معرفی منبع تغذیه کامیپوتر و لب تاب ها

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: واحد منبع تغذیه کامپیوتر یا پاور کامپیوتر دستگاهی است که انرژی الکتریکی مورد نیاز سایر قطعات و سخت افزار‌های موجود در رایانه مثل: CPU، RAM، حافظه‌های جانبی و ... را تأمین می‌کند. منبع تغذیه جریان متناوب AC یا همان برق شهری را به عنوان ورودی دریافت کرده و آن را به جریان مستقیم DC جهت استفاده در قطعات کامپیوتر تبدیل می‌کند.

در کامپیوتر‌های شخصی (PC یا Personal Computers) منبع تغذیه کامپیوتر معمولاً در پشت محفظه (Case) قابل دسترسی است. به منبع تغذیه یک کابل (که معمولاً دارای یک سیم زمین، مثبت و منفی است) از طرف برق شهری به صورت مستقیم وصل می‌شود؛ اما در رایانه‌های کوچکتر مانند لپتاپ ها، واحد منبع تغذیه بصورت خارجی (External) وظیفه تأمین برق مصرفی را بر عهده دارد.

منبع تغذیه در مقایسه با سایر قطعات ساخت افزاری معمولاً عمر کمتری دارد و دلیل آن هم نوسانات برق و کارکرد زیاد آن است که معمولاً باعث داغ کردن شدید منبع تغذیه و در نهایت خرابی اجزای آن می‌شود؛ یا گاهاً باعث خاموشی و ریستارت‌های ناگهانی کامپیوتر می‌گردد. البته بر روی منابع تغذیه، فن و درون آن‌ها گرماگیر‌هایی قرار می‌گیرند تا گرمای حاصل از قطعات الکتریکی درون منبع تغذیه از جمله ترانزیستورها، مقاومت‌ها و ... را به بیرون منتقل کند و دمای دستگاه را پایین بیاورد. 

ولتاژ‌های ورودی و خروجی منبع تغذیه کامپیوتر

در بعضی از منابع تغذیه کلیدی وجود دارد که به وسیله آن می‌توانید دو حالت ۱۱۵ و ۲۳۰ ولت را برای ورودی منبع تغذیه انتخاب کنید. این کلید در کشور ایران باید روی ۲۳۰ ولت قرار داده شود.

یک منبع تغذیه خوب علاوه بر اینکه عمل تبدیل ولتاژ را انجام می‌دهد اضافه ولتاژ‌های گذرایی که در برق شهر وجود دارد را هم سد می‌کند و مانع می‌شود که این ولتاژ اضافه به مادربرد یا دیگر اجزای حساس کامپیوتر شما برسد؛ و به این طریق از سوختن قطعات کامپیوتر شما در برابر اضافه ولتاژ‌ها حفاظت می‌کند. این کار بوسیله خازن‌ها و سلف‌هایی با ظرفیت مناسب انجام می‌شود که در اصطلاح به آن‌ها فیلتر EMI گفته می‌شود. همینطور رگلاتور‌های ولتاژ به عنوان مکمل این فیلتر‌ها مانع از عبور اضافه ولتاژ‌ها به کامپیوتر شما می‌شوند.

منابع تغذیه کامپیوتر بر حسب نحوه اتصال به برد اصلی و شکل ظاهری به دو گروه عمده AT و ATX تقسیم می‌شوند.

منابع تغذیه AT

در این نوع منبع تغذیه برای اتصال به برد اصلی از دو رابط شش پینی استفاده شده که برای نصب حتماً باید سیم‌های مشکی کنار یکدیگر و در وسط قرار گیرند.

سوئیچ پاور در این نوع منبع تغذیه به و سیله یک کابل سیاه رنگ به صورت سخت افزاری به منبع وصل می‌شود بنابراین برای روشن و خاموش کردن این منابع باید از کلید پاور جلوی کیس استفاده شود، در سیستم عامل ویندوز بعد از عملیات Shut down کردن پیغام It is now safe to turn off your Computer ظاهر می‌شود که کاربر باید بعد از آن با استفاده از دکمه پاور منبع تغذیه را خاموش کند. هنگام اتصال اتصالگر‌های P۸ و P۹ به برد اصلی باید سیم‌های سیاه کنار یکدیگر قرار بگیرند.

ولتاژ‌های خروجی در منابع تغذیه AT، شامل: ۵+، ۵-، ۱۲+ و ۱۲- ولت است.

منابع تغذیه ATX

برخی منابع تغذیه را با نام ATX مشخص می‌کنند. این منابع تغذیه می‌توانند توسط سیگنال ارسالی از مادربورد خاموش یا روشن شوند؛ همچنین متقابلاً سیگنالی را به مادربورد می‌فرستد تا اعلام کند که خروجی‌های DC آن برقدار و بدون مشکل است و کامپیوتر شما می‌تواند بوت شود. به محض اینکه دوشاخه برق کامپیوتر خود را به پریز وصل کنید خروجی ۵VSB یا ۵ ولت Stand by آن فعال می‌گردد؛ بنابراین توابع Stand by و لوازم جانبی مربوطه سیستم آماده به کار می‌شوند.

این نوع منابع تغذیه از طریق برد اصلی به صورت نرم افزاری کنترل می‌شوند و با Shut down کردن منبع تغذیه خاموش می‌شوند.

ولتاژ‌های خروجی در منابع تغذیه ATX عبارتند از: ۵+، ۳/۳+، ۱۲+، ۵-، PG، GND، PS-ON، SB است.

ولتاژ‌های ۳/۳ و ۵ ولت معمولا برای مدارات دیجیتال و ولتاژ ۱۲ ولت برای راه اندازی موتور‌ها در هارد دیسک‌ها درایو‌ها و فن‌ها به کار می‌روند.

منبع تغذیه ATX از لحاظ تهویه بهتر از منبع تغذیه AT می‌باشد. برای روشن کردن این نوع منبع تغذیه باید آن را به برد اصلی متصل کرد بنابراین برای تست این نوع منبع تغذیه بایستی سیم‌های سبز و مشکی را در کانکتور ۲۰ یا ۲۴ پین توسط یک سیم به هم متصل کرد.


تشریح ولتاژ‌های منبع تغذیه کامپیوتر نوع ATX

GND سیگنال زمین است.

PG یا Power Good ولتاژی برای تشخیص صحیح بودن ولتاژ‌های منبع تغذیه است. در صورت وجود این ولتاژ و اعمال آن به برد اصلی کامپیوتر شروع به کار می‌کند. در صورت بروز اشکال در برق مصرفی و ایجاد جرقه، این ولتاژ قطع شده و مانع کار برد اصلی می‌شود.

SB یا Standby سیمی به رنگ سرمه‌ای با ولتاژ ۵+ می‌باشد که حالت Srandby سیستم را پشتیبانی می‌کند.
PS-ON سیمی به رنگ سبز است که از برد اصلی فرمان روشن و خاموش شدن منبع تغذیه را دریافت می‌کند.

در شکل زیر انواع پین‌های منبع تغذیه کامپیوتر و ولتاژ‌های آن را مشاهده می‌نمایید:



توان خروجی

مهمترین واحدی که در خرید یا استفاده از یک منبع تغذیه مورد توجه قرار می‌گیرد میزان توان واقعی و حداکثر توان آن بر حسب وات (Watt) است.

توان واقعی مقدار توانی است که یک منبع تغذیه می‌تواند به صورت عادی تولید کند و حداکثر توان آن میزان توانی است که آن منبع تغذیه می‌تواند در حداکثر توان گرفته شده از آن تولید کند. برای مثال چندین مورد از توان‌هایی که قطعات مختلف کامپیوتر استفاده می‌کنند به صورت زیر می‌باشد:

پردازنده: ۸۰W – ۱۴۰W
هر ماژول یا قطعه رم: ۱۵W
برد اصلی: ۵۰W – ۱۵۰W
قطعات خود محفظه و فن‌ها: ۳W
هارد دیسک: ۱۵W – ۳۰W
سی دی یا دی وی دی ریدر: ۲۰W – ۳۰W
کارت توسعه: ۵W – ۱۰W
و …

منبع تغذیه‌های معمول بازار معمولا ۵۰۰ وات هستند؛ و در توان‌های کمتر هم تا ۳۰۰ وات وجود دارند که برای کامپیوتر‌های کوچکتر و کم مصرف‌تر به کار می‌روند. اما منبع تغذیه کامپیوتری که برای بازی‌های کامپیوتری یا کار‌های گرافیکی و ... استفاده می‌شود باید حداقل ۴۵۰ وات توان خروجی داشته باشد.

یک کامپیوتر معمولی با تغذیه ۵۰۰ تا ۸۰۰ وات به خوبی کار می‌کند، اما کامپیوتری که بسیار مجهز است و برای کار‌های سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد نیاز به یک منبع تغذیه ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ وات دارد؛ اما کامپیوتر‌هایی هم هستند که نیاز به منبع تغذیه بالاتر تا ۲۰۰۰ وات دارند این کامپیوتر‌ها معمولا چندین هارد دیسک، دو یا چندین CPU و چندین کارت گرافیکی دارند و فوق العاده کارا هستند و عمدتاً برای سرور‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اضافه بار در منبع تغذیه

یک منبع تغذیه می‌تواند توانی بیش از مقدار نامی خود فراهم نماید، اما دمای آن افزایش می‌یابد بنابراین تا حدی که دمای کار اجازه بدهد می‌توان مقداری اضافه بار به آن تحمیل کرد. مثلا یک منبع تغذیه ۳۰۰ وات به صورت لحظه‌ای می‌تواند کار یک منبع ۵۵۰ وات را انجام دهد و دمای آن تا ۲۵ درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد؛ یا از یک منبع ۴۰۰ وات می‌توان به اندازه ۴۵۰ وات به طور مداوم توان گرفت، اما دمای آن تا ۴۵ درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد.

گاهی اعدادی که روی منبع تغذیه ذکر می‌شود خیلی دقیق نیست و این منبع تغذیه در شرایط کار واقعی ممکن است کمتر از این توان داشته باشد و طبیعی است که دمای آن بالا می‌رود.

میزان توان مصرفی هر یک از قطعات بر روی راهنمای همان قطعه درج می‌شود؛ بنابراین بهترین منبع تغذیه‌ای که می‌توان برای یک کامپیوتر انتخاب کرد (جدا از سایر پارامترها)، منبع تغذیه‌ای است که میزان توان تولیدی واقعی آن کمی بیشتر از میزان توان مصرفی کل قطعات و اجزای کامپیوتر باشد تا هیچ‌گاه فشاری بر روی منبع تغذیه وجود نداشته باشد.


یک کامپیوتر معمولی که با آن خیلی هم کار‌های سنگین محاسباتی یا رندرینگ هم انجام نمی‌دهید باز هم به منبعی بیش از ۳۰۰ تا ۳۵۰ وات در ماکزیمم شرایط نیاز دارد.

منبع تغذیه لپ تاپ‌ها

منبع تغذیه لپ تاپ‌ها از ۲۵ تا ۲۰۰ وات در خروجی خود توان دارند. لپ تاپ‌ها معمولا منبع تغذیه‌ای خارجی غیر از منبع تغذیه داخلی خود دارند که به آن‌ها اصطلاحا Power Brick گفته می‌شود و این منبع خارجی معمولا وظیفه تبدیل برق شهر به ۱۹ ولت DC را دارند و عمل تبدیل ولتاژ‌های دیگر بوسیله مبدل‌های DC/DC داخل لپ تاپ انجام می‌گیرد.

مادربرد سرور‌ها

برخی سرور‌های وب فقط یک ولتاژ ۱۲ به عنوان ورودی دریافت می‌کنند خود مادر برد عمل تبدیل ولتاژ را انجام می‌دهد به عبارت دیگر روی مادربرد این سرور‌های قدرتمند مبدل‌های DC وجود دارند که ولتاژ‌های مختلف مورد نیاز تجهیزات را تأمین می‌کنند؛ که به آن‌ها در اصطلاح ماژول‌های تنظیم ولتاژ می‌گویند.

راندمان انرژی مصرفی

منابع تغذیه معمولا راندمانی در حدود ۷۰ تا ۷۵ درصد دارند. این بدان معناست که اگر منبع تغذیه کامپیوتر شما راندمان ۷۵ درصد دارد و یک خروجی آن ۷۵ وات مصرف دارد در ورودی منبع تغذیه نیاز به ۱۰۰ وات دارید و ۲۵ وات به صورت گرما در منبع تغذیه تلف می‌شود؛ اما منبع تغذیه‌های با کیفیت بالا هم وجود دارند که تا ۸۰ درصد یا حتی بیشتر راندمان انرژی داشته و گرمای کمتری تولید می‌کنند و نیاز به خنک کاری کمتری دارند و در نتیجه کم صدا‌تر هم هستند.

البته منابع تغذیه با راندمان بالاتر وجود دارند. منبع تغذیه سرور‌های گوگل غول اینترنتی تا ۹۰ درصد راندمان دارند و منبع تغذیه‌ای ساخت کمپانی HP وجود دارد که تا ۹۴.۴ درصد راندمان دارد.

برای اینکه بیشترین راندمان را داشته باشید باید بار شما با توان منبع تغذیه متناسب باشد؛ زیرا راندمان انرژی منبع تغذیه کامپیوتر با کاهش بار به شدت افت می‌کند.

بالاترین میزان راندمان در در ۵۰ تا ۷۰ درصد بار رخ می‌دهد. البته رفتار منبع تغذیه‌های مختلف با یکدیگر متفاوت است؛ اما به عنوان یک قانون کلی توان مصرفی کامپیوتر در حالت کار عادی باید در حدود ۶۰ درصد توان نامی منبع تغذیه باشد و حداکثر توان مصرفی آن نباید از توان نامی منبع شما تجاوز کند.