Számítógép tápellátása és forrásvédelme

Írta: PCtrend | Utolsó frissítés: 2018. február 22. | források

Amikor az emberek új számítógépet vásárolnak, költségvetést határoznak meg, és általában a processzor és a videokártya minőségére összpontosítanak. Az alaplapnak kompatibilisnek és a lehető legolcsóbbnak kell lennie, a költségvetés legnagyobb részét a processzornak és a videokártyának szántam. A toknak olcsónak kell lennie, de úgy kell kinéznie, mint egy űrhajó, és valószínűleg sok lámpával rendelkezik. Marad forrás. A számítógép tápellátása gyakran a rangsor végén marad, amikor költségvetést határoznak meg egy alkatrész PC-egység megvásárlására. Ha az áramellátásról van szó, a vásárlók olcsón akarják, sok wattot kapnak, és néha márkajelzéssel látják el azokat a vállalatokat, amelyekről korábban hallottak.

Amit nem mindenki tud, az az, hogy az áramellátás rendkívül fontos a számítógép konfigurációjában, a rossz PC-tápellátás károsíthatja a számítógép alkatrészeit. Az általad választott processzor és videokártya, amelynek költségkeretének nagy részét felajánlotta, hogy villamos energiával dolgozzon. Forrás pc ez az a komponens, amely energiát ad az alkatrészeinek. Ahhoz, hogy a számítógépe, amelybe sok pénzt szán, optimális paraméterek mellett működjön, olyan forrásra van szüksége, amely támogatja az alkatrészek energiaigényét.

A tápegység fontos alkatrészei

Tápegység induktivitása

Az induktor vagy az indukciós tekercs a számítógépes forrás azon része, amely energiát tárol a mágneses mezőben. Nyitott áramkörként működik az egyenáram számára, és egy idő után lehetővé teszik az áram szabad áramlását és ellenállnak az áramingadozásoknak. Amikor az áram áthalad az indukciós tekercsen, mágneses mező jön létre a vezeték körül. Az áramváltozás befolyásolja a mágneses teret, amely feszültséget indukál a tekercsen. Ez a feszültség a kezdeti árammal ellentétes áramáramot hoz létre. A helytelen feszültségáram megégetheti a számítógép alkatrészeit, a feszültségingadozások pedig destabilizálhatják a rendszert és befolyásolhatják annak működését a túlfojtás során.

transzformátorok

Az induktorok védettek, így mágneses terük nem lép kölcsönhatásba az ugyanazon áramkör többi alkatrészével. De ha két árnyékolatlan induktivitást teszünk egymás mellé, és váltakozó áramon megyünk keresztül, a mágneses tér mindkét induktorban feszültséget vezet be. A feszültség indukciójának folyamatát a második induktorban reciprok induktivitásnak nevezzük. A transzformátor 2 induktivitásból áll, amelyek ugyanazon alapanyag köré vannak tekerve úgy, hogy a kölcsönös induktivitás a legnagyobb szinten legyen. Az áram átengedését lehetővé tevő tekercset primer tekercsnek, míg a feszültség által kiváltott tekercset másodlagos tekercsnek nevezzük. A transzformátor két áramkört képes elektromosan elkülöníteni és a feszültséget felfelé vagy lefelé változtatni.

Tápellátási kondenzátorokВ (kondenzátorok)

Kondenzátorok használhatók a feszültség stabilizálására. Blokkolni tudják az egyenáramot (DC), és tartályként használhatók az áram tárolására. A kondenzátor két fémlemezből áll, amelyeket szigetelő választ el egymástól. A kondenzátorok ellenállnak a hirtelen feszültségváltozásoknak, a kondenzátor feszültsége lassabban változik, mint az alkalmazott feszültség.

A kondenzátorok nagyon rövid ideig engedik az egyenáramot (DC), mielőtt blokkolják. A váltakozó áram (AC) szabadon halad át a kondenzátorokon, de módosított formával.

A kondenzátor által tárolható kapacitást faradban számítják ki. A kapacitás mellett a kondenzátor másik két nagyon fontos jellemzője az üzemi feszültség és hőmérséklet, a polaritással rendelkezők esetében pedig az ólom negatív jelölése.

Számítógépes forrásokban a legjobb kondenzátoroknak azokat tekintik, amelyek értéke 105 Celsius fok, hosszabb élettartammal, mint a 85 Celsius fok.

A felhasznált anyagtól és a felépítéstől függően többféle kondenzátor létezik. PC forrásokban a leggyakoribbak az elektrolit kondenzátorok és polimerek. A tranzisztor/APFC szűrési szakaszban az Y kondenzátorok kerámia alakúak, az X kondenzátorok pedig fémezett poliészterből készülnek. Az Y kondenzátorok mindig párban vannak a vezeték és az alváz között, az X pedig a vezetékre, a vezeték és a semleges között összekötve.

