Меню

Блок питания для компьютера с защитой от перепадов напряжения

Как защитить компьютер от сбоев и перепадов в сети 220 В

Б ывают случаи, когда из-за резких скачков напряжения в сети выходят из строя компьютеры и другая бытовая техника. Самый верный способ защиты своего девайса от перепадов напряжения — использовать сетевые фильтры, стабилизаторы или источники бесперебойного питания.

Сетевой фильтр — самый простой способ защиты от перепадов в сети

Самым доступным устройством, подавляющим мелкие скачки в сети и импульсные помехи, является сетевой фильтр. От серьезного сдвига фаз этот прибор не спасет, но с мелкими скачками справится и защитит блок питания компьютера.

Благодаря использованию конденсаторов и варисторов, сетевые фильтры погашают скачки напряжения, также есть модели с предохранителем, который может полностью обесточить подключенные устройства, если будет серьезный сдвиг фаз.

Для тех, у кого нет необходимости постоянно держать включенным компьютер и скачки напряжения случаются не так часто, сетевого фильтра будет достаточно. Кроме того, этот прибор можно использовать в качестве удлинителя с разветвителем.

Стабилизаторы напряжения для защиты компьютера

Более продвинутым вариантом защиты техники от перепадов напряжения считается стабилизатор. Этот прибор может подавать стабильное напряжение всем подключенным устройствам. Если будут появляться сильные скачки в сети, то приборы будут автоматически отключаться, сохранив свою работоспособность.

Источники бесперебойного питания

Эти приборы созданы для того, чтобы обеспечивать корректное завершение работы компьютера, в первую очередь, а также, защищают от скачков напряжения.

По сути — это стабилизатор с собственным аккумулятором, от емкости которого зависит время автономной работы компьютерной техники. Их в первую очередь необходимо устанавливать тем, у кого собственный сервер или обычный ПК, который должен быть постоянно включен и продолжать работу независимо от скачков напряжения. Также такое устройство желательно использовать и в других случаях, когда электросеть нестабильна.

Типы и модели ИБП

Функция блока бесперебойного питания ― обеспечивать необходимое напряжение, для используемых приборов независимо от перепадов в электросети. Даже если на некоторое время напряжение в электросети пропадет, то благодаря такому устройству компьютер все равно сможет продолжать работать несколько минут, но за это время удастся сохранить незавершенную работу и выключить корректно ПК без потери данных.

В основе принципа работы этого прибора лежит преобразование тока, поэтому исходя из способа преобразования бывают они импульсные и трансформаторные.

Традиционным считается трансформаторный ИБП, в котором главной составляющей является автотрансформатор. Такой тип устройства отличается простой конструкцией и надежностью, запчасти для них всегда доступны, а ремонт осуществляется без особых сложностей. Но чем больше их мощность, тем больше размеры и вес.

Импульсные бесперебойники обладают большим коэффициентом полезного действия, у них больше входящий диапазон напряжения и частоты. А потери электроэнергии не превышают 10%. Также они более компактные по сравнению с трансформаторными.

Оба типа ИБП выпускаются в разных корпусах — бывают модели в металлическом и в пластиковом корпусах. Есть также платы, их устанавливают сразу в корпус компьютера.

В общем, сетевой фильтр, стабилизатор или бесперебойник дадут хорошую защиту от скачков напряжения в сети, поэтому смело можно такой защитой обзавестись, чтобы не пришлось в будущем делать ремонт компьютера.

Источник

Здоровье компьютера: правильное питание

Привет, Geektimes! Совсем недавно мы говорили о здоровье гиков, как не закиснуть к старости, если толком нет времени заниматься спортом или ходить в зал. Сегодня мы опять поговорим о здоровье, но не о человеческом, а о компьютерном. Если быть точным — о том, как защитить компьютер от скачков электричества и прочих коротких замыканий.

Конечно, опытным юзерам не нужно объяснять необходимость использования стабилизаторов напряжения и источников бесперебойного питания. И уж тем более рассказывать, для чего и как они работают. Однако никто не рождается сразу со знаниями в голове, да и вообще повторение — мать учения. Так что затронуть такую важную тему никогда не бывает лишним. Итак, план такой — мы бегло рассмотрим ситуации, при которых компьютер может «поймать» большое напряжение, чем и как от этого защититься и какие есть защитные девайсы.

Почему случаются скачки напряжения

Прежде чем разбираться в способах защиты от скачков электричества, следует сначала разобраться, что же это такое и почему возникает.

Причина появления скачков напряжения на сухом техническом языке называется «перекос фаз». В чём тут дело — в РФ для обеспечения жилых домов, предприятий и учреждений чаще всего применяется трёхфазная система питания: три фазы по 220 вольт с фазовым сдвигом в 120 градусов, а также «нулевой» провод. Между любой из фаз и «нулём» в нормальном режиме работы держится наше обычное 220-вольтовое напряжение (оно называется фазовым), а между каждой фазой — 380 вольт (линейное напряжение). Но иногда случается так, что либо на одной из фаз резко подскакивает напряжение, либо выходит из строя «нуль» (случается разрыв или увеличивается сопротивление), что и приводит к перекосу. Таким образом в электросети одномоментно возникает произвольно повышенное напряжение, которое способно буквально сжечь проводку и подключенную бытовую технику (даже если оно не такое высокое — срок жизни устройств всё равно будет укорочен от подобных «ударов»).

Читайте также:  Вены надуваются при напряжении

Почему же это происходит? Причин очень много. Наиболее частые для наших краёв: аварии на больших предприятиях, потребляющих ОЧЕНЬ много электроэнергии; одновременное включение обогревателей в многоквартирном доме в холод; некачественная настройка электрооборудования после замены; аварии на линиях (например, падение деревьев на ЛЭП); перегрузки трансформаторных подстанций и т.д.

Вообще-то сама архитектура современных (да и старых, образца 60-70-х годов) электросетей предусматривает по умолчанию, что напряжение в них может и будет «скакать», но даже наиболее современные и защищённые физически не смогут выдержать «сброс» напряжения с крупного завода или полный разрыв «нуля». Таким образом, даже современные многоквартирные дома не защищены от перекоса фаз на все 100%, так что придётся предохраняться самостоятельно. Сделать это можно с помощью специальных устройств — сетевых фильтров, стабилизаторов напряжения или источников бесперебойного питания.

Сетевой фильтр

Самое недорогое и доступное устройство для подавления импульсных помех и небольших скачков электросети. Большинство моделей не сумеет спасти от серьёзного сдвига фаз, но в большинстве «рядовых» случаев его будет вполне достаточно для того, чтобы блок питания вашего компьютера не полыхнул ясным пламенем. Сетевые фильтры гасят скачки напряжения особой встроенной схемой, а у более продвинутых моделей есть предохранитель для полного обесточивания подключенной техники в случае значительного сдвига фаз. Если вы не держите компьютер включённым круглые сутки ради служебной или иной необходимости, а скачки напряжения наблюдаете нечасто, то сетевого фильтра будет вполне достаточно, чтобы спокойно работать и не волноваться за здоровье компьютера. Кроме того, он одновременно послужит и фитингом (разветвителем).

Одна из самых популярных моделей — SVEN Optima. Ничего сверхъестественного, но работает и люди довольны. Длину кабеля и цвет корпуса можно выбрать в конфигураторе.Требуется больше розеток? Обратите внимание на SVEN Optima Pro. Ну а если вы хотите штуку посерьёзней — берите APC SurgeArrest, не пожалеете.

