Nedílnou součást počítačové skříně je napájecí
zdroj. Na něm záleží kolik rozšiřujících
komponentů lze používat, a také jak stabilně poběží.
Jak praví jedna poučka: všechny el. přístroje lépe
fungují jsou-li napájeny el. proudem.
Kapitoly článku:
Hlavním zdrojem v současných PC je zdroj standardu
ATX. Tím jsou specifikovány napájecí konektory,
poskytovaná napětí a minimální proudy.
Nejjednodušší rozdělení zdrojů lze provést podle
dodávaného maximální výstupního výkonu. Zde je třeba
zdůraznit, že udávaný výstupní výkon nelze dodávat trvale, ale pouze krátkodobě (jednotky milisekund).
Maximální výkon je také naštěstí požadován krátkodobě, zejména při přechodových stavech jako je
vypnutí, probuzení, případně pokles v rozvodné síti.
Je-li průměrný odběr cca 100W, volíme zdroj s cca
dvojnásobným výkonem.
Joro: Ve většině případů skutečný odběr neznáte -
také zjistit jej není tak jednoduché... Proto zde platí zjednodušené
pravidlo, že čím výkonnější komponenty máte (procesor, graf. karta),
čím je komponent více (vypalovačka, disky, PCI karty...), tím výkonnější
zdroj potřebujete. Obecně také platí, že čím více musíme danou součást
či komponentu chladit, tím má větší odběr. Pokud plánujete výkonné
PC, vyhněte se zdrojům do 200W, rozumným startem je 230W -
ten již pokryje většinu požadavků.
Rozložení odběru:
Na obrázcích vpravo je vidět, že výkony dodávané do
"rozvodu" 12V a do rozvodu 5V + 3.3 V jsou na sobě závislé. Například
v bodě označeném šipkou je zdroj při zátěži 125W do rozvodů 5 a
3.3V (spodní osa) schopen ještě dodávat 60W do rozvodu 12V (osa vlevo).
PCtuning komentuje: i když to není příliš časté,
právě zdroj může být příčinou nestability systému (tato "závada"
patří mezi ty nejjedovatější). Stává se to tehdy, kdy je nějaká
jeho část, například výstup 5V, přetížen - i když celkový odběr nepřekračuje
celkový limit zdroje. Problematické byly kombinace AMD Athlon + první
generace grafických karet GeForce (0.25um) + zdroj 200-230W.
Limitní odběry při
jednotlivých napětích:
200 W |
3.3V |
14.0 A |
5.0V |
20.0 A |
12.0V |
8.0 A |
-5.0V |
0.3 A |
-12.0V |
0.8 A |
|
12V |
5V & 3.3V
|
250 W |
3.3V |
16.0 A |
5.0V |
25.0 A |
12.0V |
10.0 A |
-5.0V |
0.3 A |
-12.0V |
0.8 A |
|
12V |
5V & 3.3V
|
300 W |
3.3V |
20.0 A |
5.0V |
30.0 A |
12.0V |
12.0 A |
-5.0V |
0.3 A |
-12.0V |
0.8 A |
|
12V |
5V & 3.3V
|
* Zdroje ATX obsahují ještě další, doplňkové napětí
5V SB, které je k dispozici stále a slouží zejména k
zapínání zdroje (počítače). Joro: toto napětí se také využívá při
"uspání počítače" metodou "Suspend to RAM", kdy napájí
paměťové obvody.
A aby to nebylo jednoduché, tak dodávaný proud je bud
0.01A (pouze zapínání tlačítkem) nebo 0.7-2.0A
(lze k zapínání-probouzení použít i klávesnici
nebo wake-up fce modemu nebo síťové karty, samozřejmě u desek s podporou této fce).
Použití jednotlivých napájecích napětí
- +12V: napájení výkonových a "mechanických" části,
zejména diskových
mechanik, ventilátorů, přivedeno na sériové porty, napětí je přístupné
na sběrnicích ISA a PCI
- +5V: napájení elektroniky,
diskových
mechanik, napájení sběrnice ISA, starších karet PCI, zdroj napětí
pro spínaný zdroj umístěný na desce vyrábějící napětí 3.3V
pro napájení pamětí, čipsetu a I/O části procesoru, 5V napájí
některé části základní desky (klávesnici ap.)
- +3.3V: napájení moderní elektroniky:
zejména karet PCI, dále pak napájení portu AGP, u
levných desek přímé napájení čipsetu, zdroj napětí
pro regulovaný zdroj umístěný na základní desce vyrábějící napětí
1.4-2.0V pro napájení jádra procesoru
- +5V SB* - pomocný zdroj pro zapínání
zdroje ATX a wake-up probouzení počítače
- - 12V - sériový port, přístupné
na sběrnicích ISA, PCI (měřící karty)
- - 5V - přístupné na sběrnici
ISA, toto napětí používaly starší generátory
kmitočtu
Insider: konstrukce zdrojů
Konstrukce zdrojů se dnes nijak výrazně neliší,
často jsou používány integrované regulátory spínaných
zdrojů (3842,
3844,
494
různých výrobců). Pro spínané zdroje hovoří zejména
rozměry a vysoká účinnost. Největší rozdíl je v
dimenzování feritového transformátoru a tranzistorů
spínací části (mimochodem nejporuchovější část
zdroje).
Zjednodušený popis fce spínaného zdroje: Sítové
střídavé napětí 90-240V je usměrněno a vyfiltrováno
na cca 310V stejnosměrných (životu nebezpečno!),
stejnosměrné napětí je spínáno na obdélníkový průběh,
kterým se napájí feritový transformátor. Obdélníkový
průběh napětí (50-200kHz) vyvolává trojúhelníkový
průběh magnetického toku ve feritovém jádře, který na
sekundárním vinutí transformátoru indukuje opět obdélníkový
průběh napětí, který se usměrní rychlými
schotkyho diodami a vyfiltruje kaskádou kondenzátorů a
cívek. Velikost výstupního napětí odpovídá poměru
primárního a sekundárního vinutí, velikosti spínaného
napětí a délky doby sepnutí. To umožňuje adaptabilně
regulovat výstupní napětí podle zátěže a velikosti
napětí v rozvodné síti.
Několik postřehů o zdrojích
 |
200W zdroje požívají ve
spínací části pár tranzistorů ekvivalentních
typu BUT11AF (celoplastové pouzdro SOT186
), které mají nižší max. proud a horší
chlazení díky pouzdru, pro výrobce je výhodou
snadná montáž na chladič (celoplastové
pouzdro je již izolováno) |
 |
230W zdroje se nijak výrazně
neliší od svých 200W kolegů, jen spínací
tranzistory jsou ekvivalentní typu BUT11A (pouzdro
TO220
s kovovou chladící plochou), které se
montují na chladiče přes slídovou (teflonovou)
izolační podložku namazanou tepelně vodivou
silikonovou pastou (poločirá silikonová
pasta pro elektrotechniku, tepelně vodivá, el.
izolující) |
 |
250-300W zdroje mají větší
feritový transformátor, pár spínacích
tranzistorů je ve velkém pouzdru SOT93 (dvakrát
větší kovová chladící plocha vůči TO220)
|
|
Požadavky na optimální zdroj ATX
- výkon 230 až 300 Wattů,
- schopnost dodávat proud 1-2A do vedení +5V SB,
- progresivní řízení otáček chladícího
ventilátoru podle teploty (nižší hlučnost),
- směr chladícího vzduchu ven ze skříně (jinak
přihříváme vzduch pro chlazení ostatních
komponent),
- fyzický vypínač zdroje (nespokojme se
jen s tlačítkovou aktivací zdroje),
v nouzi můžeme použít centrální roztrojku
(pětipes) s vypínačem,
- napájecí výstup ze zdroje pro monitor rozhodně
není na škodu,
- požadujme homologaci ESČ.
Podívejme se však blíže na napájení
některých důležitých částí počítače: