Пассивный блок питания что это
Обновлено: 07.07.2024
Несколько лет назад блоки питания без вентиляторов считались очень важными компонентами тихой системы, затем спрос на них несколько упал из-за распространения моделей с очень тихим активным охлаждением. Но блоки питания с пассивным охлаждением по-прежнему продолжают оставаться актуальными во многих сферах, поэтому мы решили протестировать несколько лучших моделей на рынке. Блоки питания Seasonic из линейки X-Series многими пользователями считаются эталоном в данном сегменте, а компания Super Flower с последней моделью Golden Silent Fanless 500W представила интересную альтернативу с сертификацией 80 PLUS Platinum. Третий кандидат в наших тестах - блок питания Silverstone Nightjar 500W, который тоже оказался весьма интересным.
Как мы уже упоминали, ассортимент пассивных моделей на рынке значительно уступает обычным блокам питания с активным охлаждением. Среди известных вариантов можно отметить хорошо известную линейку FSP Zen, уже ставшую частью истории, а также недавно выпущенную линейку Aurum Xilenser тоже от FSP Fortron / Source, которая пока не появилась в России. В нашей статье мы протестируем три блока питания, заметно отличающиеся друг от друга. Блок питания X-460FL (SS-460FL) от Seasonic оставляет впечатление, что инженеры просто забыли установить вентилятор. Всё, конечно, не так просто, но разработчики немало потрудились над оптимизацией модели, которая использует естественную вентиляцию без дополнительных радиаторов и работает очень хорошо. Silverstone и Super Flower выбрали классический путь с дополнительными радиаторами. В отличие от предыдущих поколений, поверхность радиаторов стала меньше, но они всё равно заметны из-за дополнительного веса.
Следует сразу же решить, требуется ли вам полностью пассивный блок питания. Если вы собираете просто "тихий" компьютер, в котором будут использоваться другие вентиляторы, то для него вполне хорошо подойдёт блок питания с активным охлаждением. На рынке есть очень тихие модели, в частности, от компании be quiet!, которые при средней нагрузке нельзя услышать даже с близкого расстояния. И только когда вы сделаете бесшумными все другие компоненты системы, чтобы достичь планки "0 дБ" пассивного охлаждения, можно обратить внимание на полностью пассивные блоки питания.
Блоки питания различаются по эффективности, которая меняется от 80 PLUS Platinum у Super Flower до 80 PLUS Gold у Seasonic и 80 PLUS Silver у Silverstone, а также и по оснащению. Seasonic выбрала полностью модульную систему подключения кабелей, а частично модульная система подключения позволила Super Flower предложить до четырёх разъемов PCI Express. Блок питания Silverstone, как и в случае Seasonic даёт "только" два разъема PCI Express, но с мощностью 500 Вт это вполне разумно. К сожалению, Silverstone не поддерживает модульную систему подключения кабелей.
В следующей таблице спецификаций тоже хорошо видно, насколько сильно различаются протестированные блоки питания.
Современные источники питания строят по схемам с импульсной передачей энергии, большие трансформаторы и линейные стабилизаторы с огромными радиаторами канули в лету.
Сетевой блок питания.
реклама
В сетевых БП наиболее распространены 2 типа конвертеров: HalfBridge - полумостовой преобразователь и FlyBack - обратноходовой преобразователь. У обоих типов есть свои достоинства и недостатки.
FlyBack строится по другой топологии, в нем энергия накапливается в трансформаторе (вернее дросселе) и при закрывании ключа передается на выходные нагрузки. Качество трансформатора должно быть значительно лучше, чем в HalfBridge - из-за некоторой неидеальности связи первичной и вторичной обмоток существует так называемая индуктивность рассеивания. Это паразитный параметр и его величина чрезвычайно сильно сказывается на параметрах всего преобразователя. Из-за индуктивности рассеивания часть энергии выдается в виде высоковольтного импульса на первичной обмотке трансформатора, а следовательно, и на ключевом элементе. Величина этого выброса определяется индуктивностью рассеивания и энергией, накопленной в трансформаторе. Последнее пропорционально квадрату выходной мощности блока питания. Т.о., при повышении нагрузки на силовой ключ одновременно действуют два вредных фактора - увеличивается ток через ключ и напряжение на нем. С этим недостатком борются введением различных демпферных цепочек, но устранить его в топологии FlyBack невозможно. Существуют резонансные конверторы, которые компенсируют паразитную индуктивность в резонансный контур, что позволяет значительно повысить рабочую частоту преобразователя и общий КПД, но у них тоже есть свои ограничивающие факторы, поэтому и не распространены. Из перечисленного следует, что FlyBack очень спокойно относится к понижению входного напряжения, но не переносит даже кратковременного превышения выше критического - транзистор просто пробивается. Особенно неприятно соотношение предельной нагрузки и повышенного входного напряжения. Первое вызывает большой импульс напряжения из-за индуктивности рассеивания и при наложении на второе может вызвать пробой. Второй недостаток FlyBack - он плохо относится и к диапазону токов нагрузки. При маленьком токе нагрузки в трансформаторе сложно накопить столь малую энергию из-за относительно небольшой его индуктивности и сам конвертер может перейти в прерывистый режим работы, т.е. выходные напряжения будут иметь сильную пульсацию вплоть до дикого диапазона 0 - 200% и больше. Превышение тока нагрузки также вредно, ведь это вызывает повышение паразитного импульса напряжения на первичной стороне.
Внешним проявлением примененного типа конвертера может служить диапазон входных напряжений. Если указано 90-24 или "autoswitch" - это FlyBack, для HalfBridge такой диапазон невозможен и для него или ставят переключатель 110-220 или ограничивают рамками 180-250V. Как следует из особенностей, HalfBridge очень чувствителен к качеству питающего напряжения, особенно его провалам, и емкости конденсатора входного выпрямителя сети 220V. При отсутствии активного PFC, его емкость должна быть не меньше выходной мощности БП, рекомендуемое значение - в 2 раза больше. Например, для мощности нагрузки в 150W его номинал должен быть ни в коем случае не меньше 150uF, а лучше - 330uF. Если установлена меньшая емкость, то возникнут 2 деструктивных момента из-за очень значительного напряжения пульсаций на нем:
Техпроцесс производства процессоров неуклонно уменьшается, вместе с ним уменьшается и энергопотребление. Процессоры последних поколений содержат в себе пригодную для повседневных задач графическую видео систему. Если вы не сильно требовательны к производительности в видео играх то за относительно скромный бюджет можно задуматься о тихом компьютере который будет издавать звуки только под большой нагрузкой, что случается не часто.
Далее идёт моё видение конфигурации компа для полупассивного охлаждения.
Средний CPU в пике своей загрузки выделяет 65 Вт тепла, охладить его можно заводским кулером с большей (нежели штатный) мощностью 120-150 Вт выставив настройки в BIOS чтобы он начинал крутиться только при загрузке 30-40% CPU либо температурой выше 40°С.
Ещё один источник шума это HDD, но тут всё просто, я заменил его на SSD.
Обычный, 500 Вт блок питания ($50) имеет огромный запас по мощности в моём случае, поэтому я решил отключить вентилятор полностью. Но при длительной работе под большой нагрузкой радиаторы внутри стали разогреваться свыше 60°С, так что решено было вернуть вентилятор но сделать его обороты контролируемыми.
Разные блоки питания имеют различные конструктивные особенности, возможно в каких-то случаях постоянный обдув необходим. Поэтому прежде чем вносить изменения в конструкцию вашего БП осознайте, что понимаете процесс, у вас достаточно «ровные руки» и что внесённые изменения не окажут негативного воздействия на работу вашего БП и сопутствующего оборудования. Часто бывает так, что БП прокачивает воздух всего системного блока. Любые модификации могут привести к повреждению вашего компьютера!
За основу был взят Arduino nano на базе ATMEGA168PA, из разных кусков чужих проектов составлен свой.
Поскольку ресурсы контроллера позволяют, решено было сделать трёхцветный светодиодный индикатор по типу smart LED с различным миганием и цветом в зависимости от температуры.
Температуру измеряет датчик DS18B20, в зависимости от температуры увеличиваются либо уменьшаются обороты вентилятора. При достижении >67°С включается звуковой извещатель. Транзистор — любой NPN с током > тока вашего вентилятора. Также я пробовал управлять трёхпроводным вентилятором, всё получилось, но никак не мог заставить его полностью остановиться.
Изначально использовал дефолтную частоту ШИМ (448,28 Гц) но на низких оборотах кулер издавал едва заметный звон, что никак не вяжется с концепцией бесшумного охлаждения. Поэтому программно частота ШИМ поднята до 25 кГц. На самых низких оборотах вентилятор не может сразу стартануть, поэтому первые две секунды на него подаётся импульс с максимальными оборотами, дальше обороты согласно программе.
Вот видео демонстрирующее работу устройства.
А вот собственно, скетч, прошу сильно не пинать это мой первый скетч для Ардуины :)
Качественное электропитание для компьютера - это то же самое, что и хороший бензин для автомобиля, - обеспечивает длительную и стабильную работу. Однако, как оказалось, стоит это удовольствие тоже “кучеряво”.
Итак, многоядерные процессоры, современные видеокарты (уже модно стало ставить их парами), различные USB-приборы (зачастую запитывающиеся от компьютера) вынуждают нас приобретать все более мощные блоки питания (БП). А между тем, практически все современные БП уважаемых брэндов с мощностью от 450 Вт оснащаются устройствами коррекции коэффициента мощности (PFC - Power Factor Correction).
В мире все не идеально, и кроме активной мощности, которая тратится непосредственно на работу компьютера, в сетях переменного тока присутствует еще и реактивная мощность, порождаемая работой индуктивностей и мощностей, и являющаяся паразитной. Так вот PFC - это и есть, по своей сути, компенсация реактивной мощности.
Без PFC почти треть мощности создаёт дополнительную нагрузку на электропроводку, не производя никакой полезной работы.
