Блок питания: для чего он нужен и как его выбрать

Во время сборки компьютера многие с особым вниманием выбирают процессор, видеокарту и оперативную память, но упускают из вида блок питания. Некоторые даже пытаются на нём сэкономить, и это одна из очень больших ошибок.

Именно от блока питания зависит стабильная работа комплектующих. А ещё он берёт на себя весь удар, чтобы видеокарта или процессор не сгорели от короткого замыкания или скачка напряжения.

В этой статье рассказываем, как выбрать блок питания, чтобы его мощности с запасом хватало для апгрейдов и компьютер стабильно работал даже под большими нагрузками.

Содержание

• Что такое блок питания
• Как устроен блок питания
• Мощность и КПД
• Форм-фактор блока питания
• Коннекторы блока питания
• Модульность кабелей
• Системы защиты

Что такое блок питания

Блок питания — компонент, который преобразует переменное напряжение из розетки (220 В) в низковольтное постоянное напряжение номиналом 12,5 и 2,3 В и подаёт его на комплектующие: процессор, материнскую плату, видеокарту, накопители и систему охлаждения. Некоторые модели ещё защищают компьютер от скачков напряжения, перегрузок и перегрева.

Блоки питания различаются по форм-фактору, мощности, коэффициенту полезного действия и наличию разъёмов для подключения. Эти характеристики важно учитывать при выборе устройства, иначе можно столкнуться с неприятными последствиями.

Например, недостаточная мощность может стать причиной произвольного отключения компьютера, а если купить блок питания неподходящего форм-фактора, то он просто не поместится в корпусе.

Как устроен блок питания

Чтобы лучше понять, для чего нужен блок питания в компьютере, рассмотрим, как он устроен. Рабочий цикл блока питания состоит из следующих этапов:

Выпрямление. В блок питания из розетки поступает переменное напряжение (AC) — 220–230 В. Частота такого тока составляет 50 Гц. Это значит, что он меняет своё направление 100 раз в секунду. Переменный ток проходит через диодный мост и превращается в пульсирующий постоянный (DC). Частота увеличивается в два раза, а напряжение всё то же — около 220 В.

Фильтрация. Постоянный пульсирующий ток попадает на высоковольтные конденсаторы. Они накапливают энергию в пиках и отдают её во время просадок. В результате DC-напряжение становится более ровным.

Понижение напряжения. Комплектующим компьютера для работы нужно напряжение 12 В, 5 В или 3,3 В. Трансформатор получает на вход выровненное постоянное напряжение и понижает его до 12 В, 5 В и 3,3 В. Такие номиналы нужны разным комплектующим компьютера для работы.

Стабилизация. Нагрузка компьютера постоянно меняется. Например, пользователь запускает требовательную игру, и видеокарта переходит в режим максимальной производительности — потребление резко увеличивается. Спустя 10 минут геймер вспоминает, что забыл доделать отчёт, закрывает игру и запускает текстовый редактор — потребление резко снижается. Чтобы напряжение не скакало, система стабилизации измеряет выходное напряжение и передаёт команды ШИМ-контроллеру.

Управление. ШИМ-контроллер управляет работой силовых транзисторов, которые включают и отключают ток на входе трансформатора с разной длительностью. Это позволяет избегать резких скачков.

Мощность и КПД

При выборе блока питания сначала надо рассчитать необходимую мощность. От этого параметра зависит стабильность работы компьютера. Если комплектующим не хватает мощности, то они могут произвольно отключаться и сбоить, а процессор и видеокарта в таком случае снижают частоты.

Правильно и быстро рассчитать необходимую мощность можно с помощью специальных калькуляторов. Ниже самые популярные решения:

• be quiet! PSU Calculator;
• Cooler Master PSU Calculator;
• Seasonic Power Supply Calculator.

На странице калькулятора укажите точные модели всех комплектующих, а система посчитает необходимую мощность блока питания. К этому значению добавьте запас в 20–25%.

Сертификация 80 PLUS

80 PLUS — это добровольная сертификация, подтверждающая, что блок питания работает с высоким коэффициентом полезного действия (КПД). То есть он эффективно преобразует энергию из сети в питание компонентов ПК, теряя не более 20% в виде тепла. Чем выше уровень сертификата 80 PLUS, тем лучше блок питания справляется со своей задачей.

Блоки питания с сертификатами 80 PLUS работают стабильнее и помогают экономить электроэнергию. Если вы живёте в регионе с высокими коммунальными тарифами, то старайтесь выбирать блок с максимальным уровнем сертификата.

Вот какие сертификаты 80 PLUS существуют:

• White — КПД ~80%;
• Bronze — КПД ~82—85%;
• Silver — КПД ~85—88%;
• Gold — КПД ~87—90%;
• Platinum — КПД ~90—92%;
• Titanium — КПД ~92—94%.

