Форм фактор atx розміри. Блок живлення ATX. Зменшення довжини кабелів.

Вступ

Невід'ємною частиною кожного комп'ютера є блок живлення. Він важливий як і, як і інші частини комп'ютера. При цьому покупка блоку живленняздійснюється досить рідко, т.к. Хороший БП може забезпечити живленням кілька поколінь систем. Враховуючи все це до придбання блока живлення необхідно поставитися дуже серйозно, тому що доля комп'ютера прямо залежить від роботи блоку живлення.

Для здійснення гальванічної розв'язки достатньо зробити трансформатор з необхідними обмотками. Але для живлення комп'ютера потрібна велика потужність, особливо для сучасних ПК. Для живлення комп'ютера довелося б виготовляти трансформатор, який мав би не лише великий розмір, але й багато важив. Однак зі зростанням частоти струму трансформатора для створення того ж магнітного потоку необхідно менше витків і менше переріз магнітопроводу. У блоках живленнях, побудованих на основі перетворювача, частота напруги трансформатора в 1000 і більше разів вище. Це дозволяє створювати компактні та легкі блоки живлення.

Найпростіший імпульсний БП

Розглянемо блок-схему простого імпульсного блоку живлення, який є основою всіх імпульсних блоків живлення.

Блок схема імпульсного блоку живлення.

Перший блок здійснює перетворення змінної напруги мережі на постійне. Такий перетворювач складається з діодного моста, що випрямляє змінну напругу, та конденсатора, що згладжує пульсації випрямленої напруги. У цьому боці також знаходяться додаткові елементи: фільтри напруги від пульсацій генератора імпульсів і термістори для згладжування стрибка струму в момент включення. Однак ці елементи можуть бути відсутніми з метою економії на собівартості.

Наступний блок - генератор імпульсів, який генерує з певною частотою імпульси, що живлять первинну обмотку трансформатора. Частота генеруючих імпульсів різних блоків живлення різна і лежить у межах 30 – 200 кГц. Трансформатор здійснює основні функції блоку живлення: гальванічну розв'язкуз мережею та зниження напруги до необхідних значень.

Змінна напруга, що отримується від трансформатора, наступний блок перетворює на постійну напругу. Блок складається з діодів, що випрямляють напругу і фільтра пульсацій. У цьому блоці фільтр пульсацій набагато складніший, ніж у першому блоці і складається з групи конденсаторів та дроселя. З метою економії виробники можуть встановлювати конденсатори малої ємності, а також дроселі з малою індуктивністю.

Перший імпульсний блокживлення був двотактний або однотактний перетворювач. Двотактний означає, що процес генерації складається із двох частин. У такому перетворювачі по черзі відкриваються і закриваються два транзистори. Відповідно в однотактному перетворювачі один транзистор відкривається та закривається. Схеми двотактного та однотактного перетворювачів представлені нижче.

Принципова схема перетворювача.

Розглянемо елементи схеми докладніше:

Х2 – роз'єм джерело живлення схеми.

Х1 – роз'єм з якого знімається вихідна напруга.

R1 - опір, що задає початкове невелике зміщення ключах. Воно необхідне більш стабільного запуску процесу коливань в перетворювачі.

R2 - опір, що обмежує струм бази на транзисторах, це необхідне захисту транзисторів від згоряння.

ТР1 – Трансформатор має три групи обмоток. Перша вихідна обмотка формує вихідну напругу. Друга обмотка є навантаженням для транзисторів. Третя формує напругу для транзисторів.

У початковий момент включення першої схеми транзистор трохи відкритий, т.к. до бази через резистор R1 додана позитивна напруга. Через відкритий транзистор протікає струм, який також протікає і через II обмотку трансформатора. Струм, що протікає через обмотку, створює магнітне поле. Магнітне поле створює напругу в інших обмотках трансформатора. У результаті обмотці III створюється позитивне напруга, яке ще більше відкриває транзистор. Процес відбувається доти, доки транзистор не потрапить у режим насичення. Режим насичення характеризується тим, що зі збільшенням прикладеного керуючого струму до транзистора вихідний струм залишається постійним.

Так як напруга в обмотках генерується тільки у разі зміни магнітного поля, його зростання або падіння, відсутність зростання струму на виході транзистора, отже, призведе до зникнення ЕРС в обмотках II і III. Зникнення напруги в обмотці III призведе до зменшення ступеня відкриття транзистора. І вихідний струм транзистора зменшиться, отже, і магнітне поле зменшуватиметься. Зменшення магнітного поля призведе до створення напруження протилежної полярності. Негативна напруга в обмотці III почне ще більше закривати транзистор. Процес триватиме доти, доки магнітне поле повністю не зникне. Коли магнітне поле зникне, негативна напруга в обмотці ІІІ теж зникне. Процес знову почне повторюватись.

Двотактний перетворювач працює за таким же принципом, але відмінність у тому, що транзисторів два, і вони по черзі відкриваються та закриваються. Тобто коли один відкритий – інший закритий. Схема двотактного перетворювача має велику перевагу, так як використовує всю петлю гістерези магнітного провідника трансформатора. Використання лише однієї ділянки петлі гістерези або намагнічування тільки в одному напрямку призводить до виникнення багатьох небажаних ефектів, які знижують ККД перетворювача і погіршують його характеристики. Тому в основному скрізь застосовується двотактна схема перетворювача з фазозсувним трансформатором. У схемах, де потрібна простота, малі габарити, і мала потужність все ж таки використовується однотактна схема.

Блоки живлення форм-фактора АТХ без корекції коефіцієнта потужності

Перетворювачі, розглянуті вище, хоч і закінчені пристрої, але на практиці їх використовувати незручно. Частота перетворювача, вихідна напруга та багато інших параметрів «плавають», змінюються в залежності від зміни: напруги живлення, завантаженості виходу перетворювача та температури. Але якщо ключами управляти контролером, який міг здійснювати стабілізацію і різні додаткові функції, можна використовувати схему живлення пристроїв. Схема блоку живлення із застосуванням ШІМ-контролера досить проста, і, загалом, є генератором імпульсів, побудованим на ШІМ-контролері.

ШІМ – широтно-імпульсна модуляція. Вона дозволяє регулювати амплітуду сигналу минулого ФНЧ (фільтр низьких частот) Зі зміною тривалості або шпаруватості імпульсу. Головні переваги ШІМ це високе значення ККД підсилювачів потужності та великі можливості застосування.

Схема простого блокуживлення з ШІМ контролером.

Дана схема блоку живлення має невелику потужність і як ключ використовує польовий транзистор, що дозволяє спростити схему і позбутися додаткових елементів, необхідних для управління транзисторних ключів. У блоках живлення великої потужності ШІМ-контролер має елементи керування (Драйвер) вихідним ключем. Як вихідні ключі в блоках живлення великої потужності використовуються IGBT-транзистори.

Мережева напруга в цій схемі перетворюється на постійну напругу і через ключ надходить на першу обмотку трансформатора. Друга обмотка служить для живлення мікросхеми та формування напруги зворотнього зв'язку. ШИМ-котроллер генерує імпульси з частотою, яка задана RC-ланцюжком, підключеною до ніжки 4. Імпульси подаються на вхід ключа, який їх посилює. Тривалість імпульсів змінюється залежно від напруги ніжці 2.

Розглянемо реальну схему блоку живлення АТХ. Вона має набагато більше елементів і в ній присутні ще додаткові пристрої. Червоними квадратами схема блоку живлення умовно поділена на основні частини.

Схема блоку живлення АТХ потужністю 150-300 Вт.

Для живлення мікросхеми контролера, а також формування чергової напруги +5, що використовується комп'ютером, коли він вимкнений, у схемі знаходиться ще один перетворювач. На схемі він позначений як блок 2. Як видно, він виконаний за схемою однотактного перетворювача. У другому блоці є додаткові елементи. В основному це ланцюжки поглинання сплесків напруги, які генеруються трансформатором перетворювача. Мікросхема 7805 - стабілізатор напруги формує чергову напругу +5В з напруги випрямленого перетворювача.

Найчастіше в блоці формування чергової напруги встановлені неякісні або дефектні компоненти, що знижує частоту перетворювача до звукового діапазону. Внаслідок чого з блоку живлення чути писк.

Оскільки блок живлення живиться від мережі змінної напруги 220В, а перетворювач потребує живлення постійною напругою, напругу необхідно перетворити. Перший блок здійснює випрямлення та фільтрацію змінної мережевої напруги. У цьому блоці також знаходиться фільтр від перешкод, що генеруються самим блоком живлення.

Третій блок це ШІМ-контролер TL494. Він здійснює всі основні функції блоку живлення. Захищає блок живлення від коротких замикань, стабілізує вихідну напругу та формує ШІМ-сигнал для управління транзисторними ключами, які навантажені на трансформатор.

Четвертий блок складається з двох трансформаторів та двох груп транзисторних ключів. Перший трансформатор формує напругу для вихідних транзисторів. Оскільки ШІМ-контролер TL494 генерує сигнал слабкої потужності, перша група транзисторів посилює цей сигнал і передає першому трансформатору. Друга група транзисторів, або вихідні, навантажені на основний трансформатор, який здійснює формування основних напруг живлення. Така складніша схема управління вихідними ключами застосована через складність управління біполярними транзисторами та захисту ШІМ-контролера від високої напруги.

П'ятий блок складається з діодів Шоттки, що випрямляють вихідну напругу трансформатора, та фільтра низьких частот (ФНЧ). ФНЧ складається з електролітичних конденсаторів значної ємності та дроселів. На виході ФНЧ стоять резистори, які навантажують його. Ці резистори необхідні для того, щоб після вимкнення ємності блока живлення не залишалися зарядженими. Також резистори стоять і на виході випрямляча напруги.

Решта елементів, що не обведені в блоці це ланцюжки, формують «сигнали справності». Цими ланцюжками здійснюється робота захисту блока живлення від короткого замикання або контроль справності вихідної напруги.

Блок живлення АТХ потужністю 200 Вт.

Тепер побачимо, як на друкованій платі блоку живлення потужністю 200 Вт розташовані елементи. На малюнку показано:

Конденсатори, що виконують фільтрацію вихідної напруги.

Місце не розпаяних конденсаторів фільтра вихідної напруги.

Котушки індуктивності, що виконують фільтрацію вихідної напруги. Більша котушка відіграє роль не тільки фільтра, але й ще працює як феромагнітний стабілізатор. Це дозволяє трохи знизити перекоси напруги при нерівномірному навантаженні різних вихідних напруг.

Мікросхема ШІМ-стабілізатора WT7520.

Радіатор на якому встановлені діоди Шоттки для напруги +3.3В і +5В, а для напруги +12В звичайні діоди. Часто особливо в старих блоках живлення, на цьому ж радіаторі розміщуються додатково елементи. Це елементи стабілізації напруг +5В та +3,3В. У сучасних блоках живлення розміщуються на цьому радіаторі тільки діоди Шоттки для всіх основних напруг або польові транзистори, які використовуються як випрямний елемент.

Основний трансформатор, який здійснює формування всіх напруг, а також гальванічну розв'язку з мережею.

Трансформатор, який формує керуючі напруги для вихідних транзисторів перетворювача.

Трансформатор перетворювача, що формує чергову напругу +5В.

Радіатор, на якому розміщені вихідні транзистори перетворювача, а також транзистор перетворювача формує чергову напругу.

Конденсатори фільтру напруги. Їх не обов'язково має бути два. Для формування двополярної напруги та утворення середньої точки встановлюють два конденсатори рівної ємності. Вони ділять випрямлену мережну напругу навпіл, тим самим формуючи дві напруги різної полярності, з'єднаних у загальній точці. У схемах із однополярним живленням конденсатор один.

Елементи фільтра мережі від гармонік (перешкод), що генеруються блоком живлення.

Діоди діодного моста, що здійснюють випрямлення змінної напруги мережі.

Блок живлення АТХ потужністю 350 Вт.

Блок живлення 350 Вт влаштований еквівалентно. Відразу впадає у вічі великих розмірів плата, збільшені радіатори і більшого розміру трансформатор перетворювача.

Конденсатори фільтра вихідної напруги.

Радіатор, що охолоджує діоди, що випрямляють вихідну напругу.

ШИМ-контролер АТ2005 (аналог WT7520), що здійснює стабілізацію напруги.

Основний трансформатор перетворювача.

Трансформатор, що формує напругу для вихідних транзисторів.

Трансформатор перетворювача чергової напруги.

Радіатор, що охолоджує вихідні транзистори перетворювачів.

Фільтр напруги від перешкод блоку живлення.

Діоди діодного мосту.

Конденсатори фільтру напруги.

Розглянута схема довго застосовувалася в блоках живлення і зараз іноді зустрічається.

Блоки живлення формату АТХ із корекцією коефіцієнта потужності.

У розглянутих схемах навантаженням мережі служить конденсатор, що підключається до мережі через діодний міст. Заряд конденсатора відбувається тільки в тому випадку якщо на ньому напруга менша за мережну. В результаті струм має імпульсний характер, що має безліч недоліків.

Мостовий випрямляч напруги.

Перерахуємо ці недоліки:

• струми вносять у мережу вищі гармоніки (перешкоди);
• велика амплітуда струму споживання;
• значна реактивна складова струму споживання;
• мережна напруга не використовується протягом усього періоду;
• ККД таких схем має невелике значення.

Нові блоки живлення мають удосконалену сучасну схему, у ній з'явився ще один додатковий блок – коректор коефіцієнта потужності (ККМ). Він здійснює підвищення коефіцієнта потужності. Або більше простою мовоюприбирає деякі недоліки мостового випрямляча напруги.

Формула повної потужності.

Коефіцієнт потужності (КМ) характеризує, скільки у повній потужності активної складової та скільки реактивної. У принципі, можна сказати, а навіщо враховувати реактивну потужність, вона ж уявна і не користь.

Формула коефіцієнта потужності.

Припустимо, у нас є прилад, блок живлення, з коефіцієнтом потужності 0,7 і потужністю 300 Вт. Видно з розрахунків, що наш блок живлення має повну потужність (суму реактивної та активної потужності) більше, ніж зазначена на ньому. І цю потужність має дати мережу живлення 220В. Хоча ця потужність не несе користі (навіть лічильник електрики її не фіксує) вона все ж таки існує.

Розрахунок повної потужності блоку живлення.

Тобто внутрішні елементи та мережні дроти мають бути розраховані на потужність 430 Вт, а не 300 Вт. А уявіть собі випадок, коли коефіцієнт потужності дорівнює 0,1... Через це ГОРСЕТЬЮ забороняється використовувати прилади з коефіцієнтом потужності менше 0,6, а у разі виявлення таких на власника накладається штраф.

Відповідно, кампаніями були розроблені нові схеми блоків живлення, які мали ККМ. Спочатку як ККМ використовувався включений на вході дросель великої індуктивності, такий блок живлення називають блок живлення з PFC або пасивним ККМ. Подібний блок живлення має підвищений КМ. Для досягнення потрібного КМ необхідно оснащувати блоки живлення великим дроселем, так як вхідний опір блоку живлення носить ємнісний характер через встановлені конденсатори на виході випрямляча. Установка дроселя значно збільшує масу блоку живлення, і підвищує КМ до 0,85, що не так багато.

400 Вт блок живлення з пасивною корекцією коефіцієнта потужності.

На малюнку представлений блок живлення FSP потужністю 400 Вт з пасивною корекцією коефіцієнта потужності. Він містить такі елементи:

Конденсатори фільтра випрямленої напруги.

Дросель, що здійснює корекцію коефіцієнта потужності.

Трансформатор головного перетворювача.

Трансформатор, що управляє ключами.

Трансформатор допоміжного перетворювача (чергової напруги).

Фільтри напруги від пульсацій блоку живлення.

Радіатор, на якому встановлені вихідні транзисторні ключі.

Радіатор, на якому встановлені діоди, що випрямляють змінну напругу головного трансформатора.

Плата керування швидкістю обертання вентилятора.

Плата, на якій встановлений ШІМ-контролер FSP3528 (аналог KA3511).

Дросель групової стабілізації та елементи фільтру пульсацій вихідної напруги.

1. Конденсатори фільтру пульсацій вихідної напруги.

Увімкнення дроселя для корекції КМ.

