Блок питания и корпус компьютера

Хорошие блоки питания отличаются высоким качеством изоляции: ток утечки — не более 500 мкА, что бывает важно в том случае, если сетевая розетка плохо заземлена или вовсе не заземлена.

Для оценки качества блока питания используются различные критерии. Многие потреби­тели при покупке компьютера пренебрегают значением источника питания, и поэтому неко­торые сборщики персональных компьютеров сокращают расходы на него. Ведь не секрет, что гораздо чаще цена компьютера увеличивается за счет дополнительной памяти или жест­кого диска большей емкости, а не более совершенного источника питания.

При покупке компьютера (или замене блока питания) необходимо обратить внимание на ряд параметров источника питания:

Среднее время наработки на отказ (среднее время безотказной работы), или среднее время работы до первого отказа (параметр MTBF (Mean Time Between Failures) либо MTTF (Mean Time To Failure). Это расчетный средний интервал времени в часах, в течение которого ожидается, что источник питания будет функционировать коррект­но. Среднее время безотказной работы источников питания (например, 100 тыс. часов или больше) как правило определяется не в результате эмпирического испытания, а иначе. Фактически изготовители применяют ранее разработанные стандарты, чтобы вычислить вероятность отказов отдельных компонентов источника питания. При вы­числении среднего времени безотказной работы для источников питания часто ис­пользуются данные о нагрузке блока питания и температуре среды, в которой выпол­нялись испытания.

Диапазон изменения входного напряжения (или рабочий диапазон), при котором мо­жет работать источник питания. Для напряжения 110 В диапазон изменения входного напряжения обычно составляют значения от 90 до 135 В; для входного напряжения 220 В — от 180 до 270 В.

Пиковый ток включения. Это самое большое значение тока, обеспечиваемое источни­ком питания в момент его включения; выражается в амперах (А). Чем меньше ток, тем меньший тепловой удар испытывает система.

Время (в миллисекундах) удержания выходного напряжения в пределах точно уста­новленных диапазонов напряжений после отключения входного напряжения. Обычно 15-25 мс для современных блоков питания.

Переходная характеристика. Количество времени (в микросекундах), которое требу­ется источнику питания, чтобы установить выходное напряжение в точно определен­ном диапазоне после резкого изменения тока на выходе. Другими словами, количество времени, требуемое для стабилизации уровней выходных напряжений после включе­ния или выключения системы. Источники питания рассчитаны на равномерное (в оп­ределенной степени) потребление тока устройствами компьютера. Когда устройство прекращает потребление мощности (например, в дисководе останавливается вращение дискеты), блок питания может подать слишком высокое выходное напряжение в тече­ние короткого времени. Это явление называется выбросом; переходная характеристи­ка — это время, которое источник питания затрачивает на то, чтобы значение напря­жения возвратилось к точно установленному уровню. За последние годы удалось дос­тичь значительных успехов в решении проблем, связанных с явлениями выбросов в источниках питания.

Защита от перенапряжений. Это значения (для каждого вывода), при которых сраба­тывают схемы защиты и источник питания отключает подачу напряжения на конкрет­ный вывод. Значения могут быть выражены в процентах (например, 120% для +3,3 и +5 В) или так же, как и напряжения (например, +4,6 В для вывода +3,3 В; 7,0 В для вывода +5 В).

Максимальный ток нагрузки. Это самое большое значение тока (в амперах), который может быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Этот пара­метр указывает конкретное значение силы тока для каждого выходного напряжения. По этим данным вычисляется не только общая мощность, которую может выдать блок питания, но и количество устройств, которые можно подключить к нему.

Минимальный ток нагрузки. Самое меньшее значение тока (в амперах), который мо­жет быть подан на конкретный вывод (без нанесения ущерба системе). Если ток, по­требляемый устройствами на конкретном выводе, меньше указанного значения, то ис­точник питания может быть поврежден или может автоматически отключиться.

Стабилизация по нагрузке (или стабилизация напряжения по нагрузке). Когда ток на конкретном выводе увеличивается или уменьшается, слегка изменяется и напряжение. Стабилизация по нагрузке — изменение напряжения для конкретного вывода при перепадах от минимального до максимального тока нагрузки (и наоборот). Значения вы­ражаются в процентах, причем обычно они находятся в пределах от ±1 до ±5% для вы­водов +3,3, +5 и +12 В.

Стабилизация линейного напряжения. Это характеристика, описывающая изменение выходного напряжения в зависимости от изменения входного напряжения (от самого низкого до самого высокого значения). Источник питания должен корректно работать при любом переменном напряжении в диапазоне изменения входного напряжения, причем на выходе оно может изменяться на 1% или меньше.

Эффективность (КПД). Отношение мощности, подводимой к блоку питания, к вы­ходной мощности; выражается в процентах. Для современных источников питания значение эффективности обычно равно 65-85%. Оставшиеся 15-35% подводимой мощности преобразуются в тепло в процессе превращения переменного тока в посто­янный. Хотя увеличение эффективности (КПД) означает уменьшение количества теп­лоты внутри компьютера (это всегда хорошо) и более низкие счета за электричество, оно не должно достигаться за счет точности стабилизации независимо от нагрузки на блок питания и других параметров.

Пульсация (Ripple) (или пульсация и шум (Ripple and Noise), или пульсация напряже­ния (AC Ripple), или PARD (Periodic and Random Deviation — периодическая и случай­ная девиация), или шум, уровень шума). Среднее значение пиковых (максимальных) отклонений напряжения на выводах источника питания; измеряется в милливольтах (среднеквадратичное значение). Эти колебания напряжения могут быть вызваны пере­ходными процессами внутри источника питания, колебаниями частоты подводимого напряжения и другими случайными помехами.

Расчет потребляемой мощности

Чтобы выяснить, можно ли модернизировать компьютер, сначала вычислите мощность, потребляемую его отдельными узлами, а затем определите мощность блока питания. После этого станет ясно, нужно ли заменять блок питания более мощным. К сожалению, эти расче­ты не всегда удается выполнить, потому что многие фирмы-производители не сообщают, ка­кую мощность потребляют их изделия.

Довольно сложно определить этот параметр для устройств с напряжением питания +5 В, включая системную плату и платы адаптеров. Мощность, потребляемая системной платой, зависит от нескольких факторов. Большинство системных плат потребляют ток около 5 А, но будет лучше, если вы как можно точнее вычислите значение тока для вашей конкретной пла­ты. Хорошо, если вам удастся найти точные данные для плат расширения; если их нет, то проявите разумный консерватизм и исходите из максимальной мощности потребления для плат адаптеров, допускаемой стандартом используемой шины.

Рассмотрим для примера типичный современный компьютер. В большинстве настольных систем и компьютеров типа Slimline устанавливаются блоки питания мощностью 200 Вт с допустимыми значениями тока 20 А (от источника +5 В) и 8 А (от источника +12 В). В каж­дый разъем шины ISA можно установить адаптер, потребляющий максимум 2,0 А от источ­ника +5 В и 0,175 А— от источника +12 В. В большинстве компьютеров имеется восемь разъемов. Допустим, что в четырех из них установлены платы адаптеров. Пример расчета приведен в таблице.

