كفاءة إمدادات الطاقة للكمبيوتر. اختيار مصدر الطاقة لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. خصائص إمدادات الطاقة

💖 هل يعجبك؟شارك الرابط مع أصدقائك

مقدمة

جزء لا يتجزأ من كل جهاز كمبيوتر هو مصدر الطاقة. إنه لا يقل أهمية عن بقية أجهزة الكمبيوتر. في الوقت نفسه، من النادر جدًا شراء مصدر طاقة، لأنه يمكن لمصدر الطاقة الجيد توفير الطاقة لعدة أجيال من الأنظمة. مع الأخذ في الاعتبار كل هذا، يجب أن يؤخذ شراء مصدر الطاقة على محمل الجد، لأن مصير الكمبيوتر يعتمد بشكل مباشر على أداء مصدر الطاقة.

لتنفيذ العزل الجلفاني يكفي تصنيع محول باللفات اللازمة. لكن تشغيل الكمبيوتر يتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة، خاصة بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الحديثة. لتشغيل الكمبيوتر، يجب أن يتم تصنيع محول، والذي لن يكون كبيرًا الحجم فحسب، بل يزن أيضًا الكثير. ومع ذلك، مع زيادة تردد تيار إمداد المحول، لإنشاء نفس التدفق المغناطيسي، هناك حاجة إلى عدد أقل من الدورات ومقطع عرضي أصغر من النواة المغناطيسية. في مصادر الطاقة المبنية على أساس المحول، يكون تردد جهد إمداد المحول أعلى بمقدار 1000 مرة أو أكثر. يتيح لك ذلك إنشاء مصادر طاقة مدمجة وخفيفة الوزن.

أبسط مصدر طاقة نبضي

دعونا نلقي نظرة على المخطط التفصيلي لمصدر طاقة تبديل بسيط، والذي يكمن وراء جميع مصادر طاقة التبديل.

مخطط كتلة لتحويل إمدادات الطاقة.

تقوم الكتلة الأولى بتحويل جهد شبكة التيار المتردد إلى تيار مستمر. يتكون هذا المحول من جسر ديود يقوم بتصحيح الجهد المتردد ومكثف يعمل على تنعيم تموجات الجهد المصحح. يحتوي هذا الصندوق أيضًا على عناصر إضافية: مرشحات الجهد الكهربائي من تموجات مولد النبض والثرمستورات لتنعيم التدفق الحالي في لحظة التشغيل. ومع ذلك، قد يتم حذف هذه العناصر من أجل توفير التكلفة.

الكتلة التالية هي مولد النبض، الذي يولد نبضات بتردد معين يعمل على تشغيل الملف الأساسي للمحول. يختلف تردد نبضات توليد مصادر الطاقة المختلفة ويقع في حدود 30 - 200 كيلو هرتز. يقوم المحول بالوظائف الرئيسية لمصدر الطاقة: العزل الجلفاني عن الشبكة وتقليل الجهد إلى القيم المطلوبة.

يتم تحويل الجهد المتردد المستلم من المحول بواسطة الكتلة التالية إلى جهد مباشر. تتكون الكتلة من صمامات ثنائية لتصحيح الجهد ومرشح تموج. في هذه الكتلة، يكون مرشح التموج أكثر تعقيدًا بكثير مما هو عليه في الكتلة الأولى ويتكون من مجموعة من المكثفات وخانق. من أجل توفير المال، يمكن للمصنعين تركيب مكثفات صغيرة، وكذلك الإختناقات ذات الحث المنخفض.

كان أول مصدر طاقة للتبديل هو محول الدفع والسحب أو الدورة الواحدة. الدفع والسحب يعني أن عملية التوليد تتكون من جزأين. في مثل هذا المحول، يتم فتح ترانزستورين وإغلاقهما بالتناوب. وفقًا لذلك، في محول أحادي الطرف، يتم فتح وإغلاق ترانزستور واحد. يتم عرض دوائر محولات الدفع والسحب والدورة الواحدة أدناه.

رسم تخطيطي للمحول.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على عناصر الدائرة:

    X2 - دائرة إمداد الطاقة للموصل.

    X1 هو الموصل الذي تتم إزالة جهد الخرج منه.

    R1 هي المقاومة التي تحدد التحيز الصغير الأولي على المفاتيح. يعد ذلك ضروريًا لبداية أكثر استقرارًا لعملية التذبذب في المحول.

    R2 هي مقاومة تحد من التيار الأساسي على الترانزستورات، وهذا ضروري لحماية الترانزستورات من الاحتراق.

    TP1 - يحتوي المحول على ثلاث مجموعات من اللفات. أول ملف خرج يولد جهد الخرج. اللف الثاني بمثابة حمل للترانزستورات. والثالث يولد جهد التحكم للترانزستورات.

في اللحظة الأولى من تشغيل الدائرة الأولى، يكون الترانزستور مفتوحًا قليلاً، لأنه يتم تطبيق جهد إيجابي على القاعدة من خلال المقاوم R1. يتدفق تيار عبر الترانزستور المفتوح قليلًا، والذي يتدفق أيضًا عبر الملف II للمحول. التيار المتدفق عبر اللف يخلق مجالًا مغناطيسيًا. يخلق المجال المغناطيسي جهدًا في اللفات المتبقية للمحول. ونتيجة لذلك، يتم إنشاء جهد موجب على الملف III، مما يفتح الترانزستور أكثر. تستمر العملية حتى يصل الترانزستور إلى وضع التشبع. يتميز وضع التشبع بحقيقة أنه مع زيادة تيار التحكم المطبق على الترانزستور، يظل تيار الخرج دون تغيير.

نظرًا لأن الجهد في اللفات يتولد فقط في حالة حدوث تغيير في المجال المغناطيسي أو زيادته أو نقصانه، فإن عدم وجود زيادة في التيار عند خرج الترانزستور سيؤدي بالتالي إلى اختفاء القوة الدافعة الكهربية في اللفات II و III. سيؤدي فقدان الجهد في الملف III إلى انخفاض في درجة فتح الترانزستور. وسوف ينخفض ​​تيار الخرج للترانزستور، وبالتالي يقل المجال المغناطيسي. سيؤدي تقليل المجال المغناطيسي إلى خلق جهد قطبي معاكس. سيبدأ الجهد السلبي في الملف III في إغلاق الترانزستور بشكل أكبر. ستستمر العملية حتى يختفي المجال المغناطيسي تمامًا. عندما يختفي المجال المغناطيسي، فإن الجهد السلبي في الملف III سوف يختفي أيضًا. ستبدأ العملية في تكرار نفسها مرة أخرى.

يعمل محول الدفع والسحب على نفس المبدأ، ولكن الفرق هو أن هناك ترانزستورين، يفتحان ويغلقان بدورهما. أي أنه عندما يكون أحدهما مفتوحا، يكون الآخر مغلقا. تتمتع دائرة محول الدفع والسحب بميزة كبيرة تتمثل في استخدام حلقة التباطؤ الكاملة للموصل المغناطيسي للمحول. إن استخدام قسم واحد فقط من حلقة التباطؤ أو المغنطة في اتجاه واحد فقط يؤدي إلى العديد من التأثيرات غير المرغوب فيها التي تقلل من كفاءة المحول وتؤدي إلى انخفاض أدائه. لذلك، يتم استخدام دائرة محول الدفع والسحب مع محول تحويل الطور بشكل عام في كل مكان. في الدوائر التي تحتاج إلى البساطة والأبعاد الصغيرة والطاقة المنخفضة، لا يزال يتم استخدام دائرة أحادية الدورة.

مصادر طاقة عامل الشكل ATX بدون تصحيح عامل الطاقة

المحولات التي تمت مناقشتها أعلاه، على الرغم من كونها أجهزة كاملة، إلا أنها غير ملائمة للاستخدام العملي. تردد المحول وجهد الخرج والعديد من المعلمات الأخرى "يطفو" ويتغير اعتمادًا على التغيرات في: جهد الإمداد وحمل خرج المحول ودرجة الحرارة. ولكن إذا كانت المفاتيح تتحكم في وحدة تحكم يمكنها إجراء التثبيت ووظائف إضافية متنوعة، فيمكنك استخدام الدائرة لتشغيل الأجهزة. دائرة إمداد الطاقة التي تستخدم وحدة تحكم PWM بسيطة جدًا، وبشكل عام، عبارة عن مولد نبض مبني على وحدة تحكم PWM.

PWM - تعديل عرض النبضة. يسمح لك بضبط سعة الإشارة التي يتم تمريرها عبر LPF (مرشح التمرير المنخفض) عن طريق تغيير مدة أو دورة عمل النبض. تتمثل المزايا الرئيسية لـ PWM في الكفاءة العالية لمضخمات الطاقة وإمكانيات التطبيق الرائعة.

مخطط مصدر طاقة بسيط مع وحدة تحكم PWM.

تتميز دائرة إمداد الطاقة هذه بقدرة منخفضة وتستخدم ترانزستور ذو تأثير ميداني كمفتاح، مما يجعل من الممكن تبسيط الدائرة والتخلص من العناصر الإضافية المطلوبة للتحكم في مفاتيح الترانزستور. في مصادر الطاقة عالية الطاقة، تحتوي وحدة التحكم PWM على عناصر تحكم ("السائق") لمفتاح الإخراج. تُستخدم ترانزستورات IGBT كمفاتيح إخراج في مصادر الطاقة عالية الطاقة.

يتم تحويل جهد التيار الكهربائي في هذه الدائرة إلى جهد التيار المستمر ويتم توفيره من خلال مفتاح إلى الملف الأول للمحول. يعمل الملف الثاني على تشغيل الدائرة الدقيقة وتوليد جهد التغذية الراجعة. تقوم وحدة التحكم PWM بتوليد نبضات بتردد يتم ضبطه بواسطة سلسلة RC متصلة بالطرف 4. يتم تغذية النبضات إلى مدخلات المفتاح، مما يؤدي إلى تضخيمها. تختلف مدة النبضات حسب الجهد في المحطة 2.

لنفكر في دائرة إمداد طاقة ATX حقيقية. يحتوي على العديد من العناصر والأجهزة الإضافية الموجودة فيه. تنقسم دائرة إمداد الطاقة بشكل تقليدي إلى أجزاء رئيسية بواسطة مربعات حمراء.

دائرة إمداد الطاقة ATX بقوة 150-300 واط.

لتشغيل شريحة التحكم، وكذلك توليد جهد الاستعداد +5، الذي يستخدمه الكمبيوتر عند إيقاف تشغيله، يوجد محول آخر في الدائرة. في الرسم التخطيطي تم تحديده على أنه الكتلة 2. وكما ترون، فهو مصنوع وفقًا لدائرة محول أحادي الدورة. تحتوي الكتلة الثانية أيضًا على عناصر إضافية. في الأساس، هذه سلاسل لامتصاص زيادات الجهد التي يتم إنشاؤها بواسطة محول المحول. الدائرة الدقيقة 7805 - يقوم مثبت الجهد بتوليد جهد احتياطي قدره +5 فولت من الجهد المصحح للمحول.

في كثير من الأحيان، يتم تثبيت مكونات منخفضة الجودة أو معيبة في وحدة توليد الجهد الاحتياطي، مما يؤدي إلى انخفاض تردد المحول إلى نطاق الصوت. ونتيجة لذلك، يتم سماع صوت صرير من مصدر الطاقة.

بما أن مصدر الطاقة يتم تشغيله من شبكة جهد تيار متردد 220 فولت، ويحتاج المحول إلى طاقة جهد تيار مستمر، فيجب تحويل الجهد. تقوم الكتلة الأولى بتصحيح وتصفية جهد التيار الكهربائي المتناوب. تحتوي هذه الكتلة أيضًا على مرشح ضد التداخل الناتج عن مصدر الطاقة نفسه.

الكتلة الثالثة هي وحدة التحكم TL494 PWM. ينفذ جميع الوظائف الرئيسية لإمدادات الطاقة. يحمي مصدر الطاقة من الدوائر القصيرة، ويثبت الفولتية الناتجة ويولد إشارة PWM للتحكم في مفاتيح الترانزستور التي يتم تحميلها على المحول.

تتكون الكتلة الرابعة من محولين ومجموعتين من مفاتيح الترانزستور. يقوم المحول الأول بتوليد جهد التحكم لترانزستورات الخرج. نظرًا لأن وحدة التحكم TL494 PWM تولد إشارة منخفضة الطاقة، فإن المجموعة الأولى من الترانزستورات تقوم بتضخيم هذه الإشارة وتمريرها إلى المحول الأول. يتم تحميل المجموعة الثانية من الترانزستورات، أو ترانزستورات الخرج، على المحول الرئيسي، الذي يولد جهد الإمداد الرئيسي. تم استخدام دائرة التحكم في مفتاح الإخراج الأكثر تعقيدًا نظرًا لتعقيد التحكم في الترانزستورات ثنائية القطب وحماية وحدة التحكم PWM من الجهد العالي.

تتكون الكتلة الخامسة من ثنائيات شوتكي، التي تقوم بتصحيح جهد الخرج للمحول، ومرشح الترددات المنخفضة (LPF). يتكون مرشح الترددات المنخفضة من مكثفات إلكتروليتية ذات سعة كبيرة واختناقات. عند مخرج مرشح الترددات المنخفضة توجد مقاومات تقوم بتحميله. هذه المقاومات ضرورية لضمان عدم بقاء سعة مصدر الطاقة مشحونة بعد إيقاف التشغيل. توجد أيضًا مقاومات عند خرج مقوم الجهد الكهربائي.

العناصر المتبقية غير المحاطة بدائرة في الكتلة هي سلاسل تشكل "إشارات الخدمة". تعمل هذه السلاسل على حماية مصدر الطاقة من الدوائر القصيرة أو مراقبة صحة جهد الخرج.

مصدر طاقة ATX 200 واط.

الآن دعونا نرى كيف توجد العناصر على لوحة الدائرة المطبوعة لمصدر طاقة بقوة 200 واط. تظهر الصورة:

    المكثفات التي تقوم بتصفية الفولتية الناتجة.

    مكان مكثفات مرشح الجهد الناتج غير الملحومة.

    المحاثات التي تقوم بتصفية الفولتية الناتجة. لا يلعب الملف الأكبر دور المرشح فحسب، بل يعمل أيضًا كمثبت مغناطيسي. يتيح لك ذلك تقليل اختلالات الجهد بشكل طفيف عندما يكون حمل الفولتية المختلفة للخرج غير متساوٍ.

    شريحة تثبيت WT7520 PWM.

    المبرد الذي تم تركيب ثنائيات شوتكي عليه للجهد +3.3 فولت و +5 فولت ، وللجهد +12 فولت توجد صمامات ثنائية عادية. تجدر الإشارة إلى أنه في كثير من الأحيان، خاصة في مصادر الطاقة القديمة، يتم وضع عناصر إضافية على نفس المبرد. هذه هي عناصر تثبيت الجهد +5V و +3.3V. في مصادر الطاقة الحديثة، يتم وضع صمامات شوتكي الثنائية فقط لجميع الفولتية الرئيسية أو ترانزستورات التأثير الميداني، والتي تستخدم كعنصر تصحيح، على هذا المبرد.

    المحول الرئيسي الذي يولد جميع الفولتية وكذلك العزل الكلفاني عن الشبكة.

    محول يولد جهود التحكم لترانزستورات الخرج للمحول.

    محول توليد جهد احتياطي +5 فولت.

    المبرد الذي توجد عليه ترانزستورات الخرج للمحول، بالإضافة إلى ترانزستور المحول الذي يولد الجهد الاحتياطي.

    مكثفات مرشح الجهد الرئيسي. لا يجب أن يكون هناك اثنان منهم. لتكوين جهد ثنائي القطب وتشكيل نقطة وسطية، يتم تركيب مكثفين متساويين في السعة. إنهم يقسمون جهد التيار الكهربائي المصحح إلى النصف، وبالتالي يشكلون جهدين من أقطاب مختلفة، متصلين عند نقطة مشتركة. في الدوائر ذات التغذية المفردة يوجد مكثف واحد فقط.

    عناصر تصفية الشبكة ضد التوافقيات (التداخل) الناتجة عن مصدر الطاقة.

    الثنائيات الجسرية التي تعمل على تصحيح جهد التيار المتردد.

مصدر طاقة ATX 350 واط.

تم تصميم مصدر الطاقة بقدرة 350 واط بشكل متساوٍ. ما يلفت انتباهك على الفور هو حجم اللوحة الكبير والمشعات الأكبر حجمًا ومحول المحول الأكبر.

    مكثفات مرشح الجهد الناتج.

    مشعاع يقوم بتبريد الثنائيات التي تصحح جهد الخرج.

    وحدة تحكم PWM AT2005 (مشابهة لـ WT7520)، والتي تعمل على استقرار الفولتية.

    المحول الرئيسي للمحول.

    محول يولد جهد التحكم لترانزستورات الخرج.

    محول محول الجهد الاحتياطي.

    المبرد الذي يبرد ترانزستورات الإخراج للمحولات.

    مرشح جهد التيار الكهربائي ضد تداخل مصدر الطاقة.

    الثنائيات جسر ديود.

    مكثفات مرشح الجهد الرئيسي.

لقد تم استخدام الدائرة المدروسة في مصادر الطاقة لفترة طويلة ويتم العثور عليها الآن في بعض الأحيان.

مزودات طاقة بتنسيق ATX مع تصحيح معامل القدرة.

في الدوائر المدروسة، يكون حمل الشبكة عبارة عن مكثف متصل بالشبكة من خلال جسر الصمام الثنائي. يتم شحن المكثف فقط إذا كان الجهد عبره أقل من جهد التيار الكهربائي. ونتيجة لذلك، فإن التيار ينبض بطبيعته، وهو ما له عيوب كثيرة.

مقوم جهد الجسر.

نذكر هذه العيوب:

  • تُدخل التيارات توافقيات أعلى (تداخل) في الشبكة؛
  • سعة كبيرة من الاستهلاك الحالي.
  • مكون تفاعلي مهم في تيار الاستهلاك.
  • لا يتم استخدام جهد التيار الكهربائي خلال الفترة بأكملها؛
  • كفاءة مثل هذه الدوائر ليست ذات أهمية كبيرة.

تحتوي مصادر الطاقة الجديدة على دائرة حديثة محسنة، ولديها الآن وحدة إضافية أخرى - مصحح معامل القدرة (PFC). أنه يحسن عامل الطاقة. أو بعبارات أبسط، فإنه يزيل بعض عيوب مقوم الجسر لجهد التيار الكهربائي.

صيغة القوة الكاملة.

يحدد عامل الطاقة (PF) مقدار الطاقة الإجمالية الموجودة في المكون النشط ومقدار التفاعل. من حيث المبدأ، يمكن للمرء أن يقول، لماذا تأخذ في الاعتبار القوة التفاعلية، فهي وهمية وليس لها أي فائدة.

صيغة عامل القدرة.

لنفترض أن لدينا جهازًا معينًا، مزود طاقة، بعامل طاقة 0.7 وقوة 300 واط. يمكن أن نرى من الحسابات أن مصدر الطاقة لدينا لديه طاقة إجمالية (مجموع الطاقة التفاعلية والنشطة) أكبر من تلك المشار إليها عليه. وينبغي توفير هذه الطاقة عن طريق مصدر طاقة 220 فولت. ورغم أن هذه الطاقة ليست مفيدة (حتى عداد الكهرباء لا يسجلها)، إلا أنها لا تزال موجودة.

حساب الطاقة الإجمالية لإمدادات الطاقة.

أي أن العناصر الداخلية وكابلات الشبكة يجب أن تكون مصممة لقوة 430 واط، وليس 300 واط. تخيل حالة حيث يكون عامل الطاقة 0.1... ولهذا السبب، يحظر GORSET استخدام الأجهزة ذات عامل الطاقة أقل من 0.6، وإذا تم اكتشاف ذلك، يتم فرض غرامة على المالك.

وبناء على ذلك، قامت الحملات بتطوير دوائر إمداد طاقة جديدة تحتوي على PFC. في البداية، تم استخدام مغو ذو تحريض عالي متصل عند المدخل باعتباره PFC؛ ويسمى مصدر الطاقة هذا مزود الطاقة مع PFC أو PFC السلبي. يحتوي مصدر الطاقة هذا على كيلومتر متزايد. لتحقيق CM المرغوب فيه، من الضروري تجهيز مصادر الطاقة بخانق كبير، نظرًا لأن مقاومة الإدخال لمصدر الطاقة سعوية بطبيعتها بسبب المكثفات المثبتة عند خرج المقوم. يؤدي تثبيت الاختناق إلى زيادة كتلة مصدر الطاقة بشكل كبير، ويزيد الكيلومتر إلى 0.85، وهو ليس كثيرًا.

مزود طاقة 400 واط مع تصحيح عامل الطاقة السلبي.

يوضح الشكل مصدر طاقة FSP بقدرة 400 واط مع تصحيح عامل القدرة السلبي. ويحتوي على العناصر التالية:

    تصحيح مكثفات مرشح الجهد الكهربائي.

    خنق أداء تصحيح معامل القدرة.

    محول المحول الرئيسي.

    محول يتحكم في المفاتيح.

    محول محول مساعد (الجهد الاحتياطي).

    مرشحات الجهد الرئيسي ضد تموجات إمدادات الطاقة.

    المبرد الذي تم تركيب مفاتيح ترانزستور الإخراج عليه.

