Co je to napájecí zdroj? A jak to funguje?

Co je to napájecí zdroj ? Je to prostě kus hardwaru, který se používá k přeměně energie dodávané ze zásuvky na použitelnou energii pro mnoho částí uvnitř skříně počítače.

Chcete se dozvědět více o tom, co je napájení a jak to funguje? Nenechte si ujít náš článek!

Index obsahu

Co je to napájecí zdroj?

Zdroj energie převádí střídavý proud (AC) na nepřetržitou formu energie, kterou počítačové komponenty musí fungovat, nazývané stejnosměrný proud (DC). Na rozdíl od některých hardwarových komponent, které nejsou povinně používány, jako je SSD, je napájení klíčovým prvkem, protože bez něj nemůže zbytek interního hardwaru fungovat.

Napájení je často zkráceno jako PSU a je také známé jako zdroj energie. Základní desky, krabice a napájecí zdroje jsou dodávány v různých velikostech, které se nazývají „form factor“. Tyto tři prvky musí být kompatibilní, aby správně spolupracovaly.

Napájecí zdroj v krabici

Napájecí zdroj je namontován na zadní straně krabice nebo podvozku. Pokud sledujete napájecí kabel počítače, který je připojen ke zdi, uvidíte, že se připojuje k zadní straně napájecího zdroje.

Zadní strana je jedinou součástí dodávky energie, kterou většina lidí vidí. Na zadní straně je také otvor ventilátoru, který vysílá vzduch do zadní části skříně PC.

Strana napájecího zdroje, která je obrácena k vnější straně krabice, má třípólový zásuvkový port, do kterého je zapojen napájecí kabel a druhý konec je přímo připojen k elektrické zásuvce.

Často také zahrnuje vypínač napájení a červený přepínač napětí na zdrojích velmi nízké úrovně.

Uvnitř PC vyčnívá ze zdroje velké množství kabelů. Konektory umístěné na opačných koncích kabelů slouží k napájení různých součástí počítače.

Některé konektory jsou speciálně navrženy pro připojení k základní desce, zatímco jiné mají konektory, které se přizpůsobují pevným diskům, optickým jednotkám, grafickým kartám…

Zdroje napájení jsou hodnoceny watty, aby ukázaly, kolik energie mohou počítači poskytnout. Protože každá část počítače vyžaduje, aby určité množství energie řádně fungovalo, je důležité mít zdroj napájení (PSU), který může dodávat správné množství.

Jak funguje napájení

Pokud existuje nějaká součástka, která je naprosto nezbytná pro provoz počítače, je to zdroj energie. Bez něj je počítač jen inertní skříň plná plastu a kovu.

Zdroje využívají technologii přepínání k převodu střídavého vstupu na nižší stejnosměrné napětí. Nejpoužívanější napětí jsou:

• 3, 3 voltů 5 voltů 12 voltů

Dnes je přibližně 90% nebo 95% zátěže na 12V kolejnici. Proto ostatní kolejnice zůstávají ve stále sekundární poloze.

Síla napájení se vždy zobrazuje ve wattech. Watt je součin napětí ve voltech a proudu v ampérech nebo ampérech.

Dnes se počítač zapíná malým tlačítkem a vypíná se pomocí nabídky nebo samotným tlačítkem. Tyto možnosti byly integrovány do standardní jednotky PSU před několika lety.

Tímto způsobem je operační systém schopen vyslat signál do PSU, aby signalizoval jeho vypnutí. Tlačítko vyšle do zdroje napájení 5 V signál, který vám řekne, kdy se má zapnout. Napájecí zdroj má také obvod, který napájí napájení v pohotovostním režimu, zvaný 5VSB (pohotovostní režim 5 V), i když je počítač vypnutý, takže zařízení, která zůstávají v pohotovostním režimu, mohou pracovat a zdroj lze zapnout.

Asi před rokem 1980 byly napájecí zdroje obvykle těžké a objemné. Použili velké, těžké transformátory a velké kondenzátory k převodu síťového napětí při 120 V a 60 Hz na 5 V a 12 V DC.

Zdroje používané dnes jsou mnohem lehčí a menší (existují ATX, SFX a další rozměry). Transformují proud ze 60 Hz (Hz nebo cykly za sekundu) na mnohem vyšší frekvenci, což se překládá na více cyklů za sekundu. Tato přeměna umožňuje malému, lehkému transformátoru v napájecím zdroji, aby skutečné snížení napětí o 115 voltů (nebo 230 v Evropě a většině světa) na napětí požadované pro tuto konkrétní součást.

Vysokofrekvenční střídavý proud dodávaný jednotkou PSU je také snadnější filtrovat a usměrňovat ve srovnání s původním 60 Hz střídavým síťovým napětím, což snižuje citlivost napětí a šum pro citlivou elektroniku počítače.

Spínaný napájecí zdroj odebírá ze sítě střídavý proud pouze to, co potřebuje. Typická napětí a proudy napájecího zdroje jsou uvedeny na štítku.

Standardizace napájecích zdrojů

V průběhu let existovalo nejméně šest různých standardů napájení pro PC. Před několika desítkami let se průmysl rozhodl použít napájecí zdroje založené na ATX.

ATX je průmyslová specifikace, to znamená, že jednotka PSU má fyzické vlastnosti, které vyhovují standardní krabici ATX, a elektrické vlastnosti, které fungují se základní deskou ATX.

Napájecí kabely počítače používají standardní konektory a jsou navrženy tak, že je obtížné připojit nesprávné konektory. Výrobci ventilátorů také často používají stejné konektory jako napájecí kabely pro diskové jednotky nebo periferie (Molex), což umožňuje fanoušku snadno získat 12 voltů, které potřebuje.

Problémy s PSU

Napájení počítače je jistě komponentou, která s největší pravděpodobností selže, protože se při každém použití zahřeje a poté zchladne a po zapnutí počítače obdrží první vstup střídavého proudu.

Nefungující ventilátor, nepřetržité náhodné restartování počítače, selhání při zatížení a dokonce i problémy s herním výkonem mohou být příznakem vadného, ​​nekvalitního nebo nedostatečného napájení. Měli byste si uvědomit, že komponenty zdroje se v průběhu let degradují a co před 10 lety byl zdrojem 850W, dnes by to mohlo být 650W, a jeho výkon může být také ovlivněn a ohrožovat vaše komponenty.

Kvalitní písmo by mělo trvat 10 let bez problémů. Doporučujeme však, abyste obnovili své vybavení a fontána měla asi 10 let, takže byste ji měli změnit za kvalitní.

Jakýkoli problém, který je podle vás vadou napájení, můžete buď zpracovat záruku, zkusit jinou jednotku… Co byste však nikdy neměli udělat, je otevřít pro opravu. Mnozí budou nesouhlasit, ale vzhledem ke složitosti jeho vnitřních součástí by mělo být zváženo zrušení záruky, která je součástí jeho otevření, a měla by být zvážena možnost i elektrického šoku.

Je pro vás velmi obtížné opravit poruchu ve zdroji, aniž byste měli elektrické schéma a / nebo pokročilé znalosti elektroniky.

Vylepšení napájecího zdroje

Dnes se objevily nové interní návrhy v napájecích zdrojích, jako je regulace napětí VRM (moduly regulace napětí), které jsou nezávislé. Jsou to zdroje DC-DC. Jeho hlavní výhoda spočívá v tom, že napětí nenastane, když je zátěž nevyvážená, což je situace, která se běžně vyskytuje v současných PC (pamatujte na 12V zátěž ve srovnání s ostatními kolejemi).

Nejnovější návrhy na webových serverech zahrnují napájecí zdroje, které nabízejí náhradní zdroj, který lze vyměnit, zatímco je druhý napájecí zdroj používán.

Některé nové počítače, zejména ty, které jsou navrženy pro použití jako servery, poskytují redundantní jednotky PSU, to znamená, že v počítači jsou dva nebo více jednotek PSU, z nichž jeden poskytuje energii a druhý slouží jako záloha.

Záložní zdroj přebírá okamžitě v případě poruchy primárním zdrojem. Primární napájení lze poté změnit při použití jiného zdroje napájení.

Externí zdroje napájení

Ale napájecí zdroje umístěné uvnitř počítače nejsou jediné, které existují. Druhý typ napájení je externí.

Některé herní konzole mají například napájecí kabel připojený k napájecímu kabelu, který musí být umístěn mezi konzolou a stěnou. V ostatních případech je napájecí zdroj zabudován do některých externích pevných disků, které jsou vyžadovány, pokud zařízení nedokáže získat dostatek energie z počítače přes USB.

Externí zdroje napájení jsou prospěšné, protože dělají zařízení menším a atraktivnějším. Některé z těchto typů napájecích zdrojů jsou však poměrně velké a jejich umístění by mohlo být problematické.

Aktuální vrcholy

Zdroje energie jsou často oběťmi přepětí a proudových špiček, protože v tomto zařízení zařízení dostává elektrickou energii. Proto se často doporučuje zapojit zařízení do UPS nebo do přepěťové ochrany s jističem.

Moc

Hodnocení zdroje napájení je obvykle nejviditelnější metrikou pro výběr zdroje napájení. Pokud zvolíte zdroj napájení s velmi malým výkonem, váš systém se vypne, když spotřebovává více energie, než může poskytnout jednotka PSU. A naopak, nákup tuny wattů by mohl být plýtváním penězi. Co je tedy nejpohodlnější?

Klíčem je vytvoření odhadované spotřeby energie pro váš počítač. Každá nová součást změní množství wattů, které váš systém potřebuje k provozu. Celkově směřujeme k energetické účinnosti a nové procesory a GPU spotřebovávají stále méně.

K odhadu poptávky ve wattech můžete použít kalkulačku na adrese Outervision.com, která vám umožní vybrat značku a model CPU a GPU, úložiště a dalších komponent. Pokud plánujete přetaktování systému, můžete také nakonfigurovat hodiny CPU, napětí, hodiny GPU a hodiny grafické karty. V každém případě je obvykle výhodnější získat radu odborníka než kalkulačku.

Po zadání všech podrobností, které chcete zahrnout, se v kalkulačce zobrazí tři čísla: výkon zatížení, doporučený výkon UPS a doporučený výkon jednotky PSU.

Chcete-li nastavit příkon, který můžete snadno najít, proveďte několik věcí. Nejprve zaokrouhlte výkon na nejbližší 50 W značku (370 W by zaokrouhlil na 400 W). U této metody můžete obvykle najít zdroj energie, který poskytuje dostatek energie, i když v budoucnu upgradujete na něco silnějšího.

U některých systémů nemusí být zaručeno dalších 50 W nebo více. Uzamčené procesory (procesory Intel bez označení „K“ nebo „X“) se mnohem méně pravděpodobně použijí v situacích, kdy spotřebovávají více energie, než vyžadují jejich specifikace. Také tyto procesory mají tendenci snižovat svou maximální rychlost hodin, když jsou zahřívány, což také pomáhá šetřit energii.

Pokud jde o odblokování procesorů a přetaktování GPU, je lepší mít dostatek energie. To může být užitečné, když chcete přetaktovat, nebo když přidáváte komponenty do přetaktovacího systému. Přetaktování často vyžaduje lepší chlazení a každý ventilátor a vodní čerpadlo bude také čerpat watty.

Za zmínku také stojí, že váš systém nebude mít vždy maximální výkon. Většina počítačů spotřebovává při nečinnosti pouze 100 wattů nebo méně a zřídka více než 150 W při provádění každodenních úkolů, jako je práce na dokumentech nebo surfování na webu. Ale chcete, aby napájení vyhovovalo požadavkům na špičkový výkon, ne typickým zatížením.

Účinnost a certifikace 80 Plus

Elektronika v reálném světě nikdy nepracuje se 100% účinností. Štítek „80 Plus“ na jednotce PSU označuje, že byl hodnocen pro určitou úroveň účinnosti. Než se obrátíme na certifikaci 80 Plus, promluvme si o efektivitě.

Pokud je napájení (nebo jiné zařízení) účinné na 80 procent, je do systému dodáno 80 procent jmenovitého výkonu a zbývajících 20 procent je ztraceno ve formě tepla. Pokud napájecí zdroj odebírá 500 W ze zdi a je 80% efektivní při 100% zatížení, můžete dodávat pouze 400 W při maximálním výkonu. Taková jednotka PSU bude mít jmenovitý výkon 400 W, protože jde o maximální výkon, který bude dodán do systému.

Jelikož jmenovitý výkon jednotky PSU bere v úvahu účinnost, není třeba dělat mnoho matematiky. To je vše, pokud vám záleží na elektrických účtech. Pokud chcete svůj počítač neustále udržovat, nebo pokud trávíte dlouhé hodiny hraním, může vám úspornější PSU ušetřit peníze.

Pokud je stejný zdroj napájení 400 W účinný z 90%, bude odebírat ze zdi 444 W (namísto 500 W) a dodávat 400 W do vašeho PC. Tento rozdíl se rovná téměř stejné energii jako žárovka 60 W. A čím více hrajete náročné hry, tím více kilowatthodin se začne hromadit.

Je důležité si uvědomit, že účinnost napájení není lineární a mění se v závislosti na zátěži. Specifikace 80 Plus vyžaduje, aby napájení bylo nejméně 80 procent účinné při 115 V (ve Spojených státech) při všech zátěžích 20 a více procent. Pro připojení 230 V (EU) musí být jednotka PSU 82% efektivní při 20 a 100% zatížení a 85% účinná při 50% zatížení.

Kvalita dílu je dalším skvělým důvodem k efektivnějšímu napájení. Čím účinnější je jednotka PSU, tím méně tepla generuje. To má tendenci znamenat, že komponenty vydrží déle a nemusíte chladicí ventilátor používat tolik. Stále to však není vždy pravda. Například si představte fontánu 80 Plus Gold s nekvalitními kondenzátory a krátkotrvajícím ventilátorem, s absurdně malými chladiči a 80 Plus Bronze s špičkovým ventilátorem, velkorysým rozptylem tepla a slušnými kondenzátory. Bronz je bezpochyby lepší.

Některé napájecí zdroje jsou dostatečně účinné, takže nemusíte ventilátor neustále zapojovat. V závislosti na vašem případu má méně účinný zdroj energie možnost zvýšit okolní teplotu uvnitř krabice.

To je samozřejmé, ale účinnější zdroj energie je také zelenější. Výkonný herní počítač pod zatížením je důležitým zařízením, stejně jako pračka nebo lednička. Spotřeba méně energie snižuje nároky na zatížení celé sítě, což může pomoci udržet hroty v režimu offline, zejména v době vysoké poptávky.

Záruky

Když nakupujete komponenty PC, často najdete produkty, u nichž se nezdá, že by významně změnily jejich příslušné technické listy. V takovém případě může být užitečné jít se značkou, kterou preferujete, nebo se podívat na něco mnohem méně atraktivního než technické specifikace: záruka.

K dnešnímu dni je zdroj s 2letou zárukou pozadu na trhu a neměl by se brát v úvahu. Přestože se liší, většina jednotek PSU má tří až pětiletou záruku. U některých produktů je však poskytována sedmiletá a desetiletá záruka. Nejedná se o přímý ukazatel kvality, ale jde o druh omezeného pojištění, které stojí za zvážení.

Modulární napájecí zdroje

Modularita je po síle a účinnosti jedním z nejdůležitějších prodejních míst pro fontány. V mnoha případech je ideální modulární zdroj napájení. V jiných je to poslední věc, kterou chcete. Ale co dělá PSU modulární?

Jednoduše řečeno, modulární napájecí zdroj umožňuje připojení (nebo odpojení) kabelů podle potřeby. Naproti tomu u tradičních napájecích zdrojů jsou kabely trvale připojeny k napájecímu zdroji.

Polomodulární jednotky PSU vytvářejí rovnováhu mezi těmito dvěma: některé kabely (obvykle kabely základní desky a CPU) jsou trvale připojeny, zatímco jiné kabely (PCIe, SATA a Molex) jsou oddělitelné.

Modulární jednotky PSU mají obrovskou výhodu, pokud jde o správu kabelů. Správa kabelů může být jedním z nejnáročnějších a nejdražších úkolů při konstrukci PC Modulární napájecí zdroj umožňuje použít pouze kabely potřebné k připojení PC, což může výrazně snížit zaplnění kabelů v krabici. To může někdy kromě estetiky zlepšit proudění vzduchu.

Nevýhodou odnímatelných kabelů je to, že samotné kabely obecně používají proprietární konektory. I kabely z různých produktových řad stejného výrobce mohou být nekompatibilní. Proto je vždy vhodné ukládat kabely do krabic nebo sáčků, aby je bezpečně uložily pro pozdější skladování.

Modulární jednotky PSU také zabírají v krabici více místa než nemodulární modely. U věží ATX to obvykle není problém, ale může to způsobit skutečné problémy v systému mini-ITX. Konektory na konci kabelů přidávají přibližně 1/2 palce na 3/4 palce k délce jednotky PSU. Na druhé straně nemodulární jednotky PSU nemají konektory na konci jednotky PSU, protože kabely jednoduše vycházejí ze zadní části jednotky.

V případech, kdy vůle na zadní straně jednotky PSU může být velmi těsná, zvažte použití nemodulárního napájení, pokud to konstrukce umožňuje. Skladování nepoužitých kabelů bude obtížnější, ale jejich odstraňování bude méně problematické. Pokud prostor není problém, obvykle se doporučují modulární nebo polomodulární písma. Čistí strukturu a v případě potřeby vám umožní vyměnit kabely.

Na velikosti záleží

Stejně jako všechno ostatní, co jde do pouzdra na PC, mohou mít fyzické rozměry počítače velký dopad. I když se to obvykle projevuje u PSU s vyšším výkonem, v některých verzích mohou být i modely s nízkým příkonem příliš velké. Může být obtížné získat 1600 W zdroj EVGA PSU, aby se vešel na věž střední velikosti, ale je mnohem obtížnější získat zdroj ATU PSU v mini ITX krabici, pokud jsou věci těsné.

I když existují některé krabice, které podporují menší tvarový faktor SFX, mnoho mini-ITX boxů je stále postaveno pro PSU ATX. Toto je smíšené požehnání. Pro spotřebitele není k dispozici široká škála PSU SFX, takže jít s ATX dává více možností. I s touto volbou musíte kousky vybírat opatrně. Například pole ITX jsou schopna přijímat pouze písma s určitou konfigurací a velikostí. V tak malém prostoru je vysoce doporučeno mít modulární napájecí zdroj, ale mimořádně drahé ve speciálním formátu: SFX.

Závěr o tom, co je napájení?

Je pravda, že jednotky PSU nejsou nejsexičtější součástí počítače. Dobrý PSU nenabízí estetické body pro zobrazení se svými přáteli, jako je dobrý procesor nebo GPU, ale správný PSU zajistí, že budete moci tyto součásti využít v plném rozsahu.

Koupili byste si sportovní vůz jen za použití nejlevnějšího benzínu, jaký najdete? Jednotky PSU mohou být pro vaše herní zařízení jako palivo s vysokým oktanovým číslem, což pomáhá zajistit čistou energii a zajistit, aby se vše nekouřilo v kouři.

Pokud existuje jeden poslední tip, není to šetřit na vašem PSU. Vždy si můžete koupit více úložiště nebo RAM, ale špatná jednotka PSU může způsobit katastrofu.

Pevné napájení s dostatečným rezervním napájením zajistí dlouhou životnost systému a zajistí bezproblémové aktualizace. Máte-li dotazy, vždy se můžete obrátit na našeho průvodce ohledně nejlepších zdrojů napájení na trhu, zde najdete ty nejlepší modely podle cenového rozpětí.

Co si myslíte o našem článku o tom, co je zdroj energie? Chybí vám něco?