Форм-фактор блока питания

Когда определились с необходимой мощностью, можно переходить к выбору форм-фактора. От него зависит, поместится ли блок в корпусе компьютера и получится ли его надёжно закрепить. Рассмотрим популярные форм-факторы блоков питания и то, с какими ПК-корпусами их можно использовать.

ATX (Standard ATX)

ATX — самый распространённый форм-фактор блоков питания. Его габариты составляют примерно 150 × 86 × 140 мм. Большинство корпусов формата Mid tower и Full tower изначально спроектированы под установку ATX-блоков.

Особенности ATX-блоков:

• Большой выбор. ATX-формат — один из самых распространённых. В магазинах есть сотни моделей от десятков производителей под разные задачи.
• Высокая мощность. Габариты ATX-блоков позволяют делать их более мощными. На рынке доступны блоки питания мощностью до 2000 Вт, которые подходят для производительных рабочих станций и небольших серверов.
• Эффективное охлаждение. Большинство ATX-моделей оснащают мощными вентиляторами диаметром 120–140 мм. Это обеспечивает хорошую вентиляцию при относительно низком уровне шума.

Преимущества форм-фактора ATX — большой выбор моделей и мощностей вплоть до 2000 Вт и выше, а также хорошее и тихое охлаждение за счёт крупных вентиляторов (обычно 120–140 мм).

SFX (small form factor extended)

SFX — это уменьшенный форм-фактор блоков питания, ориентированный на компактные сборки. Типичные размеры — 125 × 63,5 × 100 мм. Такие блоки устанавливаются в корпуса форматов Mini-ITX и некоторых Micro-ATX.

Особенности SFX-блоков:

• Компактность. SFX-блоки помещаются в небольшие корпусы, поэтому их можно использовать в минималистичных рабочих станциях.
• Ограниченная мощность. Мощность большинства SFX-блоков не превышает 1000 Вт. Этого хватает для большинства сценариев использования, но установить одновременно две видеокарты не выйдет.
• Шумное охлаждение. SFX-блоки оснащают вентиляторами 80–92 мм. При высоких нагрузках они могут шуметь.

SFX-L (SFX-Long)

SFX-L — это удлинённая версия стандартного SFX-блока питания. Его размеры составляют 125 × 63,5 × 130 мм. По ширине и высоте он идентичен SFX и отличается только увеличенной глубиной.

Особенности SFX-L:

• Эффективное охлаждение. Дополнительное пространство позволяет установить вентилятор 120 мм вместо 80–92 мм в стандартных SFX. Это снижает уровень шума и повышает эффективность охлаждения.
• Повышенная мощность. В отличие от обычных SFX-моделей, SFX-L может достигать мощности до 1000–1200 Вт.

TFX (thin form factor)

TFX — узкий и вытянутый форм-фактор блоков питания с габаритами 85 × 65 × 175 мм. Такие блоки устанавливают в тонкие корпусы, на базе которых собирают офисные компьютеры или домашние медиацентры.

Особенности TFX:

• Компактность. TFX-блоки подходят для компактных ПК-сборок с ограниченной высотой корпуса.
• Ограниченная мощность. Мощность таких блоков питания не превышает 300–450 Вт. Из-за этого с TFX-блоками чаще используют встроенное в процессор графическое ядро.
• Сильно шумят. TFX-блоки обычно оснащают вентиляторами 80 мм. Они работают на высоких оборотах и шумят при высокой нагрузке.
• Ограниченная поддержка видеокарт. Если нужна выделенная видеокарта, то с TFX-блоками можно использовать только низкопрофильные модели. Это специальные уменьшенные версии, которые занимают меньше места и потребляют меньше энергии. Они подходят для офисных задач и запуска нетребовательных игр, но не для современных AAA-игр или 3D-рендеринга.

FlexATX

FlexATX — один из самых компактных форм-факторов блоков питания. Габариты составляют примерно 81,5 × 40,5 × 150 мм. Их используют в системах с критически ограниченным пространством: промышленных компьютерах, микросерверах, мини-ПК и сетевых хранилищах.

Особенности FlexATX:

• Ограниченная мощность. FlexATX-блоки поместятся в самые маленькие корпусы, а если не поместятся, то есть модели с внешним подключением.
• Ограниченная мощность. Максимальная мощность таких блоков составляет 500 Вт. Этого хватит для компьютеров без выделенных видеокарт.
• Высокий уровень шума. В FlexATX устанавливают вентиляторы диаметром 40–50 мм. Они шумят даже на невысоких оборотах.

Коннекторы блока питания

Комплектующие подключаются к блоку питания с помощью специальных коннекторов. Блоки различаются по количеству доступных коннекторов и их типам. При выборе важно учитывать, какие комплектующие вы планируете использовать в компьютере.

