Блоки питания для системных модулей, таких как ibm pc xt

Обновлено: 06.07.2024

Скотт Мюллер покажет, как проверить, снять и установить блок питания. Содержит технические характеристики блока питания и советы по устранению неполадок.

Цели обучения учащихся

В этой главе вы

Узнайте о различных форм-факторах блоков питания, используемых сегодня в ПК

Изучите разъемы, используемые с блоками питания, в том числе разъем, используемый одним крупным производителем, который может повредить вашу материнскую плату, если вы не будете осторожны

Узнайте, как понять номинальные характеристики и характеристики блоков питания

Устранение проблем с питанием, которые часто упускают из виду при отслеживании надоедливых системных проблем

Узнайте, как проверить, снять и установить блок питания

Изучите системы защиты электропитания, ограничители перенапряжения и источники бесперебойного питания

Условия изучения

Следующие термины — лишь некоторые из терминов, используемых в этой главе. Следите за этими терминами, когда читаете. Определения для каждого из них можно найти в файле UPGRADE.HLP на компакт-диске или в Приложении A, «Глоссарий». Изучив эти термины до и после прочтения этой главы, вы углубите свое понимание этой главы.

Вы получите больше информации из этой главы, если потратите несколько минут на обдумывание каждого термина перед тем, как начать читать. Посмотрите, сколько вы можете определить, прежде чем читать главу. После того, как вы закончите главу, посмотрите на список терминов и проверьте, были ли вы правы.

Шаг Мощность хороший сигналШаг
Шаг DCStep
Шаг ACPIStep
Шаг отключения питания
Шаг питанияШаг
Отступить на шаг назад
Step Защита от перенапряженияStep
Форма ступениШаг
Шаг POSTШаг
Шаг UPSШаг
Шаг полной башниШаг
Ступенька Mini-towerStep

Принимая во внимание важность источника питания

Блок питания — это не только одна из самых важных частей ПК, но, к сожалению, и самая недооцененная. По словам известного юмориста, блок питания не вызывает уважения! Люди часами обсуждают скорость своего процессора, объем памяти, объем и скорость дискового хранилища, производительность видеоадаптера, размер монитора и т. д., но редко упоминают или рассматривают свой источник питания. Когда система собрана по минимально возможной цене, как вы думаете, на каком компоненте производитель сэкономит? Да, блок питания. Для большинства людей блок питания — это довольно невзрачный, невзрачный металлический ящик, который находится внутри их систем, на что они практически не обращают внимания. Те немногие, кто обращает на это хоть какое-то внимание, по-видимому, озабочены только тем, сколько ватт мощности он может выдать (даже несмотря на то, что не существует никакого практического способа проверить эти номиналы), безотносительно к тому, является ли производимая мощность чистой и стабильной, или полно ли шума, всплесков и всплесков.

Я всегда уделял большое внимание выбору блока питания для своей системы. Я считаю блок питания ядром системы и готов потратить больше, чтобы получить более качественный блок. Функция источника питания имеет решающее значение, поскольку она подает электроэнергию на все остальные компоненты системы. По моему опыту, блок питания также является одним из наиболее подверженных сбоям компонентов любой компьютерной системы, особенно из-за того, что многие сборщики систем используют самые дешевые компоненты, которые могут найти. Неисправный блок питания может не только привести к сбоям в работе других компонентов системы, но и повредить другие компоненты вашего компьютера из-за неправильного или неустойчивого напряжения. Из-за его важности для правильной и надежной работы системы вы должны понимать как функции и ограничения источника питания, так и его потенциальные проблемы и их решения.

В этой главе подробно рассматривается блок питания. Я сосредоточусь на электрических функциях источника питания, а также на механических форм-факторах и физических конструкциях, которые использовались в системах ПК как в прошлом, так и сегодня. Поскольку физическая форма (форм-фактор) блока питания связана с корпусом, часть этой информации также относится к типу вашего корпуса или корпуса.

Микрокомпьютеры работают от низковольтного постоянного тока, но обычно поставляются с блоком питания для получения подходящего постоянного тока из сетевого переменного напряжения. Среди первых домашних компьютеров было обычным делом подавать внешний источник питания либо на провод, либо на вилку. Блок питания Amstrad CPC, PCW и ранних ПК был встроен в монитор. Большинство этих машин имели пассивное охлаждение.

