Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Формфакторы блоков питания



Габариты блока питания и расположение его элементов характеризуются конструктивными размерами, или формфакторами. Узлы одинаковых формфакторов взаимозаменяемы. Проектируя компьютер, разработчики либо выбирают стандартные размеры, либо изобретают велосипед”. В первом случае владелец компьютера всегда может подобрать блок питания для своей системы. При разработке оригинальной конструкции блок питания получится уникальным, т.е. пригодным только для конкретной модели (в лучшем случае — для серии моделей) какого-либо производителя, и при необходимости его можно будет приобрести только в этой компании.

Не могу не отметить тот факт, что лично я отдаю предпочтение стандартным формфакто-рам. Использование стандартных решений значительно упрощает модернизацию системы в дальнейшем, в то время как использование устройств фирменных” стандартов делает это практически невозможным.

Компания IBM постоянно определяет стандарты различных компонентов ПК, в число которых вошли и блоки питания. Начиная с 1995 года наиболее распространенные формфакто-ры блоков питания ПК разрабатывались на основе трех моделей IBM — PC/XT, АТ и PS/2 Model 30. Интересен тот факт, что все три модели блоков питания имели одинаковые соединители и выводы к системной плате. Отличались они главным образом формой, максимальной выходной мощностью, количеством разъемов питания для подключения периферийных устройств и компоновкой выключателя. Блоки питания, созданные на их основе, использовались в компьютерах начиная с 1996 года; в некоторых конструкциях они используются и по сей день. Даже современный стандарт ATX12V основан на формфакторе PS/2 Model 30; правда, имеет другой состав разъемов.

В 1995 году компания Intel представила формфактор ATX, ставший новым стандартом для блоков питания. С 1996 года формфактор ATX, получивший широкое распространение, приходит на смену предыдущим стандартам IBM. Для ATX и последующих родственных стандартов характерно наличие соединителей, обеспечивающих подачу дополнительных напряжений и сигналов, что допускает использование устройств с более высокой потребляемой мощностью и дополнительными возможностями, которые не поддерживались блоками питания формфактора АТ.

Примечание

Даже если два источника питания имеют один и тот же формфактор, они могут отличаться друг от друга качеством и эффективностью (КПД). Далее будут показаны и другие спецификации и функции, на которые следует обращать внимание при выборе блока питания.


Существует больше десяти основных физических формфакторов блоков питания, которые могут по праву называться промышленным стандартом. Большинство из них созданы на основе конструкций IBM, а оставшиеся — на основе разработок Intel. Формально все эти формфакторы можно разбить на два категории: используемые в современных системах и вы­шедшие из употребления.

Обратите внимание на то, что названия формфакторов блоков питания похожи на названия формфакторов системных плат. Тем не менее конструктивные размеры блоков питания скорее относятся к геометрическим параметрам корпусов, чем к размерам системных плат. Это связано с тем, что существует только два возможных типа соединителей (АТ и АТХ), которые могут быть использованы тем или иным формфактором. Так что к материнской плате можно подключать блок питания не только своего формфактора, но и некоторые другие модели.

Например, все современные системные платы формфактора ATX с разъемами PCI Express содержат два разъема питания, включая 24-контактный основной разъем ATX и 4-контактный разъем, подающий напртяжение +12 В. Блоки питания современных формфак-торов, включая ATX12V, SFX12V, EPS12V, TFX12V, CFX12V и LFX12V, содержат одинаковые разъемы и могут работать с одними и теми же системными платами. Другими словами, независимо от формфактора системной платы (ATX, BTX или уменьшенные версии данных формфакторов) с ней можно использовать любой современный блок питания.

Подключение кабелей к разъемам системной платы — это только одна сторона медали; нельзя забывать о том, что блок питания должен быть физически установлен внутри системного блока. И именно здесь приходится вспомнить о формфакторе. Основная идея такова: выбранный блок питания не только должен содержать все необходимые разъемы, но и быть совместимым с выбранным корпусом.

В табл. 19.2 и 19.3 представлены наиболее популярные формфакторы блоков питания, доступные разъемы, а также совместимые системные платы.

