Блоки питания ATX: жаркие баталии в борьбе за выживание

Автор убедительно просит не рассматривать приведенный материал как руководство по гарантированному выводу блоков питания из строя, а также не повторять без крайней необходимости описанные ниже тестовые условия и методику. Особенно если стоимость вашего блока питания не превышает $10, а масса -- 800 г...

Увы, прежде чем с конвейера сойдет первый серийный автомобиль, не одна машина с обвешанным датчиками манекеном будет принесена в жертву в результате экстремальных условий во время испытаний. Хоть и жалко очередной смятый автомобиль, но безопасность людей дороже. Полученная информация обычно используется для совершенствования конструкции или, по крайней мере, хотя бы для выяснения условий, при которых ничто уже не поможет... К тому же с показателями ниже определенного уровня автомобиль просто не рискнут выпустить на дорогу, да и экономить на системе обеспечения безопасности в автопромышленности не принято.

На рынке блоков питания (БП) все обстоит несколько иначе. В последние годы, стараясь снизить цену на готовый продукт, некоторые производители экономят на критичных элементах конструкции и качестве компонентов, а также предоставляют заведомо неправильные сведения о параметрах выпускаемых устройств. В результате пользователь или сборщик ПК, ориентирующийся только на заявленные характеристики БП, рискует попасть в ситуацию, когда сэкономленные деньги обернутся намного более значительными потерями: частыми сбоями и зависаниями системы, выходом из строя компонентов ПК. А в жару, когда к неблагоприятным факторам добавляется высокая температура воздуха, учащаются и случаи выхода из строя самих БП.

Характеристики блоков питания ATX

Как известно, скупой платит дважды, а кто владеет информацией -- тот владеет миром. Исходя из этого, мы все же решились на такое непростое, но (судя по многочисленным пожеланиям читателей и коллег из сферы IT) очень нужное дело, как тест блоков питания. В результате на суд общественности представлен первый и в своем роде уникальный для отечественной прессы материал по БП. В нем изложена детальная информация именно для специалистов -- тех, кто хочет знать реальные возможности техники и готов не скупиться на достаточно качественное оборудование во избежание будущих серьезных проблем.

AOpen FSP250-60GTV (PF). Этот блок питания уже успел зарекомендовать себя среди отечественных пользователей как надежное и сверхтихое устройство. По своей начинке он близок к старшим моделям, однако не имеет третьего фильтра на разъеме питания. Как и в старшей модели, применена микросхема КА3511, однако расположенная непосредственно на основной печатной плате. Среди других конструктивных отличий -- сниженные емкости конденсаторов фильтра пропорционально отношению мощностей. В отличие от 300-ваттной модели, этот БП имеет защиту по цепям +3,3 В.

Блоки питания ATX жаркие баталии в борьбе за выживание

AOpen FSP300-60 BT (12V)

AOpen FSP-300-60 BT (12V), Fortron FSP300-60 BT (12V). Несмотря на то что внутри корпуса мало места, все элементы этих БП аккуратно установлены на свои места и зафиксированы клеем. Соединения изолированы, входной фильтр размещен в заземленном экране и совмещен непосредственно с гнездом питания. Вентилятор на подшипнике снабжен термочувствительной схемой изменения частоты вращения, которая собрана на отдельной небольшой плате, прикрепленной к радиатору. У БП Fortron, единственного среди всех блоков, участвующих в тесте, провода к низковольтным разъемам с целью дополнительной защиты от высокочастотных помех пропущены через массивное ферритовое кольцо.

При токе около 3 А по цепи +5 В SB у обоих FSP300-60 BT просто срабатывает защита. Другой полезной особенностью этих БП является задержка включения блока на 1--1,5 секунды с момента подачи питающего напряжения. Сделано это, по-видимому, для того, чтобы не "проверять" материнскую плату и другие устройства ПК на устойчивость к характерным для режима запуска колебаниям и всплескам питающих напряжений, а также облегчить выход высоковольтного преобразователя и других цепей БП в установившийся режим. Зато время задержки включения по сигналу PS_ON составило всего 8,6 мс.

