Публикувано на 01 март 2018 г. • 21:00

захранването

Както добре знаете, захранването е едно от Компютърни хардуерни компоненти от по-голямо значение, тъй като както винаги казваме, че представлява сърцето на компютъра, тъй като доброто функциониране на останалите зависи от този компонент и всъщност, ако източникът не работи, нищо не работи. В тази статия ще ви разкажем какво е захранването, как работи, какви характеристики има и какви захранвания можем да намерим.

Изправен пред въпроса какво е захранване, сигурен съм, че по-голямата част от вас ще кажат, че именно този компонент, към който е свързан токът и който е отговорен за захранването на всичко останало, и наистина сте прав, въпреки че малко основно ниво. Поради тази причина ще влезем в подробности, за да ви разкажем в дълбочина не само какво представлява, но и как работи този жизненоважен компонент.

Какво представлява захранването и как работи

Както вече споменахме, източникът е този, който отговаря за доставянето на енергия към останалите компоненти на компютъра. Но, на първо място, трябва да разберете, че има жизненоважна разлика по отношение на електрозахранването и че тя не може да бъде извършена, ако източникът не си свърши работата, и това е, че енергията, която идва към нас от електрическата изходът на щепсела е с променлив ток И все пак частите на компютъра работят с постоянен ток. Следователно, един от подкомпонентите, които съставляват захранването, е AC/DC преобразувателят (да, като тежката метална лента), който буквално преобразува променлив ток в постоянен ток, за да може компютърът да го използва.

Но нещото не спира дотук; В допълнение към преобразуването на променлив ток в постоянен ток, източникът трябва да може да захранва компонентите на компютъра с точното напрежение, от което се нуждаят и както мнозина от вас ще знаят, са необходими основно три стойности: + 12V, + 5V и +3, 3 V. Следователно вътрешно захранващите устройства също имат преобразуватели на напрежение, за да могат да дадат на всеки компонент точно необходимото напрежение, нито повече, нито по-малко.

В допълнение към това, всички захранващи блокове имат филтри (това са кондензаторите Y и X, които можем да намерим както във входа на гнездото, така и в различни компоненти), които са отговорни за осигуряването на подаване на ток без електрически шум, който обикновено наричаме това е "чист поток". Качеството на тези филтри зависи от колебанията на подавания ток и те носят голяма част от отговорността по отношение на ефективността и системите за защита.

Как работи захранването?

Както вече споменахме, първата функция на захранването е да преобразува тока от променлив в директен и това се прави с AC/DC преобразувателя. В миналото същият този преобразувател имаше три изхода (за напрежения 12, 5 и 3.3 волта), но това беше доста неефективно и също генерираше много топлина, така че съвременните източници преобразуват цялото напрежение, което влиза в тях, в + 12VDC, а след това през три DC/DC преобразуватели Те генерират напрежения от +12, +5 и + 3.3V. Това се прави, тъй като най-малко използваните напрежения (5 и 3.3) не се преобразуват, ако не се използват, спестявайки много енергия и топлина.

След като имаме необходимото напрежение, то се филтрира с помощта на индуктори и кондензатори и тук влизат в сила още два параметъра: регулиране на напрежението за да се гарантира, че напрежението е стабилно и електрически шум, защото колкото по-висок е шумът, толкова повече компонентите се износват поради топлината. Нека да обясним това.

Захранванията за компютър използват комутационна технология за преобразуване на променлив ток в постоянен ток; Докато токоизправителят е включен или изключен, импулсите на постоянен ток се генерират със скорост, установена от входа на променлив ток (който в случая на Испания е 50 Hz, но в Мексико например е 60 Hz). Тези импулси генерират шум.

Токът на всяко напрежение преминава през a индуктор (наречени дросели), които стабилизират и изглаждат честотата на вълните на тези импулси, намалявайки шума. След това отива при кондензаторите (известните японски кондензатори влизат в игра тук), които съхраняват електрическия заряд и го освобождават отново без шума, за който говорихме. Начинът да направите това е, защото ако напрежението, влизащо в кондензатора, повишава или намалява честотата на превключване, зарядът на кондензатора намалява или се покачва, но по много по-бавен начин от честотата на превключване, докато изходът на кондензатора винаги е фиксиран, без вариации или както казахме преди, "чист".

