Не слишком ли дорого обходятся дешевые компьютерные блоки питания?

Компьютерные блоки питания (БП) нового поколения появились несколько лет назад, сейчас уже имеются их улучшенные варианты и совершенствование продолжается. Но для большинства «обычных» пользователей это событие прошло незамеченным и они по привычке выбирают дешевые «классические» БП, исходя из принципа «работают, ну и ладно». Увы, но такая экономия может обойтись слишком дорого. Дело в том , что БП нового поколения наряду с другими достоинствами имеют одно принципиально важное - с ними компьютеры не выгорают.

Истину, что скупой платит дважды, сегодня знают все. Правда, в основном, теоретически, поскольку при ее применении на практике возникают некоторые проблемы как объективного, так и чисто субъективного свойства. В том числе и по причине отсутствия надежной информации. Все компьютерные комплектующие можно разделить на три группы:

  • на которых можно и нужно экономить;
  • на которых экономить можно, но осторожно;
  • на которых ни в коем случае нельзя экономить.

Покажем это на примерах. Самым ценным в компьютере безусловно является винчестер и попытки сэкономить на нем могут привести к обратным результатам, ведь восстановление данных с «погибшего» винчестера обходится существенно дороже нового, если это вообще удастся сделать. А вот экономить на корпусе не только можно, но и нужно, ведь для компьютера он не является необходимым, поскольку его без проблем можно собрать и на стенке, приколотив к ней гвоздями, а дисковод, винчестер и приводы CD разместить рядом на полочке. При этом компьютер будет работать даже лучше, потому что условия охлаждения в таком варианте лучше, чем в корпусе. Корпус — это некий конструктив, позволяющий собрать удобную и относительно компактную конструкцию. И для компьютера неважно, будет ли он выполнен из оцинкованного кровельного железа или из трехмиллиметровой нержавейки. Конечно, к корпусу есть еще вполне определенные требования по конструкции и внешнему виду, как объективные, так и чисто субъективные, определяемые вкусом владельца, но это уже вопрос дизайна, который от применяемого материала практически не зависит. Поэтому платить за лишние килограммы, которые потом еще и мешать будут, вряд ли целесообразно. Впрочем, сбыт и таких корпусов практически обеспечен, поскольку всегда найдутся люди, у которых количество денег превышает количество знаний по компьютерному железу.

Примерно такое же мнение было у автора и о компьютерных блоках питания. Действительно, схемотехника и конструкции БП были хорошо отработаны за многие годы массового производства. Все они выполнялись на основе давно ставшей классической микросхемы ШИМ-контроллера типа TL494 (или ее разновидностей). Разработанная фирмой Texas Instruments микросхема оказалась настолько удачной, что стала тормозить создание новых микросхем ШИМ-контроллеров, поскольку разработчики занимались в основном ее совершенствованием, внося непринципиальные улучшения.
Схемы и конструкции БП разных фирм также имели лишь небольшие и непринципиальные различия. Дальнейшее их упрощение стало практически невозможным (разве что «замена» в цепи фильтров сетевого питания дросселей на перемычки, а конденсаторов на дырки в печатной плате). Впрочем, и блоки с такими «заменами» работали вполне нормально, а большинство пользователей даже не подозревали об этом. «Дорогие» БП отличались от своих дешевых собратьев в основном лишь более сложными фильтрами в цепях питания и несколько лучшим качеством изготовления, т. е. тем, что обычный пользователь в принципе заметить не в состоянии.

Но время шло, технический прогресс также не стоял на месте, и были созданы микросхемы ШИМ контроллеров нового поколения. Затем уже на их основе были созданы и БП нового поколения, существенно отличающиеся от «старых» БП. Цена их, естественно, была несколько выше, чем у «классических». Однако для большинства пользователей, в том числе и для автора, эта тихая «революция» в компьютерных БП по вполне понятным причинам осталась незамеченной, и для них оставалось неясным, за что же платить лишние деньги. Только когда у автора случайно появились несколько неисправных БП нового поколения, и в процессе ремонта пришлось познакомиться с ними достаточно близко, автору стало ясно, что он не настолько богат, чтобы пользоваться старыми БП. Конечно те, кто зарабатывает сборкой компьютеров (назвать их профи язык не поворачивается, поскольку такой профессии не существует, как и профессии землекопа) и особо любознательные пользователи безусловно заметили не только появление более дорогих БП, но и довольно четкое разделение их на три ценовые группы.

