Блок питания для компьютеров

Блок питания — один из компонентов ПК, которому традиционно уделяется мало внимания. А ведь он может привести к серьезным сбоям в работе и даже «сжечь» компьютер! Как правильно выбрать блок питания и приобрести качественную модель, а не дешевую поделку, вы узнаете из этой статьи. Обычно при сборке компьютера тщательно выбирают системную плату, видеокарту, процессор и лишь «на сдачу» приобретают корпус с блоком питания. Однако на самом деле блок питания — весьма важная составляющая: от ее правильной работы зависит стабильность и продолжительность службы всех компонентов ПК.

Блок питания. Вопросы качества

Магия бренда
Вопрос качества блоков питания всегда стоял остро. Сейчас все они производятся в Китае, но, как и в случае с другими комплектующими, оттуда поступают как дешевые «железки», так и качественные модели. Все зависит от того, какие цели поставил заказчик перед производителем. Как в наше время изготавливаются блоки питания? Известная на рынке компания заказывает их у «безымянных» ОЕМ-производителей, после чего продает под своей маркой. Поэтому устройства разных брендов зачастую различаются только наклейками. Иногда по требованиям заказчика вносятся какие-либо изменения в дизайн — например, вводится модульное подключение кабелей либо устанавливается малошумный вентилятор.

Из сказанного можно сделать два важных вывода.
1. Не следует гнаться за громким именем производителя. Конечно, «дорогие» бренды заказывают на фабриках наиболее качественную продукцию; однако нередко вы можете купить тот же самый блок питания под маркой поскромнее и, соответственно, дешевле.
2. Избегайте неизвестных торговых марок и уж тем более не покупайте «безымянные» блоки питания. На особые подозрения наводят прилагательные в превосходной степени: всякие Super, Extreme и пр. Если торговая марка не раскручена, то и репутации у нее нет. Возможно, продавец решил сэкономить и заказать максимально дешевые блоки питания, а после продажи забыть о них.

Схемы защиты
По характеристикам блока питания можно определить, какие схемы защиты в нем применены. Многие модели, продающиеся по бросовой цене, защищены самым примитивным образом — простой плавкой вставкой (предохранителем). В случае перегрузки или перегрева такой блок питания может сгореть с громким хлопком, дымом и искрами, в то время как более качественная модель просто выключится. В таблице приведены сокращения, используемые производителями для описания схем защиты.

Желательно, чтобы в вашем БП присутствовали все упомянутые защитные схемы. В качественных блоках питания используется специальный цифровой чип защиты. Например, Silicon Touch PS223 выполняет контроль параметров в реальном времени — при нарушении нормальной работы блок питания отключится.

Коррекция коэффициента мощности (PFC)
Не станем углубляться в электротехнические подробности, но, помимо активной или полезной мощности, в электрической сети может присутствовать так называемая реактивная мощность. Связана она с реактивным током, возникающим в цепи при ненулевой индуктивности и блуждающим между потребителем и поставщиком энергии, словно теннисный мячик между ракетками. Реактивная мощность приводит к потере энергии на сопротивлении, то есть выделяется в виде тепла. Никакой полезной работы она не совершает, а значит, качественный блок питания должен снижать ее до минимума. Коэффициент мощности как раз показывает соотношение между активной и полной (активной и реактивной) мощностью. Чем ниже последняя, тем коэффициент ближе к единице; в идеальном случае будет составлять 0,99 (99%).

Раньше в большинстве блоков питания использовалась пассивная схема коррекции коэффициента мощности (Passive PFC) — иначе говоря, применялся простой дешевый дроссель. Коэффициент мощности таких БП составлял от 70 до 80%. Потери на реактивной мощности были весьма велики, довольно много энергии терялось в виде тепла, и блок питания работал неэффективно. Поэтому производители перешли на активный механизм коррекции коэффициента мощности (Active PFC). Он предусматривает использование специальной схемы, которая обходится дороже, зато гарантирует низкую реактивную мощность. У новых БП коэффициент мощности для расчетной нагрузки составляет 98-99%.

О полезном питании
Блок питания призван обеспечивать по всем основным линиям стабильное напряжение, не выходящее за пределы спецификаций АТХ. Пульсации для линии 12 В не должны превышать 120 мВ, для других напряжений — 50 мВ. Конечно, измерить эти параметры не удастся без специального оборудования. Рекомендуем обращаться к результатам тестов.