Внаслідок не високої ефективності пасивної ККМ у блок живлення було введено нову схему ККМ, яка побудована на основі ШІМ-стабілізатора, навантаженого на дросель. Ця схема приносить безліч плюсів блоку живлення:

• розширений діапазон робочих напруг;
• з'явилася можливість значно зменшити ємність конденсатора мережевого фільтра напруги;
• значно підвищений КМ;
• зменшення маси блоку живлення;
• збільшення ККД блоку живлення.

Є й недоліки цієї схеми - це зниження надійності БП і некоректна робота з деякими джерелами безперебійного живленняпри перемиканні режимів роботи батарея/мережа. Некоректна робота цієї схеми з ДБЖ викликана тим, що в схемі суттєво знизилася ємність фільтра напруги. У момент, коли короткочасно пропадає напруга, сильно зростає струм ККМ, необхідний підтримки напруги на виході ККМ, у результаті спрацьовує захист від КЗ (короткого замикання) в ДБЖ.

Схема активного коректора коефіцієнта потужності.

Якщо подивитися на схему, то вона є генератором імпульсів, який навантажений на дросель. Мережева напруга випрямляється діодним мостом і подається на ключ, навантажений дроселем L1 і трансформатором Т1. Трансформатор введений зворотний зв'язок контролера з ключем. Напруга з дроселя знімається за допомогою діодів D1 та D2. Причому напруга знімається по черзі за допомогою діодів, то з діодного моста, то з дроселя, і заряджає конденсатори Cs1 та Cs2. Ключ Q1 відкривається і в дроселі L1 накопичується енергія необхідної величини. Розмір накопиченої енергії регулюється тривалістю відкритого стану ключа. Чим більше накопичено енергії, тим більша напругавіддасть дросель. Після вимкнення ключа відбувається віддача накопиченої енергії дроселем L1 через діод D1 конденсаторів.

Така робота дозволяє використовувати повністю всю синусоїду змінної напруги мережі на відміну від схем без ККМ, а також стабілізувати напругу, що живить перетворювач.

У сучасних схемах блоків живлення часто застосовують двоканальні ШІМ-контролери. Одна мікросхема здійснює роботу як перетворювача, так і ККМ. В результаті суттєво знижується кількість елементів у схемі блоку живлення.

Схема простого блоку живлення на двоканальному ШІМ-контролері.

Розглянемо схему простого блоку живлення на 12В із використанням двоканального ШІМ-контролера ML4819. Одна частина блоку живлення здійснює формування постійної стабілізованої напруги +380В. Інша частина є перетворювач, що формує постійну стабілізовану напругу +12В. ККМ складається, як і вище розглянутому випадку, з ключа Q1, навантаженого на нього дроселя L1 трансформатора Т1 зворотного зв'язку. Діоди D5, D6 заряджають конденсатори С2, С3, С4. Перетворювач складається з двох ключів Q2 та Q3, навантажених на трансформатор Т3. Імпульсна напруга випрямляється діодною складання D13 і фільтрується дроселем L2 і конденсаторами С16, С18. За допомогою патрона U2 формується напруга регулювання вихідної напруги.

Блок живлення GlacialPower GP-AL650AA.

Розглянемо конструкцію блоку живлення, в якій є активний ККМ:

1. Плата управління струмовим захистом;
2. Дросель, що виконує роль фільтра напруг +12В і +5В, так і функцію групової стабілізації;
3. Дросель фільтра напруги +3,3В;
4. Радіатор, на якому розміщені випрямні діоди вихідної напруги;
5. трансформатор головного перетворювача;
6. Трансформатор, керуючий ключами головного перетворювача;
7. Трансформатор допоміжного перетворювача (що формує чергову напругу);
8. Плата контролера корекції коефіцієнта потужності;
9. Радіатор, що охолоджує діодний міст та ключі головного перетворювача;
10. Фільтри напруги від перешкод;
11. Дросель коректора коефіцієнта потужності;
12. Конденсатор фільтра напруги.

Конструктивні особливості та типи роз'ємів

Розглянемо види роз'ємів, які можуть бути присутніми на блоці живлення. На задній стінці блока живлення розміщується роз'єм для підключення мережевого кабелюта вимикач. Раніше поряд з роз'ємом мережевого шнура розміщувався також роз'єм для підключення кабелю монітора. Опціонально можуть бути й інші елементи:

• індикатори напруги мережі, або стану роботи блоку живлення;
• кнопки керування режимом роботи вентилятора;
• кнопка перемикання вхідної мережевої напруги 110/220В;
• USB-порти, вбудовані в блок живлення USB hub;
• інше.

На задній стінці все рідше розміщують вентилятори, що витягують із блока живлення повітря. Усі чаші вентилятор розміщують у верхній частині блоку живлення через більший простір для установки вентилятора, що дозволяє встановити великий та тихий активний елемент охолодження. На деяких блоках живлення встановлюють навіть два вентилятори і зверху, і ззаду.

Блок живлення Chieftec CFT-1000G-DF.

З передньої стінки виходить провід із роз'ємом підключення живлення материнської плати. У деяких блоках живлення, модульних, він, як і інші дроти, підключається через роз'єм. Нижче на малюнку вказано розпинання контактів усіх основних роз'ємів.

Можна помітити, що кожна напруга має свій колір дроту:

• Жовтий колір - +12 В,
• Червоний колір - +5,
• Помаранчевий колір - +3,3В,
• Чорний колір – загальний або земля.

Для інших напруг кольору проводів у кожного виробника можуть змінюватись.

На малюнку не відображені роз'єми додаткового живлення відеокарт, оскільки вони подібні до роз'єму додаткового живлення процесора. Також існують інші види роз'ємів, які зустрічаються в комп'ютерах фірмового збирання компаній DelL, Apple та інших.

Електричні параметри та характеристики блоків живлення

Блок живлення має безліч електричних параметрів, більшість з яких не в паспорті. На бічній наклейці блоку живлення відзначається зазвичай лише кілька основних параметрів – робочі напруги та потужність.

Потужність блоку живлення

Потужність часто позначають на етикетці великим шрифтом. Потужність блоку живлення, характеризує, скільки він може віддати електричної енергії приладам, що підключаються до нього ( материнська плата, відеокарта, жорсткий дискта ін.).

За ідеєю, достатньо підсумувати споживання компонентів, що використовуються, і вибрати блок живлення трохи більшої потужності для запасу. Для підрахунку потужності можна скористатися, наприклад сайтом http://extreme.outervision.com/PSUEngine, також цілком підходять рекомендації вказані в паспорті відеокарти, якщо така є, тепловий пакет процесора і т.д.

Насправді все набагато складніше, т.к. блок живлення видає різні напруги - 12В, 5В, -12В, 3,3В та ін. Кожна лінія напруги розрахована на свою потужність. Логічно було подумати, що ця потужність фіксована, а їхня сума дорівнює потужності блоку живлення. Але в блоці живлення стоїть один трансформатор для генерації всіх цих напруг, що використовуються комп'ютером (крім чергової напруги +5В). Правда, рідко, але все ж таки можна знайти блок живлення з двома роздільними трансформаторами, але такі джерела живлення дорогі і найчастіше використовуються в серверах. Звичайні ж БП ATX мають один трансформатор. Через це потужність кожної лінії напруги може плавати: збільшується, якщо інші лінії слабо навантажені, і зменшуватися, якщо інші лінії сильно навантажені. Тому часто на блоках живлення пишуть максимальну потужність кожної лінії, і в результаті, якщо їх підсумувати, вийде потужність навіть більша, ніж дійсна потужність блоку живлення. Таким чином, виробник може заплутати споживача, наприклад, заявляючи надто велику номінальну потужність, яку БП забезпечити не здатний.

Зазначимо, що якщо в комп'ютері встановлено блок живлення недостатньої потужності, то це викличе некорінну роботу пристроїв (зависання, перезавантаження, клацання головок жорсткого диска), аж до неможливості увімкнення комп'ютера. А якщо в ПК встановлена ​​материнська плата, яка не розрахована на потужність компонентів, які на ній встановлені, то найчастіше материнська плата функціонує нормально, але згодом роз'єми підключення живлення вигоряють внаслідок постійного їх нагріву та окислення.

Обгорілі роз'єми.

