Вступ

Блок живлення - це компонент, на який ми багато разів не звертаємо уваги, особливо тому, що його функція не відома поглиблено або, принаймні, вона не така приваблива, як може бути процесор або оперативна пам’ять. Однак це одна з найважливіших складових, оскільки стабільність системи, яку ми проектуємо, охолодження та в деяких випадках захист від електричних проблем значною мірою залежить від цього.

джерел

У цій статті ми розглянемо різні аспекти, які допоможуть нам краще зрозуміти його роботу та мати можливість вибрати найбільш правильний блок живлення для нашого обладнання. Спочатку ми проаналізуємо, яка його функція, які типи джерел живлення існують і який є найбільш підходящим відповідно до пункту призначення, який він буде мати. Дуже важливо знати роботу вибраних компонентів, оскільки однією з найбільших невдач при проектуванні комп’ютерного обладнання є те, що багато компонентів поєднуються з іншими за акт віри, коли поглиблене знання про них може дозволити оптимізувати система не тільки з точки зору продуктивності, але і стабільності.

У другій частині статті ми дізнаємося, як ми можемо розрахувати необхідну потужність для проектуваного обладнання, і особливо потужність джерела, яке ми збираємось вибрати (яке не повинно бути таким, як потрібне нам ). У зв’язку з цим слід зазначити, що етикетки компонентів, що вказують на спожиту потужність, або ті на джерелах живлення, які вказують на подану потужність, не завжди означають те, що вони з’являються апріорі, багато разів маніпулюють інформацією, що виглядає як що це не є.

Коротше кажучи, ми знайдемо все необхідне, щоб мати можливість вибрати блок живлення з гарантіями того, що це не буде створювати нам проблем із поточною конфігурацією або послідовними розширеннями.

Для чого потрібен блок живлення?

Функція цього пристрою часто невідома користувачам, ми знаємо, що він перетворює напругу з одного типу на іншу, але чому він це робить? Або що краще, як це робить?

Ми знаємо, що існує два типи струмів: змінний та прямий. Перший - це той, який ми маємо в штекерах, і ми знаємо, що він має високу напругу, тоді як безперервний, як правило, знаходиться в батареях, і його напруга зазвичай не перевищує декількох десятків вольт.

Основна різниця між обома типами струмів полягає в полярності, тобто там, де електрони залишаються і куди вони повертаються, що ми знаємо як позитивні і негативні елементи або батареї. При змінному струмі ця полярність змінюється кілька разів на секунду, 50 в Європі (для 50 Гц) і 60 в Америці (є 60 Гц), це дає можливість використовувати деякі пристрої, які неможливі в постійному струмі, такі як трансформатори.

Різні типи побутових трансформаторів

Завдяки цим пристроям можна перейти від дуже високої напруги змінного струму (кілька тисяч вольт) до нижчої напруги, яка споживається в будинках (220 В в Іспанії). Завдяки цьому цей струм є тим, що ми маємо вдома, оскільки його краще транспортувати при дуже високій напрузі, ніж при низькій напрузі через втрати енергії, на додаток до його перетворення з високої напруги на один м. Цей низький рівень має майже немає втрат енергії завдяки трансформаторам, саме тому його вже давно прийняли в будинках як стандарт.

Постійний струм - це те, що ми знаходимо в акумуляторах, його напруга низька, а полярність фіксована, тому життєво важливо, щоб, коли ми встановлюємо акумулятор в пристрій, він встановлювався з правильною полярністю. Перетворення напруги в постійний струм з високого на низький і навпаки є складним і, перш за все, представляє великі втрати енергії у вигляді тепла, серед іншого.

Для нормальної роботи електронних пристроїв потрібен постійний струм, крім того, вони повинні бути не тільки дуже малих напруг і фіксованої полярності, але вони повинні бути стабільними. Якщо пристрій живиться, наприклад, при напрузі 5 В, стабільність цього значення буде важливою для його належного функціонування. Джерело живлення, яке має меншу потужність, ніж потрібна системі, призведе до того, що його значення впаде приблизно на десяту частину вольта, наприклад, з 5 В до 4,7 В, це призведе до несправності системи, зависання, і навіть якщо ці варіації вище, для приклад 6V знищення того ж.

З цієї причини, завдяки тому, що їх можна легко підняти до високих напруг для транспортування (витрачається менше енергії на транспортування високої напруги, ніж низької напруги), змінний струм найкраще брати додому, однак електричні пристрої їм потрібні лише постійний струм функціонувати. Цю функцію виконують джерела живлення, вони зменшують змінну напругу, щоб згодом стабілізувати її при фіксованій полярності і при певному значенні постійного струму.