Блок питания. Мощность

Разным линиям — разная доля
Мощность, измеряемая в ваттах (Вт), считается основной характеристикой для блока питания. Она показывает, сколько энергии может предоставить БП для системы. В компьютере питание подается по нескольким линиям — выделим три основные: +3,3 В, +5 В и +12 В. Последняя может быть разделена еще на несколько линий для распределения нагрузки. Мощность, которую блок питания способен обеспечить по каждой линии, выражается в максимальной силе тока. Например, для каждой из двух линий 12 В может быть заявлена сила тока 22 А. В таком случае максимальная мощность каждой составит 12 В * 22 А = 264 Вт. Суммируя параметры линий 12 В, получим максимальную мощность 528 Вт. Однако при одновременной нагрузке на все линии 12 В блок питания не в состоянии выдать максимальную мощность — на практике предел будет 504 Вт, что и указано на этикетке БП.

При покупке БП важно учитывать предельный ток и предельную мощность по каждой линии, а также комбинированную мощность линий и блока питания в целом. Кстати, у AMD и NVIDIA имеются собственные программы сертификации блоков питания. Если собираетесь собрать мощную конфигурацию SLI или CrossFire, рекомендуем при обрести один из сертифицированных БП. Их список можно найти на сайтах AMD и NVIDIA.

Нагрев впустую
Для каждого БП заявлена мощность, которая подается для питания компонентов компьютера. Но, как у любых при боров с преобразованием напряжения, блок питания функционирует с определенной эффективностью — коэффициентом полезного действия. Если, например, БП обеспечивает для компьютера мощность 480 Вт, то при эффективности 80% потребляет от розетки 600 Вт (600 Вт*0,80% = 480 Вт). Разница — 120 Вт — преобразуется в тепло и теряется впустую. Чем выше эффективность блока питания, тем меньше вы станете платить за электроэнергию, тем меньше будет выбрасываться лишнего тепла. Впрочем, об эффективности поговорим в отдельном разделе. Пока подчеркнем лишь одно: В зависимости от КПД БП потребляет энергии в 1,1-1,3 раза больше заявленной мощности.

640 Вт будет достаточно для всех?
При выборе блока питания с нужной мощностью проблема заключается в том, что потребляемая мощность — величина переменная. Если компьютер находится в состоянии бездействия с запущенным Рабочим столом Windows, уровень энергопотребления невысок. Однако он возрастет в несколько раз, когда вы запустите 3D-игру или приложение, интенсивно нагружающее CPU. Приходится учитывать энергопотребление компьютера не только в режиме бездействия (минимум), но и под нагрузкой (максимум). И, исходя их этих значений, подбирать блок питания, который наилучшим образом справится с разницей нагрузок, обеспечив при этом максимальную эффективность. Использовать блок питания с большим запасом не всегда разумно, поскольку подобные устройства дороже; к тому же при малых (20% от заявленной мощности и ниже) нагрузках эффективность блоков питания снижается, а это негативно скажется на ваших расходах за электроэнергию. Ниже приводим таблицу расчета мощности, которую должен обеспечивать блок питания для питания различных компонентов компьютера.

Блок питания. Эффективность работы

Вопрос эффективности блоков питания в последние годы стал весьма актуальным — это связано как с ростом цен на электроэнергию, так и с экологическими соображениями. Приведем простой пример. Возьмем дешевый и неэффективный БП, а также более дорогую модель с высокой эффективностью, оба мощностью 600 Вт. Они обеспечивают одинаковое питание для компьютера, но чем ниже эффективность, тем больше энергии будет потребляться от розетки. Скажем, при мощности 480 Вт эффективный блок питания станет потреблять 600 Вт, а неэффективный — 760 Вт. Дополнительную энергию вы будете оплачивать, при этом она станет превращаться в тепло, которое блоку питания придется рассеивать.

Впрочем, у данной проблемы есть и иной аспект: для повышения эффективности производителям приходится использовать более качественные компоненты. Если эффективность 80% достигается всеми приличными блоками питания, то модели с КПД 90% и выше заметно дороже. Вряд ли вы захотите платить за такое устройство в два раза больше — разница в цене просто не оправдает сэкономленной энергии. Лучше придерживаться принципа золотой середины. Но как определить эффективность блока питания? На помощь приходит сертификация 80 PLUS.

Сертификация 80 PLUS
Стандарт 80 PLUS появился в результате подписанного Ecos & ЕРRI почти 10 лет назад соглашения Generalized Internal Power Supply Efficiency Test Protoco. В 2004 году стандарт 80 PLUS получил статус рекомендуемого; первый блок питания, соответствовавший данному стандарту, был выпущен компанией Seasonic в 2005 году. Годом позже в спецификацию Energy Star 4.0 был включен пункт об обязательном соответствии стандарту 80 PLUS. Эта спецификация вступила в силу с 2007 года, а уже через несколько месяцев появились сотни продуктов, отвечавших критериям 80 PLUS. Первоначально данный стандарт учитывал только американские линии питания 115 В, но позднее был расширен до линий 230 Вт, принятых в России и Европе.