Допустимий максимальний струм лінії

Хоча це і один із важливих параметрів блоку живлення, часто користувач при покупці не звертає на нього уваги. Але при перевищенні допустимого струму на лінії блок живлення вимикається, т.к. спрацьовує захист. Для її відключення необхідно вимкнути блок живлення від мережі та почекати деякий час близько хвилини. Варто врахувати, що зараз всі ненажерливі компоненти (процесор, відеокарта) живляться від лінії +12В, тому більшою мірою треба приділяти увагу значенням вказаних для неї струмів. У якісних БП ця інформація зазвичай винесена у вигляді таблички (наприклад, Seasonic M12D-850) або списку (наприклад, FSP ATX-400PNF) на бічну наклейку.

Джерела живлення, у яких така інформація не вказана (наприклад, Gembird PSU7 550W), відразу ж змушують засумніватися як виконання та відповідність заявленої реальної потужності.

Інші параметри блоків живлення не регламентуються, але не менш важливими. Визначити ці параметри можна лише провівши різні тести з блоком живлення.

Діапазон робочої напруги

Під діапазоном робочих напруг мають на увазі інтервал значень напруги мережі, при якому блок живлення зберігає працездатність і значення своїх паспортних параметрів. Зараз все частіше виробляються блоки живлення з АККМ (активний коректор коефіцієнта потужності), який дозволяє розширити діапазон робочої напруги від 110 до 230. Також є блоки живлення з малим робочим діапазоном напруги, наприклад блок живлення компанії FPS FPS400-60THN-P має діапазон від 220 до 240. В результаті цей блок живлення, включений навіть у парі з масовим джерелом безперебійного живлення, вимикатиметься при падіннях напруги в мережі. Це викликано тим, що звичайний ДБЖ стабілізує вихідну напругу в діапазоні 220 В +/- 5%. Тобто мінімальна напруга для переходу на батарею складе 209 (а якщо врахувати повільність перемикання реле, то напруга може виявитися ще меншою), що нижче за робочу напругу блока живлення.

Внутрішній опір

Внутрішній опір характеризує внутрішні втрати блоку живлення під час протікання струму. Внутрішній опір за типом можна розділити на два види: звичайний по постійному струму і диференційний по змінному струму.

Еквівалентна схема заміщення блока живлення.

Опір постійного струму складається з опорів компонентів, з яких побудований блок живлення: опір проводів, опір обмоток трансформатора, опір проводів дроселя, опір доріжок друкованої платита ін. Через наявність цього опору зі зростанням завантаженості блоку живлення напруга падає. Цей опір можна побачити, побудувавши крос-навантажувальну характеристику БП. Для зменшення цього опору у блоках живлення працюють різні схемистабілізації.

Крос-навантажувальна характеристика блоку живлення.

Диференціальний опір характеризує внутрішні втрати блоку живлення при перебігу змінного струму. Цей опір називається електричним імпедансом. Зменшити цей опір найбільш складно. Для його зменшення у блоці живлення використовується ФНЧ. Для зменшення імпедансу мало встановити в блок живлення конденсатори великої ємності та котушки з великою індуктивністю. Необхідно ще щоб конденсатори мали низький послідовний опір (ESR), а дроселі були виготовлені з товстого дроту. Реалізувати це дуже складно.

Пульсації вихідної напруги

Блок живлення є перетворювач, який неодноразово перетворює напругу з змінного в постійне. Внаслідок цього на виході його ліній є пульсації. Пульсації є різкою зміною напруги протягом короткого інтервалу часу. Головна проблема пульсацій у тому, що якщо у схемі або пристрої не стоїть фільтр у ланцюгу живлення або він поганий, то ці пульсації проходять по всій схемі, спотворюючи її робочі характеристики. Це можна побачити, наприклад, якщо викрутити гучність колонок максимум при відсутності сигналів на виході звукової карти. Чути будуть різні шуми. Це і є пульсації, але не обов'язково шуми блоку живлення. Але якщо в роботі звичайного підсилювача від пульсацій великої шкоди немає, збільшитися лише рівень шумів, то, наприклад, у цифрових схемах і компараторах вони можуть призвести до помилкового перемикання або неправильного сприйняття вхідної інформації, що призводить до помилок чи непрацездатності пристрою.

Форма вихідної напруги блока живлення Antec Signature SG-850.

Стабільність напруг

Далі розглянемо таку характеристику як стабільність напруг, що видаються блоком живлення. У процесі роботи, який ідеальний не був би блок живлення, його напруга змінюється. Збільшення напруги викликає насамперед збільшення струмів спокою всіх схем, і навіть зміна параметрів схем. Так, наприклад, для підсилювача потужності збільшення напруги збільшує його вихідну потужність. Збільшену потужність можуть не витримати деякі електронні деталі та згоріти. Це збільшення потужності призводить до зростання розсіюваної потужності електронними елементами, отже, до зростання температури цих елементів. Що призводить до перегріву та/або зміни характеристик.

Зниження напруги навпаки зменшує струм спокою, а також погіршує характеристики схем, наприклад амплітуду вихідного сигналу. При зниженні нижче за певний рівень певні схеми перестають працювати. Особливо до цього чутлива електроніка жорстких дисків.

Допустимі відхилення напруги на лініях блоку живлення описані в стандарті ATXта в середньому не повинні перевищувати ±5% від номіналу лінії.

Для комплексного відображення величини просідання напруг використовують крос-навантажувальну характеристику. Вона є кольоровим відображенням рівня відхилення напруги обраної лінії при навантаженні двох ліній: обраної і +12В.

Коефіцієнт корисної дії

Перейдемо тепер до коефіцієнта корисної дії чи скорочено ККД. Зі школи багато хто пам'ятає - це ставлення корисної роботидо витраченої. ККД показує скільки зі спожитої енергії перетворилося на корисну енергію. Чим вище ККД, тим менше треба платити за електроенергію, яку споживає комп'ютер. Більшість якісних блоків живлення мають схожий ККД, він варіює в діапазоні не більше 10%, але ККД блоків живлення з ПККМ (PPFC) та АККМ (APFC) значно вище.

коефіцієнт потужності

Як параметр, який слід звертати увагу під час виборів БП, коефіцієнт потужності менш значимий, але від нього залежать інші величини. При малому значенні коефіцієнта потужності буде й мале значення ККД. Як було зазначено вище, коректори коефіцієнта потужності приносять безліч покращень. Більший коефіцієнт потужності призведе до зниження струмів у мережі.

Неелектричні параметри та характеристики блоків живлення

Зазвичай, як і електричних характеристик, неелектричні параметри в паспорті вказується далеко ще не все. Хоча неелектричні параметри блоку живлення також є важливими. Перерахуємо основні з них:

• Діапазон робочих температур;
• надійність блоку живлення (час напрацювання на відмову);
• рівень шуму створюваний блоком живлення під час роботи;
• частота обертання вентилятора блоку живлення;
• вага блоку живлення;
• довжина кабелів живлення;
• зручність у використанні;
• екологічність блоку живлення;
• відповідність державним та міжнародним стандартам;
• габарити блоку живлення.

Більшість неелектричних параметрів зрозуміла всім користувачам. Однак зупинимося на актуальніших параметрах. Більшість сучасних блоків живлення працюють тихо, вони мають рівень шуму близько 16 дБ. Хоча навіть блок живлення з паспортним рівнем шуму 16 дБ може бути встановлений вентилятор з частотою обертання 2000 об/хв. У цьому випадку, при навантаженні блоку живлення близько 80%, схема управління швидкістю обертання вентилятора включить його на максимальні оберти, що призведе до появи значного шуму часом більше 30 дБ.

Також необхідно приділяти увагу зручності та ергономіці блоку живлення. Використання модульного підключення кабелів живлення має безліч переваг. Це і зручніше підключення пристроїв, менше зайнятого простору в корпусі комп'ютера, що у свою чергу не тільки зручно, але покращує охолодження компонентів комп'ютера.

Стандарти та сертифікати

Купуючи БП, в першу чергу необхідно подивитися на наявність сертифікатів та на відповідність його сучасним міжнародним стандартам. На блоках живлення найчастіше можна зустріти вказівку наступних стандартів:

RoHS, WEEE – не містить шкідливих речовин;

UL, cUL – сертифікат на відповідність своїм технічним характеристикам, а також вимогам безпеки для вбудованих електроприладів;

CE - сертифікат, який показує, що блок живлення відповідає найсуворішим вимогам директив європейського комітету;

ISO – міжнародний сертифікат якості;

CB – міжнародний сертифікат відповідності своїм технічним характеристикам;

FCC - відповідність нормам електромагнітних наведень (EMI) та радіонаведень (RFI), що генеруються блоком живлення;

TUV – сертифікат відповідності вимогам міжнародного стандарту ЄП ІСО 9001:2000;

ССС - сертифікат Китаю відповідності безпеки, електромагнітним параметрам та захисту навколишнього середовища.