Стабилизаторы напряжения

Более продвинутый вариант, подходящий не только для домашнего, но и для офисного и даже промышленного применения. Стабилизаторы способны подавать ровное напряжение на подключенную технику при любых перепадах и помехах, а при скачке выше допустимых пределов автоматически отключаются. Ключевое преимущество стабилизаторов — в том, что одно устройство способно обслуживать сразу много компьютеров и другой домашней и офисной техники при существенно более высокой степени надёжности по сравнению с сетевыми фильтрами. Стабилизаторы отличаются между собой массой различных параметров, но наиболее важные — диапазоны входного и выходного напряжения, номинальная мощность и количество розеток. Вот эту модель можно смело выбирать для домашнего использования: до 2 кВт, малое количество жалоб и возвратов, и цена привлекательная.

Источники бесперебойного питания (ИБП)

Созданы в первую очередь для обеспечения корректного завершения работы компьютера, если резко пропадает питание, однако, защищают и от скачков напряжения. В сущности, ИБП представляет собой стабилизатор, имеющий собственный аккумулятор. В зависимости от ёмкости аккумулятора источники бесперебойного питания могут обеспечивать от 5 минут до получаса автономной работы компьютера. ИБП особенно актуальны, если вам не повезло и вы живёте/работаете в окружении совсем дряхлой электрики, которая регулярно «радует» скачками напряжения и выходами из строя, или соседи регулярно тестируют комнатный рейлган.

Если хотите защитить ваш домашний мини-сервер, игровую или графическую станцию — смело берите APC Back-UPS: он выдерживает до 700 Вт потребляемой мощности и точно позволит сохранить все важные документы. Ну а если вам нужен «самый-самый» ИБП для защиты, например, мастерской с недешёвым оборудованием — то обратите внимание на его старшего брата.

Другие профилактические меры

Выключайте компьютер из розетки в случае грозы. Да, даже если у вас есть стабилизатор. И не бойтесь, что это покажется кому-то смешным. Возможно, последним будете смеяться вы, когда юмористы отправятся в магазины покупать новые блоки питания взамен сгоревших. Кроме того, из-за грозы в работающем компьютере может сгореть сетевая карта, если скакнёт напряжение в интернет-оборудовании — не поверил бы, если бы у меня самого однажды такое не произошло.

Выключайте компьютер из розетки в случае длительного отсутствия дома. Еще одна банальщина, отдающая к тому же паранойей старшего поколения, взращенной на несовершенной советской бытовой технике. Но тем не менее — если вы планируете пропасть из дома на пару дней, не поленитесь выключить компьютер и выдернуть из розетки. Мало ли что.

Читайте также:  Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства для установок напряжением 380в

Поддерживайте хорошее состояние электропроводки в доме. Чтоб никаких оголённых, свисающих, скрученных и переломленных проводов! Есть явные проблемы? Не экономьте, вызовите электрика, при необходимости пусть заменит проблемные элементы цепей (на расходниках экономить также не рекомендуется).

Заключение

100-процентной защиты от опасных скачков напряжения не даст ничего, но качественный ИБП, стабилизатор или сетевой фильтр вкупе с электропроводкой нормального качества минимизируют риск. Помните, что их покупка обойдётся вам куда дешевле, чем замена дорогой техники (или, тьфу-тьфу, потеря бесценных данных) в случае чего. Выбирайте тип защитного оборудования и конкретную модель под свои нужны — и радуйтесь жизни. Спасибо за внимание и до новых встреч.

Источник

Технологии защиты в ATX-блоках питания.

Сигнал Power Good

Когда мы включаем блок питания, напряжения на выходе не сразу достигают нужного значения, а примерно через 0.02 секунды, и чтобы исключить подачу пониженного напряжения на компоненты ПК, существует специальный сигнал «power good», также иногда называемый «PWR_OK» или просто «PG», который подаётся, когда напряжения на выходах +12В, +5В и +3.3В достигают диапазона корректных значений. Для подачи этого сигнала выделена специальная линия на ATX разъёме питания, подключаемого к материнской плате (№8, серый провод).

Ещё одним потребителем этого сигнала является схема защиты от подачи пониженного напряжения (UVP) внутри БП , о которой ещё пойдёт речь – если она будет активна с момента включения на БП, то она просто не даст компьютеру включиться, сразу отключая БП, поскольку напряжения будут заведомо ниже номинальных. Поэтому эта схема включается только с подачей сигнала Power Good.