Таблица 19.2. Современные формфакторы блоков питания



Разъемы PC/XT практически совпадают с разъемами AT, но контакт 2 разъема P8 (+5 В) не используется. Формфактор LPX иногда называют PS/2 или Slimline.

Блоки питания данных формфакторов выпускались в разных конфигурациях и имели разную мощность. Блоки питания устаревшего формфактора LPX впервые были представлены в компьютерах модели IBM PS/2 Model 30 в апреле 1987 года; они были достаточно распространены с 1980-х годов до середины 1996 года. После этого очень быстро стал набирать популярность формфактор ATX. Постепенно ATX и несколько его вариаций заняли доминирующее положение на рынке. Интересно отметить, что наследие IBM живет и сейчас, так как формфакторы ATX, PS3 и EPS базируются на физическом формфакторе LPX (PS/2). Любой блок питания, который не соответствует перечисленным стандартам, считается решением в фирменном” стандарте. Тех систем, в которых применяются блоки питания фирменных стандартов, следует всячески избегать, так как даже их замена окажется проблематичной, не говоря уже о модернизации. Учитывая, что блок питания — один из наиболее склонных к поломкам компонентов, приобретать системы закрытых (фирменных) стандартов крайне нежелательно.

Устаревшие формфакторы

В следующих разделах подробно рассматриваются формфакторы и функции блоков питания, которые в настоящее время практически не используются. Хотя подобные блоки питания вряд ли встретятся обычным пользователям, но те, кто обслуживают старые ПК, вполне могут столкнуться с подобными решениями.

PC/XT

В компьютерных системах PC и XT производства IBM (представленных в 1981 и 1983 годах соответственно) использовался блок питания одного формфактора; единственное отличие заключалось в том, что блок питания XT обладал вдвое большей мощностью. Поскольку по внешнему виду и типам разъемов данные блоки не отличаются, при модернизации систем PC можно смело использовать блок питания XT более высокой мощности; таким образом и зародилась сама идея модернизации блоков питания. Огромная популярность исходных систем PC и XT привела к тому, что многие производители начали выпускать компьютеры, совместимые как по форме, так и по функциям. Компоненты, применяемые в PC/XT-совместимых системах, можно было использовать для замены соответствующих компонентов систем производства IBM; данные утверждения справедливы и в отношении блоков питания. Соответствующие блоки питания стандарта PC/XT выпускались многими компаниями. Блок питания PC/XT и все его разъемы представлены на рис. 19.1. Разумеется, блоки питания данного формфактора в современных системах не используются.

AT/Desktop

Настольные системы AT были представлены компанией IBM в августе 1984 года; в них использовался блок питания большего размера и другого по сравнению с PC/XT формфакто-ра. Другие производители очень быстро представили собственные совместимые системы, которые полностью соответствовали конструкции разработки IBM. В подобных системах ис­пользовался блок питания формфактора AT/Desktop (рис. 19.2). Сотни производителей начали выпуск системных плат, блоков питания, корпусов и других компонентов, полностью соответствующих исходной конструкции IBM AT. Блоки питания данного формфактора в настоящее время не используются.

AT/Tower

Конфигурация AT/Tower представляет собой полноразмерную исходную конфигурацию AT, которую, образно говоря, положили на бок. Конфигурация Tower (башня) не нова; на самом деле даже на первых системах IBM AT присутствовал специальный логотип, указывающий на возможность постановки системного блока на бок.


Рис. 19.2. Блок питания стандарта AT/Desktop

В системах AT/Tower использовался такой же блок питания, как и в исходных настольных системах AT, за исключением размещения кнопки включения. В исходных системах AT/Desktop кнопка включения располагалась на панели блока питания (обычно это довольно большая кнопка). В системах AT/Tower, в свою очередь, использовалась внешняя кнопка, ко­торая подключалась к блоку питания с помощью четырехжильного кабеля. Полноразмерный блок питания AT с внешней кнопкой включения называется блоком питания формфактора AT/Tower, хотя по размерам он полностью идентичен блоку питания AT/Desktop. Единственное различие заключается в использовании внешней кнопки включения (рис. 19.3). Этот формфактор считается устаревшим.