По аналогии с существовавшим в СССР разделением аппаратуры на классы, их также можно обозначить как 1, 2 и 3 класс. К классу 3 относятся БП старого поколения и с ними все достаточно ясно. Блоки класса 1 ввиду специфики потребителей этой продукции, о чем говорилось выше, оказываются как бы «вне конкуренции», что позволяет резко завышать цены. Для «обычных» потребителей продукция этого класса интереса не представляет и рассматривать ее не имеет смысла. А вот о блоках, которые условно можно отнести ко классу 2, следует поговорить подробнее, поскольку именно они и относятся к БП нового поколения. Конечно, привести в небольшой статье подробные описания и характеристики всех имеющихся сейчас в продаже блоков питания нового поколения — задача нереальная. Впрочем, в этом нет необходимости. Желающие могут найти их подробные описания и характеристики в Интернете. Можно лишь отметить, что усовершенствования в линейке БП нового поколения не являются принципиальными и в основном касаются примененной элементной базы. Поэтому рассмотрим лишь их основные особенности на примере БП типа Power Man производства фирмы In Win мощностью 300 Вт, которые сейчас уже можно считать классикой.

Эти БП выполнены по типовой полумостовой схеме с двумя силовыми ключевыми транзисторами и действительно нормально «тянут» такую мощность, в отличие от большинства дешевых блоков, который лишь маркируются как 300-ватные. Но главное, конечно, в том, что в них применены микросхемы ШИМ-контроллеров типа SG6105D, а в некоторых партиях блоков — аналогичные контроллеры собственного производства с маркировкой IW1688. Именно эта микросхема, принципиально отличающаяся от TL494, и обеспечивает принципиально новые качества БП. В первую очередь, по мнению автора, это относится к функциям защиты.

Многие пользователи знают о случаях выгорания компьютеров. Ситуация, конечно, не из приятных, даже если такое произошло не у тебя, а у твоих знакомых. Причин выгорания может быть множество: броски сетевого напряжения, которые не смог «отработать» блок питания, возникшие неисправности в отдельных узлах и блоках компьютера, в том числе и в самом БП и т. п. Во всех этих случаях идеальный БП должен просто отключить питание компьютера, после чего остается только найти конкретную неисправность. Другими словами, БП , как хороший боксер, обязан «держать удар». У обычных блоков питания полную защиту обеспечивает лишь плавкий предохранитель, но до его сгорания компьютер успевает благополучно выгореть. В итоге даже определить истинную причину неисправности, т. е. с чего все началось, становится невозможным. В этом отношении защитные функции блоков питания нового поколения принципиально иные, в первую очередь по скорости срабатывания защиты, хотя говорить об абсолютной защите все же рискованно. Пример из практики: к компьютеру был подключен винчестер с коротким замыканием по цепи питания 12 В. После включения компьютера сгорел обычный БП и его заменили БП IN WIN, после чего компьютер просто перестал включаться. После замены винчестера компьютер работал нормально. Понятно, что те, кто столкнулся с подобным хотя бы раз, даже понаслышке, вряд ли уже захотят рисковать со старыми блоками питания. Ну а поскольку в функции БП стала входить и защита компьютера от выгорания, в том числе и винчестера, вполне понятно, что теперь именно они вышли на первое место по ценности, опередив по этому критерию даже винчестер. И экономия на блоках питания сейчас может оказаться наиболее дорогостоящей. На всякий случай стоит пояснить, что именно по ценности, а не по стоимости, поскольку это суть разные понятия.