Этот сигнал подаётся схемой мониторинга или ШИМ-контроллером (широтно-импульсная модуляция, применяемая во всех современных импульсных БП, из-за чего они и получили своё название, английская аббревиатура – PWM, знакомая по современным кулерам – для управления их частотой вращения подаваемый на них ток модулируется подобным образом.)

Диаграмма подачи сигнала Power Good согласно спецификации ATX12V.
VAC — входящее переменное напряжение, PS_ON# — сигнал «power on», который подаётся при нажатии кнопки включения на системном блоке.»O/P» — сокращение для «operating point», т.е. рабочее значение. И PWR_OK — это и есть сигнал Power Good. T1 меньше чем 500 мс, T2 находится между 0.1 мс и 20 мс, T3 находится между 100 мс and 500 мс, T4 меньше или равно 10 мс, T5 больше или равно 16 мс и T6 больше или равно 1 мс.

Защита от подачи пониженного и повышенного напряжения (UVP/OVP)

Защита в обоих случаях реализована при помощи одной и той же схемы, мониторящей выходные напряжения +12В, +5В и 3.3В и отключающей БП в случае если одно из них окажется выше (OVP — Over Voltage Protection) или ниже (UVP — Under Voltage Protection) определённого значения, которое также называют «точкой срабатывания». Это основные типы защиты, которые в настоящее время присутствуют фактически во всех блоках питания, более того, стандарт ATX12V требует наличия OVP.

Некоторую проблему составляет то, что и OVP, и UVP обычно сконфигурированы так, что точки срабатывания находятся слишком далеко от номинального значения напряжения и в случае с OVP это является прямым соответствием стандарту ATX12V:

Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 13.4 V 15.0 V 15.6 V
+5 V 5.74 V 6.3 V 7.0 V
+3.3 V 3.76 V 4.2 V 4.3 V

Т.е. можно сделать БП с точкой срабатывания OVP по +12В на 15.6В, или +5В на 7В и он всё ещё будет совместим со стандартом ATX12V.

Такой блок питания будет длительное время выдавать , допустим, 15В вместо 12В без срабатывания защиты, что может привести к выходу из строя компонентов ПК.

С другой стороны, стандарт ATX12V чётко оговаривает, что выходные напряжения не должны отклоняться более чем на 5% от номинального значения, но при этом OVP может быть конфигурирована производителем БП на срабатывание при отклонении в 30% по линиям +12В и +3.3В и в 40% — по линии +5В.

Производители выбирают значения точек срабатывания используя ту или иную микросхему мониторинга или ШИМ-контроллера, потому что значения этих точек жёстко заданы спецификациями той или иной конкретной микросхемы.

Как пример возьмём популярную микросхему мониторинга PS223, которая используется в некоторых блоках питания, которые до сих присутствуют на рынке. Эта микросхема имеет следующие точки срабатывания для режимов OVP и UVP:

Читайте также:  Капли снимающие напряжения с глаз после компьютера
Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 13.1 V 13.8 V 14.5 V
+5 V 5.7 V 6.1 V 6.5 V
+3.3 V 3.7 V 3.9 V 4.1 V

Выход Минимум Обычно Максимум
+12 V 8.5 V 9.0 V 9.5 V
+5 V 3.3 V 3.5 V 3.7 V
+3.3 V 2.0 V 2.2 V 2.4 V

Другие микросхемы предоставляют другой набор точек срабатывания.

И ещё раз напоминаем вам, насколько далеко от нормальных значений напряжения обычно сконфигурированы OVP и UVP. Для того, чтобы они сработали, блок питания должен оказаться в весьма сложной ситуации. На практике, дешёвые БП, не имеющие кроме OVP/UVP других типов защиты, выходят из строя раньше, чем срабатывает OVP/UVP.