Також є комп'ютерні стандарти форм-фактора АТХ, в якому визначені розміри, конструкція та багато інших параметрів блоку живлення, включаючи припустимі відхилення напруги при навантаженні. Сьогодні існує кілька версій стандарту АТХ:

• ATX 1.3 Standard;
• ATX 2.0 Standard;
• ATX 2.2 Standard;
• ATX 2.3 Standard.

Відмінність версій стандартів АТХ здебільшого стосується введення нових роз'ємів та нових вимог до ліній живлення блоку живлення.

Коли виникає необхідність купівлі нового блоку живлення ATX, то спочатку необхідно визначиться з потужністю, яка необхідна для живлення комп'ютера, який цей БП буде встановлений. Для її визначення достатньо підсумувати потужності компонентів, що використовуються в системі, наприклад, скориставшись калькулятором від outervision.com. Якщо немає такої можливості, то можна виходити з правила, що для середнього комп'ютера з одного ігровою відеокартоюцілком вистачає блоку живлення потужністю 500-600 Вт.

Враховуючи, що більшість параметрів блоків живлення можна дізнатися лише протестувавши його, наступним етапом настійно рекомендуємо ознайомитися з тестами та оглядами можливих претендентів – моделей блоків живлення, які доступні у вашому регіоні та задовольняють ваші запити як мінімум за потужністю, що забезпечується. Якщо ж такої можливості немає, то вибирати необхідно за відповідністю блоку живлення сучасним стандартам (що більшій кількості, тим краще), причому бажано наявність у блоці живлення схеми АККМ (APFC). Купуючи блок живлення, також важливо включити його, по можливості прямо на місці покупки або відразу після приходу додому, і простежити, як він працює, щоб джерело живлення не видавало писків, гудів чи іншого стороннього шуму.

Загалом, необхідно вибрати блок живлення, який був би потужним, якісно зробленим, з хорошими заявленими та реальними електричними параметрами, а також виявиться зручним в експлуатації та тихим під час роботи, навіть за високого навантаження на нього. І в жодному разі при покупці джерела живлення не варто заощаджувати пару доларів. Пам'ятайте, що від роботи пристрою головним чином залежить стабільність, надійність і довговічність роботи всього комп'ютера.

Стаття прочитана 171175 раз(и)

ATX (Advanced Technology Extended)- створений у 1995 році стандарт, що описує геометричні розміри та способи їх сполучення, а також геометричні та електричні параметри блоків живлення, їх способів підключення до материнських плат та взаємодії з ними.

Наочне порівняння розмірів материнських плат найпопулярніших форматів сімейства ATX:

Більш повний перелік відомих типорозмірів материнських плат:

Використані або плановані для використання в комп'ютерах в даний час:

Інші формати материнських плат, які мають повної сумісності з ATX.

Застарілі або не знайшли масового застосування:

Використовувані в промисловому та вбудовуваному устаткуванні:

Призначення та відмінності материнських плат

Материнська плата(motherboard англ.) або як її ще називають - системна плата, служить забезпечення взаємодії між усіма компонентами персонального комп'ютера. Простіше кажучи, вона поєднує між собою і керує всіма елементами твого комп'ютера.

Системні плати розрізняються за своїм призначенням, своєю функціональністю та за розмірами (формфактором). За призначенням материнкибувають: для настільних ПК, для ноутбуків та для серверів (ми зупинимося тільки на настільних комп'ютерах). Під функціональністю, мається на увазі те, який тип процесора і оперативної пам'ятіможна на неї поставити, а це в свою чергу впливає і на всю іншу конфігурацію та продуктивність системного блоку. Розмір материнської плати, має вирішальне значення при виборі корпусу системного блоку. Формфактори материнських плат мають певні світові стандарти, ось деякі з них:

WTX – 355,6х425,4 мм, для серверів та робочих станцій.

ATX – 305х244 мм для звичайних корпусів.

Mini-ATX - 284х208 мм, для малих корпусів.

microATX - 244х244 мм, для малих корпусів.

Mini-ITX - 170х170 мм, для надмалих корпусів.

Якщо ти колись, захочеш самостійно зібрати собі комп'ютер частинами, то пам'ятай, що починати слід саме з вибору материнської плати.

Виробники материнських плат

З найбільш відомих виробників материнських плат на російському ринку слід зазначити такі компанії як Asus (Тайвань), Gigabyte (Тайвань), Intel (США), MSI (Тайвань), ASRock (Тайвань).

Пристрій материнської плати

А тепер давай з тобою подивимося, як схематично влаштована системна плата. Для можливості підключення до себе інших пристроїв всі материнки мають однакові стандарти розташованих на них слотів і роз'ємів, а взаємодія цих слотів і роз'ємів забезпечується чіпсетом.

Чіпсет - Це набір взаємопов'язаних мікросхем (системної логіки), ці мікросхеми прийнято називати Північним та Південним мостами.

Північний міст відповідає за взаємодію центрального процесора(ЦПУ) та оперативної пам'яті.

Південний міст забезпечує спільну роботу центрального процесората пристроїв, підключених до PCI, IDE, SATA, USB та інших типів слотів та роз'ємів, про які ми поговоримо нижче.

Всі ці взаємодії в системній платі здійснюються за допомогою спеціальних магістралей, які називаються шинами.

Шини – це спеціальні пристрої зв'язку між компонентами материнської плати, тобто. за ними передаються різні сигнали та команди. Різні шини мають різну швидкість передачі сигналів (пропускний здатністю).

Наприклад, фронтальна шина (FSB), що зв'язує північний міст з ЦПУ, має високу швидкість роботи, а шина LPC, що зв'язує Південний міст з BIOS і мультиконтролером (англ. Super I/O – регулює роботу портів PS/2, AGP, LPT тощо). , має низьку пропускну здатність.

Що знаходиться на материнській платі

І так з пристроєм розібралися, тепер розберемося з основними роз'ємами та слотами, що знаходяться на материнській платі, дізнаємось, як вони називаються і що до них слід підключати. А для наочного прикладу візьмемо материнську плату Gigabyte GA-770T-D3L.

Північний Міст ( контролер-концентратор пам'яті)

Сокет - це основний роз'єм материнської плати, призначений для встановлення центрального процесора. Кожен сокет підтримує лише певний тип процесорів, тому виробники системних плат завжди вказують які процесори можна встановити ту чи іншу модель плати.

Слоти оперативної пам'яті служать для встановлення плат (модулів) ОЗУ, таких слотів на материнській платі зазвичай від двох до чотирьох. Вони розташовуються праворуч від сокету, і як і з процесором кожна материнська плата підтримує лише одне із типів оперативної пам'яті: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Чим більше число DDR, тим потужніший і сучасніший тип ОЗУ. Який саме тип пам'яті підтримує конкретна системна плата можна дізнатися з інструкції до неї або з напису на платі поряд зі слотами, а якщо простіше – сучасніше материнка, тим паче потужна оперативність їй потрібна.

Слот PCIEX16 призначений для встановлення відеокарти, на дорогих та потужних материнських платах таких слотів може бути декілька. Під час встановлення відеокарти в цей слот варто звернути увагу на його пропускну спроможність(Вказана на платі), вона буває трьох типів: PCI Express 1.0, PCI Express 2.0 і PCI Express 3.0, відповідно, чим вище число, тим більша пропускна спроможність.

Слоти PCIEX1 призначені для встановлення різних пристроїв: WiFi карти, WiMax карти, GPS приймачі, висновки для індикаторних світлодіодів, USB 2.0 та ін.

Мережевий контролер це чіп (у нашому випадку Realtek RTL8111D/E) на материнській платі, який виконує роль інтегрованої мережевої карти та необхідний для підключення до Інтернету.

Південний міст ( периферійний контролер)

BIOS - це чіп, а також мікропрограма, що вшивається в нього, яка включається перед запуском операційної системи, Основне призначення BIOS – це перевірка працездатності комп'ютера (цей процес називається POST) до завантаження ОС. Крім цього, BIOS дозволяє налаштовувати різні параметри материнської плати.

