Публикувано на 23 март 2017 г. • 15:00 ч

захранването

Много пъти сме ви разказвали за захранвания като сърцето на компютъра и значението на това битие с добро качество. Но замисляли ли сте се някога как точно работи захранването от компютър? Да,Защо е толкова важно че си върши добре работата? В тази статия ще ви я обясним подробно (Забележка: техническа и обширна статия, предназначена за такива като мен, които са любопитни за това какво искат да познават вътрешната работа на нещата).

На първо място, трябва да кажа, че ще се опитам да насоча тази статия с лексика и термини, които всички разбират, и въпреки че може да е просто за човек, който е изучавал електроника, за някой, който не може да бъде прекалено техничен. Ще се опитам да говоря в тон на баланс между техническото и разбираемото, но имайте предвид, че в края на деня говорим за електроника и че следователно е необходимо неизбежно да се въведат технически термини по този въпрос. Това каза, да тръгваме.

Как работят захранванията

Най-съществената функция на захранването на компютър е да преобразува променлив ток (AC) в постоянен ток (DC). Старите източници преобразуват променлив ток в множество постояннотокови напрежения (+ 12V, + 5V, + 3.3V) едновременно. Напротив, съвременните източници преобразуват целия променлив ток в + 12VDC, а след като бъдат преобразувани, други DC-DC преобразуватели са отговорни за преобразуването на суровото напрежение + 12V в + 5V и + 3.3V, всичко, от което се нуждае нашето оборудване. Тази последна техника е по-ефективна, тъй като най-малко използваните напрежения (+ 5V и + 3.3V) не се преобразуват, ако не са необходими, а всъщност преобразуването от DC в DC е много по-ефективно, отколкото от AC към DC, тъй като изисква по-малко електронни компоненти и също по-малък размер.

Обяснено това, след като имаме напрежението (не забравяйте, че напрежението е електрическото напрежение, докато амперажът е интензитетът, не бъркайте термините), преобразувано в постоянен ток, то се филтрира през индуктори и кондензатори. Тук влизат в действие два параметъра: регулиране на напрежението, за да се гарантира, че то е стабилно, и електрически шум, тъй като колкото по-висок е шумът, толкова повече щети се генерират в компонентите в резултат на топлината. Нека да обясним това.

Електрически шум и как тече

Захранванията за компютър използват комутационна технология за преобразуване на променлив ток в постоянен. Докато токоизправителят е включен или изключен, DC импулсите се генерират със скорост, установена от променливотоковия вход, който в случая на Испания е 50 Hz (внимавайте, защото това зависи от държавата, в Мексико е 60 Hz например). Това се нарича шум.

Първо, напрежението преминава през индуктор (или дросел), който изглажда формата на електрическата вълна и намалява честотата на шума. Тогава влизат в действие кондензаторите, които, както знаете, са от съществено значение за захранването. Кондензаторите съхраняват електрическия корпус и са в състояние да го "изпуснат" без шума, за който говорихме. Начинът да направите това е, защото ако напрежението, влизащо в кондензатор, повиши или намали честотата на превключване, зарядът на кондензатора се увеличава или намалява, но по много по-бавен начин от честотата на превключване, причинявайки шума по-горе да се разсейва в топлинна форма и напрежението излиза чисто.

Разбира се, въпреки че с това елиминирахме шума, се създават вълни (Ripple), или с други думи, малки пикове и долини в постояннотоковото изходно напрежение. Тук влизат в действие големи кондензатори или няколко кондензатора в серия, тъй като колкото по-бавна е промяната между най-ниското и най-високото напрежение, толкова по-стабилна ще бъде изходната мощност и ефектът на пулсациите ще бъде намален значително. Сега трябва да бъдете внимателни, когато проектирате захранването в това отношение, защото ако използвате твърде много кондензатори или твърде големи кондензатори (или индуктори), ние ще намалим ефективността на захранването. Всяка една от частите на електрическата верига има малко енергийни загуби под формата на топлина, а в случай на кондензатори топлината, която те разсейват, е точно шум, но в крайна сметка тя губи мощност. В този момент трябва да намерите баланс.

При следващото улавяне на осцилоскоп можете да видите измерването на пулсации в захранване, което няма добро филтриране на линейния вход.

Когато захранването има добър линеен филтър, той трябва да изглежда така на осцилоскоп:

Регулирането на напрежението, съществен фактор

Преминаваме към втория фактор, за който говорихме в началото, регулирането на напрежението. Най-общо казано, това е колко добре или лошо захранването реагира на промени в натоварването (консумация). Да предположим, че захранването ни дава + 12VDC при интензитет 2А и изведнъж стартираме игра и натоварването достига до 10 ампера или дори 15 ампера. Тук влиза в сила законът на Ом, който със сигурност много от вас са изучавали физика или дори математика в училище.

Според това, колкото повече се увеличава токът, толкова повече се увеличава съпротивлението и колкото повече се увеличава съпротивлението, толкова повече напрежението се повишава едновременно (съпротивлението е единствената стойност, която остава непроменена). Едно качествено захранване трябва да може да компенсира всичко това, обикновено чрез вътрешен мониторинг, изпълняван от компонент, наречен „надзорна интегрална схема“, който е в състояние да каже на контролера на ШИМ (модулация на широчината на импулса), че токоизправителят трябва да превключи. с различна честота, за да регулирате съответно изходното напрежение. Най-модерните захранвания са цифрови и този процес се осъществява чрез цифрово наблюдение, което прави тази компенсация много по-бърза.

Ако това регулиране на напрежението не се направи бързо, вътрешните компоненти страдат много от износване под формата на топлина (загубена енергия), което също води до намаляване на ефективността.

Въпреки че през цялото време говорихме за три стойности на постояннотоково напрежение (+ 12V, + 5V и + 3.3V) в действителност компютърът се нуждае от много повече различни стойности, за да може да функционира. Без да се стига по-нататък, DDR4 RAM работи при 1.20-1.35V, да не говорим за различните възможни стойности, при които работи процесор или графична карта. Това е регулаторът на напрежението, който отговаря за доставянето на стойността, от която всеки компонент се нуждае и по всяко време; например, в случай на RAM, регулаторът преобразува стойността от + 3.3V в 1.35V, от която се нуждаете.

Защо добрият източник на енергия е от съществено значение

В случай, че не сте го извели, ние ще ви кажем директно: доброто захранване, което може да доставя стабилна мощност и без шум, не само ще ни накара да харчим по-малко пари за електричество (което е много скъпо), но също така ще помогне Всички наши компоненти (дънна платка, процесор, RAM памет, графична карта, твърди дискове ... всичко е свързано към захранването и затова винаги казваме, че това е сърцето на компютъра) имат по-дълга продължителност на живота, тъй като се нагряват нагоре по-малко и работете по по-ефективен начин.

Ако към това добавим, че захранването е това, което съдържа всички необходими защити (над и под напрежение, над и под ток, късо съединение и т.н.), искрено се надяваме, че следващия път, когато трябва да закупите захранване за вашия компютър не пестете и изберете един качествен.