منبع تغذیه چیست؟

منبع  تغذیه چیست ؟
همانطور که می دانید هر وسیله الکترونیکی بنا به طراحی خاص خود ، به ولتاژو آمپراژ مشخصی جهت راه اندازی و کارکرد نیاز دارد . منبع تغذیه دستگاهیاست که قادر است از یک ورودی با ولتاژ وآمپراژ ثابت ( بنا به طراحی داخلی خود ) ، ولتاژ وآمپراژ مختلفی را تولید نماید .

منبع تغذیه کامپیوتر چیست ؟
کامپیوترهای شخصی نیز مانند هر وسیله الکترونیکی جهت کار به منبع تغذیهخاص خود نیاز دارند، منبع تغذیه ای که بتواند ولتاژ های مورد نیاز بخش های داخلی یک کامپیوتر را تامین نماید.
همانطوریکه می دانید ولتاژهای مورد نیاز یک PC ، ثابت و شامل +12V , +5V ,+3.3V , +5V/SB , -12V , -5V می باشد . اما در منبع تغذیه کامپیوترپارامتر متغیر ی مانند آمپراژ و بالانس توان خروجی نیز وجود دارد.
در مورد آمپراژ خروجی منبع تغذیه ( که متناسب با توان آن می باشد ) میتوان گفت که منبع تغذیه های کامپیوتر بنا به موارد مصرف و سخت افزار های متصل به آن دارای توان های مختلفی می باشند به طور مثال در گذشته ای نهچندان دور یک سیستم پنتیوم 4 معمولی جهت کارکرد به منبع تغذیه ای با قدرت200 وات نیازداشت ولی اکنون یک سیستم پنتیوم 4 معمولی به منبع تغذیه ای باقدرت حداقل 300 وات نیاز دارد و این به دلیل آن است که مصرف کلیه قطعاتسخت افزاری جدیدبه طرز چشمگیری افزایش یافته است .
متغیر دیگری که درمنابع تغذیه کامپیوتری وجود دارد ، بالانس توان خروجی برروی شاخه های خروجی می باشد.


ساختارداخلی منابع تغذیه کامپیوتری دارای چند ویرایش یا ورژن مختلف میباشند . ویرایش 1.3 که هم اکنون نیز به اشتباه ، کاربرد دارد در بالانسخروجی خود +5 Vپر قدرت تری به نسبت +12 V دارد حال آنکه اکثر قطعات سختافزاری جدید ، توان مصرفی اصلی خود را ازشاخه +12 V تامین می نمایند کهتامین آمپراژ موردنیازشاخه +12 V این قطعات تنها از عهده منابع تغذیه جدیدبا ویرایش 2.0 به بالا تر برمی آید چرا که در بالانس خروجی این مدل ها ،+12 Vپرقدرت تری به نسبت +5 V وجود دارد و گاها دارای دو یا سه شاخه مجزادر خروجی +12 V خود می باشند ( DUAL LINE +12V ).

 

از روی جداول 2 تا 7 ، دعوت آشنایی با اجزای داخلی منبع تغذیه :
در این مقاله سعی شده است که به صورت مختصر و با زبان ساده ، شما رابااجزاء داخلی منبع تغذیه آشنا نماییم. بدیهی است که این ساختار ، همگانی وعمومی نبوده و در حدود 75 % ساختار داخلی منابع تغذیه استاندارد کنونی رادر بر می گیرد .


Input Capacitor : این قسمت از دو خازنالکترولیت با ظرفیت متناسب توان منبع تغذیه تشکیل شده است که وظیفه کنترلسطح ولتاژ ورودی در هنگام کارکرد و همچنین ذخیره انرژی مورد نیاز مدارسوئیچینگ به هنگام وقفه های کوتاه انرژی را بر عهده دارد .

Power Switching : ‌این بخش از دوترانزیستور قدرت ( MOSFET ) تشکیل شده است که وظیفه کنترل سطح ولتاژ خروجیاز طریق زمان روشن و خاموش شدن (سوئیچ) را بر عهده دارد .

Transformer : این بخش بنا به نوع طراحی، از دو تا سه ترانس ( Switching TR , Drive TR , Stand By TR ) تشکیل شدهاست ، که علاوه بر ایزولاسیون DC وظیفه تغییر سطح ولتاژ را بر عهده دارد.طراحی در این قسمت بسیار حساس می باشد زیرا اگر تعداد دور های اولیه وثانویه متناسب با طراحی مدار PWM نباشد ، پایداری مدار و ضریب اطمیناننیمه هادی و در نهایت کارکرد منبع تغذیه با مشکل اساسی مواجه خواهد شد .

