Ce trebuie sa stim despre sursa de alimentare pentru calculator

Atunci cand oamenii achizitioneaza un calculator nou isi stabilesc un buget si se axeaza de obicei pe calitatea procesorului si a placii video. Placa de baza sa fie compatibila si cat mai ieftina ca na, am alocat majoritatea bugetului procesorului si placii video. Carcasa sa fie ieftina, dar sa arate ca o nava spatiala si sa aiba eventual multe luminite. Mai ramane sursa. Sursa de alimentare pentru calculator este de cele mai multe ori lasata la coada clasamentului cand este stabilit un buget pentru achizitionarea unei unitati PC pe componente. Cand vine vorba de sursa de alimentare, cumparatorii o vor ieftina, sa aiba multi Wati si, cateodata, sa fie branduita de o firma de care au mai auzit.

Ceea ce nu stie toata lumea e ca sursa de alimentare este extrem de importanta in configuratia unui calculator, o sursa de alimentare PC proasta putand deteriora componente din calculator. Procesorul si placa video pe care le-ai ales si pe care ai dat mare parte din bugetul tau functioneaza, ca sa vezi, cu electricitate. Sursa pc e componenta care da curent componentelor tale. Ca PC-ul tau, in care ai bagat o gramada de bani, sa functioneze la parametri optmi, ai nevoie de o sursa care sa suporte nevoia de curent a componentelor tale.

Componente importante ale unei surse de alimentare pc

Inductorul sursei de alimentare

Inductorul sau bobina de inductie este componenta sursei pentru calculator care stocheaza energia intr-un camp magnetic. Acesta actioneaza ca un circuit deschis la curent continuu, iar dupa un timp ii permite curentului sa treaca in mod liber si se opune fluctuatiilor de curent. Cand curentul trece prin bobina de inductie, se creeaza un camp magnetic in jurul firului. O modificare a curentului afecteaza campul magnetic, care va induce tensiune pe bobina. Aceasta tensiune va crea un flux de curent opus curentului initial. Un flux te tensiune gresit poate poate arde componentele calculatorului iar fluctuatiile de tensiune pot destabiliza sistemul si afecta performantele acestuia in overcloking.

Transformatoarele

Inductoarele sunt protejate astfel incat campul lor magnetic sa nu interactioneze cu alte componente de pe acelasi circuit. Daca punem insa doua inductoare neecranate unul langa altul si trecem printr-unul curent alternativ, campul magnetic introduce tensiune in ambele inductoare. Procesul de inductie a tensiunii in al doilea inductor se numeste inductanta reciproca. Transformatorul este format din 2 inductoare infasurate in jurul aceluiasi material de baza intr-un mod in care inductanta reciproca este la nivel maxim. Bobina care permite trecerea curenta este numita bobina primara, pe cand bobina indusa cu tensiune se numeste bobina secundara. Un transformator poate izola electric doua circuite si sa modifice tensiunea in sus sau in jos.

Condesatorii sursei de alimentare (capacitorii)

Condensatorii pot fi utilizati pentru a stabiliza tensiunea. Ei pot bloca curentul continuu (DC) si pot fi utilizati ca rezervoare pentru stocarea energiei electrice. Condensatorul este format din doua placi metalice separate de un izolator. Condensatorii rezista schimbarilor bruste de tensiune, tensiunea pe condensator schimbandu-se mai incet decat tensiunea aplicata.

Condensatorii permit curentului (DC) continuu sa treaca pentru o perioada foarte scurta de timp inainte de a-l bloca. Curentul alternativ (AC) trece liber prin condensatori, dar cu o forma modificata.

Capacitatea pe care un condensator o poate stoca este calculata in farad. Pe langa capacitate, celelate doua caracteristici foarte importante ale unui condensator sunt tensiunea de lucru si temperatura, iar pentru cele care au polaritate, marcajul negativ al plumbului.

In sursele pc, cei mai buni condensatori sunt considerati cei care au valoarea de 105 grade celsius, avand o durata de viata mai mare decat cei de 85 grade celsius.

Exista mai multe tipuri de condensatori, in functie de materialele utilizate si de constructie. In sursele pentru PC, cei mai intalniti sunt condensatorii electrolitici si polimeri. In stadiul de filtrare tranzistorie/APFC, condensatorii Y sunt ceramici, iar cei X din poliester metalizat. Condensatorii Y sunt plasati intre linie si sasiu intotdeauna in perechi, iar cei X sunt plasati pe linie, conectati intre linie si neutru.

Deoarece condensatoarele X au tendinta de a-si mentine incarcatura pentru o perioada lunga de timp, un rezistor este folosit adesea pentru a le descarca rapid odata ce tensiunea de curent este indepartata.

Condensatorul perfect are toleranta zero, care este definita ca opozitia unui obiect la fluxul de electroni. In lumea reala, toti condensatorii au o anumita rezistenta, iar cu cat aceasta este mai mica, cu atat este de mai mare calitate condensatorul. Aceasta rezistenta este denumita rezistenta echivalenta (ESR) si afecteaza serios performantele unei surse. De asemenea, cresterea acestei rezistente afecteaza in mare masura temperatura operationala a condensatorului, ceea ce duce la micsorarea duratei de viata. Este importanta mentinerea unei temperaturi cat mai mici a condensatorului electrolitic.

Clasificarea condensatorilor pe niveluri (Tier)

Condensatorii sunt clasificati pe niveluri (Tier) in fuctie de firma producatoare.

In cazul codnensatorilor din polimer, toti sunt considerati buni pentru surse PC datorita capacitatii lor de a opera la temperaturi inalte. Condensatorii electrolitici sunt afectati de temperatura din sursa de alimentare, iar cei produsi de producatorii japonezi sunt considerati cei mai buni. Condensatorii japonezi pentru surse PC sunt insa mai scumpi si se gasesc in majoritatea surselor performante.

Condensatori de Nivel 1 (Tier 1)

Lista producatorilor japonezi:

Rubycon
United Chemi-Con (Nippon Chemi-Con)
Panasonic
Hitachi
Nichicon
ELNA
Sanyo/Suncon
FPCAP (Functional Polymer Capacitor- ex Fujitsu)

In afara de producatorii japonezi enumerati mai sus, Nivelul 1 de condensatori este completat de cateva firme de calitate din Germania si SUA, desi nu prea intalnim acesti producatori in sursele PC pentru consum:

EPCOS (Germania)
Wurth Elektronik (Germania)
Vishay (SUA)
Kemet Corporation (SUA)
Cornell Dublier (SUA)
Illionis Capacitor (USA)

Condensatori de Nivel 2 (Tier 2)

In lista de condensatori Nivel 2 sunt prezenti producatorii taiwanezi, iar produsele acestea sunt folosite de obicei la surse de nivel mediu si chiar high-end, oferind un raport bun calitate pret.

Taicon (Nichicon)
OST
Toshin Kogyo
Teapo
SamXon (exceptand seria GF care face parte dintr-un nivel inferior).

Condensatori de Nivel 3 (Tier 3)

Acest nivel reprezinta minimul recomandat pentru sursele PC. Producatorii sunt:

Jamicon
CapXon

Condensatori de Nivel 4 (Tier 4)

Acest nivel reprezinta restul producatorilor de condensatori si trebuie evitati. In lista prezentam cele mai intalnite condensatoarele care se regasesc in sursele PC de evitat.

G-Luxon
Su’SCON
Lelon
Evercon
Elite
Ltec
Fuhjyyu
Jun Fu.

Racirea sursei PC

Desi sunt si surse cu racire pasiva, o componenta importanta este ventilatorul care se ocupa cu racirea. Ventilatoarele au rolul de a mentine componentele sursei la o temperatura adecvata de operare. Calitatea ventilatorului si tipul de bearing al acestuia influenteaza durata de viata a sursei. Daca ventilatorul se strica, acestuia ii va urma alte componente si, in cele din urma, sursa cedeaza putand afecta sau chiar ardea ale componente ale sistemului pc. Profilul acustic al ventilatorului influenteaza nivelul de zgomot produs, sursele silentioase punand mare accent pe acesta.

Multe surse de calitate cu eficienta ridicata au mod semi-pasiv in timpul caruia ventilatorul nu este utilizat la sarcini mici. Sursa pentru calculator este complet silentioasa la sarcini mici deoarece ventilatorul intra in functiune atunci cand temperatura depaseste un anumit prag.

Protectiile sursei PC

Protectiile sunt necesare pentru a impiedica defectarea sursei precum si a componentelor unitatii PC din care face parte. Multe surse de buget au protectiile reglementate de standardul ATX (OCP, SCP, OVP), in vreme ce sursele performante dispun de mai multe protectii.

OCP (Over-Current Protection)

OCP este o protectie populara intalnita in majoritatea surselor PC si intra in functiune atunci cand curentul pe rails depaseste o anumita limita. Specificatiile ATX prevad ca, daca sarcina pe fiecare sina(rails) atinge sau depaseste 240VA, OCP trebuie sa intervina. Pentru a ocoli aceasta specificatie ATX, unii producatori au implementat multiple sine virtuale +12V, cu fiecare sina la 240VA.

