Качество блоков питания определяется не только выходной мощностью. Опыт показывает, что, если в одной комнате стоит несколько компьютеров и качество электрической сети невысокое (часто пропадает напряжение, возникают помехи и т.п.), системы с мощными блоками питания работают гораздо лучше систем с дешевыми блоками, устанавливаемыми в некоторых моделях невысокого класса.

Необходимо обращать внимание, гарантирует ли фирма-производитель исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих обстоятельствах:

- полном отключении сети на любое время;

- любом понижении сетевого напряжения;

- кратковременных выбросах с амплитудой до 2 500В на входе блока питания (например, при разряде молнии).

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

Как видно, требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, очень жесткие. Разумеется, желательно, чтобы блок питания им соответствовал.

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 110В диапазон изменения входного напряжения обычно составляют значения от 90 до 135В; для входного напряжения 220В - от 180 до 270В.

- 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 15-25мс 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 +5В) или так же, как и напряжения (например, +4,6В для вывода +3,3В; 7,0В для вывода +5В).

- 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 +12В.

- 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.

2. Обслуживание и эксплуатация

Эксплуатация любого объекта состоит из использования его по прямому назначению и его эксплуатационного обслуживания.

Под эксплуатационным обслуживанием понимается совокупность операций, процедур и процессов, предназначенных для обеспечения работоспособности объекта.

2.1 Факторы, влияющие на надежность объектов при их эксплуатации

Технические объекты в процессе эксплуатации испытывают различные вредные воздействия. Эти воздействия могут быть объективными или субъективными.

Субъективные воздействия происходят из-за неправильных действий операторов или персонала, осуществляющего техническое обслуживание объекта. При этом возможны приводящие к отказам объектов неправильные действия людей, обусловленные недостатком знаний, опыта, небрежностью, плохой организацией работ. Например, к отказу технического объекта могут привести неправильное регулирование, нарушение правил включения-выключения, нарушение порядка, методики и объема работ по техническому обслуживанию.

По времени выполнения:

- программный;

- схемный (с помощью встроенного в объект оборудования);

- дистанционный;

- централизованный.

Профилактическое техническое обслуживание - техническое обслуживание, выполняемое через определенные временные интервалы или в соответствии с заранее установленными критериями и направленное на своевременное предупреждение возможности появления отказа или ухудшения функционирования технического объекта.

Профилактическое обслуживание предусматривает:

- периодический контроль состояния объекта (системы);

- выполнение работ по обеспечению надежности функционирования объекта;

- проверку работоспособности оборудования в соответствии с технологическими картами.

Технический объект может находиться в одном из трех возможных состояний.

Нормальное состояние - состояние, при котором параметры качества функционирования и показатели режима и условий работы объекта находятся в пределах установленных допусков.

Поврежденное состояние - состояние, при котором параметры качества объекта вышли за пределы установленных допусков (в результате нарушения режима работы элементов или наличия неисправностей в них), а возможность частичного использования объекта имеется.

Аварийное состояние - состояние, при котором выбранные для контроля параметры качества объекта вышли за установленные пределы в результате нарушения режима или условий работы объекта или наличия неисправностей, приводящих к отказу объекта и невозможности его использования.

Ремонт - комплекс работ для поддержания и восстановления исправности или работоспособности системы. Существуют следующие виды ремонта:

плановый ремонт - ремонт, предусмотренный в нормативной документации и осуществляемый в плановом порядке;

неплановый ремонт - ремонт, выполнение которого оговорено в нормативной документации, но осуществляемый в неплановом порядке;

текущий ремонт - ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности, состоящий в замене и (или) восстановлении отдельных элементов;

капитальный ремонт - ремонт, осуществляемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановления ресурса системы с заменой и восстановлением любых ее частей, включая базовые, и их регулировкой;

аварийно-восстановительные работы - работы, проводимые с целью оперативного перехода технического объекта из состояния «авария» в состояние «норма».

Ремонт, как правило, включает в себя следующие операции:

- локализацию неисправности (обнаружение характера и места неисправности);

- замену или восстановление отказавшего элемента;

- настройку и регулировку объекта;

- окончательный контроль работоспособности.

2.3 Неисправности блоков питания

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.

- Любые ошибки и зависания при включении компьютера.

- Спонтанная перезагрузка или периодические зависания во время обычной работы.

- Хаотичные ошибки четности или другие ошибки памяти.

- Одновременная остановка жесткого диска и вентилятора (нет напряжения +12В).

- Перегрев компьютера из-за выхода из строя вентилятора.

- Перезапуск компьютера из-за малейшего снижения напряжения в сети.

- Удары электрическим током во время прикосновения к корпусу компьютера или к разъемам.

- Небольшие статические разряды, нарушающие работу системы.

Практически любые сбои в работе компьютера могут быть вызваны неисправностью блока питания. Есть, конечно, и более очевидные признаки, например:

- компьютер вообще не работает (не работает вентилятор, на дисплее нет курсора);

- появился дым;

- на распределительном щитке сгорел сетевой предохранитель.

Если есть подозрения, что неисправен блок питания, необходимо выполнить описанные ниже действия.

1. Проверить качество розетки, сетевого кабеля и разъемов.

2. Проверить правильность и надежность подключения разъемов питания к системной плате и накопителям.

3. С помощью приборов проверить напряжение на упомянутых разъемах.

4. Проверить другое установленное оборудование - платы расширения, устройства резервного копирования и т.д. Извлекая по одному устройству найти причину неисправности.

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.

2.4 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.

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.

2.5 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, необходимо расположить платы таким образом, чтобы воздух беспрепятственно циркулировал между ними. Установить самые нагревающиеся платы поближе к вентилятору или вентиляционным отверстиям в корпусе. Обеспечить 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.

3. Оценка надежности устройства

3.1 Общие положения