Джампер очищення вмісту CMOS-пам'яті, необхідний для повернення BIOS до заводських налаштувань (обнулення), це може бути необхідним при ремонті комп'ютера. Для обнулення необхідно зняти пластикову заглушку з контактів джампера і замкнути їх викруткою (зрозуміло, що ці дії слід робити на знеструмленому комп'ютері).

Батарейка на материнській платі потрібна для збереження основних налаштувань BIOSу тих випадках, коли ти вимикаєш комп'ютер із електромережі.

Слоти PCI служать для підключення периферійних пристроїв до системної плати, це може бути звукова карта, TV-тюнер, мережева карта та ін.

Роз'єм IDE – це застарілий інтерфейс для підключення оптичних приводів та жорстких дисків. Роз'єм IDE має більші розміри та меншу швидкість обміну інформацією, ніж сучасні роз'єми SATA.

Роз'єм FDD служить для підключення Floppy дисководу, призначеного читання гнучких дисків.

Роз'єм SATA – це як говорилося вище сучасніший аналог IDE, SATA використовуються в основному для підключення жорсткого диска і оптичного приводу.

Роз'єми USB призначені для підключення USBвходів із передньої панелі системного блоку, до кожного роз'єму можна підключити по два входи.

Звукові роз'єми (є не на всіх материнка) служать для підключення до материнської плати різних пристроїв з додатковими аудіовиходами. CD IN – для підключення додаткових аудіоприводів із оптичного приводу. Роз'єми SPDIF IN та SPDIF OUT необхідні при підключенні пристроїв (наприклад, звукової або відеокарти), які підтримують цифровий аудіовиход, через додаткові S/PDIF або HDMI кабелі.

Роз'єми живлення материнської плати та процесора

Роз'єм живлення ATX необхідний для підключення відповідного кабелю з блоку живлення, через нього запитується сама системна плата, плати розширення, що підключаються до неї, а також системи охолодження (кулер процесора та ін), різні світлові індикатори та ін.

Роз'єм ATX 12V призначений для подачі живлення на центральний процесор.

Живлення системи охолодження

Входи, кнопки, індикатори із передньої панелі системного блоку

До роз'ємів з групи F PANEL підключаються дроти від кнопок увімкнення та перезавантаження комп'ютера, індикатора роботи жорсткого диска, а також системний динамік.

До роз'єму F AUDIO слід підключати передні аудіо входи від навушників та мікрофона. Тому якщо на передній панелі корпусу ці входи є, але вони не працюють, слід перевірити чи підключені дроти від них до цього роз'єму, так як при магазинному складанні комп'ютера це часто забувають зробити.

Класифікація материнських плат за форм-фактором

Форм-фактор материнської плати - стандарт, визначальний розміри материнської плати комп'ютера, місця її кріплення до шасі; розташування на ній інтерфейсів шин, портів введення-виведення, роз'єму процесора, слотів для оперативної пам'яті, а також тип роз'єму для підключення блоку живлення.

Форм-фактор (як і будь-які інші стандарти) має рекомендаційний характер. Специфікація форм-фактора визначає обов'язкові та опціональні компоненти. Однак переважна більшість виробників вважають за краще дотримуватися специфікації, оскільки ціною відповідності існуючим стандартам є сумісність материнської плати та стандартизованого обладнання (периферії, карт розширення) інших виробників (що має ключове значення для зниження вартості володіння, англ. TCO).

3. Чіпсет.

Чіпсет або набір системної логіки - це основний набір мікросхем материнської плати, що забезпечує спільне функціонування центрального процесора, ОЗП, відеокарти, контролерів периферійних пристроївта інших компонентів, що підключаються до материнської плати. Саме він визначає основні параметри материнської плати: тип підтримуваного процесора, об'єм, канальність і тип ОЗУ, частоту та тип системної шини та шини пам'яті, набори контролерів периферійних пристроїв тощо.

Як правило, сучасні наборисистемної логіки будуються з урахуванням двох компонентів, які становлять окремі чіпсети, пов'язані друг з одним високошвидкісної шиною.

Однак останнім часом з'явилася тенденція об'єднання північного та південного мосту в єдиний компонент, так як контролер пам'яті все частіше вбудовують безпосередньо в процесор, тим самим розвантажуючи північний міст, і з'являються все швидші та швидші канали зв'язку з периферійними пристроями та платами розширення. А також розвивається технологія виробництва інтегральних схем, що дозволяє робити їх більш мініатюрними, дешевшими та споживаючими менше енергії.

Об'єднання північного та південного мосту в один чіпсет дозволяє підняти продуктивність системи, за рахунок зменшення часу взаємодії з периферійними пристроями та внутрішніми компонентами, що раніше підключаються до південного мосту, але значно ускладнює конструкцію чіпсету, робить його більш складним для модернізації та дещо збільшує вартість материнської плати.

Але поки більшість материнських плат роблять з урахуванням чіпсету розділеного на два компонента. Називаються ці компоненти Північний та Південний міст.

Назви Північний та Південний – історичні. Вони означають розташування компонентів чіпсету щодо шини PCI: Північний знаходиться вище, а Південний – нижче. Чому міст? Цю назву дали чіпсетам по виконуваних ними функцій: вони служать для зв'язку різних шин та інтерфейсів.

Причини поділу чіпсету на дві частини такі:

1. Відмінності швидкісних режимів роботи.

Північний міст працює з найшвидшими компонентами, що вимагають великої пропускної спроможності шини. До таких компонентів відноситься відеокарта і пам'ять. Однак сьогодні більшість процесорів мають вбудований контролер пам'яті, а багато і вбудовану графічну систему, хоча і сильно поступається дискретним відеокарт, але все ж таки часто застосовується в бюджетних персональних комп'ютерах, ноутбуках і нетбуках. Тому з кожним роком навантаження на північний міст знижуються, що зменшує необхідність поділу чіпсету на дві частини.

2. Більше часте оновленнястандартів периферії, ніж основні частини ЕОМ.

Стандарти шин зв'язку з пам'яттю, відеокартою та процесором змінюються набагато рідше, ніж стандарти зв'язку з платами розширення та периферійними пристроями. Що дозволяє у разі зміни інтерфейсу зв'язку з периферійними пристроями або розробки нового каналу зв'язку не змінювати весь чіпсет, а замінити лише південний міст. До того ж, північний міст працює з більш швидкими пристроями і влаштований складніше, ніж південний міст, тому що від його роботи багато в чому залежить загальна продуктивність системи. Тому його зміна – дорога та складна робота. Але незважаючи на це, спостерігається тенденція об'єднання північного та південного мосту в одну інтегральну схему.

Доброго часу доби, шановні читачі нашого техноблогу. Сьогодні ми розглянемо основні форми факторів материнських плат станом на 2018 рік. Відразу хочемо зробити уточнення, що класифікація включатиме лише пристрої домашнього використання. Тут не розглядаються сучасні серверні МП CEB та EEB, хоч і про них ми надалі також поговоримо.

З цієї статті ви дізнаєтесь:

У чому полягатиме огляд? Тут ви отримаєте вичерпну інформацію про максимальних розмірахплати, кількості використовуваних портів, компонування роз'ємів і не тільки. Сподіваємося, наша стаття допоможе вам визначити оптимальну материнську плату для комп'ютера, якщо ви цього ще не зробили.

Чи великий вибір?

На сьогоднішній день на ринку поширено кілька популярних типів, а точніше форм-факторів системних плат. З ключових зазначимо:

• E-ATX;
• MicroATX;
• Mini-ITX;
• Mini-STX.

Як дізнатися та визначити оптимальний формат? Ось давайте разом і розберемося, а заразом поміркуємо на тему, який форм-фактор кращий.

ATX

ATX (Advanced Technology Extented)- Найпоширеніший стандарт МП на даний момент. Був розроблений компанією Intel у далекому вже 1995 році як альтернатива популярного на той момент форм-фактора AT, але справжню популярність набув лише з 2001 року. З базових відмінностей від попередника слід зазначити таке:

• Управління живленням процесора силами материнської плати. Процес відбувається навіть у вимкненому стані: на ЦП та деякі периферійні роз'єми систематично подається напруга 5 або 3,3 вольта;
• Схема харчування суттєво змінена в більш звичний на сьогоднішній день варіант 24+4 або 24+8 pin;
• Задня панель отримала фіксований прямокутний розмір, а всі комплектуючі та периферійні пристрої тепер підключаються без використання перехідників та додаткових шлейфів. Кожен виробник МП може довільно змінювати розташування виходів, надаючи в комплекті заглушку задньої частини системного блоку;
• Миша та клавіатура мають стандартний роз'єм підключення PS/2 (зараз в основному USB).