    المبرد الذي تم تركيب الثنائيات عليه لتصحيح الجهد المتردد للمحول الرئيسي.

    لوحة تحكم في سرعة المروحة.

    لوحة تم تثبيت وحدة التحكم FSP3528 PWM عليها (مماثلة لـ KA3511).

    خنق استقرار المجموعة وعناصر مرشح تموج الجهد الناتج.

  1. مكثفات مرشح تموج الجهد الناتج.

تشغيل دواسة الوقود لتصحيح CM.

نظرًا لانخفاض كفاءة PFC السلبي، تم إدخال دائرة PFC جديدة في مصدر الطاقة، والتي تم بناؤها على أساس مثبت PWM المحمل على مغو. توفر هذه الدائرة العديد من المزايا لمصدر الطاقة:

  • نطاق جهد التشغيل الممتد؛
  • أصبح من الممكن تقليل سعة مكثف مرشح الجهد الكهربائي بشكل كبير ؛
  • زيادة كبيرة في سم.
  • تقليل وزن مصدر الطاقة؛
  • زيادة كفاءة إمدادات الطاقة.

هناك أيضًا عيوب في هذا المخطط - انخفاض في موثوقية مصدر الطاقة والتشغيل غير الصحيح مع بعض مصادر الطاقة غير المنقطعة عند تبديل أوضاع تشغيل البطارية / التيار الكهربائي. يرجع التشغيل غير الصحيح لهذه الدائرة مع UPS إلى حقيقة أن سعة مرشح الجهد الكهربائي في الدائرة قد انخفضت بشكل كبير. في الوقت الذي يختفي فيه الجهد لفترة قصيرة، فإن تيار PFC، الضروري للحفاظ على الجهد عند خرج PFC، يزيد بشكل كبير، ونتيجة لذلك يتم تشغيل الحماية ضد ماس كهربائى (ماس كهربائى) في UPS .

دائرة تصحيح معامل القدرة النشطة

إذا نظرت إلى الدائرة، فهي مولد نبض، يتم تحميله على المحث. يتم تصحيح جهد التيار الكهربائي بواسطة جسر الصمام الثنائي ويتم إمداده بالمفتاح الذي يتم تحميله بواسطة مغو L1 ومحول T1. يتم تقديم محول لتقديم التغذية الراجعة من وحدة التحكم إلى المفتاح. تتم إزالة الجهد من المحث باستخدام الثنائيات D1 و D2. علاوة على ذلك، تتم إزالة الجهد بالتناوب باستخدام الثنائيات، إما من جسر الصمام الثنائي أو من المحث، ويتم شحن المكثفات Cs1 وCs2. يتم فتح المفتاح Q1 ويتم تجميع الكمية المطلوبة من الطاقة في دواسة الوقود L1. يتم تنظيم كمية الطاقة المتراكمة من خلال مدة الحالة المفتوحة للمفتاح. كلما زادت الطاقة المتراكمة، زاد الجهد الذي سينتجه المحث. بعد إيقاف تشغيل المفتاح، يتم إطلاق الطاقة المتراكمة بواسطة المحث L1 عبر الصمام الثنائي D1 إلى المكثفات.

تتيح هذه العملية استخدام الجيوب الأنفية بالكامل للجهد المتناوب للشبكة، على عكس الدوائر التي لا تحتوي على PFC، وكذلك لتحقيق الاستقرار في الجهد الذي يزود المحول.

في دوائر إمداد الطاقة الحديثة، غالبًا ما يتم استخدام وحدات تحكم PWM ثنائية القناة. تعمل دائرة كهربائية واحدة على تشغيل كل من المحول وPFC. ونتيجة لذلك، يتم تقليل عدد العناصر في دائرة إمداد الطاقة بشكل كبير.

مخطط مصدر طاقة بسيط على وحدة تحكم PWM ثنائية القناة.

لنفكر في دائرة مصدر طاقة بسيط بجهد 12 فولت باستخدام وحدة تحكم PWM ثنائية القناة ML4819. يولد جزء واحد من مصدر الطاقة جهدًا ثابتًا ثابتًا يبلغ +380 فولت. الجزء الآخر عبارة عن محول يولد جهدًا ثابتًا ثابتًا يبلغ +12 فولت. يتكون PFC، كما في الحالة المذكورة أعلاه، من المفتاح Q1، المحث L1 لمحول التغذية المرتدة T1 المحمل عليه. الثنائيات D5، D6 شحن المكثفات C2، C3، C4. يتكون المحول من مفتاحين Q2 وQ3، محملين على المحول T3. يتم تصحيح جهد النبض بواسطة مجموعة الصمام الثنائي D13 ويتم ترشيحه بواسطة مغو L2 والمكثفات C16 و C18. باستخدام خرطوشة U2، يتم إنشاء جهد التحكم في جهد الخرج.

مصدر الطاقة GlacialPower GP-AL650AA.

لنفكر في تصميم مصدر طاقة يحتوي على PFC نشط:

  1. لوحة تحكم الحماية الحالية؛
  2. خنق يؤدي دور مرشح الجهد +12V و+5V، ووظيفة تثبيت المجموعة؛
  3. خنق مرشح الجهد +3.3 فولت ؛
  4. المبرد الذي توجد عليه الثنائيات المعدلة لجهد الخرج ؛
  5. محول المحول الرئيسي
  6. محول يتحكم في مفاتيح المحول الرئيسي؛
  7. محول محول مساعد (تشكيل الجهد الاحتياطي)؛
  8. لوحة تحكم تصحيح معامل القدرة؛
  9. الرادياتير، وجسر الصمام الثنائي للتبريد، ومفاتيح المحول الرئيسية؛
  10. مرشحات جهد الخط ضد التداخل؛
  11. خنق مصحح معامل القدرة؛
  12. مكثف مرشح الجهد الرئيسي.

ميزات التصميم وأنواع الموصلات

دعونا نلقي نظرة على أنواع الموصلات التي قد تكون موجودة في مصدر الطاقة. يوجد على الجدار الخلفي لمصدر الطاقة موصل لتوصيل كابل الشبكة ومفتاح. في السابق، بجانب موصل سلك الطاقة، كان هناك أيضًا موصل لتوصيل كابل الشبكة الخاص بالشاشة. اختياريا، قد تكون العناصر الأخرى موجودة:

  • مؤشرات الجهد الكهربائي أو حالة تشغيل مصدر الطاقة؛
  • أزرار التحكم في وضع تشغيل المروحة؛
  • زر لتبديل جهد التيار الكهربائي 110/220 فولت ؛
  • منافذ USB مدمجة في مصدر طاقة محور USB؛
  • آخر.

يتم وضع المراوح التي تمتص الهواء من مصدر الطاقة بشكل متزايد على الجدار الخلفي. بشكل متزايد، يتم وضع المروحة في الجزء العلوي من مصدر الطاقة نظرًا للمساحة الأكبر لتركيب المروحة، مما يسمح لك بتثبيت عنصر تبريد نشط كبير وهادئ. تحتوي بعض مصادر الطاقة على مروحتين مثبتتين، في الأعلى وفي الخلف.

مصدر الطاقة Chieftec CFT-1000G-DF.

يخرج سلك مزود بموصل طاقة للوحة الأم من الجدار الأمامي. في بعض مصادر الطاقة المعيارية، يتم توصيلها، مثل الأسلاك الأخرى، من خلال موصل. يوضح الشكل أدناه دبوس جميع الموصلات الرئيسية.

يمكنك ملاحظة أن كل جهد له لون السلك الخاص به:

  • اللون الأصفر - +12 فولت،
  • اللون الأحمر - +5 فولت،
  • اللون البرتقالي - +3.3 فولت،
  • اللون الأسود شائع أو أرضي.

بالنسبة للجهود الأخرى، قد تختلف ألوان الأسلاك من مصنع لآخر.

لا يُظهر الشكل موصلات طاقة إضافية لبطاقات الفيديو، نظرًا لأنها تشبه موصلات الطاقة الإضافية للمعالج. هناك أيضًا أنواع أخرى من الموصلات الموجودة في أجهزة الكمبيوتر ذات العلامات التجارية من Dell وApple وغيرها.

المعلمات الكهربائية وخصائص إمدادات الطاقة

يحتوي مصدر الطاقة على العديد من المعلمات الكهربائية، ومعظمها غير مذكور في ورقة البيانات. على الملصق الجانبي لمصدر الطاقة، عادةً ما يتم وضع علامة على بعض المعلمات الأساسية فقط - جهد التشغيل والطاقة.

قوة إمداد الطاقة

غالبًا ما تتم الإشارة إلى الطاقة على الملصق بخط كبير. تحدد قوة مزود الطاقة مقدار الطاقة الكهربائية التي يمكنه توفيرها للأجهزة المتصلة به (اللوحة الأم، وبطاقة الفيديو، والقرص الصلب، وما إلى ذلك).

من الناحية النظرية، يكفي تلخيص استهلاك المكونات المستخدمة واختيار مصدر طاقة يحتوي على طاقة أكبر قليلاً للاحتياطي. لحساب الطاقة، يمكنك استخدام، على سبيل المثال، الموقع http://extreme.outervision.com/PSUEngine، والتوصيات المحددة في جواز سفر بطاقة الفيديو، إذا كان هناك واحد، والحزمة الحرارية للمعالج، وما إلى ذلك . هي أيضًا مناسبة تمامًا.

لكن في الواقع، كل شيء أكثر تعقيدًا، لأن... ينتج مصدر الطاقة جهودًا مختلفة - 12 فولت، 5 فولت، -12 فولت، 3.3 فولت، وما إلى ذلك. تم تصميم كل خط جهد ليتناسب مع طاقته الخاصة. وكان من المنطقي الاعتقاد بأن هذه القوة ثابتة، وأن مجموعها يساوي قوة مصدر الطاقة. لكن مزود الطاقة يحتوي على محول واحد لتوليد كل هذه الفولتية التي يستخدمها الكمبيوتر (ما عدا الجهد الاحتياطي +5V). صحيح أنه نادر، ولكن لا يزال بإمكانك العثور على مصدر طاقة بمحولين منفصلين، ولكن مصادر الطاقة هذه باهظة الثمن وغالبًا ما تستخدم في الخوادم. تحتوي مصادر الطاقة التقليدية ATX على محول واحد. وبسبب هذا، فإن قدرة كل خط جهد يمكن أن تطفو: فهي تزيد إذا كانت الخطوط الأخرى محملة بشكل خفيف، وتنخفض إذا كانت الخطوط الأخرى محملة بشكل كبير. لذلك، غالبًا ما يتم كتابة الطاقة القصوى لكل سطر على مصادر الطاقة، ونتيجة لذلك، إذا تم تلخيصها، فسيكون الإخراج أكبر من الطاقة الفعلية لمصدر الطاقة. وبالتالي، يمكن للشركة المصنعة أن تربك المستهلك، على سبيل المثال، من خلال الإعلان عن طاقة مقدرة عالية جدًا لا يستطيع مزود الطاقة توفيرها.

لاحظ أنه إذا تم تركيب مصدر طاقة غير كافٍ في الكمبيوتر، فسيؤدي ذلك إلى تشغيل غير طبيعي للأجهزة ("التجميد"، وإعادة التشغيل، والنقر على رؤوس القرص الصلب)، حتى استحالة تشغيل الكمبيوتر. وإذا تم تثبيت اللوحة الأم على جهاز الكمبيوتر، وهي غير مصممة لطاقة المكونات المثبتة عليه، فغالبًا ما تعمل اللوحة الأم بشكل طبيعي، ولكن بمرور الوقت تحترق موصلات الطاقة بسبب التسخين المستمر والأكسدة.

الموصلات المحروقة.

الحد الأقصى المسموح به لتيار الخط

على الرغم من أن هذا يعد أحد المعلمات المهمة لمصدر الطاقة، إلا أن المستخدم غالبًا لا ينتبه إليه عند الشراء. ولكن إذا تم تجاوز التيار المسموح به على الخط، فسيتم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة، لأن يتم تشغيل الحماية. لإيقاف تشغيله، تحتاج إلى إيقاف تشغيل مصدر الطاقة والانتظار لبعض الوقت، حوالي دقيقة. تجدر الإشارة إلى أن جميع المكونات الأكثر استهلاكًا للطاقة (المعالج وبطاقة الفيديو) يتم تشغيلها الآن من خط +12 فولت، لذلك يجب إيلاء المزيد من الاهتمام لقيم التيارات المحددة لها. بالنسبة لمصادر الطاقة عالية الجودة، يتم تقديم هذه المعلومات عادةً على شكل لوحة (على سبيل المثال، Seasonic M12D-850) أو قائمة (على سبيل المثال، FSP ATX-400PNF) على ملصق جانبي.

مصادر الطاقة التي لا تتضمن مثل هذه المعلومات (على سبيل المثال، Gembird PSU7 550W) تثير الشكوك على الفور حول جودة الأداء وامتثال الطاقة المعلنة للطاقة الحقيقية.

لا يتم تنظيم المعلمات المتبقية لإمدادات الطاقة، ولكنها لا تقل أهمية. من الممكن تحديد هذه المعلمات فقط عن طريق إجراء اختبارات مختلفة مع مصدر الطاقة.

تعمل مجموعة الجهد

يشير نطاق جهد التشغيل إلى نطاق قيم جهد التيار الكهربائي الذي يحتفظ عنده مصدر الطاقة بوظائفه وقيم معلمات التصنيف الخاصة به. في الوقت الحاضر، يتم إنتاج مصادر الطاقة مع PFC (تصحيح عامل الطاقة النشط) بشكل متزايد، مما يسمح بتوسيع نطاق جهد التشغيل من 110 إلى 230. وهناك أيضًا مصادر طاقة ذات نطاق جهد تشغيل صغير، على سبيل المثال، FPS FPS400-60THN- يتراوح نطاق مصدر الطاقة P من 220 إلى 240. ونتيجة لذلك، سيتم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة هذا، حتى عند إقرانه بمصدر طاقة ضخم غير منقطع، عند انخفاض جهد الشبكة. وذلك لأن UPS التقليدي يعمل على تثبيت جهد الخرج في نطاق 220 فولت +/- 5٪. وهذا يعني أن الحد الأدنى من الجهد للتبديل إلى البطارية سيكون 209 (وإذا أخذنا في الاعتبار بطء تحويل التتابع، فقد يكون الجهد أقل)، وهو أقل من جهد التشغيل لمصدر الطاقة.

المقاومة الداخلية

المقاومة الداخلية تميز الخسائر الداخلية لمصدر الطاقة عند تدفق التيار. يمكن تقسيم المقاومة الداخلية حسب النوع إلى نوعين: التقليدية للتيار المباشر والتفاضلية للتيار المتردد.

دائرة مكافئة مكافئة لإمدادات الطاقة.

تتكون مقاومة التيار المستمر من مقاومات المكونات التي تم بناء مصدر الطاقة منها: مقاومة الأسلاك، ومقاومة ملفات المحولات، ومقاومة أسلاك الحث، ومقاومة مسارات لوحة الدوائر المطبوعة، وما إلى ذلك. لوجود هذه المقاومة، فكلما زاد الحمل على مصدر الطاقة، انخفض الجهد. يمكن رؤية هذه المقاومة من خلال رسم خاصية التحميل المتقاطع لمصدر الطاقة. لتقليل هذه المقاومة، تعمل دوائر التثبيت المختلفة في مصادر الطاقة.

خصائص التحميل المتقاطع لمصدر الطاقة.

تميز المقاومة التفاضلية الخسائر الداخلية لمصدر الطاقة عند تدفق التيار المتناوب. وتسمى هذه المقاومة أيضًا بالمعاوقة الكهربائية. والحد من هذه المقاومة هو الأصعب. لتقليله، يتم استخدام مرشح الترددات المنخفضة في مصدر الطاقة. لتقليل المعاوقة، لا يكفي تركيب مكثفات عالية السعة وملفات عالية الحث في مصدر الطاقة. ومن الضروري أيضًا أن تتمتع المكثفات بمقاومة متسلسلة منخفضة (ESR)، وأن تكون الاختناقات مصنوعة من سلك سميك. من الصعب جدًا تنفيذ ذلك جسديًا.

تموج الجهد الناتج

مصدر الطاقة عبارة عن محول يقوم بتحويل الجهد بشكل متكرر من التيار المتردد إلى التيار المستمر. ونتيجة لذلك، هناك تموجات عند إخراج خطوطها. التموج هو تغير مفاجئ في الجهد خلال فترة زمنية قصيرة. المشكلة الرئيسية في التموج هي أنه إذا كانت الدائرة أو الجهاز لا يحتوي على مرشح في دائرة إمداد الطاقة أو كان سيئًا، فإن هذه التموجات تمر عبر الدائرة بأكملها، مما يؤدي إلى تشويه خصائص أدائها. يمكن ملاحظة ذلك، على سبيل المثال، إذا قمت برفع مستوى صوت مكبر الصوت إلى الحد الأقصى أثناء عدم وجود إشارات عند إخراج بطاقة الصوت. سيتم سماع أصوات مختلفة. هذا تموج، لكنه ليس بالضرورة ضجيج مصدر الطاقة. ولكن إذا لم يكن هناك ضرر كبير من التموجات أثناء تشغيل مكبر الصوت التقليدي، فإن مستوى الضوضاء يزداد فقط، على سبيل المثال، في الدوائر الرقمية والمقارنات، يمكن أن تؤدي إلى تبديل خاطئ أو إدراك غير صحيح لمعلومات الإدخال، مما يؤدي إلى أخطاء أو عدم صلاحية الجهاز .

الشكل الموجي لجهد الخرج لمصدر الطاقة Antec Signature SG-850.

استقرار الجهد

بعد ذلك، سننظر في خاصية مثل استقرار الفولتية التي يوفرها مصدر الطاقة. أثناء التشغيل، بغض النظر عن مدى مثالية مصدر الطاقة، فإن الفولتية تتغير. تؤدي الزيادة في الجهد في المقام الأول إلى زيادة التيارات الهادئة لجميع الدوائر، وكذلك تغيير في معلمات الدوائر. لذلك، على سبيل المثال، بالنسبة لمضخم الطاقة، فإن زيادة الجهد تزيد من طاقة الخرج. قد لا تتمكن بعض الأجزاء الإلكترونية من تحمل الطاقة المتزايدة وقد تحترق. نفس هذه الزيادة في القدرة تؤدي إلى زيادة في الطاقة التي تتبددها العناصر الإلكترونية، وبالتالي إلى زيادة في درجة حرارة هذه العناصر. مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة و/أو تغيرات في الأداء.

على العكس من ذلك، يؤدي تقليل الجهد إلى تقليل التيار الهادئ، كما يؤدي إلى تفاقم خصائص الدوائر، على سبيل المثال، سعة إشارة الخرج. وعندما ينخفض ​​إلى ما دون مستوى معين، تتوقف بعض الدوائر عن العمل. تعتبر إلكترونيات محركات الأقراص الثابتة حساسة بشكل خاص لهذا الأمر.

تم وصف انحرافات الجهد المسموح بها على خطوط مصدر الطاقة في معيار ATX ويجب ألا تتجاوز في المتوسط ​​±5% من تصنيف الخط.

لعرض حجم انخفاض الجهد بشكل شامل، يتم استخدام خاصية الحمل المتقاطع. إنها شاشة ملونة لمستوى انحراف الجهد للخط المحدد عند تحميل خطين: الخط المحدد و+12 فولت.

كفاءة

لننتقل الآن إلى معامل الأداء، أو الكفاءة باختصار. يتذكر الكثير من الناس من المدرسة أن هذه هي نسبة العمل المفيد إلى العمل المنفق. توضح الكفاءة مقدار الطاقة المستهلكة التي يتم تحويلها إلى طاقة مفيدة. كلما زادت الكفاءة، قل ما يتعين عليك دفعه مقابل الكهرباء التي يستهلكها الكمبيوتر. تتمتع معظم مصادر الطاقة عالية الجودة بكفاءة مماثلة، فهي تختلف في نطاق لا يزيد عن 10%، ولكن كفاءة مصادر الطاقة مع PPFC وAPFC أعلى بكثير.

عامل القوى

كمعلمة يجب الانتباه إليها عند اختيار مصدر الطاقة، يكون عامل الطاقة أقل أهمية، لكن القيم الأخرى تعتمد عليه. إذا كان معامل القدرة منخفضًا، فستكون الكفاءة منخفضة. كما هو مذكور أعلاه، فإن مصححات معامل القدرة تجلب العديد من التحسينات. سيؤدي عامل الطاقة الأعلى إلى انخفاض التيارات في الشبكة.

المعلمات غير الكهربائية وخصائص إمدادات الطاقة

عادة، بالنسبة للخصائص الكهربائية، لا يتم الإشارة إلى جميع المعلمات غير الكهربائية في جواز السفر. على الرغم من أن المعلمات غير الكهربائية لإمدادات الطاقة مهمة أيضًا. نحن ندرج أهمها:

  • نطاق الحرارة الشغالة؛
  • موثوقية مصدر الطاقة (الوقت بين حالات الفشل)؛
  • مستوى الضوضاء الناتج عن مصدر الطاقة أثناء التشغيل؛
  • سرعة مروحة مصدر الطاقة؛
  • وزن مصدر الطاقة
  • طول كابلات الطاقة
  • سهولة الاستعمال؛
  • الصداقة البيئية لإمدادات الطاقة.
  • الامتثال للمعايير الحكومية والدولية ؛
  • أبعاد مصدر الطاقة.