Apollo MAX-R300W. Даже хромированная решетка перед вентилятором этого БП подчеркивает стремление его создателей сделать все на совесть. Это ощущение закрепляется при взгляде на оригинальную Г-образную конструкцию из алюминиевого профиля, используемого для радиаторов охлаждения, и два сетевых фильтра.

В тестах MAX-R300W показал несколько меньшие значения мощностей по сравнению с заявленными. В остальном -- это надежное и качественное устройство средней ценовой категории. К недоработкам можно отнести малое предельное значение тока по цепи +5 В SB и отсутствие защиты в канале +3,3 В.

Chieftec HPC-340-201 ATX 12V

Chieftec HPC-340-201 ATX 12V. Эта модель, производимая компанией High Power для Chieftec -- лидер нашего тестирования в категории "свыше реальных 300 Вт". Она представляет собой эталон качественного адаптивного источника стандарта АТХ 2.03 с высокоэффективной системой охлаждения и бесшумным вентилятором. Что касается его внутреннего устройства, то, как говорится, комментарии тут излишни.... Брэнд остается брэндом.

Chieftec HPC-300-202

Chieftec HPC-300-202. Собственно, сказать что-либо плохое об эксплуатационных параметрах этих БП крайне сложно. И дело здесь не только в постоянно проявляемой производителем заботе о поддержании рейтинга своих устройств и реакции со стороны удовлетворенных качеством работы пользователей.

Визитная карточка таких блоков питания -- наличие всех возможных типов фильтров и размещенный на верхней крышке дроссель на наборном пермалоевом сердечнике. Неудивительно, что уровень шума/пульсации на выходе один из самых низких. Даже поверхностного взгляда на "начинку" БП достаточно, чтобы оценить всю справедливость высказывания: в блоке питания, призванном служить образцом, свободного места просто быть не может. Правда, возникает закономерный вопрос: а не лучше ли было вместо россыпи из конденсаторов и ферритовых колец в термоусадочном кембрике на контактах сетевого гнезда использовать стандартный компактный фильтр-гнездо в металлическом экране, как это сделано в блоках FSP-300-60BT? А заодно подумать о еще более аккуратном креплении термодатчика к нижней части радиатора и позаботиться о пользователе, который практически никогда не знает, какой из проводов сетевой вилки подключен к "фазе" и должен быть разомкнут выключателем питания (у имеющегося -- одна пара размыкаемых контактов).

Отмечены крайне малое время задержки включения питающих напряжений и отсутствие защиты от КЗ по цепи +3,3 В. Интересно, что показатели БП от High Power и Chieftec отличались не более чем на единицы процентов. Ну что ж, стабильность параметров -- дополнительное подтверждение высокого качества товара.

Codegen 250X ATX 2.03

Codegen 250X ATX 2.03. Предварительно осмотрев этот БП, мы и не рассчитывали на высокие параметры -- емкости высоковольтного фильтра показались недостаточными, а трансформатор преобразователя по габаритам обмоток и сечению магнитопровода был больше похож на тот, что установлен в 200-ваттном блоке. Внушали опасения и габариты выпрямительных диодов, подключенных к вторичным обмоткам низковольтной стороны блока питания. Входной фильтр для борьбы с синфазными помехами есть, однако двойной дроссель исполнен на небольшом ферритовом колечке с использованием монтажного "телефонного" провода вместо обмоточного. Однако в надписи на крышке БП указывались максимальные мощности по цепям +3,3 и +5 В на уровне 130 Вт и достаточно высокие предельные значения токов.

Блок не смог обеспечить одновременно ток более 5,4 А по +3,3 В и 9,2 А по +5 В, что указывает на недоработку в целях стабилизации. "Плаванье" этих напряжений увеличилось при повышении нагрузки на выходе цепи +12 В, и при отбираемой мощности около 240 Вт блок стал стремительно нагреваться. В дальнейшем его нельзя было включить даже на 75% максимальной мощности, хотя температура радиаторов внутри корпуса и опустилась ниже 50 °C.

Вероятнее всего, выбирая этот блок для компьютера, необходимо заранее убедиться, что максимальный ток в цепи +3,3 В не превысит 8 А (при заявленных 14 А), иначе БП может просто не успеть продемонстрировать соответствие остальных параметров указанным на этикетке.