Рис. 19.3. Блок питания стандарта AT/Tower

Baby-AT

Существует еще один вид блоков питания формфактора AT, который называется Baby-AT; это укороченная версия полноразмерных блоков питания AT. Блок питания Baby-AT укорочен только по одному измерению; по всем остальным характеристикам он полностью соответствует блоку питания AT. Блоки питания Baby-AT можно использовать вместо AT/Desktop; в то же время полноразмерные блоки питания AT/Tower установить в корпус Baby-AT невозможно. Поскольку блоки питания Baby-AT выполняют те же функции, что и блоки питания AT, но обладают меньшими габаритами, они были довольно широко распространены до тех пор, пока их не стали заменять более современными решениями. В настоящее время блоки питания Baby-AT (рис. 19.4) практически не используются.



Рис. 19.4. Блок питания стандарта Baby-AT

LPX

Следующим распространенным формфактором стал LPX, который также называли PS/2 и Slimline (рис. 19.5). Обозначение PS/2” указывает на то, что данный формфактор изначально был представлен в модели IBM PS/2 Model 30 в апреле 1987 года. Блоки питания LPX содержат такие же разъемы для подключения системной платы и жестких дисков, что и блоки питания формфакторов PC/XT и AT. Блоки питания LPX использовались преимущественно с системными платами LPX, Baby-AT и Mini-AT.

Блоки питания LPX быстро нашли применение в системах различных производителей, после чего стали стандартом де-факто. На протяжении многих лет они использовались практически повсеместно: от низкопрофильных систем с системными платами LPX до систем в корпусах Desktop и Middle Tower с системными платами Baby-AT и Mini-AT и даже в полно­размерных башнях” Tower с платами Baby-AT и полноразмерными платами AT. Несмотря на свой устаревший” статус решения LPX (PS/2) до сих продаются; однако вы вряд ли найдете их в современных компьютерных системах. Формфактор также сохранил свое существование, поскольку стал основой для стандартов ATX и PS3, которые широко применяются в современных системах.

Современные формфакторы

Формфакторы блоков питания, описанные в следующих разделах, относятся к стандартам, которые до сих пор используются в современных системах. Среди них наиболее популярным является ATX, но если вы имеете дело с компьютерами разных типов, то можете столкнуться со всеми перечисленными ниже типами блоков питания.


Рис. 19.5. Блок питания стандарта LPX

ATX/ATX12V

В 1995 году компания Intel пришла к выводу, что блоки питания существующих стандартов в буквальном смысле оказались недостаточно мощными. Проблема была связана с тем, что существовавшие стандартны предполагали использование для питания системной платы двух разъемов, содержащих 12 контактов. Помимо того что эти разъемы было сложно не только совместить должным образом, но и вставить в разъем, их неправильная установка приводила к выходу из строя системной платы и блока питания. Для устранения этих проблем в 1995 году компания Intel, взяв за основу существующий популярный стандарт LPX (PS/2), внесла изменения в электрические схемы и разъемы (сохранив общую форму) и представила формфактор ATX (рис. 19.6).

Стандарт ATX был разработан компанией Intel в 1995 году, но популярность завоевал через год, после выпуска компьютеров с процессорами Pentium и Pentium Pro, захватив 18% рынка. Начиная с 1996 года различные варианты ATX заняли доминирующее положение среди формфакторов системных плат и блоков питания, придя на смену ранее популярным стан­дартам Baby-AT и LPX. Блоки питания ATX12V также можно использовать с системными платами более новых формфакторов, таких как BTX, благодаря чему ATX и его производные сохранят доминирующее положение среди формфакторов блоков питания на протяжении еще нескольких лет.

Спецификация ATX12V определяет физическую или механическую форму, а также электрические разъемы, которые содержит блок питания. С 1995 по начало 2000 года формфактор блока питания ATX составлял часть спецификации системной платы ATX. Однако в феврале 2000 года Intel изъяла спецификацию блоков питания из самой новой версии спецификации системных плат/шасси ATX 2.03 и создала спецификацию блоков питания ATX/ATX12V версии 1.0, добавив дополнительный 4-контактный разъем +12 В (блоки питания, содержащие разъем +12 В, получили название ATX12V). Наличие дополнительного разъема +12 В
стало обязательным требованием в версии спецификации 1.3 (апрель 2002 года), при этом сама спецификация получила название ATX12V. В спецификации ATX12V 2.0 (февраль 2003 года) был устранен 6-контактный дополнительный разъем, количество контактов основного разъема питания было увеличено до 24, а также было добавлено требование наличия разъемов Serial ATA. Текущей версией спецификации является ATX12V 2.2, представленная в марте 2005; она содержит лишь незначительные изменения по сравнению с первыми версиями, например касающиеся использования в разъемах терминалов HCS (High Current System).