معظم المعلمات غير الكهربائية واضحة لجميع المستخدمين. ومع ذلك، دعونا نركز على المزيد من المعلمات ذات الصلة. معظم مصادر الطاقة الحديثة هادئة، ويبلغ مستوى الضوضاء فيها حوالي 16 ديسيبل. على الرغم من أنه حتى في مصدر طاقة بمستوى ضوضاء مقدر يبلغ 16 ديسيبل، يمكن تركيب مروحة بسرعة دوران تبلغ 2000 دورة في الدقيقة. في هذه الحالة، عندما يكون حمل مصدر الطاقة حوالي 80%، ستقوم دائرة التحكم في سرعة المروحة بتشغيله بأقصى سرعة، مما سيؤدي إلى ضوضاء كبيرة، تصل في بعض الأحيان إلى أكثر من 30 ديسيبل.

من الضروري أيضًا الانتباه إلى راحة وبيئة العمل الخاصة بمصدر الطاقة. إن استخدام التوصيل المعياري لكابلات الطاقة له العديد من المزايا. وهذا أيضًا يجعل توصيل الأجهزة أكثر ملاءمة، ويقلل المساحة المشغولة في علبة الكمبيوتر، وهذا بدوره ليس مريحًا فحسب، بل يعمل على تحسين تبريد مكونات الكمبيوتر.

المعايير والشهادات

عند شراء مصدر طاقة، عليك أولاً أن تنظر إلى مدى توفر الشهادات ومدى امتثالها للمعايير الدولية الحديثة. يمكن العثور على المعايير التالية في أغلب الأحيان في مصادر الطاقة:

    RoHS، WEEE - لا تحتوي على مواد ضارة؛

    UL، cUL - شهادة الامتثال لخصائصها التقنية، وكذلك متطلبات السلامة للأجهزة الكهربائية المدمجة؛

    CE - شهادة توضح أن مصدر الطاقة يلبي المتطلبات الأكثر صرامة لتوجيهات اللجنة الأوروبية؛

    إسو - شهادة الجودة الدولية؛

    CB - شهادة الامتثال الدولية لخصائصها التقنية؛

    لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) - الامتثال لمعايير التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتداخل الترددات الراديوية (RFI) الناتج عن مصدر الطاقة؛

    TUV - شهادة الامتثال لمتطلبات المعيار الدولي EN ISO 9001:2000؛

    CCC - شهادة الامتثال الصينية للسلامة والمعايير الكهرومغناطيسية وحماية البيئة.

هناك أيضًا معايير كمبيوتر لعامل الشكل ATX، والتي تحدد الأبعاد والتصميم والعديد من المعلمات الأخرى لمصدر الطاقة، بما في ذلك انحرافات الجهد المسموح بها تحت الحمل. يوجد اليوم عدة إصدارات من معيار ATX:

  • ايه تي اكس 1.3 قياسي؛
  • ايه تي اكس 2.0 قياسي؛
  • ايه تي اكس 2.2 قياسي؛
  • ايه تي اكس 2.3 قياسي.

يتعلق الاختلاف بين إصدارات معايير ATX بشكل أساسي بإدخال موصلات جديدة ومتطلبات جديدة لخطوط إمداد الطاقة الخاصة بمصدر الطاقة.

عندما يصبح من الضروري شراء مصدر طاقة ATX جديد، فأنت بحاجة أولاً إلى تحديد الطاقة اللازمة لتشغيل الكمبيوتر الذي سيتم تثبيت مصدر الطاقة هذا عليه. لتحديد ذلك، يكفي تلخيص قوة المكونات المستخدمة في النظام، على سبيل المثال، باستخدام الآلة الحاسبة من Externalvision.com. إذا لم يكن هناك أي احتمال، فيمكننا المتابعة من القاعدة القائلة بأنه بالنسبة لجهاز كمبيوتر متوسط ​​\u200b\u200bمع بطاقة فيديو ألعاب واحدة، فإن مصدر الطاقة بقوة 500-600 واط يكفي.

مع الأخذ في الاعتبار أن معظم معلمات مصدر الطاقة لا يمكن اكتشافها إلا عن طريق اختبارها، فإن الخطوة التالية هي أن نوصي بشدة بالتعرف على الاختبارات والمراجعات الخاصة بالمنافسين المحتملين - نماذج مزود الطاقة المتوفرة في منطقتك والتي تلبي احتياجاتك في الأقل من حيث الطاقة المقدمة. إذا لم يكن ذلك ممكنا، فأنت بحاجة إلى الاختيار وفقا لامتثال مزود الطاقة للمعايير الحديثة (كلما زاد الرقم، كلما كان ذلك أفضل)، ومن المرغوب فيه وجود دائرة APFC في مزود الطاقة. عند شراء مصدر طاقة، من المهم أيضًا تشغيله، إن أمكن، في مكان الشراء مباشرة أو فور الوصول إلى المنزل، ومراقبة كيفية عمله حتى لا يصدر مصدر الطاقة صريرًا أو طنينًا أو ضوضاء غريبة أخرى.

بشكل عام، تحتاج إلى اختيار مصدر طاقة قوي، وجيد الصنع، وله معلمات كهربائية جيدة معلنة وفعلية، كما يتبين أنه سهل الاستخدام وهادئ أثناء التشغيل، حتى في ظل الأحمال العالية. ولا ينبغي بأي حال من الأحوال توفير بضعة دولارات عند شراء مصدر طاقة. تذكر أن استقرار وموثوقية ومتانة الكمبيوتر بأكمله يعتمد بشكل أساسي على تشغيل هذا الجهاز.

قراءة المقال 167300 مرة

اشترك في قنواتنا

يوفر مصدر الطاقة الكهرباء لجميع مكونات الكمبيوتر. سنخبرك كيف يعمل هذا الجهاز.

على الرغم من توصيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك بمأخذ تيار كهربائي قياسي، إلا أن مكوناته لا يمكنها سحب الطاقة مباشرة من مأخذ التيار الكهربائي لسببين.

أولاً، تستخدم الشبكة التيار المتردد، بينما تتطلب مكونات الكمبيوتر تيارًا مباشرًا. ولذلك، فإن إحدى مهام مزود الطاقة هي "تصحيح" التيار.

ثانيًا، تتطلب مكونات الكمبيوتر المختلفة جهدًا كهربائيًا مختلفًا للتشغيل، وبعضها يتطلب عدة خطوط بجهد مختلف في وقت واحد. يزود مصدر الطاقة كل جهاز بالتيار مع المعلمات الضرورية. ولهذا الغرض، لديها عدة خطوط كهرباء. على سبيل المثال، توفر موصلات الطاقة لمحركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية 5 فولت للإلكترونيات و12 فولت للمحرك.

خصائص إمدادات الطاقة

مصدر الطاقة هو المصدر الوحيد للكهرباء لجميع مكونات الكمبيوتر، وبالتالي فإن استقرار النظام بأكمله يعتمد بشكل مباشر على خصائص التيار الذي ينتجه. السمة الرئيسية لمصدر الطاقة هي الطاقة. يجب أن تكون مساوية على الأقل لإجمالي الطاقة التي تستهلكها مكونات الكمبيوتر عند الحد الأقصى لحمل الحوسبة، بل والأفضل إذا تجاوزت هذا الرقم بمقدار 100 واط أو أكثر. وإلا، فسيتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر في أوقات ذروة التحميل، أو ما هو أسوأ من ذلك بكثير، سوف يحترق مصدر الطاقة، ويأخذ معه مكونات النظام الأخرى إلى العالم التالي.

بالنسبة لمعظم أجهزة الكمبيوتر المكتبية، 300 واط كافية. يجب أن لا تقل قوة مصدر الطاقة لجهاز الألعاب عن 400 واط - فالمعالجات عالية الأداء وبطاقات الفيديو السريعة، بالإضافة إلى أنظمة التبريد الإضافية التي تتطلبها، تستهلك الكثير من الطاقة. إذا كان الكمبيوتر يحتوي على عدة بطاقات فيديو، فستكون هناك حاجة إلى مصادر طاقة بقدرة 500 و650 واط لتشغيله. هناك بالفعل نماذج بقوة أكثر من 1000 واط معروضة للبيع، لكن شرائها لا معنى له تقريبًا.

في كثير من الأحيان، يقوم مصنعو إمدادات الطاقة بتضخيم قيمة الطاقة المقدرة بلا خجل، وهذا غالبًا ما يواجهه مشتري النماذج الرخيصة. ننصحك باختيار مصدر طاقة بناءً على بيانات الاختبار. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد قوة مصدر الطاقة بسهولة أكبر من خلال وزنه: فكلما زاد حجمه، زاد احتمال تطابق الطاقة الفعلية لمصدر الطاقة مع الطاقة المعلنة.

بالإضافة إلى الطاقة الإجمالية لمصدر الطاقة، فإن خصائصه الأخرى مهمة أيضًا:

الحد الأقصى الحالي على الخطوط الفردية.تتكون الطاقة الإجمالية لمصدر الطاقة من الصلاحيات التي يمكن أن يوفرها على خطوط الطاقة الفردية. إذا تجاوز الحمل على أحدهما الحد المسموح به، فسيفقد النظام الاستقرار حتى لو كان إجمالي استهلاك الطاقة بعيدًا عن تصنيف مصدر الطاقة. عادة ما يكون الحمل على الخطوط في الأنظمة الحديثة غير متساوٍ. تواجه القناة 12 فولت أصعب الأوقات، خاصة في التكوينات التي تحتوي على بطاقات فيديو قوية.

أبعاد.عند تحديد أبعاد مصدر الطاقة، كقاعدة عامة، يقتصر المصنعون على تعيين عامل الشكل (ATX الحديث، AT القديم أو BTX الغريب). لكن الشركات المصنعة لحالات الكمبيوتر وإمدادات الطاقة لا تلتزم دائمًا بالمعايير الصارمة. لذلك، عند شراء مصدر طاقة جديد، نوصي بمقارنة أبعاده مع أبعاد "المقعد" الموجود في علبة الكمبيوتر لديك.

الموصلات وأطوال الكابلات.يجب أن يحتوي مصدر الطاقة على ستة موصلات موليكس على الأقل. يستخدم الكمبيوتر الذي يحتوي على محركي أقراص ثابتة وزوج من محركات الأقراص الضوئية (على سبيل المثال، كاتب DVD-RW وقارئ DVD) بالفعل أربعة من هذه الموصلات، ويمكن أيضًا توصيل أجهزة أخرى بـ Molex - على سبيل المثال، مراوح الحالة وبطاقات الفيديو مع واجهة AGP.

يجب أن تكون كابلات الطاقة طويلة بما يكفي للوصول إلى كافة الموصلات المطلوبة. تقدم بعض الشركات المصنعة مصادر طاقة لا يتم لحام كابلاتها في اللوحة، ولكنها متصلة بالموصلات الموجودة في العلبة. وهذا يقلل من عدد الأسلاك المتدلية في العلبة، وبالتالي يقلل من الفوضى في وحدة النظام ويعزز التهوية الأفضل للجزء الداخلي، لأنه لا يتداخل مع تدفق الهواء المنتشر داخل الكمبيوتر.

ضوضاء.أثناء التشغيل، تصبح مكونات مصدر الطاقة ساخنة للغاية وتتطلب زيادة التبريد. لهذا الغرض، يتم استخدام المراوح المدمجة في علبة PSU والمشعات. تستخدم معظم مصادر الطاقة مروحة واحدة مقاس 80 أو 120 مم، وتكون المراوح صاخبة جدًا. علاوة على ذلك، كلما زادت قوة مصدر الطاقة، كلما زادت كثافة تدفق الهواء لتبريده. لتقليل مستويات الضوضاء، تستخدم مصادر الطاقة عالية الجودة دوائر للتحكم في سرعة المروحة وفقًا لدرجة الحرارة داخل مصدر الطاقة.

تسمح بعض مصادر الطاقة للمستخدم بتحديد سرعة المروحة باستخدام منظم موجود في الجزء الخلفي من مصدر الطاقة.

توجد نماذج لإمدادات الطاقة تستمر في تهوية وحدة النظام لبعض الوقت بعد إيقاف تشغيل الكمبيوتر. وهذا يسمح لمكونات الكمبيوتر بالتبريد بشكل أسرع بعد الاستخدام.

وجود مفتاح تبديل.يتيح لك المفتاح الموجود في الجزء الخلفي من مصدر الطاقة إلغاء تنشيط النظام تمامًا إذا كنت بحاجة إلى فتح علبة الكمبيوتر، لذا فإن وجوده مرحب به.


خصائص إضافية لإمدادات الطاقة

لا تضمن الطاقة العالية لإمدادات الطاقة وحدها أداءً عالي الجودة. بالإضافة إلى ذلك، المعلمات الكهربائية الأخرى مهمة أيضًا.

عامل الكفاءة (الكفاءة). يشير هذا المؤشر إلى حصة الطاقة التي يستهلكها مصدر الطاقة من الشبكة الكهربائية والتي تذهب إلى مكونات الكمبيوتر. كلما انخفضت الكفاءة، تم إهدار المزيد من الطاقة على الحرارة المهدرة. على سبيل المثال، إذا كانت الكفاءة 60%، فسيتم فقدان 40% من الطاقة من المخرج. وهذا يزيد من استهلاك الطاقة ويؤدي إلى تسخين قوي لمكونات مصدر الطاقة، وبالتالي إلى الحاجة إلى زيادة التبريد باستخدام مروحة صاخبة.

تتمتع مصادر الطاقة الجيدة بكفاءة تبلغ 80% أو أعلى. ويمكن التعرف عليهم من خلال علامة "80 Plus". في الآونة الأخيرة، تم تطبيق ثلاثة معايير جديدة أكثر صرامة: 80 Plus Bronze (كفاءة لا تقل عن 82%)، و80 Plus Silver (من 85%) و80 Plus Gold (من 88%).

تتيح لك وحدة PFC (تصحيح عامل الطاقة) زيادة كفاءة مصدر الطاقة بشكل كبير. ويأتي في نوعين: سلبي ونشط. هذا الأخير أكثر كفاءة ويسمح لك بتحقيق مستوى كفاءة يصل إلى 98%، ويتميز مصدر الطاقة مع PFC السلبي بكفاءة تصل إلى 75%.

استقرار الجهد. يتقلب الجهد على خطوط إمداد الطاقة حسب الحمل، ولكن لا ينبغي أن يتجاوز حدود معينة. وبخلاف ذلك، قد تحدث أعطال في النظام أو حتى فشل المكونات الفردية. أول شيء يمكنك الاعتماد عليه لاستقرار الجهد هو قوة مصدر الطاقة.

أمان. تم تجهيز مصادر الطاقة عالية الجودة بأنظمة مختلفة للحماية من ارتفاع الطاقة والأحمال الزائدة وارتفاع درجة الحرارة والدوائر القصيرة. لا تحمي هذه الميزات مصدر الطاقة فحسب، بل تحمي أيضًا المكونات الأخرى للكمبيوتر. لاحظ أن وجود مثل هذه الأنظمة في مصدر الطاقة لا يلغي الحاجة إلى استخدام مصادر الطاقة غير المنقطعة ومرشحات الشبكة.

الخصائص الرئيسية لإمدادات الطاقة

يحتوي كل مصدر طاقة على ملصق يشير إلى خصائصه التقنية. المعلمة الرئيسية هي ما يسمى بالقوة المجمعة أو القوة الكهربائية المجمعة. هذه هي الطاقة الإجمالية القصوى لجميع خطوط الكهرباء الموجودة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحد الأقصى للطاقة للخطوط الفردية مهم أيضًا. إذا لم تكن هناك طاقة كافية على خط معين "لتغذية" الأجهزة المتصلة به، فقد تعمل هذه المكونات بشكل غير مستقر، حتى لو كانت الطاقة الإجمالية لمصدر الطاقة كافية. كقاعدة عامة، لا تشير جميع مصادر الطاقة إلى الحد الأقصى للطاقة للخطوط الفردية، ولكنها تشير جميعها إلى القوة الحالية. باستخدام هذه المعلمة، من السهل حساب الطاقة: للقيام بذلك، تحتاج إلى ضرب التيار بالجهد في السطر المقابل.

12 فولت.يتم توفير 12 فولت بشكل أساسي للمستهلكين الأقوياء للكهرباء - بطاقة الفيديو والمعالج المركزي. يجب أن يوفر مصدر الطاقة أكبر قدر ممكن من الطاقة على هذا الخط. على سبيل المثال، تم تصميم خط إمداد الطاقة بجهد 12 فولت لتيار 20 أمبير. عند جهد 12 فولت، فإن هذا يتوافق مع قوة 240 واط. يمكن أن توفر بطاقات الرسومات المتطورة ما يصل إلى 200 واط أو أكثر. يتم تشغيلها عبر خطين بجهد 12 فولت.

5 خامسا.توفر خطوط 5 فولت الطاقة إلى اللوحة الأم ومحركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية للكمبيوتر الشخصي.

3.3 فولت.تذهب خطوط 3.3 فولت إلى اللوحة الأم فقط وتوفر الطاقة لذاكرة الوصول العشوائي.

مرحبا مرة أخرى، عزيزي القراء! دعونا نتحدث عن كيفية اختيار مصدر الطاقة.

كما ترون من عنوان ملاحظتنا التالية "Sys.Admin"، سنتحدث اليوم عن مصدر الطاقة (المشار إليه فيما يلي باسم PSU). قد تتساءل: "لماذا قررنا تخصيص مقال كامل لمثل هذا العنصر الذي يبدو غير مهم في الكمبيوتر الشخصي (PC)؟" نجيب: - كل ذلك لأنه ليس كل المستخدمين (أو بالأحرى الأقلية) يولون الاهتمام الواجب للتغذية الصحية لـ "pi-si" الخاص بهم. ولكن عبثا!

أعتقد أنك ستتفق معي إذا قلت إن مصادر الطاقة يتم شراؤها منا على "الأساس المتبقي"، أي. ما الذي لم أشتريه بعد؟ أوه نعم - مصدر الطاقة. حسنًا (كم تبقى لدينا؟) - سآخذ هذا على اليسار "بدون اسم" (مصنع غير معروف) على الرف العلوي. حقا، أعترف بذلك؟

ولكن هذا ليس هو الشيء الذي يجب عليك حفظه (لأن جهاز الكمبيوتر المتطور الخاص بك بالكامل يمكن أن يتحول إلى كومة من الأجهزة في ثانية واحدة)، واليوم سأخبرك بالسبب.

بالمناسبة، هذا استمرار للدورة المتعلقة بمعايير الاختيار، أي مقالات مثل "" و"" و"" وكل تلك الأشياء المختلفة من علامة "معايير الاختيار".

يذهب.

ما هو ولماذا هو مطلوب - تمهيدية

سنبدأ بالقاعدة "الذهبية" لاختيار/شراء مصدر الطاقة، والتي تقول: "بخيل، يدفع مرتين!" (وإذا كان بخيلاً فهو غبي أيضاً ثلاث مرات :-)). تذكر ذلك، لأن مصدر الطاقة الجيد هو مفتاح التشغيل المستقر وطويل الأمد لجهاز الكمبيوتر الخاص بك. من خلال شراء نموذج رخيص، فإنك تخاطر بالحرق، يرجى ملاحظة، حرفيا.

من أجل اتخاذ قرار مستنير وصحيح، سنراجع النظرية (أين سنكون بدونها)، ثم "نبدأ بالممارسة" ونتحدث عن قواعد الاختيار.

لذلك، فإن مصدر الطاقة، المعروف أيضًا باسم "blokushnik"، والمعروف أيضًا باسم "bepeshnik" (ومجموعة من الأسماء الأخرى) هو المسؤول عن ضمان مصدر طاقة مستقر وصحيح (أي، يجب ألا تتجاوز الخصائص الحدود المقبولة تحت أحمال مختلفة ). بالإضافة إلى ذلك، تعتمد على موثوقية وسلامة المعلومات الموجودة على أجهزة التخزين الداخلية (في حالة انقطاع التيار الكهربائي، وارتفاع الطاقة، وما إلى ذلك) ومدة عمل مكونات صديقك "الحضن" الخاص بك.

يعلم الجميع أن الكمبيوتر يتم توصيله بمأخذ كهربائي قياسي، ولكن (لا يعلم الجميع) أن مكوناته لا يمكنها الحصول على الطاقة مباشرة من التيار الكهربائي لسببين.

أولاً، تستخدم الشبكة التيار المتردد، بينما تتطلب مكونات الكمبيوتر تيارًا مباشرًا. ولذلك، فإن إحدى مهام مزود الطاقة هي "تصحيح" التيار.

ثانيًا، تتطلب مكونات الكمبيوتر المختلفة جهدًا كهربائيًا مختلفًا للتشغيل، وبعضها يتطلب عدة خطوط بجهد مختلف في وقت واحد. وبالتالي، فإن مصدر الطاقة، من بين أشياء أخرى كثيرة، يزود كل جهاز بالتيار مع المعلمات اللازمة ولهذا فهو يحتوي على عدة خطوط كهرباء (انظر الصورة).

