Компютърно захранване - Статии - Публикации

Компютърното захранванe (PSU)

Компютърното захранване е един от най-важните компоненти на един компютър, но за съжаление на него му се обръща най-малко внимание. Голяма част от компютърните ентусиасти са наясно с важността на захранването, но средният потребител не е запознат. Като цяло повечето потребители се запознават само формално с неговата основна характеристика - мощността и до там.
Компютърното захранване обезпечава работата на всички компоненти в един компютър. Последствията от нестабилно функциониращите захранвания могат да са аналогични за компютърните компоненти, а подаването на несъответстващо напрежение може да се отрази катастрофално за някои от тях и да доведе до тяхното унищожаване. Именно за това е важно да обърнете внимание на всичките характеристики на вашето захранване и да се уверите, че те отговарят на качеството, което ще ви е необходимо за да осигурите нормална работа на компютъра, а не посещения в сервизите за компютри (нямам нищо против сервизите, напротив даже желая да съм в такъв, но като работник, а не като клиент).

Power Factor Correction (PFC)

Според това какъв тип корекция на фактора на мощността - Power Factor Correction (PFC) притежават, блоковите захранвания се делят на такива с активен и пасивен тип :
Пасивният тип притежават дросел, който регулира/изглажда пулсациите на напрежението. Ефективността на този тип е по-ниска в сравнение с активния и се използва при нискобюджетните конфигурации.
Активният тип притежава допълнителна платка, която се явява като още един източник на импулсно захранване. При този вид корекция се контролира консумираната мощност от товара, за да се постигне фактор на мощността близък до единица(в повечето случаи при активната корекция се контролира входния ток, така че формата на вълната на тока да е пропорционална на формата на вълната на напрежението) или с други думи се осигурява идеалния коефициент мощност, като се стабилизира входното напрежение и устройството става значително по-малко чувствително към ниско напрежение и " поглъща " прекъсванията на напрежението. С активен тип са моделите висококачествени захранвания на известни производители : Seasonic , Chieftec , HighPower , FSP , ASUS , CoolerMaster , Zalman.
Забележка: Възможно е да се проявят конфликти между PSU с активно PFC и някои UPS (непрекъсваеми токозахранващи устройства).

АТХ (Advanced Technology eXtended) компютърни захранвания

Стандартните компютърни захранвания са т.нар АТХ и са с универсален 20+4 пинов конектор към дънната платка, както и останалите конектори показани на снимката долу.
ATX12V v1.0-v2.3: ATX (Advanced Technology eXtended) PSU стандарти са най-вече за настолни компютри и се поддържат от Intel Corporation. През февруари 2000 г., ATX12V v1.0 стартира със сериозни промени настъпили през февруари 2003 г. (v2.0), когато главния конектор е променен от 20 пинов на 24-пинов. През март 2007 г. в употреба навлиза вече ATX 12V v2.3.

Конектори

Главен конектор

Това е основният, който се включва към дънната платка . Вариращи от 20, 20 +4, и 24-пинов (новия стандарт). Избягвайте 20-пинови конектори, тъй като те се отнасят до стария ATX стандарт; всички съвременни системи за игри - освен ако няма изключения - ще използват 24-пинови конектори. PCI Express слотовете изискват 75W мощност, а по-старите захранвания с 20-пинов конектор не са в състояние да им я осигурят. Именно затова се добавят четирите допълнителни пина, които същевременно с 12V линии успяват да осигурят необходимата мощност. Закупуването на 20 +4 пинов тип е препоръчително, ако използвате PSU за тестване на различни машини, които могат да бъдат стари или нови, това ще ви улесни за по-добро "тестване".

+12V линия

+12V линия е използвана за описание на отделните напрежения в захранването. С увеличението на мощността на процесорите, устройствата и вентилаторите в една система, нараства и нуждата от по-високо ниво на мощност осигурявана от 12V линии. При по-високи нива на ампераж/сила на тока/ обаче, способността на захранването да генерира от променливо - стабилно напрежение е по-трудно. За да се предотврати това, стандартът към настоящия момент за всяко захранване изисква 12V да бъде разделена на две отделни линии, и това дава възможност да се осигури по-голяма мощност и увеличаване на стабилността едновременно. Има захранвания с повече от две независими линии осигуряващи по-голяма стабилност. +12 V линии осигуряват мощност за няколко различни устройства, по важните от които са съвременните видеокарти и 4/8 пиновия конектор за процесора.

SATA Power

Тези конектори се използват за свързване на устройствата за съхранение. Те са ground/земя (черен), 3.3V (оранжев), 5V (червен), и +12 V (жълт). За да се осигури SATA мощност на устройствата са нужни само червения, жълтия и черния. SATA стандартът може да изисква захранванията да притежават и 3.3V конектор, така че ако си закупувате ново захранване се уверете, че SATA конекторите притежават и оранжевия кабел.

PCI-Express

Този конектор се използва за видеокарти. Уверете се, че вашето PSU е оборудвано с достатъчно PCI-E конектора, за да достави енергия за взискателните карти. 6+2 пиновата версия на този конектор е същата като на 6-пиновата версия, но с добавени като екстра допълнителни пинове (и двата са обозначени като ground(земя)).
Много от мощните видеокарти изискват 8-пинов (6 +2) вариант на PCI-E конектора, така че обърнете внимание дали вашето захранване притежава такъв, като си поръчате видеокарта от този вид, защото при липсата му ще трябва да го замените с подходящо.

*Sense0 и Sense1 пинове формират кода, който казва на видеокартата кой вид от конектора е свободен, когато и двата са земя(ground-черен цвят), то показва на видеокартата, че 8-ия пин се използва. Това е причината на 8-пиновия конектор, 4 и 6 да са земя.

Разновидности на ATX

Наименование на PSU	Приложимост	Форм фактор на корпуса	Особености	Мощност
ATX	Настолни компютри	Mini, Midle, Full (Big)Tower	Остаряващи ATX използват стандартните конектори за периферни устройства и 20 пинов конектор към дънната платка, както и два допълнителни волтажа +3.3V и +5VSB, познати като standby power, които при изключен компютър остават включени, това позволява на компютъра да сe изключва сам, без да натискате бутона за включване/изключване.
ATX 12V	Настолни компютри	Mini, Midle, Full (Big)Tower	Най-разпространени	до 600W и повече
SFX 12V	Малки модели компютри	Micro ATX, Flex ATX	Възможност да се замени с ATX, ако корпусът позволява, поради идентичните характеристики. Тук липсва само -5 V линия, която се използва от карти с разширителен ISA слот, но не е съвместима с модерния хардуер, и се намаля производителността.	130-270W
TFX 12V	Системи с малък форм-фактор	SFX	Имат удължена форма.(D) × (W) × (H) (146×83×64 mm). Замяната е възможна само със същия тип TFX. Конекторите са идентични с тези на ATX.	130-270W
EPS 12V	Сървъри		EPS12V v2.1-v2.92: EPS (Entry-level Power Supply) стандарт се поддържа от SSI (Server System Infrastructure) група. Нейната текущата версия е "EPS12V Power Supply Design Guide, V2.92" . EPS стандартът е предназначен за многоядрени системи(Core 2, Core i7, Opteron, Xeon)-сървъри, където критичен фактор е достъпът, и като такъв, електрическите стандарти и изисквания са по-строги, поради по-високите изисквания на сървърните компютри.
CFX 12V	Малогабаритни системи	Micro BTX
LFX 12V	Ултра-компактни системи	Pico-BTX