ComponentPro ATX-300GT

ComponentPro ATX-300GT. Начинка данного устройства, вплоть до выключателя питания, разрывающего оба провода от сети, была очень похожа на FSP-300-60BT, и ничто не предвещало проблем при тестировании этого блока. Тем более что при одиночной загрузке каждого из вторичных каналов положительного напряжения блока порознь были получены достаточно высокие результаты. Однако, плавно выводя его на максимальную мощность, мы столкнулись с клиппированием -- периодическим (приблизительно два раза в секунду) срабатыванием и отпусканием системы защиты, синхронно с которым падало и поднималось напряжение во вторичных каналах. Заметим, что сигнал для материнской платы о том, что напряжение питания находится в допуске (PowerGood), при этом не снимался. Отмечена также и нестабильность срабатывания цепей защиты по каналу +5 В.

В процессе замера времени поддержания выходных напряжений в случаях пропадания напряжения сети при нагрузке суммарной мощностью 75% максимальной обнаружилась еще одна неприятная особенность. Вначале на протяжении 1--1,5 мс блок сбрасывал напряжение, затем, дойдя до 10--20% номинала, словно спохватившись, вновь поднимал его на 2 мс до входа в зону 5%-ного отклонения значений, а затем опять плавно уменьшал до нуля.

И несмотря на всю свою "внутреннюю наполненность" (в блоке установлены качественные сетевые фильтры, за исключением разве что фильтра на разъеме питания) и неплохие мощностные показатели, рекомендовать его для высокопроизводительного ПК мы все же не стали бы. Если вдруг возникнет ситуация с пиковой нагрузкой БП -- кто знает, как поведут себя при пульсирующем напряжении устройства компьютера. Однако обеспечить в течение продолжительного времени 250-ваттную нагрузку блок, вероятнее всего, сможет.

CWT R--300W ATX-350PEL12

CWT R-300W ATX-350PEL12. Еще когда мы только прикидывали, на что блок вообще способен, сразу бросилась в глаза неадекватная реакция на изменение нагрузочных токов по цепям +5 и +12 В. Это единственное устройство в серии тестов, для которого значение пикового тока канала питания +3,3 В по 5%-ному изменению напряжения (как нагружаемого отдельно, так и при любом соотношении сопротивлений подключаемых нагрузок, вплоть до максимальной по мощности) составило 23,6 А. Это насторожило, хотя, справедливости ради, отметим, что он более чем вдвое превышает заявленный производителем максимальный ток.

В дальнейшем подозрение в том, что цепи, обеспечивающие стабилизацию выходных напряжений, недостаточно продуманы (или неправильно подогнаны величины компонентов), а защита от перегрузок "инфантильна", подтвердилось. Крайне малое для типовых современных конфигураций ПК значение максимального тока по +12 В (максимальные: частное -- 9,77 А, при "догрузке" до предельной мощности -- 12 А, и это не описка) при декларируемых 14 А не позволило дать оценку этому блоку более чем два балла. И то с некоторым авансом за попытку реализации весьма сложных схемотехнического и конструктивного решений.

ElanVital EVB-2006А

ElanVital EVB-2006А. ElanVital -- марка известная, и хотя рассматриваемый блок EVB-2006А не отвечал ни одному из требований, предъявляемых к объектам тестирования (не имел разъема ATX/12V), в качестве примера мы все же включили его в число рассматриваемых. Заявленная максимальная мощность составляла всего 200 Вт. Заглянув внутрь корпуса, мы лишь удивились выбору номинала предохранителя -- 6 А. Все остальное -- добротно, без экономии на деталях и в то же время без излишеств. Термодатчик на гибких монтажных проводах, как и в ранних моделях HPC, приклеен к радиатору, а элементы регулятора оборотов вентилятора вместе с управляющей микросхемой установлены на дополнительную вертикально расположенную плату. Если бы не слабый выход по цепям +5 В SB (пиковый -- 1,75 A, заявленный -- 1 А), то автор был бы первым, кто попытался бы допаять отсутствующий разъем ATX/12V и подключить к своему домашнему ПК, чтобы "утереть нос" некоторым 250--350-ваттным БП. А для остальных сообщаем, что в ближайшем будущем блоки "P4 Ready" от этого производителя появятся в Украине.