دوائر الطاقة الرئيسية هي خطوط الجهد: +3.3 فولت، +5 فولت، و+12 فولت. علاوة على ذلك، كلما زاد الجهد، زادت الطاقة المنقولة عبر هذه الدوائر. يستخدم أقوى مستهلكي الطاقة، مثل بطاقة الفيديو والمعالج المركزي والجسر الشمالي، خطوط +5 فولت و+12 فولت. توفر موصلات الطاقة لمحركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية +5 فولت للإلكترونيات و+12 فولت للمحرك. تسمح جهود الإمداد السالبة البالغة −5 فولت و-12 فولت بتيارات صغيرة وغالبًا ما لا تستخدمها اللوحة الأم.

ماذا نحتاج من مصدر الطاقة؟ المعلمات الأساسية للاختيار من بينها

لقد اكتشفنا أن مصدر الطاقة هو المصدر الوحيد للكهرباء لجميع مكونات الكمبيوتر، والآن ننتقل إلى الخصائص (التيار الذي ينتجه)، والتي يعتمد عليها استقرار النظام بأكمله بشكل مباشر.

لذلك، بشكل عام (من هذا)، لا نحتاج إلى الكثير، وهي:

  • أعطى جهداً مستقراً ودقيقاً عند مخرجات 12/5/3.3 فولت. الخرج ليس جهدًا ثابتًا تمامًا (U)، ولكنه جهد ثابت/متقطع (الخيار المثالي هو عندما يكون U - قادرًا على "السير" بمقدار 0.5 فولت كحد أقصى)؛
  • كان لديك نظام جيد لتقسيم خط 220 فولت وجهاز الكمبيوتر الخاص بك (من الأنظمة السيئة التي تؤدي إلى ظهور السخام على الألواح)
  • تم تصنيع عناصرها من مواد عالية الجودة، لأن السبب الشائع لوفاة مصدر الطاقة هو المكثفات الرخيصة ذات عمر الخدمة القصير، والتبريد السيئ (والتسخين المفرط) لمكونات مصدر الطاقة، فضلاً عن عدم وجود الصمامات وغيرها أشياء مهمة

إذا لم يتم استيفاء الأسباب والاحتياجات المذكورة أعلاه، فإن العديد من مصادر الطاقة الرخيصة والمتوسطة الحجم "تنخفض" بمقدار 2 فولت عن القيم القياسية، وذلك مع حمل يبلغ 70٪ فقط من القيمة الاسمية! يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحميل زائد غير مفهوم للكمبيوتر "فجأة"، يتجمد في منتصف العمل المهم، وكذلك، على سبيل المثال، عدم الاستقرار الجزئي للأجهزة (تصبح الشاشة فارغة).

ماذا يقول المستخدمون عن هذا؟
وبطبيعة الحال، فإنهم لا يلومون اختيارهم ومدخراتهم، بل يلومون حقيقة أن "WindoZ Curve" أو "Bill Gates Co. 3.." (ج)، على الرغم من أنه لا أحد ولا الآخر هو السبب في ذلك.

ومع ذلك، فقد انحرفنا قليلاً عن الموضوع، ولكن في الوقت نفسه قمنا بالفعل بدراسة المعلمات "الكهربائية" الرئيسية، على الرغم من وجود العديد من المعلمات التقنية أيضًا.

دعونا نتعامل معهم.

خصائص مزود الطاقة - الطاقة

لذا، فإن السمة الرئيسية لمصدر الطاقة هي قوتها. يجب أن تكون مساوية على الأقل لإجمالي الطاقة التي تستهلكها مكونات الكمبيوتر عند الحد الأقصى لحمل الحوسبة، ومع الاختيار العادي، أي مع مشتري مناسب، من الجيد أن يتجاوز هذا الرقم بمقدار 100 واط أو أكثر. بخلاف ذلك، قد يتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر في أوقات ذروة التحميل، أو إعادة التشغيل، أو ما هو أسوأ من ذلك بكثير، سوف يحترق مصدر الطاقة، وإذا كان أثناء الحرق، فإنه يوفر جهدًا عاليًا (إلى اللوحة الأم، ومحركات الأقراص الثابتة، وأقراص DVD±RW)، عندها لن يذهب إلى "العالم الآخر" بمفرده، بل دائمًا في حملة ودية من هذه الأجهزة (ممارسة متكررة).

يمكنك إجراء حسابات تقريبية بشكل مستقل للطاقة المطلوبة لتشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يستهلك كل مكون من مكونات النظام قدرًا معينًا من الطاقة، وبجمع قيم استهلاك الطاقة لجميع المكونات داخل علبة الكمبيوتر، وإضافة 20% احتياطيًا، ستحصل على الطاقة المطلوبة من مصدر الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك العثور على "برامج حاسبة" خاصة لإجراء عمليات حسابية من هذا النوع على الإنترنت.

أحد هذه البرامج مجاني باللغة الروسية ومناسب تمامًا :-)

كما ذكرنا سابقًا وفهمت بنفسك، تتيح لك هذه الآلة الحاسبة حساب قوة مصدر الطاقة لجهاز كمبيوتر بأي تكوين. واجهة البرنامج بسيطة وواضحة، بحيث يمكنك فهمها بسهولة وحساب الطاقة المطلوبة.

كفاءة كفاءة

القوة العالية في حد ذاتها لا تضمن عملاً عالي الجودة. بالإضافة إلى ذلك، فإن المعلمات الأخرى مهمة أيضًا، على سبيل المثال، الكفاءة. يشير هذا المؤشر إلى حصة الطاقة التي يستهلكها مصدر الطاقة من الشبكة الكهربائية والتي تذهب إلى مكونات الكمبيوتر. كلما زادت الكفاءة، قلت درجة حرارة مصدر الطاقة (وليست هناك حاجة لتبريد معزز باستخدام مروحة صاخبة)، أي. يعمل بشكل أكثر كفاءة على تحويل الطاقة من مأخذ التيار الكهربائي إلى الواط المحدد، وبطبيعة الحال، يتم إهدار طاقة أقل على التدفئة. على سبيل المثال، إذا كانت 60%، فإن 40% من الطاقة تطفو حول غرفتك (التقطها :-)).

يتم تقييم "كفاءة" مصدر الطاقة من خلال نظام الميداليات الخاص به - معيار "80 PLUS".

يتضمن هذا المعيار عدة مستويات أداء: البلاتينية والذهبية والفضية والبرونزية، ولكل منها مجموعة من المتطلبات الخاصة بها. بالطبع، ستكون مصادر الطاقة "80 PLUS Platinum" أو "80 PLUS Gold" أكثر كفاءة (كفاءة 90٪ أو أعلى) من نظيراتها العادية، ولكنها أيضًا أكثر تكلفة. لذلك، من الأفضل استخدام القاعدة هنا - اختر نموذجًا حاصلًا على شهادة "80 PLUS"، وحدد مستوى "الميدالية" بناءً على ميزانيتك (ولكن ليس أقل من البرونزية).

من بين أمور أخرى، تتوفر معلومات حول جميع وحدات معيار "80 PLUS" على الموقع الإلكتروني للمنظمة. يعتمد المصنعون على النماذج المعروفة بأنها ذات جودة عالية باستخدامها، نظرًا لأن مصادر الطاقة ذات الدوائر الرخيصة لن تجتاز المعايير ببساطة. ولهذا السبب تعتبر هذه الشهادة ضمانًا إضافيًا للجودة، أي ابحث عن مصدر طاقة معها.

تصحيح معامل القدرة

تتيح لك وحدة PFC، والتي تعني باللغة الروسية "تصحيح عامل الطاقة"، زيادة الكفاءة بشكل كبير ("bepeshnik"). تعد وحدة PFC عنصرًا خاصًا مصممًا لتصحيح معامل الطاقة ويهدف إلى حماية الشبكة. يتم تقسيم PFC تقليديًا إلى نشط (نشط) وسلبي (سلبي).

نوصي بشراء مصادر طاقة مع PFC (فهي تتيح لك تحقيق مستوى عالٍ من الكفاءة - يصل إلى 95%)، ونشط (نشط)، لأن APFC بالإضافة إلى ذلك يعادل جهد الإدخال، والذي بدوره يسمح لجميع الأجهزة بإخراج إشارة تناظرية من الكمبيوتر للعمل بشكل مستقر.

لاحظ أن نماذج APFC أغلى قليلاً من نظيراتها السلبية، لكن الفرق في الكفاءة سينعكس لاحقًا على فواتير الطاقة الخاصة بك.

الحد الأقصى الحالي على الخطوط الفردية

إجمالي الطاقة لمصدر الطاقة هو مجموع الصلاحيات التي يمكن أن يوفرها على خطوط الطاقة الفردية. إذا تجاوز الحمل على أحدهما الحد المسموح به، فسيفقد النظام الاستقرار، حتى لو كان إجمالي استهلاك الطاقة بعيدًا عن القيمة الاسمية. في المجموع (كما تعلمون بالفعل) هناك ثلاثة خطوط 12 فولت؛ 5 فولت و3.3 فولت؛ المزيد عنهم.

يتم توفير 12 فولت في المقام الأول للمستهلكين الأقوياء للكهرباء - بطاقة الفيديو والمعالج المركزي. يجب أن يوفر مصدر الطاقة أكبر قدر ممكن من الطاقة على هذا الخط. لتشغيل بطاقات الفيديو عالية الأداء، يتم استخدام خطين 12 فولت. توفر خطوط 5 فولت الطاقة إلى اللوحة الأم ومحركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية للكمبيوتر الشخصي. تذهب خطوط 3.3 فولت إلى اللوحة الأم فقط وتوفر الطاقة لذاكرة الوصول العشوائي.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الحمل على الخطوط في الأنظمة الحديثة عادة ما يكون غير متساوٍ وهنا تجدر الإشارة إلى أن القناة 12 فولت هي "الأثقل" على الإطلاق، خاصة في التكوينات التي تحتوي على بطاقات فيديو قوية، ولكن يجب أيضًا ألا تنسى خطوط 5V / 3.3V ، حيث يجب ألا يتجاوز إجمالي تيارها 30٪ من إجمالي تيار مصدر الطاقة.

أبعاد

عند تحديد أبعاد مصدر الطاقة، كقاعدة عامة، يقتصر المصنعون على تحديد عامل الشكل الذي يجب أن يفي بمعيار ATX 2.X. راجع هذا على مصدر الطاقة نفسه (السهم 1 في الصورة) أو على الوثائق المرفقة به. كما ننصحك عند الشراء بمقارنة أبعاده مع أبعاد “المقعد”. يرجى ملاحظة أنه إذا كانت العلبة تحمل نقش "noise Killer" (السهم 2 في الصورة)، فإن المروحة تدور ببطء قدر الإمكان، مما يقلل من مستوى الصوت. يتم تنظيم سرعة الدوران بواسطة جهاز استشعار خاص لدرجة الحرارة.

إن مصدر الطاقة القديم (معيار AT)، الذي يقوم بتشغيل الكمبيوتر وإيقاف تشغيله باستخدام مفتاح طاقة عادي، ليس هو الخيار الأفضل. في الوقت الحاضر، لا يمكن تبرير شرائها إلا من خلال حقيقة أن لديك آلة "قديمة" في المنزل، حيث من المستحيل فعليًا إدخال وحدة أكثر حداثة فيها.

من الأفضل اختيار جهاز ATX لا يعمل إلا بعد صدور أمر من اللوحة الأم. تتيح هذه التقنية إزالة سلك الجهد العالي من الوحدة وتحسين السلامة. حتى لو احترقت وحدة ATX، فإن احتمال تعرض شيء آخر للتلف يكون أقل بكثير. بدوره، يحتوي معيار ATX على العديد من التعديلات المختلفة. تم إصدار ATX الإصدار 2.03 لأجهزة الكمبيوتر القوية ذات الاستهلاك العالي للطاقة.

نظام إدارة الكابلات. كل شيء عن "الأسلاك"

يجمع هذا الاسم بين طريقة توصيل الكابلات بمصدر الطاقة. يتمثل جوهر التقنية في أن الكابلات الضرورية المضمنة في مجموعة التوصيل فقط هي التي يتم توصيلها بالوحدة.

على سبيل المثال، تحتوي الوحدة على العديد من الكابلات التي تسمح لك بالاتصال، على سبيل المثال، من 3 إلى 5 محركات أقراص ثابتة، وما يصل إلى 2-3 بطاقات فيديو، وما إلى ذلك. ولكن عادةً ما يحتوي الكمبيوتر على ثلاثة محركات أقراص ثابتة وبطاقة فيديو واحدة كحد أقصى. في هذه الحالة، اتضح أن كل هذه الكابلات غير المستخدمة معلقة ببساطة في وحدة النظام وتتداخل فقط مع التبريد، لأن... عرقلة دوران الهواء.

تتيح لك تقنية توصيل الكابلات المعيارية، حسب الحاجة، توصيل الكابلات التي تحتاجها في الوقت الحالي فقط، وترك الكابلات غير الضرورية "بالخارج". بالنسبة لمثل هذه الوحدات، تكون الكابلات الرئيسية فقط غير قابلة للإزالة، على سبيل المثال، لتشغيل اللوحة الأم والمعالج وكابل واحد لتزويد الطاقة الإضافية لبطاقة الفيديو.

يجب ألا يوفر مصدر الطاقة الطاقة اللازمة فحسب، بل يجب أيضًا توفير الجهد الكهربائي لجميع المكونات بشكل صحيح، ولهذا تحتاج إلى الموصلات المناسبة.

  • رسم تخطيطي رقم 2 "موصل كابل الطاقة - موصل الجهاز"

مع المخطط رقم 1، كل شيء واضح. كل كابل له موصل خاص به.

المخطط رقم 2 أيضًا لا يسبب صعوبات - فهو نسخة أكثر قابلية للفهم من الأول، لكننا سنظل نحللها. إذن (الانتقال من 1 إلى 5):

  • يتم توصيل كابل مع هذا الموصل باللوحة الأم. اعتمادًا على نوع اللوحة، فهي مجهزة بـ 20 أو 24 دبوسًا؛
  • تتطلب المعالجات الحديثة عادةً طاقة إضافية. تم تصميم كابل منفصل عن مصدر الطاقة لهذا الغرض؛
  • تتطلب بطاقات الفيديو القوية أيضًا طاقة إضافية. لهذا، يتم استخدام موصل واحد أو اثنين مع 6 أو 8 دبابيس؛
  • يتم توصيل أجهزة القرص المزودة بواجهة IDE ومراوح الحالة بمصدر الطاقة باستخدام موصلات Molex ذات 4 سنون؛
  • تستخدم محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الضوئية SATA نوعًا مختلفًا من الموصلات لتلقي الطاقة.

هذا كل شيء، اكتشفنا الاتصال.
كما ترى، ليس الأمر صعبًا للغاية إذا كنت تعرف طوبولوجيا الموصلات وقواعد الاتصال الأساسية، وأنت تعرفها الآن.

لذلك، عبر أصابعك، الآن لا يمكنك فقط اختيار مصدر الطاقة "المناسب"، ولكن أيضًا توصيله، وبالتالي بث الحياة في "أجهزتك" (:-)).

وبذلك تكون قد انتقلت من مستوى "من يجب أن أسأل وهل يجب أن أتصل بأخصائي؟" إلى مستوى جديد نوعيًا من "لماذا!" سأفعل كل شيء بنفسي." تهانينا!

وفي النهاية، سألخص كل ما قيل هنا (وقد قيل الكثير هنا، صدقوني)، بحيث يتم وضع كل شيء أخيرًا على الرفوف من أجلك. لذلك، عند شراء مصدر طاقة، يجب أن تتذكر دائمًا ما يلي:

  • قوة كافية. اختر مصدر طاقة باحتياطي طاقة (10-30% أكثر من إجمالي استهلاك جميع المكونات)؛
  • كفاءة لا تقل عن 80-85%؛
  • طاقة كافية على خطوط 12 فولت للمستهلكين الأقوياء؛
  • يجب ألا تزيد نسبة قوة خطوط +5 فولت +3.3 فولت إلى إجمالي الطاقة عن 3 إلى 10 (30٪)؛
  • شهادة "80 PLUS"، ويفضل أن تكون أعلى من البرونزية؛
  • وحدة PFC النشطة (تصحيح معامل القدرة)؛
  • متوافق مع معيار ATX 2.X. ;
  • نظام إدارة الكابلات - توصيل الكابل المعياري؛
  • ، والعديد من العلامات التجارية الشهيرة، وبشكل عام، متجر لطيف حيث يتم تخزين المنتجات النظامية وما إلى ذلك؛
  • - ربما يكون الخيار الأفضل من حيث نسبة السعر إلى الجودة لمحركات أقراص الحالة الصلبة (وليس فقط). الأسعار معقولة جدًا، على الرغم من أن النطاق ليس دائمًا مثاليًا من حيث التنوع. الميزة الرئيسية هي الضمان، والذي يسمح لك حقًا بتغيير المنتج في غضون 14 يومًا دون أي أسئلة، وفي حالة وجود مشاكل في الضمان، سيقف المتجر إلى جانبك ويساعد في حل أي مشاكل. يستخدمه مؤلف الموقع منذ 10 سنوات على الأقل (منذ أن كان جزءًا من Ultra Electoronics)، وهو ما ينصحك بفعله؛
  • ، هو أحد أقدم المتاجر الموجودة في السوق، حيث أن الشركة موجودة منذ حوالي 20 عامًا. اختيار لائق ومتوسط ​​الأسعار وواحد من أكثر المواقع ملاءمة. عموما من دواعي سروري العمل مع.

الخيار، تقليديا، هو لك. بالطبع، لم يقم أحد بإلغاء جميع أنواع Yandex.Markets، ولكن من المتاجر الجيدة أود أن أوصي بها، وليس بعض الشبكات الكبيرة الأخرى (والتي غالبًا ما تكون ليست باهظة الثمن فحسب، ولكنها معيبة من حيث جودة الخدمة وأعمال الضمان و إلخ).

خاتمة

هذا كل شئ! أتمنى أن تكون قد تعلمت الكثير (ومن عرف، تذكر) من هذه المادة والآن اختيار وشراء مصدر الطاقة "المناسب" لن يسبب لك أدنى صعوبة، علاوة على ذلك، الآن سوف تصبح "معلمًا" في هذه القضايا، لمعظم إخوانك في الأجهزة :-).

حتى المرة القادمة، ابق على موجة تكنولوجيا المعلومات " ملاحظات.مسؤول النظام"، لا تبديل! ;)

إذا كان لديك أسئلة أو إضافات أو اختلافات أخرى، فالتعليقات في خدمتك.

ملاحظة: شكرًا لعضو فريق 25 KADR على وجود هذه المقالة

مرحبا ايها الاصدقاء! في المقال حول، تطرقنا إلى الموضوع قليلا كيفية اختيار مصدر طاقة الكمبيوتر. سنحاول في هذا فهم الهيكل الداخلي ومبدأ التشغيل وتنوع موصلات مصدر الطاقة. سنتحدث أيضًا عن معلمة مهمة مثل عامل الكفاءة. سنقدم حسابًا لطاقة مصدر الطاقة المطلوبة ويمكنك بسهولة تحديد اختيارك لأي جهاز كمبيوتر.

3.3 V Sense (بني) - جهة اتصال مخصصة للحصول على تعليقات. بمساعدته إمدادات الطاقة تنظم الجهد+3.3 فولت.

5 فولت (أبيض) - لا يستخدم في مصادر الطاقة الحديثة ويتم استبعاده من الموصل ذي 24 سنًا. يستخدم للتوافق مع الإصدارات السابقة لحافلة ISA.

التشغيل (الأخضر) - جهة اتصال تسمح لأنظمة التشغيل الحديثة بالتحكم في مصدر الطاقة. عندما تقوم بإيقاف تشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك من خلال قائمة "ابدأ"، سيقوم النظام المزود بميزة "تشغيل الطاقة" بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة. يمكن للأنظمة التي لا تحتوي على جهة اتصال Power ON عرض رسالة تفيد بإمكانية إيقاف تشغيل الكمبيوتر فقط.

الطاقة جيدة (رمادي) - لها جهد +5 فولت ويمكن أن تتقلب ضمن الحدود المقبولة من +2.4 فولت إلى +6 فولت. عند الضغط على زر الطاقة (تشغيل الكمبيوتر)، يتم تشغيل مصدر الطاقة ويقوم بالتشغيل الذاتي. اختبار واستقرار الجهد عند الخرج +3.3 فولت، +5 فولت، و+12 فولت. وتستغرق هذه العملية 0.1-0.5 ثانية. وبعد ذلك يرسل مصدر الطاقة إشارة طاقة جيدة إلى اللوحة الأم. يتم استقبال هذه الإشارة بواسطة شريحة إدارة الطاقة وتشغيل الأخيرة. إذا كان هناك زيادة أو فقدان في الجهد الكهربائي عند مدخل مصدر الطاقة، فإن اللوحة الأم لا تتلقى إشارة الطاقة الجيدة وتتوقف المعالج. عند استعادة الطاقة عند الإدخال، تتم أيضًا استعادة إشارة الطاقة الجيدة ويبدأ النظام. وبالتالي، بفضل إشارة الطاقة الجيدة، يضمن الكمبيوتر الحصول على طاقة عالية الجودة فقط، مما يؤدي بدوره إلى زيادة موثوقية وأداء النظام بأكمله.