Является наиболее простым и распространенным, и представляет собой обычный дроссель большой емкости (и размеров), включенный последовательно с блоком питания. Надо сказать, что проблему он практически не решает, а места занимает много.
Представляет собой еще один импульсный источник питания, причем повышающий напряжение. Результирующий коэффициент мощности такого блока может достигать 0,95. 0,98 при работе с полной нагрузкой.
Помимо того, что активный PFC обеспечивает близкий к идеальному коэффициент мощности, он еще и улучшает работу блока питания - дополнительно стабилизирует входное напряжение основного стабилизатора блока: блок становится заметно менее чувствительным к пониженному сетевому напряжению.
Также при использовании активного PFC достаточно легко разрабатываются блоки с универсальным питанием 110. 230В, не требующие ручного переключения напряжения сети.
Также использование активного PFC улучшает реакцию блока питания во время кратковременных (доли секунды) провалов сетевого напряжения - в такие моменты блок работает за счет энергии конденсаторов высоковольтного выпрямителя. Ещё одним преимуществом использования активного PFC является более низкий уровень высокочастотных помех на выходных линиях, то есть такие БП рекомендуются для использования в ПК с периферией, предназначенной для работы с аналоговым аудио/видео материалом.
Одним словом, все говорит в пользу использования БП с активным PFC - именно он и обеспечит тот высококачественный бензин для наших компьютеров!
ИБП для БП с активным PFC
Вот купили вы компьютер - не пожалели денег на блок питания и все такое. Это правильно. Работаете, играете, все в порядке - душа радуется. Но есть в природе две напасти - это вирусы-трояны и скачки-провалы электричества. О первых сейчас говорить не будем.А вот со вторыми будем разбираться.
Ну, тут все просто, - скажете вы. Покупай, дядя, Источник Бесперебойного Питания (бесперебойник), втыкай в него монитор и системный блок, и всегда успеешь сделать Shut Down (Отключение) своей Винде. Главное чтобы мощность ИБП (он же UPS - Uninterruptible Power Supply) coответствовала мощности блока питания компьютера плюс потребляемая мощность монитора.
Но дело в том, что эксплуатация БП с активным PFC совместно с дешёвыми ИБП, выдающими ступенчатый сигнал при работе от батарей, может приводить к сбоям в работе компьютера, поэтому производители рекомендуют использовать в таких случаях ИБП класса Smart, всегда подающие на выход синусоидальный сигнал.
Есть еще один нюанс. Все ИБП грубо делятся на резервные, линейно-интерактивые и непрерывного действия (OnLine). Для первых двух время переключения питания с внешней сети на батареи составляет несколько миллисекунд, и этого в случае обычных блоков питания оказывается достаточно. А вот БП с активным PFC при исчезновении питания мгновенно и резко увеличивает потребление электричества в несколько раз. При этом ваш бесперебойник либо отключается, либо сгорает, а компьютер аварийно обесточивается со всеми вытекающими аппаратными, программными и финансовыми последствиями.
Существует 4 выхода
Раз уж вы приобрели классный блок питания с активной компенсацией мощности, а электричество у вас часто пропадает или просто скачет (как и везде в нашей стране, где электросети не рассчитаны на всеобщую компьютеризацию), и существование без бесперебойника радостным не назовешь, тогда выбирайте способ решения проблемы сами.
1. Самый дешевый (но не всегда приемлемый). Поменять БП на другой, без активной PFC.
2.Самый тупой (и на первый взгляд бесплатный). Обходиться без UPS. Это чревато тем, что может сгореть материн-ка (финансовые затраты), может слететь система (затраты времени на ее переустановку), но хуже всего, что может накрыться винт, и вся ваша работа может накрыться медным тазом прямо перед сдачей заказчику (а потеря кормильца - это полный “абзац”!). Люди, берегите винты!
3.Самый верный выход (не из дешевых, затраты - от 300 у.е.). Покупка ИБП непрерывного действия (OnLine). В таких источниках бесперебойного питания применяется технология двойного преобразования напряжения, что обеспечивает превосходную защиту, как обычных компьютеров, так и серверов.
Механизм двойного преобразования напряжения позволяет устранить все помехи, возникающие в сети электропитания. Выпрямитель преобразует переменное напряжение электросети в постоянное. Постоянное напряжение используется для зарядки батарей и питания инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное (с сигналом синусоидальной формы), которое непрерывно питает компьютер.
При отсутствии напряжения в сети питание инвертора осуществляется при помощи батарей, таким образом, компьютер не останется без электричества ни на мгновение!
4 Тоже выход. Не дешевле предыдущего, но более громоздкий - это покупка линейно-интерактивного ИБП типа Smart (с синусоидой на выходе) с запасом по мощности в 3-5 раз (это обязательное условие!). Стоить он будет в тех же пределах, что и OnLine, но весить будет гораздо больше! Да и вентилятор в нем будет помощнее (и погромче).
Вот такие мины заложил мир компьютеров в кошельки наивных пользователей. Вот и на сайтах уважаемых производителей UPS (например, АРС) так об этом и пишут - не работают, мол, резервные и линейно-интерактивные ИБП с активными PFC!
Читайте также: