Napajanje

Izvor: Vidipedija
Skoči na: orijentacija, traži
U računala se ugrađuju switching napajanja, koja rade bez velikih transformatora.
Izvor napajanja u računalu osigurava stabilan napon i struju za sve komponente računala. Napajanja se u računalu razlikuju od onih koja se mogu naći u većini kućnih uređaja. Prvenstveno zbog napona kojim se napajaju računalne komponente, a s druge strane i zbog osjetljivosti računalnih komponenata na male promjene napona. Računalne komponente se pokreću istosmjernom električnom strujom, dok se u utičnici nalazi izmjenična električna struja. Dakle, potrebno je napraviti neku vrstu pretvorbe s izmjenične na istosmjernu struju, i to puno nižeg napona. U standardnim kućnim uređajima taj zadatak obavljaju transformatori koji rade na principu izmjeničnoga magnetskog polja te se na jednostavan način dobiva izmjenični napon niže vrijednosti, koji se treba još samo ispraviti kako bi se dobio istosmjerni napon. Nedostatak transformatora koji rade na frekvenciji mreže od 50 Hz jest to što im s porastom snage koju moraju pretvoriti rastu i dimenzije. Na primjer, torodini transformator snage 500 W imat će promjer od 15 centimetara i težinu od nekoliko kilograma. Kada se uz to još doda elektronika za ispravljanje napona, onda dimenzije napajanja brzo rastu. Zbog toga je takva vrsta napajanja neprikladna za računala, gdje je prostor vrlo važan. Stoga se u računalima rabe takozvana switching napajanja, koja rade na frekvenciji od nekoliko kilohertza ili čak nekoliko desetaka kilohertza.

Kako radi napajanje

Napon iz utičnice od 220 V rabi se za direktno napajanje oscilatora, što stvara promjenjivi napon manje amplitude, koji se uz pomoć transformatora povećava na potreban napon. Transformatori snage koji rade na višim frekvencijama imaju puno manje dimenzije od onih koji rade na 50 Hz, što je idealno za napajanja u računalima. Osim toga, uz pomoć određene logike moguće je lako kontrolirati rad oscilatora, odnosno isporuku snage. Nedostatak ovakvog aktivnog napajanja jest u tome što se za dobivanje napona rabe aktivni elementi, odnosno tranzistori koji se griju, tako da je potrebno osigurati dobro hlađenje napajanja. Osim hladnjaka na samim tranzistorima, rabe se i vanjski ventilatori koji služe za odvođenje topline. Nedostatak je ventilatora u tome što stvaraju buku, koja se povećava s opterećenjem sustava. U modernim napajanjima, koristi se se aktivna kontrola isporučivanja snage u ovisnosti o opterećenju. Na taj način napajanja reguliraju svoju vlastitu potrošnju, koja je direktno povezana s njihovim zagrijavanjem. U ovisnosti o opterećenju se uključuju i ventilatori za hlađenje, koji osiguravaju da aktivni elementi ne prijeđu granične temperature. Neki modeli pružaju mogućnost i ručnog uključivanja ventilatora. Ako se uzme u obzir da je prosječna efikasnost napajanja oko 80% to znači da kod napajanja nazivne snage od 500 W oko 125 W snage odlazi na zagrijavanje napajanja, što znači da će se bez adekvatnog hlađenja temperatura u unutrašnjosti brzo povećati. Naravno, kako se smanjuje i opterećenje, tako se smanjuje i disipacija. Način hlađenja je jedna od stvari po kojoj se razlikuju modeli različitih proizvođača.

Sve više proizvođača ugrađuje ventilatore većeg promjera do 120 mm, kao zamjenu za standardne 80 milimetarske. Problem je s ventilatorima što stvaraju buku - što je opterećenje veće, disipacija je veća, što zahtijeva povećanje protoka zraka oko aktivnih komponenata, a što dovodi do povećanja broja okretaja ventilatora, a time i buke. Prednost ventilatora većeg promjera je u tome što se s manjim brojem okretaja (manja buka) može postići jednaki protok zraka, jer im je površina veća. Osim toga, kućišta napajanja se izrađuju od saćaste strukture kako bi se poboljšao protok zraka. Postoje i napajanja bez ventilatora, ali ona moraju imati veće dimenzije zbog povećanih pasivnih hladnjaka. Umjesto ventilatora, višak topline se odvodi preko metalnih, najčešće aluminijskih heatsinkova. Njihova nazivna snaga je zbog slabijeg hlađenja ograničena, ali su zato vrlo tihi. Ipak, na takva napajanja rijetko nailazimo u svijetu računala.