Output Diodes :‌ این قسمت از دیودهایSHUTKEY , FAST , ZENER تشکیل شده است که وظیفه یکسو سازی ولتاژ خروجی رادر حالات عادی و قطع کامل جریان خروجی در حالات خاص را بر عهده دارد .

Output Filter : این قسمت ازچند خازن الکترولیت و سلف های چند لایه تشکیل شده است ، که وظیفه ذخیرهانرژی در زمان روشن و ارائه آن در زمان خاموشی ترانزیستور را بر عهده دارد.

Heat Sink : این قسمت ازآلیاژهای مختلف آلومینیوم و مس ساخته می شود و به واسطه تعبیه شیارهاییبرروی آن جهت عبور جریان هوا ،وظیفه انتقال دما از ترانزیستورهای سوئیچینگو همچنین دیودهای SHUTKEY , FAST ، به محیط اطراف را بر عهده دارد .

FAN : این قسمت علی رقم اینکه معمولااهمیتی برای آن ازطرف مصرف کنندگان قائل نمی شوند ، بسیار مهم و حیاتی میباشد ، چرا که رابطه مستقیمی با راندمان و طول عمر منبع تغذیه دارد . هرچقدر تهویه هوای گرم ازمحیط داخلی منبع تغذیه به فضای بیرونی بهترانجامگیرد کارکرد منبع تغذیه افزایش می یابد. جدیدا تولید کنندگان از فن های12cm * 12 در محصولات خود استفاده می نمایند که این مورد باعث تهویه هوایگرماطراف پردازشگر و همچنین بی صدا شدن منبع تغذیه گردیده است .

PCB : برد اصلی منبع تغذیه میباشد که کلیه قطعات بر روی آن نصب می شوند. رعایت استانداردهای مختلف ازجمله آتش سوزی درساخت برد ، باعث افزایش ضریب ایمنی کاربر در موارد خاص میگردد.

IC Controler : این قسمت پیچیدهترین بخش مدار PWM می باشد و درسال های اخیر تغییرات چشمگیری درطراحی اینقسمت به وجود آمده است بطوری که امروزه آی سی های جدید چند نوع وظیفهمختلف را برعهده دارند که درنهایت باعث افزایش دقت درکارکرد منبع تغذیهگردیده است . در زیر بطور خلاصه به وظایف آی سی های جدیدی که در بعضی ازپاورهای جدید و بخصوص پاور های GREEN به کار رفته اشاره شده است :

الف ) کنترل خروجی ؛ که با تولید پالس های Puls Whidh Modulation ، فرآیندتغییر پنهانی یک رشته پالس بر اساس تغییرات سیگنال های دیگر و اعمالبازخورد ولتاژ و جریان و راه اندازی نرم در کلیه خروجی ها را بر عهده دارد.

ب ) شبیه سازی ؛ ازطریق یک شبکه تقسیم مقاومتی ، کسری از ولتاژ خروجی بهآی سی جهت مقایسه با یک ولتاژ مبنا ، منتقل می شود و در صورت بروز هرگونهتغییر در خروجی دستور DOWN از طریق آی سی صادر می شود .

ج ) نوسان ساز ؛ که در فرکانس پایه کار می کند و موج مثلثی جهت استفاده در PWM را تولید می کند .
د ) راه اندازخروجی ؛ که توان کافی را جهت به کارگیری در مقاصد کم و میانه ، تولید می کند .
ه ) ولتاژ مبنا ؛ که ولتاژ پایه را جهت مقایسه خروجی ها و همچنین یک ولتاژ پایدار برای سایر بخش ها تولید می کند .
و ) مبدل خطا ؛ که عرض پالس DC خروجی را متناسب با سطح ولتاژ ، تنظیم می نماید .
ز ) Power Factor Correction ؛ که وظیفه تصحیح هارمونیک های فرکانس خروجی و هدایت و کنترل آنها به مدار PWM رابر عهده دارد .