В оригинальном IBM PC и последующих клонах блок питания в основном был установлен в корпусе. Учитывая, что микросхемы и другие компоненты могут быть чувствительны к температуре, это кажется плохим решением. Такие машины часто нуждались в вентиляторе для блока питания и даже позже для охлаждения процессора.

Было ли обычной практикой до IBM PC встраивать блоки питания в корпус с платой? Была ли у них веская инженерная причина для этого?

«Среди первых домашних компьютеров было принято использовать внешний источник питания, подключенный либо к проводу, либо к вилке» . это, безусловно, было обычным явлением, но я не уверен в обычных. Apple II, Commodore PET и BBC Micro предшествовали ПК и имели внутренние блоки питания (хотя вы могли спорить о том, были ли PET частью монитора или нет, будучи устройством «все в одном»).

Обычно все бытовые приборы, работающие от сети, имели внутренние блоки питания; Я не вижу никаких причин, по которым домашние компьютеры должны отличаться друг от друга — «еще одна коробка» не улучшает удобство использования.

До недавнего времени ПК требовалось около дюжины напряжений. При использовании внешнего источника в кабеле будет слишком много проводников. Но даже если мы сможем питать ПК одним напряжением, по-прежнему сложно передать мощность, близкую к киловатту, по низкому напряжению на расстояние более метра.

@user3528438 оригинальный IBM PC, а также PC XT и AT использовали +5В, -5В, +12В и -12В - это четыре разных напряжения. Современный ATX использует +3,3 В, +5 В, +12 В и -12 В — это тоже четыре напряжения. Более ранние версии ATX также обеспечивали -5 В, аналогично XT / AT, что составляло пять напряжений. Где вы нашли "почти дюжину напряжений" и почему современные компьютеры потребляют меньше?

Не знаю, есть ли веские инженерные причины, но внешние источники питания - это настоящая проблема. Очень часто кабеля к трансформатору не хватает длинны, он его выдергивает или сгибает неаккуратно, так что через какое-то время он начинает рваться. Затем двойная изоляция становится одинарной.

7 ответов 7

Внутренние источники питания хоть и не были универсальными, но в то время не были чем-то необычным. Основными соображениями были стоимость, простота конструкции и безопасность (то есть соблюдение правил безопасности, которые уже существовали в большинстве стран первого мира), с учетом тепловых соображений где-то дальше по списку. Последнее, как правило, указывало на реализацию импульсного блока питания, а не линейного; хотя линейный блок питания, как правило, был дешевле, в целом он был гораздо менее эффективным. Некоторые ранние компьютеры, такие как Commodore PET, использовали линейные блоки питания из-за относительной простоты их разработки с использованием готовых компонентов.

Когда компьютер и его монитор продавались в комплекте, имело смысл отключить питание компьютера от трансформатора, который в любом случае нужен более энергоемкому монитору, и интегрировать в компьютер только выпрямитель и регулятор. Вариант этого принципа также применим к компьютерам «все в одном», таким как Amstrad PCW, оригинальный Macintosh и PET. Компьютерной логике в то время требовалось не более нескольких ватт, так что это был вполне разумный вариант.

Однако это не вариант для компьютеров, предназначенных для подключения к какому-то другому телевизору, который уже есть у пользователя. Индустрия клонирования ПК также требовала, чтобы мониторы были взаимозаменяемыми между компьютерами, поэтому блок питания должен был быть предназначен для компьютера, а не использоваться совместно с монитором.

Сертификация безопасности требовала, чтобы пользователь не имел физического доступа к цепям сетевого напряжения, даже когда открывал корпус компьютера, чтобы возиться с логической схемой (как тогда обычно ожидалось). Одним из логичных решений было поместить трансформатор во внешнюю коробку, чтобы заменить отвод от трансформатора монитора. Эта практика сохранилась и сегодня с ноутбуками и зарядными устройствами для телефонов, в основном для того, чтобы убрать вес цепи сетевого напряжения от самого компьютера.

