Грешка в системата или нестабилност на целия компютър? Всички сме свикнали да обвиняваме Windows за всичко, но често лошото захранване може да е причината за проблема. Няма значение дали ще надстроите компютъра си или ще закупите нов системен модул - KitGuru ще ви помогне при избора на захранване.
Защо изобщо ми трябва захранване?
В стените на вашия дом има двойни алуминиеви (понякога медни) проводници, които могат да захранват устройства, които консумират повече от 7000 вата (7 киловата). Дори най-мощният и усъвършенстван компютър днес много рядко консумира повече от 1 киловат. За да работим с компютри, се нуждаем от висококачествено захранване, способно да преобразува високо напрежение от контакта в ниско напрежение, необходимо на компютъра (компютъра с всичките му компоненти), за да работи нормално.
Технологични фактори, влияещи върху избора на захранване
Изборът на захранване зависи от това колко компонента (и колко енергия консумират) са инсталирани в компютъра. Например различните видеокарти имат различен брой и тип конектори. За някои видео карти мощността, която получават през слота PCI-Express, е достатъчна, докато енергоемките карти като Fermi (GeForce GTX4xx серия) изискват допълнителни 6 или 8-пинови захранващи конектори в допълнение към захранването от PCIe. Също така си струва да се има предвид, че акустичният шум, създаван от захранването, може да се различава от модел до модел и този фактор определено може да повлияе на решението в полза на избора на едно или друго захранване, точно както неговите термични характеристики.
Някои захранващи устройства имат уникални свойства/характеристики (например, захранването Nesteq EECS има система за управление на кабела; казано по-просто, това е модулно и ненужните кабели, които не са необходими за работата на конкретен компютър, могат просто да бъдат изключени) и това също си струва да се има предвид.
В допълнение към това си струва да имате предвид едно нещо - ако имате евтин UPS (непрекъсваемо захранване), тогава преди да закупите, уверете се, че захранването, което харесвате, има Hold-up time (времето, през което системата може работи без рестартиране при проблеми със захранването се измерва в милисекунди) е по-голямо от времето за реакция на непрекъсваемото захранване.
Чух за някои електропроводи, колко ми трябват?
Това вече е истинска маркетингова война, а не проста разлика във вътрешната структура на захранването.
Има мнение, че захранващите устройства, работещи с няколко 12V захранващи линии, са по-безопасни от техните колеги с една, но голяма (мощна) 12V линия; захранващи устройства с такова устройство се използват по-често от ентусиасти, които отричат възможността за слаб 12V линията е претоварена от едно устройство, алчно за електричество.
За да бъде ясно, за да се избегнат недоразумения... Захранванията от висок клас от водещи производители, които използват множество 12V линии, са проектирани така, че всяка захранваща линия надвишава ATX спецификациите за безопасност.
Същите захранвания, които имат една много мощна линия от 12 V, са опасни, защото хората се опитват да си представят катастрофални събития, по време на които цялото електричество се подава към един конектор, кабелът в който се топи сам и дори предизвиква пожар. Тук обикновено дават пример, при който дефектен компонент не причинява късо съединение. Производителите на висококачествени захранвания внедряват решения в своите продукти, които ви позволяват да сте сигурни, че това никога няма да се случи и затова такива катастрофални събития са много редки (въпреки че има интересна история за френски журналист, който беше хоспитализиран по време на тестване „захранване от известна марка“, като цяло историята продължава).
Ефективност: Колко енергия се губи?
Обикновено, ако по време на работа захранващото устройство загуби ~20% от консумираната електроенергия, то се счита за ефективно. Съвет - потърсете стикера "80Plus" на новите захранвания. И помнете - по-ефективното захранване е това, което превежда по-малкоенергия в топлина, това означава, че ефективните захранвания не само спестяват вашите пари, но и работят по-тихо. Ето таблица със спецификациите на захранването на 80Plus:
| Видове тестове 80 PLUS | 115V вътрешно без резервиране | 230V вътрешно резервно захранване | ||||
|
Процент от номинала товари |
20% | 50% | 100% | 20% | 50% | 100% |
| 80% | 80% | 80% | Недефиниран | |||
| 82% | 85% | 82% | 81% | 85% | 81% | |
| 85% | 88% | 85% | 85% | 89% | 85% | |
| 87% | 90% | 87% | 88% | 92% | 88% | |
|
80PLUS платина |
Недефиниран | 90% | 94% | 91% | ||
Колко мощност ми трябва?