Enlight HPC-300-202

Enlight HPC-300-202. В отличие от модели с такой же маркировкой от Chieftec в качестве управляющей микросхемы здесь применена не SG6105D, а самая распространенная TL494. Однако к кардинальному изменению "поведения" блока на стенде это не привело. Можно лишь пожелать поднять пиковое значение по цепи +5 В до 2 A, рекомендуемых спецификацией на блоки питания ATX.

Fortrex FP-300

Fortrex FP-250, FP-300. Различия в предполагаемой максимальной мощности этих БП, на первый взгляд, не столь существенны -- немного разнятся типы используемых в преобразователях трансформаторов, еле заметно отличаются площади радиаторов и добавлены дополнительные дроссели и в цепь питания, и в схему выпрямителей на низковольтной стороне блока. Оба БП оснащены схемами регулировки оборотов двигателя вентилятора, хотя размещение термодатчиков вряд ли можно назвать оптимальным -- у старшей модели он приклеен к дросселю фильтра, у младшей -- на жестких выводах пригнут в сторону радиатора.

Fortron FSP300-60 BT (12V)

При работе оба блока оказались достаточно чувствительными к величине нагрузки по выходу +12 В (особенно FP-250W), что выражалось в непропорционально быстром повышении температуры радиаторов, а затем, после разогрева блока, -- еще и к снижению максимально допустимого тока по цепи +5 В SB. Создалось впечатление, что схемотехнические решения, использованные при конструировании канала +12 В и цепей защиты от перегрузки, демонстрируют недостаточную гибкость для блока питания с такой большой заявленной максимальной мощностью.

GoldenPower GP-300W-A

GoldenPower GP-300W-A. Это еще один "середнячок" китайского происхождения, не хватающий звезд с неба, не удививший нас ни мощностью трансформаторов, ни площадью радиаторов, но все же благополучно прошедший весь тест до конца. Его укомплектованность дросселями и конденсаторами в фильтрах иначе как "умеренной" не назовешь.

Значения измеренных параметров вроде бы соответствуют указанным на корпусе, тем не менее по "поведению" его можно отнести к классу неплохих БП средней ценовой категории с максимальной мощностью в 250 Вт и рекомендовать для ПК с равномерным распределением мощностей потребления по выходным каналам питания.

ATX-300. Несмотря на свое "безродное" происхождение, этот БП проявил себя в тестах как уверенный "середнячок". И вроде бы необходимый минимум деталей на месте, и трансформаторы внешне выглядят солидно, и выходные дроссели впаяны...

Да вот только, учитывая параметры, заявлять блок питания следовало как 200-ваттный. А так -- неудивительно, что после прогрева БП замечено изменение порога срабатывания системы защиты. Кроме того, при работе с этим блоком следует учитывать, что уровень PowerGood плавно снижается с "1" до "0" при уменьшении напряжения питания начиная со 182 до 163 В.

Power Master FA-5-2 (250W). Это наиболее "слабый" по схемотехнике и конструктивному исполнению и самый дешевый в предлагаемой линейке блок питания, который, тем не менее, сумел дойти целым до финиша испытаний. Более того, при суммарной нагрузке в 203 Вт за балансом потребляемых токов по вторичным цепям пристально следить не пришлось, да и тепловой режим был в верхней границе нормы. Однако все познается в сравнении, и более 2 баллов из 5 возможных поставить ему сложно.

Power Master PM-250 (AP-3-1)

Power Master PM-250 (AP-3-1). Этот БП по "внутреннему строению" аналогичен модели PM-300 (JJ-300) за исключением номиналов емкостей высоковольтных фильтров (снижены с 680 до 470 мкФ) и отличается отсутствием на радиаторе платы регулятора частоты вращения вентилятора. Как следствие -- несколько повышенный уровень шума. По-видимому, и этот блок имеет коррекцию коэффициента мощности, что объясняет его экономичность и наивысшее в тестах значение КПД при нагрузке 75% от максимальной. При ее уменьшении он показал малое значение пульсаций, которое по цепи +12 В при токе около 10 А составило 13,2 мВ.

Отметим также, что выключателем питания на блоке коммутируются оба провода с сетевого разъема, так что получить удар током (через конденсаторы в фильтрах) даже при подключенном сетевом шнуре вам не грозит. Рейтинговая оценка -- четверка.