Mivel az X kondenzátorok általában sokáig tartják a töltésüket, gyakran ellenállást alkalmaznak a kisütésükhöz, miután az áramfeszültséget eltávolították.

A tökéletes kondenzátornak nulla toleranciája van, amelyet egy tárgynak az elektronáramlással szembeni ellentéteként határozunk meg. A való világban minden kondenzátornak van bizonyos ellenállása, és minél alacsonyabb, annál jobb a kondenzátor minősége. Ezt az ellenállást egyenértékű ellenállásnak (ESR) nevezzük, és ez komolyan befolyásolja a forrás teljesítményét. Ezen ellenállás növekedése szintén nagyban befolyásolja a kondenzátor üzemi hőmérsékletét, ami az élettartam csökkenéséhez vezet. Fontos, hogy az elektrolit kondenzátort a lehető legalacsonyabban tartsuk.

A kondenzátorok osztályozása szintek szerint (szint)

A kondenzátorokat gyártóktól függően osztályozzák (Tier).

A polimer ko-sűrítők esetében mindezeket jónak tartják PC-forrásokhoz, mivel képesek magas hőmérsékleten működni. Az elektrolit kondenzátorokat befolyásolja az áramellátás hőmérséklete, és a japán gyártók által gyártott kondenzátorokat tartják a legjobbnak. A PC-forrásokhoz használt japán kondenzátorok azonban drágábbak, és megtalálhatók a legtöbb nagy teljesítményű forrásnál.

1. szintű kondenzátorok

Japán gyártók listája:

Rubycon
United Chemi-Con (Nippon Chemi-Con)
Panasonic
Hitachi
Nichicon
ELNA
Sanyo/Suncon
FPCAP (funkcionális polimer kondenzátor - korábban Fujitsu)

A fent felsorolt japán gyártók mellett az 1. szintű kondenzátorokat számos minőségi vállalat egészíti ki Németországból és az Egyesült Államokból, bár ezeket a gyártókat nem találjuk fogyasztói PC-forrásokban:

EPCOS (Németország)
Wurth Electronics (Németország)
Vishay (USA)
Kemet Corporation (USA)
Cornell Dublier (USA)
Illionis kondenzátor (USA)

2. szintű kondenzátorok

A 2. szintű kondenzátorok listája tajvani gyártókat tartalmaz, és ezeket a termékeket általában közepes, sőt csúcskategóriás forrásoknál használják, jó ár-érték arányt kínálva.

Taicon (Nichicon)
OST
Toshin Kogyo
Teapo
SamXon (kivéve a GF sorozatokat, amelyek egy alacsonyabb szint részét képezik).

3. szintű kondenzátorok

Ez a szint a PC-forrásokhoz ajánlott minimum. A gyártók:

JAMICON
CapXon

4. szintű kondenzátorok

Ez a szint a kondenzátorgyártók többi részét képviseli, és kerülni kell. A listában bemutatjuk a leggyakoribb kondenzátorokat, amelyek elkerülhetők a PC forrásokban.

G-Luxon
SCON
Lelon
Evercon
Elit
Ltec
Fuhjyyu
Jun Fu.

A PC forrás hűtése

Bár vannak passzív hűtésű források is, fontos elem a ventilátor, amely a hűtéssel foglalkozik. A ventilátorok feladata, hogy a forráskomponenseket megfelelő üzemi hőmérsékleten tartsák. A ventilátor minősége és csapágy típusa befolyásolja a forrás élettartamát. Ha a ventilátor meghibásodik, akkor más alkatrészek követik, és végül a forrás meghibásodik, és hatással lehet, vagy akár meg is égheti a PC-rendszer elemeit. A ventilátor akusztikai profilja befolyásolja a keletkező zaj szintjét, néma források nagy hangsúlyt fektetve rá.

Sok nagy hatékonyságú minőségi forrás félig passzív, amely során a ventilátort nem használják alacsony terhelés mellett. A számítógépes forrás alacsony némi terhelés mellett teljesen elnémul, mert a ventilátor akkor kapcsol be, amikor a hőmérséklet meghalad egy bizonyos küszöbértéket.

PC forrásvédelem

Védelemre van szükség a forrás, valamint a PC-meghajtó alkatrészeinek károsodásának elkerülése érdekében. Számos költségvetési forrás védelme az ATX szabvány által szabályozott (OCP, SCP, OVP), míg a nagy teljesítményű forrásoké több.

OCP (túláramvédelem)

Az OCP egy népszerű védelem, amelyet a legtöbb PC-forrás megtalál, és akkor működik, amikor a síneken az áram meghalad egy bizonyos határt. Az ATX előírások előírják, hogy ha az egyes sínek terhelése eléri vagy meghaladja a 240 VA-t, akkor az OCP-nek kell beavatkoznia. Ennek az ATX specifikációnak a megkerülése érdekében egyes gyártók több + 12 V virtuális sínt valósítottak meg, mindegyik sín 240VA-val.