Захранващите устройства са проектирани да работят с 50 до 60 процента от максималната си мощност през цялото време, вместо да работят при пълно натоварване през цялото време. Принуждаването на захранването да работи на пълна мощност за дълго време означава не само намаляване на енергийната ефективност на работата му, но и повишено износване на устройството. Внимавайте с хардкор папки!
Между другото, повечето онлайн калкулатори за консумация на енергия на компютри удвояват действителния системен апетит. Например, те увеличават TPD на вашите компоненти само за да ви защитят в бъдеще.
Неефективността се случва и от двете страни на скалата (WTF?!)
Ако сте закупили захранване, което е твърде готино за вашия компютър, това ще се отрази негативно на ефективността на работата му (PSU). Много е важно да изберете захранване с правилния брой ватове.
Напредналите потребители на персонални компютри може да имат две или повече графични карти в системите си и компютрите на повечето потребители са много по-малко гладни за енергия. Ето три типични сценария:
| Видео карта | процесор | други | Обща сума | Подходящ PSU |
|
| Напреднал потребител |
250 вата | 100 вата | 80 вата | 430 вата | ?850 вата |
| Редовен геймър |
120 вата | 80 вата | 60 вата | 260 вата | ?500 вата |
| Прост потребител |
50 вата | 50 вата | 60 вата | 160 вата | ?350 вата |
Цената на едно захранване може да варира от £10 до £200, а на пазара има огромен брой от тях, от които да избирате. Изборът се усложнява и от вида на захранването - дали е модулно или не, което разбира се се отразява и на цената. Модулните са по-скъпи, но не забравяйте за подобрения въздушен поток, лекотата на надграждане и по-бързото време за сглобяване на компютър с такова захранване.
Производители на качествени захранвания
Всъщност повечето от различните PSU се произвеждат в едни и същи заводи. Всеки обаче се състои от различни компоненти, има свои собствени характеристики, ниво на шум или ефективност, както и гаранционен срок. Продуктите, на които си струва да обърнете внимание, са (по азбучен ред) Antec, BeQuiet, Coolermaster, Corsair, Enermax, FSP, OCZ, Seasonic и Thermaltake.
Какво харесва KitGuru?
Ако трябва да избираме от захранвания до 600 вата, бихме предпочели OCZ XStream и Antec EarthWatts.
Между 600 и 775 вата, Coolermaster (Silent Pro), Thermaltake (Toughpower XT) и Corsair (TX) биха били чудесен избор.
Над 800 вата - определено BeQuiet, Corsair и Enermax. За пазара на свръхвисок клас Thermaltake подготвя 1500-ватово захранване, което би било достатъчно за много години напред, Antec също провежда подобни разработки.
Безплатен превод на материали от портала KitGuru, всички права запазени.
Компютърът вече е познато нещо за всеки човек, но не всеки е погледнал вътре в кутията. Повечето хора използват това устройство и не се замислят от какво се състои. Работи - и е страхотно.
И ако нещо се счупи, има специалисти. Ясно е, че не всеки има нужда да си пълни главите с технически подробности, но е препоръчително да знаете основите. Първо, трябва да попитате какво е "захранване" и как да го изберете правилно. По-долу ще обясним защо тази част е толкова важна.
Защо имате нужда от захранване в компютър?
Нека не пишем сложни фрази, които ще кажат малко на средния потребител. Нека се опитаме да сравним. Захранването е нещо като електрическа станция за всички елементи на вашия компютър. Той генерира напрежение от електрическата мрежа, което е необходимо за определени части. Зарежда ги с енергия и ги кара да работят.
Препоръчително е да не пестите от захранването, тъй като зависи от него. Вероятно поне веднъж сте се сблъсквали с прекъсвания на мрежата. Светлините в зоната изведнъж изгаснаха и след като включихте компютъра, забелязахте, че документите не са запазени или че някои програми като цяло отказват да се отварят нормално. 
За да избегнете подобни проблеми, трябва да закупите надеждни и модерни захранвания, които, макар и по-скъпи, са в състояние да издържат на пренапрежение. Можете да запазите всичко и да завършите работата си спокойно.
Какви видове захранвания има: параметри за избор
Първото нещо, на което трябва да обърнете внимание, е мощността. Трябва да е достатъчно. За извършване на прости задачи обикновено е достатъчно 300-500 W. И ако сте фен на сложни компютърни игри или използвате сериозен софтуер, тогава е препоръчително да инсталирате захранване с мощност около 600 W.
Нуждаете се от точни стойности? След това използвайте специални онлайн услуги или програми за изчисление, лесно можете да намерите безплатни.
Когато избирате, трябва да обърнете внимание и на вградените вентилатори. Предлагат се в различни размери, но най-добрият е 120 мм. Ако нещо се случи, по-бързо ще намерите заместник.
След това ще говорим за по-сложен въпрос - кабели и конектори. Всичко трябва да пасва, в противен случай, както разбирате, компютърът няма да работи. Първо, обърнете внимание на конектора за свързване, в съвременните захранвания той е 24-пинов, а някои модели могат да се използват дори в стари компютри. Но старите захранвания не са подходящи за нови компютри. 
Това не е всичко За да захранвате процесора, най-добре е да закупите захранване с два конектора; ако е възможно, не използвайте стари IDE устройства или DVD устройство с 4-пинов конектор. Това допълнително ще усложни задачата за избор на подходящо захранване.
Също така се уверете, че има 6-пинов конектор за видеокартата и че дължината на кабелите отговаря на вашите нужди. За да направите това, разбира се, по-добре е да изберете лично, а не от снимки и описания в интернет.
Ако влезем в подробности, трябва да вземем предвид и такъв параметър като ефективността на захранването. Той говори за ефективността на преобразуването на енергията - съотношението на нейната консумация на енергия и изхода към компютърните елементи. В съвременните захранвания нивото на ефективност е приблизително 80-85%, което е напълно достатъчно за лична употреба.
Но за големи компании с много компютри са необходими 90-95%. Трябва също така да разгледат по-отблизо захранванията с отделна стабилизация за всеки кабел. Останалите не трябва да се тревожат за този проблем.
Колко струва закупуването на захранване за компютър?
Съсредоточете се върху задачите и възможностите си, но не забравяйте, че твърде евтиното в никакъв случай не е вашият вариант. За 30 долара само ще си купите допълнителни проблеми. Има и сравнително евтини, но висококачествени производители, които включват Cooler Master, Chieftec и FSP. 
И ако изобщо не искате да се ровите в тънкостите на вашия компютър, вземете надежден помощник. Само специалист може да избере идеалното захранване въз основа на вашата ситуация. Не си струва да рискувате производителността на вашия компютър. Скъперникът плаща два пъти. Така че е по-добре да не повтаряте грешките на другите и да плащате малко повече.
Съвременните компютърни захранвания са доста сложни устройства. Когато купуват компютър, малко хора обръщат внимание на марката захранване, предварително инсталирано в системата. Впоследствие лошото качество или недостатъчното захранване може да причини грешки в софтуерната среда, да причини загуба на данни на носителя и дори да доведе до повреда на електрониката на компютъра. Разбирането поне на основните принципи и принципи на работа на захранващите устройства, както и способността да се идентифицира качествен продукт, ще ви позволи да избегнете различни проблеми и ще помогнете да осигурите дългосрочна и непрекъсната работа на всеки компютър.
Компютърното захранване се състои от няколко основни компонента. Подробна схема на устройството е показана на фигурата. Когато е включено, променливотоковото мрежово напрежение се подава към входния филтър, в който пулсациите и шумът се изглаждат и потискат. В евтините устройства този филтър често е опростен или изобщо липсва.
След това напрежението отива към инвертора на мрежовото напрежение. През мрежата преминава променлив ток, който променя потенциала си 50 пъти в секунда, т.е. с честота 50 Hz. Инверторът увеличава тази честота до десетки, а понякога и стотици килохерци, поради което размерите и теглото на главния преобразуващ трансформатор са значително намалени, като същевременно се запазва полезна мощност. За да разберете по-добре това решение, представете си голяма кофа, която може да носи 25 литра вода наведнъж, и малка кофа с капацитет 1 литър, която може да носи същия обем за същото време, но ще трябва да носи водата 25 пъти по-бързо.