Перетворення здійснюється в кілька етапів, як показано на зображенні. Спочатку зменшіть змінний струм 220 В до нижчого значення, з цього етапу, званого `` перетворенням '', струм все ще є змінним, але дуже низького значення. Потім є стадія випрямлення, коли змінний струм перестає змінюватись між позитивними та негативними значеннями і є лише позитивним, хоча його значення змінюється дуже швидко. Третій етап - це `` фільтрація '', яка полягає в тому, що струм, який змінюється, залишає його більш-менш при фіксованому значенні, яке змінюється повільно. Нарешті, на стадії стабілізації цей фіксований струм зменшується до різних значень, які нам потрібні, 5 В, 12 В, 3,3 В тощо, отримуючи таким чином постійний струм (у абревіатурі постійного струму), який ми вже можемо використовувати в наших електронних компонентах.

Необхідне живлення I: Процесор і материнська плата

Традиційно, розрахунок необхідної потужності робився приблизно, що в деяких випадках змушує купувати блок живлення більшої потужності, ніж це необхідно, з непотрібними витратами, що це означає, а інші - купувати такий, який швидко скорочується і тому зробить обладнання нестабільним і навіть знищить джерело.

Ми зробимо розрахунок, додавши потужність усіх пристроїв, які ми збираємось встановити, для цього ми можемо використовувати два методи: перший і найпростіший - це подивитися етикетку компонента, і якщо ви помітите споживану потужність у ватах, ми отримаємо просто додайте кожне значення, щоб отримати загальну суму. Другий спосіб полягає у використанні формули потужності, яка дорівнює P = VxI, де V - напруга живлення пристрою, виміряне у вольтах (V), а I - інтенсивність, виміряна в амперах (A) або міліамперах (1000mA = 1A), в у цьому випадку ми помножимо обидва значення, щоб отримати потужність у ватах. Давайте створимо приклад конфігурації для розрахунку необхідного джерела живлення:

Якщо ви подивитесь на це, ми ще не вибрали вежу або блок живлення, то що ми зробимо, це розрахуємо невеликий витрата кожного компонента.

Процесор - це Intel C2D E8500, правда полягає в тому, що рідко розміщується споживання на сторінці постачальника, де ми купуємо компоненти, тому ми перейдемо на їх офіційний веб-сайт http://www.intel.com/products/processor_number/ah пояснює, що процесори Intel, які починаються з літери E, споживають приблизно 55 Вт, в принципі ми будемо мати перше значення. Однак, якщо ми хочемо дізнатися точніше зліва, є посилання, де сказано, що `` Переглянути специфікації процесора '' розбиває основні характеристики цих мікрофонів, порівнюючи споживання кожного з них, де це говорить нам, що споживання становить 65 Вт . У цих випадках нам не доведеться дуже тонко обробляти потоки, оскільки пізніше ми збільшимо розмір джерела для цього типу помилок, але оскільки це приклад, ми детально розберемося, якщо хочемо дізнатись більше деталей про мікропроцесор, як пояснювалося. електронної частини знань статті Посібник із компонентів материнських плат, ми також маємо таблицю даних, доступну на тій же сторінці.

Фрагмент таблиці споживання чіпсету iP45

Необхідне живлення II: Відеокарта та периферія

Графічна карта, яка є наступним компонентом, який ми будемо розраховувати, - це Точка зору, nVIDIA 9400GT, споживання цієї графіки, якщо виробник не вказав, ми шукатимемо подібний від іншого виробника. Як і у випадку з материнською платою, буде важко знайти споживання, тому нам доведеться зробити те саме, що і з материнською платою, або трохи пошукати в google, щоб побачити, чи говорять вони про споживання цього графіку.

Що стосується жорсткого диска та рекордера, ми будемо шукати на веб-сайті того самого виробника, де він зазвичай це вказує. У випадку жорсткого диска Seagate (www.seagate.com) на своєму веб-сайті це вказує, що йому потрібен максимальний початковий струм 2А, помножений на 12 В, ми отримаємо максимальне споживання 24 Вт, яке ми округлимо до 25 Вт. На веб-сайті виробника DVD-рекордера LG (www.lge.com), однак, на відміну від інших виробників, це не означає споживання в їх ПК-пристроях, але ми можемо зробити висновок, що наявність двох двигунів всередині споживання не Це буде більше, ніж жорсткий диск, тому ми поставимо 25 Вт. Решта компонентів - це динаміки та монітор, які подаватимуться безпосередньо від електричної мережі. Клавіатура та миша включені у споживання материнської плати.

На завершення нам доведеться розрахувати додаткові вентилятори, які вони несуть, у нашому прикладі ми поставимо 2 вентилятори потужністю 3 Вт, які споживають додаткові 6 Вт. І нарешті, споживання USB-пристроїв, які можуть споживати до 1А залежно від випадків, оскільки ми не завжди будемо споживати максимум або матимемо всі споживані порти, ми помножимо кількість корисних портів (у прикладі 8) на напругу що USB дає 5 В і наполовину інтенсивність, тоді необхідна потужність буде: 8x5x0,5 = 20 Вт набагато більше, ніж нам потрібно, але, таким чином, ми даємо йому коефіцієнт слабкості, щоб не бути справедливим.

Загальне споживання, яке потрібно додати, буде таким:

Це не наша реальна загальна сума, оскільки ми округлили і проігнорували багато значень, тому ми завжди додамо 25%, щоб наблизити її до реального споживання, при якому ми отримуємо 276Wx1,25 = 345W, округлюючи 350W, це досить близько до фактичне споживання.

Необхідна потужність III: Вибір необхідного джерела

З урахуванням споживання, отриманого в попередньому розділі (350 Вт), ми повинні взяти до уваги кілька факторів, які вимагатимуть короткочасних піків споживання, наприклад, запуск пристроїв, оскільки при їх увімкненні вони мають набагато більший пік споживання, до цього ми додамо від 15 до 25% залежно від потужності, чим вище ми наблизимось до 25%, у нашому випадку ми додамо ще 25%, що дасть 431,5 Вт і, нарешті, поправочний коефіцієнт, завдяки якому ми зможемо встановити більше пристроїв без цього необхідно змінити джерело, тобто, якщо ми гарантуємо, що комп’ютер не зміниться протягом усього життя, з 430 Вт нам буде більш ніж достатньо, але якщо ми хочемо передбачити будь-яке можливе розширення і навіть розгін добре додати ще 10%, у цьому випадку 431,5Wx10% = 474,37W. У нашому прикладі джерело 500 Вт було такою ж, як і джерело 550 Вт, тому ми обрали цей другий варіант.

?Чому добре не регулювати джерело живлення? На додаток до того, щоб компоненти не зазнавали стільки напруги і не мали передчасного старіння, щоб вони не виробляли багато тепла, яке може пошкодити охолодження обладнання, чим справедливішими або вимушеними вони йдуть, тим більше вони будуть тепла, тому, якщо ми хочемо мати вентилятори як мінімум, приємно мати слабке джерело живлення.

На додаток до розрахунку споживання, слід враховувати, що вартість, яку постачає виробник джерела живлення, може бути не реальною. Іншими словами, блок живлення потужністю 500 Вт? Що це за потужність, що вона споживає чи що постачає? Як і у випадку з системою перетворення напруги процесора, потужність джерел живлення може досягати 85%, тому спожиті 500 Вт відображатимуться в ПК на 425 Вт, ось чому ми зробили розрахунки настільки слабкими, що якщо ця марка не справжнє, наше джерело працює ідеально.

Щоб розрахувати реальне значення джерела, нам слід подивитися на етикетку, куди воно подає кожну напругу та інтенсивність, яку він дає в кожному каналі, напруга множиться на інтенсивність, і ми будемо мати потужність у кожному каналі, додаючи всі канали ми матимемо реальну потужність, яку вона постачає. Практика цього типу настійно не рекомендується обчислювати, що споживає кожен компонент у кожному каналі напруги, в 12 В, в 5 В, що деякі вказують на це, і бачать, що джерело подає для налаштування, ця практика абсолютно не рекомендується, оскільки можуть бути проблеми регулюючи споживання настільки, тому найкращим методом є розрахунок потужності з легкістю та купівля безпосередньо тієї вартості, яка залишає нас вільними.

Несправності та догляд за джерелом живлення

Виявити несправності через неправильний вибір джерела живлення дуже легко. Найбільш поширеною є нестабільність системи, коли ми маємо пік споживання енергії. Це, наприклад, коли ми збираємося використовувати DVD-зчитувач, і він просто пише жорсткий диск, тобто, споживаючи одночасно обидва, комп’ютер стає нестабільним і навіть зависає так, що навіть за допомогою знаменитого ctrl + alt + якщо ми можемо його відновити, є ознакою того, що це апаратний збій, а не операційна система.