Рис. 19.6. Блок питания формфактора ATX12V 2.x, содержащий 24-контактный основной разъем питания, 4-контактный разъем, подающий напряжение +12 В, а также необязательные разъемы для подключения видеоадаптеров PCI Express

По мере эволюции блоков питания ATX вносились определенные изменения в расположение и конструкцию вентиляторов. Изначально спецификация ATX предполагала использование вентилятора с диаметром 80 мм, расположенного внутри блока питания таким образом, чтобы захватывать” воздух за пределами корпуса и направлять его вдоль системной платы. Это противоречило большинству других стандартов блоков питания, которые предполагали выдувание воздуха из системного блока. Обращение потока воздуха повышало эффективность системы охлаждения и позволяло обходиться без активного теплоотвода на процессоре.

Другое преимущество обратного направления потока воздуха состоит в том, что уменьшается загрязнение внутренних узлов компьютера. В корпусе создается избыточное давление, и воздух выходит через щели в корпусе, в отличие от систем другой конструкции. По этой причине такую систему часто называют вентиляцией с положительным давлением. В системе, ра­ботающей в условиях повышенной запыленности, на воздухозаборнике можно установить фильтр, который предотвратит попадание в систему частиц пыли.

Хотя с точки зрения вентиляции системы все это звучит достаточно неплохо, схема с положительным давлением предполагает использование более мощного вентилятора, так как он должен обеспечить необходимый поток воздуха. При использовании фильтров нельзя забывать о необходимости их регулярной замены и чистки (это следует делать не реже одного раза в неделю). Кроме того, при увеличении нагрузки блок питания нагревается, внутрь системного блока начинает поступать теплый воздух, а значит, общие возможности по охлаждению значительно снижаются.

Поскольку новые поколения процессоров выделяли все больше и больше тепла, охлаждение системы оказывалось очень важной задачей, а схема с положительным давлением становилась все менее и менее желательной. В связи с этим последующие спецификации ATX были переписаны таким образом, чтобы разрешить использование схем как с положительным, так и с отрицательным давлением. Популярность приобрели блоки питания, в которых установлено два вентилятора: один — на задней панели, воздух от которого направлен наружу, а второй, обдувающий процессор, — на нижней стенке блока.

Формфактор блоков питания ATX позволил решить несколько проблем, характерных для блоков питания PC/XT, AT и LPX. Одна из проблем была связана с тем, что платы PC/XT/AT содержали два разъема питания. Суть проблемы такова: если перепутать разъемы, то можно сжечь системную плату. Большинство производителей качественных систем выпускают разъемы системной платы и блока питания с ключами, чтобы их нельзя было перепутать, но почти все дешевые системы не имеют ключей ни на системной плате, ни в блоке питания. Формфактор ATX предполагает использование ключей, которые просто не позволяют подключить что-то неправильно. Разъемы ATX также обеспечивают подачу +3,3 В, а значит, нет необходимости использовать на системной плате регуляторы напряжения, необходимые для питания цепей, требующих напряжения +3,3 В.

Кроме подачи напряжения 3,3 В, блок ATX формирует другой набор управляющих сигналов, отличающийся от обычных. Это сигналы Power_On и 5v_Standby (5VSB), совместно называемые программным выключателем. Эти сигналы позволили реализовать ряд дополнительных функций, например пробуждение” компьютера по сигналу модема или сетевого адаптера. Многие подобные системы допускают и установку точного времени, в которое компьютер должен включиться для выполнения запланированной задачи. Эти сигналы также позволили задействовать клавиатуру для включения компьютера. Все это стало возможным потому, что сигнал +5 В Standby подается всегда, даже при выключенном питании компьютера. Управление этими функциями осуществляется с помощью программы настройки BIOS.

Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Формфакторы блоков питания", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2019 Дискета.info