Импулсният трансформатор преобразува високото напрежение от инвертора в ниско напрежение. Благодарение на високата честота на преобразуване, мощността, която може да бъде предадена чрез такъв малък компонент, достига 600-700 W. В скъпите захранвания има два или дори три трансформатора.
До главния трансформатор обикновено има един или два по-малки, които служат за създаване на напрежение в режим на готовност, което присъства в захранването и на дънната платка, когато щепселът е свързан към захранването. Това устройство, заедно със специален контролер, е маркирано на фигурата с номер.
Намаленото напрежение се подава към бързоизправителни диодни възли, монтирани на мощен радиатор. Диодите, кондензаторите и дроселите изглаждат и изравняват високочестотните вълни, което ви позволява да получите почти постоянно напрежение на изхода, което отива по-нататък към захранващите конектори на дънната платка и периферните устройства.
В евтините единици се използва така наречената групова стабилизация на напрежението. Основният захранващ дросел само изглажда разликата между напреженията +12 и +5 V. По подобен начин се постигат икономии на броя на елементите в захранването, но това се прави за сметка на намаляване на качеството на стабилизация на индивидуалните напрежения. Ако има голямо натоварване на един от каналите, напрежението върху него намалява. Веригата за корекция в захранването от своя страна увеличава напрежението, опитвайки се да компенсира недостига, но в същото време се увеличава и напрежението на втория канал, който се оказва слабо натоварен. Има нещо като ефект на люлка. Имайте предвид, че скъпите захранвания имат токоизправителни вериги и захранващи дросели, които са напълно независими за всяка от основните линии.
В допълнение към захранващите възли, блокът има допълнителни - сигнални. Това включва контролер за контрол на скоростта на вентилатора, често монтиран на малки дъщерни платки, и верига за контрол на напрежението и тока, направена на интегрална схема. Той също така контролира работата на защитната система срещу късо съединение, претоварване, пренапрежение или, обратно, твърде ниско напрежение.
Често мощните захранвания са оборудвани с активна корекция на фактора на мощността. По-старите модели на такива устройства имаха проблеми със съвместимостта с евтини непрекъсваеми захранвания. Когато такова устройство премина към батерии, изходното напрежение намаля и коректорът на фактора на мощността в захранването интелигентно превключи в режим на захранване от мрежа от 110 V. Контролерът за непрекъсваемо захранване счете това за свръхток и послушно се изключи. Много модели евтини UPS с мощност до 1000 W се държаха по този начин. Съвременните захранвания са почти напълно лишени от тази „функция“.
Много захранващи устройства осигуряват възможност за изключване на неизползваните конектори; за това на вътрешната крайна стена е монтирана платка със захранващи конектори. С правилния подход към дизайна такова устройство не влияе на електрическите характеристики на захранването. Но се случва и обратното: конекторите с лошо качество могат да влошат контакта или неправилното свързване води до повреда на компонента.
За свързване на компоненти към захранването се използват няколко стандартни типа щепсели: най-големият от тях - двуредов - се използва за захранване на дънната платка. Преди това бяха инсталирани двадесет-пинови конектори, но модерните системи имат по-голяма товароносимост и в резултат на това новият щепсел има 24 проводника и често допълнителни 4 контакта са изключени от основния комплект. В допълнение към каналите за захранване на товара, към дънната платка се предават управляващи сигнали (PS_ON#, PWR_OK), както и допълнителни линии (+5Vsb, -12V). Включването се извършва само ако има нулево напрежение на проводника PS_ON#. Следователно, за да стартирате устройството без дънна платка, трябва да затворите щифт 16 (зелен проводник) към който и да е от черните проводници (земя). Работното захранване трябва да работи и всички напрежения веднага ще бъдат настроени в съответствие с характеристиките на стандарта ATX. Сигналът PWR_OK се използва за информиране на дънната платка за нормалното функциониране на веригите за стабилизиране на захранването. Напрежение +5Vsb се използва за захранване на USB устройства и чипсета в режим на готовност на компютъра, а -12 се използва за RS-232 серийните портове на платката.
Стабилизаторът на процесора на дънната платка е свързан отделно и използва четири- или осем-пинов кабел, който захранва +12 V. Мощните видеокарти с PCI-Express интерфейс се захранват чрез един 6-пинов конектор или два конектора за по-старите модели. Има и 8-пинова модификация на този щепсел. Твърдите дискове и устройствата със SATA интерфейс използват собствен тип контакти с напрежение +5, +12 и +3,3 V. За по-стари устройства от този вид и допълнителни периферни устройства има 4-пинов конектор за захранване с напрежение +5 и +12 V (т.нар. молекс).
