Блок питания

Стандарты массово выпускаемых БП

  • Импульсный блок питания массового персонального компьютера мощностью 450 Вт (FSP ATX-450PNF)
  • БП форм-фактора SFX
  • БП форм-фактора TFX
  • БП форм-фактора Flex-ATX
  • Дублирование блока питания с поддержкой горячей замены в отказоустойчивом сервере
  • Блок питания ноутбука ASUS

AT (устаревший)

См. также: AT (форм-фактор)

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).

  • В БП компьютеров типа IBM PC/XT имелся выключатель, входивший непосредственно в конструкцию.
  • БП, подключенный в IBM PS/2 Model 55 SX

ATX (современный)

См. также: ATX

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. На пиковой нагрузке +12 VDC диапазон выходного напряжения +12 VDC может колебаться в пределах ± 10%.
  2. Минимальное напряжение уровнем 11,0 VDC во время пиковой нагрузки по +12 V2DC.
  3. Выдержка в диапазоне требуется разъёму основного питания материнской платы и разъёму питания SATA.

Повышены требования к +5 VDС — теперь БП должен отдавать ток не менее 12 А (+3,3 VDC — 16,7 А соответственно, но при этом совокупная мощность не должна превышать 61 Вт) для типовой системы потребления мощностью 160 Вт. Выявился перекос выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по максимальному 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.

Параметры типовых БП с мощностью свыше 61 Вт 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
+12 VDC 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. 12 Совокупная мощность по линиям +3,3 VDC и +5 VDC не должна превысить 61 Вт
  2. 12 Совокупная мощность по линиям +3.3 VDC и +5 VDC не должна превысить 63 Вт
  3. 12 Совокупная мощность по линиям +3,3 VDC и +5 VDC не должна превысить 80 Вт
  4. 12 Совокупная мощность по линиям +3,3 VDC и +5 VDC не должна превысить 125 Вт

Чего нам надо от БП? Основные параметры по выбору

Мы разобрались, что блок питания является единственным источником электроэнергии для всех компонентов ПК, теперь переходим к характеристикам (выдаваемого им тока), от которых напрямую зависит стабильность функционирования всей системы.

Итак, в целом (от оного), нам надо не так уж и много, а именно, чтобы:

  • Давал стабильное и точное напряжение на выходах 12/5/3.3 вольт. На выходе не абсолютно постоянное напряжение (U), а постоянное/прерывистое (идеальный вариант когда U — может «гулять» на 0.5В максимум);
  • Имел хорошую систему деления линии 220В и Вашего ПК (именно плохие системы приводят к копоти на платах)
  • Его элементы были выполнены из качественных материалов, ибо частой причиной смерти блока питания являются дешевые конденсаторы с малым сроком службы, плохое охлаждение (и излишний нагрев) компонентов блока питания, а так же отсутствие предохранителей и прочих важных штук

При не соблюдении вышесказанных причин и потребностей, многие дешевые и средние блоки питания «вываливают» за штатные значения на 2 вольта и это при нагрузке всего 70% номинала! Это может приводить к непонятным перегрузкам компьютера «ни с того, ни с сего», зависаниям, посреди ответственной работы, а так же, скажем, к частичной нестабильности устройств (монитор гаснет).

Что говорят пользователи при этом?
Естественно, винят не свой выбор и экономию, а то, что «Кривая WиндоZ» или «Билл Гейтс Ко3..» (c), хотя ни одно, ни другое этому не причина.

Впрочем, мы немного отвлеклись от темы, а между тем уже рассмотрели основные «электрические» параметры, хотя есть еще и много технических.

Давайте с ними разбираться.

Мощность блока питания

Для расчета мощности блока питания компьютера необходимо просуммировать количество потребляемой электроэнергии каждым компонентом компьютера.

Конечно, обычному пользователю довольно сложно самостоятельно сложить все значения, тем более на некоторые компьютерные комплектующие просто не указывается потребляемая мощность самим производителями или же значения заведомо завышены. Если вы не хотите тратить время на изучение всех характеристик комплектующих, то можете воспользоваться онлайн калькулятором расчета мощности блока питания (ссылки в конце статьи), хоть в этих сервисах значения и не всегда истины, но можно получить примерное значение, что вполне хватит для определения мощности блока питания.

После получения условной мощности блока питания, необходимо добавить «запасные ватты» — это около 10-20% от общей мощности. Запас нужен для того, чтобы блок питания не эксплуатировался на максимальной мощности. Если блок питания будет с недостаточной мощностью, то это вызовет ряд неполадок: зависание, самостоятельные перезагрузки, пощелкивание головки жесткого диска, а также выключение компьютера.

Если вы собираете мощную систему, то стандартного блока питания на 300, 400-ватт, поставляемого с корпусом, просто не хватит. Конечно, можно не заниматься подсчетами и выбором блока питания, а сразу взять на 1500 ватт, но кому захочется переплачивать впустую.

Можно сделать и условные рекомендации, ведь для вычисления мощности блока питания необходимо просуммировать все компоненты входящие в компьютер. Тут нужно лишь учитывать, что каждый слот PCI Express x16 потребляет до 75 W, а также учитывать возможные связки видеокарт в режиме NVIDIA SLI или ATI Crossfire. Также надо учитывать, что процессоры high-end класса потребляют значительно больше электроэнергии, чем процессоры low-end класса.

  • для современных офисных и домашних компьютеров вполне подойдут блоки питания мощностью 400-450 Вт, со встроенной видеокартой или дискретной видеокартой low-end класса;
  • для игровых компьютеров среднего уровня (без SLI и Crossfire) — 550-650 ватт.
  • для игровых компьютеров hi-end класса с несколькими видеокартами (SLI или Crossfire) — 700 Вт и выше.

Мощность блока питания производители печатают на наклейке большим шрифтом. Мощность блока питания – это сколько он сможет отдать энергии подключаемым к нему компонентам.

Как писалось выше, просчитать мощность можно через онлайн калькулятор расчета мощности блока питания и добавить к нему 10-20% «запасной мощности». Однако на самом деле, все немного сложнее, ведь блок питания дает разное напряжение 12В, 5В, -12В, 3,3В, то есть, каждая линия напряжения использует только свою мощность. Но в самом блоке питания установлен один трансформатор, который генерирует все эти напряжения для питания комплектующих компьютера.

Есть, конечно, блоки питания с двумя трансформаторами и чаще всего их используют для серверов. Но в обычных компьютерах используют блоки питания с одним трансформатором и поэтому мощность каждой линии напряжения вполне может «плавать» — то есть, увеличиваться, если на остальных линиях нагрузка слабая или же уменьшаться, если другие линии перегружены. А на блоках питания пишут именно максимальную мощность для каждой линии, и если их просуммировать, то полученная мощность будет выше мощности блока питания.

Производитель умышленно завышает номинальную мощность блока питания, которую он не способен обеспечивать

А все прожорливые компоненты компьютера (видеокарта и процессор) получают питание именно от +12 В, поэтому нужно обращать внимание указанным для нее значениям токов

Если блок питания качественный, то эту информацию укажут на боковой наклейке в виде таблицы или списка.

https://www.bequiet.com/ru/psucalculator

https://www.coolermaster.com/power-supply-calculator/

Конструкционные компоненты

В состав блока питания включены три каскада – входной, выходной и преобразователь. Следует разобрать более детально, как устроен каждый и для чего он предназначен.

Входные цепи

Сюда входят такие блоки:

  • Входной фильтр, который отсекает импульсные помехи, не давая им распространяться далее. Также он снижает разряд конденсаторов, который возникает при включении устройства в сеть.
  • Корректор мощности снижает нагрузку на питающие цепи.
  • Переменное напряжение постоянно трансформирует выпрямительный мост.
  • Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает конденсаторный фильтр.

БП небольшой мощности, который выдает +5 В для поддержки дежурного режима материнки и +12 В для микросхемы преобразователя.

Преобразователь

Состоит из следующих элементов:

  • Двух биполярных транзисторов, которые используются в качестве полумостового преобразователя.
  • Схемы защиты от изменения питающих напряжений. В этом качестве обычно выступает специфическая микросхема, например SG6105 или UC
  • Высокочастотного импульсного трансформатора, формирующий напряжения требуемого номинала.
  • Цепей обратной связи, поддерживающих стабильное напряжение на выходе БП.
  • Формирователя напряжения, реализованного на базе отдельного операционного усилителя.

Выходные цепи

Для их нормальной работы необходимы такие составляющие:

  • Выходные выпрямители, которые используются для подачи напряжения 5 В и 12 В с положительными и отрицательными значениями, с помощью одних и тех же обмоток трансформатора.
  • Дроссель групповой стабилизации. Сглаживает импульсы и перераспределяет энергию между остальными цепями.
  • Фильтрующие конденсаторы, интегрирующие импульсы, необходимые для получения номинальных напряжений.
  • Нагрузочные резисторы, обеспечивающие безопасную работу на холостом ходу.

Практика выбора блока питания. Читаем этикетку.

В целом, с теорией покончено(:-)), теперь пару слов о практике..

Вот Вы пришли в салон-магазин и хотите сами выбрать качественный блок питания

На что следует обратить внимание и что делать?. Ну, самое главное, что Вы должны сделать, — это включить свою голову и вспомнить все, что Вам уже известно

Также, не стоит спрашивать советы продавца-консультанта (как правило, только вчера заступившего на должность), а лучше взять в руки девайс, повертеть и найти его «технический паспорт» (который, кстати говоря, присутствует на  каждом блоке питания) в виде вот такой наклейки

Ну, самое главное, что Вы должны сделать, — это включить свою голову и вспомнить все, что Вам уже известно. Также, не стоит спрашивать советы продавца-консультанта (как правило, только вчера заступившего на должность), а лучше взять в руки девайс, повертеть и найти его «технический паспорт» (который, кстати говоря, присутствует на  каждом блоке питания) в виде вот такой наклейки.

Итак, разбираемся с оной (наклейкой).

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Универсальный БП — это надежный источник электропитания, обладающий стабильными выходными параметрами и имеющий двойной запас по мощности. На его передней панели в общем случае должны размещаться:

1. Стрелочные и цифровые измерительные приборы (вольтметр, амперметр). При этом:
стрелочный даст возможность оценить динамические изменения контролируемых параметров;
цифровой позволит с высокой точностью контролировать выходные характеристики БП.

2. Органы управления, с помощью которых регулируют выходные параметры в режимах «грубо» и «точно», индикатор режима работы, тумблер или клавишный выключатель питающей электросети.

Теоретически возможно, но практически нецелесообразно разработать и изготовить универсальный блок питания, который подойдет, как говорят, «на все случаи жизни». Такое устройство будет иметь огромные размеры и вес, а его стоимость превысит все допустимые пределы.

Поэтому современные универсальные источники вторичного напряжения классифицируются по мощности, по номинальному значению выходного напряжения и по количеству выходов питающего напряжения. Исходя из этих градаций и осуществляют выбор необходимого прибора.

По номинальному значению выходного напряжения универсальные блоки питания бывают:

  • низковольтные до 100 В;
  • средневольтные до 1000 В;
  • высоковольтные свыше 1000 В.

По выходной мощности они делятся на:

  • микромощные, выходная мощность которых не превышает 1 Вт;
  • малой мощности от 1 до 10 Вт;
  • средней мощности 10…100 Вт;
  • повышенной (от 100 до 1000 Вт) и высокой (свыше 1000 Вт) мощности.

При этом универсальные источники электропитания могут быть одно или многоканальными, то есть обеспечивающие подачу одного или нескольких питающих напряжений.

Блок питания с регулировкой.

Одним из самых простых универсальных источников электропитания является регулируемый. Например, для начинающих радиолюбителей таким устройством может быть блок питания с током нагрузки в несколько ампер и позволяющий регулировать выходное напряжение в пределах от 1 до 36 В.

К нему можно подключить не только радиотехническое устройство или электродвигатель, но и автомобильный аккумулятор для зарядки.

В основе электрической схемы такого блока питания лежит мощный силовой трансформатор, а на выходе устанавливается мощный транзистор, установленный на теплоотводящий радиатор. Управляет транзистором специальная микросхема. Имеющиеся низкочастотные пульсации и высокочастотные шумы сглаживаются электролитическими конденсаторами большой емкости.

Параметры, которые важно учитывать при выборе

Форм-фактор

Это первая характеристика, на которую нужно обращать внимание. Выбор зависит от планируемого для сборки корпуса

Основной форм-фактор – ATX. Данный стандарт имеет высоту 86 и ширину 150 мм. Длина может отличаться значительно, и в характеристиках корпуса указывается, какой длины блок питания туда вмещается.

Для компактных корпусов, как правило, требуются блоки питания стандарта SFX – высота 60 и ширина 100 мм. Также имеется еще ряд менее распространенных форматов: TFX, FlexATX, EPS, CFX, LFX.


Мощность

Следующая характеристика, на которую необходимо обратить внимание при покупке – это общая мощность по всем линиям и нагрузочные характеристики всех линий

В современной системе основное потребление приходится на канал +12 В. Именно на мощность по этому каналу и нужно смотреть. В более дорогих моделях она может равняться или быть незначительно меньше того значения, что указано в названии модели.

В бюджетных моделях зачастую производители указывают общую мощность в виде суммы максимально выдаваемых Ватт по всем линиям. Например, по линии +12 В — 530 Вт, по линиям +3,3 и +5 В – 120 Вт, а модель маркируется как 650 Вт, хотя по факту это — модель на 550 Вт.

Также следует обратить внимание на такой показатель, как допустимая нагрузка в Амперах на каждый канал. Больший показатель у идентичных моделей лучше

Можно встретить в продаже блоки питания с несколькими виртуальными линиями +12 В, которые делят между собой эту допустимую нагрузку. Какого-то преимущества подобные модели не дают, и в последнее время мода на использование виртуальных линий сошла на нет.

Как подобрать БП по мощности для своего ПК? Проще всего воспользоваться онлайн-калькуляторами. Значения они выдают адекватные, могут немного завышать их для надежности, так скажем, «с запасом».

Обзор и тестирование блока питания be quiet! Dark Power Pro P11 550W

Второй вариант сложнее – посчитать потребляемую мощность самому по характеристикам комплектующих. Основное потребление приходится на процессор и видеокарту, по ним и стоит ориентироваться. Главное не путать такую характеристику как TDP (требования по теплоотводу) процессора и его потребляемую мощность, они могут отличаться, хотя обе характеристики и указываются в Ваттах. На значение TDP можно ориентироваться как на примерный показатель, реальное энергопотребление бывает немного меньше.

Все остальные комплектующие потребляют суммарно достаточно мало – от 50 до 100 Вт максимум.

Что бы ваш БП не работал все время под полной нагрузкой, необходим небольшой запас по мощности – 20-30%, но избыточная мощность не требуется – это лишние расходы средств.

В среднем для игрового ПК с одной видеокартой требуются модели от 500 до 700 Вт, с двумя видеокартами — от 650 до 850 Вт. Для офисных ПК без видеокарты хватит блока питания и на 300 – 400 Вт.

Обзор и тестирование блока питания GIGABYTE P650B


Разъемы

Разъемов должно быть достаточно для подключения всех потребителей, всевозможные переходники – это плохой вариант, особенно для подключения видеокарт.

Основные разъемы, без которых не обойтись – это ATX 24-pin и 4-pin для питания CPU. Стандарт EPS12V предполагает использование разборного 8-pin разъема для питания CPU, так что встретить современную модель БП с 4-pin разъемом практически невозможно, только очень бюджетные варианты.

Также в последнее время все чаще БП комплектуются двумя кабелями с 8-pin разъемами, и не только в топовых, но и в среднебюджетных вариантах. Связано это с повышенным требованием к питанию у современных процессоров с возможностью разгона, и материнские платы, поддерживающие их разгон, оснащаются именно двумя такими разъемами.

Для подключения видеокарт, если им недостаточно питания по линии PCI-E x16 (а это 75 Вт), используются 8-pin и 6-pin разъемы (150 и 75 Вт соответственно). Обычно БП комплектуются кабелем с двумя разборными 6+2-pin разъемами — это необходимый минимум.

Для подключения прочей периферии, накопителей и т.д. используются SATA разъемы и Molex. Последний является устаревшим и встречается все реже. Через SATA подключаются не только накопители HDD или SSD, но и подсветка, помпы СЖО, различные контроллеры, так что этих разъемов нужно достаточно много.

Блок питания для компьютера: на что обратить внимание при выборе

Покупая блок питания для компьютера, обратите внимание на ряд важных моментов:

  • производитель;
  • форм-фактор;
  • мощность;
  • сила тока;
  • сертификат 80 PLUS;
  • виды и количество разъёмов.

Сейчас о каждом пункте я расскажу подробнее.

Фирмы-производители блоков питания

Блок питания от китайского ноунейма, скорее всего, будет выдавать лишь половину паспортной мощности и сгорит через неделю. Поэтому лучше потратить чуть больше денег и купить что-то от известных, надёжных, проверенных производителей. Лучшие блоки питания выпускают фирмы Antec, AeroCool, be quiet!, Chieftec, Corsair, DeepCool, ENERMAX, FSP, SeaSonic, Thermaltake, ZALMAN.

Форм-фактор

Блоки питания могут иметь различные размеры и конфигурацию элементов. Тем не менее, если вам нужен блок питания для домашнего компьютера, с вероятностью 95% вам нужен блок питания стандарта ATX. Для сборки компактных систем используют блоки других форматов: SFX, TFX или CFX. Узнать о том, какой блок вам подходит, можно в инструкции к корпусу системного блока.

Мощность

Мощность — ключевая характеристика блока питания. Чем больше элементов в вашем ПК и чем они мощнее, тем больше ватт должен выдавать блок питания. Для офисного компьютера, скорее всего, хватит и 350-400 Вт, игровой системе с мощными процессором и видеокартой — 600-700 Вт, ну а сверхпроизводительным монстрам с двумя видеоадаптерами и 900 Вт может быть мало. Определить мощность, требуемую для конкретного компьютера несложно: просто сложите мощности всех его элементов и для верности прибавьте процентов 15-20.

Сертификат 80 PLUS

Сертификация по стандарту 80 PLUS показывает коэффициент полезного действия блока питания. У обычных моделей без этого сертификата КПД колеблется обычно где-то в районе 70%. То есть, блок питания, способный раздать компонентам ПК 500 ватт, будет потреблять от сети больше 700 ватт! Сертифицированные же по стандарту 80 PLUS блоки питания имеют КПД не ниже 80%, а у БП, отмеченных сертификатами 80 PLUS Platinum и 80 PLUS Titanium КПД достигает 96%. Всего предусмотрено 6 уровней сертификации: обычный 80 PLUS, 80 PLUS Bronze, 80 PLUS Silver, 80 PLUS Gold, 80 PLUS Platinum и 80 PLUS Titanium. Чем выше «ранг» вашего БП, тем лучше.

Сила тока

Компьютерный блок питания подаёт напряжение по трём линиям:

  • линия 3,3 В питает материнскую плату, оперативную память и прочую системную логику;
  • линия 5 В отвечает за жёсткие диски и прочие IDE, SATA и PCI-устройства;
  • по линии 12 В питаются самые энергозатратные элементы компьютера: процессор и видеокарта.

Последняя линия всегда самая загруженная, поэтому при выборе блока питания именно ей нужно уделять максимальное внимание: силы тока должно хватать и для процессора, и для видеокарты

Виды и количество разъёмов

Современные блоки питания имеют стандартизированные разъёмы и кабели, причём у модульных БП лишние кабели можно просто отключить, чтобы они не болтались в корпусе

Обратить внимание здесь стоит на пару важных моментов:

питание материнской платы. Оно может идти через 20-пиновый разъём (на старых моделях), через разъём на 24 контакта или в формате «20+4». Последний вариант предпочтительней, так как подходит и к новым, и к старым материнским платам.
питание видеокарты. Мощные современные видеокарты требуют дополнительного питания через разъемы на 6 или 8 контактов

Если собираете игровой ПК, обратите внимание, чтобы видеокарту было через что питать.
прочие кабели. К ним относятся, например, IDE и SATA-кабели питания для жёстких дисков и прочей периферии

Обычно их достаточно у любого блока питания, но если в вашем ПК много разнообразной начинки, обратите внимание на количество и длину кабелей.

Что такое блок питания и для чего нужен

Немногие потребители напрямую питается переменным напряжением 220 вольт. Большинству из них требуется постоянное напряжение определенного уровня – обычно, от 3,3 до 24 вольт. Блок питания — это преобразователь сетевого напряжения (будем называть его первичным) в постоянное напряжение (вторичное). В некоторых случаях в качестве первичного источника питания может выступать, например, бортовая сеть автомобиля или мотоцикла. В ней чаще всего используется напряжение 12 вольт (бывает и 6, и 24 вольта). Для некоторых потребителей этого достаточно. Некоторым нужно большее или меньшее напряжение. В этом случае используют повышающий или понижающий DC-DC преобразователь, который также представляет собой блок питания.

Еще под этим термином скрываются приборы, которые в быту называют зарядными устройствами. Их применяют большей частью для зарядки аккумуляторов мобильных устройств (или автомобилей), но они также являются блоками питания.

Нюансы создания схем понижающих преобразователей

В реальности работа схемы инвертора отличается от теоретического описания. При включении и выключении возможны промедления, активное сопротивление отлично от нуля, на работе схемы сказывается качество используемых элементов и паразитная емкость монтажа. Значение индуктивности определяет 2 режима работы понижающего преобразователя:

  1. При малой индуктивности он функционирует в режиме разрывных токов, что не позволяет использовать конвектор с источниками питания.
  2. При высокой индуктивности чоппер работает по принципу неразрывных токов, и есть возможность с использованием фильтров на выходе получить U=const с допустимыми пульсациями. В таком режиме функционируют и модели, увеличивающие напряжение.

С целью увеличения КПД вместо разрядного диода VD можно использовать транзистор MOSFET. Его в нужное время открывает управляющая схема. Такие инверторы называют синхронными и рекомендуются к использованию при достаточно большой мощности инвертора.

Проблема с выпрямлением напряжения

Несмотря на концептуальную простоту, выпрямление входящего переменного тока добавляет массу проблем вашему источнику питания. Большая часть выпрямителей выполняется на обычных диодах. Эти диоды будут создавать пульсации при переключении в процессе работы, что создает высшие гармоники в сети переменного тока. У них также будет прямое падение напряжения (хотя оно небольшое), которое рассеивает энергию на тепло.

Вы можете использовать выпрямительный мост на базе транзисторов MOSFET для выпрямления входящего переменного напряжения, но значительно усложняет выпрямитель и повышает его стоимость по сравнению с диодным. Рассмотрим небольшой пример для термостата Nest, который питается от сети 24 В переменного тока, используемого для обычных термостатов. Это настоящая проблема, так как включение обогревателя или кондиционера основано на замыкании 24 В цепи переменного тока в термостате — так работает обычный термостат. Разъем потребляет очень маленький ток для зарядки своих батарей. Затем он может замыкать вход 24 В переменного тока, чтобы включить обогреватель, используя тот же транзисторный мост, пока он работает от батарей. Термостату Nest требуется каждый “маленький кусочек энергии”, который он может сохранить, отсюда необходимость устранения простого диодного моста.

У выпрямления переменного тока есть другие проблемы, такие как импульсный ток, который возникает в процессе выпрямления (рисунок ниже). Он отличается от пускового тока, который есть у источников постоянного тока, когда вы впервые подаете на них питание. Импульсы тока возникают из-за того, что выпрямительные диоды могут работать только тогда, когда входное переменное напряжение больше, чем напряжение постоянного тока. Это означает, что имеется короткий всплеск тока только на пиках переменного напряжения, что приводит к снижению коэффициента мощности источника переменного тока. Коэффициент мощности является своего рода мерилом согласованности напряжения и тока, подаваемого линией переменного тока.

Для индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели, переменный ток будет отставать от переменного напряжения. Для емкостной нагрузки наоборот — ток опережает напряжение. В обоих случаях напряжение и ток не совпадают по фазе, поэтому коэффициент мощности ниже идеального значения «1». При выпрямлении коэффициент мощности падает по другой причине. Хотя скачки тока могут быть в фазе с напряжением, это происходит только в течение короткого периода времени сигнала переменного тока.