2.x, должен обеспечивать выходные напряжения ±5, ±12, +3,3 Вольт , а также +5 Вольт дежурного режима (англ. standby ).

• Основными силовыми цепями являются напряжения +3,3, +5 и +12 В. Причем, чем выше напряжение, тем большая мощность передается по данным цепям. Отрицательные напряжения питания (−5 и −12 В) допускают небольшие токи и в современных материнских платах в настоящее время практически не используются.
  • Напряжение −5 В использовался только интерфейсом ISA материнских плат . Для обеспечения −5 В постоянного тока в ATX и ATX12V версии до 1.2 использовался контакт 20 и белый провод. Это напряжение (а также контакт и провод) не является обязательным уже в версии 1.2 и полностью отсутствует в версиях 1.3 и старше.
  • Напряжение −12 В необходимо лишь для полной реализации стандарта последовательного интерфейса RS-232 с использованием микросхем без встроенного инвертора и умножителя напряжения, поэтому также часто отсутствует.
• Напряжения ±5, ±12, +3,3 В дежурного режима используются материнской платой. Для жёстких дисков , оптических приводов , вентиляторов используются только напряжения +5 и +12 В.
• Современные электронные компоненты используют напряжение питания не выше +5 Вольт. Наиболее мощные потребители энергии, такие как видеокарта , центральный процессор , северный мост подключаются через размещенные на материнской плате или на видеокарте вторичные преобразователи с питанием от цепей как +5 В так и +12 В.
• Напряжение +12 В используется для питания наиболее мощных потребителей. Разделение питающих напряжений на 12 и 5 В целесообразно как для снижения токов по печатным проводникам плат, так и для снижения потерь энергии на выходных выпрямительных диодах блока питания.
• Напряжение +3,3 В в блоке питания формируется из напряжения +5 В, а потому существует ограничение суммарной потребляемой мощности по ±5 и +3,3 В.

В большинстве случаев используется импульсный блок питания , выполненный по полумостовой (двухтактной) схеме . Блоки питания с накапливающими энергию трансформаторами (обратноходовая схема) естественно ограничены по мощности габаритами трансформатора и потому применяется значительно реже.

Устройство (схемотехника)

Импульсный блок питания компьютера (ATX) со снятой крышкой: A — входной диодный выпрямитель , ниже виден входной фильтр ; B — входные сглаживающие конденсаторы , правее виден радиатор высоковольтных транзисторов ; C — импульсный трансформатор , правее виден радиатор низковольтных диодных выпрямителей ; D — дроссель групповой стабилизации ; E — конденсаторы выходного фильтра

Широко распространённая схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:

Входные цепи

• Входной фильтр, предотвращающий распространение импульсных помех в питающую сеть . Также, входной фильтр уменьшает бросок тока заряда электролитических конденсаторов при включении БП в сеть (это может привести к повреждению входного выпрямительного моста).
• В качественных моделях — пассивный (в дешёвых) либо активный корректор мощности (PFC) снижающий нагрузку на питающую сеть .
• Входной выпрямительный мост , преобразующий переменное напряжение в постоянное пульсирующее.
• Конденсаторный фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения.

• Отдельный маломощный блок питания, выдающий +5 В дежурного режима мат. платы и +12 В для питания микросхемы преобразователя самого ИБП. Обычно он выполнен в виде обратноходового преобразователя на дискретных элементах (либо с групповой стабилизацией вых. напряжений через оптрон плюс регулируемый стабилитрон TL431 в цепи ОС , либо линейными стабилизаторами 7805/7812 на выходе) или же (в топовых моделях) на микросхеме типа TOPSwitch.

Преобразователь

• Полумостовой преобразователь на двух биполярных транзисторах
• Схема управления преобразователем и защиты компьютера от превышения/снижения питающих напряжений, обычно на специализированной микросхеме (TL494, UC3844, KA5800, SG6105 и пр.).
• Импульсный высокочастотный трансформатор , который служит для формирования необходимых номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга). Пиковые напряжения на выходе высокочастотного трансформатора пропорциональны входному питающему напряжению и значительно превышают требуемые выходные.
• Цепи обратной связи , которая поддерживает стабильное напряжение на выходе блока питания.
• Формирователь напряжения PG (Power Good, «напряжение в норме»), обычно на отдельном ОУ .

Выходные цепи

• Выходные выпрямители. Положительные и отрицательные напряжения (5 и 12 В) используют одни и те же выходные обмотки трансформатора, с разным направлением включения диодов выпрямителя. Для снижения потерь, при большом потребляемом токе, в качестве выпрямителей используют диоды Шоттки , обладающие малым прямым падением напряжения.
• Дроссель выходной групповой стабилизации. Дроссель сглаживает импульсы, накапливая энергию между импульсами с выходных выпрямителей. Вторая его функция — перераспределение энергии между цепями выходных напряжений. Так, если по какому-либо каналу увеличится потребляемый ток, что снизит напряжение в этой цепи, дроссель групповой стабилизации как трансформатор снизит напряжение по другим цепям. Цепь обратной связи обнаружит снижение выходных цепей, увеличит общую подачу энергии, и восстановит требуемые значения напряжений.
• Выходные фильтрующие конденсаторы. Выходные конденсаторы, вместе с дросселем групповой стабилизации интегрирует импульсы, тем самым получая необходимые значения напряжений, которые значительно ниже напряжений с выхода трансформатора
• Один (на одну линию) или несколько (на несколько линий, обычно +5 и +3,3) нагрузочных резисторов 10-25 Ом, для обеспечения безопасной работы на холостом ходу .

Достоинства такого блока питания:

• Простая и проверенная временем схемотехника с удовлетворительным качеством стабилизации выходных напряжений.
• Высокий КПД (65-70 %). Основные потери приходятся на переходные процессы, которые длятся значительно меньшее время, чем устойчивое состояние.
• Малые габариты и масса, обусловленные как меньшим выделением тепла на регулирующем элементе, так и меньшими габаритами трансформатора, благодаря тому, что последний работает на более высокой частоте.
• Меньшая металлоёмкость, благодаря чему мощные импульсные источники питания стоят дешевле трансформаторных, несмотря на бо́льшую сложность
• Возможность включения в сети широкого диапазона напряжений и частот, или даже постоянного тока. Благодаря этому возможна унификация техники, производимой для различных стран мира, а значит и её удешевление при массовом производстве.

Недостатки полумостового блока питания на биполярных транзисторах:

• При построении схем силовой электроники использование биполярных транзисторов в качестве ключевых элементов снижает общий КПД устройства . Управление биполярными транзисторами требует значительных затрат энергии.
  Всё больше компьютерных блоков питания строится на более дорогих мощных MOSFET -транзисторах. Схемотехника таких компьютерных блоков питания реализована как в виде полумостовых схем, так и обратноходовых преобразователей . Для удовлетворения массогабаритных требований к компьютерному блоку питания, в обратноходовых преобразователях используются значительно более высокие частоты преобразования (100-150 кГц).
• Большое количество намоточных изделий, индивидуально разрабатываемых для каждого типа блоков питания. Такие изделия снижают технологичность изготовления БП.
• Во многих случаях недостаточная стабилизация выходного напряжения по каналам. Дроссель групповой стабилизации не позволяет с высокой точностью обеспечивать значения напряжений во всех каналах. Более дорогие, а также мощные современные блоки питания формируют напряжения ±5 и 3,3 В с помощью вторичных преобразователей из канала 12 В.

Стандарты

AT (устаревший)

В блоках питания у компьютеров форм-фактора выключатель питания разрывает силовую цепь и обычно вынесен на переднюю панель корпуса отдельными проводами; питание дежурного режима с соответствующими цепями отсутствует в принципе. Однако почти все материнские платы стандарта АТ+ATX имели выход управления блоком питания, а блоки питания, в то же время, вход, позволяющий материнской плате стандарта АТ управлять им (включать и выключать).

Блок питания стандарта AT подключается к материнской плате двумя шестиконтактными разъёмами, включающимися в один 12-контактный разъём на материнской плате. К разъёмам от блока питания идут разноцветные провода, и правильным является подключение, когда контакты разъёмов с чёрными проводами сходятся в центре разъёма материнской платы. Цоколёвка AT-разъёма на материнской плате следующая:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	-
PG	пустой	+12V	-12V	общий	общий	общий	общий	-5V	+5V	+5V	+5V

ATX (современный)

У 24-контактного ATX разъёма, последние 4 контакта могут быть съёмными, для обеспечения совместимости с 20-контактным гнездом на материнской плате

Выход	Допуск	Минимум	Номинальное	Максимум	Единица измерения
+12V1DC	±5 %	+11.40	+12.00	+12.60	Вольт
+12V2DC	±5 %	+11.40	+12.00	+12.60	Вольт
+5 VDC	±5 %	+4.75	+5.00	+5.25	Вольт
+3.3 VDC	±5 %	+3.14	+3.30	+3.47	Вольт
−12 VDC	±10 %	−10.80	−12.00	−13.20	Вольт
+5 VSB	±5 %	+4.75	+5.00	+5.25	Вольт

1. электромагнитным излучениям
2. Б.Ю. Семенов
3. S-ATA .

Повышены требования к +5VDС — теперь БП должен отдавать ток не менее 12 А (+3.3 VDC — 16,7 А соответственно, но при этом совокупная мощность не должная превысить 61 Вт) для типовой системы потребления мощностью 160 Вт. Выявился перекос выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по минимальному току +12 В. Требования были обусловлены дальнейшим ростом мощности комплектующих (в основном, видеокарты), чьи требования не могли быть удовлетворены линиями +5 В из-за очень больших токов в этой линии.

Типовая система, потребляемая мощность 160 Вт

Выход	Минимум	Номинальное	Максимум	Единица измерения
+12VDC	1,0	9,0	11,0	Ампер
+5 VDC	0,3	12,0	+5.25	Ампер
+3.3 VDC	0,5	16,7		Ампер
−12 VDC	0,0	0,3		Ампер
+5 VSB	0,0	1,5	2,0	Ампер

Типовая система, потребляемая мощность 180 Вт

Выход	Минимум	Номинальное	Максимум	Единица измерения
+12VDC	1,0	13,0	15,0	Ампер
+5 VDC	0,3	10,0	+5.25	Ампер
+3.3 VDC	0,5	16,7		Ампер
−12 VDC	0,0	0,3		Ампер
+5 VSB	0,0	1,5	2,0	Ампер

Типовая система, потребляемая мощность 220 Вт

Выход	Минимум	Номинальное	Максимум	Единица измерения
+12VDC	1,0	15,0	17,0	Ампер
+5 VDC	0,3	12,0		Ампер
+3.3 VDC	0,5	12,0		Ампер
−12 VDC	0,0	0,3		Ампер
+5 VSB	0,0	2,0	2,5	Ампер

Типовая система, потребляемая мощность 300 Вт

Выход	Минимум	Номинальное	Максимум	Единица измерения
+12VDC	1,0	18,0	18,0	Ампер
+5 VDC	1,0	16,0	19	Ампер
+3.3 VDC	0,5	12,0		Ампер
−12 VDC	0,0	0,4		Ампер
+5 VSB	0,0	2,0	2,5	Ампер

1. для соответствия требованиям законодательства стран по электромагнитным излучениям , в России - требованиям СанПиН 2.2.4.1191—03 2.2.4.1191-03.htm «Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы»
2. Б.Ю. Семенов Силовая электроника: от простого к сложному. — М .: СОЛОМОН-Пресс, 2005. — 415 с. — (Библиотека инженера).
3. На пиковой нагрузке +12 VDC, диапазон выходного напряжения +12 VDC может колебаться в пределах ± 10.
4. Минимальное напряжение уровнем 11.0 VDC во время пиковой нагрузки по +12 V2DC.
5. Выдержка в диапазоне требуется разъёму основного питания материнской платы и разъёму питания S-ATA .

Разъёмы БП / потребителей питания

Распиновка SATA-разъёмов

Разъём ATX PS 12V (P4 power connector)

Один из двух шестиконтактных разъёмов питания AT

• 20-контактный разъём основного питания +12V1DCV использовался с первыми материнскими платами форм-фактора ATX , до появления материнских плат с шиной PCI-Express .

• 24-контактный разъём основного питания +12V1DC (вилка типа MOLEХ 24 Pin Molex Mini-Fit Jr. PN# 39-01-2240 или эквивалентная на стороне БП с контактами типа Molex 44476-1112 (HCS) или эквивалентная; розетка ответной части на материнской плате типа Molex 44206-0007 или эквивалентная) создан для поддержки материнских плат с шиной PCI Express , потребляющей 75 Вт . Большинство материнских плат , работающих на ATX12V 2.0, поддерживают также блоки питания ATX v1.x (4 контакта остаются незадействованными), для этого некоторые производители делают колодку новых четырёх контактов отстёгивающейся.

24-контактный разъём питания материнской платы ATX12V 2.x
(20-контактный не имеет последних четырёх: 11, 12, 23 и 24)

Цвет	Сигнал	Контакт	Контакт	Сигнал	Цвет
Оранжевый	+3.3 V	1	13	+3.3 V	Оранжевый
				+3.3 V sense	Коричневый
Оранжевый	+3.3 V	2	14	−12 V	Синий
Чёрный	Земля	3	15	Земля	Чёрный
Красный	+5 V	4	16	Power on	Зелёный
Чёрный	Земля	5	17	Земля	Чёрный
Красный	+5 V	6	18	Земля	Чёрный
Чёрный	Земля	7	19	Земля	Чёрный
Серый	Power good	8	20	−5 V	Белый
Фиолетовый	+5 VSB	9	21	+5 V	Красный
Жёлтый	+12 V	10	22	+5 V	Красный
Жёлтый	+12 V	11	23	+5 V	Красный
Оранжевый	+3.3 V	12	24	Земля	Чёрный
Три затененных контакты (8, 13 и 16) — сигналы управления, а не питания. «Power On» подтягивается на резисторе до уровня +5 Вольт внутри блока питания, и должен быть низкого уровня для включения питания. «Power good» держится на низком уровне, пока на других выходах ещё не сформировано напряжение требуемого уровня. Провод «+3.3 V sense» используется для дистанционного зондирования .
Контакт 20 (и белый провод) используется для обеспечения −5 В постоянного тока в ATX и ATX12V версии до 1.2. Это напряжение не является обязательным уже в версии 1.2 и полностью отсутствует в версиях 1.3 и старше.
В 20-контактной версии правые контакты нумеруются с 11 по 20.
Провод +3.3 VDC оранжевого цвета и отводка +3.3 V sense коричневого цвета, подключенные к 13-му контакту, имеют толщину 18 AWG ; все остальные — 22 AWG

Также на БП размещаются:

• 4-контактный разъём ATX12V (именуемый также P4 power connector) — вспомогательный разъём для питания процессора: вилка типа MOLEX 39-01-2040 или эквивалентная с контактами Molex 44476-1112 (HCS) или эквивалентными; розетка ответной части на материнской плате типа Molex 39-29-9042 или эквивалентная. Провод толщиной 18 AWG. В случае построения высокопотребляемой системы (свыше 700 Вт), расширяется до EPS12V (англ. Entry-Level Power Supply Specification ) — 8-контактного вспомогательного разъёма для питания материнской платы и процессора 12 В,
• 4-контактный разъём для Floppy-дисковода с контактами AMP 171822-4 или эквивалентными. Провод толщиной 20 AWG.
• 4-контактный разъём для питания периферийного устройства типа жёсткого диска или оптического накопителя с интерфейсом P-ATA: вилка типа MOLEХ 8981-04P или эквивалентная с контактами AMP 61314-1 или эквивалентными. Провод толщиной 18 AWG.
• 5-контактные разъёмы MOLEX 88751 для подключения питания SATA-устройств состоит из корпуса типа MOLEX 675820000 или эквивалентного с контактами Molex 675810000 или эквивалентными .
• 6- либо 8-контактные разъёмы для питания

Эта статья обещает быть достаточно разъяснительной и теоретической. Сегодня мы подробно рассмотрим столь актуальный в наше время технологий предмет - переходник. Это будет переходник SATA Molex ("САТА Молекс"). В этой статье вы найдёте ответы на интересующие вас вопросы, например, что это такое, для чего он предназначен, какую функцию выполняет, и другие.

SATA Molex

Начнём с того, что SATA (сата) - это просто аббревиатура, но несколько непонятная. В отношении к компьютерной технике расшифровка будет следующей - Serial Ata The Acronym. Если говорить просто и понятно, то САТА - это последовательный интерфейс, появившийся в 2003 году. Он пришел на смену разъёму IDE (АйДиИ), который в последующем был переименован в PATA (пата) - parallel ATA, так как это был более скоростной разъём, предполагающий передачу данных со скоростью до полутора гигабит в одну секунду. Этим самым объясняется и физическая смена непосредственно разъёма подключения к жесткому диску, в результате чего возникла необходимость в наличии специального устройства. Здесь мы говорим именно про переходник питания SATA (САТА). Он нужен для подключения новых жёстких дисков к старым компьютерам, которые не имеют в наличии подобного разъёма.

Для чего нужен переходник SATA Molex ("САТА Молекс")?

На сегодняшний день все современные имеют в комплектации разъём Molex. Несмотря на это, сам переходник SATA Molex ("САТА Молекс") имеет актуальность и достаточно высокий спрос и по сегодняшний день. Почему? Например, вы хотите установить на свой персональный компьютер дополнительное оборудование в виде жёстких дисков (или в виде дополнительного привода компакт-дисков). Однако имеющиеся свободные уже заняты. Что будете делать в такой ситуации? Вам на выручку придёт переходник SATA Molex ("САТА Молекс").

Что это такое?

По сути, переходник SATA Molex - это наипростейшее устройство, которое представляет собой два коннектора для подключения к разъёмам, соединённых между собой четырьмя отрезками кабеля. Ранее устройства с разъёмом Molex запитывались с помощью четырех следующих контактов: +5В; земля; земля; +12. Разъём питания САТА имеет пятнадцать контактов. Он разбит на пять групп и имеет последовательность +3,3В; земля; +5В; земля; +12В.

Также имеется и менее распространенный переходник SATA Molex ("САТА Молекс") для подключения питания к приводу компакт-дисков от ноутбука. Данное устройство имеет более компактный разъём за счёт того, что у него всего шесть контактов +5В (вместо пятнадцати) и земля.

Распиновка

Давайте рассмотрим более подробно Molex SATA (переходник). Распиновка этого устройства, как и сам разъём, довольно проста.

Первая группа контактов в САТА-разъёме - это напряжение в +3,3 вольта. В переходнике эта группа не используется, так как разъём Molex совершенно не имеет такого напряжения.

Вторая группа контактов САТА - земля.

Третья группа контактов разъёма имеет напряжение в +5 вольт. Нужно отметить, что она совмещается с первым контактом.

Четвертая группа контактов разъёма - земля, она совмещена с третьим контактом Molex (молекс).

Пятая группа контактов разъёма САТА (+12 вольт) совмещается с четвёртым контактом разъёма Molex.

Переходник можно приобрести в любом компьютерном магазине или в отделе радиодеталей. Эти устройства имеют совершенно разную длину: от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров. Цена на самые распространенные переходники составляет примерно один доллар. Также в продаже имеются переходники не только один к одному. Бывают переходники с одного Molex-разъёма на несколько САТА-разъёмов. Это очень удобно в тех случаях, когда на вашем блоке питания уже все свободные разъёмы закончились, при этом в наличии и комплектации один Molex (молекс), но у вас есть необходимость включить несколько САТА-устройств. Тут вам поможет уже описанный в статье прибор.