Впрочем, уровень КПД 80% был преодолен весьма быстро — как правило, блоки питания имеют более высокий показатель эффективности. Поэтому стандарт 80 PLUS был обновлен: для блоков питания с высоким КПД появились сертификации Bronze, Silver и Gold. В октябре 2009 был добавлен также стандарт Platinum — для КПД выше 90%. В таблице представлен краткий обзор уровней сертификации эффективности 80 PLUS.

Обратите внимание, что эффективность указывается для разной доли нагрузки от номинальной. Дело в том, что блок питания дает оптимальную эффективность при нагрузке около 50% своей заявленной мощности. При малых (менее 20%) нагрузках эффективность будет резко снижаться вплоть до 60-70%. Поэтому не рекомендуем использовать в обычном ПК чрезмерно мощный блок питания. В режиме бездействия, в котором компьютер будет находиться большую часть времени, БП станет расходовать впустую слишком много энергии. При нагрузке 50-100 Вт киловаттный блок питания потребит ее намного больше, чем модель на 500 Вт, даже с сертификацией 80 PLUS. Не забывайте, что для тысяче-ваттного БП нижний порог 20% с эффективностью 80% — это 200 Вт.

Переход с 80 PLUS на 80 PLUS Platinum можно назвать существенным, поскольку при этом обеспечивается значительная разница в энергопотреблении. Однако разница между сертификациями Bronze, Silver и Gold не слишком впечатляет. Не имеет смысла тратить деньги на блок питания с максимальным уровнем 80 PLUS Platinum, пытаясь сэкономить на электроэнергии. Наиболее разумной выглядит покупка моделей по умеренным ценам с сертификацией 80 PLUS Bronze или Silver. Впрочем, стоимость блоков питания с сертификацией 80 PLUS Gold за последнее время заметно снизилась. Если готовитесь выложить солидную сумму на комплектующие уровня «для энтузиастов», вряд ли целесообразно экономить на блоке питания. Информация обо всех БП, сертифицированных по 80 PLUS, доступна на сайте организации www.80plus.org. Отметим, что производители сертифицируют только заведомо качественные модели; таким образом, сертификация 80 PLUS служит для потребителя дополнительной гарантией.

Полезные мелочи

Мало обеспечить для блока питания необходимую мощность — нужно еще правильно подводить напряжение ко всем компонентам. Например, видеокарты для дополнительного питания требуют подключения одной либо двух 6- или 8-контактных вилок; поэтому убедитесь, что блок питания оснащен нужными «хвостами». Обращайте внимание на длину кабелей. Если корпус вашего компьютера имеет большие размеры, убедитесь, что все кабели дотянутся от блока питания до комплектующих.

Если стремитесь избежать хаоса лишних проводов в корпусе, покупайте блоки питания с модульной системой подключения кабелей. В таком случае к блоку питания можно подключить лишь необходимые кабели, а остальные хранить отдельно. У полностью модульных блоков питания отсоединяются все кабели; у частично модульных основные кабели (питания АТХ и процессора) присоединены «намертво», остальные присоединяются по необходимости. Как правило, блоки питания с модульным подключением кабелей несколько дороже. Отметим и уровень шума. Многие блоки питания, например Seasonic Х-760, при малой (ниже 20%) нагрузке выключают вентилятор и функционируют абсолютно бесшумно. То есть при работе с офисными документами, когда нужны тишина и сосредоточенность, блок питания шуметь не будет. А при запуске 3D-игры, когда уровень шума не столь принципиален, БП примется работать на полной мощности с соответствующей скоростью вентилятора.

Советы при покупке

• Выбирайте блок питания с необходимой вашей системе мощностью. Рассчитайте максимальный уровень энергопотребления компьютера из таблицы расчета мощности (см. таблицу выше). Можно добавить запас по мощности 15-20%, однако переплачивать не стоит.
• Лучше всего брать БП с сертификацией 80 PLUS, поскольку при этом получите высокую эффективность и дополнительную гарантию качества.
• Проверьте, указан ли производитель блока питания (код UL). Ознакомьтесь с характеристиками на сайте UL и убедитесь, что они совпадают с заявленными.
• Удостоверьтесь в том, что в блоке питания применены все необходимые механизмы защиты.
• Убедитесь, что блок питания использует активную схему коррекции коэффициента мощности (Active PFC).
• Проверьте, достаточную ли для вашей видеокарты мощность по линиям +12 В способен предоставить БП.