Основната консумация на енергия на всички съвременни системи, като се започне от Socket 775, 754, 939 и по-нови, е на линията +12 V. Процесорите могат да зареждат този канал с токове до 10-15 A, а видеокартите до 20- 25 A (особено при овърклок) . В резултат на това мощните конфигурации за игри с четириядрени процесори и множество графични адаптери лесно „изяждат“ 500-700 W. Дънните платки с всички контролери, запоени към RSV, консумират сравнително малко (до 50 W), RAM се задоволява с мощност до 15-25 W за един стик. Но твърдите дискове, въпреки че не са енергоемки (до 15 W), изискват висококачествено захранване. Чувствителните вериги за управление на главата и шпиндела лесно се повредят, когато напрежението надвиши +12 V или когато има силна пулсация.
Етикетите на захранващите устройства често показват наличието на няколко +12 V линии, обозначени като +12V1, +12V2, +12V3 и т.н. Всъщност, в електрическата и верижната структура на устройството, в по-голямата част от захранващите устройства те представляват един канал, разделен на няколко виртуални, с различни текущи ограничения. Този подход е приложен, за да се удовлетвори стандартът за безопасност EN-60950, който забранява подаването на мощност над 240 VA към контактите, достъпни за потребителя, тъй като могат да възникнат пожари и други проблеми, ако възникне късо съединение. Проста математика: 240 VA / 12 V = 20 A. Следователно модерните модули обикновено имат няколко виртуални канала с ограничение на тока на всеки в района на 18-20 A, но общият капацитет на натоварване на линията +12 V не е задължително равна на сумата от мощностите +12V1, +12V2 , +12V3 и се определя от възможностите на преобразувателя, използван при проектирането. Всички изявления на производителите в рекламни брошури, описващи огромните предимства на множество +12 V канали, не са нищо повече от хитър маркетингов трик за непосветените.
Много нови захранващи устройства са направени с помощта на ефективни конструкции, така че те доставят повече мощност, докато използват малки охлаждащи радиатори. Пример за това е широко разпространената платформа FSP Epsilon (FSPxxx-80GLY/GLN), на базата на която се изграждат захранвания от няколко производителя (OCZ GameXStream, FSP Optima/Everest/Epsilon).
Съвременните мощни видеокарти консумират голямо количество енергия, така че отдавна са свързани с отделни кабели към захранването, независимо от дънната платка. Най-новите модели са оборудвани с щепсели с шест и осем извода. Често последният има отделяща се част за лесно свързване към по-малки конектори за захранване на видеокартата.
Надяваме се, че след преглед на основните компоненти на захранващите устройства вече е ясно за читателите: през последните години дизайнът на захранването стана много по-сложен, претърпя модернизация и сега изисква квалифициран подход и наличието на специални оборудване за пълноценно цялостно изпитване. Въпреки общото подобряване на качеството на блоковете, достъпни за обикновения потребител, има и откровено неуспешни модели. Ето защо, когато избирате конкретен захранващ блок за вашия компютър, трябва да се съсредоточите върху подробни прегледи на тези устройства и внимателно да проучите всеки модел, преди да купите. В крайна сметка безопасността на информацията, стабилността и издръжливостта на компонентите на компютъра като цяло зависят от захранването.
Кратък речник на термините
Обща мощност- продължителна консумация на енергия от товара, допустима за захранването без прегряване и повреда. Измерва се във ватове (W, W).
Кондензатор, електролит- устройство за съхраняване на енергията на електрическото поле. В захранването се използва за изглаждане на вълните и потискане на смущенията в захранващата верига.
Дросел- проводник, навит в спирала, който има значителна индуктивност с нисък собствен капацитет и ниско активно съпротивление. Този елемент е способен да съхранява магнитна енергия по време на протичане на електрически ток и да я освобождава във веригата в моменти на големи падания на тока.
Полупроводников диод- електронно устройство, което има различна проводимост в зависимост от посоката на протичане на тока. Използва се за генериране на напрежение с една полярност от променливи. Бързите типове диоди (диоди на Шотки) често се използват за защита от пренапрежение.