Защита от перегрузки по току (OCP)

В случае с этой технологией (англоязычная аббревиатура OCP — Over Current Protection) есть один вопрос, который следовало бы рассмотреть более подробно. По международному стандарту IEC 60950-1 в компьютерном оборудовании ни по одному проводнику не должно передаваться более 240 Вольт-ампер, что в случае с постоянным током даёт 240 Ватт. Спецификация ATX12V включает в себя требование о защите от превышения по току во всех цепях. В случае с наиболее нагруженной цепью 12Вольт мы получаем максимально допустимый ток в 20Ампер. Естественно, такое ограничение не позволяет изготовить БП мощностью более 300Ватт, и для того, чтобы его обойти, выходную цепь +12В стали разбивать на две или более линий, каждая из которых имела собственную схему защиты от перегрузки по току. Соответственно, все выводы БП, имеющие +12В контакты, разбиваются на несколько групп по количеству линий, в некоторых случая на них даже наносится цветовая маркировка, чтобы адекватно распределять нагрузку по линиям.

Однако во многих дешёвых БП с заявленными двумя линиями +12В на практике используется только одна схема защиты по току, а все +12В провода внутри подключаются к одному выходу. Для того, чтобы реализовать адекватную работу такой схемы, защита от нагрузки по току срабатывает не при 20А , а при, например, 40А, и ограничение максимального тока по одному проводу достигается тем, что в реальной системе нагрузка в +12В всегда распределена по нескольким потребителям и ещё большему количеству проводов.

Более того, иногда разобраться, используется ли в данном конкретном БП отдельная защита по току для каждой линии +12В можно, только разобрав его и посмотрев на количество и подключение шунтов, используемых для измерения силы тока (в некоторых случаях количество шунтов может превышать количество линий, поскольку для измерения силы тока на одной линии могут использоваться несколько шунтов).

Различные типы шунтов для измерения силы тока.

Ещё одним интересным моментом является то, что в отличие от защиты от повышенного/пониженного напряжения допустимый уровень тока регулируется производителем БП, путём подпаивания резисторов того или иного номинала к выходам управляющей микросхемы. А на дешёвых БП, несмотря на требования стандарта ATX12V, эта защита может быть установлена только на линии +3.3В и +5В, либо отсутствовать вовсе.

Защита от перегрева (OTP)

Как следует из её названия (OTP — Over Temperature Protection), защита от перегрева выключает блок питания, если температура внутри его корпуса достигает определённого значения. Ей оснащены далеко не все блоки питания.

В блоках питания можно увидеть термистор, прикреплённый к радиатору (хотя в некоторых БП он может быть припаян прямо к печатной плате). Этот термистор соединён с цепью управления скоростью вращения вентилятора, он не используется для защиты от перегрева. В БП, оборудованных защитой от перегрева, обычно используется два термистора – один для управления вентилятором, другой, собственно для защиты от перегрева.

Защита от перегрузки (OPP/OLP)

В качестве англоязычного названия встречаются аббревиатуры OPP — Over Power Protection или OLP — Over Load Protection )Это опциональный вид защиты, реализуемый при помощи PWM-контроллера или микросхемы мониторинга, а на БП с активным PFC – контроллером PFC. В любом случае, мониторингу подвергается количество тока, который БП потребляет из электрической сети. Если его величина превосходит определённое значение, БП отключается.

Защита от короткого замыкания (SCP)

Защита от короткого замыкания (SCP — Short Circuit Protection) – вероятно, самая старая из подобных технологий, потому что её очень легко реализовать при помощи пары транзисторов, не задействуя микросхему мониторинга. Эта защита обязательно присутствует в любом БП и отключает его в случае короткого замыкания в любой из выходных цепей, во избежание возможного пожара.

Работа без нагрузки (NLO)

Это не совсем «защита» (NLO — No Load Operation), а просто конструктивная особенность, позволяющая БП включаться и работать без нагрузки на его выходах.

Источник

Adblock
detector