Улучшенные функции защиты являются хотя и самым важным, но не единственным достоинством новых БП. Рассмотрим одну особенность, достаточно важную для компьютера. В обычных блоках питания стабилизируется напряжение +5 В (наличие аналоговых стабилизаторов в цепях -5 В или -12 В не суть важно). Это вполне понятно, поскольку цепь обратной связи может быть замкнута лишь по одному параметру. Поэтому изменения тока нагрузки по цепи +12 В не отрабатываются и изменение тока нагрузки в цепи +5 В приводит к изменению напряжения в цепи +12 В. Например, возрастание потребления тока в цепи +5 В при неизменном токе в цепи +12 В приведет к повышению напряжения в цепи +12 В. В блоках IN WIN обратная связь замыкается по усредненному значению напряжений +5 В и +12 В. Такое решение, конечно же, не является идеальным, но все же лучше обычного. Примененные в классической микросхеме TL494 (и ее аналогах) операционные усилители (ОУ), через которые замыкается цепь обратной связи, являются инерционными, поэтому бросок тока в цепи +5 В приводит к появлению противоположного по знаку скачка напряжения.

Быстродействующие ОУ микросхемы SG6105D совместно с форсирующими конденсаторами в цепи обратной связи отрабатывают броски тока в нагрузке практически в течение одного периода импульсного преобразователя, т. е. за 15...30 мкс. За это время напряжение на конденсаторах в цепях питания не успевает существенно измениться, поэтому и броски напряжения появиться не могут. Это быстродействие примерно соответствует скорости выключения БП при появлении в системном блоке неисправностей по питанию. Конечно, эти преимущества напрямую для пользователя также незаметны. Возникает вопрос: нужны ли они? Попробуем ответить.

Все пользователи так или иначе сталкивались с необъяснимыми случаями сбоев и зависаний компьютера. По традиции во всем принято винить Билли Гейтса, подсунувшему нам такую замечательную «винду». Однако реально часть таких сбоев является чисто аппаратной и вызвана именно бросками напряжения в цепях питания компьютера. Чем современней и сложней компьютер, тем чувствительней он к «качеству» питания.

Пожалуй единственное, что действительно может заметить пользователь в новых БП - это более тихие вентиляторы. На самом деле вентиляторы в них стоят вполне обычные, но в состав БП входит небольшая платка управления частотой вращения вентилятора. В блоках IN WIN критерием является потребляемая компьютером мощность, которая определяется по скважности импульсов во вторичной цепи питания. Чем больше нагрузка,- тем быстрее вращается вентилятор. В некоторых блоках других фирм критерием является температура радиатора, на котором установлены выпрямительные диоды. Стоит отметить, что наибольшая мощность выделяется именно на них, а не в силовых транзисторах, как это принято считать, хотя для ее снижения и применяют сборки на диодах Шотки. На первый взгляд такое решение кажется более удачным, поскольку действительно важно не допустить перегрева выпрямительных диодов. Но в силу инерционности тепловых процессов нормальная работа может быть обеспечена лишь при медленном изменении нагрузки. В этом отношении критерий потребляемой мощности позволяет работать «на опережение» — при резком возрастании потребляемой мощности быстро увеличивается и частота вращения вентилятора, «не дожидаясь», когда нагреются транзисторы (или диоды), а затем и радиатор. Понятно, что лучшим решением является совместное применение двух этих критериев и в некоторых современных БП действительно именно так и делается.

Конечно, некоторые пользователи могут возразить: «мой компьютер и со старым БП длительное время работает вполне нормально»... Действительно, как уже говорилось, заметить разницу в работе компьютера с разными БП, как, например, при замене видеокарты на более мощную, практически невозможно. И возразить на это действительно нечего, да и незачем — если работает нормально, то пусть работает и дальше. Надо просто еще раз пояснить, что все изложенное выше является чистой статистикой. Другими словами, это некая лотерея, выигрышем в которой может быть небольшая экономия на блоке питания. О проигрыше уже говорилось. И стоит ли играть в эту лотерею, решать только владельцу компьютера.

Незамеченная революция в компьютерных блоках питания.
Статья из журнала Схемотехника № 12 - декабрь 2007
Александр Межлумян, г. Москва

Ну а если кому-то не хватает тепла и уюта инфракрасные обогреватели помогут вам отопить помещение вместо дешевого и некачественного блока питания. Инфракрасные обогреватели - современные отопительные технологии.

Leave a Reply

Статьи