Опубліковано 01 березня 2018 р. • 21:00
Як ви добре знаєте, джерело живлення є одним із Апаратні компоненти ПК Важливіше, оскільки, як ми завжди говоримо, воно є серцем ПК, оскільки хороше функціонування решти залежить від цього компонента, і насправді, якщо джерело не працює, нічого не працює. У цій статті ми розповімо вам що таке блок живлення, як це працює, які функції він має і які джерела живлення ми можемо знайти.
Зіткнувшись із питанням про те, що таке джерело живлення, переважна більшість із вас напевно скаже, що це той компонент, до якого підключений струм, і який відповідає за подачу енергії до всього іншого, і справді ви маєте рацію, хоча трохи базові рівень. З цієї причини ми збираємось докладно розповісти вам не тільки про те, що це таке, але і про те, як працює цей життєво важливий компонент.
Що таке блок живлення і як він працює
Як ми вже згадували, джерелом є те, що відповідає за подачу енергії до решти компонентів ПК. Але, перш за все, ви повинні розуміти, що існує життєво важлива різниця щодо електропостачання і що воно не може бути здійснено, якщо джерело не виконує свою роботу, а саме, що енергія, яка надходить до нас від електричної розетки штекера змінного струму. І все ж деталі ПК працюють на постійному струмі. Тому одним із допоміжних компонентів, що складають джерело живлення, є перетворювач змінного/постійного струму (так, як і важка металева смуга), який буквально перетворює змінний струм у постійний струм, щоб ПК міг його використовувати.
Але річ на цьому не зупиняється; На додаток до перетворення змінного струму в постійний струм, джерело повинно мати можливість забезпечувати компоненти ПК точною необхідною напругою, і, як багато хто з вас знатиме, є в основному три значення: + 12 В, + 5 В і +3, 3 В. Отже, всередині джерел живлення також є перетворювачі напруги, які можуть подавати кожному компоненту саме ту напругу, яка йому потрібна, ні більше, ні менше.
На додаток до цього, усі джерела живлення мають фільтри (це конденсатори Y та X, які ми можемо знайти як у вхідній розетці, так і в різних компонентах), які відповідають за те, щоб струм подавався без електричних шумів, які ми зазвичай називаємо це "чистий потік". Якість цих фільтрів залежить від коливання струму, що подається, і вони несуть велику частину відповідальності з точки зору ефективності та систем захисту.
Як працює блок живлення?
Як ми вже згадували, першою функцією джерела живлення є перетворення струму з змінного в постійний, і це робиться за допомогою перетворювача змінного/постійного струму. Раніше цей самий перетворювач мав три виходи (для напруг 12, 5 і 3,3 вольт), але це було досить неефективно і також генерувало багато тепла, тому сучасні джерела перетворюють всю напругу, що надходить у них, на + 12 В постійного струму, а потім через три Перетворювачі постійного/постійного струму Вони генерують напруги +12, +5 та + 3.3V. Це робиться тому, що найменш використовувані напруги (5 і 3,3) не перетворюються, якщо їх не використовувати, заощаджуючи багато енергії та тепла.
Як тільки у нас є необхідна напруга, вона фільтрується за допомогою котушок індуктивності та конденсаторів, і тут вступають у дію ще два параметри: регулювання напруги щоб переконатися, що напруга стабільна і електричний шум, оскільки чим вищий шум, тим сильніше зношуються компоненти через нагрівання. Пояснимо це.
Блоки живлення ПК використовують комутаційну технологію для перетворення змінного струму в постійний; Поки випрямляч увімкнено або вимкнено, імпульси постійного струму генеруються зі швидкістю, встановленою входом змінного струму (що, у випадку Іспанії, становить 50 Гц, а в Мексиці, наприклад, це 60 Гц). Ці імпульси генерують шум.
Струм кожної напруги проходить через a індуктор (так звані дроселі), які стабілізують і згладжують частоту хвиль цих імпульсів, зменшуючи шум. Потім йде до конденсаторів (знаменитих японські конденсатори тут вступають у гру), які зберігають електричний заряд і знову розряджають його без шуму, про який ми вже говорили. Це можна зробити тому, що якщо напруга, що надходить на конденсатор, підвищує або знижує частоту перемикання, заряд на конденсаторі падає або зростає, але значно повільніше, ніж частота перемикання, тоді як вихід конденсатора завжди фіксований, без змін, або, як ми вже говорили раніше, "чистий".
Очевидно, що практично неможливо отримати абсолютно гладкий графік з точки зору вихідної напруги, оскільки навіть якщо ми усунули майже всі шуми, створюються хвилі (Пульсації), невеликі піки та долини вихідної напруги. Тут знову вступають у дію великі послідовно розташовані конденсатори, оскільки чим повільніше відбувається зміна найвищої та найнижчої напруги, тим стабільніша вихідна напруга.