Расчет потребляемой мощности
--------------------------------------
Источник +5 В            Всего 20,0 А
--------------------------------------
системная плата                 5,0
четыре адаптера по 2,0 А        8,0
жесткий диск                    0,5
дисковод 3,5 дюйма              0,5
накопитель CD-ROM/DVD           1,0
Запас по току                   5,0
--------------------------------------
Источник +12 В            Всего 8,0 А
--------------------------------------
четыре адаптера по 0,175 А      0,7
жесткий диск                    1,0
дисковод 3,5                    1,0
накопитель CD-ROM/DVD           1,0
вентилятор                      0,1
Запас по току                   4,2
--------------------------------------

Если в компьютере заполнена половина разъемов, есть два накопителя на гибких дисках и один накопитель на жестком диске, то в него можно установить дополнительные устройства. Однако при дальнейшей модернизации могут возникнуть проблемы, связанные с питанием. Ясно, что заполнить все разъемы и добавить два или три жестких диска невозможно из-за пе­регрузки источника, рассчитанного на +5 В, хотя у источника +12 В резерв еще остается. Можно добавить накопитель CD-ROM или второй жесткий диск, не особенно беспокоясь о потреблении тока на этом разъеме, но ток, потребляемый от источника +5 В, будет близок к предельному. Если предполагается значительное расширение возможностей компьютера, на­пример добавление устройств мультимедиа, то лучше установить более мощный блок пита­ния. Например, блок питания мощностью 250 Вт обеспечивает ток до 25 А от источника +5 В и до 10 А от источника +12 В, а в 300-ваттном блоке от 5-вольтового источника можно полу­чить ток до 32 А. Разумеется, с такими блоками питания возможностей расширения стано­вится больше, поэтому их обычно устанавливают в полноразмерных настольных системах или корпусах типа Tower, где их "способности" могут оказаться весьма кстати. Ток потребления системных плат от источника +5 В колеблется от 4 до 15 А (иногда эти значения больше). Один процессор Pentium с тактовой частотой 66 МГц потребляет ток 3,2 А, а в компьютерах с двумя процессорами Pentium и тактовой частотой 100 МГц только на процессоры приходится 6,4 А. Процессор Pentium Pro с тактовой частотой 200 МГц или процессор Pentium П c тактовой частотой 400 МГц потребляет ток до 15 А. Если на систем­ной плате устанавливают оперативную память емкостью 128 Мбайт, то ток, потребляемый системной платой может возрасти до 40 А.

Максимальный допустимый потребляемый ток в каждом разъеме шины
-----------------------------------------------------------------------
Тип шины        Источник +5 В      Источник +12 В       Источник +3,3 В	
-----------------------------------------------------------------------
PCI               5,0                0,5                      7,6	
ISA               2,0                0,175              Не используется	
EISA              4,5                1,5                Не используется	
VL-Bus            2,0             Не используется       Не используется	
16-разрядная MCA  1,6                0,175              Не используется	
32-разрядная MCA  2,0                0,175              Не используется	
------------------------------------------------------------------------

Мощность, потребляемая накопителями на гибких дисках, может быть разной, но двигатели большинства новых дисководов формата 3,5 дюйма питаются от того же источника напряжения +5 В, что и логические схемы, и потребляют ток около 1,0 А. Напряжение +12 В в них не ис­пользуется. В большинстве дисководов формата 5,25 дюйма устанавливаются стандартные 12-вольтные двигатели с рабочим током, приблизительно равным 1,0 А. Кроме того, для питания их логических схем используется напряжение +5 В при токе до 0,5 А. Наконец, большинство вентиляторов работает от источника на +12 В, потребляя довольно малый ток (около 0,1 А).

Обычные накопители на жестких дисках диаметром 3,5 дюйма потребляют ток около 1,0 А от источника +12 В (для питания двигателей) и всего 0,5 А от 5-вольтного источника (для питания логических схем). Накопители на дисках диаметром 5,25 дюйма, особенно пол­норазмерные, потребляют значительно большую мощность. Еще одна проблема состоит в том, что при запуске дисководы жестких дисков потребляют значительно большую мощ­ность, чем при обычной работе: на этом этапе энергопотребление (от 12-вольтового источни­ка) удваивается. Например, в режиме разгона полноразмерный накопитель может потреблять ток до 4,0 А. После перехода в стационарный режим потребляемая мощность снижается.

Приводимые фирмами-производителями значения максимальной выходной мощности блоков питания никак не связаны со временем, т.е. они могут работать с паспортной нагруз­кой неограниченно долго. В течение непродолжительного времени блоки питания могут вы­рабатывать гораздо большую мощность. Например, в течение одной минуты выходная мощ­ность может на 50% превысить номинальную. Именно поэтому мощность блока питания, указанную в паспорте, можно считать достаточной, несмотря на то что в процессе раскручи­вания двигателей дисководов она может быть превышена. По окончании разгона потребление энергии снижается до приемлемого уровня. Однако длительное превышение номинальной мощности приводит к перегреву блока питания и его выходу из строя.

Устанавливая в компьютер SCSI-накопители, воспользуйтесь одним полезным приемом, который позволит снизить нагрузку на блок питания при их запуске. Установите для SCSI-накопителя опцию Remofe Start (Дистанционное включение), и он начнет вращаться только после поступления команды запуска с шины SCSI. При этом накопитель не включится почти до самого конца процедуры POST; он запустится только тогда, когда начнется выполнение раздела POST, относящегося к проверке шины SCSI. Включение нескольких SCSI-накопителей происходит последовательно, в соответствии с установленными идентификаторами (SCSI ID), и в каждый момент времени запускается только один накопитель, причем только после приведения остальных компонентов системы в рабочее состояние. Этот прием по­зволит значительно снизить нагрузку на блок питания при включении компьютера (что особенно важно в портатив­ных моделях, в которых приходится экономить каждый ватт).

Обычно превышение допустимой мощности происходит при заполнении разъемов и уста­новке дополнительных дисководов. Некоторые жесткие диски, CD-ROM, накопители на гиб­ких дисках и другие устройства могут перегрузить блок питания компьютера. Обязательно проверьте, достаточно ли мощности источника +12 В для питания всех дисководов. Особенно это относится к компьютерам с корпусом Tower, в котором предусмотрено много отсеков для накопителей. Проверьте также, не окажется ли перегруженным источник +5 В при установке всех адаптеров, особенно при использовании плат для шин PCI. С одной стороны, лучше пе­рестраховаться, а с другой — имейте в виду, что большинство плат потребляет меньшую мощность, чем максимально допустимая стандартом шины.

Многие пользователи компьютеров заменяют блок питания только после того, как он сго­рит. Конечно, при ограниченном бюджете принцип "не сломался — не трогай" в какой-то мере оправдан. Однако часто блоки ломаются не совсем: они продолжают работать, перио­дически отключаясь или подавая на свои разъемы нештатные значения напряжений. Компь­ютер при этом работает, но его поведение абсолютно непредсказуемо. Вы будете искать при­чину в программе, хотя действительным виновником является перегруженный блок питания.

Опытные пользователи персональных компьютеров предпочитают не применять метод расчета мощности, приведенный выше. Они просто покупают компьютеры с высококачест­венным источником питания, рассчитанным на 300 или 350 Вт (или устанавливают такой ис­точник самостоятельно) и затем при модернизации системы не задумываются о потребляемой мощности. Если вы не планируете собрать систему с шестью дисководами SCSI и дюжиной других внешних устройств, то, вероятно, не превысите возможности такого блока питания.