قوة وحدة المعالجة المركزية. يتم توفير الطاقة من خلال جهاز يسمى وحدة تنظيم الجهد (VRM). تقوم الوحدة بتحويل الجهد من +12 فولت إلى الجهد المطلوب بواسطة المعالج ولها عامل كفاءة يبلغ حوالي 80%. في البداية، عندما كانت المعالجات تستهلك الحد الأدنى من الطاقة ويتم تشغيلها من +5 فولت، كان مصدر الطاقة من خلال اللوحة الأم كافيًا. كان هناك 12 جهة اتصال فقط (2 إلى 6). ومع زيادة الإنتاجية، يزداد استهلاك الطاقة أيضًا. تستهلك المعالجات الحديثة ما يصل إلى 130 واط وهذا بدون رفع تردد التشغيل. كانت المهمة كما يلي: توفير الطاقة للمعالج دون ذوبان جهات الاتصال على اللوحة الأم. للقيام بذلك، قمنا بالتبديل من +5 فولت إلى +12 فولت، لأنه هذا جعل من الممكن تقليل التيار بأكثر من 50٪ مع الحفاظ على الطاقة. من خلال جهة اتصال واحدة +12 فولت على اللوحة الأم، كان من الممكن إرسال ما يصل إلى 6 أمبير (الخط الثاني +12 فولت يعمل على تشغيل فتحات PCI-E). تم استعارة الحل كالعادة من قطاع الخادم. تم عمل موصل منفصل للمعالج مباشرة من مصدر الطاقة.

يتكون الموصل من 4 جهات اتصال، 2 +12 فولت و2 أرضي. وفقًا للمواصفات، كان من الممكن توفير ما يصل إلى 8 أمبير لكل جهة اتصال.

بالنسبة للمعالجات العليا، تم استخدام العديد من وحدات VRM. لتوزيع الحمل بينهما بشكل أفضل، تقرر استخدام موصلين من 4 سنون مدمجين فعليًا في موصل واحد ذو 8 سنون

كما ترون من الشكل أعلاه، يحتوي الموصل على 4 خطوط +12 فولت، مما يوفر طاقة ثابتة لأقوى المعالجات. يمكن تقسيم الموصل إلى 2 إلى 4 دبابيس.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه على وجه الخصوص إمدادات الطاقة القوية(عثرت على موصلات بقوة 1000 واط وما فوق) بها موصلان ذو 8 سنون. ربما لتشغيل الأنظمة ذات المعالجين

قوة محول الرسومات. يوفر موصل الطاقة المكون من 24 سنًا باللوحة الأم 75 وات لفتحة PCI-E. وهذا يكفي فقط لمستوى الدخول. للحصول على حلول أكثر تقدمًا، يتم استخدام موصل إضافي ذو 6 سنون

يوفر هذا الموصل 75 وات إضافية، مما يؤدي إلى 150 وات لمحول الرسومات.

في عام 2008، تم تقديم موصل طاقة لبطاقة الفيديو ذو 8 سنون

وهذا يوفر 150 واط إضافية، ليصبح المجموع 225 واط. كلا الموصلين متوافقان مع الإصدارات السابقة. وهذا يعني أنه يمكن توصيل موصل الطاقة ذي 6 سنون بموصل الطاقة ذو 8 سنون الموجود على محول الرسومات عن طريق تحريكه إلى الجانب. وعلى العكس من ذلك، يمكن توصيل الموصل ذي 8 سنون الخاص بمصدر طاقة الكمبيوتر بالموصل ذي 6 سنون الموجود في محول الرسومات. تصميم الموصل يلغي الاتصال غير الصحيح.

بالإضافة إلى خطوط +12 فولت والأرض، يحتوي كلا الموصلين على جهات اتصال Sense. يستخدمها محول الرسومات لتحديد الموصل (6 أو 8 سنون) المتصل بمحول الفيديو وما إذا كان الموصل متصلاً على الإطلاق. إذا لم يكن الموصل متصلاً، فلن يبدأ النظام. إذا تم توصيل موصل ذي 6 سنون بدلاً من موصل ذي 8 سنون، اعتمادًا على البرنامج الثابت لبطاقة الرسومات، فقد لا يبدأ النظام على الإطلاق أو قد يبدأ بوظائف محدودة

يحتوي موصل طاقة محول الرسومات ذو 8 سنون وموصل طاقة المعالج ذو 8 سنون على مفاتيح مختلفة (مضمونة)، لذا لا يمكنك توصيل الموصلات بشكل غير صحيح. يتم تقسيم هذه الموصلات أيضًا بطرق مختلفة: لتشغيل محول الرسومات 6+2، أو لتشغيل المعالج 4+4 أو 8 دبابيس معًا.

في بعض مصادر الطاقة، يتم تمييز موصلات PCI-E بملصق مكتوب عليه "PCI-Express" للتعرف عليها بشكل أفضل.

مهم!يتم توصيل جميع موصلات مصدر الطاقة دون بذل الكثير من الجهد!

تحتوي محولات الرسومات في قطاعات الأسعار المتوسطة والعالية على موصلين في وقت واحد. اعتمادا على الطاقة: 2x6، 1x6 و1x8، 2x8.

في بعض الأحيان لا يحتوي مصدر الطاقة على موصلات طاقة PCI-E كافية. في مثل هذه الحالات، استخدم محولات على شكل حرف Y

يستخدم المحول جهازي موليكس لتوصيل الأجهزة الطرفية مطلوب خطين +12 فولت لموصل واحد ذو 6 سنون.

عند توصيل محول رسومات عبر محول، تأكد من أن خط +12 فولت يمكنه تحمله. أي يمكنك العثور على معلومات حول استهلاك الطاقة لبطاقة الفيديو في المراجعات أو على الموقع الرسمي. بعد نظرة على مواصفات إمدادات الطاقة(على ملصق مصدر الطاقة أو على موقع الشركة المصنعة) على طول خط +12 فولت

قم بإضافة الحد الأقصى من الطاقة وTDP، ثم أضرب المبلغ الناتج في 1.5 وأقارنه بالشكل الموجود في مواصفات مصدر الطاقة. إذا كانت قيمة الطاقة الناتجة أكبر من تلك الواردة في الخصائص، فمن الممكن حدوث مشاكل، وإذا كانت أقل، فيمكنك المحاولة. اذا كنت تمتلك إمدادات الطاقة الحديثةويتضح أن الرقم قريب أو حتى أقل قليلاً مما هو موجود في المواصفات، ثم يمكنك تجربة بطاقة الفيديو في تطبيقاتك. من غير المرجح أن تقوم بتحميله بنسبة 100٪. اذا كنت تمتلك مصدر الطاقة القديمفمن الأفضل عدم المخاطرة.

القوة المحيطية. يتم تشغيل جميع الأجهزة الطرفية تقريبًا من الموصلات التالية:

  • إمدادات الطاقة للأجهزة الطرفية
  • محرك الأقراص المرنة مزود الطاقة
  • مصدر الطاقة ATA التسلسلي

مصدر الطاقة للأجهزة الطرفية. عادة ما يطلق عليه اسم موليكس لأنه يتم تصنيعه من قبل الشركة التي تحمل نفس الاسم

لديه 4 اتصالات: +5 فولت، +12 فولت و2 أرضي. مُصنف لتيار 11 أمبير لكل جهة اتصال. يستخدم لتوصيل محركات الأقراص الضوئية القديمة والمراوح والأجهزة الأخرى باستخدام مصدر طاقة +5 فولت أو +12 فولت

يتضمن تصميم القابس مفاتيح (زوايا مقطوعة) تمنع الاتصال غير الصحيح للأجهزة الطرفية. تقوم بعض الشركات المصنعة (Sirtec على وجه الخصوص) بتصنيع هذا الموصل بأجهزة نصف دائرية خاصة لتسهيل فصله عن الأجهزة.

قوة محرك الأقراص المرنة. تشغيل الأجهزة الطرفية الأقل قوة. كما أن لديها 4 جهات اتصال. تم تقليل المسافة بين جهات الاتصال مرتين مقارنة بالموصل السابق وهي 2.5 ملم

تم تصميم كل جهة اتصال لتيار قدره 2 أمبير، والذي سيحدد الطاقة القصوى للموصل عند 34 واط

على عكس قابس الطاقة للأجهزة الطرفية، فإن جهات الاتصال +5 فولت و+12 فولت في هذا الجهاز معكوسة. يمكن توصيل محرك الأقراص المرنة أثناء التنقل. للقيام بذلك، يجب عليك أولاً توصيل كابل البيانات ثم كابل الطاقة. يحدث التعطيل بترتيب عكسي. تأكد من أنك لا تستخدم محرك أقراص FDD، وقم بإيقاف تشغيل الطاقة، ثم قم بإيقاف تشغيل كابل البيانات. يحتوي قابس محرك الأقراص المرنة على مفتاح للاتصال الصحيح، ولكن عليك توخي الحذر عند الاتصال (خاصة أثناء التنقل)، حيث يمكنك بسهولة نقل جهات الاتصال عند الاتصال.

مصدر الطاقة ATA التسلسلي. يتم توصيل جميع محركات الأقراص الحديثة باستخدام هذا الموصل.

هذا قابس ذو 15 سنًا لتوصيل الأجهزة الطرفية بثلاثة دبابيس لكل خط طاقة

يوفر نفس الطاقة التي يوفرها الموصل الطرفي القياسي. يوجد أيضًا مفتاح على أحد الجانبين يمنع الاتصال غير الصحيح. لإمدادات الطاقة القديمةيتم استخدام المحولات من النوع التالي، مما يسمح لك بتوصيل جهاز أو جهازين من أجهزة SATA

لا تحتوي المحولات على خط طاقة +3.3 فولت، حيث لا تستخدمه محركات الأقراص الثابتة الحديثة ومحركات أقراص الحالة الصلبة.

الكفاءة - كفاءة إمدادات الطاقة

أي جهاز يعمل بشبكة التيار المتردد له معامل الأداء (الكفاءة) الخاص به. إمدادات الطاقة للكمبيوترليس استثناء. الكفاءة هي كمية الطاقة التي تؤدي وظيفة مفيدة (تزويد الكمبيوتر بالطاقة). كل شيء آخر يتحول إلى حرارة. توجد حاليًا مستويات الكفاءة معروضة في الجدول أدناه

مزايا إمدادات الطاقة عالية الكفاءة:

  • انخفاض استهلاك الطاقة مقارنة بمصدر الطاقة دون الحصول على الشهادة المناسبة. على سبيل المثال، مصدر طاقة بقدرة 500 واط حاصل على شهادة 80 Plus Gold (كفاءة 90%) وبدون شهادة (كفاءة 75% تقريبًا). عند حمل 50% (250 واط)، سيستهلك مصدر الطاقة المعتمد 277 واط من الشبكة، وسيستهلك مصدر غير معتمد 333 واط.
  • تسخين أقل نظرًا لأن هناك حاجة إلى تبديد حرارة أقل بكثير
  • عمر أطول لإمدادات الطاقة بسبب انخفاض درجات الحرارة
  • ضوضاء أقل، حيث يلزم وجود مروحة تعمل بسرعات منخفضة لإزالة كمية صغيرة من الحرارة
  • مصدر طاقة أفضل للمكونات، وبالتالي تشغيل أكثر موثوقية واستقرارًا للكمبيوتر بأكمله
  • الحد الأدنى من تشويه خصائص إمدادات الطاقة. يقدم كل جهاز مدعوم بطاقة التيار المتردد تداخلاً خاصًا به. تستخدم مصادر الطاقة المعتمدة جهازًا خاصًا APFC (تصحيح عامل الطاقة النشط) الذي يزيد من الكفاءة ويزيل فعليًا تدخل من مصدر طاقة الكمبيوتر.

لا يوجد سوى عيب واحد - السعر الذي يتم تعويضه بالمزايا.

الهيكل الداخلي ومبدأ تشغيل مصادر الطاقة للكمبيوتر

دعونا نصف بإيجاز مبدأ تشغيل مصدر طاقة الكمبيوتر

يتم تزويد الإدخال بقوة 220 فولت / 50 هرتز (مثاليًا). وبخلاف ذلك، يعمل المرشح (1)، الذي يزيل التموجات وتداخل الشبكة. بعد ذلك، يتم إمداد الطاقة إلى محول الجهد الرئيسي (2)، مما يزيد التردد من 50 هرتز إلى 100 كيلو هرتز وما فوق. وبفضل هذا، من الممكن استخدام محولات رخيصة الثمن (3) ذات أبعاد صغيرة. يمكن لهذا المحول، بسبب تردده العالي، نقل طاقة هائلة عند تحويل الجهد العالي إلى جهد منخفض. بجانب المحول الرئيسي يوجد أيضًا محول جهد احتياطي. هذا الأخير موجود دائمًا عند تزويد الطاقة بالوحدة. بعد ذلك، يتم تشغيل مجموعات الصمام الثنائي (5)، والتي، جنبًا إلى جنب مع المكثفات والاختناقات، تعمل على تنعيم التموجات عالية التردد وتنتج جهدًا ثابتًا يتم توفيره مباشرة إلى مكونات الكمبيوتر.

خنق استقرار المجموعة الرئيسية (6). يتم استخدامه في مصادر الطاقة متوسطة السعر وهو مسؤول عن تثبيت جميع الفولتية الناتجة. إذا زاد الحمل على إحدى القنوات بشكل حاد، فإن الجهد يتدلى. مع هذا المخطط، يزيد مصدر الطاقة الجهد على جميع الخطوط مرة واحدة. تحتوي مصادر الطاقة عالية الجودة والمكلفة على خطوط كهرباء مستقلة تمامًا، لذلك لا يحدث هذا التأثير.

دائرة التحكم في سرعة المروحة (7). يسمح لك بتنظيم سرعة كارلسون. يوجد أيضًا لوحة لمراقبة الجهد والاستهلاك الحالي. وهي مسؤولة عن حماية الوحدة من الدوائر القصيرة والحمل الزائد.

إمدادات الطاقة على مستوى عاليتم تصنيعها بشكل أساسي باستخدام وصلات الكابلات المعيارية. في هذه الحالة، توجد لوحة بها موصلات طاقة (8) حيث يتم توصيل الأسلاك مباشرة.

يتيح لك الاتصال المعياري استخدام الكابلات الضرورية فقط. ونتيجة لذلك، فمن الممكن تحقيق توزيع أفضل للكابلات في السكن، والذي بدوره سيكون له تأثير إيجابي على

  • وحدة الذاكرة - 5 وات
  • محرك الأقراص الصلبة ومحرك الأقراص الضوئية - 15 - 20 وات
  • SSD - أقل من 10 وات
  • المروحة - من 0.5 إلى 5 واط
  • محول الرسومات - يجب النظر إليه في المواصفات
  • بالنسبة للأنظمة التي تحتوي على فيديو مدمج في المعالج، يكون مصدر الطاقة 400-500 واط كافيًا. بتعبير أدق، 250 واط كافية، ولكن من الأفضل أن تأخذها باحتياطي.

    كيف وأين ننظر إلى استهلاك الطاقة التقريبي للمعالج. نذهب إلى الموقع الرسمي للشركة المصنعة ونبحث عن منتجك وننظر إلى خصائصه. نحن مهتمون بمجال ماكس. TDP. أعتبر هذا الرقم بمثابة استهلاك طاقة المعالج عند الحساب.

    إنه أسهل مع محولات الرسومات. نذهب أيضًا إلى الموقع الرسمي للشركة المصنعة لرقاقة الرسومات ونبحث عن منتجك. افتح علامة تبويب المواصفات وإذا كانت بطاقة فيديو nvidia، ففي قسم "الطاقة ودرجة الحرارة" نجد مؤشرات استهلاك البطاقة وتوصيات بشأن قوة مصدر الطاقة. لم أجد استهلاك البطاقة من أحد المنافسين، فأنت بحاجة إلى قراءة المراجعة، ولكن هناك أيضًا توصيات بشأن الطاقة المطلوبة لمصدر الطاقة.

    عند تجميع الأنظمة التي تحتوي على عدة أنظمة، يجب أن تعرف بالضبط الحد الأقصى الذي يستهلكه نموذج معين. اضرب هذا الرقم بعدد محولات الرسومات في النظام، وأضف استهلاك المعالج والأجهزة الأخرى. اضرب المبلغ الناتج في 2 وستحصل على قوة مصدر الطاقة الموصى به بهامش لائق. لماذا يوصى باختيار مصدر طاقة باحتياطي؟ لأنه إذا كان هناك العديد من أجهزة الكمبيوتر في نفس الغرفة بنفس المكونات، ولكن مع مصادر طاقة ذات طاقة مختلفة، فستترك معلمات الطاقة الكثير مما هو مرغوب فيه. في هذا الوضع ستكون الأنظمة ذات مصادر الطاقة الأكثر قوة أكثر استقرارًا.

    خاتمة

    في هذه المقالة، نظرنا إلى خصائص مزود الطاقة للكمبيوتر. لقد فحصنا بالتفصيل الموصلات التي تعمل على تشغيل جميع مكونات النظام. تحتوي الموصلات على مفاتيح معينة "مضمونة" وبدون تطبيق الكثير من "النيوتن" أثناء التجميع، سوف تقوم بتجميع النظام بشكل صحيح. لقد مشينا أيضًا بشكل سطحي عبر الهيكل الداخلي و مبدأ تشغيل مصدر الطاقة للكمبيوتر. وعلمنا أنه من خلال زيادة التردد من 50 هرتز إلى 100 كيلو هرتز فما فوق، يمكن وضع جميع مكونات الوحدة بأبعاد متواضعة، دون فقدان الطاقة. تمت مناقشة شهادة مصدر الطاقة وعامل الكفاءة. نظرنا إلى الجوانب الإيجابية والسلبية للكفاءة العالية. هذا ليس فقط انخفاض فواتير الكهرباء، مما سيقلل الفرق في التكلفة إلى الصفر خلال 3-4 سنوات، ولكن أيضًا تشغيل أكثر استقرارًا وموثوقية لجهاز الكمبيوتر الخاص بك.

    ملاحظة.اختر مصدر طاقة لجهاز الكمبيوتر الخاص بك مع احتياطي طاقة يتراوح بين 1.5 إلى 2 مرة وأعلى معيار اعتماد ممكن. وهذا يضمن لجهاز الكمبيوتر الشخصي الخاص بك مصدر طاقة عالي الجودة ومستقر.

    سأكون سعيدًا بالإجابة على الأسئلة في التعليقات. شكرا لك على مشاركة المقال على الشبكات الاجتماعية. أتمنى لك كل خير!

    توضح المقالة التي نلفت انتباهكم إليها المنهجية التي نستخدمها لاختبار مصادر الطاقة - حتى الآن، كانت الأجزاء الفردية من هذا الوصف متناثرة عبر مقالات مختلفة مع اختبارات مصادر الطاقة، وهو أمر غير مناسب جدًا لأولئك الذين يريدون التعرف بسرعة على أنفسهم مع المنهجية على أساس وضعها الحالي.

    يتم تحديث هذه المادة مع تطور المنهجية وتحسينها، لذلك قد لا يتم استخدام بعض الأساليب المنعكسة فيها في مقالاتنا القديمة مع اختبارات إمدادات الطاقة - وهذا يعني فقط أن الطريقة تم تطويرها بعد نشر المقالة المقابلة. ستجد قائمة بالتغييرات التي تم إجراؤها على المقالة في النهاية.

    يمكن تقسيم المقالة بشكل واضح إلى ثلاثة أجزاء: في الجزء الأول، سندرج بإيجاز معلمات الكتلة التي نتحقق منها وشروط هذه الاختبارات، ونشرح أيضًا المعنى الفني لهذه المعلمات. في الجزء الثاني، سنذكر عددًا من المصطلحات التي غالبًا ما تستخدمها الشركات المصنعة للكتل لأغراض التسويق وسنشرحها. الجزء الثالث سيكون موضع اهتمام أولئك الذين يرغبون في التعرف بمزيد من التفاصيل على الميزات التقنية لبناء وتشغيل منصة اختبار إمدادات الطاقة لدينا.

    وكانت الوثيقة التوجيهية والإرشادية بالنسبة لنا في تطوير المنهجية الموضحة أدناه هي المعيار ، يمكن العثور على أحدث إصدار منه على FormFactors.org. في الوقت الحالي، يتم تضمينه كجزء لا يتجزأ من وثيقة أكثر عمومية تسمى دليل تصميم مزود الطاقة لعوامل شكل النظام الأساسي لسطح المكتب، الذي يصف الكتل ليس فقط من ATX، ولكن أيضًا من التنسيقات الأخرى (CFX، TFX، SFX، وما إلى ذلك). على الرغم من أن PSDG ليس معيارًا إلزاميًا رسميًا لجميع الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة، إلا أننا نعتقد مبدئيًا أنه ما لم يُنص على خلاف ذلك صراحةً لمصدر طاقة الكمبيوتر (أي أنه وحدة معروضة للبيع بالتجزئة بشكل منتظم ومخصصة للاستخدام العام، وليس أي طراز كمبيوتر محدد من شركة تصنيع معينة)، يجب أن يتوافق مع متطلبات PSDG.

    يمكنك عرض نتائج الاختبار لنماذج محددة لإمدادات الطاقة في الكتالوج الخاص بنا: " كتالوج إمدادات الطاقة التي تم اختبارها".

    الفحص البصري لإمدادات الطاقة

    وبطبيعة الحال، فإن المرحلة الأولى من الاختبار هي الفحص البصري للكتلة. بالإضافة إلى المتعة الجمالية (أو على العكس من ذلك، خيبة الأمل)، فإنه يوفر لنا أيضًا عددًا من المؤشرات المثيرة للاهتمام حول جودة المنتج.

