Čo je to napájací zdroj? A ako to funguje?

Čo je to napájací zdroj ? Je to jednoducho kus hardvéru, ktorý sa používa na konverziu energie dodávanej zo zásuvky na použiteľnú energiu pre mnoho častí vo vnútri puzdra na počítač.

Chcete sa dozvedieť viac o tom, čo je napájací zdroj a ako funguje? Nenechajte si ujsť náš článok!

Index obsahu

Čo je to napájací zdroj?

Zdroj energie prevádza striedavý prúd (AC) na nepretržitú formu energie, ktorú počítačové komponenty musia fungovať, nazývané jednosmerný prúd (DC). Na rozdiel od niektorých hardvérových komponentov, ktoré nie sú povinné, napríklad SSD, napájanie je rozhodujúce, pretože bez neho nemôže zvyšok vnútorného hardvéru fungovať.

Napájanie je často skrátene PSU a je známe aj ako zdroj energie. Základné dosky, skrinky a napájacie zdroje sa dodávajú v rôznych veľkostiach nazývaných „tvarové faktory“. Tieto tri prvky musia byť kompatibilné, aby správne spolupracovali.

Napájací zdroj v krabici

Napájací zdroj je namontovaný na zadnej strane skrinky alebo podvozku. Ak budete postupovať podľa napájacieho kábla počítača, ktorý je pripojený k stene, uvidíte, že sa pripája k zadnej časti napájacieho zdroja.

Zadná časť je jedinou časťou napájacieho zdroja, ktorú väčšina ľudí vidí. Na zadnej strane je tiež otvor ventilátora, ktorý vysiela vzduch do zadnej časti skrinky počítača.

Strana napájacieho zdroja, ktorá smeruje k vonkajšej strane škatule, má trojpólový samčí port, do ktorého je zapojený napájací kábel a druhý koniec je priamo pripojený k elektrickej zásuvke.

Často tiež obsahuje vypínač napájania a červený prepínač napätia na zdrojoch veľmi nízkej úrovne.

Vo vnútri počítača sa zo zdroja rozkladá veľké množstvo káblov. Konektory umiestnené na protiľahlých koncoch káblov sa pripájajú k rôznym komponentom v počítači, aby dodávali energiu.

Niektoré konektory sú špeciálne navrhnuté na pripojenie k základnej doske, zatiaľ čo iné majú konektory, ktoré sa prispôsobujú pevným diskom, optickým jednotkám, grafickým kartám…

Zdroje energie sú hodnotené wattom, aby ukázali, koľko energie môžu počítaču dodať. Pretože každá časť počítača vyžaduje na správne fungovanie určité množstvo energie, je dôležité mať zdroj napájania (PSU), ktorý dokáže dodávať správne množstvo.

Ako funguje napájací zdroj

Ak existuje nejaká súčasť, ktorá je absolútne nevyhnutná pre fungovanie počítača, je to zdroj energie. Bez neho je počítač iba inertný box plný plastov a kovu.

Zdroje využívajú technológiu prepínania na konverziu vstupu AC na nižšie jednosmerné napätie. Najčastejšie používané napätia sú:

• 3, 3 voltov 5 voltov 12 voltov

Dnes je približne 90% alebo 95% zaťaženia na 12 V koľajnici. Z tohto dôvodu zostávajú ostatné koľajnice stále sekundárne.

Výkon zdroja energie sa vždy zobrazuje vo wattoch. Watt je súčin napätia vo voltoch a prúdu v ampéroch alebo ampéroch.

Dnes sa počítač zapína malým tlačidlom a vypína sa pomocou možnosti ponuky alebo samotným tlačidlom. Tieto možnosti boli začlenené do štandardného PSU pred niekoľkými rokmi.

Týmto spôsobom je operačný systém schopný vysielať signál do PSU, aby signalizoval jeho vypnutie. Tlačidlo odošle do zdroja napájania 5 V signál, ktorý vám oznámi, kedy sa má zapnúť. Napájací zdroj má tiež obvod, ktorý dodáva energiu v pohotovostnom režime, ktorý sa nazýva 5VSB (pohotovostný režim 5 voltov), ​​aj keď je počítač vypnutý, takže zariadenia, ktoré zostávajú v pohotovostnom režime, môžu pracovať a zdroj je možné zapnúť,

Približne pred rokom 1980 boli napájacie zdroje tendenciu byť ťažké a objemné. Použili veľké, ťažké transformátory a veľké kondenzátory na premenu sieťového napätia na 120 voltov a 60 hertzov na 5 voltov a 12 voltov DC.

Zdroje používané dnes sú omnoho ľahšie a menšie (existujú ATX, SFX a ďalšie rozmery). Transformujú prúd zo 60 Hz (Hz alebo cykly za sekundu) na oveľa vyššiu frekvenciu, čo sa premieta do viacerých cyklov za sekundu. Táto konverzia umožňuje malému, ľahkému transformátoru v napájaní, aby sa skutočné zníženie napätia o 115 voltov (alebo 230 v Európe a väčšine sveta) na napätie potrebné pre tento konkrétny komponent.

Vysokofrekvenčný striedavý prúd dodávaný jednotkou PSU sa v porovnaní s pôvodným sieťovým napätím 60 Hz striedavým prúdom ľahšie filtruje a usmerňuje, čím sa znižuje citlivosť napätia a šum citlivej počítačovej elektroniky.

Spínaný napájací zdroj spotrebúva zo siete striedavým prúdom iba taký výkon, aký potrebuje. Typické napätia a prúdy napájacieho zdroja sú uvedené na štítku.

Normalizácia napájacích zdrojov

V priebehu rokov existovalo najmenej šesť rôznych noriem napájania počítačov. Pred niekoľkými desaťročiami sa priemysel rozhodol použiť napájacie zdroje založené na ATX.

ATX je priemyselná špecifikácia, to znamená, že jednotka PSU má fyzikálne vlastnosti, ktoré sa hodia k štandardnej skrinke ATX, a elektrické vlastnosti, ktoré fungujú so základnou doskou ATX.

Napájacie káble počítača používajú štandardné konektory a sú navrhnuté takým spôsobom, ktorý sťažuje pripojenie nesprávnych konektorov. Výrobcovia ventilátorov tiež často používajú rovnaké konektory ako napájacie káble pre diskové jednotky alebo periférne zariadenia (Molex), čo umožňuje fanúšikom ľahko získať 12 voltov, ktoré potrebuje.

Problémy s PSU

Napájanie počítača je určite komponent, ktorý s najväčšou pravdepodobnosťou zlyhá, pretože sa pri každom použití zohreje a potom studený a pri zapnutí počítača prijíma prvý vstup striedavého prúdu.

Nefungujúci ventilátor, nepretržité reštartovanie počítača, zlyhanie pri zaťažení a dokonca problémy s výkonom hry môžu byť príznakom chybného, ​​nekvalitného alebo nedostatočného napájania. Mali by ste si byť vedomí toho, že komponenty zdroja sa v priebehu rokov degradovali a čo pred 10 rokmi bolo zdrojom 850 W, dnes by to mohlo byť 650 W, a jeho výkon môže byť tiež ovplyvnený a ohroziť vaše komponenty.

Vysoko kvalitné písmo by malo trvať 10 rokov bez problémov. Odporúčame vám však, aby ste obnovili svoje vybavenie a fontána mala asi 10 rokov, preto by ste ju mali vymeniť za kvalitnú.

Ak máte podozrenie, že došlo k poruche napájacieho zdroja, môžete buď spracovať záruku, vyskúšať inú jednotku… Čo by ste však nikdy nemali robiť, je otvoriť ju na opravu. Mnohí budú nesúhlasiť, ale so zložitosťou vnútorných komponentov by sa malo zvážiť zrušenie záruky, ktorá sa dodáva s jej otvorením, a mala by sa zvážiť možnosť elektrického šoku, dokonca aj odpojeného.

Je pre vás veľmi ťažké opraviť poruchu v zdroji bez toho, aby ste mali elektrickú schému a / alebo pokročilé znalosti elektroniky.

Vylepšenia napájacieho zdroja

Dnes sa objavili nové interné návrhy týkajúce sa nezávislých zdrojov napájania, napríklad regulácie napätia VRM (moduly na reguláciu napätia). Sú to zdroje DC-DC. Jeho hlavnou výhodou je to, že napätie sa nespustí, keď je záťaž nevyvážená, čo je situácia, ktorá sa v súčasných počítačoch vyskytuje veľmi často (nezabudnite na 12V záťaž v porovnaní s ostatnými koľajnicami).

Posledné návrhy na webových serveroch zahŕňajú napájacie zdroje, ktoré ponúkajú náhradný zdroj, ktorý je možné vymeniť počas používania druhého napájacieho zdroja.