Трансформатор- елемент от два или повече дросела, навити на една основа, служещи за преобразуване на система с променлив ток с едно напрежение в система с променлив ток с друго напрежение без значителни загуби на мощност.
ATX- международен стандарт, който описва различни изисквания за електрически, тегло, размери и други характеристики на кутии и захранвания.
пулсации- импулси и кратки пренапрежения на електропровода. Те възникват поради работата на преобразуватели на напрежение.
Фактор на мощността, KM (PF)- съотношението на консумираната активна мощност от електрическата мрежа и реактивната мощност. Последното винаги е налице, когато токът на товара във фаза не съвпада с мрежовото напрежение или ако товарът е нелинеен.
Активна CM коригираща верига (APFC)- импулсен преобразувател, при който моментното потребление на ток е право пропорционално на моментното напрежение в мрежата, т.е. има само линеен модел на потребление. Този възел изолира нелинейния преобразувател на самото захранване от захранването.
Пасивна CM коригираща верига (PPFC)- пасивен дросел с висока мощност, който благодарение на индуктивността изглажда токовите импулси, консумирани от устройството. На практика ефективността на такова решение е доста ниска.
Трансформаторни захранвания
Класическото захранване е трансформаторно захранване. Като цяло се състои от понижаващ трансформатор или автотрансформатор, чиято първична намотка е предназначена за мрежово напрежение. След това се монтира токоизправител, който преобразува променливото напрежение в постоянно напрежение (пулсиращо еднопосочно). В повечето случаи токоизправителят се състои от един диод (полувълнов токоизправител) или четири диода, образуващи диоден мост (пълновълнов токоизправител). Понякога се използват други вериги, като например в токоизправители с удвояване на напрежението. След токоизправителя е монтиран филтър за изглаждане на трептения (пулсации). Обикновено това е просто голям кондензатор.
Също така във веригата могат да се монтират филтри за високочестотни смущения, пренапрежения, защита от късо съединение, стабилизатори на напрежение и ток.
Размери на трансформатора
Има формула, която може лесно да бъде извлечена от основните закони на електротехниката (и дори уравненията на Максуел):
(1/n)~f*S*B
където n е броят на навивките на 1 волт (от лявата страна на формулата е ЕМП на един навивка, която е производната на магнитния поток според уравнението на Максуел, потокът е нещо във формата sin (f * t ), f е извадено от скобата в производната), f - честота на променливо напрежение, S - площ на напречното сечение на магнитната верига, B - индукция на магнитно поле в него. Формулата описва амплитудата на B, а не моментната стойност.
Стойността на B на практика е ограничена отгоре от появата на хистерезис в сърцевината, което води до загуби поради обръщане на намагнитването и прегряване на трансформатора.
Ако приемем, че f е мрежовата честота (50 Hz), тогава единствените два параметъра, налични за избор при проектирането на трансформатор, са S и n. На практика се приема евристичният n = (от 55 до 70) / S в cm^2.
Увеличаването на S означава увеличаване на размера и теглото на трансформатора. Ако следвате пътя на намаляване на S, това означава увеличаване на n, което в малък трансформатор означава намаляване на напречното сечение на проводника (в противен случай намотката няма да пасне на сърцевината).
Увеличаването на n и намаляването на напречното сечение означава силно увеличение на активното съпротивление на намотката. При трансформатори с ниска мощност, където токът през намотката е малък, това може да се пренебрегне, но с увеличаване на мощността токът през намотката се увеличава и при високо съпротивление на намотката разсейва значителна топлинна мощност върху нея, което е неприемливо.
Изброените по-горе съображения водят до факта, че при честота от 50 Hz трансформатор с висока мощност (от десетки вата) може да бъде успешно реализиран само като устройство с големи размери и тегло (чрез увеличаване на S и напречното сечение на проводника с намаляващо n).
Следователно в съвременните захранвания те следват различен път, а именно пътя на увеличаване на f, т.е. преход към импулсни захранвания. Такива захранвания са няколко пъти по-леки (и по-голямата част от теглото пада върху екраниращата клетка) и са значително по-малки по размер от класическите. В допълнение, те не са взискателни към входното напрежение и честота.