Tri vrste napona

Modularna napajanja omogućavaju spajanje samo onih kabela koji su nam doista i potrebni.
U računalu postoje tri vrste pozitivnih napona, a to su +3,3 V, +5 V i +12 V. Osim tih napona, neka napajanja daju i negativne, -5 V i -12 V, koje rabe rijetki sklopovi kao što su ISA kartice, tako da je tim napajanjima dodijeljeno i najmanje snage. Osim ova tri pozitivna napona, za potrebe procesora i memorija, postoje još dodatni naponi koji se dobivaju uz pomoć regulatora na samoj matičnoj ploči. Većina matičnih ploča ima mogućnost reguliranja napona napajanja procesora, kroz dodatne aktivne regulatore napajanja. Zašto tri vrste napajanja? Zato što se u računalu nalazi dosta različitih komponenata, od procesora do optičkih uređaja, odnosno motora ventilatora. Svaki od uređaja zahtijeva drugačije napajanje, koje je prilagođeno njegovoj potrošnji. Tako se primjerice +3,3 V rabi za napajanje čipseta, RAM-a, PCI i AGP kartica i različitih čipova. Napon od +5 V rabi se za napajanje logike tvrdih diskova, memorija, PCI i AGP kartica, naponskih regulatora na matičnoj ploči i ostalih čipova. Napon pak od +12 V se rabi za napajanje najvećih potrošača, kao što su procesor i razni motori u ventilatorima, optičkim uređajima, tvrdim diskovima i slično. Još je jedan razlog zašto se rabe tri vrste napajanja. Uz veći napon napajanja, kroz kabel teče manja struja za istu snagu. Veća struja bi zahtijevala i deblji kabel, što bi opet uzrokovalo probleme sa prostorom u kućištu računala, ali i napajanja. U sva tri slučaja izvor napajanja treba biti stabilan jer su za neke komponente tolerancije napajanja dosta uske, posebice za procesore i RAM.

Ono po čemu se napajanja razlikuju, a odmah je uočljivo, jest njihov oblik i vrste priključaka. Najčešći oblik današnjih izvora napajanja je ATX napajanje. Međutim u nekim računalima, posebice manjih dimenzija, koriste se druge vrste napajanja, kao što su Baby-AT ili Mini-AT, koja se rabe za manje matične ploče. Za još manje sustave rabi se SFX napajanje. Osim u dimenzijama, ova napajanja se razlikuju po broju i vrsti priključaka, koja su propisana inačicama ATX napajanja, pa tako imamo inačice V2.0 do v2.2. Sve popularnija izvedba napajanja je takozvano modularno napajanje, kod kojeg se na kućištu nalaze priključci za kabele, umjesto da iz njega izlazi hrpa kabela kao što je to do sada bio slučaj. Na taj način možemo odabrati one kabele koji nam doista i trebaju, te se na taj način u kućištu postiže veći red, bez kabelskih "salata".

Kakvo napajanje kupiti?

Prilikom kupnje napajanja treba paziti na nekoliko stvari. Svakako najvažnija stvar jest snaga napajanja. Parametri na koje treba obratiti pažnju su takozvana maksimalna kombinirana snaga pozitivnih napajanja i maksimalna struja svakog napajanja. Na taj način znamo koliko možemo opteretiti pojedini izvor napona. Kako se veći potrošači obično spajaju na 12V, tako je i tom izvoru napona obično pridijeljen veći dio nazivne snage, a naponima od 3,3V i 5V manji dio. U tablici su navedene prosječne struje za neke od komponenata u računalu. Kao što se može vidjeti, najveći potrošač je procesor, ali ne treba zanemariti niti najmanje potrošače kao što su miševi i USB portovi.

Naravno, u punome se pogonu ove vrijednosti mogu i povećati, tako da onda i ukupna snaga može porasti. Osim toga, dobar dio korisnika ima nekoliko tvrdih diskova u sustavu, tako da se razina snage brzo povećava. Dakle, trebalo bi imati što veću rezervu snage, ali ne treba pretjerivati. Prilikom uključivanja komponenata, kroz sustav obično poteče veća struja pa tako posebice treba obratiti pažnju na specifikacije struje svakog od napajanja.

Vanjske poveznice