Разберём основные типы коннекторов и то, для чего они нужны:

24-pin ATX — главный коннектор, который подключается к материнской плате. Он питает процессор, контроллеры портов и накопителей, оперативную память, слоты расширения, RGB-подсветку и другие комплектующие, подключённые напрямую к материнской плате.

PCIe 4 Pin (PCIe 8 Pin) — выделенный коннектор для питания процессора. Его подключают к разъёму рядом с сокетом процессора на материнской плате. С помощью этого коннектора мощные процессоры получают достаточно энергии для обеспечения максимальной производительности.

Читайте также:

Что такое процессор и как он работает

PCIe 6 + 2 pin (или 8-pin) — коннекторы для питания дискретных видеокарт. Бюджетным графическим ускорителям хватает энергии, которую они получают через слот PCI Express x16 на материнской плате, а мощным иногда нужно несколько дополнительных коннекторов PCIe 6 + 2 pin.

SATA power — разъёмы питания для жёстких дисков (HDD), твердотельных накопителей (2,5-дюймовые SSD) и периферии. Например, с помощью SATA power можно запитывать RGB-подсветку и вентиляторы системы охлаждения.

Читайте также:

Как выбрать SSD: для работы, игр и повседневных задач

12VHPWR / 12VHPWR 2.0 — новый стандарт коннекторов для питания мощных видеокарт. Его уже используют в графических ускорителях NVIDIA RTX 4000 и RTX 5000. Пока не все производители блоков питания успели перейти на новый стандарт, поэтому встречается он редко.

Molex — устаревший разъём питания. Раньше его использовали для питания жёстких дисков, CD/DVD-приводов, вентиляторов и другой периферии. Сейчас с помощью Molex подключают регуляторы оборотов вентиляторов, RGB-контроллеры и ретроустройства.

Модульность кабелей

Как мы уже выяснили, у блока питания есть множество кабелей, которые питают комплектующие. Но не в каждой сборке нужен весь набор коннекторов. Например, если в вашем компьютере стоит бюджетная видеокарта, то она сможет питаться напрямую от материнской платы. Тогда коннекторы PCIe 6 + 2 pin будут не нужны.

Чтобы лишние провода не мешались в корпусе, инженеры придумали модульную систему подключения. С ней, если кабель не нужен, то его можно просто отсоединить и убрать.

Вот какие модульные системы встречаются в современных блоках питания:

• Non-modular (немодульный) — в этой системе все кабели впаяны в блок питания. Если какой-то из коннекторов не используется, то его кабель всё равно находится в корпусе. Груда лишних проводов мешает циркуляции воздуха, ухудшает охлаждение и неопрятно выглядит.
• Semi-modular (полумодульный) — основные кабели (ATX 24 pin и CPU 4 + 4 / 8 pin) впаяны, а дополнительные можно подключать к блоку по мере необходимости. Благодаря этому можно навести порядок в корпусе.
• Full-modular (полностью модульный) — все кабели можно отсоединять от блока питания, даже те, без которых компьютер не сможет работать. Такая система даёт больше свободы и позволяет укладывать провода любым удобным способом. Чаще всего полностью модульные блоки питания используют в ПК с прозрачными стенками корпуса, чтобы комплектующие выглядели максимально эстетично.

Системы защиты

У надёжного блока питания должен быть набор базовых систем безопасности. Они защищают устройство от перегрузок, возгорания и перегрева. Перед покупкой блока питания обязательно уточните, оснащён ли он следующими системами:

• OPP (over power protection) / OCP (over current protection) — защита от перегрузки по мощности и току. Она отключает блок питания, если потребление превышает безопасный предел.
• OVP (over voltage protection) — защита от перенапряжения. Отключает блок питания, если выходное напряжение превышает норму.
• UVP (under voltage protection) — защита от пониженного напряжения. Отключает блок питания, если напряжение резко снизится.
• SCP (short circuit protection) — защита от короткого замыкания. Останавливает подачу напряжения, если где-то в системе происходит замыкание.
• OTP (over temperature protection) — защита от перегрева блока питания. Следит за температурой устройства и отключает его при экстремальных показателях.

Самое главное

• Блок питания — устройство для преобразования переменного напряжения из розетки в постоянное напряжение для комплектующих компьютера.
• При выборе блока питания в первую очередь надо обращать внимание на его мощность. Если её будет не хватать, то процессор и видеокарта будут работать с ошибками и на сниженных частотах.
• Форм-фактор — размер блока питания. От него зависит, поместится ли устройство в корпусе компьютера.
• У блоков питания есть множество коннекторов для питания различных комплектующих. При выборе важно учитывать, получится ли подключить все комплектующие.
• Системы защиты обеспечивают безопасную работу блока питания. В качественном устройстве должна быть защита от перегрузки, перенапряжения, перегрева и короткого замыкания.