    أولا، بطبيعة الحال، هو نوعية القضية. سمك المعدن، والصلابة، وميزات التجميع (على سبيل المثال، يمكن أن يكون الجسم مصنوعًا من الفولاذ الرقيق، ولكن مثبتًا بسبعة أو ثمانية مسامير بدلاً من الأربعة المعتادة)، وجودة طلاء الكتلة...

    ثانيا، جودة التثبيت الداخلي. يتم بالضرورة فتح جميع مصادر الطاقة التي تمر عبر مختبرنا وفحصها من الداخل وتصويرها. نحن لا نركز على التفاصيل الصغيرة ولا ندرج جميع الأجزاء الموجودة في الكتلة مع فئاتها - وهذا بالطبع سيعطي المقالات مظهرًا علميًا، لكنه في الممارسة العملية في معظم الحالات لا معنى له على الإطلاق. ومع ذلك، إذا تم إنشاء كتلة وفقًا لمخطط غير قياسي نسبيًا بشكل عام، فإننا نحاول وصفها بعبارات عامة، بالإضافة إلى شرح الأسباب التي تجعل مصممي الكتل يختارون مثل هذا المخطط. وبالطبع، إذا لاحظنا أي عيوب خطيرة في جودة التصنيع - على سبيل المثال، لحام قذر - فسنذكرها بالتأكيد.

    ثالثا، معلمات جواز السفر للكتلة. في حالة المنتجات غير المكلفة، على سبيل المثال، غالبًا ما يكون من الممكن استخلاص بعض الاستنتاجات حول الجودة بناءً عليها - على سبيل المثال، إذا تبين أن الطاقة الإجمالية للوحدة المشار إليها على الملصق أكبر بشكل واضح من مجموع منتجات التيارات والفولتية المشار إليها هناك.


    وبالطبع نقوم أيضًا بإدراج الكابلات والموصلات المتوفرة في الوحدة ونشير إلى طولها. نكتب الأخير كمجموع حيث الرقم الأول يساوي المسافة من مصدر الطاقة إلى الموصل الأول، والرقم الثاني يساوي المسافة بين الموصلين الأول والثاني، وهكذا. بالنسبة للكابل الموضح في الشكل أعلاه، سيبدو الإدخال كما يلي: "كابل قابل للإزالة مزود بثلاثة موصلات طاقة لمحركات الأقراص الصلبة SATA، الطول 60+15+15 سم".

    تشغيل الطاقة الكاملة

    الميزة الأكثر بديهية وبالتالي الأكثر شيوعًا بين المستخدمين هي القوة الكاملة لمصدر الطاقة. يشير ملصق الوحدة إلى ما يسمى بالطاقة طويلة المدى، أي الطاقة التي يمكن للوحدة أن تعمل بها إلى أجل غير مسمى. في بعض الأحيان يتم الإشارة إلى ذروة الطاقة بجانبها - كقاعدة عامة، يمكن للوحدة العمل معها لمدة لا تزيد عن دقيقة. تشير بعض الشركات المصنعة غير الواعية للغاية إما إلى طاقة الذروة فقط، أو الطاقة طويلة المدى، ولكن فقط في درجة حرارة الغرفة - وبالتالي، عند العمل داخل جهاز كمبيوتر حقيقي، حيث تكون درجة حرارة الهواء أعلى من درجة حرارة الغرفة، فإن الطاقة المسموح بها لمصدر الطاقة هذا أقل. وفقا للتوصيات دليل تصميم مصدر الطاقة ATX 12V، وثيقة أساسية حول تشغيل مصادر طاقة الكمبيوتر، يجب أن تعمل الوحدة بقدرة الحمل الموضحة عليها عند درجة حرارة هواء تصل إلى 50 درجة مئوية - وتذكر بعض الشركات المصنعة درجة الحرارة هذه صراحةً لتجنب التناقضات.

    ومع ذلك، في اختباراتنا، تم اختبار تشغيل الوحدة بكامل طاقتها في ظل ظروف معتدلة - في درجة حرارة الغرفة، حوالي 22...25 درجة مئوية. تعمل الوحدة بالحمل الأقصى المسموح به لمدة نصف ساعة على الأقل، وإذا لم تحدث أي حوادث خلال هذا الوقت، فسيتم اعتبار الاختبار ناجحًا.

    في الوقت الحالي، يتيح لنا تركيبنا تحميل الوحدات بالكامل بقدرة تصل إلى 1350 واط.

    خصائص التحميل المتقاطع

    على الرغم من حقيقة أن مصدر طاقة الكمبيوتر هو مصدر لعدة جهود مختلفة في نفس الوقت، أهمها +12 فولت، +5 فولت، +3.3 فولت، إلا أنه يوجد في معظم الطرز مثبت مشترك للجهدين الأولين. يركز في عمله على الوسط الحسابي بين جهدين متحكم فيهما - وهذا المخطط يسمى "تثبيت المجموعة".

    كل من عيوب ومزايا هذا التصميم واضحة: من ناحية، تخفيض التكلفة، من ناحية أخرى، اعتماد الفولتية على بعضها البعض. لنفترض أنه إذا قمنا بزيادة الحمل على الناقل +12 فولت، فإن الجهد المقابل يتدلى ويحاول مثبت الوحدة "سحبه" إلى المستوى السابق - ولكن نظرًا لأنه يستقر في نفس الوقت +5 فولت، فإنه يزيد كلاهماالجهد االكهربى. يعتبر المثبت أن الوضع قد تم تصحيحه عندما يكون متوسط ​​انحراف كلا الجهدين عن الجهد الاسمي صفرًا - ولكن في هذه الحالة يعني هذا أن الجهد +12 فولت سيكون أقل قليلاً من الجهد الاسمي، وسيكون +5 فولت أعلى قليلاً؛ إذا رفعنا الأول، فسوف يزيد الثاني على الفور، وإذا خفضنا الثاني، فإن الأول سينخفض ​​أيضًا.

    بالطبع، يبذل مطورو الكتل بعض الجهود للتخفيف من هذه المشكلة - أسهل طريقة لتقييم فعاليتها هي بمساعدة ما يسمى بالرسوم البيانية لخصائص التحميل المتقاطع (اختصار CLO).

    مثال على جدول KNH


    يوضح المحور الأفقي للرسم البياني الحمل على الناقل +12 فولت للوحدة قيد الاختبار (إذا كان لديه عدة خطوط بهذا الجهد، فإن الحمل الإجمالي عليها)، والمحور الرأسي يوضح الحمل الإجمالي على +5 فولت و+3.3 حافلات V. وبناءً على ذلك، فإن كل نقطة على الرسم البياني تتوافق مع توازن حمل كتلة معين بين هذه الحافلات. لمزيد من الوضوح، لا نصور فقط على الرسوم البيانية KNH المنطقة التي لا تتجاوز فيها أحمال الخرج للوحدة الحدود المسموح بها، ولكن نشير أيضًا إلى انحرافاتها عن القيمة الاسمية بألوان مختلفة - من الأخضر (الانحراف أقل من 1٪) إلى أحمر (الانحراف من 4 إلى 5%). يعتبر الانحراف الذي يزيد عن 5٪ غير مقبول.

    لنفترض أنه في الرسم البياني أعلاه نرى أن جهد +12 فولت (تم تصميمه خصيصًا لهذا) للوحدة التي تم اختبارها يتم الاحتفاظ به جيدًا، ويتم ملء جزء كبير من الرسم البياني باللون الأخضر - وفقط مع وجود خلل قوي في التوازن الأحمال نحو الحافلات +5 V و +3، 3V يتحول إلى اللون الأحمر.

    بالإضافة إلى ذلك، على يسار الرسم البياني وأسفله ويمينه يقتصر على الحد الأدنى والحد الأقصى للحمل المسموح به للكتلة - ولكن الحافة العلوية غير المستوية ترجع إلى الضغوط التي تتجاوز حد 5 بالمائة. وفقًا للمعيار، لم يعد من الممكن استخدام مصدر الطاقة للغرض المقصود منه في نطاق التحميل هذا.

    منطقة الأحمال النموذجية على الرسم البياني KNH


    وبطبيعة الحال، من المهم أيضًا تحديد منطقة من الرسم البياني ينحرف فيها الجهد أكثر عن القيمة الاسمية. في الصورة أعلاه، منطقة استهلاك الطاقة النموذجية لأجهزة الكمبيوتر الحديثة مظللة - جميع مكوناتها الأقوى (بطاقات الفيديو والمعالجات...) يتم تشغيلها الآن بواسطة ناقل +12 فولت، وبالتالي فإن الحمل على يمكن أن تكون كبيرة جدًا. ولكن في الحافلات +5 V و +3.3 V، في الواقع، تبقى فقط محركات الأقراص الثابتة ومكونات اللوحة الأم، لذلك نادرًا ما يتجاوز استهلاكها عدة عشرات من الواط حتى في أجهزة الكمبيوتر القوية جدًا وفقًا للمعايير الحديثة.

    إذا قارنت الرسوم البيانية أعلاه للكتلتين، فيمكنك أن ترى بوضوح أن أولهما يتحول إلى اللون الأحمر في منطقة غير مهمة لأجهزة الكمبيوتر الحديثة، ولكن الثاني، للأسف، هو العكس. لذلك، على الرغم من أن كلا الكتلتين أظهرتا نتائج مماثلة بشكل عام على نطاق التحميل بأكمله، إلا أنه من الناحية العملية سيكون الأول هو الأفضل.

    نظرًا لأننا نراقب خلال الاختبار جميع الناقلات الرئيسية الثلاثة لمصدر الطاقة - +12 فولت و+5 فولت و+3.3 فولت - ثم يتم عرض مصادر الطاقة في المقالات في شكل صورة متحركة ثلاثية الإطارات، كل إطار والذي يتوافق مع انحراف الجهد على أحد الإطارات المذكورة

    في الآونة الأخيرة، أصبحت مصادر الطاقة ذات التثبيت المستقل لجهد الخرج منتشرة بشكل متزايد، حيث يتم استكمال الدائرة الكلاسيكية بمثبتات إضافية وفقًا لما يسمى بالدائرة الأساسية القابلة للتشبع. توضح هذه الكتل وجود علاقة أقل بكثير بين جهد الخرج - كقاعدة عامة، تكون الرسوم البيانية KNH الخاصة بها مليئة باللون الأخضر.

    سرعة المروحة وارتفاع درجة الحرارة

    يمكن النظر إلى كفاءة نظام التبريد الخاص بالوحدة من منظورين - من وجهة نظر الضوضاء ومن وجهة نظر التدفئة. من الواضح أن تحقيق أداء جيد في هاتين النقطتين يمثل مشكلة كبيرة: يمكن تحقيق تبريد جيد عن طريق تركيب مروحة أكثر قوة، ولكن بعد ذلك سنفقد الضوضاء - والعكس صحيح.

    لتقييم كفاءة التبريد للكتلة، نقوم خطوة بخطوة بتغيير حملها من 50 واط إلى الحد الأقصى المسموح به، في كل مرحلة نعطي الكتلة 20...30 دقيقة للإحماء - خلال هذا الوقت تصل درجة حرارتها إلى مستوى ثابت. بعد الإحماء، باستخدام مقياس سرعة الدوران البصري Velleman DTO2234، يتم قياس سرعة دوران مروحة الوحدة، وباستخدام مقياس حرارة رقمي ثنائي القناة Fluke 54 II، يكون فرق درجة الحرارة بين الهواء البارد الداخل إلى الوحدة والهواء الساخن الخارج منها هو قياس.
    وبطبيعة الحال، من الناحية المثالية ينبغي أن يكون كلا الرقمين في حده الأدنى. إذا كانت درجة الحرارة وسرعة المروحة مرتفعة، فهذا يخبرنا أن نظام التبريد مصمم بشكل سيء.

    بالطبع، تحتوي جميع الوحدات الحديثة على سرعة مروحة قابلة للتعديل - ومع ذلك، في الممارسة العملية، يمكن أن تختلف السرعة الأولية بشكل كبير (أي السرعة عند الحد الأدنى من الحمل؛ وهو أمر مهم للغاية، لأنه يحدد ضجيج الوحدة في اللحظات التي يكون فيها الكمبيوتر لم يتم تحميله بأي شيء - وبالتالي تدور بطاقات الفيديو والمراوح بالسرعة الدنيا)، بالإضافة إلى رسم بياني لاعتماد السرعة على التحميل. على سبيل المثال، في مصادر الطاقة ذات الفئة السعرية المنخفضة، غالبًا ما يتم استخدام ثيرمستور واحد لتنظيم سرعة المروحة دون أي دوائر إضافية - في هذه الحالة، يمكن أن تتغير السرعة بنسبة 10...15% فقط، وهو أمر يصعب حتى تحديده تعديل المكالمة.

    تحدد العديد من الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة إما مستوى الضوضاء بالديسيبل أو سرعة المروحة بالثورات في الدقيقة. غالبًا ما يكون كلاهما مصحوبًا بحيلة تسويقية ذكية، حيث يتم قياس الضوضاء والسرعة عند درجة حرارة 18 درجة مئوية. عادة ما يكون الرقم الناتج جميلًا جدًا (على سبيل المثال، مستوى ضوضاء 16 ديسيبل)، لكنه لا يحمل أي معنى - في الكمبيوتر الحقيقي ستكون درجة حرارة الهواء أعلى بمقدار 10...15 درجة مئوية. الحيلة الأخرى التي صادفناها هي الإشارة إلى وحدة بها نوعين مختلفين من المراوح تتميز بخصائص الوحدة الأبطأ فقط.

    تموج الجهد الناتج

    يعتمد مبدأ تشغيل مصدر طاقة التبديل - وجميع وحدات الكمبيوتر على التبديل - على تشغيل محول طاقة تنحي بتردد أعلى بكثير من تردد التيار المتردد في شبكة الإمداد، مما يجعل من الممكن لتقليل أبعاد هذا المحول عدة مرات.

    يتم تصحيح وتنعيم جهد التيار الكهربائي المتناوب (بتردد 50 أو 60 هرتز، حسب البلد) عند مدخل الوحدة، وبعد ذلك يتم إمداده بمفتاح الترانزستور، الذي يحول الجهد المباشر مرة أخرى إلى جهد متناوب، ولكن بتردد أعلى بثلاثة أوامر - من 60 إلى 120 كيلو هرتز، اعتمادًا على نموذج مصدر الطاقة. يتم تغذية هذا الجهد إلى محول عالي التردد، مما يخفضه إلى القيم التي نحتاجها (12 فولت، 5 فولت...)، وبعد ذلك يتم تقويمه وتنعيمه مرة أخرى. من الناحية المثالية، يجب أن يكون جهد الخرج للوحدة ثابتًا تمامًا - ولكن في الواقع، بالطبع، من المستحيل تنعيم التيار المتناوب عالي التردد تمامًا. معيار يتطلب ألا يتجاوز النطاق (المسافة من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى) للتموج المتبقي لجهود خرج مصادر الطاقة عند الحمل الأقصى 50 مللي فولت للحافلات +5 فولت و+3.3 فولت و120 مللي فولت للحافلة +12 فولت.

    عند اختبار الوحدة، نأخذ مخططات الذبذبات لجهود الخرج الرئيسية عند أقصى حمل باستخدام راسم الذبذبات ثنائي القناة Velleman PCSU1000 ونقدمها في شكل رسم بياني عام:


    يتوافق السطر العلوي عليه مع الحافلة +5 V، والخط الأوسط - +12 V، والأسفل - +3.3 V. في الصورة أعلاه، من أجل الراحة، يتم عرض الحد الأقصى لقيم التموج المسموح بها بوضوح على اليمين: كما ترون، في مصدر الطاقة هذا، من السهل تركيب الحافلة +12 فولت، والحافلة +5 فولت صعبة، والحافلة +3.3 فولت غير مناسبة على الإطلاق. تخبرنا القمم الضيقة العالية على مخطط الذبذبات للجهد الأخير أن الوحدة لا يمكنها التعامل مع تصفية الضوضاء ذات التردد الأعلى - كقاعدة عامة، يكون هذا نتيجة لاستخدام المكثفات الإلكتروليتية غير الجيدة بشكل كافٍ، والتي تنخفض كفاءتها بشكل كبير مع زيادة التردد .

    من الناحية العملية، إذا تجاوز نطاق تموج مصدر الطاقة الحدود المسموح بها، فقد يؤثر ذلك سلبًا على استقرار الكمبيوتر ويتسبب أيضًا في حدوث تداخل مع بطاقات الصوت والمعدات المماثلة.

    كفاءة

    إذا أخذنا في الاعتبار أعلاه فقط معلمات الإخراج لمصدر الطاقة، فعند قياس الكفاءة، يتم أخذ معلمات الإدخال الخاصة به في الاعتبار بالفعل - ما هي النسبة المئوية للطاقة المستلمة من شبكة الإمداد التي تحولها الوحدة إلى الطاقة التي توفرها للحمل. الفرق، بالطبع، يذهب إلى التسخين غير المجدي للكتلة نفسها.

    يفرض الإصدار الحالي من معيار ATX12V 2.2 حدًا لكفاءة الوحدة من الأسفل: بحد أدنى 72% عند الحمل المقدر، و70% عند الحد الأقصى، و65% عند الحمل الخفيف. بالإضافة إلى ذلك، هناك الأرقام الموصى بها بواسطة المعيار (80% كفاءة عند الحمل المقدر)، بالإضافة إلى برنامج الاعتماد التطوعي "80+Plus"، والذي بموجبه يجب أن يتمتع مصدر الطاقة بكفاءة لا تقل عن 80% في أي حمل. تحميل من 20% إلى الحد الأقصى المسموح به. نفس متطلبات 80+Plus موجودة في الإصدار 4.0 من برنامج شهادة Energy Star الجديد.

    من الناحية العملية، تعتمد كفاءة مصدر الطاقة على جهد الشبكة: كلما زاد ارتفاعه، كانت الكفاءة أفضل؛ ويبلغ الفرق في الكفاءة بين شبكات 110 فولت و220 فولت حوالي 2%. بالإضافة إلى ذلك، فإن الفرق في الكفاءة بين الوحدات المختلفة لنفس النموذج بسبب الاختلاف في معلمات المكونات يمكن أن يصل أيضًا إلى 1...2%.

    خلال اختباراتنا نقوم بتغيير الحمل على الوحدة في خطوات صغيرة من 50 واط إلى أقصى حد ممكن وفي كل خطوة بعد إحماء قصير نقوم بقياس الطاقة التي تستهلكها الوحدة من الشبكة - نسبة الحمل الطاقة إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة تمنحنا الكفاءة. والنتيجة هي رسم بياني للكفاءة اعتمادًا على الحمل على الوحدة.


    وكقاعدة عامة، تزداد كفاءة تحويل مصادر الطاقة بسرعة مع زيادة الحمل، ووصوله إلى الحد الأقصى ثم انخفاضه ببطء. تعطي هذه اللاخطية نتيجة مثيرة للاهتمام: من وجهة نظر الكفاءة، كقاعدة عامة، يكون من المربح قليلاً شراء وحدة تكون قدرتها المقدرة كافية لقوة الحمل. إذا أخذت كتلة ذات احتياطي طاقة كبير، فسوف يقع حمل صغير عليها في منطقة الرسم البياني حيث لم تصل الكفاءة إلى الحد الأقصى بعد (على سبيل المثال، حمل بقوة 200 واط على الرسم البياني لـ 730-) كتلة واط المبينة أعلاه).

    عامل القوى

    كما تعلمون، في شبكة التيار المتردد يمكن اعتبار نوعين من الطاقة: نشطة ورد الفعل. تحدث الطاقة التفاعلية في حالتين - إما إذا كان تيار الحمل في الطور لا يتزامن مع جهد الشبكة (أي أن الحمل حثي أو سعوي بطبيعته)، أو إذا كان الحمل غير خطي. يعد مصدر طاقة الكمبيوتر حالة ثانية واضحة - إذا لم يتم اتخاذ أي تدابير إضافية، فإنه يستهلك التيار من التيار الكهربائي في نبضات قصيرة وعالية تتزامن مع الحد الأقصى لجهد التيار الكهربائي.

    في الواقع، تكمن المشكلة في أنه إذا تم تحويل الطاقة النشطة بالكامل في الكتلة إلى شغل (وهو ما نعني به في هذه الحالة كلاً من الطاقة التي توفرها الكتلة للحمل والتسخين الخاص بها)، فلن يتم استهلاك الطاقة التفاعلية فعليًا به على الإطلاق - يتم إعادته بالكامل إلى الشبكة. إذا جاز التعبير، فهو يسير ذهابًا وإيابًا بين محطة توليد الكهرباء والكتلة. لكنها تسخن الأسلاك التي تربطها ليس أسوأ من الطاقة النشطة. لذلك يحاولون التخلص من الطاقة التفاعلية قدر الإمكان.