Выключать компьютер или нет?

Вопрос о том, стоит ли выключать компьютер на время перерыва в работе, связан с бло­ками питания. Чтобы ответить на него, надо знать некоторые свойства электрических компо­нентов и причины выхода их из строя. Учитывая это, а также требования техники безопасно­сти и цены на электроэнергию, вы можете сделать вывод сами.

Частые включения и выключения компьютера приводят к износу и преждевременному выходу из строя его компонентов. Этот факт довольно хорошо известен, хотя причины его далеко не всегда столь очевидны, как кажется на первый взгляд. Многие считают, что частые включения и выключения вредны потому, что приводят к электрическим перегрузкам. Одна­ко чаще всего главная причина кроется в температуре. Компьютер выходит из строя не от электрического, а от теплового удара. При прогреве компьютера компоненты расширяются, а при охлаждении — сжимаются, что уже само по себе является серьезным испытанием. Кроме того, различные материалы имеют разные коэффициенты теплового расширения, т.е. расши­ряются и сжимаются в различной степени. Со временем тепловые удары начинают сказы­ваться на работе многих компонентов компьютера.

Для обеспечения надежности системы ее необходимо максимально оградить от тепловых ударов. При включении компьютера температура его компонентов за полчаса (или за мень­шее время) повышается приблизительно до 85°C. При его выключении происходит обратное: компоненты быстро охлаждаются до температуры окружающей среды. Каждый из них рас­ширяется и сжимается в различной степени (и с разной скоростью), что приводит к появле­нию механических напряжений. Температурное расширение и сжатие — главная причина отказов компонентов. Корпуса микросхем могут потрескаться, что приводит к проникновению внутрь влаги и ухудшает функционирование их параметров вплоть до полного отказа. Как внутри микросхем, так и на печатных платах возникают обрывы проводников. Компоненты с поверхностным (планарным) монтажом расширяются и сжимаются иначе, чем печатня плата. При этом в местах пайки возникают большие напряжения. Со временем пайка может разрушиться, и контакт пропадет. Компоненты с теплоотводами, например процессоры, транзисторы и ста­билизаторы напряжения, могут перегреться и выйти из строя из-за ухудшения теплопередачи между ними и теплоотводами. Периодические изменения температуры вызывают смещения в разъемных соединениях, что приводит к периодическим нарушениям контактов.

Тепловое расширение и сжатие действует не только на микросхемы и печатные платы, но и на жесткие диски. В большинстве современных накопителей на жестких дисках предусмот­рена тепловая компенсация, при которой позиции головок корректируются относительно расширяющихся и сжимающихся дисков. Во многих накопителях такая корректировка вы­полняется через каждые 5 мин в течение первого получаса после включения, а затем — через каждые 30 мин. Эта операция часто сопровождается характерным потрескиванием.

Из сказанного следует, что для увеличения срока службы компьютера в нем лучше под­держивать постоянную температуру, т.е. оставлять его постоянно включенным или выклю­ченным. Идеальный вариант — вообще никогда не включать компьютер, тогда он действи­тельно простоит очень долго!

Не подумайте только, что предлагается вообще не выключать компьютер. Вовсе нет! Включенный и оставленный без присмотра компьютер может стать причиной пожара, а пере­таскивать включенный компьютер с места на место — самый верный способ вывести его из строя. И, в конце концов, это просто бессмысленная трата электроэнергии.

Наиболее оптимальный вариант — включать компьютер в начале рабочего дня и выклю­чать в конце. Не выключайте его на обед, перекуры и прочие короткие перерывы. Естествен­но, серверы и подобные им системы должны работать постоянно.

Управление питанием компьютера

Большие дисплеи, устройства чтения компакт-дисков и звуковые адаптеры при работе по­требляют значительную мощность. Чтобы уменьшить ее, разработано несколько программ и стандартов.

Для стандартных настольных систем управление питанием — вопрос экономии и удобст­ва. Выключая отдельные узлы (компоненты) персонального компьютера, когда они не ис­пользуются, вы можете уменьшить счет за электроэнергию и избежать необходимости вклю­чать и выключать компьютер вручную.

Для портативных компьютеров управление питанием гораздо важнее. Постоянная работа накопителя CD-ROM, акустических систем и других узлов в портативном компьютере приво­дит к тому, что во многих случаях сокращается и без того короткий срок службы батареи. Те­перь, благодаря усовершенствованию технологии управления питанием, в портативном ком­пьютере напряжение может подаваться только к узлам (компонентам), непосредственно ис­пользуемым в данный момент, что продлевает срок, в течение которого аккумуляторная батарея не нуждается в подзарядке.

Системы, обладающие сертификатом Energy Star

ЕРА (Environmental Protection Agency — Агентство по защите окружающей среды) начало проводить кампанию по сертификации энергосберегающих персональных компьютеров и пе­риферийного оборудования. Компьютер или монитор во время продолжительного простоя должен снизить энергопотребление до 30 Вт и более. Система, удовлетворяющая этим требованиям, может получить сертификат Energy Star. Эта кампания — добровольная, из чего сле­дует, что получать такой сертификат вовсе не обязательно. Однако производители обнаружи­ли, что компьютеры с сертификатом Energy Star лучше продаются.

Одна из проблем, возникающих при использовании таких систем, заключается в том, что системная плата и приводы дисковых накопителей могут буквально "впадать в спячку". Это означает, что они входят в режим ожидания и потребляют очень мало энергии; это приводит к порче некоторых старых блоков питания, поскольку оборудование с низким потреблением энергии не обеспечивает загрузки блока питания, необходимой для его нормального функ­ционирования. Большинство имеющихся на рынке блоков рассчитаны на работу с такими системами и имеют очень низкое значение минимальной нагрузки. Покупая блок питания, убедитесь в том, что оборудование системы при работе в режиме ожидания обеспечивает ми­нимальную нагрузку. В противном случае, после того как система "уснет", отсутствие нагруз­ки приведет к запуску цикла переключения питания, который снова ее "разбудит"! Эта про­блема может быть довольно актуальной для системы, использующей очень мощный блок пи­тания и оборудование, потребляющее мало энергии.

Усовершенствованная система управления питанием

Стандарт усовершенствованной системы управления питанием (Advanced Power Manage­ment — APM) разработан фирмой Intel совместно с Microsoft и определяет ряд интерфейсов между аппаратными средствами управления питанием и операционной системой компьютера. Полностью реализованный стандарт APM позволяет автоматически переключать компьютер между пятью состояниями в зависимости от текущего состояния системы. Каждое последующее состояние в приведенном ниже списке характеризуется уменьшением потребления энергии.

Для реализации режимов APM требуются аппаратные средства и программное обеспече­ние. Источниками питания ATX можно управлять с помощью сигнала Power_On и факульта­тивного разъема питания с шестью контактами. (Необходимые для этого команды выдаются программой.) Изготовители также встраивают подобные устройства управления в другие элементы системы, например в системные платы, мониторы и дисководы.

Операционные системы (такие как Windows 98-XP), которые поддерживают APM, при насту­плении соответствующих событий запускают программы управления питанием, "наблюдая" за действиями пользователя и прикладных программ. Однако операционная система непо­средственно не посылает сигналы управления питанием аппаратным средствам.

Система может иметь множество различных аппаратных устройств и программных функ­ций, используемых при выполнении функций APM. Чтобы разрешить проблему сопряжения этих средств в операционной системе и аппаратных средствах предусмотрен специальный абст­рактный уровень, который облегчает связь между различными элементами архитектуры APM.

При запуске операционной системы загружается программа — драйвер APM, который связывается с различными прикладными программами и программными функциями. Именно они запускают действия управления питанием, причем все аппаратные средства, совместимые с APM, связываются с системной BIOS. Драйвер APM и BIOS связаны напрямую; именно эту связь использует операционная система для управления режимами аппаратных средств. Таким образом, чтобы функционировали средства APM, необходим стандарт, поддержи­ваемый схемами, встроенными в конкретные аппаратные устройства системы, системная BIOS и операционная система с драйвером APM. Если хотя бы один из этих компонентов от­сутствует, APM работать не будет.

Усовершенствованная конфигурация и интерфейс питания

Усовершенствованная конфигурация и интерфейс питания (Advanced Configuration and Power Interface — ACPI) впервые реализованы в современных BIOS и операционных системах Windows 98 и более поздних. Если BIOS вашего компьютера поддерживает систему ACPI, то все управление питанием передается операционной системе. Это упрощает конфигурирование параметров, все они находятся в одном месте — в операционной системе. Теперь для конфигурирования параметров системы управления питанием не нужно устанавливать соответствующие параметры в BIOS. ACPI реализована в самых новых компьютерах.

Если управление питанием является причиной неправильной работы операционной системы или машинных сбо­ев, проще всего отключить АРМ с помощью системной BIOS. В большинстве базовых систем ввода-вывода, в ко­торых предусмотрена поддержка АРМ, имеется опция отключения средств АРМ. Эта опция позволяет разорвать цепочку, связывающую операционную систему и аппаратные средства. Средства управления питанием работать в этом случае не будут. Можно достигнуть того же эффекта, удалив драйвер АРМ из операционной системы. Од­нако средства самонастройки Windows 98-XP обнаруживают аппаратные средства АРМ системы всякий раз, когда вы перезагружаете компьютер, и стремятся повторно установить драйвер АРМ.

Отключение системы управления питанием в Windows 98 осуществляется с помощью пиктограммы Управле­ние электропитанием (Power Management) в окне Панель управления (Control Panel).

Проблемы, связанные с блоками питания

Чтобы найти неисправности в блоке питания, не стоит его вскрывать и пытаться ремонти­ровать, поскольку через него проходят высокие напряжения. Подобные работы должны вы­полнять только специалисты, знающие толк в этом деле. О неисправности блока питания можно судить по многим признакам. Например, сообще­ния об ошибках четности часто свидетельствуют о неполадках в блоке питания. Это может показаться странным, поскольку подобные сообщения должны появляться при неисправно­стях ОЗУ. Однако связь в данном случае очевидна: микросхемы памяти получают напряже­ние от блока питания, и, если это напряжение не соответствует определенным требованиям, происходят сбои. Нужен некоторый опыт, чтобы достоверно определить, когда причина этих сбоев состоит в неправильном функционировании самих микросхем памяти, а когда скрыта в блоке питания. Еще один критерий оценки — повторяемость ошибки. Если сообщения об ошибках четности появляются часто и адрес ячейки памяти всегда один и тот же, то подозре­ние должно пасть, в первую очередь, на саму память. Но если ошибки хаотичны или адрес ячейки памяти все время изменяется, то причина, скорее всего, кроется в блоке питания.

Ни­же перечислены проблемы, возникающие при неисправности блока питания.

Если вы подозреваете, что неисправен блок питания, выполните описанные ниже действия:

Поскольку во время проведения этих измерений некоторые периодически возникающие неисправности иногда остаются незамеченными, полезно иметь запасной блок питания, сете­вой кабель и дополнительные разъемы питания для более длительных проверок. Если после установки исправного запасного устройства симптомы неисправности исчезают, можно счи­тать, что их причина установлена.

Перегрузка блока питания

Недостаточно мощный блок питания может ограничить возможности расширения компь­ютера. Многие компьютеры выпускаются с довольно мощными блоками питания, которые рассчитаны на то, что в будущем в систему будут установлены новые (дополнительные) узлы. Однако в некоторых компьютерах блоки питания имеют настолько низкую мощность, что попытки установить в них мало-мальски приемлемый набор дополнительных модулей зара­нее обречены на провал. Это особенно характерно для портативных компьютеров, в которых определяющим фак­тором для блока питания являются его размеры. Установка дополнительных устройств во многие старые компьютеры также весьма проблематична из-за недостаточно мощного блока питания. Его мощность должна соответствовать энергетической потребности сразу всех ком­понентов компьютера.

Паспортное значение мощности, указанное на блоке питания, не должно вводить вас в за­блуждение. Не все блоки питания, например на 200 Вт, одинаковы. Дешевые блоки питания наверняка могут развивать мощность, указанную в паспорте, а как обстоят дела с помехами и качеством напряжений в цепях питания? Одни блоки питания с трудом "вытягивают" свои параметры, а другие работают с большим запасом. Многим дешевым блокам питания свойст­венны нестабильные выходные напряжения, в них также присутствуют шумы и помехи, что может привести к многочисленным проблемам. Кроме того, они обычно сильно нагреваются сами и нагревают все остальные узлы. Большинство специалистов рекомендуют заменять ус­тановленные в компьютерах блоки питания более мощными. Поскольку конструкции этих блоков стандартизованы, найти замену для большинства систем не составит особого труда.

Активное охлаждение

Важную роль в обеспечении надежной работы ПК играет вентиляция. Для охлаждения различных компонентов компьютера необходим определенный воздушный поток. Большин­ство современных процессоров устанавливается на теплоотводах, которые нуждаются в по­стоянном обдуве. Если для этого предусмотрен отдельный вентилятор, особых проблем не возникает. Относительно остальных компонентов можно посоветовать следующее. Если часть разъемов свободна, расположите платы таким образом, чтобы воздух беспрепятственно циркулировал между ними. Установите самые нагревающиеся платы поближе к вентилятору или вентиляционным отверстиям в корпусе. Обеспечьте достаточное обдувание жестких дис­ков, особенно тех, которые вращаются с высокой скоростью. При работе некоторых накопи­телей выделяется значительное количество тепла и перегрев жесткого диска приводит к по­тере данных.

Компьютер всегда должен работать с закрытой крышкой. В противном случае он перегре­ется, так как вентилятор блока питания будет обдувать лишь блок питания, а остальные ком­поненты будут охлаждаться за счет конвекции. Хотя большинство компьютеров перегревает­ся не сразу, некоторые системы, особенно те, в которых установлено много дополнительных устройств, перегреваются при снятой крышке за 15-30 мин.

Кроме того, все пустые отсеки должны быть закрыты. В противном случае через отвер­стия в корпусе будет свободно проникать воздух, что может нарушить воздушный поток внутри компьютера и вызвать повышение температуры. Вентиляторы, смонтированные на процессорах, охлаждают только микропроцессоры. Многие современные процессоры во время работы разогреваются так, что обычный пассив­ный теплоотвод не может их охладить. В этом случае небольшой вентилятор, смонтирован­ный прямо на процессоре, позволяет обеспечить "точечное" охлаждение и снизить его темпе­ратуру. Один из недостатков такого способа активного охлаждения процессора состоит в том, что при выходе вентилятора из строя микропроцессор мгновенно перегревается и тоже мо­жет выйти из строя.

Простейший тест блока питания — измерение его выходных напряжений, позволяющее определить, вырабатываются ли они вообще и находятся ли их значения в допустимых пре­делах. Учтите, что все измерения напряжений должны выполняться при подключенных но­минальных нагрузках, т.е. блок питания удобнее всего проверять, не извлекая из компьютера.

Измерение напряжений

Выполняя измерения в работающем компьютере, вы сможете добраться до нужных кон­тактов, воспользовавшись так называемым прощупыванием с обратной стороны. Это связано с тем, что большинство разъемов, на которых нужно измерить напряжения, со­единены с ответственными компонентами и разъединять их в работающей системе нельзя, поэтому все измерения приходится проводить с обратной стороны разъема. Практически во всех разъемах обратная сторона (с которой в него входят провода или жгуты) открыта, и тон­ким пробником можно добраться до металлической вставки-контакта с обратной стороны разъема, аккуратно ведя щуп вдоль интересующего вас провода. Как правило, все описывае­мые ниже измерения можно выполнить только таким способом.

Итак, вначале необходимо проверить сигнал Power_Good (контакт P8-1 в компьютерах AT, Baby AT, LPX; контакт 8 в компьютерах ATX), напряжение которого должно колебаться от +3 до +6 В. Если напряжение имеет другое значение, компьютер воспримет это как неисправность блока питания и работать не будет. Поэтому блок питания в большинстве подоб­ных случаев приходится заменять.

Затем надо измерить напряжения на контактах разъемов системной платы и дисковых на­копителей. Имейте в виду, что контакты разъемов и допуски на напряжения в разных компь­ютерах могут быть разными. Лучше использовать блоки питания с более жесткими допуска­ми. Большинство фирм-производителей считают исправными только те блоки, напряжения в которых отличаются от номинальных не более чем на 5%, а в случае напряжения ±3,3 В для блока питания ATX допускается отклонение не более чем на 4%. Некоторые фирмы-производители устанавливают еще более жесткие допуски на свои изделия, и при их проверке надо учитывать эти значения. Узнать величины допусков можно из технической документа­ции к компьютеру. В приведенной таблице представлены описанные допуски.

-------------------------------------------------------------------------
                    Широкий допуск          |      Жесткий допуск
-------------------------------------------------------------------------
Номинальное
напряжение,В   Мин.(-10%),В |  Макс.(+8%),В | Мин.(-5%),В |  Макс.(+5%),В
-------------------------------------------------------------------------
    3,3          2,97             3,63          3,135           3,465 
   ±5,0          4,5              5,4           4,75            5,25 
  ±12,0         10,8             12,9          11,4            12,6
-------------------------------------------------------------------------

Допуски на напряжение сигнала Power_Good другие, хотя в большинстве компьютеров его номинальная величина равна +5 В. Пороговое напряжение этого сигнала около +2,5 В, но в основном оно находится в диапазоне от +3 до +6 В. Если измеренные значения напряжений выходят за пределы допусков, замените блок пи­тания. Еще раз напомним, что измерения необходимо проводить при номинальной нагрузке, т.е. при работающем компьютере.

Для всесторонней проверки блока питания можно воспользоваться некоторыми специали­зированными устройствами. Поскольку блоки питания в современных компьютерах являются самыми ненадежными компонентами, для профессионалов такие приборы могут оказаться весьма полезными.

Нагрузочные резисторы
При автономной (вне компьютера) проверке блока питания его выходы +5 и +12 В необ­ходимо нагрузить соответствующим образом. Поэтому лучше проверять блок питания, не вынимая его из компьютера. При периодических проверках можно пользоваться запасной системной платой и накопителем на жестком диске.

Трансформатор с регулируемым выходным напряжением
При проверке блока питания желательно иметь возможность регулировать входное (сетевое) напряжение и оценивать реакцию блока на эти изменения. Для этого очень удобно использовать трансформатор с регулируемым выходным напряжением (автотрансфор­матор). С помощью трансформатора можно имитировать понижение или повышение напря­жения в сети и проверять реакцию блока питания на эти факторы, в частности на сигнал Power Good.

Подключите компьютер к выходу трансформатора и понижайте напряжение до тех пор, пока компьютер не отключится. Оцените "запас прочности" блока питания по отношению к колебаниям напряжения сети. Правильно спроектированный блок питания должен работать в диапазоне входных напряжений и отключаться при выходе из этого диапазона.

Если значение входного напряжения ниже допустимого и появляются сообщения об ошибках четности, значит, сигнал Power_Good вырабатывается неправильно, т.е. его уровень остается высоким (соответствует логической единице). В исправных блоках питания в такой ситуации низкий уровень сигнала Power_Good, соответствующий логическому нулю, перево­дит компьютер в режим постоянного перезапуска.

Ремонт блоков питания

По-настоящему ремонтом блока питания занимаются редко — дешевле заменить его но­вым. Дефектный блок питания обычно выбрасывают, если, конечно, он не является высоко­качественным или дорогим. В последнем случае лучше отправить его на фирму, специализи­рующуюся на ремонте блоков питания и других компонентов.

Если у вас есть опыт работы с высокими напряжениями, то вы сможете отремонтировать блок питания собственными силами. Правда, для этого понадобится его открыть, но делать это не рекомендуется. Большинство фирм-производителей стараются воспрепятствовать проникновению в блок питания, применяя при сборке специальные винты типа Torx. В то же время фирмы, производящие инструменты, выпускают комплекты отверток, которыми можно отвернуть винты с защитой. Некоторые блоки питания собраны на заклепках, и при вскрытии блока их приходится высверливать. Учтите, что производители создают все эти препятствия с одной-единственной целью — защитить неопытных людей от высокого напря­жения.

В большинстве блоков питания для защиты от перегрузки установлен внутренний плавкий предохранитель. Если он перегорит, блок питания работать не будет. Открыв корпус, его можно заменить, но в большинстве случаев замена ничего не даст — если не устранена ос­новная неисправность, перегорит и новый предохранитель. В этом случае лучше всего отпра­вить блок питания в ремонтную мастерскую.

Источники питания персональных компьютеров имеют встроенные регулировки напря­жения, которое калибруется и устанавливается при изготовлении. Через какое-то время пара­метры некоторых узлов (компонентов) могут измениться, тогда изменятся и выходные на­пряжения. Если дело обстоит именно так, можно с помощью средств настройки снова уста­новить правильные значения напряжений. Несколько средств корректировки напряжений находятся внутри источника питания, обычно они представляют собой переменные резисторы.

Вы должны использовать непроводящий инструмент, например стекловолоконную или пластмассовую отверт­ку, разработанную для этой цели. Если уронить металлический инструмент в работающий источник, это мо­жет привести к опасному искрению и даже воспламенению или вас попросту ударит электрическим током.