Защита на компютърното захранване

Защитата винаги е наложителна. Много хора не знаят, че при ATX12V и EPS12V задължителният стандарт за производителя е да включва само защита от пренапрежение ( OVP ), защита от късо съединение ( SCP ) и над токова защита ( OCP ). Поставянето на всякаква друга допълнителна защита е опционална и е по желание на самия производител. Естествено, колкото повече защити има едно захранване, толкова по-добре.
1. Short Circuit Protection ( SCP ) : както говори името, у-вото ще бъде изключено от електрическата мрежа, ако някой изход даде накъсо. Тази защита е задължителна.
2. Under Voltage Protection ( UVP ) : Изключва у-вото, ако напрежението на някой от изходите падне под критичната стойност. Това е допълнителна защита.
3. Over Voltage Protection ( OVP ): Изключва у-вото, ако напрежението на някой от изходите се вдигне над критичната стойност. Тази защита е задължителна.
4. Over Current Protection ( OCP ): Спира линията на захранване, ако установи, че по нея се дърпа повече ток, отколкото е указано. Тази защита е задължителна.
5. Over Power Protection ( OPP ) или Over Load Protection ( OLP ): Тази защита спира захранването, ако скачите компоненти изискващи по-голяма мощност от указаната на захранването. Опционална защита.
6. Over Temperature Protection (OTP): Изключва у-вото, ако температурата във вътрешността на захранването достигне критичната стойност. Опционална защита.

Как да отличим качественото от некачественото захранване?

Теглото e основният, а понякога и единственият критерий, по който потребителят може да оцени качественото захранване, особено ако то е в гаранция и запечатано. Трансформаторът, охладителите-вентилатор и радиатори, компонентите по платката-кондензатори, резистори, бобини съставят 90 % от теглото на едно захранване, затова и когато теглото му е около 1 кг, то това е показателно за намаляването на размера на трансформатора и за спестените компоненти.
Ако има възможност захранването да се види отвътре ще бъдете улеснени максимално. Ето още един пример, където липсват компонентите филтриращи пулсациите, които са важна част за осигуряването на качествената работа на едно захранване.

Друг способ, чрез който да се провери захранването е като го тествате, но за целта трябва да имате подходящия софтуер /можете да си го изберете от тук за мониторинг на системата/, достъп до вътрешността на компютърната кутия и още един твърд диск. Направете снимка на показаните напрежения които се подават към процесора, паметта, видеокартата...След това изключете компютъра и скачете и другия твърд диск, включете и тествайте отново какви са напреженията. След като ги установите ги сравнете с тези от първия тест. Ако разликите в напреженията са няколко десетици, то ви се препоръчва да си смените захранването с качествено.

Пример за разлики във волтажа при скачен допълнителен твърд диск

Тестване на компютърно захранване с мултимер

Колко вата трябва да бъде мощността на едно компютърно захранване при избраните компютърни компоненти?

На този въпрос можете да си отговорите като използвате онлайн калкулатори за изчисляване на мощността на компютърното захранване, осигурени от съобразителните производители.

Cooler Master

ENERMAX

ASUS

MSI

Обзор на спецификациите указани на етикета на захранванията от производителя

Важно! При покупка на компютърно захранване винаги обръщайте внимание на неговата номинална мощност, а не на пиковата(PEAK)-която винаги е по-висока. Номиналната мощност е тази, която е осигурена за по-дълго време, а пиковата - кратковременно.

Най-важният параметър на PSU е мощността по каналите +12 V. Колкото повече канали има, толкова по-добре. Съществуват от един +12 V канал до няколко:+12V1, +12V2, ..., +12V4, +12V5 и т.н. В съвременните системи, основната тежест пада върху тези канали: процесор, видеокарти, охладители , твърди дискове и т.н. Затова при избора на мощно захранване, решаващ фактор се явява общата мощност по по линия + 12 V. Колкото по-висока е сумарната мощност, толкова по-добри компоненти са реализирани в компютърното захранване.

Тук имаме една линия +12V и само 216 вата, но е с активен тип PFC, което е подходящо за нискобюджетен компютър

fsp-psu

Тук има две линии на 12 V (15A и 16A). Указаната мощност от 500 вата е пиковата, а номиналната е 460W. Захранването е подходящо за геймърски компютър, но за игри от по-нисък клас. Когато не е посочена на етикета информация за наличието на типа PFC, можете да я получите онлайн от сайта на производителя.

Тук има 6 линии +12 V с обща номинална мощност 960 вата. Таблицата вдясно показва как се реализира свързването на компонентите. Това захранване е подходящо за геймърските машини от висок клас, както и за овърклокнатите.

Други надписи, които можете да срещнете в качествените захранвания са:
Dual core CPU support - поддръжка на многоядрени процесори.
Industial class components - в блоковото захранване се съдържат компоненти, способни да работят в диапазон от -45 до 105°C
Double transformer design - Указва наличието на два силови трансформатора(срещат се в захранванията с голяма мощност).

Коефициент на полезно действие (КПД)

КПД е отношението на изходната към входящата мощност изразена в проценти. Колкото по-висок е той, толкова по-малко е потреблението на енергия от мрежата, а оттам се увеличава и ефективността на захранването.

Ефективността на компютърните захранвания зависи от техния КПД, тези с под 80%КПД са подходящи за нискобюджетни конфигурации, а тези с КПД над 80% са за геймърските от висок клас и имат т.нар. международен сертификат "80PLUS", който от своя страна се дели на няколко категории: бронз, сребърен, златен, платинен, титаниев(BRONZE, SILVER, GOLD, PLATINUM, TITANIUM).

80 PLUS Certification	115V Internal Non-Redundant				230V Internal Redundant
% of Rated Load	10%	20%	50%	100%	10%	20%	50%	100%
80 PLUS	---	80%	80%	80%	N/A
80 PLUS Bronze	---	82%	85%	82%	---	81%	85%	81%
80 PLUS Silver	---	85%	88%	85%	---	85%	89%	85%
80 PLUS Gold	---	87%	90%	87%	---	88%	92%	88%
80 PLUS Platinum	---	90%	92%	89%	---	90%	94%	91%
80 PLUS Titanium	---	---	---	---	90%	94%	96%	91%

Диаграмата показва ефективността на сертификатите, при дадено максимално натоварване в %-ти. При натоварване 20%, ефективността сертификатите са склонни да бъдат по-ниски поради непропорционалната консумация на енергия, която се използва в процеса на трансформация от AC към DC. Наблюдава се спад в ефективността при максимално натоварване, заради отделената топлинна енергия, съпроводена от максималната изходна мощност.

Input Voltage

Червеният ключ, разположен близо до черния-на някои захранвания e прозрачен и свети в зависимост от това дали захранването е във включен или изключен режим, навярно не се е разминал с любопитството на тези, които се интересуват в по-голяма дълбочина от хардуера за какво служи. Ако се намирате в Северна Америка можете да използвате 120VAC(Volts in Alternating Current-волта в променлив ток), а ако сте в Африка и Европа (и части от Азия) -230VAC. Някои захранвания имат автоматично, а други ръчно превключване на режима, при ръчното червеният ключ служи за преминаването между двата режима 115 (за САЩ) и 230 (за по-голямата част от света). Повечето преносими компютри са с адаптери, които са с автоматично превключване.

MTBF: Mean Time Between Failures

MTBF (средното време преди повреда) е оценка, дадена от производителя за типична степен на експлоатация на устройството преди евентуална повреда. Приблизително 50% от устройствата се повреждат преди това, а 50% са годни за експлоатация по-дълго време. Колкото по-висок MTBF рейтинг е указан, толкова по-качествено е захранването. Избягвайте такива с MTBF под 20 хиляди часа, тъй като това се равнява само на до около 2,25 години непрекъсната употреба. При MTBF равен на около 100 000 часа означава, че при нон-стоп работен режим на захранването би следвало да издържи приблизително 11 години. За съжаление, при много захранвания този показател не е указан или изгарят заради техническите им показатели.

MTTF: Mean-Time To Failure

За разлика от MTBF, където повредата на компонента би могла да бъде отстранена със замяната му, при MTTF(средно време за повреда) това е невъзможно и ще трябва да се подмени цялото устройство.

Източници:
http://expert4help.ru
http://bp.xsp.ru/
http://pcsupport.about.com/
http://www.gamersnexus.net