Power Master PM-300 (JJ-300)

Power Master PM-300 (JJ-300). Если бы, кроме баллов, присуждались еще и "призы авторских симпатий", то первым кандидатом стал бы PM-300 (JJ-300). А в пояснениях бы значилось, что этот блок питания уж очень сильно приблизился к своим hi-end-собратьям серий FSP и HPC. Возможно, он и "не дотягивает" по схемотехническим решениям сетевых фильтров, хотя в какой степени -- выяснится только после проведения специальных тестов на соответствие требованиям по ЭМИ. По крайней мере, надпись "Tested to Comply with FCC Standard" среди остальных регалий на наклейке имеется, а в "честности" заявленных производителем параметров сомневаться не пришлось.

БП весьма спокойно перенес "лишние" 50 Вт сверх положенных (перегрузка осуществлялась в основном по цепи +12 В), показал крайне низкий уровень пульсаций и при способности длительное время обеспечивать более 2,5 А по цепи +5 В SB приятно обрадовал наличием в ней стабильно работающей защиты от КЗ.

Имеется система терморегулировки (изменения частоты вращения вентилятора), однако ее датчик установлен не на радиаторе, а в непосредственной близости от него (на расстоянии в 5 мм).

Непонятным для автора осталось то, каким образом удалось обеспечить столь высокий КПД блока. В качестве пожелания к производителю, учитывая, что данная модель завоевывает популярность среди пользователей, которым не чуждо стремление к весьма смелым экспериментам со своим ПК, стоило бы задуматься о защите от КЗ по цепи +3,3 В (или хотя бы о снятии сигнала PowerGood), ведь ток составил свыше 26 А.

Power Master PM-300 FA-5-1

Power Master PM-300 FA-5-1. Группа моделей FA -- облегченная версия БП от Power Master. В первую очередь, это заметно по габаритным размерам трансформаторов и номиналам емкостей (470 мкФ для 300-ваттного и 330 мкФ для 250-ваттного блоков) в высоковольтном преобразователе. На плате видны незаполненные посадочные места под сетевой фильтр, что не должно смущать, так как его элементы просто вынесены на отдельную платку, распаянную непосредственно на сетевом разъеме. В ходе испытания БП проявил себя практически адекватно заявленным параметрам, лишь немного не "дотянув" по мощности инвертора до получения максимального тока по цепи +12 В в 15 А. В остальном -- все как положено для блоков питания средней ценовой категории.

Power Master PM-350W

Power Master PM-350W. По-видимому, производитель не захотел смириться с тем, что оба преобразователя напряжения модели PM-300 (JJ-300) не используются на полную мощность, поэтому, незначительно изменив вторичные (выходные) цепи БП (установив более мощные дроссели и увеличенные емкости конденсатора фильтра, включая канал SB), выпустил достаточно качественное устройство, показавшее одни из самых высоких значений мощностей среди измеренных. "Четверку с плюсом" блок честно заработал по совокупности своих электрических параметров, в частности за мощные 5-вольтовые цепи и за то, что в отличие от предыдущего блока имеется защита от КЗ по цепи +3,3 В. К сожалению, плавно загрузить канал +3,3 В до падения напряжения ниже 5%-ного допуска измерительный стенд не позволил, что заставило остановиться на отметке в 27 А (при 20 А заявленных). Среди недостатков замечено пропадание сигнала PowerGood уже при сетевом напряжении в 185 В.

WinTech WIN-250PE. Этот БП отличается от аналогичного 300-ваттного значительно меньшими габаритами трансформаторов и несколько упрощенной схемотехникой вторичных каналов.

В тестах он показал рекордно высокий уровень шумов и пульсаций на выходе +12 В и малое максимальное значение тока по цепи +5 В SB. Кроме того, наблюдалось постепенное плавное пропадание уровня логической "1" на выходе PowerGood при снижении сетевого напряжения (начиная со 187 В).

WinTech WIN-300PS

WinTech WIN-300PS. В категории 300-ваттных блоков питания в нашем тестировании приняли участие два разных по конструктиву БП: в стандартном по размерам и в уменьшенном по высоте корпусах.