BBC Micro служит хорошим примером того, как тепловые проблемы могут быть решены с помощью импульсного блока питания. В ранних прототипах использовался линейный блок питания, и были опасения, что он нагревается внутри корпуса. Большая часть логики не возражала против того, чтобы температура была немного выше комнатной, хотя один из пользовательских ULA оказался явно маргинальным в окончательном дизайне. Однако разработка переключаемого модуля блока питания, заключенного в прочный металлический экран для предотвращения вмешательства пользователя, была передана по субподряду третьей стороне и оказалась гораздо более эффективной и достаточно недорогой, чтобы покрыть производственный бюджет машины. Продукция BBC Micro практически не нагревается внутри.

Модули блоков питания этого типа, разработанные компаниями, специализирующимися на проектировании блоков питания и сертификации безопасности, стали стандартной практикой и широко использовались в ПК и других микрокомпьютерах с 1980-х годов.

Компьютерные блоки питания преобразуют переменный ток от розеток в вашем доме в постоянный ток, который потребляет ваш компьютер.Они также обеспечивают питание различных компонентов компьютера, таких как жесткие диски, вентиляторы и оптические дисководы.

Блоки питания ATX совместимы с материнскими платами ATX

Блоки питания ATX подходят для материнских плат ATX и компьютерных корпусов. Они могут обеспечить мощность 300 Вт и более. В отличие от старых компьютерных блоков питания, они имеют программный переключатель вместо физического переключателя, что позволяет включать и выключать их с помощью программного обеспечения. Большинство моделей имеют разъемы SATA для питания жестких дисков и оптических приводов. Они используют 20-контактный разъем питания.

Блоки питания ATX12V используют 4-контактный разъем для процессора

Блоки питания ATX12V выглядят почти так же, как и блоки питания ATX, но имеют другие разъемы питания. В моделях ATX12V v1.0 используется 20-контактный основной разъем, 4-контактный разъем 12 В для процессора и 6-контактный вспомогательный разъем. Блоки питания ATX12V v2.0 используют 24-контактный основной разъем и 4-контактный разъем для процессора. Эти блоки питания наиболее распространены в современных компьютерах.

Активные и пассивные блоки питания PFC помогут вам сэкономить на счетах за электроэнергию

Источники питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC) уменьшают реактивную мощность, вырабатываемую компьютером. Компоненты вашего ПК не могут использовать реактивную мощность, но энергетические компании все равно взимают с вас плату за нее. В источниках питания с активной коррекцией коэффициента мощности используются электронные схемы, а в источниках с пассивной коррекцией коэффициента мощности — катушки индуктивности и конденсаторы. Оба механизма PFC также более эффективно распределяют мощность между компонентами вашего компьютера.

Немодульные и полностью модульные и полумодульные блоки питания

Немодульные блоки питания обычно дешевле и имеют несколько кабелей, припаянных к одной печатной плате. Такая конструкция может препятствовать циркуляции воздуха и вызывать перегрев внутри корпуса компьютера. Немодульные блоки питания также могут выглядеть неприглядно, если в корпусе вашего ПК есть окно. Полумодульные блоки питания имеют меньше проводных кабелей, поэтому они, как правило, вызывают меньший перегрев, что позволяет избежать повреждения компонентов компьютера. Модульные блоки питания не имеют проводных кабелей, поэтому вы можете выбрать, какие из них вы хотите подключить. Они, как правило, дороже, чем другие типы.

Резервные источники питания предотвращают простои

Система резервного питания позволяет вашему ПК использовать два или более блоков питания. Каждый блок питания может питать весь компьютер в одиночку. Если один из них перестанет работать, компьютер продолжит работать в обычном режиме. Это сводит к минимуму время простоя и предотвращает повреждение внутренних компонентов ПК. Резервные источники питания подходят для центров обработки данных и бизнес-сред, где важно время безотказной работы.

Защита от перенапряжения и перегрузки по току защитит ваш компьютер от повреждений

Многие качественные компьютерные блоки питания используют защитные механизмы для предотвращения повреждения компонентов вашего ПК. Защита от перенапряжения отключает PCU, если оно превышает заданный предел напряжения. С другой стороны, защита от перегрузки по току отключает PCU при превышении тока.