Всі роз'єми живлення на материнській платі знаходяться по краях текстоліту, забезпечуючи як естетичну красу, так і зручність підключення периферійних пристроїв та блоку живлення. У центральній частині зосереджені сокет, слоти під ОЗУ, PCI-Ex та південний міст.
Розмір стандартний – 305х244 мм. Для кріплення до корпусу передбачено від 8 до 9 монтажних отворів.

E‑ATX

E‑ATX (Extented – розширений)– похідний випадок від ATX, який відрізняється насамперед розміром плати – 305х330 мм. Найчастіше на базі цієї системної плати збираються топові геймерські рішення під актуальні нині сокети 1151, 2066 (Intel), AM4 та TR4 (AMD).

Ключова відмінність від стандартної ATX – більше слотів розширення (до 8 портів під оперативну пам'ять), більш продумана система живлення компонентів, покращене охолодження та, що трапляється досить часто, штатне СВО.

Окремо хочеться згадати серверні двопроцесорні материнські E-ATX-плати. Додаткові 86 мм дозволяють без проблем розмістити на одному аркуші текстоліту до 16 портів під ОЗП та слоти розширення (відеокарти, мережні плати, RAID-контролери).

З недоліків варто відзначити лише підбір відповідного корпусу, оскільки переважна більшість Midi-Tower рішень для ATX-плат просто не підійдуть.

MicroATX

MicroATX (mATX, uATX, µATX)– ще одна похідна від ATX, яка була створена тими самими Intel у 1997 році. Плати даного форм-фактора практично не відрізняються від стандартних аналогів, за одним винятком – габарити 244х244 мм, що відсікає всю нижню панель з портами розширень та переміщує SATA-порти на бічну панельоптимізуючи наявний простір текстоліту.

Монтажні отвори виконані таким чином, щоб MicroATX можна було встановити в стандартні корпуси ATX без особливих проблем. , сокет та інші архітектурні моменти не торкнулися.
Стандарт спочатку замислювався як офісний, а тому набір периферії та портів підключення у MicroATX скромніший, ніж у повноформатного аналога. Однак сучасні моделі без проблем створюють на базі плати базу для наступних ПК:

• серверні;
• мультимедійні;
• ігрові;
• робочі станції;
• HTPC;
• рендер-машини.

Єдиний недолік по суті - неможливість підключити другу відеокарту через брак другого повноцінного PCI-E x16.

Mini-ITX

Mini-ITX- ще компактніша версія ATX, тільки її габарити не перевищують 170х170 мм. Механічна сумісність з усіма комплектуючими та підтримка сучасних чіпів зберігається. Форм-фактор був створений у 2001 році компанією VIA Technologies з єдиною метою – просувати власний процесор, проте щось пішло не так, і камінь так і не набув популярності, чого не скажеш про МП.

Відмінна риса Mini-ITX – вбудований процесор у деяких моделях плат, розпаяних виробником на заводі. Замінити його не вийде від слова зовсім. З одного боку, рішення не найпрактичніше, але з іншого – така процедура значно здешевлює виробництво (не потрібно думати над вставкою сокету) та підсумкову вартість продукту. Архітектура дозволяє створити максимально холодні (TDP вбудованих ЦП не перевищує 15 Вт), безшумні та швидкі офісні станції (SSD+16 ГБ ОЗУ DDR4 2400 МГц).
Ідеальне рішення для HTPC чи мультимедійного центру. Хоча ігрову систему на такій платі також можна збудувати. Достатньо придивитися до MSI B350I Pro AC. Плата має стандартне харчування та підтримує розгін комплектуючих. Додайте Ryzen 5 2400G та отримайте ідеальну систему для душі.

Mini-STX

Mini-STX (Mini Socket Technology Extended)- відносно новий стандарт, розроблений тими ж Intel. Має розміри 147х140 мм, що можна порівняти з конвертом для DVD-диска.

Mini-ITX відрізняється повною відсутністю підтримки роз'ємів PCI‑E x16, а також зміненим портом для підключення БП. Тут вихід має штирковий вигляд, як на більшості сучасних ноутбуків. Почасти цей крок продиктований тим фактом, що плата та комплектуючі на ній є малопотужними. З іншого боку, розпаювати 24+4 pin на такій площі якось негуманно.

Для створення повноцінного ПК тут передбачено можливість підключення SATAабо M.2-накопичувачів, ОЗП та процесора з вбудованим відеоядром. Мініатюрні габарити дозволять розмістити плату в мініатюрний корпус габаритами із PS4 або XBOX One.

Головний недолік – необхідність БП під Mini-STX плати.

Висновки

Отже, порівняння різних архітектур зводиться в основному до габаритних показників та кількості на платі. По-хорошому, потреба в ATX-моделях з кожним роком дедалі нижча, оскільки MicroATX пропонують аналогічний функціонал і не вимагають корпусу більше Mid-Tower. Чи немає додаткових слотів PCI‑E x16/x8/x4?

Сучасна індустрія відмовляється від подальшої підтримки SLI і Crossfire, що робить недоцільним запитування додаткових слотів, якщо ви не займаєтеся майнінгом, або хочете підключити надшвидкий NVMe SSD, карту захоплення або аудіокарту класу ASUS Xonar.

Сподіваємось, ми допомогли вам з вибором материнської плати для вашої майбутньої системи. Якою вона буде – вже інша справа, але основна думка отримана, тепер треба її реалізувати. Успіхів! Не забувайте і ділитися з близькими, поки що.

Оновлено 11.03.2013 23:29

Всім привіт! Сьогодні мова піде про блок живлення форм-фактора ATX.

До вибору блоку живлення персонального комп'ютераслід підходити з особливою відповідальністю, оскільки від нього залежить стабільність і надійність роботи всього комп'ютера в цілому. У цій статті описані конструктивні особливості БП, характеристики... Читайте далі...

Блок живлення є невід'ємною частиною кожного комп'ютера. Від нього нормальної роботизалежить функціонування всього персонального комп'ютера (PC). Але при цьому блоки живлення купуються рідко, оскільки одного разу придбаний хороший блок живлення може забезпечити кілька поколінь систем, що безперервно розвиваються. З огляду на це до вибору блоку живлення потрібно підходити дуже серйозно.

Блок живлення формує напруги живлення всіх функціональних блоків РС. Він формує основні напруги живлення для комплектуючих комп'ютера: +12, +5 і 3,3 В. БП також формує додаткові напруги: -12 і -5 В і крім того він здійснює гальванічну розв'язку з мережею 220 В.

Внутрішня конструкція БП ATX

На малюнку (Рис. 1) представлено внутрішню конструкцію та розташування елементів типового боку живлення з активним коректором коефіцієнта потужності (АККМ) «GlacialPower GP-AL650AA». На платі БП цифрами позначені такі елементи:

1. Модуль управління захистом струму;
   
2. Дросель фільтра вихідних напруг +12 і +5 В, який виконує також функцію групової стабілізації;
3. Дросель фільтра +3,3;
4. Радіатор з випрямляючими діодами вихідної напруги;
5. трансформатор основного перетворювача;
6. Трансформатор керування ключами основного перетворювача;
7. Трансформатор, що формує чергову напругу допоміжного перетворювача;
8. Контролер корекції коефіцієнта потужності (окрема плата);
9. Радіатор з діодами та ключами основного перетворювача;
10. Фільтр напруги;
11. Дросель ККМ;
12. Конденсатор фільтра напруги.

Така конструкція блоків живлення ATX є найпоширенішою та використовується у БП різної потужності.

Типи роз'ємів БП ATX

На задній стінці БП знаходиться роз'єм для підключення мережного кабелю та вимикач мережі. У деяких моделях блоків живлення вимикач мережі не встановлюється. Іноді, у застарілих моделях, можна зустріти поряд з мережним роз'ємом роз'єм для підключення кабелю монітора. У сучасних блоках живлення, на задній стінці, виробники можуть встановлювати такі роз'єми (Рис.2):

• Індикатор напруги;
• Кнопка керування вентилятором;
• Кнопка ручного перемикання вхідної напруги (110 В/220 В);
• USB-порти вбудовані в БП.
  

У сучасних моделях рідко встановлюють витяжний вентилятор на задній стінці. Тепер він розміщується у верхній частині БП. Це дозволяє встановити великий та тихий елемент охолодження. На блоках живлення підвищеної потужності, як наприклад, у блока живлення Chieftec CFT-1000G-DF, встановлюють два вентилятори зверху та на задній кришці(Мал. 3).

З передньої стінки блоку живлення виходить джгут проводів з роз'ємами для підключення материнської плати, жорстких дисків, відеокарти та інших комплектуючих системного блоку.

У БП модульного типу замість джгута проводів на передній стінці розташовуються роз'єми для підключення проводів з різними вихідними роз'ємами. Це дозволяє впорядкувати дроти живлення в системному блоці і підключати тільки ті, які необхідні для даної комплектації (Рис. 9 і 10).

Розпинання вихідних роз'ємів БП, що підключаються до материнської плати та інших пристроїв, показано на малюнку (Рис. 4).

Потрібно зазначити, що кольори проводів уніфіковані, і кожен колір відповідає своїй напрузі:

• Чорний – загальна шина (Ground);
• Жовтий – +12 В;
• Червоний – +5 В;
• Помаранчевий – +3,3 Ст.
  

На малюнку (Рис. 5) зображено вихідні роз'єми блоків живлення АТХ.

Не зображені на малюнках (Рис. 4 і 5) роз'єми додаткового живлення відеокарт, їх розпинування та зовнішній виглядподібна до розпинування для роз'ємів додаткового живлення процесора.

Електричні параметри та характеристики БП

Сучасні блоки живлення для РС мають велике числоелектричних параметрів, частина з них не зазначена у «паспортних технічні характеристики», оскільки вважаються не важливими для користувача. Основні параметри вказується виробником на наклейці, розташованій на бічній стінці.

Потужність блоку живлення

Потужність - це один із головних параметрів БП. Вона характеризує, скільки електричної енергії може віддати блок живлення підключеним до нього пристроям (жорсткий диск, материнська плата з процесором, відеокарта та ін.). Для вибору БП, здавалося б, достатньо підсумувати споживання всіх комплектуючих та вибрати блок живлення з невеликим запасом потужності.

Але все набагато складніше. Блок живлення формує різні напруги, розподілені по різних шинах живлення (12 В, 5 В, 3,3 В та інші), кожна шина (лінія), напруга розрахована на певну потужність. Можна було б подумати, що ці потужності фіксовані, і їхня сума дорівнює вихідній потужності самого блоку живлення. Але в блоках живлення АТХ встановлено один трансформатор для формування всіх цих напруг, тому потужність на лініях плаває. При збільшенні навантаження однією з ліній потужність інших лініях зменшується і навпаки.

Виробник у паспорті вказує максимальну потужність кожної лінії, підсумувавши їх, вийде потужність більша, ніж може реально забезпечити блок живлення. Таким чином, часто, виробник заявляють номінальну потужність, яку БП забезпечити не в змозі, тим самим вводячи користувачів в оману. Встановлений у системному блоці БП недостатньої потужності викликає «зависання», довільні перезавантаження, клацання та тріск головок жорсткого диска, та іншу некоректну роботупристроїв.

Допустимий максимальний струм лінії

Це один із найважливіших параметрівблоку живлення, але користувачі при придбанні БП часто не звертають на цей параметр належної уваги. Але при перевищенні струму лінії блок живлення вимикається (спрацьовує захист). Потрібно відключати його від мережі 220 В і чекати близько хвилини. Необхідно враховувати, що найпотужніші споживачі - процесор і відеокарта живляться від 12 В лінії, тому при покупці БП потрібно звертати увагу на значення струмів, вказаних для неї. Для зниження струмового навантаження на роз'єм живлення лінію 12 В ділять на дві паралельних (іноді і більше) і позначають як +12V1 і +12V2. При підрахунку струми на паралельних лініях підсумовуються.

У якісних БП інформація про максимальні струмові навантаження по лініях вказується на бічній наклейці у вигляді таблички (Рис. 6).

Якщо така інформація не вказана, то можна засумніватися як цей БП і відповідність реальної та заявленої потужності.

Діапазон робочої напруги

Під цією характеристикою мається на увазі діапазон напруги мережі, при якому БП зберігатиме працездатність. Сучасні блоки живлення випускаються з АККМ (активний коректор коефіцієнта потужності), який дозволяє використовувати діапазон вхідних напруг від 110 до 230 В. Але випускаються і недорогі БП з малим робочим діапазоном напруг від 220 до 240 В (наприклад, FPS FPS400-60THN- P). В результаті такий блок живлення вимикатиметься при падінні напруги мережі, що для наших електромереж не рідкість, а то й зовсім не запуститься.

Внутрішній опір

Диференціальний внутрішній опір (електричний імпеданс) характеризує втрати БП при перебігу змінного струму. Для боротьби з ним до схеми блоку живлення включені ФНЧ. Але суттєво зменшити імпеданс можна лише встановленням конденсаторів великої ємності з низьким послідовним опором (ESR) та дроселів намотаних товстим дротом. Реалізувати це конструктивно та фізично досить важко.

Пульсації вихідної напруги

Блок живлення персонального комп'ютера являє собою перетворювач, який перетворює напругу змінного струму на напругу постійного струму. В результаті таких перетворень на виході ліній живлення присутні пульсації (імпульсна зміна величини напруги). Проблема пульсацій полягає в тому, що при недостатній фільтрації вони можуть спотворити робочі характеристики всієї системи, призвести до хибного перемикання компараторів та неправильного сприйняття вхідної інформації. Це, у свою чергу, призводить до помилок у роботі та відключення пристроїв РС.

Для боротьби з пульсаціями у схему вихідних ліній напруги включаються LC фільтри, які максимально згладжують пульсації вихідної напруги (Рис. 8).

Стабільність напруг

У процесі роботи БП його вихідна напруга змінюється. Збільшення напруг викликає збільшення струмів спокою, це в свою чергу викликає збільшення потужності, що розсіюється, і перегріву елементів схем підключених до БП. Зменшення вихідної напруги призводить до погіршення роботи схем, а при зниженні певного рівня елементи РС перестають працювати. Особливо чутливі до падіння напруги живлення жорсткі дискикомп'ютера.

Допустимі відхилення напруги вихідних ліній для стандарту АТХ не повинні перевищувати ±5% від номінальної напруги лінії.

Коефіцієнт корисної дії

ККД блоку живлення визначає, скільки корисної енергії отримає системний блок із спожитої енергії блоком живлення. Більшість сучасних блоків живлення мають ККД не гірше за 80%. А блоки живлення, забезпечені ПККМ (PPFC) та АККМ (APFC) суттєво перевищують цей показник.

коефіцієнт потужності

Це параметр, на який слід звертати увагу при виборі блока живлення, безпосередньо впливає на ККД блоку живлення. За малого коефіцієнта потужності ККД теж буде невеликий. Тому в схеми сучасних БП вбудовані автоматичні коректори коефіцієнта потужності (АККМ), які значно покращують характеристики БП.

Насамперед при виборі блоку живлення слід визначитися з його потужністю. Для визначення необхідної потужності досить підсумувати потужність всіх комплектуючих системного блоку. Але іноді окремі відеокарти висувають особливі вимоги за величиною струму лінії +12. В, з цим необхідно рахуватися при виборі. Зазвичай для середнього системного блоку оснащеного однією відеокартою достатньо потужності БП 500-600 Ватт.

При виборі моделі та фірми виробника слід ознайомитися з відгуками та оглядами на цю модель БП. Бажано вибирати блок живлення із схемою АККМ (APFC). Тобто потрібно вибирати блок живлення, щоб він був потужним, тихим, якісно виконаним і відповідав заявленим характеристикам. Заощаджувати десяток-другий доларів при цьому не варто. Необхідно пам'ятати, що від роботи блоку живлення багато в чому залежить стабільність, довговічність та надійність роботи всього комп'ютера в цілому.

• < Назад