OVP/UVP (Over Voltage/ Under Voltage Protection)

Sursele trebuie sa aiba circuit independent de protectie si sa nu se bazeze doar pe controlerul PWM pentru a monitoriza tensiunea de iesire. Protectia UVP este optional pentru ca nu este mentionata in specificatiile ATX. OVP su UVP verifica in mod constant tensiunile de la fiecare sina si pornesc cand aceste tensiuni depasesc sau ruleaza sub punctul de declansare.

OPP (Over Power Protection)

Protectia OPP porneste in momentul in care puterea pe care unitatea PC o trage din sursa de alimentare depaseste capacitatea maxima. Producatorii de surse pentru calculator permit un spatiu mic pentru supraincarcare, astfel incat pragul OPP este setat la 50-100W peste puterea maxima a sursei. La sursele PC cu un singur +12V rail, unde protectia OCP este lipsita de sens, OPP ii preia rolul si inchide sursa daca sina +12V este supraincarcata.

OTP (Over Temperature Protection)

Aceasta protectie presupune atasarea unui termistor la radiatorul secundar. Acesta informeaza circuitul de protectie cu privire la temperatura radiatorului si daca acesta depaseste pragul specificat, sursa de alimentare pentru calculator se inchide. Temperatura ridicata poate fi rezultatul supraincarcarii sau al defectarii ventilatorului de racire, iar OTP previne deteriorarea sursei. Aceasta protectie este una dintre cele mai importante la o sursa PC desi multe modele nu au aceasta specificatie.

SCP (Short Circuit Protection)

Protectia impotriva scurcircuitului monitorizeaza constant sinele de iesire, iar daca acestea au o impedanta mai mica de 0,1Ω, opreste imediat alimentarea cu energie electrica. Conform specificatiilor ATX 2.31, fiecare rail +12v trebuie sa aibă SCP separat. Aceasta protectie este prezenta in majoritatea surselor PC de alimentare.

Standarde surse PC

Pe piata surselor de alimentare pentru calculator sunt anumite standarde su recunoscute si acceptate de producatori: ATX, EPS, 80 Plus.

Specificatii ATX

ATX ( Andvanced Technology Extended).

Dezvoltat de Intel în 1995, acest standard ofera instructiuni privind designul calculatoarelor, placilor de baza si surselor de alimentare. Prima specificatie aparuta în 1995 definea 3 tipuri de conectori de alimentare:

Molex cu 4 pini, conector FDD cu 4 pini, conector Molex cu 20 de pini pentru placa de baza.

Aceasta specificatie preciza ca cea mai mare putere a sursei trebuie sa fie furnizata pe +5V rails și 3.3V rails, asta pentru ca +12V rails erau folosite numai pentru ventilatoare motoare ale dispozitivelor periferice, in acele vremuri. Aceasta specificatie ATX a fost modificata incepend cu anul 2000.

Cea mai recenta versiune ATX provine din anul 2013, iar principala diferența fata de cea anterioara consta in recomandarile minime de eficienta pe sina 5VSB, care au devenit mai putin stricte. In timp ce versiuna anterioara 1.30 recomanda o eficenta de 69% la 5VSB cu o sarcina de 2,75W pe acest rail, versiunea recenta recomanda mai mult de 55% eficienta cu aceeasi sarcina. O conditie de incarcare minima pentru un al doilea rail de +12V a fost adaugata ca cerinta in vreme ca la versiunea anterioara era prezenta doar ca o recomandare.

Specificatii EPS (Entry-Level Power Supply Specification)

Derivate din ATX, specificatiile EPS au fost lansate pentru PC-urile high-end si pentru serverele entry-level. Au fost create si lansate de forumul Server System Infrastructure. Ca o sursa pentru calculator sa indeplineasca specificatiile EPS, aceasta trebuie sa aiba un conector cu 24 de pini pentru placa de baza si un conector EPS 8 pini. In cazul in care capacitatea sursei este intre 700 si 800W, trebuie sa aiba un conector de 12V cu 4 pini sau doi conectori de 12V cu 4 pini pentru capacitati de peste 850W.

Specificatii 80 PLUS

80 PLUS este o organizatie care certifica sursele de alimentare ce au o eficienta de peste 80% la 10, 20, 50 si 100% din sarcina nominala maxima si un factor de putere de 0,9 sau mai mare la o incarcatura de 100%. Pentru certificarile Bronze, Silver si Gold, factorul de putere trebuie sa fie de 0,9 sau mai mare la toate nivele de incarcare. Platinum necesita factor de putere de 0,95 sau mai bun pentru servere.

Vezi si Cele mai bune surse silentioase pentru PC in 2018