Вы также должны найти для каждого напряжения свой подстроечный резистор. Это мож­но установить эмпирическим путем. Вы можете отметить текущие позиции всех резисторов, а затем измерять выходное напряжение, одновременно (по очереди) слегка изменяя положение органов управления каждого подстроечного устройства, пока не увидите изменение напряжения. Если вы изменяете положение органов управления подстроенного устройства, а наблю­даемое вами напряжение не изменяется, восстановите положение в исходную позицию. (Для этого пригодится метка, которую вы поставили перед началом эксперимента.) С помощью этого метода можно скорректировать величину каждого напряжения, установив его значение равным стандартному, т.е. 3,3, 5 или 12 В.

Замена блоков питания

В большинстве случаев проще, безопаснее и дешевле заменить блок питания, а не ремон­тировать его. При выборе конкретной модели блока питания необходимо учитывать несколь­ко факторов.

Прежде всего обратите внимание на формфактор блока питания. Например, блок питания для AT отличается от блоков питания для ATX, и они не взаимозаменяемы.

Блоки питания различаются размерами, формой, расположением крепежных отверстий и выключателя, а также типами разъемов. Полное описание всех конструкций было приведено в начале главы. Разумеется, подбирая блок, вы должны знать, какая конструкция использует­ся в вашем компьютере. В некоторых системах используются уникальные блоки питания, что существенно усложняет их замену.

При покупке совместимого компьютера вы рискуете приобрести нестандартный блок пи­тания. Если он выполнен по стандартной конструкции, замену ему можно найти у сотен фирм и по доступной цене. Если же конструкция нестандартная, выбор будет ограничен фирмой — производителем самого компьютера, а стоимость блока питания окажется намного выше.

Блок питания персонального компьютера — один из самых ненадежных узлов. Их произ­водят сотни фирм, и дать обзор всех выпускаемых изделий невозможно.

Защитные устройства в сети питания

Такие устройства предохраняют компьютерные системы от повреждений при резком воз­растании, выбросах и провалах напряжения сети. В частности, повышение сетевого напряже­ния или его всплеск могут вывести из строя сам компьютер, а внезапное отключение или снижение напряжения приведет к потере данных. Ниже рассматриваются четыре вида уст­ройств защиты.

В самом блоке питания компьютера (если он высокого качества) некоторые предохрани­тельные устройства уже могут быть установлены. В блоках питания некоторых компьютеров высокого класса предусмотрена защита от высоких напряжений и токовых перегрузок, а так­же простейший фильтр для снижения уровня помех, проникающих из сети. Во многих недо­рогих блоках питания таких схем защиты нет, поэтому особое внимание обращайте на деше­вые компьютеры малоизвестных фирм. Именно для них подключение дополнительного за­щитного устройства вполне оправданно.

Чтобы проверить качество схем защиты блоков питания, в независимых лабораториях проводились испытания компьютеров, не снабженных дополнительными устройствами защиты. На них подавалось питание с выбросами напряжения амплитудой до 6 000 В. Импульсы с большей амплитудой не могут появиться в сети даже теоретически: при больших напряжени­ях между контактами розеток возникает электрическая дуга. В итоге ни один компьютер не был поврежден необратимо. Самое худшее, что происходило с некоторыми из них, — само­произвольная перезагрузка или отключение, когда амплитуда напряжения превышала 2000 В. Все компьютеры возвращались в нормальное рабочее состояние после повторного включения питания. Автоматическое отключение компьютера при больших отклонениях сетевого напря­жения от номинального предусмотрено в большинстве высококачественных блоков питания. Ниже рассматриваются некоторые защитные устройства для сети питания.

Ограничители выбросов

Простейшими приборами для защиты входных цепей блока питания от высоких напряже­ний являются ограничители выбросов. Их цена составляет 20-200 долларов. Эти устройства включаются между компьютером и сетевой розеткой и предназначены для поглощения высо­ковольтных выбросов напряжения, возникающих в сети в результате ударов молний или при работе мощных электрических машин. Устройства подавления выбросов обычно строятся на основе варисторов, которые могут понижать все скачки напряжения, превышающие определенный уровень. Эти приборы вы­держивают напряжения до 6 000 В и отводят на землю все напряжения, значения которых выше определенного предела. Они могут спокойно переносить средние перегрузки, но очень сильные скачки (например, при прямом попадании молнии) могут их "пробить". Варисторы не могут рассеивать большую мощность и в такой ситуации обычно перегорают, т.е. после одного мощного или следующих друг за другом более слабых выбросов ограничитель пере­стает выполнять свои функции. Простым способом проверить работоспособность таких прибо­ров невозможно, поэтому никогда нельзя заранее сказать, защищает такое устройство или нет.

В некоторых ограничителях выбросов предусмотрен индикатор исправности, по которому можно определить, перегорел ли варистор в результате мощного выброса.

Еще одним неплохим дополнительным устройством, объединяемым иногда с ограничите­лем выбросов, является автоматический выключатель, который, в отличие от плавкого пре­дохранителя, при перегрузках можно включать повторно. Он выполняет те же функции, что и обычный сетевой предохранитель. Устройства подавления помех с таким выключателем сто­ят около 40 долларов.

Ограничители выбросов в телефонной линии

Очень важно защитить компьютер от всевозможных помех в телефонной линии, к кото­рой подключена система. Если вы пользуетесь модемом или факсимильным аппаратом, то любые всплески напряжения, периодически возникающие в телефонной сети, могут вывести компьютер из строя. Телефонные линии весьма уязвимы для молний, и подключенные к се­тям модемы и компьютеры чаще всего выходят из строя именно по этой причине. Простейшие ограничители выбросов, которые включаются между телефонной линией и модемом, выпускаются несколькими фирмами. Их можно без проблем купить в большинстве магазинов, торгующих электроникой.

Сетевые фильтры-стабилизаторы

Кроме повышенного напряжения и токовых перегрузок, в линиях электропитания могут происходить другие инциденты. Например, напряжение в сети может упасть ниже допусти­мого предела. Помимо уже упоминавшихся выбросов, в линиях питания могут возникать, на­пример, радиочастотные наводки или импульсные помехи, создаваемые электродвигателями и другими индуктивными нагрузками. Каждый провод, подключенный к компьютеру (например, соединяющий его с каким-либо периферийным устройством), представляет собой антенну. При воздействии внешних элек­тромагнитных полей на него наводятся электрические напряжения. Источниками таких полей могут стать другие провода, телефонные аппараты, электронно-лучевые трубки, электродви­гатели, люминесцентные лампы и индикаторы, электростатические разряды и, естественно, радиопередатчики. Цифровые схемы, в свою очередь, весьма чувствительны к помехам ам­плитудой всего 1-2 В. Учитывая эти обстоятельства, можно сказать, что вся электрическая проводка в здании работает как большая антенна, принимающая самые разнообразные поме­хи. Избавиться от помех и колебаний сетевого напряжения можно с помощью сетевых фильтров-стабилизаторов.

В устройствах этого типа выполняется фильтрация и стабилизация напряжения питания, подавляются перепады тока и напряжения — одним словом, они представляют собой буфер­ные каскады между компьютерами и линиями питания. Фильтры-стабилизаторы полностью заменяют описанные выше ограничители выбросов и выполняют множество других функций. Будучи включенными, они постоянно находятся в активном состоянии (в отличие от ограни­чителей, которые срабатывают только при выбросах напряжения). Устройство этих приборов довольно сложное: в их состав входят трансформаторы, конденсаторы и другие элементы, на­значение которых — поддерживать постоянный уровень выходного напряжения. Стоимость фильтра-стабилизатора может достигать нескольких сотен долларов и существенно зависит от его выходной мощности.