OVP/UVP (túlfeszültség/feszültség alatti védelem)

A forrásoknak független védelmi áramkörrel kell rendelkezniük, és nem kizárólag a PWM vezérlőre támaszkodhatnak a kimeneti feszültség ellenőrzésében. Az UVP védelem opcionális, mert az ATX specifikációkban nem említik. Az OVP és az UVP folyamatosan ellenőrzi az egyes síneken lévő feszültségeket, és akkor indul, amikor ezek a feszültségek meghaladják vagy az alatt futnak a kioldási ponton.

OPP (túlfeszültség-védelem)

Az OPP védelem akkor kezdődik, amikor a PC egység tápegységéből merített energia meghaladja a maximális kapacitást. A számítógépes források gyártói kis teret engednek a túlterheléshez, ezért az OPP küszöbértékét 50-100W-ra állítják a forrás maximális teljesítménye felett. Egyetlen + 12 V-os sínnel rendelkező PC-forrásokon, ahol az OCP-védelem értelmetlen, az OPP átveszi a szerepét és kikapcsolja a forrást, ha a + 12 V-sín túlterhelt.

OTP (túlmelegedés elleni védelem)

Ez a védelem magában foglalja a termisztor csatlakoztatását a szekunder radiátorhoz. Tájékoztatja a védelmi áramkört a radiátor hőmérsékletéről, és ha az meghaladja a megadott küszöbértéket, a számítógép tápellátása leáll. A magas hőmérséklet túlterhelés vagy a hűtőventilátor károsodásának következménye lehet, és az OTP megakadályozza a forrás károsodását. Ez a védelem az egyik legfontosabb egy PC-forrásnál, bár sok modell nem rendelkezik ezzel a specifikációval.

SCP (Rövidzárlat elleni védelem)

A rövidzárlat elleni védelem folyamatosan figyeli a kimeneti síneket, és ha ezek impedanciája kisebb, mint 0,1О ©, azonnal kikapcsolja az áramellátást. Az ATX 2.31 specifikációk szerint minden sínnek + 12v-nek külön SCP-vel kell rendelkeznie. Ez a védelem a legtöbb számítógép tápegységében megvan.

PC forrás szabványok

A számítógépes tápegységek piacán vannak bizonyos szabványok, amelyeket a gyártók elismertek és elfogadtak: ATX, EPS, 80 Plus.

ATX specifikációk

ATX (Bővített fejlett technológia).

Az Intel által 1995-ben kifejlesztett szabvány a számítógépek, alaplapok és tápegységek tervezésével kapcsolatos utasításokat tartalmaz. Az első specifikáció 1995-ben 3 típusú csatlakozót határozott meg:

4 tűs Molex, 4 tűs FDD csatlakozó, 20 tűs Molex csatlakozó az alaplaphoz.

Ez a specifikáció kimondja, hogy a forrás legnagyobb teljesítményét az + 5V síneken és a 3,3V síneken kell biztosítani, mert a + 12V síneket csak a perifériák motorventilátoraihoz használták azokban a napokban. Ezt az ATX specifikációt 2000 óta módosítják.

A legújabb ATX verzió 2013-ból származik, és az előzővel szemben a fő különbség az 5VSB sínre vonatkozó minimális hatékonysági ajánlások, amelyek kevésbé szigorúak. Míg a korábbi 1.30 verzió 69% -os hatékonyságot ajánl az 5VSB-n 2,75 W terhelés mellett ezen a sínen, a legújabb verzió több mint 55% -os hatékonyságot ajánl ugyanazzal a terheléssel. A második sín minimális töltési feltétele + 12 V, mivel az előző verzióban csak ajánlásként szerepelt.

EPS specifikációk (Belépő szintű tápegység specifikáció)

Az ATX-ből származtatva az EPS specifikációk megjelentek a csúcskategóriás számítógépek és a belépő szintű szerverek számára. A Server System Infrastructure fórum hozta létre és indította el őket. Ahhoz, hogy a számítógépes forrás megfeleljen az EPS specifikációinak, rendelkeznie kell egy 24 tűs csatlakozóval az alaplap számára és egy 8 tűs csatlakozóval. Ha a forrás kapacitása 700 és 800 W között van, akkor 12 V 4-tűs csatlakozóval vagy két 12 V-os 4-tűs csatlakozóval kell rendelkeznie 850 W feletti kapacitásokhoz.

Műszaki adatok 80 PLUS

A 80 PLUS olyan szervezet, amely olyan tápegységeket tanúsít, amelyek hatékonysága meghaladja a 80% -ot a maximális névleges terhelés 10, 20, 50 és 100% -ánál, a teljesítmény-tényező pedig 0,9 vagy annál nagyobb 100% -os terhelésnél. A bronz, ezüst és arany minősítésekhez a teljesítménytényezőnek 0,9 vagy annál magasabbnak kell lennie minden terhelési szinten. A platina szerverekhez 0,95 vagy annál nagyobb teljesítménytényezőt igényel.