Заявленные производителем электрические параметры и комплектующие обоих блоков, за исключением цепи +5 В SB, идентичны, чего нельзя сказать о полученных результатах. При половинной загрузке отмечалась хорошая перекрестная стабилизация значений напряжений каналов, однако при полной мощности в цепях +3,3 и +5 В напряжение питания на выходе +12 В стандартного по размерам БП вдруг начало расти (до 13,1--13,4 В), что вряд ли понравится, скажем, CD-RW в процессе записи и другим устройствам ПК.

Из позитивных факторов, связанных с эксплуатацией блоков, следует отметить "мягкое" (с ограничением мгновенного тока) и одновременно достаточно четкое срабатывание цепей защиты. Можно предположить, что в БП заложено конструктивное решение, позволяющее отслеживать скорость нарастания тока в цепи, а не превышение какого-либо заранее установленного предельного значения. Кроме того, оба блока устойчиво работают при пониженном напряжении сетевого питания (начиная с 162 В). К недостаткам БП следует отнести малое предельное значение тока по цепи +5 В SB, особенно проявившееся в устройстве с уменьшенной высотой корпуса.

Продолжение следует...

Задумывая данный тест "на выживание" для блоков питания, мы даже не могли заранее предположить, сколько их сможет целыми и невредимыми дойти до финишной черты. Ведь их ожидали...

Пиковые нагрузки (до выхода значения напряжения за пределы 5%-ной зоны от номинала) по каждому из вторичных каналов питания, поданные порознь, когда и цепям регулировки напряжения, и схеме защиты наиболее сложно продемонстрировать эффективность работы.

Неравномерная загрузка только по двум выходным цепям (+5 и +12 В) до максимально возможной мощности при практически полном отсутствии потребляемого от цепи +12 В тока.

Нагрузка канала +12 В до срабатывания защиты блока питания. Причем "удерживать" эту нагрузку блок должен был не менее 15 с. Именно от этого (а не паспортного) значения пиковой суммарной максимальной мощности в большинстве случаев рассчитывалась величина в 75% для последующих измерений параметров (КПД, среднеквадратическое значение шума/пульсаций преобразователя, время до выхода напряжений на номинал и время удержания выходных напряжений при отключении сетевого питания).

Особое внимание уделялось работе канала +5 В SB, для которого токи ограничивались либо физическими возможностями БП, либо величиной 2 А (продолжительно) с имитацией пиковой нагрузки до значения 2,5 А (в соответствии с расширенной рекомендацией ATX12V).

И наконец, "под занавес" проверялась способность справиться с коротким замыканием по выходам всех трех положительных напряжений питания.

Подводя итоги проделанной работы, хотелось бы акцентировать внимание на следующих моментах.

Чем дешевле блок питания, тем больше вероятность того, что при его производстве сэкономили на комплектующих.

Корпус, который стоит меньше, чем качественный БП, таковой содержать в себе не может в принципе.

Перефразируя предыдущий пункт: как правило, в корпусах от известных брэндов стоят качественные блоки питания. Поэтому если при покупке БП известно, что один из ведущих производителей использует данное устройство или его аналог в своих продуктах -- это может служить определенной гарантией правильности выбора.

Как ни странно, есть один чрезвычайно простой критерий, позволяющий с вероятностью процентов 80 судить о качестве БП -- его масса!

Несмотря на все вышеперечисленное, даже хорошая схемотехника и использование качественных деталей иногда не дают в сумме хороший БП. Поэтому если хочется 100%-ной уверенности -- каждая надпись на блоке, каждое заявленное производителем значение должно подвергаться сомнению до того момента, пока вы не убедитесь в их достоверности.

Ну а если соответствующего оборудования нет, единственное, что можно посоветовать, -- искать результаты тестирований потенциального кандидата на покупку. "Первое приближение" к методике правильной оценки наиболее критичных параметров БП, как нам кажется, достигнуто. Естественно, не все возможные варианты были рассмотрены и не все тесты проведены. Однако если информации будет меньше, чем в этом материале -- вот тогда уже есть серьезные причины усомниться в ее полезности. Что же касается наших рекомендаций относительно тех моделей, которые принимали участие в тесте, -- то о них можно судить по оценкам, проставленным в таблице.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365