Деякі з вас можуть задатися питанням, чому тоді не вставляється набагато більше конденсаторів, і відповідь полягає в тому, що ефективність буде знижена. Жоден електронний компонент не є на 100% ефективним, і завжди невелика частина енергії перетворюється на тепло. У випадку з конденсаторами майже все тепло, яке вони виробляють, відбувається саме через електричний шум, який вони усувають, але незважаючи на це, це причина, по якій ми зазвичай бачимо, що джерела мають два із цих відомих великих конденсаторів і не більше. Ми повинні знайти баланс.
Візьмемо приклад: на наступному зображенні ви можете побачити пульсацію з джерела, яке не має хорошої фільтрації, або іншими словами, його конденсатори не є якісними.
Тепер на цьому іншому зображенні ви можете побачити вихід + 12 В високоякісного джерела живлення.
Після всіх цих витоків ще потрібно виконати багато роботи, перш ніж живлення вимкнеться для решти компонентів ПК. Як ми вже згадували раніше, регулятор напруги несе дуже важливу відповідальність, оскільки саме він відповідає за визначення того, наскільки добре чи погано реагує джерело на різкі зміни навантаження (або споживання), наприклад, коли ми запускаємо контрольний показник.
Тут вступає в дію відомий закон Ома, який визначає, що чим більше збільшується інтенсивність струму (А), тим більше зростає опір, і чим більше опір, тим більше зростає напруга (опір є єдиним значенням, яке залишається незмінним, оскільки воно залежить від фізичних компонентів). Доброякісне джерело повинно мати можливість компенсувати все це, як правило, за допомогою внутрішнього моніторингу, що виконується "контролером ІС", здатного повідомляти ШІМ-контролеру джерела, що випрямлячу потрібно перейти на іншу частоту для регулювання напруги.
У зв'язку з цим цифрові джерела живлення набагато ефективніші, ніж звичайні, оскільки моніторинг здійснюється цифровим способом, завдяки чому компенсація працює набагато швидше. Чим повільніше це перемикання, тим більше компонентів страждає від теплового зносу, що також знижує ефективність.
На додаток до всього, що ми пояснили до цього часу, ми повинні мати на увазі, що насправді ПК працює не тільки з трьома значеннями напруги (12, 5 та 3,3 В), але, наприклад, оперативна пам'ять DDR4 використовує від 1,2 до 1,35 V бігти. За це також відповідає регулятор напруги, який подає напругу, необхідну кожному компоненту; наприклад, у випадку з оперативною пам'яттю напруга подається від + 3,3 В, оскільки вона є найближчою.
Види та категорії
Блоки живлення можна класифікувати за рівнями, але це оцінка того, наскільки добре чи погано вони працюють, що є суб’єктивним зрештою. Однак їх можна класифікувати, починаючи з ефективності, визначеної сертифікацією 80 Plus.
ЄЕС (Європейське економічне співтовариство) встановив, що параметри, визначені сертифікацією "80 плюс бронза" (незалежно від того, чи є вони в цій сертифікації чи ні), є мінімальними для виробника, щоб мати можливість продавати свою продукцію в Європі. У будь-якому випадку ця сертифікація вже проводиться лише джерелами живлення початкового рівня, тоді як срібні та золоті ущільнення є набагато більш поширеними, а платина і титан вже зарезервовані для джерел живлення високого класу.
З іншого боку, ми також можемо класифікувати блок живлення за його розміром або форм-фактором, оскільки він визначається стандартом:
- ATX: чинний стандарт із розмірами 150 х 150 х 86 мм, хоча вони також є джерелами ATX, які мають більшу довжину, якщо дотримуються висота 86 мм і ширина 150 мм.
- SFX: розміри менші, оскільки призначені для систем малого форм-фактора. Вони мають розміри 100 х 125 х 63,5 мм і вимагають адаптера, щоб мати можливість встановити їх у стандартні коробки ATX.
- SFX-L: Це варіант джерел SFX, який дозволяє встановити більший вентилятор. Вони мають розміри 130 х 125 х 63,5 мм.
- TFX: вони мають розміри 85 х 65 х 185 мм і, як правило, призначені для спеціального обладнання та серверів.
- Flex ATX: вони є варіантом, який також використовується на серверах та спеціальному обладнанні, що має особливість дозволяти гаряче підключення та відтворення, тобто в системах із двома надлишковими джерелами, одне може бути видалено, а інше встановлено без вимкнення системи. Вони мають розміри 150 х 81,5 х 40,5 мм.