Источники аварийного питания

Для защиты оборудования используются приборы, с помощью которых можно в течение некоторого времени поддерживать работоспособность системы при исчезновении напряже­ния в сети. За это время вы успеете спокойно закончить работу, сохранить ее результаты и выключить компьютер. Существует два вида устройств такого типа: источники резервного питания (Standby Power Supply — SPS) и источники бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply— UPS). Лучшие из всех сетевых буферных устройств, безусловно, блоки UPS, поскольку они не только обеспечивают работу компьютера в аварийных ситуациях, но и ста­билизируют напряжение и очищают его от помех.

Источник резервного питания (SPS)

SPS включается только тогда, когда исчезает или сильно понижается сетевое напряжение. В этом случае срабатывает соответствующий датчик, и к установленному в блоке преобразо­вателю постоянного напряжения в переменное подключается аккумуляторная батарея. Начи­нает вырабатываться переменное напряжение, которое, в свою очередь, поступает на выход устройства вместо сетевого.

SPS в принципе работают неплохо, но в некоторых моделях переключение на резервное питание происходит недостаточно быстро. При этом компьютер может отключиться или перезагрузиться. Естественно, что такое "резервирование" мало кого устроит. В высококачественных SPS устанавливаются феррорезонансные стабилизаторы. Это довольно громоздкие устройства, позволяющие запасать некоторое количество энергии, используемой для питания компьютера во время переключения схемы.

В рассматриваемых блоках могут устанавливаться фильтры-стабилизаторы, но в дешевых моделях их как правило не бывает, и напряжение в нормальных условиях поступает на ком­пьютер непосредственно из сети, без всякой фильтрации и стабилизации. В SPS с феррорезо-нансными стабилизаторами выходное напряжение поддерживается постоянным, к остальным же для большей надежности следует дополнительно подключать фильтр-стабилизатор. В за­висимости от качества и выходной мощности стоимость SPS колеблется от ста до нескольких тысяч долларов.

Источник бесперебойного питания (UPS)

Лучшим решением всех проблем, возникающих в цепях питания, является установка ис­точника бесперебойного питания, который одновременно выполняет функции фильтра-стабилизатора и источника аварийного питания. В отличие от SPS, которые включаются пе­риодически, источники бесперебойного питания работают постоянно, и напряжение на ком­пьютер поступает только от них. Поскольку некоторые фирмы продают источники резервно­го питания SPS как UPS (так как они предназначены для одних целей), последние иногда на­зывают "истинными источниками бесперебойного питания" ("True UPS"). Хотя схема и конструкция UPS во многом похожи на SPS, главное различие между ними заключается в том, что в настоящем UPS отсутствует переключатель — питание компьютера всегда осуще­ствляется от аккумулятора В UPS постоянное напряжение 12 В от аккумуляторной батареи преобразуется в перемен­ное. В вашем распоряжении фактически будет свой автономный источник питания, не зави­сящий от электрической сети. От нее осуществляется только подзарядка аккумулятора, при­чем ток заряда либо равен потребляемому нагрузкой, либо несколько больше (при частично разряженной батарее).

Даже если напряжение в сети пропадает, UPS продолжает работать, поскольку при этом лишь прекращается процесс подзарядки батареи. Никаких переключений в схеме не происхо­дит, а потому не возникает даже кратковременных провалов питающего напряжения. Батарея в этом режиме, конечно, разряжается, и интенсивность разряда зависит от мощности, потреб­ляемой компьютером. Но практически в любом случае вы успеете спокойно завершить рабо­ту и подготовить компьютер к нормальному выключению питания. UPS функционирует не­прерывно, используя заряженный аккумулятор. После восстановления сетевого напряжения аккумулятор сразу, без дополнительных переключений, начинает подзаряжаться, и вы снова можете включить компьютер и спокойно работать. Стоимость UPS напрямую зависит от времени, в течение которого он может обеспечивать питание системы при отключении сетевого напряжения, и от выходной мощности. Поэтому, покупая такой прибор, учитывайте мощность, потребляемую вашим компьютером, и время, необходимое для того, чтобы сохранить файлы, выйти из программы и выключить компью­тер. UPS — весьма дорогое удовольствие; батареи большой емкости и зарядный узел устрой­ства стоят значительно дороже, чем SPS.

Многие источники бесперебойного питания сегодня продаются вместе с кабелем и программным обеспече­нием, которое дает возможность защищенному компьютеру корректно завершить работу, получив сигнал от источника бесперебойного питания. При этом операционная система может завершить работу должным об­разом, даже если компьютер необслуживаемый. Некоторые операционные системы, например Windows NT, содержат собственные компоненты программного обеспечения для обработки сигналов от источника беспе­ребойного питания.

Выше уже упоминалось, что некоторые фирмы под видом UPS продают источники ре­зервного питания (SPS). Выяснить, что же вам все-таки предлагают, можно по времени пере­ключения. Если этот параметр указан в документации, значит, это устройство никак не может быть истинным источником бесперебойного питания (UPS), поскольку последний вообще не переключается.

Поскольку в UPS осуществляется полная стабилизация питания электрической сети, они не могут даже сравниваться по своим качествам с ограничителями выбросов или фильтрами-стабилизаторами. В самых высококачественных моделях для улучшения показателей выход­ного напряжения устанавливаются феррорезонансные стабилизаторы. UPS такого типа явля­ются не только самыми лучшими защитными устройствами в цепях питания, но и самыми дорогими. Стоимость таких устройств довольно высокая, иногда до 1-2 долларов за каждый ватт выходной мощности. Чтобы определить, какую мощность потребляет ваш компьютер, взгляните на этикетку, расположенную на задней панели системного блока. (Мощность ука­зывается либо в ваттах, либо в вольтах и амперах.) В последнем случае для определения по­требляемой мощности эти две цифры надо перемножить.

Например, в документации указано, что напряжение питания равно 110 В, а максималь­ный потребляемый ток — 5 А. Таким образом, максимальная мощность потребления соста­вит 550 Вт, что соответствует случаю, когда во все разъемы расширения установлены платы адаптеров, а в компьютере — два жестких диска и один накопитель на гибких дисках (т.е. выполнено максимальное расширение системы). Но в любой ситуации потребляемая мощ­ность не превысит указанной величины, поскольку, если это произойдет, установленный в блоке питания предохранитель на 5 А перегорит. Такие системы в установившемся режиме потребляют в среднем около 300 Вт. Но при вычислении необходимой выходной мощности UPS лучше проявить консерватизм и исходить из 550 Вт. Добавьте еще около 100 Вт на мо­нитор — и получите уже 650 Вт. Выходная мощность UPS двух таких компьютеров должна составлять не менее 1 100 Вт, а с двумя мониторами — 1 300 Вт. Если учесть стоимость каж­дого ватта (1-2 доллара), то получится кругленькая сумма — в пределах 500-700 долларов. Дорогое удовольствие, и именно поэтому большинство компаний приобретает UPS для таких компьютеров, как, например, сетевые файл-серверы.

Помимо выходной мощности, UPS различаются и некоторыми другими параметрами. Выше уже упоминалось о встроенных феррорезонансных стабилизаторах, которые позволяют улучшить качество выходного напряжения. В хороших блоках импульсы имеют синусои­дальную форму, а в более дешевых устройствах — прямоугольную. Для некоторых блоков питания компьютеров подача на вход импульсов с резкими переходами не допускается, по­этому, прежде чем покупать UPS, удостоверьтесь, что он вырабатывает выходное напряже­ние, пригодное для питания вашего оборудования. В документации на каждый блок указыва­ется время, в течение которого он может обеспечивать резервное питание подключенных к нему устройств при определенном уровне потребляемой ими мощности. Если мощность по­требления вашей системы меньше указанного уровня, то у вас будет запас времени. Но не пе­реборщите — большинство UPS не рассчитаны на то, чтобы вы часами просиживали за ком­пьютером после исчезновения напряжения в сети. Они предназначены только для того, что­бы можно было спокойно закончить работу и выключить систему. UPS, способные работать более 15 мин в автономном режиме, стоят дороже.

Защитные устройства для цепей питания выпускают многие фирмы, например хорошими считаются изделия компаний American Power Conversion (APC), Tripp Lite и Best Power. Эти фирмы выпускают множество разновидностей UPS, SPS и устройств подавления всплесков для электрических и телефонных сетей.

Не подключайте к UPS/SPS лазерный принтер, поскольку он потребляет много энергии, в результате чего может быть превышена допустимая мощность UPS/SPS. Это часто является причиной их поломки или выключения. Выключение принтера не критично, поскольку необходимую информацию можно перепечатать позже. Ос­новное назначение UPS/SPS состоит в том, чтобы не потерять несохраненные данные, находящиеся в опера­тивной памяти. Поэтому, если у вас нет веских причин, не подключайте принтер к UPS/SPS.

Батареи RTC/NVRAM

Все 16-разрядные или более современные системы имеют микросхему особого типа, в ко­торой находятся часы реального времени (Real-Time Clock — RTC), а также хотя бы 64 байт (включая данные часов) энергонезависимого ОЗУ (Non-Volatile RAM — NVRAM). Эта микро­схема официально называется микросхемой RTC/NVRAM, но обычно на нее ссылаются как на микросхему CMOS, или CMOS-память. Такие микросхемы потребляют питание от батарей и могут хранить информацию несколько лет.

Самая первая микросхема, которая использовалась в оригинальных IBM AT, была изго­товлена фирмой Motorola и имела номер 146818. Несмотря на то что сегодня подобные мик­росхемы выпускаются сотнями фирм и имеют различные параметры, все они совместимы с этой микросхемой.

Она содержит часы реального времени, оповещающие программу о текущем времени и дате, причем и время и дата будут представляться правильно даже при отключении системы. Часть микросхемы, называемая NVRAM, имеет другие функции. Она предназначена для хра­нения данных о конфигурации системы, включая объем установленной памяти, типы накопи­телей на гибких и жестких дисках, а также другую подобную информацию. Некоторые новые системные платы для хранения данных о конфигурации имеют микросхемы расширения NVRAM объемом 2 Кбайт и более. Это особенно актуально для систем Plug and Play, конфи­гурация которых содержит параметры не только системной платы, но и установленных адап­теров. После включения питания эта информация может быть прочитана в любой момент.

Чтобы предотвратить стирание NVRAM и сбой часов в то время, когда система выключе­на, к этим микросхемам подводят питание от специальной батарейки. Чаще всего использует­ся литиевая батарейка, поскольку она имеет довольно продолжительное время работы, осо­бенно если питает микросхему RTC/ NVRAM, потребляющую мало энергии.

Самые высококачественные современные системы содержат новый тип микросхем, в ко­торые встроена батарейка. При нормальных условиях срок службы таких батарей измеряется десятью годами, что намного превышает срок эксплуатации компьютера. Если в вашей сис­теме используется один из таких блоков, то батарея и микросхема заменяются одновременно, поскольку они конструктивно объединены. Этот блок вставлен в гнездо на системной плате, но в случаях, когда его необходимо заменить, особых проблем не возникает. Новый модуль можно приобрести приблизительно за 18 долларов, что ниже стоимости отдельной батареи.

В некоторых системах батареи вообще не применяются. Например, Hewlett-Packard ис­пользует специальный аккумулятор, который автоматически перезаряжается при каждом включении системы. Если система не включена, аккумулятор будет обеспечивать RTC/NVRAM энергией, необходимой для работы, на протяжении недели или дольше. Но ес­ли компьютер останется выключенным на более длительное время, данные, хранящиеся в NVRAM, будут потеряны. В таком случае система может перезагрузить NVRAM из архивной микросхемы ROM, установленной на системной плате. Единственная информация, которую можно потерять, — текущая дата и время, но ее можно ввести заново. При использовании аккумулятора в сочетании с архивом в ROM получается довольно надежная система, оснащен­ная всем необходимым для хранения информации. Во многих системах допускается использование традиционных батареек, которые могут либо впаиваться непосредственно в системную плату, либо подключаться через разъем. При использовании систем с впаянной батареей не возникает никаких проблем даже в случае ее выхода из строя, поскольку всегда можно применить обычные вставляемые батарейки.

Обычные батареи бывают разных видов. Лучшими являются литиевые, поскольку они мо­гут служить от двух до пяти лет. Существуют системы и с обычными щелочными батареями, вставленными в специальный зажим. Их использование менее предпочтительно, поскольку они чаще выходят из строя и не служат так долго, как литиевые. К тому же они могут потечь, а электролит, попавший на системную плату, может ее испортить.

Литиевые батареи имеют самые разные выходные напряжения. Применяемые в персо­нальных компьютерах обычно дают напряжение 3,6, 4,5 или 6 В. Если вы меняете батарею, убедитесь в том, что новая и удаленная батареи имеют одинаковые напряжения. В системных платах могут использоваться батареи с различными напряжениями, которые имеют переклю­чатель, позволяющий установить необходимое значение. Если у вас именно такая системная плата, то, чтобы правильно выбрать установку, обратитесь к документации. Конечно же, проще всего заменить испорченную батарею точно такой же, поскольку в этом случае отпа­дет необходимость в изменении положений переключателей.

При замене батареи следите за полярностью, иначе можно испортить микросхему RTC/NVRAM (CMOS). Обычно разъем для батареи на системной плате, как и сама батарея, имеет ключ, что предотвратит неправильное подключение. Назначение контактов этого разъ­ема должно быть описано в документации. На всякий случай рекомендуется перед заменой батареи записать значения всех параметров конфигурации системы, сохраняемых в NVRAM. В большинстве случаев достаточно запустить программу установки параметров BIOS и пере­писать или распечатать все значения параметров. Некоторые программы установки парамет­ров BIOS позволяют сохранить данные NVRAM в файле, а затем восстановить их в случае необходимости.

Если ваша системная BIOS защищена паролем и вы забыли его, можно удалить батарею на несколько минут, а затем установить снова. В результате в базовой системе ввода-вывода значения параметров будут уста­новлены по умолчанию, а защита паролем будет снята.

Заменив батарею, включите компьютер и используйте программу установки параметров BIOS, чтобы проверить (и установить в случае необходимости) значения даты, времени и лю­бых других параметров, которые хранятся в NVRAM.

КомпьютерМастер computermaster.ru