Предимства на трансформаторните захранвания
- Простота на дизайна
- Наличност на елементна база
- Липса на генерирани радиосмущения (за разлика от импулсните смущения, които създават смущения поради хармонични компоненти)
Недостатъци на трансформаторните захранвания
- Голямо тегло и размери, особено при висока мощност
- Метален интензитет
- Компромисът между намалената ефективност и стабилността на изходното напрежение: за да се осигури стабилно напрежение, е необходим стабилизатор, който внася допълнителни загуби.
Импулсни захранвания
Импулсните захранвания са инверторна система. В импулсните захранващи устройства входното AC напрежение първо се коригира. Полученото постоянно напрежение се преобразува в правоъгълни импулси с висока честота и определен работен цикъл, или се подава към трансформатор (в случай на импулсни захранвания с галванична изолация от захранващата мрежа), или директно към изходния нискочестотен филтър (в импулсни захранвания без галванична изолация). В импулсните захранвания могат да се използват трансформатори с малък размер - това се обяснява с факта, че с увеличаване на честотата ефективността на трансформатора се увеличава и изискванията за размерите (сечението) на сърцевината, необходими за предаване на еквивалентна мощност, намаляват. В повечето случаи такова ядро може да бъде направено от феромагнитни материали, за разлика от сърцевините на нискочестотни трансформатори, за които се използва електрическа стомана.
При импулсните захранвания стабилизирането на напрежението се осигурява чрез отрицателна обратна връзка. Обратната връзка ви позволява да поддържате изходното напрежение на относително постоянно ниво, независимо от колебанията във входното напрежение и размера на товара. Обратната връзка може да бъде организирана по различни начини. В случай на импулсни източници с галванична изолация от захранващата мрежа, най-често срещаните методи са използването на комуникация чрез една от изходните намотки на трансформатора или с помощта на оптрон. В зависимост от големината на сигнала за обратна връзка (в зависимост от изходното напрежение), работният цикъл на импулсите на изхода на PWM контролера се променя. Ако не се изисква отделяне, тогава, като правило, се използва обикновен резистивен делител на напрежение. Така захранването поддържа стабилно изходно напрежение.
Предимства на импулсните захранвания
Сравними по изходна мощност с линейните стабилизатори, съответните им превключващи стабилизатори имат следните основни предимства:
- по-малко тегло поради факта, че с увеличаване на честотата е възможно да се използват по-малки трансформатори със същата предавана мощност. Масата на линейните стабилизатори се състои главно от мощни, тежки нискочестотни силови трансформатори и мощни радиатори на силови елементи, работещи в линеен режим;
- значително по-висока ефективност (до 90-98%) поради факта, че основните загуби в превключващите стабилизатори са свързани с преходни процеси в момента на превключване на ключовия елемент. Тъй като през повечето време ключовите елементи са в едно от стабилните състояния (т.е. включени или изключени), загубите на енергия са минимални;
- по-ниска цена, благодарение на масовото производство на унифицирана елементна база и разработването на ключови транзистори с висока мощност. Освен това трябва да се отбележи значително по-ниската цена на импулсните трансформатори със сравнима предавана мощност и възможността за използване на по-малко мощни силови елементи, тъй като техният режим на работа е ключов;
- надеждност, сравнима с линейните стабилизатори. (Захранванията за компютърно оборудване, офис оборудване и домакински уреди са почти изключително импулсни).
- широк диапазон на захранващо напрежение и честота, недостижим за сравнима цена линеен. На практика това означава възможност за използване на едно и също импулсно захранване за носима цифрова електроника в различни страни по света - Русия/САЩ/Англия, които са много различни по напрежение и честота в стандартните контакти.
- наличието в повечето съвременни захранвания на вградени вериги за защита от различни непредвидени ситуации, например от късо съединение и от липса на товар на изхода.
Недостатъци на импулсните захранвания
- Работа на основната част от веригата без галванична изолация от мрежата, което по-специално донякъде усложнява ремонта на такива захранващи устройства;
- Без изключение всички импулсни захранвания са източник на високочестотни смущения, тъй като това се дължи на самия принцип на тяхната работа. Поради това е необходимо да се вземат допълнителни мерки за потискане на шума, които често не премахват напълно смущенията. В тази връзка използването на импулсни захранвания за някои видове оборудване често е неприемливо.
- В разпределени енергийни системи: ефект на хармоници, които са кратни на три. Ако има ефективни коректори на фактора на мощността и филтри във входните вериги, този недостатък обикновено не е от значение.