый игровой компьютер.
Многие дорогие блоки питания — модульные. Вы можете легко отстегнуть от них ненужные провода. Это заметно упрощает сборку ПК и положительно влияет на его эстетику. Покупая дорогой блок питания, вы не столкнетесь с проблемой, когда не хватит разъемов для подключения видеокарт, питания процессора или накопителей. Даже на моделях мощностью 550 ватт разъемов хватает для создания мощного ПК с производительной видеокартой и разогнанным процессором.
Важным параметром является сечение токонесущей жилы проводов, имеющее маркировку AWG. В бюджетных моделях часто используются тонкие провода 20 AWG, которые могут сильно нагреваться, питая прожорливые комплектующие. В дорогих блоках питания производители подстраховываются и используют провода сечением 18 AWG, а для питания видеокарт и процессоров в мощных моделях — 16 AWG.
Качество изготовления разъемов тоже важно, ведь стоит им разболтаться, давая неполный контакт, и в вашем ПК может возникнуть риск оплавления проводов, искрения и даже пожара. Так что важна не только толщина металла в разъемах, на которой не экономят в дорогих моделях, но и долговечность пластика, из которого изготовлены их корпуса.
Дополнительные функции: подсветка, управление и мониторинг
Современный игровой ПК невозможно представить без подсветки комплектующих, поэтому она применяется и в блоках питания. RGB-подсветка позволит органично вписать блок питания в вашу систему, подобрав нужный цвет. Над дорогими моделями работают дизайнеры, которым удается сделать из обычной металлической коробки красивое устройство, способное украсить любую сборку.
В продвинутых блоках питания давно используются микросхемы, отслеживающие параметры входных и выходных напряжений, температуры, энергопотребления и оборотов вентилятора. А на некоторых моделях разработчики предусмотрели вывод этих параметров по USB-интерфейсу и их считывание специальной программой, позволяющей следить за всеми параметрами блока питания.
Очень полезна данная функция оказалась для компьютерных энтузиастов, делающих обзоры комплектующих. С ее помощью можно точно вычислить, сколько потребляет процессор или видеокарта, отказавшись от примитивных ваттметров. На особо продвинутых моделях появились ЖК-дисплеи, отображающие информацию о работе устройства. Некоторые модели позволяют через программный интерфейс настраивать режим работы вентилятора, единой или разделенной шины питания с настройкой срабатывания защиты от перегрузки по току OCP.
Как видите, различия между дорогими и дешевыми блоками питания не ограничиваются только мощностью, надежностью и стабильностью напряжений. Различается их эстетика, удобство пользования, шумовые характеристики, долговечность и срок гарантии. Конечно, у дешевых блоков питания есть своя ниша использования: собирая недорогую офисную «печатную машинку» со скромным энергопотреблением, стоит присмотреться именно к ним. Но собирая игровой ПК и рассчитывая, что он прослужит вам несколько лет, на блоке питания экономить точно не стоит.