Montaż i eksploatacja komputerów osobistych oraz urządzeń peryferyjnych
Co to jest zasilacz?
Zasilacz komputera - urządzenie, które służy do przetwarzania napięcia zmiennego dostarczanego z sieci energetycznej (
100-127V w Ameryce Północnej, części Ameryki Południowej, Japonii i Tajwanie, 220-240V w pozostałej części świata) na
niskie napięcia stałe, niezbędne do pracy pozostałych komponentów komputera. Niektóre zasilacze posiadają przełącznik
zmieniający napięcie wejściowe pomiędzy 230V i 115V, inne automatycznie dopasowują się do dowolnego napięcia z tego zakresu.
Najczęściej spotykane zasilacze komputerowe są dostosowane do standardu ATX. Włączanie i wyłączenie zasilacza jest sterowane
przez płytę główną, co daje obsługę takich funkcji jak tryb czuwania. Najnowsza wersja standardu ATX dla zasilaczy
to 2.31 (z połowy roku 2008). Warto zwrócić uwagę, że niektórzy producenci, stosują zasilacze z gniazdami typowymi dla ATX,
ale o innych napięciach i zmienionej kolejności pinów. Łączenie takich zasilaczy z płytami ATX może prowadzić do
uszkodzenia płyty bądź zasilacza.
Budowa zasilacza
Większość zasilaczy wykonana jest w postaci metalowego prostopadłościanu, z którego ścianki wychodzi kilka wiązek przewodów.
Po przeciwnej stronie znajdują się otwory wentylacyjne i gniazdo IEC C14, do podłączenia zasilania z sieci energetycznej.
Opcjonalnie może tam być też umieszczony wyłącznik i przełącznik napięcia wejściowego. Etykietka umieszczona na boku
zasilacza zawiera informacje dotyczące maksymalnej mocy wyjściowej i certyfikatów. Najbardziej popularne oznaczenia
bezpieczeństwa to znak UL, znak GS, TÜV, NEMKO, SEMKO, DEMKO, FIMKO, CCC, CSA, VDE, GOST R i BSMI. Oznaczenia dotyczące
kompatybilności elektromagnetycznej to znak CE, FCC i C-Tick. Oznaczenie CE jest wymagane dla zasilaczy sprzedawanych
w Europie i Indiach. Norma Unii Europejskiej EN61000-3-2 wymaga aby każdy zasilacz wyposażony był w układ PFC
(Power Factor Correction).Rozmiary zasilacza ATX to: szerokość 150 mm, wysokość 86 mm, a głębokość typowo 140 mm,
choć może różnić się w zależności od producenta.W zasilaczach stosowane jest chłodzenie wymuszone - najczęściej przez
wentylator o średnicy 80 mm[1]. Przez zasilacz przepływa gorące powietrze z wnętrza obudowy komputera, w związku z tym
stosuje się wentylatory o większej wydajności niż wymagana do utrzymania stałej temperatury w samym zasilaczu.
Wentylator jest głównym źródłem hałasu generowanego przez zasilacz, choć przy dużych obciążeniach może pojawić się
brzęczenie generowane przez cewki[1]. Zasilacze komputerowe wykonane są zwykle w technice impulsowej, wykorzystując
architekturę przetwornicy push-pull[potrzebne źródło]. Tego typu zasilacze charakteryzują się małymi gabarytami
i ciężarem, niewielkimi tętnieniami napięcia wyjściowego i dużą mocą wyjściową.
ATX
Standard ATX (Advanced Technology eXtended) jest rozwinięciem standardu AT (Advanced Technology).
Są dwie podstawowe różnice pomiędzy zasilaczami AT i ATX: kształt złącz, które dostarczają napięcia do płyty głównej
oraz układ załączania zasilacza. W starszych zasilaczach AT włącznik komputera był podłączany bezpośrednio do zasilacza.
W nowszych zasilaczach ATX włącznik komputera jest podłączony do płyty głównej poprzez złącze oznaczone PS ON, SW Power
lub podobnie. Dzięki temu włączanie i wyłączanie zasilacza może być kontrolowane przez komponenty komputera lub
oprogramowanie. Płyta główna steruje zasilaczem poprzez pin #14 złącza 20-pinowego lub pin #16 złącza 24-pinowego
(zielony pin wtyczki ATX - P_ON). Kiedy zasilacz znajduje się w stanie czuwania na tym pinie występuje napięcie 5V.
Zwarcie go do masy (czarny przewód wtyczki ATX - GND) uruchamia przetwornicę, co może się przydać przy testach sprzętu.
Uwaga - nie należy uruchamiać zasilacza impulsowego bez obciążenia ze względu na ryzyko jego uszkodzenia.
Moc znamionowa
Zasilacze komputerowe są klasyfikowane na podstawie maksymalnej mocy wyjściowej. Typowe zakresy mocy zasilaczy dla
komputerów domowych i biurowych wynoszą od 300 W do 500 W (dla komputerów miniaturowych - poniżej 300 W).
Zasilacze stosowane w komputerach dla graczy mają moc z zakresu 500-800 W, a w serwerach - od 800 W do 1400 W.
Zasilacze z górnej półki są w stanie oddać do 2 kW mocy - są przeznaczone głównie do dużych serwerów i w mniejszym
stopniu do ekstremalnie rozbudowanych komputerów wyposażonych w kilka procesorów, wiele dysków twardych i kilka kart
graficznych. Brak standardu określającego parametry pracy zasilacza (zarówno jeśli chodzi o maksymalną moc, jak
i maksymalny prąd na danej linii) prowadzi do dużych rozbieżności pomiędzy deklaracjami producenta, a
rzeczywistymi osiągami. Powszechną praktyką jest podawanie mocy maksymalnej jako sumy mocy zasilacza jego poszczególnych
linii zasilających. W takim wypadku możliwe jest przeciążenie jednej z linii zasilacza, pomimo braku przekroczenia mocy
deklarowanej przez producenta.
Niektórzy producenci zawyżają wartość mocy swoich zasilaczy w celach marketingowych. Jest to spowodowane brakiem
jasnych standardów określających warunki pomiaru mocy zasilaczy. Najczęściej zdarza się:
* przedstawianie wartości mocy szczytowej zamiast mocy ciągłej
* określanie mocy ciągłej w nierealistycznie niskich temperaturach (np. w temperaturze pokojowej, gdy tymczasem we wnętrzu
obudowy wynosi ona ok. 40 °C)
* podawanie mocy sumarycznej wszystkich linii zasilacza, gdy tymczasem nowoczesne komputery pobierają prąd głównie z
linii 12V
To znaczy, że jeśli:
* zasilacz A ma moc szczytową 550 W w temperaturze 25 °C, dając 25 A na linii 12 V (300 W)
* zasilacz B ma moc ciągłą 450 W w temperaturze 40 °C, dając 33 A na linii 12 V (400 W)
to zasilacz B jest znacznie lepszy od zasilacza A pomimo niższej mocy całkowitej. Zasilacz A w rzeczywistych warunkach
pracy będzie w stanie oddać tylko część mocy, którą określił producent.Ta tendencja spowodowała znaczne zawyżenie
rekomendacji dotyczących mocy zasilaczy komputerowych. Z wyjątkiem serwerów i maszyn dla graczy, niewiele komputerów
w standardzie ATX i microATX wymaga więcej niż 300-350 W mocy. Z drugiej strony trzeba zwrócić uwagę, że mitem jest
określenie, jakoby mocniejszy zasilacz pobierał więcej prądu. Jeśli weźmiemy dwa zasilacze o takiej samej sprawności
a różnej mocy, np. 350W i 1000W i podłączymy do tego samego komputera to uzyskamy taki sam pobór prądu z sieci
energetycznej.
Sprawność zasilacza
Jednym z parametrów zasilacza jest jego sprawność energetyczna. Sprawność to stosunek mocy zasilacza oddawanej na
jego wyjściu, do mocy pobranej z sieci energetycznej. Różnica między mocą pobraną, a oddawaną jest emitowana w postaci
ciepła i promieniowania elektromagnetycznego. Sprawność wyraża się typowo w procentach. Im wyższa sprawność tym mniejsze
straty energii w zasilaczu. Zasilacze o wysokiej sprawności wydzielają mniej ciepła, dzięki czemu można w nich montować
wentylatory o mniejszej wydajności lub pasywne chłodzenie. Sprawność zasilaczy zależy od obciążenia zasilacza, osiągając
najmniejszą sprawność dla małego i bardzo dużego obciążenia i waha się w tej chwili pomiędzy 40%, a 85%.. W celu poprawy
sprawności zasilaczy komputerowych wprowadzono serię certyfikatów 80 PLUS, które gwarantują sprawność zasilacza
przekraczającą 80%. Ważnym parametrem zasilacza jest zdolność do dostarczania stabilnych napięć poszczególnym podzespołom
komputera, w pełnym zakresie pobieranej mocy jaki i napięcia zasilania. Zakresy napięć określa norma ATX.