Niektoré nové počítače, najmä tie, ktoré sú navrhnuté na použitie ako servery, poskytujú redundantné jednotky PSU, to znamená, že v počítači sú dva alebo viac jednotiek PSU, z ktorých jeden poskytuje energiu a druhý slúži ako záloha.

Záložný zdroj preberá okamžite v prípade zlyhania primárneho zdroja. Primárne napájanie sa potom môže zmeniť počas používania iného zdroja napájania.

Externé napájacie zdroje

Avšak napájacie zdroje umiestnené vo vnútri PC nie sú jediné, ktoré existujú. Druhý typ napájania je externý.

Niektoré herné konzoly majú napríklad napájací kábel pripojený k napájaciemu káblu, ktorý musí byť umiestnený medzi konzolou a stenou. V iných prípadoch je napájanie zabudované do niektorých externých pevných diskov, ktoré sú potrebné, ak zariadenie nedokáže z počítača extrahovať dostatok energie prostredníctvom USB.

Externé napájacie zdroje sú prospešné, pretože robia zariadenie menším a atraktívnejším. Niektoré z týchto typov napájacích zdrojov sú však dosť veľké a ich umiestnenie by mohlo byť problematické.

Aktuálne vrcholy

Zdroje energie sú často obeťami prepätia a súčasných špičiek, pretože práve v tomto prípade zariadenie dostáva elektrickú energiu. Preto sa často odporúča zapojiť zariadenie do UPS alebo do prepäťovej ochrany s ističom.

energie

Hodnotenie zdroja napájania je zvyčajne najzreteľnejšou metrikou pri výbere zdroja napájania. Ak vyberiete zdroj napájania s veľmi malým výkonom, váš systém sa vypne, keď spotrebuje viac energie, ako dokáže poskytnúť jednotka PSU. Naopak, nákup tony wattov by mohol byť stratou peňazí. Čo je teda najvýhodnejšie?

Kľúčom je vytvoriť odhadovanú spotrebu energie pre váš počítač. Každá nová súčasť zmení množstvo wattov, ktoré váš systém potrebuje na prevádzku. Celkovo smerujeme k energetickej účinnosti a nové procesory a GPU spotrebúvajú čoraz menej.

Na odhad dopytu vo wattoch môžete použiť kalkulačku na stránke Outervision.com, ktorá vám umožňuje vybrať značku a model CPU a GPU, úložného priestoru a ďalších komponentov. Ak plánujete pretaktovanie systému, môžete nakonfigurovať aj hodiny procesora, napätie, hodiny GPU a hodiny grafickej karty. V každom prípade je zvyčajne vhodnejšie získať odbornú radu ako kalkulačku.

Po zadaní všetkých podrobností, ktoré chcete zahrnúť, sa na kalkulačke zobrazia tri čísla: zaťaženie, odporúčané napájanie UPS a odporúčané napájanie jednotky PSU.

Ak chcete nastaviť príkon, ktorý môžete ľahko nájsť, vykonajte niekoľko krokov. Najskôr zaokrúhlite výkon na najbližšiu 50W značku (370 W by zaokrúhlil na 400 W). Pri tejto metóde môžete obvykle nájsť zdroj energie, ktorý poskytuje dostatok energie, aj keď v budúcnosti inovujete na niečo silnejšie.

Pre niektoré systémy sa nemusí zaručiť ďalších 50 W alebo viac. Uzamknuté procesory (procesory Intel bez označenia „K“ alebo „X“) sa oveľa menej pravdepodobne použijú v situáciách, keď spotrebujú viac energie, ako vyžaduje ich špecifikácia. Tieto CPU tiež majú tendenciu znižovať svoju maximálnu rýchlosť hodín pri zahrievaní, čo tiež pomáha šetriť energiu.

Pokiaľ ide o odblokovanie procesorov a pretaktovanie GPU, je lepšie mať dostatok energie. To môže byť užitočné, keď chcete pretaktovať, alebo keď pridávate komponenty do pretaktovacieho systému. Pretaktovanie často vyžaduje lepšie chladenie a každý ventilátor a vodné čerpadlo bude tiež čerpať watty.

Za zmienku tiež stojí, že váš systém nebude mať vždy maximálny výkon. Väčšina počítačov spotrebúva pri nečinnosti iba 100 wattov alebo menej a pri každodenných činnostiach, ako je práca na dokumentoch alebo surfovanie na webe, zriedka vyše 150 W. Ale chcete, aby napájací zdroj vyhovoval požiadavkám na špičkový výkon, nie typickým zaťaženiam.

Účinnosť a certifikácia 80 Plus

Elektronika nikdy nepracuje so 100% účinnosťou v reálnom svete. Označenie „80 Plus“ na PSU znamená, že bolo ohodnotené na určitý stupeň účinnosti. Predtým, ako sa obrátime na certifikáciu 80 Plus, povedzme o účinnosti.

Ak je napájanie (alebo iné zariadenie) efektívne z 80%, do systému sa dodáva 80% menovitého výkonu a zvyšných 20% sa stráca vo forme tepla. Ak napájací zdroj čerpá 500 W zo steny a je 80% efektívny pri 100% zaťažení, môžete dodať iba 400 W pri maximálnom výkone. Takýto zdroj napájania bude mať výkon 400 W, pretože ide o maximálny výkon dodávaný do systému.

Pretože menovitý výkon jednotky PSU zohľadňuje účinnosť, nie je veľa matematiky. To je všetko, pokiaľ vám záleží na elektrických účtoch. Ak chcete svoj počítač neustále používať alebo ak trávite dlhé hodiny hrania, efektívnejšie PSU vám môže ušetriť peniaze.

Ak je rovnaký zdroj napájania 400 W s účinnosťou 90%, čerpá zo steny 444 W (namiesto 500 W), aby dodal 400 W do vášho počítača. Tento rozdiel sa rovná takmer rovnakej energii ako žiarovka 60 W. Čím viac budete hrať náročné hry, tým viac kilowatthodín sa začne hromadiť.

Je dôležité si uvedomiť, že účinnosť napájania nie je lineárna a mení sa v závislosti od zaťaženia. Špecifikácia 80 Plus vyžaduje, aby napájanie bolo najmenej 80 percent účinné pri 115 V (v Spojených štátoch) pri všetkých zaťaženiach 20 a viac percent. Pre pripojenia 230 V (EÚ) musí byť jednotka PSU 82% účinná pri 20 a 100% zaťažení a 85% účinná pri 50% zaťažení.

Kvalita dielcov je ďalším skvelým dôvodom na efektívnejšie napájanie. Čím je jednotka PSU účinnejšia, tým menej tepla vytvára. To má tendenciu znamenať, že komponenty vydržia dlhšie a nemusíte používať ventilátor chladenia. Stále to však nie je vždy pravda. Napríklad predstavte si zdroj 80 Plus Gold s kondenzátormi nízkej kvality a krátkodobým ventilátorom, s absurdne malými chladičmi, a bronz 80 Plus Bronz s popredným ventilátorom, veľkorysý odvod tepla a slušné kondenzátory. Bronz je bezpochyby lepší.

Niektoré napájacie zdroje sú dostatočne efektívne, takže sa nemusíte neustále pripájať k ventilátoru. V závislosti od vášho prípadu má menej efektívny zdroj energie potenciál zvýšiť okolitú teplotu vo vnútri skrinky.

To je samozrejmé, ale efektívnejší zdroj energie je tiež zelenší. Vysoko výkonný herný počítač je pri zaťažení dôležitým zariadením, rovnako ako práčka alebo chladnička. Spotreba energie zníži dopyt po záťaži celej siete, čo môže pomôcť udržať špičky v režime offline, najmä v časoch vysokého dopytu.

záruky

Pri nákupe komponentov PC často nájdete produkty, ktoré podľa všetkého nezmenia podstatný rozdiel na príslušných technických listoch. Ak k tomu dôjde, môže byť užitočné ísť so značkou, ktorú uprednostňujete, alebo sa pozrieť na niečo oveľa menej atraktívne ako technické špecifikácie: záruka.

Zdroj s dvojročnou zárukou je dnes na trhu pozadu a nemal by sa brať do úvahy. Aj keď sa líšia, väčšina jednotiek PSU má trojročnú až päťročnú záruku. S niektorými výrobkami sa však poskytuje sedem a desaťročná záruka. Toto nie je priamy ukazovateľ kvality, ale je to druh obmedzeného poistenia, ktoré stojí za zváženie.

Modulárne napájacie zdroje

Po výkone a účinnosti je modularita jedným z najdôležitejších predajných miest pre fontány. V mnohých prípadoch je ideálny modulárny zdroj napájania. V ostatných je to posledná vec, ktorú chcete. Čo robí modul PSU modulárnym?

Jednoducho povedané, modulárny napájací zdroj umožňuje podľa potreby pripojiť (alebo odpojiť) káble. Naproti tomu tradičné zdroje energie majú káble natrvalo pripojené k zdroju energie.

Polomodulárne jednotky PSU vytvárajú rovnováhu medzi týmito dvoma: niektoré káble (zvyčajne káble základnej dosky a CPU) sú trvalo pripojené, zatiaľ čo iné káble (PCIe, SATA a Molex) sú odpojiteľné.

Modulárne PSU majú obrovskú výhodu, pokiaľ ide o správu káblov. Správa káblov môže byť jednou z najnáročnejších a najdrahších úloh pri konštrukcii PC Modulárny zdroj napájania vám umožňuje používať iba káble potrebné na pripojenie počítača, čo môže výrazne znížiť zaplnenie káblov v krabici. Toto môže niekedy zvýšiť estetiku vzduchu okrem estetiky.

Nevýhodou odnímateľných káblov je to, že samotné káble všeobecne používajú proprietárne konektory. Aj káble z rôznych produktových radov od rovnakého výrobcu môžu byť nekompatibilné. Preto je vždy vhodné uchovávať káble v škatuli alebo taške, aby sa bezpečne uložili na neskoršie uloženie.

Modulárne PSU tiež zaberajú viac priestoru ako nemodulárne modely. Vo vežiach ATX to zvyčajne nie je problém, ale môže to spôsobiť skutočné problémy v systéme mini-ITX. Konektory na konci káblov dodávajú približne 1/2 palca na 3/4 palca na dĺžku jednotky PSU. Na druhej strane nemodulárne jednotky PSU nemajú konektory na konci jednotky PSU, pretože káble jednoducho vychádzajú zo zadnej časti jednotky.

V prípade, že svetlá výška v zadnej časti jednotky zdroja napájania môže byť veľmi tesná, zvážte použitie nemodulového zdroja energie, ak to konštrukcia umožňuje. Skladovanie nepoužitých káblov bude ťažšie, ale ich odstránenie bude menej problematické. Ak priestor nie je problémom, spravidla sa odporúčajú modulárne alebo polomodulárne písma. Čistí štruktúru a v prípade potreby vám umožní vymeniť káble.

Na veľkosti záleží

Rovnako ako všetko ostatné, čo sa týka puzdra na počítač, aj fyzické rozmery počítača môžu mať veľký vplyv. Aj keď sa to vo všeobecnosti prejavuje pri PSU s vyššou spotrebou, aj modely s nízkym príkonom môžu byť v niektorých verziách príliš veľké. Môže byť ťažké získať zdroj EVGA s 1600 W PSU, aby sa zmestil do veže so stredným výkonom, ale je oveľa ťažšie získať zdroj ATU PSU v mini ITX boxe, ak sú veci tesné.

Aj keď existujú niektoré boxy, ktoré podporujú menší formát SFX, veľa mini-ITX boxov je stále postavených pre PSU ATX. Toto je zmiešané požehnanie. Pre spotrebiteľa nie je k dispozícii široká škála PSU SFX, takže ísť s ATX dáva viac možností. Aj pri tomto výbere musíte kúsky vyberať opatrne. Napríklad schránky ITX dokážu prijímať iba písma s určitou konfiguráciou a veľkosťou. V takom malom priestore sa dôrazne odporúča mať modulárne napájanie, ale mimoriadne drahé v špeciálnom formáte: SFX.

Záver o tom, čo je zdroj energie?

Je pravda, že PSU nie sú naj sexiálnejšou časťou PC. Dobrý PSU neponúka estetické body na zobrazenie so svojimi priateľmi, napríklad dobrý procesor alebo GPU, ale ten správny PSU zabezpečí, že budete môcť tieto časti využiť v plnom rozsahu.

Kúpili by ste si športové vozidlo, aby ste použili najlacnejší benzín, aký nájdete? PSU môžu byť pre vaše herné zariadenie ako benzín s vysokým oktánovým číslom, čo pomáha zaistiť čistú energiu a zabezpečí, aby sa všetko nefajčilo.

Ak existuje jeden posledný tip, nie je to šetriť na vašom PSU. Vždy si môžete kúpiť viac úložného priestoru alebo pamäte RAM, ale zlý zdroj napájania môže spôsobiť katastrofu.

Pevný zdroj napájania s dostatočným množstvom náhradného napájania poskytne systému životnosť a zabezpečí bezproblémové aktualizácie. Ak máte otázky, vždy sa môžete porozprávať s našim sprievodcom o najlepších napájacích zdrojoch na trhu, tu nájdete najlepšie modely podľa cenovej kategórie.

Čo si myslíte o našom článku o tom, čo je zdroj energie? Chýba vám niečo?