Очевидно е почти невъзможно да се получи идеално гладка графика по отношение на изходното напрежение, тъй като дори да сме елиминирали почти целия шум, се създават вълни (Ripple), малки пикове и долини в изходното напрежение. Тук отново влизат в действие големи, последователно подредени кондензатори, тъй като колкото по-бавна е промяната между най-високото и най-ниското напрежение, толкова по-стабилно е изходното напрежение.

Някои от вас може да се чудят защо тогава не са вмъкнати много повече кондензатори и отговорът е, защото ефективността ще бъде намалена. Никой електронен компонент не е 100% ефективен и винаги малка част от енергията се трансформира в топлина. В случай на кондензатори, почти цялата топлина, която генерират, се дължи именно на електрическия шум, който те елиминират, но въпреки това това е причината, поради която обикновено ще видим, че източниците имат два от тези известни големи кондензатори и не повече. Трябва да намерим баланс.

Да вземем пример: на следващото изображение можете да видите Пулсацията от източник, който няма добро филтриране, или с други думи, кондензаторите му не са с добро качество.

Сега, в това друго изображение можете да видите + 12V изход на висококачествено захранване.

След всички тези течове има още много работа, преди захранването да излезе за останалите компоненти на компютъра. Както споменахме по-рано, регулаторът на напрежението има много важна отговорност, тъй като той е отговорен за определяне на това колко добре или лошо източникът реагира на внезапни промени в натоварването (или потреблението), например когато стартираме бенчмарк.

Тук влиза в действие известният закон на Ом, който определя, че колкото повече се увеличава интензитетът на тока (Ампера), толкова повече се увеличава съпротивлението и колкото повече съпротивление, толкова повече напрежението се повишава (съпротивлението е единствената стойност, която остава непроменена зависи от физическите компоненти). Доброкачественият източник трябва да може да компенсира всичко това, обикновено чрез вътрешен мониторинг, осъществяван от „надзора IC“, способен да каже на ШИМ контролера на източника, че токоизправителят трябва да превключи на различна честота, за да регулира напрежението.

В това отношение цифровите захранвания са значително по-ефективни от нормалните, тъй като мониторингът се извършва цифрово, което прави компенсацията много по-бърза. Колкото по-бавно е това превключване, толкова повече компоненти страдат от топлинно износване, което също намалява ефективността.

В допълнение към всичко, което обяснихме досега, трябва да имаме предвид, че в действителност компютърът работи не само с три стойности на напрежението (12, 5 и 3.3V), но например DDR4 RAM използва между 1.2 и 1.35 V да тичам. За това отговаря и регулаторът на напрежението, който доставя напрежението, от което се нуждае всеки компонент; Например, в случай на RAM, напрежението се подава от релсата + 3.3V, тъй като е най-близкото.

Видове и категории

Захранванията могат да бъдат категоризирани по нива, но това е оценка на това колко добре или лошо работят, което в крайна сметка е субективно. Те обаче могат да бъдат категоризирани, като се започне с тяхната ефективност, определена от сертификацията 80 Plus.

ЕИО (Европейската икономическа общност) установи, че параметрите, дефинирани от сертификат 80 Plus Bronze (независимо дали имат това сертифициране или не), са минималните, за да може производителят да продава своите продукти в Европа. Във всеки случай това сертифициране вече се държи само от захранвания от начално ниво, докато сребърните и златните уплътнения са много по-често срещани, а Platinum и Titanium вече са запазени за захранвания от висок клас.

От друга страна, можем също да класифицираме захранване по неговия размер или форм-фактор, тъй като то се определя от стандарт:

  • ATX: настоящият стандарт, с размери 150 x 150 x 86 mm, въпреки че те са и ATX източници, които имат по-голяма дължина, стига да се спазват височината 86 mm и ширината 150 mm.
  • SFX: размерите са по-малки, тъй като са предназначени за системи с малък форм-фактор. Те са с размери 100 х 125 х 63,5 мм и изискват адаптер, за да могат да ги инсталират в стандартни ATX кутии.
  • SFX-L: Това е вариант на източниците SFX, който ви позволява да инсталирате по-голям вентилатор. Те са с размери 130 х 125 х 63,5 мм.
  • TFX: те имат размери 85 х 65 х 185 мм и обикновено са предназначени за специално оборудване и сървъри.
  • Flex ATX: те са вариант, използван също в сървъри и специално оборудване, който има особеността да позволява горещо включване и пускане, т.е. в системи с два излишни източника, единият може да бъде премахнат, а другият инсталиран, без да изключва системата. Те са с размери 150 х 81,5 х 40,5 мм.