Как следует из названия, данное исследование посвящено компьютерным корпусам и блокам питания, установленным в них. Конечно, корпус и блок питания далеко не самые дорогие и сложные детали Вашего компьютера, но надо понимать, что от качества и характеристик блока питания зависит срок службы и надежность работы всех остальных узлов компьютера, которые зачастую стоят в несколько раз дороже. От качества материалов и сборки корпуса зависит, как комфортно вы будете чувствовать себя возле Вашего персонального компьютера, и насколько проще в дальнейшем будет провести модернизацию. В настоящее время возникает вопрос: какой корпус купить?, что стало очень актуальным из-за наметившейся в последнее время тенденции к более частой смене стандартов и форматов в такой, в общем консервативной, области как корпусы и блоки питания ПК.
Очевидно, что в одном исследовании невозможно испытать все модели корпусов, представленных на рынке, тем более что цена у различных моделей разных производителей может отличаться в десять раз. Итак, возникает вопрос, какие модели корпусов выбрать для тестирования?
Понятно, что для домашнего или офисного компьютера это корпусы стандарта АТХ, в которые можно установить материнские платы большинства выпускаемых типо-размеров (ATX, FullATX, Micro-ATX и т.д.) и имеющих достаточное количество посадочных мест для устройств 5" и 3". Чаще всего для домашних и офисных конфигураций в корпусе должно быть 2–4 места 5" и 3-4 места 3", а также установлен блок питания мощностью не менее 250W, поддерживающий Pentium III как минимум, или 300–350W для Pentium III и Pentium 4. Кроме того, блок питания должен соответствовать определенным техническим требованиям, речь о которых пойдет далее.
Если войти в интернет и открыть раздел «комплектующие» на какой-нибудь «торговой площадке» (типа Price.ru), то увидим, что стоимость корпуса с такими требованиями находится в диапазоне $25-200. Рассмотрим предложения, начиная с нижней ценовой категории и отбросив первые 5–10 предложений. Как показывает практика, на таких торговых площадках первые 5-10 предложений (с самой низкой ценой), обычно бывают «пустышками», т.е. если позвонить по указанному телефону, то, как правило, выясняется, что-либо реальная цена другая, либо нет товара в наличии, либо еще что-то, но купить блок по заявленной цене нельзя. Переходя по ссылкам на сайтах, если они есть, или позвонив по телефону и затем посетив лично 3-4 салона, мы выяснили, что в ценовом диапазоне $25–40 можно приобрести примерно одинаковые корпусы на 6-7 наборах шасси (далее шасси — корпус без лицевой панели и блока питания) разного размера с 25–30 видами лицевых панелей, различным количеством цветной пластмассы и дырочек на боковых панелях и блоком питания 230W-250W и, иногда, 300W без каких-либо указаний на имя фирмы и страну производителя. В лучшем случае можно обнаружить Ростестовскую эмблему, выполненную типографским способом, на наклейке на блоке питания. На таких наклейках, как правило, присутствует универсальная табличка мощностей для разных моделей с отметкой, как правило, маркером, значения мощности или типа модели, с отсутствием других указаний, что этот блок питания именно такой мощности или именно такой модели. В таблице поставить точку маркером можно в любой клеточке, что сделает этот блок мощностью не 250W, а 300W. В этом случае остается надеяться только на честность производителя или поставщика. А вот стоит ли надеяться? Ответ на этот вопрос будет дан ниже.
Для того, чтобы все-таки выяснить происхождение таких корпусов, вновь обратимся к интернету. Почти недельные поиски выявили следующую картину: все корпусы произведены в Китае (это я говорю не в том смысле, что они плохие, а лишь констатирую факт). В Китае существует несколько крупных производителей, «имена» которых ничего не скажут покупателю, так как являются скорее названиями фирм или заводов по производству корпусов. Лицевые панели для корпусов часть изготовителей делают сами, другим — третьи фирмы, и поэтому иногда одинаковые лицевые панели встречаются у разных производителей корпусов. Наиболее крупные производители сами производят блоки питания, а некоторые закупают блоки питания у третьих фирм по ОЕМ соглашениям и маркируют их либо своими наклейками, либо такими, о которых шла речь выше, либо оставляют наклейки производителя. Также выяснилось, что существует несколько крупных компаний-перепродавцов, закупающих, судя по всему, у производителей корпусы в большом количестве и продающих их под своими торговыми марками. У таких компаний, как правило, в модельном ряду присутствуют корпусы на шасси разных производителей. Из ряда крупных производителей известным можно назвать, пожалуй, только CodeGen. Они, кажется, единственные делают все сами, а также продают блоки питания и детали корпусов другим производителям. Все производители указывают, что изготовляют не менее 1000000 штук корпусов в год, а некоторые — более 2000000. Таким образом, не обнаружено ничего такого, что вызвало бы особый интерес к какому-либо конкретному производителю или конкретной модели. Поэтому решено было купить в ближайшем компьютерном магазине 2 корпуса одной модели стоимостью $30.
Итак, выбрана самая дешевая модель для нашего исследования. Продолжим выбор и обратимся к верхней границе выявленного нами диапазона цен. Что предлагает нам рынок за $150–200 и дороже? Чтобы ответить на этот вопрос вновь обратимся к глобальной сети и выясним следующее — корпусы этого ценового диапазона правильнее было бы назвать корпусами специального назначения. Как правило, это корпусы для серверов небольшой мощности, имеющие большее, чем обычно, количество посадочных мест, вентиляторов, два блока питания с возможностью горячей замены и тому подобные опции, которые вряд ли нужны в домашнем компьютере. Так же было обнаружено несколько моделей для тех, кому не жалко $100–200 на функционально обычный, но на вид очень «крутой» корпус. Это — алюминиевые корпусы. Ну — очень «круто».
Диапазон $100–150 — крупные модели из модельных рядов известных производителей. Такие подойдут тем, кто хочет поставить компьютер на пол и готов заплатить за качество, или тем, кому необходимо установить большее, чем обычно, количество 5" или 3" устройств в компьютер.
Была сделана попытка найти корпусы, похожие на такие, что используют в своих компьютерах фирмы IBM, HР, Compaq — с уникальным дизайном, откидывающимися модулями, воздуховодами, кабельными каналами, и другими подобными атрибутами. К сожалению, таких корпусов не обнаружено.
В общем, диапазон цен $100–200 нас особо не заинтересовал — цена $100 и более за корпус для домашнего компьютера все-таки высоковата, да и размеры этих корпусов показались великоватыми для домашнего компьютера, а те опции, которые предлагают за дополнительные деньги — как правило в домашнем компьютере не нужны. Таким образом, мы, наконец-то, определились с наиболее интересной нам ценовой категорией — $50–100, тем более, что именно в этой ценовой категории появились корпусы, отличающиеся и внешне и по ряду внутренних характеристик.
В целом, в этой категории выбирать есть из чего. Во-первых, это старшие братья корпусов до $40 — больше размер, те же блоки питания, тот же обычный вид. Во-вторых, группа корпусов с претензией на оригинальность оформления (за счет лицевых панелей), выполненных в стиле «японских или китайских мультиков» — со множеством всяких выступов, углов, разноцветных накладок, иногда окрашенных в уникальный цвет (сиреневый, золотой и т.п.). Но при ближайшем рассмотрении шасси и блоки питания этих корпусов оказывались такими же, как и в первом случае. В-третьих, это группа корпусов, которые можно назвать оригинальными. Именно из этой группы были выбраны остальные «участники» нашего тестирования.
Когда обзванивая фирмы-продавцов или посещая их лично, мы спрашивали корпус получше, то как правило в первую очередь нам предлагали корпусы Inwin. Действительно, эта торговая марка очень хорошо зарекомендовала себя на российском рынке благодаря высококачественному блоку питания, строгому дизайну и высокому качеству исполнения. Если мы спрашивали что-нибудь оригинальное, то многие продавцы предлагали корпусы Asus. Таким образом, еще одним участником стал корпус Asus благодаря действительно оригинальному дизайну и высокой популярности этой компании на российском рынке. Если мы спрашивали что-нибудь сопоставимое по качеству с выше указанными производителями, но подешевле, то нам как правило предлагали корпусы из первых двух групп. В двух или трех фирмах нам предложили корпусы производства компании EuroCase. По словам продавцов, эти корпусы появились в продаже в середине 2001 года и довольно хорошо себя зарекомендовали. Кроме этого, как видно из названия компании, корпусы производятся в Европе, и нам стало интересно, что же может Европа противопоставить Юго-восточной Азии в этой области.
Хочется обратить внимание на вертикальное и горизонтальное расположение блоков питания, так как при сборке компьютера на процессоре AMD могут возникнуть проблемы с установкой высокого охладителя для процессора. Поэтому для тестирования были выбраны модели как с вертикальным так и горизонтальным расположением блоков питания.
Срок эксплуатации
Рассмотрим достаточно важный вопрос о продолжительности срока эксплуатации корпуса. Как правило, срок службы корпуса превышает продолжительность функционирования большинства других элементов ПК. Часто бывает так, что внутренние элементы системного блока неоднократно меняются, а корпус и блок питания продолжают служить и только надо почистить вентилятор блока питания и иногда протирать сам корпус. На сегодняшний день сложилась ситуация — корпус и блок питания скорее всего прослужат несколько лет, пока не придется их менять из-за того, что при очередной модернизации компьютера корпус и блок питания не будут соответствовать требуемым техническим характеристикам.
Теперь представьте достаточно знакомую ситуацию: несколько лет на вашем столе стоит ПК, в котором блок питания ревет как турбина вертолета, а при запуске CD-ROM'a начинает дребезжать боковая панель корпуса и при каждой модернизации об острые необработанные края шасси травмируются руки. Каждый раз приходится разбирать вообще весь компьютер, чтобы установить линейку памяти, так как чтобы ее вставить, надо снять блок питания, а чтобы отсоединить провода от CD-ROM'а, надо снять вторую боковую крышку и панель с материнской платой, да еще и отключить от нее все провода. Резьбы куда-то исчезли после первой модернизации, так как железо настолько тонкое, что резьбы не могло и быть. Да еще при снятии боковой крышки корпуса, ее надо обязательно подцеплять отверткой, при этом она гнется, скалывается краска, а при установке крышки на место надо обязательно забивать ее кулаком. Печальная и, к сожалению, знакомая картина.
Итак, определились участники нашего исследования:
- Недорогой корпус неизвестного производителя за $30 с блоком питания, маркированным на 250W (далее NONAME).
- InWin — признанный лидер в этом секторе рынка, модель S-508 за $68 с блоком питания PowerMan — 300W.
- Fong Kai — популярная в России марка (корпуса часто продаются с логотипом ASUS), модель FK-604 за $88 с вертикальным и FK-603 за $106 с горизонтальным расположением блока питания. Используется блок питания Fong Kai Industrial Co. — 300W.
- EuroСase (далее EC) — новая в России марка, позиционируемая продавцами как конкурент InWin и Fong Kai и сопоставимая по качеству, но более дешевая: модель MD606 за $51 с вертикальным расположением и модели MDL 5410, ML401 и ML418 за $57 c горизонтальным расположением блоков питания от CodeGen — 300W.
*Как выяснилось позднее, модель Fong Kai FK-604 стандартно комплектуется блоком питания мощностью 250W и стоит несколько дешевле.
Посмотрим на внешний вид участников испытаний:
Слева направо: Noname, InWin S-508, Fong Kai FK-604 и FK-603
Слева направо: EuroСase MD606, ML401 и ML418
Noname
Самый маленький из корпусов. Железо 0,5 мм, края почти всех деталей опрессованы. Собран на заклепках, качество сборки — приемлемое. Боковые панели снимаются и устанавливаются с трудом, цвет лицевой панели и самого корпуса немного отличаются.
Посадочных мест по 3 для 5" и 3,5" устройств, для плат — 7. Кассета для 3,5" устройств и панель материнской платы — съемные, доступ к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств — свободный.
Лицевая панель крепится на защелках но полностью не снимается, так как к ней крепятся индикаторы и кнопки. Заглушки на задней панели для плат и разъемов материнской платы приходится выламывать, в следствие чего деформируется железо и образуются заусенцы. На передней панели имеется место для установки дополнительного вентилятора на винтах.
Блок питания расположен вертикально и закрывает материнскую плату. С другой стороны материнскую плату Full ATX может закрывать CD-ROM. Блок питания устанавливается в корпус через специальный переходник на одном винте, что упрощает доступ к материнской плате при дефиците внутреннего пространства из-за небольшого размера корпуса.
Fong Kai FK-604 и FK-603
Эти два корпуса отличаются только размерами и расположением блока питания. В комплекте две сменные декоративные панели и подставка. Крышки кожуха — пластиковые, на одной из них металлический экран. Пожалуй, самый оригинальный дизайн.
Fong Kai FK-604
Железо 0.7 мм, края всех деталей опрессованы. Собран на заклепках, качество сборки — нормальное. Посадочных мест — 3 для 5" и 4 для 3,5" устройств, для плат — 7. Боковые панели снимаются и устанавливаются легко, доступ к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств — свободный (предусмотрены отверстия в несъемной панели материнской платы). Кассета для 3,5" устройств — съемная, блок питания устанавливается в корпус через специальный переходник и вынимается наружу, что упрощает доступ к материнской плате. Расположение блока питания — вертикальное.
На передней панели имеется место для установки дополнительного вентилятора на винтах. Лицевая панель крепится на защелках и снимается полностью, так как индикаторы и кнопки крепятся к корпусу. Заглушки на задней панели для плат установлены и закреплены винтами.
Fong Kai FK-603
Все тоже, что и Fong Kai FK604 плюс горизонтальное расположение блока питания, декоративная задняя панель, крепление крышек корпуса без винтов, два дополнительных вентилятора (больше всех) и почему-то всего 3 посадочных места для 3,5" устройств при таком размере корпуса.
Inwin
Железо 0.7 мм, края всех деталей опрессованы. Собран на заклепках, качество сборки — нормальное. Посадочных мест — 3 для 5" и 4 для 3,5" устройств, для плат — 7. Боковые панели снимаются и устанавливаются легко, доступ к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств — свободный (предусмотрены отверстия в несъемной панели материнской платы). Кассета для двух 3,5" устройств — съемная, блок питания крепится винтами к корпусу и снимается вовнутрь.
Расположение блока питания — горизонтальное. Установлен один дополнительный вентилятор, и на передней панели имеется место для установки второго дополнительного вентилятора без винтов. Лицевая панель крепится на защелках и снимается полностью, так как индикаторы и кнопки установлены на специальной панели. Заглушки на задней панели для плат крепятся винтами.
EuroCase MD606
Железо 1 мм — самое толстое, внутри корпус покрыт черным лаком. Собран на точечной сварке, качество сборки — нормальное. Посадочных мест — 3 для 5" и 4 для 3,5" устройств, для плат — 7. Боковые панели снимаются и устанавливаются первый раз с усилием, затем — свободно. Предусмотрены отверстия для легкого доступа к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств в панели материнской платы, и сама она полностью снимается.
Блок питания крепится винтами к корпусу и снимается вовнутрь. Расположение блока питания — вертикальное. На передней панели имеется место для установки второго дополнительного вентилятора на винтах. Лицевая панель крепится на защелках и снимается полностью, так как индикаторы и кнопки установлены на специальной панели. Заглушки на задней панели для плат крепятся винтами.
EuroCase ML401 и ML418
Одно шасси, но разные лицевые панели (слева направо: ML401, ML418 и ML418 с открытой лицевой панелью
Железо 1 мм — крышки корпуса, шасси — 0,7 мм, края всех деталей опрессованы. Собран на точечной сварке, качество сборки — нормальное. Посадочных мест — 4 для 5" (больше всех) и 4 для 3,5" устройств, для плат — 7. Боковые панели снимаются и устанавливаются первый раз с усилием, затем — свободно. Доступ к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств — свободный. Панель материнской платы полностью снимается и выполнена таким образом, что все платы можно подключить к материнской вне компьютера, и затем все в сборе установить в корпус. Блок питания крепится винтами к корпусу и снимается вовнутрь. Расположение блока питания — горизонтальное.
На передней панели имеется место для установки второго дополнительного вентилятора на винтах. Лицевая панель крепится на защелках и снимается полностью, так как индикаторы и кнопки крепятся к корпусу. Заглушки на задней панели для плат крепятся винтами.
EuroCase MDL 5410 (удлиненная версия)
Применен тот же блок питания, что и в MD 606 и ML 401/418
Железо 1мм — крышки корпуса, шасси — 0,7мм, края всех деталей опрессованы. Собран на точечной сварке, качество сборки — нормальное. Посадочных мест — 4 для 5" и 3 для 3,5" устройств, для плат — 7. Дополнительно установлены два вентилятора на задней и передней панелях. Из-за увеличиной глубины корпуса до 470 мм, места внутри — море. Материнская плата остается полностью открытой даже если установить все 4 5" устройства. Боковые панели снимаются и устанавливаются первый раз с усилием, затем — свободно. Доступ к крепежным винтам 5" и 3,5" устройств — свободный. Блок питания крепится винтами к корпусу и снимается вовнутрь. Расположение блока питания — горизонтальное. Лицевая панель крепится на защелках и снимается полностью, так как индикаторы и кнопки крепятся к корпусу. Заглушки на задней панели для плат крепятся винтами или если «родные» — то защелкиваются без винтов.
Качество изготовления деталей и сборки
Слева: EC ML401; справа: EC MD606
Слева: Fong Kai; справа: Inwin
Установка материнской платы в корпусах с горизонтальным расположением блока питания
Слева: Inwin; справа: EC ML401(ML418)
Слева: EC MDL 5410; справа: Fong Kai FK-603
Установка материнской платы в корпусах с вертикальным расположением блока питания
Слева: EC MD606; Справа: Fong Kai FK-604
Noname
Преимущества горизонтального расположения блока питания очевидно — полный доступ к материнской плате и отсутствие ограничений на размеры охладителя процессора.
Доступная методика тестирования компьютерных блоков питания
Простейшая методика тестирования компьютерных блоков питания может свестись к проверке параметров, указанных производителем блока питания на его корпусе. Эти параметры обычно сводятся в таблицу, где указываются диапазон значений входного напряжения, значения напряжений на выходах и соответствующие им максимальные токи, требуемые ограничения по суммарной мощности для некоторых напряжений, и общая максимальная мощность блока питания. Например:
Таблица 1. Образец таблицы с характеристиками работы БП
| AC Input | 200~240V AC 4A 50/60Hz | |||||
| DC Output | +3.3V | +5V | +12V | -5V | -12V | +5V SB |
| 14A | 22A | 9A | 0.5A | 0.8A | 1A | |
| 130W | 9.6W | |||||
| 250W | ||||||
На первом этапе производилась проверка всех значений вторичных напряжений источников питания под нагрузкой. Для этого использовались постоянные сопротивления, сделанные из нихромовой проволоки. Выбор сопротивлений осуществлялся по максимальной допустимой мощности для блока питания (4 строка таблицы), если такая указана. Если данное ограничение не указанно, то выбор сопротивления осуществлялся по указанному максимальному току. В процессе данной проверки фиксировались сам процесс включения и работа при максимальной нагрузке. Одновременно проводился контроль того, что под нагрузкой снижение значения напряжения не превышает 10% от номинального значения тестируемого напряжения. При этом измерялась величина пульсации выходного напряжения при максимальном токе с помощью включенного параллельно нагрузке осциллографа. Для нормальной работы компьютера величина пульсации не должна превышать 50 мВ для источников напряжения +5В; -5В; +3,3В и 100 мВ для источников напряжения ±12В.
На втором этапе проверки, внутри блока питания размещался температурный датчик. В процессе установки термодатчика визуально проверялось наличие у блока питания заземления на корпус (обычно зеленый провод, привинченный к корпусу). Далее блок питания оставлялся во включенном состоянии 20~30 минут, т.е. до установившегося значения температуры. При этом контролировалась температура внутри блока питания, которая не должна была превысить 85°C. В режиме установившегося значения температуры проверялись изменения всех напряжений (в соответствии с указанными в таблице значениями) и величины пульсаций.
На следующем этапе проверки к выходным клеммам источников напряжения подключалась нагрузка, вдвое превышающая номинальную, и осуществлялась попытка включения блока питания.
Полезным мог бы стать опыт по исследованию работы БП при различных напряжениях питания, поступающих на его вход из сети 50 Гц, так как колебание уровня напряжения в розетках может быть существенным. Однако техническая реализация такого опыта в лабораторных условиях при отсутствии специального оборудовании оказалась затруднительной и от этого опыта пришлось отказаться. К тому же, имеющийся опыт эксплуатации персональных компьютеров на дачных участках, где колебания напряжений часто вообще не нормируются, показывает, что любые БП, как правило, показывают надежную и стабильную работу.
При проведении испытаний использовались следующие приборы:
- Цифровые переносные мультиметры Mastech MY68 и UNI-T DT9205A
- Технические характеристики:
- Автоматический выбор диапазона измерений (только Mastech MY68);
- Метод измерения: двойное интегрирование;
- Быстродействие: 2-3 измерения в секунду;
- Жидкокристаллический цифровой дисплей (цифры 0000-1999);
- Наличие индикации перегрузки, разряда батареи и полярности;
- Диапазон рабочих температур: от 0 до +50°C;
- Имеет сертификат соответствия Госстандарта России;
- Измерение напряжений (для постоянного напряжения, входной импеданс 10 мОм):
- предел измерения 20 В,
- разрешение 10 мВ,
- погрешность 110 мВ;
- Измерение постоянного тока:
- предел измерения 10 А,
- разрешение 10 мА,
- погрешность 250 мА;
- Технические характеристики:
- Магнитный амперметр М340
- Технические характеристики:
- класс точности: 1,5
- диапазон измерений: 0-50 А, 0-20 А;
- ГОСТ 1845-52.
- Технические характеристики:
- Осциллограф С1-72
- Технические характеристики: нет
- Электронный термометр с точностью измерения 1°C.
Внешний вид блоков питания
Noname
Fong Kai (FKI)
EC (CodeGen)
Inwin (Power Man) (Самые толстые и длинные провода)
Испытания блоков питания
В соответствии с предложенной методикой величина нагрузки была выбрана из расчета рабочей мощности 200 W. Первой «жертвой» был выбран блок питания из дешевого корпуса. После включения, проработав 15 секунд, он выключился. Повторные попытки его включения под нагрузкой успехом не увенчались. То же произошло и при подключении его к компьютеру. Предположив, что данный экземпляр был неисправен, мы подключили второй такой же блок питания к испытательному стенду — ситуация повторилась. Таким образом, в первые минуты испытаний вышли из строя оба блока питания из корпуса NONAME. Их выход из строя произошел при нагрузке на 20% меньше, чем указано на наклейке. Поэтому было решено изменить условия экспериментов: уменьшить нагрузку в 1-ой серии опытов до 150W, что составляет 60% от значения, указанного на дешевом блоке питания (250W), и 50% — для блоков питания с маркировкой 300W. Но так как блоков питания из дешевых корпусов больше не было, пришлось перейти к испытаниям более дорогих и мощных блоков питания.
Предположив что, при покупке более дорогого корпуса мы платим не только за железо и пластмассу, но и за более качественный блок питания, было решено не уменьшать величину нагрузки. С учетом того, что на наклейках БП указывалось ограничение для суммарной нагрузки по трем напряжениям питания (+3,3, +5, +12) до 280W, испытательный стенд был настроен на нагрузку в 300W.
Так как корпусов ЕС у нас было больше, то первыми решили испытывать блоки питания именно из этих корпусов. После включения питания понять, что блок функционирует, можно было только по показаниям приборов — вентилятор работает очень тихо. Измеренные показания приведены в таблице 2. При оценке нагрузки было получено значение около 296W (на наклейке на блоке питания суммарная нагрузка по питаниям +3.3, +5 и +12 ограничена 285W). По мере работы блока температура в нем росла и, примерно, на третьей минуте громче заработал вентилятор, а еще через одну минуту его скорость достигла максимального значения. Примерно на четырнадцатой минуте опыта температура достигла 50°C и продолжала расти и, кроме того, мы заметили видимое падение напряжения по всем напряжениям питания. Сняли показания приборов и по ходу обнаружили заметный нагрев проводов от блока питания к нагрузкам. Пока мы решали, стоит ли прекращать опыт, при температуре 53°C блок питания выключился.
Таблица 2. Результаты испытания БП EC при расчетной нагрузке 300 Вт
| Выходное напряжение питания | Начало опыта t=26°C | Конец опыта (через 15 минут) t=53°C | I макс.,А* | ||||||
| U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | ||
| +3,3В | 3,11 | 3 | 10 | 50 | 2,62 | 20,6 | 10 | 400 | 20 |
| +5В | 4,74 | 5,2 | 27 | 50 | 4,43 | 11,4 | 25 | 600 | 38 |
| +12В | 12,43 | 3,5 | 11 | 100 | 11,66 | 2,8 | 11 | 2000 | 16 |
| Суммарная мощность 296 Вт | Суммарная мощность 265 Вт | ||||||||
*Максимальное значение тока при нагрузке, подключенной только к одному из питаний, зафиксированные в ходе настройки испытательного стенда.
При последующем включении блок питания не запускался, но остыв до 30°C, заработал. Повторные измерения показали, что характеристики, заметно ухудшившиеся в ходе предыдущего опыта, не восстановились. Поэтому дальнейшие испытания с данным образцом было решено не проводить, а использовать другой блок питания из корпуса ЕС. Второй блок питания вначале повел себя точно так же как и первый, а показания приборов практически совпали с результатами первого опыта. На десятой минуте второй блок выключился и больше не включался.
Выключая блоки питания после продолжительной работы, мы обнаружили, что температура внутри корпуса БП начинала заметно расти. Это явление обнаружилось на всех испытанных далее блоках питания.
Печальные результаты опытов заставили нас задуматься об уменьшении нагрузки, но любопытство пересилило и мы решили все-таки испытать еще один блок питания при расчетной нагрузке, близкой к 300W. Так как блоков питания из корпусов Fong Kai оставалось два, то мы подключили к испытательному стенду один из них. Этот опыт протекал еще стремительнее, чем предыдущие, так что мы даже не успели снять показания приборов и, соответственно, нет таблицы результатов. В конце первой минуты из корпуса блока питания начали доноситься щелчки — видимо где-то возникал пробой изоляции. Частота и громкость щелчков росли, и при температуре 38°C блок питания выключился и больше не включался. Теперь у нас осталось по одному блоку питания от каждого производителя, и мы благоразумно решили снизить расчетную нагрузку до 270W, то есть примерно на 10%. При этой нагрузке все пошло как «по маслу» — были сняты две серии показаний: сразу после включения и через 30 минут работы.
Таблица 3. Результаты испытания БП EC при расчетной нагрузке 270 Вт
| Выходное напряжение питания | Начало опыта t=26°C | Конец опыта (через 30 минут) t=38°C | ||||||
| U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | |
| +3,3В | 3,01 | 8 | 8 | 30 | 3,04 | 6 | 8 | 30 |
| +5В | 4,75 | 5 | 25,5 | 20 | 4,72 | 5,6 | 24 | 20 |
| +12В | 12,4 | 3 | 8,6 | 75 | 12,38 | 3,1 | 8,6 | 75 |
| Суммарная мощность 252 Вт | Суммарная мощность 244 Вт | |||||||
Таблица 4. Результаты испытания БП Fong Kai при расчетной нагрузке 270 Вт
| Выходное напряжение питания | Начало опыта t=26°C | Конец опыта (через 30 минут) t=35°C | ||||||
| U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | |
| +3,3В | 3,1 | 6 | 8 | 20 | 3,09 | 6 | 8 | 20 |
| +5В | 4,88 | 2 | 25,5 | 20 | 4,87 | 2 | 25 | 20 |
| +12В | 12,14 | 1,1 | 9,5 | 50 | 12,16 | 1,2 | 8,6 | 50 |
| Суммарная мощность 265 Вт | Суммарная мощность 251 Вт | |||||||
Таблица 5. Результаты испытания БП INWIN при расчетной нагрузке 270 Вт
| Выходное напряжение питания | Начало опыта t=26°C | Конец опыта (через 30 минут) t=38°C | ||||||
| U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | |
| +3,3В | 3,06 | 7,2 | 7,5 | 20 | 3,01 | 8 | 8 | 20 |
| +5В | 4,75 | 5 | 26 | 20 | 4,73 | 5,5 | 25 | 20 |
| +12В | 12,01 | 0 | 8,5 | 40 | 12 | 0 | 8,5 | 40 |
| Суммарная мощность 249 Вт | Суммарная мощность 244 Вт | |||||||
Хотелось бы отметить работу вентиляторов. Самым тихим при старте оказался вентилятор ЕС, а его скорость плавно росла с ростом температуры, достигая максимума на четвертой минуте. Блоки Fong Kai и Inwin при старте работали несколько громче и переключались на вторую, максимальную скорость вращения, примерно на третьей минуте.
Следующий опыт заключался в испытании узла защиты блока питания. Он заключался в запуске блока питания при подключенной на выходе нагрузке около 600W. Не запустились все блоки питания. В дальнейшем при подключении минимальной нагрузки все блоки питания нормально заработали. Таким образом, закончилась обязательная программа опытов.
Однако, дополнительно, было решено протестировать блок питания Inwin на расчетной нагрузке 300W. Учитывая результаты предыдущих опытов c БП ЕС и Fong Kai, время испытаний было ограничено 10-ю минутами (см. таблицу 6).
Таблица 6. Результаты испытания БП INWIN при расчетной нагрузке 300 Вт
| Выходное напряжение питания | Начало опыта t=26°C | Конец опыта (через 10 минут) t=42°C | ||||||
| U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | U, В | DU,% | I, А | Uпульс.,мВ | |
| +3,3В | 2,94 | 11 | 9,5 | 10 | 2,9 | 12 | 9,5 | 10 |
| +5В | 4,75 | 5 | 27,5 | 10 | 4,71 | 5,8 | 27 | 10 |
| +12В | 12 | 0 | 10,7 | 50 | 11,97 | 0,2 | 10,5 | 50 |
| Суммарная мощность 287 Вт | Суммарная мощность 280 Вт | |||||||
Измерение потребляемой мощности реальных Pentium III и Pentium 4
Проделав опыты, решено было определить реальную потребляемую мощность обычного среднестатистического компьютера. Если фирма Intel для компьютеров, использующих процессор Pentium 4, рекомендует ставить блоки питания 300W и выше, а для испытанных образцов блоков питания 300W потребляемой мощности — практически максимальное значение, то, может быть при такой мощности блок питания работает в экстремальных условиях?
Для ответа на этот вопрос, было решено провести измерение потребляемой мощности компьютеров на базе процессоров Pentium III и Pentium 4 (см. спецификацию ниже), работающих в режиме выполнения задачи средней сложности. Опыт состоял в следующем: в цепь каждого вторичного питания в разрыв проводов питания включался амперметр. Затем запускался тестовый компьютер, работавший в операционной среде Windows'98SE и выполнявший тест 3D Mark2001 с одновременным копированием данных с CD-ROM на HDD. По этим измеренным значениям токов и напряжений вычислялась потребляемая мощность. Получившиеся значения — для Pentium III 60W и для Pentium 4 90W — показывают, что 300W блоки питания, по сути, при работе загружены на 1/3 мощности. Учитывая, что при установке на данную материнскую плату более быстрого процессора, большего количества оперативной памяти и более мощного графического процессора (то есть повышая потребляемую мощность) и запуске на длительное время программного обеспечения, требующего больших ресурсов, чем использованное в нашем тесте (3D-игры, 3D-графика, обработка видео и звука, сложные математические расчеты, САПР и т.п.), потребление может вырасти вдвое, то есть примерно до 180W, что, как мы выяснили, является критическим порогом для дешевых блоков питания с маркировкой 250W, а для более дорогих блоков питания, маркированных 300W, составляет всего 2/3 от реального максимального уровня нагрузки.
Спецификация компьютера на базе Pentium III:
- Процессор: Intel Pentium III 933 MHz FCPGA;
- Оперативная память: 3 × 128Mb DIMM, Hynix PC133 SDRAM SPD;
- Материнская плата: GigaByte GA-6OX Rev1.1 (Intel 815);
- Жесткий диск: 41,0Gb IBM;
- Видео адаптер: GigaByte GV-GF2010 64Mb (NVIDIA GeForce2);
- Привод CD-ROM: Creative CD5250E;
- Звуковая плата: Guillemot Muse;
- Дисковод 3,5": NEC;
- Клавиатура: Fujitsu PS/2;
- Мышь: Geniuse PS/2;
- Блок питания: CWT250ATX (в испытаниях не участвовал).
Спецификация компьютера на базе Pentium 4:
- Процессор: Intel Pentium 4 1,6 GHz;
- Оперативная память: 2 × 128Mb RIMM, SEC PC800;
- Материнская плата: GigaByte;
- Жесткий диск: 41,0Gb IBM;
- Видео адаптер: GigaByte GV-GF2010 64Mb (NVIDIA GeForce2);
- Привод CD-ROM: Creative CD5250E;
- Звуковая плата: Guillemot Muse;
- Дисковод 3,5": NEC;
- Клавиатура: Fujitsu PS/2;
- Мышь: Geniuse PS/2;
- Блок питания: CWT300ATX (в испытаниях не участвовал).
Анализ результатов
Проведенные опыты показали, что при явном превышении нагрузки (в два раза) во всех трех испытанных блоках питания защита по току работала исправно, и блоки питания в таком режиме не запускались. При продолжительной работе с нагрузкой, немного превышающей максимальную, лучше всех проявил себя блок питания Inwin, который исправно работал без участия защиты. У блока ЕС при нагрузке в 295W заметно росла температура, и в одном случае не сработала защита, и блок питания сгорел, а в другом — защита сработала поздно, что привело у ухудшению характеристик блока питания, которые при повторном включении не восстановились. Это говорит о том, что при нагрузке, немного превышающей максимальную, система защит работает не совсем корректно — защита по току не сработала, а температурная защита работала с опозданием. В случае с испытанием блока питания Fong Kai иная ситуация — блок питания вышел из строя при достаточно низкой температуре. Это могло произойти из-за некачественного дросселя (произошел пробой) и ошибки в схеме защиты по току, которая не сработала при данной неисправности. Надо сказать, что полученные результаты нельзя рассматривать как негативные, так как блоки питания, так же как и большинство приборов, рассчитываются на длительную работу в максимально нагруженном режиме и всегда выбираются с 10-20% запасом. С другой стороны, результаты опытов с дешевыми блоками питания можно оценить как негативные — оба блока питания сгорели при недоборе 20% до максимальной мощности (кратковременная нагрузка 200W при заявленной 250W), что говорит о следующем: либо защита плохо разработана, либо завышена указанная мощность, либо и то и другое вместе взятое.
Отдельно хочется остановиться на величине шума вентиляторов и уровне нагрева блоков питания. Блоки Fong Kai и Inwin при нагрузке, близкой к максимальной, ведут себя одинаково — через 3-4 минуты вентиляторы включаются на максимальную мощность, а у блока ЕС вентилятор плавно набирает обороты за тот же промежуток времени. В целом на небольших нагрузках все БП ведут себя одинаково тихо, а на близкой к максимальной — одинаково громко.
У всех блоков питания при длительной работе с нагрузкой близкой к максимальной, после выключения замечен значительный рост температуры (с 38°C до 50°C-52°C). Это означает, что вентилятор остановился и тепло не отводится из корпуса блока питания, а радиаторы и элементы, стоящие в блоке, продолжают отдавать тепло. Если мы в этот момент включали блок питания, то обнаруживался дальнейший резкий рост температуры (до 60°C-65°C) со значения, которого она успела достичь с момента выключения блока питания (48°C–52°C), и либо мы выключали блок питания либо срабатывала тепловая защита. Из этого следует, что компьютерные системы с предполагаемым потреблением 250W и выше для дорогих корпусов и 180W для дешевых, выключать и включать без разумной паузы опасно. То есть может сложиться такая ситуация, что, выключив компьютер, а через минуту решив поиграть еще часок и нажав кнопку включения питания, обнаружится — блок питания больше не работает. Возможно, некоторые уже сталкивались с данной ситуацией.
В целом можно отметить, с точки зрения тепловой защиты, системы с возможным длительным потреблением мощности до 180W, собранные в дорогих корпусах с уверенностью на 99.99%, будут длительное время работать исправно, если не попадется явный брак, что бывает даже с самыми лучшими вещами. Использование дешевых блоков питания — лотерея. Длительная работа в режиме максимальной нагрузки, приводит к перегреву блока питания, а с учетом несовершенства защиты, к повреждению такого БП, однако он при этом может продолжать работать. Также отметим, что пробои, имевшие место перед выходом блока питания из строя, способны нанести повреждения другим устройствам компьютера, а необратимое ухудшение характеристик БП при перегреве, особенно высокий уровень пульсаций, может явиться причиной нестабильной работы компьютера.
Как известно из теории ЭМС наибольшее влияние на смежные слаботочные проводники, коими являются токопроводящие дорожки на печатных платах компьютера, оказывает третья гармоническая составляющая напряжения питания (150 Гц). Из таблиц 3,4,5 видно, что амплитуды пульсаций всех дорогих блоков питания находятся в допустимых пределах даже с учетом плюсовой погрешности — 50мV для 5V и 100мV для 12V. Из той же таблицы видно, что амплитуда пульсаций не меняется во времени и не зависит от температуры, то есть характеристики не «плавают» при нагрузке близкой к максимальной.
Таблицы 3,4,5 также отражают уровни падения напряжения. Значения показывают, что все блоки питания соответствуют требованиям, предъявляемым к компьютерным блокам питания - падение напряжения не превышает 10% даже с учетом плюсовой погрешности измерений. Из таблиц также видно небольшое изменение падения напряжения с течением времени. Скорее всего, это объясняется спецификой использованной нагрузки, у которой с постепенным нагревом увеличивается сопротивление.
Анализ характера падения напряжения и величины пульсации, а также возможность их наложения друг на друга, позволяет дать рекомендацию — приобретать, по возможности, более дорогие блоки питания, так как у более дешевых блоков питания они могут привести к сбоям и неустойчивой работе системного блока, причем выявить виновность в этом блока питания будет очень сложно и, скорее всего, идея поменять блок питания придет в голову последней! Это объясняется тем, что при большой просадке напряжения и одновременно повышенной амплитуде пульсаций может временно появиться недопустимо низкое напряжение питания на различных элементах различных устройств (в основном питание логических схем на видео карте, в жестких дисках, флоппи дисководах, приводах CD-ROM, контроллерах различного рода и т.д.). Кроме того, большая амплитуда пульсаций (особенно высокочастотных) может привести к, различного рода, резонансным явлениям, искажению форм сигналов, ухудшению условий ЭМС и т.д., что также снижает надежность работы компьютера.
Что касается расчетных результатов мощности, полученных как в ходе успешных опытов, так и в ходе опытов, приведших к поломке блоков питания (таблицы 2-6), отметим — все дорогие блоки питания успешно работают длительное время при расчетной нагрузке мощностью 270W без потери работоспособности и без необратимого ухудшения характеристик. Это значит, что компьютер максимальной на сегодняшний день комплектации и загруженный мощной задачей, будет нормально работать длительное время, и останется еще запас по мощности в расчете на будущие модернизации. Постоянное потребление мощности, приближающейся к 300W, характерное для более сложных и мощных, чем бытовой и офисный, компьютеров (двух- или четырехпроцессорный сервер для игры в Quake тридцати игроков с подключением к сети типа LAN/T3, требующий на самом деле специального серверного корпуса), условно возможно только для блока Inwin. Для блоков Fong Kai и ЕС максимальная постоянная нагрузка не может превышать соответственно 285W и 290W. При постоянном потреблении около 270W длительность пиков — до 300W может составлять: для Fong Kai — до 1 минуты, а для ЕС — до 5 минут. Хочется еще раз отметить, что на данный момент такое потребление является не характерным для большинства домашних и корпоративных персональных компьютеров, а наше исследование скорее стоит рассматривать как тест на выживание. Мощность выше 250W скорее стоит рассматривать как необходимый запас (для последующих модернизаций), потому что корпус приобретается на 3-4 года.
Общий вывод
1. Для компьютеров минимальной конфигурации, предназначенных для решения офисных и простейших домашних задач, при подборе которых главным критерием является цена, в течение трех лет не планируется капитальная модернизация, требующая существенного увеличения потребляемой мощности, и покупателю наплевать на качество и внешний вид собственно корпуса, вполне достаточно приобрести дешевый корпус. Вполне вероятно, что он проработает все три запланированных года, но надо быть готовым к возможному выходу блока питания из строя по окончании гарантийного срока или замене блока питания при переходе на более современную платформу, что повышает цену корпуса практически до уровня дорогого.
2. Однозначно, при приобретении более сложных и, соответственно, более дорогих систем, необходимо внимательнее отнестись к выбору корпуса и блока питания.
3. Для более сложных и более дорогих систем можно безбоязненно взять корпусы Fong Kai, EuroCase, Inwin. При чем выбор можно осуществлять исходя, к примеру, из того, какой корпус нравится больше по внешнему виду, или если, все-таки, цена играет не последнюю роль можно взять самый дешевый из них, или если требуется установить в компьютер большое количество устройств, критерием может быть количество посадочных мест. В любом случае, вы не прогадаете, и любой из этих корпусов будет надежно служить при существующих и будущих технических требованиях, а их потребительские качества вряд ли вас разочаруют.
Ссылки по теме:
Гречишникову А.В., Соколову П.В., Беднякову М.А.
..,