Щоб уникнути цих проблем і особливо піків споживання, ідеально було б ніколи не залишати DVD-диски або компакт-диски в зчитувачі, коли ми вимикаємо комп'ютер, оскільки при його ввімкненні початковий пік споживання жорсткого диска буде доданий до завантаження DVD-програвача. Запуски системи, де ввімкнені вентилятори, двигуни на жорсткому диску тощо, є найбільш критичними моментами, коли споживання енергії більш ніж удвічі перевищує час руху, оскільки двигун споживає більше енергії, коли він починає рухатися, ніж коли він рухається, тому найкраще вставляти DVD-диски після того, як жорсткий диск і вентилятори запустились.

Ще одна з найпоширеніших несправностей - через перенапруги, для цього найбільш доцільним є використання захищених силових стрічок, особливо якщо ПК знаходиться у будівлі з дуже старою електроустановкою. Особисто я рекомендую це у 100% випадків, оскільки 10 ми захистили смужки більш-менш прийнятною якістю, що дозволить уникнути багатьох проблем. Крім того, якщо у нас на ПК є телевізійний або телефонний вхід, настійно рекомендується придбати смужку, яка також захищає ці входи.

Смужка з огородженнями

Щоб виявити інші проблеми з електроживленням, нам просто потрібно подивитися, коли наш комп’ютер виходить з ладу або стає нестабільним. Ми знаємо, що найбільш критичним моментом є завантаження, тому якщо у нас виникли проблеми перед тим, як дістатись до завантажувальної частини операційної системи, можливо, серед інших причин вони пов’язані з піком споживання, який джерело не може підтримати.

Не тільки через піки споживання, виходить з ладу джерело живлення, якщо живлення занадто напружене, воно також може вийти з ладу через перегрів, якщо комп’ютер знаходиться занадто близько до стіни і навіть якщо джерело живлення недостатнє, коли він працює на тривалий час він може перегрітися і в підсумку вийти з ладу.

Всередині блоку живлення

Нарешті, у разі відмови джерела живлення недоцільно намагатися відкрити або відремонтувати його, якщо ми не знаємо, що робимо, оскільки в ньому є конденсатори, які накопичують велику кількість енергії і які можуть розряджатися в нас опіки. Крім того, у випадку відмови джерела живлення, єдине, що ми можемо змінити, якщо воно є, - це невеликий запобіжник, який він має всередині, який розривається у разі перенапруг, для цього ми повинні залишити джерело А кілька годин перерви та відключення від ПК, тоді ми відкриємо його та замінимо запобіжник іншим подібним. Решта компонентів, як правило, це буде коштувати нам більше грошей і зусиль, щоб змінити їх, ніж купувати нове джерело.

Приклад запобіжника

Висновки

Блок живлення - це недорогий компонент, який ми часто не помічаємо при розробці комп’ютера. Однак комп’ютер схожий на ланцюжок, який у разі його відмови купує найслабша ланка, тому всі компоненти повинні знаходитися на одній лінії.

Корпус джерела живлення особливо важливий, оскільки саме він буде подавати енергію на всі компоненти комп'ютера, тому, якщо цієї енергії недостатньо або вона знаходиться в поганому стані, з перешкодами, наприклад, наше комп'ютерне обладнання не тільки це не буде працювати добре, але деякі компоненти можуть в підсумку бути зруйнованими.

Ремонт цього компонента є складним і в більшості випадків не вартим того, що вимагає багато годин роботи та компонентів, вартість яких схожа на вартість нового джерела живлення. У нас також є небезпека, що деякі конденсаторні розряди в нашій руці завдають нам шкоди. Заміна запобіжника - це простий ремонт, і це несправність, яку ми зазвичай маємо в блоці живлення, тому, якщо ми будемо обережні, ми можемо усунути несправність, яку мають 80% джерел.

У цій статті було пояснено, як проводити розрахунки детально, в більшості випадків це не буде потрібно, і ми придбаємо вільне джерело, однак, зважаючи на постійні проблеми нестабільності в нашому обладнанні, було б цікаво знати потужність, що споживається компонентами, та потужність, що постачає джерело, щоб виключити можливу несправність цього. Хитрість, яку використовують багато технічних спеціалістів, полягає в тому, щоб розрахувати необхідну потужність для типового обладнання, а потім у міру того, як деякі компоненти змінюються, наблизити нове споживання, щоб не проводити розрахунки в кожному проекті, який ми робимо.

Як завжди, я запрошую всіх вас дослідити, протестувати та прочитати про електроніку комп’ютерів, і, дуже мало вивчивши, ви побачите, як розуміння роботи вашого обладнання на електронному рівні допоможе вам відремонтувати його більш ефективно та швидко. За будь-якими запитаннями чи пропозиціями ви можете зайти на форум, де ви можете запитати про цю тему та будь-яку іншу, що вам може прийти в голову.