ОГЛАВЛЕНИЕ:

• Введение, Постановка задачи, Аппаратура
• Тестирование, Система охлаждения, Выводы

Введение

Условно говоря, компьютерные блоки питания делятся на два класса - с единой цепью стабилизации и несколькими выходами, т.н. групповая стабилизация, либо  применяется топология с выделенным источником 12 вольт, из которого формируются напряжения 5 вольт и 3.3 вольта независимыми преобразователями.  Второй вариант построения объявляется «продвинутым» решением, которое обещает уникально высокие эксплуатационные характеристики - поддержка любого процентного соотношения нагрузки по выходным каналам, способность работать в очень широком диапазоне токов без нарушения балансов напряжений всего источника питания. Данный тезис имеет под собой веские основания, независимые преобразователи 12->5(3.3) позволяют получить очень высокую стабильность выходных напряжений, но это будет работать только в идеальных режимах, которые редко встречаются в реальных условиях эксплуатации. Действительное положение дел способно омрачиться различными нюансами функционирования в составе устройства электропитания, столь тщательно скрываемого рекламой и маркетингом. При оценке дел следует учитывать все особенности работы блоков питания, а не только то, что пишут в проспектах. Народная мудрость гласит - гладко было на бумаге, да забыли про овраги. Остается лишь понять, на сколько глубоки эти овраги.

Постановка задачи

Попробуем разобраться в этом выбора технологий. Для этого стоит взять два блока питания схожей мощности и различной топологией. При выборе классов «пороговой» величиной является мощность БП. Менее 750 Вт, как правило, используют групповую стабилизацию, а выше данной цифры - отдельные преобразователи по выходам 5 и 3.3 вольта. Вообще-то, интерес представляет сама природа возникновения появления специальных преобразователей в особо мощных блоках питания. Вряд ли это делается от доброй воли производителей, сие было бы не логично - отдельные источники питания, даже маломощные, стоят существенно дороже дополнительного отвода обмотки на выходном трансформаторе и к их появлению должна быть весьма важная причина. И она существует - при перегрузке БП с групповой стабилизацией по одному из выходов 12/5 В происходит резкий выброс напряжения по альтернативному выходу, что может приводить к разрушению цепей, которые подключены к данному БП. В частности, при (случайном) коротком замыкании 5 или 12 вольт довольно часто выходят из строя HDD, как единственные из устройств, имеющие на своем борту элементы защиты от перенапряжений. Другой проблемой, вытекающей из объединения выходов 12/5 для групповой стабилизации, является общая «мощностная» защита от перегрузок. По ограничению  «240ВА» на канал 12 вольт накладывается предел по нагрузке в 18(20) ампер, а выход 5 вольт какого либо ограничения обычно обделен. Таким образом, перегрузка по данному выходу возникает только в том случае, когда превышается общая мощность всего блока питания. Для примера возьмем пороговую величину мощности, 750 Вт, которая служит «водоразделом» между двумя этими топологиями. Итак, 750 Вт означает, что БП может обеспечить 750 Вт по любому из двух силовых выходов, и 12 вольт и 5 вольт. Критерий общей перегрузки наступит при токе 750/5=150 ампер. Для этого цепь замыкания должна иметь сопротивление 5/150=33 мОм. Если учесть, что сопротивление проводки обычного шлейфа питания периферии порядка 15 мОм, к нему же стоит прибавить сопротивление используемого переходника-удлинителя, часто применяемого для подключения других устройств, то общее сопротивление проводки легко может превысить данную цифру (33 мОм). Это приведет к тому, что при случайном замыкании цепи на землю блок питания не выключится, а продолжит функционировать в обычном режиме с выдачей полной мощности в провода подачи питания. Попробуйте представить 750 Вт на куске провода в пол метра и вы можете оценить последствия этого действия. Пожар в системном блоке при коротком замыкании вовсе не «экзотика» и такие случаи отмечаются. Т.е, отдельные преобразователи в мощных БП это вовсе  не «добрая воля» производителей, а суровая необходимость. Однако, вокруг цифры «750 Вт» выпускается много моделей блоков питания и это одна из самых востребованных мощностных категорий, выбираемых пользователями, получивших опыт общения с продукцией «350 Вт, $30». А именно, выбор тех, кто знает, что надо для нормально работы системы. Остается лишь понять, стоит ли тратить деньги за наличие независимых преобразователей 5/3.3 вольта или это не более чем миф.

Для получения четкого ответа на данный вопрос следует провести массовое тестирование двух классов блоков питания, что представляется нереальным для автора данной статьи, поэтому, увы,  тест будет не столь обширный. Это расстраивает, но лучше начать что-то делать, чем топтаться на месте.

Аппаратура

Для выполнения работ используется тестовый стенд, собранный на основе фирменного тестового оборудования фирмы Agilent, специализированного для выполнения исследований источников питания. Данный набор дополнен генератором помех на выполнение проверок на соответствие требований ГОСТ'ов для компьютерных систем. В принципе, стенд имеет описание, но данная бюрократия мало кого интересует, поэтому сразу перейдем к непосредственным участникам тестирования. Для исследования стоит взять пару БП примерно равной мощности, но с различающейся топологией. Пограничной цифрой является «750», поэтому выбор должен сосредоточится вокруг нее. У автора данной статьи не такой уж и большой ассортимент в чулане, поэтому остановимся на двух моделях, «Aerocool Strike-X 800» и «Cougar CMX 700»:

Стоимость устройств примерно одинакова, с поправкой на мощность, что позволит произвести сравнение «лоб-в-лоб», без каких либо скидок. Впрочем я должен сразу извиниться, что не смог подобрать БП с равной мощностью. Размер моего чулана не столь велик, прошу прощения.

Итак, имеется пара блоков питания, примерно одинаковой мощности и мерой «фирменности». Последняя характеристика крайне важна, никто не ждет каких либо серьезных провалов от фирм, напрямую специализированных на выпуске данного вида продукции, а вот «второй эшелон» и различного рода «дочерние компании» способны подкинуть какие либо «нежданки»(с)Задорнов. Итак, «Aerocool Strike-X 800» с отдельными преобразователями против «Cougar CMX 700» с групповой стабилизацией. Поехали!

Организационный вопрос - исследование будет производиться над двумя блоками питания, при этом графики и характеристики БП «Aerocool Strike-X 800» будут приводиться слева и отмечаться в тексте сокращенным определением «Strike-X 800» (Strike-X), а БП «Cougar CMX 700» приводиться справа с отметкой в тексте «CMX 700» (CMX).