    تعتبر الدائرة المعروفة باسم PFC النشط هي أكثر الوسائل فعالية لقمع القدرة التفاعلية. في جوهره، هذا عبارة عن محول نبضي، تم تصميمه بحيث يتناسب استهلاكه الحالي الفوري بشكل مباشر مع الجهد اللحظي في الشبكة - وبعبارة أخرى، فهو مصنوع خصيصًا خطيًا، وبالتالي يستهلك الطاقة النشطة فقط. من خرج A-PFC، يتم توفير الجهد إلى محول النبض الخاص بمصدر الطاقة، وهو نفس المحول الذي أنشأ سابقًا حملًا تفاعليًا مع عدم خطيته - ولكن نظرًا لأنه الآن جهد ثابت، فإن خطية المحول الثاني لم يعد يلعب دورا؛ تم فصله بشكل موثوق عن شبكة إمداد الطاقة ولم يعد بإمكانه التأثير عليه.

    لتقدير القيمة النسبية للقدرة التفاعلية، يتم استخدام مفهوم مثل عامل القدرة - وهي نسبة الطاقة النشطة إلى مجموع القوى النشطة والقوى التفاعلية (يُطلق على هذا المجموع أيضًا الطاقة الإجمالية). في مصدر الطاقة التقليدي يبلغ حوالي 0.65، وفي مصدر الطاقة مع A-PFC يبلغ حوالي 0.97...0.99، أي أن استخدام A-PFC يقلل الطاقة التفاعلية إلى الصفر تقريبًا.

    غالبًا ما يخلط المستخدمون وحتى المراجعون بين عامل الطاقة والكفاءة - على الرغم من أن كلاهما يصف كفاءة مصدر الطاقة، إلا أن هذا خطأ فادح للغاية. الفرق هو أن عامل الطاقة يصف كفاءة استخدام مزود الطاقة لشبكة التيار المتردد - ما هي نسبة الطاقة المارة من خلالها التي تستخدمها الوحدة لتشغيلها، والكفاءة هي كفاءة تحويل الطاقة المستهلكة من الشبكة إلى الطاقة الموردة للتحميل. إنهم غير مرتبطين ببعضهم البعض على الإطلاق، لأنه، كما هو مكتوب أعلاه، فإن الطاقة التفاعلية، التي تحدد قيمة عامل القدرة، لا يتم تحويلها ببساطة إلى أي شيء في الوحدة، ولا يمكن ربط مفهوم "كفاءة التحويل" بـ وبالتالي ليس له أي تأثير على الكفاءة.

    بشكل عام، A-PFC مفيد ليس للمستخدم، ولكن لشركات الطاقة، لأنه يقلل من الحمل على نظام الطاقة الناتج عن مصدر الطاقة للكمبيوتر بأكثر من الثلث - وعندما يكون هناك جهاز كمبيوتر على كل سطح مكتب، فإن هذا يترجم إلى أرقام ملحوظة جدا. في الوقت نفسه، بالنسبة لمستخدم منزلي عادي، لا يوجد فرق عمليًا، سواء كان مصدر الطاقة الخاص به يحتوي على A-PFC أم لا، حتى من وجهة نظر دفع ثمن الكهرباء - على الأقل في الوقت الحالي، تأخذ عدادات الكهرباء المنزلية فقط في الاعتبار النشطة قوة. ومع ذلك، فإن ادعاءات الشركات المصنعة حول كيفية مساعدة A-PFC لجهاز الكمبيوتر الخاص بك ليست أكثر من مجرد ضجيج تسويقي عادي.

    إحدى الفوائد الجانبية لـ A-PFC هي أنه يمكن تصميمه بسهولة للعمل على نطاق الجهد الكامل من 90 إلى 260 فولت، وبالتالي إنشاء مصدر طاقة عالمي يعمل على أي شبكة دون تبديل الجهد اليدوي. علاوة على ذلك، إذا كانت الوحدات المزودة بمفاتيح جهد التيار الكهربائي يمكن أن تعمل في نطاقين - 90...130 فولت و180...260 فولت، ولكن لا يمكن تشغيلها في النطاق من 130 إلى 180 فولت، فإن الوحدة المزودة بـ A-PFC تغطي جميع هذه التوترات في مجملها. ونتيجة لذلك، إذا اضطررت لسبب ما إلى العمل في ظروف مصدر طاقة غير مستقر، والذي غالبًا ما ينخفض ​​​​إلى أقل من 180 فولت، فإن الوحدة المزودة بـ A-PFC ستسمح لك إما بالاستغناء عن UPS تمامًا، أو زيادة الخدمة بشكل كبير عمر بطاريته.

    ومع ذلك، فإن A-PFC نفسه لا يضمن حتى الآن التشغيل في نطاق الجهد الكامل - ولا يمكن تصميمه إلا لنطاق 180...260 فولت. ويوجد هذا أحيانًا في الوحدات المخصصة لأوروبا، نظرًا لرفض النطاق الكامل - يسمح النطاق A-PFC بتقليل تكلفته قليلاً.

    بالإضافة إلى مركبات الكربون الكلورية فلورية النشطة، توجد أيضًا مركبات الكربون الكلورية فلورية السلبية في الكتل. إنها تمثل أبسط طريقة لتصحيح معامل القدرة - فهي مجرد مغو كبير متصل على التوالي بمصدر الطاقة. نظرًا لمحاثاتها، فإنها تعمل على تنعيم النبضات الحالية التي تستهلكها الوحدة قليلاً، وبالتالي تقليل درجة اللاخطية. تأثير P-PFC صغير جدًا - يزيد عامل الطاقة من 0.65 إلى 0.7...0.75، ولكن إذا كان تركيب A-PFC يتطلب تعديلًا جديًا لدوائر الجهد العالي للوحدة، فيمكن تركيب P-PFC تمت إضافتها دون أدنى صعوبة إلى أي مصدر طاقة موجود.

    في اختباراتنا، نحدد عامل قدرة الوحدة باستخدام نفس مخطط الكفاءة - مما يؤدي إلى زيادة قوة الحمل تدريجيًا من 50 وات إلى الحد الأقصى المسموح به. يتم عرض البيانات التي تم الحصول عليها على نفس الرسم البياني للكفاءة.

    العمل جنبا إلى جنب مع UPS

    لسوء الحظ، فإن A-PFC الموصوف أعلاه ليس له مزايا فحسب، بل له أيضًا عيب واحد - بعض تطبيقاته لا يمكن أن تعمل بشكل طبيعي مع مصادر الطاقة غير المنقطعة. في الوقت الذي يتحول فيه UPS إلى البطاريات، تزيد هذه A-PFCs من استهلاكها بشكل حاد، ونتيجة لذلك يتم تشغيل الحماية من التحميل الزائد في UPS ويتم إيقاف تشغيلها ببساطة.

    لتقييم مدى كفاية تنفيذ A-PFC في كل وحدة محددة، نقوم بتوصيله بـ APC SmartUPS SC 620VA UPS والتحقق من عملها في وضعين - أولاً عند تشغيلها من مصدر التيار الكهربائي، ثم عند التبديل إلى البطاريات. في كلتا الحالتين، تزداد قوة الحمل على الوحدة تدريجيًا حتى يضيء مؤشر التحميل الزائد على UPS.

    إذا كان مصدر الطاقة هذا متوافقًا مع UPS، فإن طاقة الحمل المسموح بها على الوحدة عند تشغيلها من التيار الكهربائي تكون عادةً 340...380 واط، وعند التبديل إلى البطاريات - أقل قليلاً، حوالي 320...340 واط. علاوة على ذلك، إذا كانت الطاقة أعلى في وقت التحول إلى البطاريات، فإن UPS تقوم بتشغيل مؤشر التحميل الزائد، ولكنها لا تنطفئ.

    إذا كانت الوحدة تعاني من المشكلة المذكورة أعلاه، فإن الطاقة القصوى التي توافق UPS على العمل معها على البطاريات تنخفض بشكل ملحوظ إلى أقل من 300 واط، وإذا تم تجاوزها، يتم إيقاف تشغيل UPS تمامًا في وقت التحول إلى البطاريات، أو بعد خمس إلى عشر ثواني . إذا كنت تخطط لشراء UPS، فمن الأفضل عدم شراء مثل هذه الوحدة.

    لحسن الحظ، في الآونة الأخيرة، هناك عدد أقل وأقل من الوحدات غير المتوافقة مع UPS. على سبيل المثال، إذا كانت كتل سلسلة PLN/PFN التابعة لمجموعة FSP تعاني من مثل هذه المشكلات، فسيتم تصحيحها بالكامل في سلسلة GLN/HLN التالية.

    إذا كنت تمتلك بالفعل وحدة غير قادرة على العمل بشكل طبيعي مع UPS، فهناك خياران (بالإضافة إلى تعديل الوحدة نفسها، الأمر الذي يتطلب معرفة جيدة بالإلكترونيات) - قم بتغيير الوحدة أو UPS. الأول، كقاعدة عامة، أرخص، حيث يجب شراء UPS مع احتياطي طاقة كبير جدًا على الأقل، أو حتى نوع عبر الإنترنت، وهو، بعبارة ملطفة، ليس رخيصًا وغير مبرر بأي شكل من الأشكال في البيت.

    ضجيج التسويق

    بالإضافة إلى الخصائص التقنية التي يمكن ويجب التحقق منها أثناء الاختبارات، غالبًا ما يرغب المصنعون في تزويد مصادر الطاقة بالكثير من النقوش الجميلة التي تحكي عن التقنيات المستخدمة فيها. في الوقت نفسه، يكون معناها مشوهًا في بعض الأحيان، وأحيانًا تافهًا، وأحيانًا تتعلق هذه التقنيات بشكل عام فقط بميزات الدوائر الداخلية للكتلة ولا تؤثر على معلماتها "الخارجية"، ولكنها تستخدم لأسباب تتعلق بالتصنيع أو التكلفة. بمعنى آخر، غالبًا ما تكون الملصقات الجميلة مجرد ضجيج تسويقي، وضجيج أبيض لا يحتوي على أي معلومات قيمة. معظم هذه العبارات ليس لها معنى كبير عند اختبارها تجريبيًا، ولكننا سنحاول أدناه سرد أهمها وأكثرها شيوعًا حتى يتمكن قراؤنا من فهم ما يتعاملون معه بشكل أكثر وضوحًا. إذا كنت تعتقد أننا فقدنا أيًا من النقاط المميزة، فلا تتردد في إخبارنا عنها، فبالتأكيد سنضيفها إلى المقالة.

    دوائر إخراج مزدوجة +12 فولت

    في الأيام الخوالي، كانت إمدادات الطاقة تحتوي على حافلة واحدة لكل جهد من جهد الخرج - +5 فولت، +12 فولت، +3.3 فولت واثنين من الفولتية السالبة، ولم تتجاوز الطاقة القصوى لكل حافلة 150.. .200 واط، وفقط في بعض وحدات الخادم القوية بشكل خاص، يمكن أن يصل الحمل على الناقل ذو الجهد الخامس إلى 50 أمبير، أي 250 واط. ومع ذلك، مع مرور الوقت، تغير الوضع - استمر إجمالي الطاقة التي تستهلكها أجهزة الكمبيوتر في النمو، وتحول توزيعها بين الحافلات نحو +12 فولت.

    في معيار ATX12V 1.3، وصل تيار الناقل +12 فولت الموصى به إلى 18 أمبير... وهنا بدأت المشاكل. لا، ليس مع زيادة التيار، لم تكن هناك مشاكل خاصة في ذلك، ولكن مع السلامة. والحقيقة هي أنه وفقًا لمعيار EN-60950، يجب ألا تتجاوز الطاقة القصوى للموصلات التي يمكن للمستخدم الوصول إليها مجانًا 240 فولت أمبير - ويُعتقد أن القوى العالية في حالة حدوث دوائر قصيرة أو فشل المعدات يمكن أن تؤدي على الأرجح إلى مشكلات مختلفة عواقب غير سارة، على سبيل المثال، النار. في حافلة 12 فولت، يتم تحقيق هذه الطاقة عند تيار 20 أمبير، في حين من الواضح أن موصلات الإخراج الخاصة بمصدر الطاقة تعتبر في متناول المستخدم مجانًا.

    نتيجة لذلك، عندما كان من الضروري زيادة تيار الحمل المسموح به بمقدار +12 فولت، قرر مطورو معيار ATX12V (أي Intel) تقسيم هذا الناقل إلى عدة، بتيار 18 أمبير لكل منهما (الفرق تم تضمين 2 A كهامش صغير). ولأسباب تتعلق بالسلامة فقط، لا توجد أي أسباب أخرى على الإطلاق لهذا القرار. والنتيجة المباشرة لذلك هي أن مزود الطاقة لا يحتاج فعليًا إلى أكثر من سكة +12 فولت على الإطلاق - بل يحتاج فقط إلى تشغيل الحماية إذا حاول تحميل أي من موصلاته بجهد 12 فولت بأكثر من 18 أمبير من التيار. هذا كل شئ. إن أبسط طريقة لتنفيذ ذلك هي تركيب عدة مجزئات داخل مصدر الطاقة، كل منها متصل بمجموعة الموصلات الخاصة به. إذا تجاوز التيار من خلال إحدى التحويلات 18 أ، يتم تشغيل الحماية. ونتيجة لذلك، فمن ناحية، لا يمكن أن تتجاوز الطاقة الموجودة على أي من الموصلات بشكل فردي 18 أمبير * 12 فولت = 216 فولت أمبير، ومن ناحية أخرى، قد تكون الطاقة الإجمالية التي يتم إزالتها من الموصلات المختلفة أكبر من هذا الرقم. وتتغذى الذئاب، وتأمن الغنم.

    لذلك - في الواقع - لا يتم العثور على مصادر الطاقة ذات القضبان أو الثلاثة أو الأربعة +12 فولت في الطبيعة. ببساطة لأنه ليس ضروريًا - لماذا تضع مجموعة من الأجزاء الإضافية داخل الكتلة، حيث تكون ضيقة جدًا بالفعل، بينما يمكنك القيام ببعض التحويلات ودائرة كهربائية دقيقة بسيطة تتحكم في الجهد الكهربائي عليها (وبما أننا نعرف مقاومة التحويلات، فهل يعني الجهد على الفور وبشكل لا لبس فيه حجم التيار المتدفق عبر التحويلة)؟

    ومع ذلك، فإن أقسام التسويق في الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة لا يمكنها تجاهل مثل هذه الهدية - والآن توجد أقوال على صناديق مصادر الطاقة حول كيف يساعد خطان +12 فولت في زيادة الطاقة والاستقرار. وإذا كان هناك ثلاثة أسطر...

    ولكن لا بأس إذا كان هذا كل ما في الأمر. أحدث صيحات الموضة هو مصادر الطاقة التي يوجد فيها فصل للخطوط، ولكن الأمر كما لو لم يكن كذلك. مثله؟ الأمر بسيط للغاية: بمجرد أن يصل التيار على أحد الخطوط إلى 18 أ، يتم إيقاف الحماية من الحمل الزائد. ونتيجة لذلك، من ناحية، فإن النقش المقدس "قضبان ثلاثية 12 فولت لقوة واستقرار غير مسبوقين" لا يختفي من الصندوق، ومن ناحية أخرى، يمكنك إضافة بعض الهراء بجانبه بنفس الخط الذي، إذا من الضروري دمج الخطوط الثلاثة في خط واحد. هراء - لأنه، كما ذكر أعلاه، لم يتم فصلهم أبدا. من المستحيل بشكل عام فهم العمق الكامل لـ "التكنولوجيا الجديدة" من وجهة نظر فنية: في الواقع، يحاولون أن يقدموا لنا غياب تقنية ما على أنه وجود تقنية أخرى.

    من بين الحالات المعروفة لنا حتى الآن، تمت الإشارة إلى شركتي Topower وSeasonic، وكذلك العلامات التجارية التي تبيع وحداتها تحت علامتها التجارية الخاصة، على التوالي، في مجال تعزيز "الحماية الذاتية التبديل" للجماهير.

    حماية ماس كهربائى (SCP)

    كتلة حماية ماس كهربائى الناتج. إلزامية وفقا للوثيقة دليل تصميم مصدر الطاقة ATX12V- مما يعني أنه موجود في جميع الكتل التي تدعي أنها تتوافق مع المعيار. حتى تلك التي لا يوجد بها نقش "SCP" على الصندوق.

    حماية الطاقة الزائدة (الحمل الزائد) (OPP)

    الحماية ضد الحمل الزائد للوحدة على أساس إجمالي الطاقة عبر جميع النواتج. إلزامي.

    حماية التيار الزائد (OCP)

    الحماية ضد التحميل الزائد (ولكن ليس بعد ماس كهربائى) لأي من مخرجات الوحدة بشكل فردي. موجود في العديد من الكتل، ولكن ليس كلها - وليس لجميع المخرجات. ليس إلزاميا.

    الحماية من درجة الحرارة الزائدة (OTP)

    الحماية ضد ارتفاع درجة حرارة الكتلة. إنها ليست شائعة جدًا وليست إلزامية.

    حماية الجهد الزائد (OVP)

    الحماية ضد تجاوز الفولتية الناتج. إنها إلزامية، ولكنها في الواقع مصممة في حالة حدوث خلل خطير في الوحدة - يتم تشغيل الحماية فقط عندما يتجاوز أي من الفولتية الناتجة القيمة الاسمية بنسبة 20...25٪. بمعنى آخر، إذا كانت وحدتك تنتج 13 فولت بدلاً من 12 فولت، فمن المستحسن استبدالها في أسرع وقت ممكن، ولكن ليس من الضروري أن تعمل حمايتها، لأنها مصممة لمواقف أكثر خطورة تهدد بالفشل الفوري للمعدات متصل بالوحدة.

    حماية الجهد المنخفض (UVP)

    الحماية ضد التقليل من الفولتية الناتج. بالطبع، الجهد المنخفض للغاية، على عكس الجهد العالي للغاية، لا يؤدي إلى عواقب وخيمة للكمبيوتر، ولكنه يمكن أن يسبب فشل، على سبيل المثال، في تشغيل القرص الصلب. مرة أخرى، يتم تفعيل الحماية عندما ينخفض ​​الجهد بنسبة 20...25%.

    كم نايلون

    أنابيب النايلون المضفرة الناعمة التي يتم فيها إخفاء أسلاك الإخراج الخاصة بمصدر الطاقة - فهي تسهل قليلاً وضع الأسلاك داخل وحدة النظام، مما يمنعها من التشابك.

    لسوء الحظ، انتقل العديد من الشركات المصنعة من الفكرة الجيدة بلا شك المتمثلة في استخدام أنابيب النايلون إلى الأنابيب البلاستيكية السميكة، والتي غالبًا ما يتم استكمالها بطبقة من الطلاء تتوهج في الضوء فوق البنفسجي. إن توهج الطلاء هو بالطبع مسألة ذوق، لكن أسلاك إمداد الطاقة لا تحتاج إلى حماية أكثر من حاجة السمكة إلى مظلة. لكن الأنابيب السميكة تجعل الكابلات مرنة وغير مرنة، الأمر الذي لا يمنعها من وضعها في العلبة فحسب، بل يشكل ببساطة خطرا على موصلات الطاقة، التي تتحمل قوة كبيرة من الكابلات التي تقاوم الانحناء.

    غالبًا ما يتم ذلك من أجل تحسين تبريد وحدة النظام - لكنني أؤكد لك أن تعبئة أسلاك إمداد الطاقة في الأنابيب لها تأثير ضئيل جدًا على تدفق الهواء داخل العلبة.

    دعم وحدة المعالجة المركزية ثنائية النواة

    في الواقع، ليس أكثر من تسمية جميلة. لا تتطلب المعالجات ثنائية النواة أي دعم خاص من مصدر الطاقة.

    دعم SLI وCrossFire

    علامة جميلة أخرى تشير إلى وجود عدد كافٍ من موصلات الطاقة لبطاقة الفيديو والقدرة على إنتاج طاقة تعتبر كافية لتشغيل نظام SLI. لا شيء آخر.

    في بعض الأحيان تتلقى الشركة المصنعة للكتلة نوعا من الشهادة المقابلة من الشركة المصنعة لبطاقة الفيديو، لكن هذا لا يعني أي شيء آخر غير توفر الموصلات المذكورة أعلاه والطاقة العالية - وغالبا ما يتجاوز الأخير بشكل كبير احتياجات نظام SLI أو CrossFire النموذجي. بعد كل شيء، تحتاج الشركة المصنعة إلى تبرير المشترين بطريقة أو بأخرى الحاجة إلى شراء كتلة من الطاقة العالية بجنون، فلماذا لا تفعل ذلك عن طريق لصق علامة "SLI Certified" عليها فقط؟..

    مكونات الطبقة الصناعية

    مرة أخرى تسمية جميلة! كقاعدة عامة، تعني المكونات الصناعية الأجزاء التي تعمل في نطاق واسع من درجات الحرارة - ولكن بصراحة، لماذا يتم وضع دائرة كهربائية صغيرة في مصدر الطاقة يمكنها العمل في درجات حرارة تتراوح من -45 درجة مئوية إذا كانت هذه الوحدة لا تزال غير معرضة لدرجات الحرارة المرتفعة. بارد؟ .

    في بعض الأحيان تعني المكونات الصناعية المكثفات المصممة للعمل في درجات حرارة تصل إلى 105 درجة مئوية، ولكن هنا، بشكل عام، كل شيء عادي أيضًا: المكثفات في دوائر الخرج الخاصة بمصدر الطاقة، والتي يتم تسخينها من تلقاء نفسها، وحتى الموجودة بجوار الاختناقات الساخنة ، مصممة دائمًا عند درجة حرارة قصوى تبلغ 105 درجة مئوية. وبخلاف ذلك، فإن عمرها التشغيلي قصير للغاية (بطبيعة الحال، تكون درجة الحرارة في مصدر الطاقة أقل بكثير من 105 درجة مئوية، ولكن المشكلة هي أن أيستؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تقليل عمر المكثفات - ولكن كلما ارتفعت درجة حرارة التشغيل القصوى المسموح بها للمكثف، قل تأثير التسخين على عمره).

    تعمل مكثفات الإدخال ذات الجهد العالي عمليًا في درجة الحرارة المحيطة، لذا فإن استخدام مكثفات أرخص قليلاً بدرجة 85 درجة لا يؤثر على عمر مصدر الطاقة بأي شكل من الأشكال.

    تصميم تحويل متقدم مزدوج للأمام

    يعد جذب المشتري بكلمات جميلة ولكن غير مفهومة تمامًا هواية مفضلة لأقسام التسويق.

    في هذه الحالة، نحن نتحدث عن طوبولوجيا مصدر الطاقة، أي المبدأ العام لبناء دائرته. هناك عدد كبير جدًا من الطبولوجيا المختلفة - لذلك، بالإضافة إلى المحول الأمامي الفعلي ثنائي الدورة الترانزستور، في وحدات الكمبيوتر، يمكنك أيضًا العثور على محولات أمامية أحادية الترانزستور أحادية الدورة، بالإضافة إلى محولات دفع نصف جسر. سحب المحولات إلى الأمام. كل هذه المصطلحات تهم متخصصي الإلكترونيات فقط، أما بالنسبة للمستخدم العادي فهي لا تعني شيئًا في الأساس.

    يتم تحديد اختيار طوبولوجيا معينة لإمدادات الطاقة لأسباب عديدة - نطاق وسعر الترانزستورات ذات الخصائص الضرورية (وهي تختلف بشكل كبير اعتمادًا على الهيكل)، والمحولات، ودوائر التحكم الدقيقة... على سبيل المثال، ترانزستور أحادي للأمام الإصدار بسيط ورخيص، ولكنه يتطلب استخدام ترانزستور عالي الجهد وثنائيات عالية الجهد عند خرج الكتلة، لذلك يتم استخدامه فقط في الكتل منخفضة الطاقة الرخيصة (تكلفة الثنائيات عالية الجهد والثنائيات عالية الجهد). ترانزستورات الطاقة عالية جدًا). يعد إصدار الدفع والسحب نصف الجسر أكثر تعقيدًا بعض الشيء ، لكن الجهد الموجود على الترانزستورات فيه أقل بمقدار النصف... بشكل عام ، يتعلق الأمر بشكل أساسي بتوافر المكونات الضرورية وتكلفةها. على سبيل المثال، يمكننا أن نتوقع بثقة أن المقومات المتزامنة ستبدأ عاجلاً أم آجلاً في استخدامها في الدوائر الثانوية لإمدادات الطاقة بالكمبيوتر - لا يوجد شيء جديد بشكل خاص في هذه التكنولوجيا، فهي معروفة منذ فترة طويلة، فهي مكلفة للغاية و الفوائد التي تقدمها لا تغطي التكاليف.

    تصميم محول مزدوج

    إن استخدام محولي الطاقة، الموجود في مصادر الطاقة عالية الطاقة (عادة من كيلووات) - كما في الفقرة السابقة، هو حل هندسي بحت، وهو في حد ذاته، بشكل عام، لا يؤثر على خصائص الوحدة بأي طريقة ملحوظة - في بعض الحالات يكون من الملائم أكثر توزيع القوة الكبيرة للوحدات الحديثة على محولين. على سبيل المثال، إذا لم يكن من الممكن ضغط محول طاقة كامل في أبعاد ارتفاع الوحدة. ومع ذلك، تقدم بعض الشركات المصنعة طوبولوجيا ثنائية المحولات، مما يسمح لها بتحقيق قدر أكبر من الاستقرار والموثوقية وما إلى ذلك، وهو ليس صحيحًا تمامًا.

    RoHS (الحد من المواد الخطرة)

    توجيه جديد للاتحاد الأوروبي يقيد استخدام عدد من المواد الخطرة في المعدات الإلكترونية اعتبارًا من 1 يوليو 2006. تم حظر الرصاص والزئبق والكادميوم والكروم سداسي التكافؤ ومركبين من البروميد - وهذا يعني بالنسبة لإمدادات الطاقة، أولاً وقبل كل شيء، الانتقال إلى اللحام الخالي من الرصاص. من ناحية، بالطبع، نحن جميعًا من أجل البيئة وضد المعادن الثقيلة - ولكن من ناحية أخرى، قد يكون للانتقال المفاجئ إلى استخدام مواد جديدة عواقب غير سارة للغاية في المستقبل. وبالتالي، فإن الكثيرين يدركون جيدًا قصة محركات الأقراص الثابتة Fujitsu MPG، حيث كان سبب الفشل الهائل لوحدات التحكم Cirrus Logic هو تغليفها في علب مصنوعة من المركب الجديد "الصديق للبيئة" من Sumitomo Bakelite: المكونات المضمنة فيه ساهمت في هجرة النحاس والفضة وتكوين وصلات وصل بين المسارات داخل جسم الشريحة، مما أدى إلى فشل الشريحة بشكل شبه مؤكد بعد عام أو عامين من التشغيل. تم إيقاف المجمع، وتبادل المشاركون في القصة مجموعة من الدعاوى القضائية، ولم يتمكن أصحاب البيانات التي ماتت مع محركات الأقراص الثابتة إلا من مشاهدة ما كان يحدث.

    المعدات المستخدمة

    بالطبع، الأولوية الأولى عند اختبار مصدر الطاقة هي التحقق من تشغيله عند قوى حمل مختلفة، حتى الحد الأقصى. لفترة طويلة، في مراجعات مختلفة، استخدم المؤلفون أجهزة كمبيوتر عادية لهذا الغرض، حيث تم تثبيت الوحدة قيد الاختبار. كان لهذا المخطط عيبان رئيسيان: أولا، ليس من الممكن التحكم في الطاقة المستهلكة من الكتلة بأي طريقة مرنة، وثانيا، من الصعب تحميل الكتل التي لديها احتياطي طاقة كبير بشكل مناسب. أصبحت المشكلة الثانية واضحة بشكل خاص في السنوات الأخيرة، عندما بدأ مصنعو إمدادات الطاقة سباقًا حقيقيًا للحصول على أقصى قدر من الطاقة، ونتيجة لذلك تجاوزت إمكانيات منتجاتهم بكثير احتياجات الكمبيوتر النموذجي. بالطبع، يمكننا القول أنه نظرًا لأن الكمبيوتر لا يتطلب طاقة تزيد عن 500 واط، فلا فائدة من اختبار الوحدات بأحمال أعلى - من ناحية أخرى، نظرًا لأننا بدأنا بشكل عام في اختبار المنتجات ذات الطاقة المقدرة الأعلى، سيكون من الغريب على الأقل أنه ليس من الممكن اختبار أدائها رسميًا عبر نطاق التحميل المسموح به بالكامل.

    لاختبار مصادر الطاقة في مختبرنا، نستخدم حملاً قابلاً للتعديل مع التحكم في البرنامج. يعتمد النظام على خاصية معروفة لترانزستورات تأثير المجال للبوابة المعزولة (MOSFETs): فهي تحد من تدفق التيار عبر دائرة مصدر الصرف اعتمادًا على جهد البوابة.

    الموضح أعلاه هو أبسط دائرة لمثبت التيار على ترانزستور ذو تأثير المجال: من خلال توصيل الدائرة بمصدر طاقة بجهد خرج +V وتدوير مقبض المقاوم المتغير R1، نقوم بتغيير الجهد عند بوابة الترانزستور VT1، وبالتالي تغيير التيار الذي يتدفق عبره - من الصفر إلى الحد الأقصى (يتم تحديده بواسطة خصائص الترانزستور و/أو مصدر الطاقة الذي يتم اختباره).

    ومع ذلك، فإن مثل هذا المخطط ليس مثاليا للغاية: عندما يتم تسخين الترانزستور، فإن خصائصه "تطفو"، مما يعني أن التيار سوف يتغير أيضا، على الرغم من أن جهد التحكم عند البوابة سيبقى ثابتا. لمكافحة هذه المشكلة، تحتاج إلى إضافة المقاوم الثاني R2 ومكبر الصوت التشغيلي DA1 إلى الدائرة:

    عندما يكون الترانزستور في وضع التشغيل، يتدفق التيار I عبر دائرة مصدر التصريف والمقاوم R2. الجهد عند الأخير متساوي حسب قانون أوم U=R2*I. من المقاوم يتم توفير هذا الجهد إلى المدخلات المقلوبة لمكبر الصوت التشغيلي DA1 ؛ يتلقى الإدخال غير المقلوب لنفس المضخم التشغيلي جهد التحكم U1 من المقاوم المتغير R1. خصائص أي مضخم تشغيلي هي أنه عند تشغيله بهذه الطريقة، يحاول الحفاظ على الجهد عند مدخلاته كما هو؛ يقوم بذلك عن طريق تغيير جهد الخرج، والذي يذهب في دائرتنا إلى بوابة ترانزستور التأثير الميداني، وبالتالي ينظم التيار المتدفق عبره.

    لنفترض أن المقاومة R2 = 1 أوم، وقمنا بضبط الجهد عند المقاوم R1 على 1 فولت: ثم سيغير المضخم جهد الخرج الخاص به بحيث ينخفض ​​المقاوم R2 أيضًا بمقدار 1 فولت - وفقًا لذلك، سيتم ضبط التيار على 1 فولت / 1 أوم = 1 أ. إذا قمنا بضبط R1 على جهد 2 فولت، فسوف يستجيب المضخم التشغيلي عن طريق ضبط التيار I = 2 أ، وهكذا. إذا تغير التيار I، وبالتالي الجهد عبر المقاوم R2 بسبب تسخين الترانزستور، فسوف يقوم المضخم التشغيلي على الفور بضبط جهد الخرج الخاص به لإعادتهما مرة أخرى.

    كما ترون، لقد تلقينا حملًا ممتازًا يمكن التحكم فيه، والذي يسمح لك بسلاسة، من خلال تدوير مقبض واحد، بتغيير التيار في النطاق من الصفر إلى الحد الأقصى، وبمجرد ضبطه، يتم الحفاظ على قيمته تلقائيًا للمدة المطلوبة، وفي الوقت نفسه، فهو أيضًا مضغوط جدًا. مثل هذا المخطط، بطبيعة الحال، هو ترتيب من حيث الحجم أكثر ملاءمة من مجموعة ضخمة من المقاومات منخفضة المقاومة، متصلة في مجموعات بمصدر الطاقة الذي يتم اختباره.

    يتم تحديد الحد الأقصى للطاقة التي يتبددها الترانزستور من خلال مقاومته الحرارية والحد الأقصى لدرجة الحرارة المسموح بها للبلورة ودرجة حرارة المبرد المثبت عليه. يستخدم تركيبنا ترانزستورات المعدل الدولي IRFP264N (PDF، 168 كيلو بايت) مع درجة حرارة بلورية مسموحة تبلغ 175 درجة مئوية ومقاومة حرارية من الكريستال إلى المبدد الحراري تبلغ 0.63 درجة مئوية/واط، ويتيح لنا نظام التبريد الخاص بالتركيب الحفاظ على درجة حرارة المبرد تحت الترانزستور في حدود 80 درجة مئوية (نعم، المراوح المطلوبة لهذا صاخبة جدًا...). وبالتالي، فإن الطاقة القصوى التي يتبددها ترانزستور واحد هي (175-80)/0.63 = 150 واط. لتحقيق الطاقة المطلوبة، يتم استخدام الاتصال المتوازي للعديد من الأحمال الموصوفة أعلاه، والتي يتم توفير إشارة التحكم لها من نفس DAC؛ يمكنك أيضًا استخدام التوصيل المتوازي لترانزستورين بمضخم تشغيلي واحد، وفي هذه الحالة يزيد الحد الأقصى لتبديد الطاقة بمقدار مرة ونصف مقارنة بترانزستور واحد.

    لم يتبق سوى خطوة واحدة لمنصة اختبار مؤتمتة بالكامل: استبدل المقاوم المتغير بـ DAC الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر - وسنكون قادرين على ضبط الحمل برمجيًا. من خلال توصيل العديد من هذه الأحمال بـ DAC متعدد القنوات والتركيب الفوري لـ ADC متعدد القنوات الذي يقيس جهد الخرج للوحدة قيد الاختبار في الوقت الفعلي، سنحصل على نظام اختبار كامل لاختبار مصادر طاقة الكمبيوتر على كامل نطاق الأحمال المسموح بها وأي مجموعات منها:

    الصورة أعلاه توضح نظام الاختبار الخاص بنا في شكله الحالي. في الكتلتين العلويتين من المشعات، المبردة بواسطة مراوح قوية ذات حجم قياسي 120x120x38 ملم، توجد ترانزستورات تحميل لقنوات 12 فولت؛ يقوم المبرد الأكثر تواضعًا بتبريد ترانزستورات الحمل لقنوات +5 فولت و +3.3 فولت، وفي الكتلة الرمادية، المتصلة بواسطة كابل بمنفذ LPT بجهاز كمبيوتر التحكم، توجد DAC و ADC المذكورة أعلاه والإلكترونيات ذات الصلة . بأبعاد 290 × 270 × 200 مم، يسمح لك باختبار مصادر الطاقة بقدرة تصل إلى 1350 واط (ما يصل إلى 1100 واط في الحافلة +12 فولت وما يصل إلى 250 واط في الحافلات +5 فولت و+3.3 فولت).


    للتحكم في الحامل وأتمتة بعض الاختبارات، تم كتابة برنامج خاص، تظهر لقطة الشاشة أعلاه. تسمح:

    اضبط الحمل يدويًا على كل قناة من القنوات الأربع المتاحة:

    القناة الأولى +12 فولت، من 0 إلى 44 أمبير؛
    القناة الثانية +12 فولت، من 0 إلى 48 أمبير؛
    قناة +5 فولت، من 0 إلى 35 أمبير؛
    القناة +3.3 فولت، من 0 إلى 25 أمبير؛

    مراقبة جهد مصدر الطاقة الذي تم اختباره على الحافلات المحددة في الوقت الفعلي؛
    قياس ورسم خصائص التحميل المتبادل (CLC) تلقائيًا لمصدر طاقة محدد؛
    قياس ورسم الرسوم البيانية لكفاءة وعامل الطاقة للوحدة تلقائيًا اعتمادًا على الحمل؛
    في الوضع شبه التلقائي، قم بإنشاء رسوم بيانية لاعتماد سرعات مروحة الوحدة على الحمل؛
    قم بمعايرة التثبيت في الوضع شبه التلقائي للحصول على النتائج الأكثر دقة.

    من الأمور ذات القيمة الخاصة، بالطبع، البناء التلقائي للرسوم البيانية KNH: فهي تتطلب قياس جهد الخرج للوحدة لجميع مجموعات الأحمال المسموح بها، مما يعني عددًا كبيرًا جدًا من القياسات - لإجراء مثل هذا الاختبار يدويًا. تتطلب قدرًا لا بأس به من المثابرة وفائضًا من وقت الفراغ. يقوم البرنامج، استنادا إلى خصائص جواز السفر للكتلة المدخلة فيه، ببناء خريطة للأحمال المسموح بها ثم يمر بها في فترة زمنية معينة، في كل خطوة يقيس الفولتية الناتجة عن الكتلة ويرسمها على الرسم البياني ; وتستغرق العملية بأكملها من 15 إلى 30 دقيقة، اعتمادًا على قوة الوحدة وخطوة القياس - والأهم من ذلك أنها لا تتطلب تدخلًا بشريًا.



    قياسات الكفاءة ومعامل القدرة


    لقياس كفاءة الوحدة وعامل الطاقة الخاص بها، يتم استخدام معدات إضافية: يتم توصيل الوحدة قيد الاختبار بشبكة 220 فولت من خلال تحويلة، ويتم توصيل راسم الذبذبات Velleman PCSU1000 بالتحويلة. وعليه نرى على شاشتها مخطط ذبذبات للتيار الذي تستهلكه الوحدة، مما يعني أنه يمكننا حساب الطاقة التي تستهلكها من الشبكة، ومعرفة قوة الحمل التي قمنا بتثبيتها على الوحدة، وكفاءتها. يتم إجراء القياسات في الوضع التلقائي بالكامل: يمكن لبرنامج PSUCheck الموصوف أعلاه تلقي جميع البيانات اللازمة مباشرة من برنامج راسم الذبذبات المتصل بالكمبيوتر عبر واجهة USB.

    لضمان أقصى قدر من الدقة للنتيجة، يتم قياس طاقة الخرج للوحدة مع الأخذ في الاعتبار التقلبات في الفولتية الخاصة بها: على سبيل المثال، إذا انخفض جهد الخرج للحافلة +12 فولت إلى 11.7 فولت تحت حمل 10 أمبير، فإن الجهد المقابل المصطلح عند حساب الكفاءة سيكون مساوياً لـ 10 أ * 11.7 فولت = 117 واط.


    راسم الذبذبات Velleman PCSU1000


    يتم استخدام نفس راسم الذبذبات أيضًا لقياس نطاق التموج لجهد خرج مصدر الطاقة. يتم إجراء القياسات على حافلات +5 فولت و+12 فولت و+3.3 فولت عند الحد الأقصى للحمل المسموح به على الوحدة، ويتم توصيل مرسمة الذبذبات باستخدام دائرة تفاضلية بمكثفين تحويليين (هذا هو الاتصال الموصى به في دليل تصميم مزود الطاقة ATX):



    قياس تموج الذروة إلى الذروة


    إن راسم الذبذبات المستخدم عبارة عن قناة ثنائية القناة؛ وبالتالي، يمكن قياس سعة التموج على ناقل واحد فقط في المرة الواحدة. للحصول على صورة كاملة، نكرر القياسات ثلاث مرات، ويتم دمج مخططات الذبذبات الثلاثة الناتجة - واحد لكل من الحافلات الثلاثة التي يتم رصدها - في صورة واحدة:


    تتم الإشارة إلى إعدادات راسم الذبذبات في الزاوية اليسرى السفلية من الصورة: في هذه الحالة، يكون المقياس الرأسي 50 مللي فولت/div، والمقياس الأفقي هو 10 μs/div. كقاعدة عامة، لم يتغير المقياس الرأسي في جميع قياساتنا، لكن المقياس الأفقي يمكن أن يتغير - بعض الكتل لها تموجات منخفضة التردد عند الخرج، والتي نقدم لها مخطط ذبذبات آخر، بمقياس أفقي قدره 2 مللي ثانية / div.

    يتم قياس سرعة مراوح الوحدة - اعتمادًا على الحمل عليها - في وضع شبه تلقائي: لا يحتوي مقياس سرعة الدوران البصري Velleman DTO2234 الذي نستخدمه على واجهة مع الكمبيوتر، لذا يجب إدخال قراءاته يدويًا. خلال هذه العملية تتغير قوة التحميل على الوحدة في خطوات من 50 واط إلى الحد الأقصى المسموح به، وفي كل خطوة يتم الاحتفاظ بالوحدة لمدة 20 دقيقة على الأقل، وبعد ذلك يتم قياس سرعة دوران مروحتها.


    وفي الوقت نفسه، نقيس الزيادة في درجة حرارة الهواء الذي يمر عبر الكتلة. يتم إجراء القياسات باستخدام مقياس الحرارة المزدوج الحراري Fluke 54 II ثنائي القناة، حيث يحدد أحد المستشعرات درجة حرارة الهواء في الغرفة، والآخر - درجة حرارة الهواء الخارج من مصدر الطاقة. للحصول على تكرار أكبر للنتائج، نعلق المستشعر الثاني على حامل خاص بارتفاع ومسافة ثابتين إلى الوحدة - وبالتالي، في جميع الاختبارات، يكون المستشعر في نفس الوضع بالنسبة إلى مصدر الطاقة، مما يضمن ظروفًا متساوية للجميع المشاركين في الاختبار.

    يعرض الرسم البياني النهائي في نفس الوقت سرعات المروحة والفرق في درجات حرارة الهواء - وهذا يسمح، في بعض الحالات، بتقييم الفروق الدقيقة في تشغيل نظام تبريد الوحدة بشكل أفضل.

    إذا لزم الأمر، يتم استخدام مقياس رقمي متعدد Uni-Trend UT70D للتحكم في دقة القياسات ومعايرة التثبيت. تتم معايرة التثبيت من خلال عدد تعسفي من نقاط القياس الموجودة في أقسام تعسفية من النطاق المتاح - بمعنى آخر، لمعايرة الجهد، يتم توصيل مصدر طاقة قابل للتعديل به، حيث يتغير جهد الخرج بخطوات صغيرة من 1.. .2 فولت إلى الحد الأقصى الذي يتم قياسه عن طريق التثبيت على قناة معينة. في كل خطوة، يتم إدخال قيمة الجهد الدقيقة التي يظهرها المقياس المتعدد في برنامج التحكم في التثبيت، والذي يقوم البرنامج على أساسه بحساب جدول التصحيح. تسمح طريقة المعايرة هذه بدقة قياس جيدة عبر نطاق القيم المتاح بالكامل.

    قائمة التغييرات في منهجية الاختبار


    30/10/2007 - النسخة الأولى من المقال
    أخبر الأصدقاء