IBM доминировала на рынке мини-компьютеров, компьютеров среднего класса и мейнфреймов, но не добилась даже небольшого успеха на очень перспективном рынке микрокомпьютеров. Первым настольным микрокомпьютером IBM был IBM 5100, представленный в 1975 году. Это была полноценная система со встроенным монитором, клавиатурой и хранилищем данных, но она была очень дорогой — до 20 000 долларов, поэтому не получила широкого распространения на рынке. успех. Он был специально разработан для профессиональных и научных специалистов, а не для бизнес-пользователей или любителей. Постепенно руководство IBM начало думать о производстве микрокомпьютеров как о прибыльном бизнесе.

Когда в 1981 году был представлен ПК, он первоначально обозначался как IBM 5150, то есть относился к серии 5100, хотя его архитектура не была прямой производной от IBM 5100.

Компьютер IBM PC был создан примерно за год командой из 12 инженеров и дизайнеров IBM под руководством Дона Эстриджа из подразделения IBM Entry Systems Division в Бока-Ратон, Флорида. После колебаний между Intel 8086 и Motorola MC68000 (16-битные процессоры) они решили использовать процессор Intel 8088 (8/16-битный), так как два других были сочтены слишком мощными:-) Затем они обратились в Digital Research (компания создателей CP/M) создать операционную систему для своего нового компьютера, но поскольку DR не очень интересовался, они попросили небольшую компанию (известную своим языком программирования BASIC, впервые использовавшимся в Altair 8800) написать операционную систему: Майкрософт.

Microsoft не могла сделать это в заданные сроки, поэтому ее владелец Билл Гейтс купил права на небольшую взломанную ОС, написанную небольшой компанией под названием Seattle Computer Products: QDOS (которая как сообщается, означает «Быстрая и грязная операционная система», которая сама по себе имеет поразительное сходство с CP/M), которая стала PC-DOS, а затем MS-DOS.

Фактически, когда IBM PC был запущен, на нем могли работать три операционные системы: PC-DOS, CPM-86, а также система UCSD D-PASCAL.

Первоначальный IBM PC не был очень мощным (и, конечно, был менее мощным, чем многие 8-битные компьютеры того времени). Самые первые ПК имели только 16 КБ ОЗУ и не имели гибких дисков, они использовали кассеты для загрузки и хранения программ (обратите внимание, что команды для работы с кассетными накопителями присутствовали в операционной системе вплоть до MS-DOS 5). Фактически, у IBM также можно было купить устройства с дисками и большим объемом оперативной памяти. Только самая дешевая версия не включала диски (именно так поступили Atari, Apple и другие производители).

ПК IBM, модель 5150

Модель 5150 (см. верхнее изображение) была представлена в августе 1981 г. (см. брошюру о персональных компьютерах IBM). Системный блок представлял собой коробку размером 50,8(Ш) х 40,6(Г) х 14(В) см, со встроенным импульсным блоком питания мощностью 63,5 Вт. В нем был процессор Intel 8008, работающий на частоте 4,77 МГц, и дополнительный математический сопроцессор 8087. Оперативная память составляла 64 КБ (у самых первых было всего 16 КБ), максимум 256 КБ. (потом позже 640 КБ макс.) ПЗУ было 64 КБ, включало встроенный язык IBM BASIC (специальная версия Microsoft BASIC-80). Клавиатура представляла собой полноразмерную «щелкающую» 83 клавиши с 10 функциональными клавишами и цифровым блоком. Дисплей был монохромный, работающий в текстовом режиме: (40 или 80 символов х 25 строк) или 2 графических режима CGA: (320 х 200 и 640 х 200). Звук представлял собой тон-генератор со встроенным динамиком. Порты ввода-вывода представляли собой пять внутренних 8-битных слотов ISA, монитор, параллельный (Centronics), кассетный. Встроенные носители представляли собой один или два 5,25-дюймовых диска емкостью 160 КБ. Предоставляются три ОС: MS-DOS, CP/M-86, USCD Pascal.

Читайте также: