Pomocna dłoń - Technologie

Co w gniazdku piszczy,czyli co nieco o zasilaczach

2006-11-16 00:46:30

Niewątpliwie jednym z ważniejszych komponentów komputera, a często pomijanym w opisach, jest zasilacz. O tym, dlaczego on taki ważny i co tak naprawdę trzeba o nim wiedzieć, postaram się wyjaśnić w tym artykule. Za ewentualne nieścisłości bądź nieprawidłowości z góry przepraszam.

 

Czym tak naprawdę jest zasilacz?

Zasilacz lub inaczej PSU (z ang. Power Supply Unit) to taka metalowa „skrzynka” wypełniona różnymi  ciekawymi składnikami jak oporniki, transformatory i inne. Jego zadaniem jest zamiana prądu zmiennego dostępnego w zwykłej sieci elektrycznej na cały szereg napięć, bez których komputer nie mógłby być nawet uruchomiony. Jego stabilna i niezawodna praca jest „źródłem życia” praktycznie wszystkich składników komputera, począwszy od płyty głównej, przez stacje dysków czy napędów, a na monitorze kończąc. Tak więc komputer bez zasilacza nie może istnieć, w drugą stronę bywa różnie (zawsze można go postawić na półce).

Z czego tak naprawdę składa się zasilacz i jak to się dzieje, że tak małe urządzonko jest w stanie zasilić tak wiele energożernych urządzeń. No więc podstawowymi składnikami zasilacza są:

• Transformator – obniża napięcie wejściowe, jakim jest 230V
• Układ prostowniczy – zamienia prąd zmienny na prąd stały
• Kondensator – utrzymuje stały poziom napięcia prądu stałego

To one spełniają główną rolę w zasilaczu, jednak poza nimi w skład „skrzynki” wchodzą również takie  elementy jak wiatrak, radiator, które służą chłodzeniu całego układu, aby nie uległ przegrzaniu. Zasilacz sam w sobie pełni wiele funkcji, poprzez prostowanie, transformację napięcia, regulowanie, na izolacji i ochronie kończąc. Zasada działania jest w sumie prosta. Zasilacze zbudowane są na specjalnych układach przetwarzania napięcia (zwanych przetwornicami) pracujących z bardzo wysoką częstotliwością (kilkadziesiąt kHz, w sieci elektrycznej mamy raptem 50Hz) przekształcając wysokie napięcie z sieci na kilka linii o dużo niższych wartościach, czyli 3.3V, 5.0V oraz 12.0V. Osiągamy tym samym prąd umożliwiający kartom graficznym i dyskom twardym swobodne działanie. Zasada ta nie jest wolna od wad. Stąd też można spotkać znaczne różnice w cenach zasilaczy, od kilku do kilkuset złotych. Oczywiście obowiązuje tutaj znana nam wszystkim zasada: im droższy tym lepszy. Nie zawsze jest to prawdą (patrz procesory), ale w tym przypadku postawienie na firmę i wyrzucenie paru groszy więcej na zasilacz, jest jak najbardziej polecanym rozwiązaniem.

2+2=3, czyli moc zasialaczy

Często też przy wyborze zasilacza, powinno się kierować tzw. sprawnością zasilacza, a nie tylko jego mocą, jak większość potencjalnych kupujących postępuje. Myślenie typu „im więcej ma WAT-ów tym lepiej” jest często błędne, jeśli sprawność takiego zasilacza wynosi poniżej 75%. Im większa sprawność tym mniejsze uszczerbki energii w zasilaczu. Warto o tym pamiętać przy ewentualnych zakupach.

 Mówiąc o li niach napięcia, podałem 3 wartości: 3.3, 5.0, 12.0 V. Zgodnie z obecnie wykorzystywanym standardem ATX12V v2.01 (patrz dolna część artykułu), najczęściej wykorzystywaną linią zasilania jest linia o napięciu 12.0 V. Drugą w kolejności jest linia 3.0 V. Dlaczego o tym wspominam? Otóż jest to o tyle ważne, gdy zaczniemy mówić o mocy wyjściowej zasilacza. Przykładowo mając zasilacz 470W, gdybyśmy podsumowali obciążenia na poszczególnych liniach wyszłoby nam 706W!!!. Czym jest spowodowana ta różnica? Przede wszystkim tym, że obciążalności nie sumuje się zgodnie z „trójkątem mocy” (patrz rysunek). Ponadto zmiana obciążenia na jednej linii ma znaczny wpływ na pozostałe linie (podczas pracy komputer pobiera inną moc z każdej linii i odbywa się to w sposób dynamiczny).

PFC, pasywne czy aktywne?

Dobrze, to sprawę „magicznego trójkąta” mamy omówioną. Lecz istnieje jeszcze parę czynników, na które warto zwrócić uwagę przy omawianiu „blaszanej skrzynki”. Mówię tu o takich elementach jak współczynnik mocy, kable czy wreszcie najciekawszy element – chłodzenie zasilaczy.

Co do pierwszego z nich, to należy wiedzieć, że współczynnik mocy (zwany inaczej PFC – Power Factor Correction) to nic innego jak stosunek mocy rzeczywistej (czynnej) do mocy pozornej w prądzie przemiennym. Czemu to takie ważne? Bowiem im wyższy owy współczynnik tym więcej urządzeń można zasilić z sieci. A dodatkowo: im jest on wyższy tym mniej węgla musimy spalić. Póki co w Polsce liczniki nie mierzą jeszcze mocy pozornej, ale za granicą jest to już rozwijane na szerszą skalę. Obecnie najczęściej stosowane są dwa następujące układy PFC:

• Pasywne – układ jest ustawiony na stałe na określone obciążenie; wiąże się
to ze znacznym spadkiem efektywności w przypadku innego obciążenia,
niż ustalone. W większości jest to dobre i często stosowane rozwiązanie.
• Aktywne – układ ten przełącza moc bez użycia kondensatorów, przez co zapewnia bardziej stabilne napięcie do głównego obwodu przełączającego.
Współczynnik mocy jest bliski jedności,
co z kolei skutkuje najlepszym wykorzystaniem energii elektrycznej.

Kabelkologia

 Przejdźmy teraz do tematu kabelków. Największą rewolucją wprowadzoną przez nowy standard jest wtyczka 24-pinowa ATX, zastępująca dotychczasową 20-pinową. Cztery dodatkowe piny zawierają linie zasilania o napięciu +12V, +5V, +3,3V i  dodatkowe uziemienie. Zgodnie ze standardem na dobre zagościło już złąc ze zasilania SATA, stosowane przez dyski twarde. Szkoda tylko, że złącze to jest rzadkością wśród napędów optycznych, już nie mówiąc o wysokiej cenie, która waha się w granicach 400 złotych. Rozpowszechniła się również 6-stykowa wtyczka PCI-E, za pomocą której są zasilan e silne karty graficzne. Ciekawostką, na którą warto zwrócić uwagę, są tzw. kable odpinane. Rozwiązanie to zostało wprowadzone przez firmę Antec w modelu Neo480. Obecnie jest stosowane przez wielu producentów, do których należy zaliczyć: Tagan (Easycon TG530-U15), Hiper (HPU-4B580 Modular) czy Chieftek (CFT-560-A12C). Dzięki takiemu rozwiązaniu użytkownik może dowolnie skonfigurować okablowanie według własnych upodobań i nie musi się już męczyć z upychaniem kabli w obudowie. Poza tym „poprzekręcane kable” znacznie pogarszają system wentylacyjny wewnątrz jednostki.

Troszke wody dla ochłody

I wreszcie najciekawszy element spośród „wielkiej trójki, czyli chłodzenie. W ówczesnych zasilaczach  najczęściej stosuje się potężne wiatraki o szerokości 12 cm i stosunkowo małe radiatory. Dzięki potężnym rozmiarom wiatraka, temperatura zmęczonych podzespołów szybko ulega minimalizacji. O ile jest to bezpieczne rozwiązanie, o tyle na pewno nie najcichsze. Hałas, jaki wydobywa się zza tylnej części obudowy można porównać z dzisiejszym odkurzaczem. Niestety nic na razie nie wskazuje, żeby mogło się coś zmienić w tej materii. A przydałoby się wprowadzić parę zmian, patrząc choćby jak firma Tagan poradziła sobie z hałasem w swych modelach: TG330-U01 czy wspomnianym już wcześniej Easycon TG530-U15. Urządzenia tej firmy są najcichsze na rynku, dzięki udanemu zgraniu potężnych radiatorów z dwoma wiatrakami umieszczonymi naprzeciwko siebie (patrz rysunek). Oczywiście, istnieją już pewne rozwiązania, które mogą skutecznie konkurować z zasilaczami aktywnymi. Należą do nich:

• Rozwiązania pasywne (wprowadzone przez firmy: SilverStone, Antec, Yesico);
• Rozwiązania półpasywne (przedstawicielem jest np. Topower 420 NF).

Polegają one na tym, że uruchamiają wiatraki tylko w sytuacji dużego obciążenia. Szkoda tylko, że rozwiązania te nie są rozwijane na szerszą skalę. Nie mówię już o radiatorach, które są coraz to mniejsze i mniejsze, a przecież to one służą odbieraniu ciepła z przegrzewających się elementów zasilacza. Stąd też powstał pomysł radzenia sobie z ciepłem wewnątrz zasilacza, mianowicie mówię tutaj o chłodzeniu wodnym (stosowane m.in. w urządzeniach firmy Antec). Zasilacze takie można podpinać do istniejącej instalacji chłodzącej, bądź kupując odpowiedni zestaw. Dzięki takiemu rozwiązaniu, zasilacz jest praktycznie niesłyszalny z odległości jednego metra. Jednak cena takiego pomysłu jest zbyt wysoka i nieadekwatna do osiąganych wyników, toteż lepiej zainwestować w któreś z powyżej opisanych rozwiązań.

I tak kończy się krótka historia o zasilaczach. Artykuł ten miał za zadanie w miarę sensowne wytłumaczenie, czym jest i czemu służy zasilacz. Jeśli ktoś pragnie pogłębienia wiedzy na ten temat, odsyłam do poszukiwań w Internecie. Jest on pełen najrozmaitszych artykułów z tej dziedziny i na pewno każdy znajdzie coś dla siebie.

Standard ATX12V v2.01

W większości główne postanowienia owego standardu zostały już poruszone, lecz zestawmy je w jednej prostej postaci:

• Większa wydajność linii napięcia 12.0 V;
• Wprowadzenie na stałe złącza SATA;
• Złącze ATX 24-stykowe (dla zasilaczy w wersji ATX 1.3 są dostępne przejściówki);
• Zwiększona wydajność zasilaczy, rzędu 70%.

Kuba Kosmol

Jak zrobić własny kolektor słoneczny, możesz sprawdzić na http://eko-miszmasz.pl/jak-zrobic-wlasny-panel-sloneczny/

Komentarze
Redakcja dlaStudenta.pl nie ponosi odpowiedzialności za wypowiedzi Internautów opublikowane na stronach serwisu oraz zastrzega sobie prawo do redagowania, skracania bądź usuwania komentarzy zawierających treści zabronione przez prawo, uznawane za obraźliwie lub naruszające zasady współżycia społecznego.
Zobacz także
Åźywotność baterii w telefonie
5 trików na przedłużenie żywotności baterii w telefonie Kraków

Bateria w telefonie w mgnieniu oka się rozładowuje? Sprawdź, co możesz na to poradzić!

Hama FC-10C Flex
Ładowarka indukcyjna i uchwyt do smartfona w jednym, czyli "Hama FC-10C Flex"

To bardzo wygodne, a zarazem proste w obsłudze rozwiązanie, które szczególnie docenią osoby spędzające dużo czasu w trasie.

serwery dedykowane
Efektywne i bezpieczne serwery dedykowane dla Twojej firmy

Wiele firm prowadzi aktywną działalność na rynku usług internetowych - podstawą sukcesu w przypadku takiej działalności jest możliwość bezproblemowego korzystania z usług hostingowych.

Polecamy
Jak zamówić serwer – krok po kroku
Jak zamówić serwer – krok po kroku

Określenie, do czego przede wszystkim usługa hostingowa ma służyć przedsiębiorstwu, powinno być pierwszym krokiem w procesie zakupu serwera.

Polecamy
Ostatnio dodane
Åźywotność baterii w telefonie
5 trików na przedłużenie żywotności baterii w telefonie Kraków

Bateria w telefonie w mgnieniu oka się rozładowuje? Sprawdź, co możesz na to poradzić!

Hama FC-10C Flex
Ładowarka indukcyjna i uchwyt do smartfona w jednym, czyli "Hama FC-10C Flex"

To bardzo wygodne, a zarazem proste w obsłudze rozwiązanie, które szczególnie docenią osoby spędzające dużo czasu w trasie.