هریک ازقطعات سخت افزاری با چه ولتاژی تغذیه می شوند؟
می خواهیم در این مبحث شما را با نوع ولتاژ مصرفی قطعات سخت افزاری آشناکنیم . در این مبحث و با توجه به جدول ارائه شده ، شما خواهید دید کهچگونه ولتاژ مصرفی پردازشگرهای پنتیوم 3 که ازشاخه +5 V تغذیه می شدند درپردازشگرهای پنتیوم 4 به شاخه +12 V منتقل گردیده است . همین جهش وتغییرنوع توان مصرفی، اکنون نیز به نوعی در پردازشگرهایIntel Prescott وAMD Athlon 64 و نیز سایر قطعات سخت افزای به وجود آمده است.
در سخت افزارهای جدیدی که امروزه به کار گرفته می شود توان مصرفی اصلی بهشاخه +12 منتقل گردیده است و شرکت آینده سیما همسو با تغییر تکنولوژی درساختار مصرفی سخت افزارهای جدید ، اقدام به واردات و تولید پاور هایمتناسب با این تکنولوژی نموده است.
پاورهای جدید این شرکت ، در بالانس شاخه های خروجی خود ، توان اصلی را به+12 V هدایت و در دو شاخه خروجی مجزا ( DUAL LINE +12V ) ارائه داده است.در ادامه توجه شما را به نوع ولتاژ مصرفی قطعات سخت افزاری که در جدول 1درج گردیده است ، جلب می نماییم ؛

EMI) Line Filter ) : این بخش از دو عنصر القاگر و خازن تشکیل شده است کهوظیفه ممانعت از خروج فرکانس های اضافی محدوده کاری ( NOISE ) منبع تغذیهبه بیرون ـ حاصل ازسیستم سوئیچینگ ـ و همچنین ممانعت از ورود فرکانس هایاضافی ـ حاصل ازدوران موتور های الکتریکی و یا سیستم های تولید کنندهحرارت ـ به داخل منبع تغذیه را برعهده دارد.

تفاوت پاور های 20 پین با پاورهای 24 پین چیست ؟
همانطور که در مطالب قبلی اشاره گردیده است پاورهای ویرایش 1.3 از شاخه+12 V ضعیف تری برخوردار و کانکتور خروجی در این مدل ها دارای 20 پین میباشد . ولی پاورهای ویرایش 2.0 که از +12 V پرقدرت تری برخوردار می باشنددارای کانکتور 24 پین می باشند. متاسفانه در بازار فروش کامپیوتر بارهادیده شده است که با استفاده از تبدیل 20 پین به 24 پین ، جهت راه اندازیاینگونه سیستم ها استفاده شده است ، چرا که اکثر کسانی که در ایران سیستممونتاژ می نمایند ، روشن شدن یک سیستم را ملاک سالم بون و راه افتادن آنمی دانند ، حال آنکه دانسته یا ندانسته به اشتباه بزرگی دست زده اند واینگونه سیستم ها دیر یا زود با مشکلات بزرگی اعم از کارکرد و یا راندمانبرخورد خواهند نمود . یعنی اگر خوش شانس باشند و مشکلاتی مانند از بینرفتن قطعات سخت افزاری برای آنها به وجود نیاید ، قطعاً سرعت پردازش وپارامترهای وابسته به آن ، که اغلب برای ارتقای آنها حاضریم مبالغ هنگفتیپرداخت نماییم به طرز چشمگیری کاهش می یابد .

مطابق بررسی های مجله معتبرTHG اکثر افراد حاضرند برای ارتقای 20 % سرعتپردازنده خود مبالغ زیادی را صرف نمایند حال آنکه عدم توجه به تناسب توانپاور وهمچنین کیفیت پاور خریداری شده ، که حدودا 20 % قیمت یک پردازنده میباشد آنها را با مشکلات عدیده ای روبرو می کند .
در کشور ما با توجه به محدودیت های سخت افزاری که در مبانی واردات و توزیعوجود دارد، اکنون در محدودیت زمانی قرار گرفته ایم که مجبور به ارائهپاورهایی با قابلیت استفاده در هر دو حالت 20 پین و 24 پین می باشیم تابتوایم نیاز هر دو طیف متقاضی را در این پروسه زمانی، تامین نماییم. شرکتآینده سیما در ابتکاری جدید، اقدام به عرضه پاورهای 24 پین با قابلیتاستفاده در مادربردهای 20 پین نموده است. در این سری از پاورها همسو باافزایش توان شاخه +12V از توان شاخه +5V کاسته نشده است ولی این پاورهاکماکان از یک شاخه در خروجی +12V برخوردار می باشند و نمی توانند جزو گروهپاورهای ویرایش 2.0 قرار بگیرند.
توجه شما را به کانکتور خروجی و نوع تبدیل 24 پین به 20 پین در عکس شماره جلب می نماییم.
همچنین در این مدل ها، سعی شده است تا از کانکتورهای جدید خروجی، مانندS.ATA و PCI.Express نیز استفاده شود. اما در عین حال توصیه گروه فنی شرکتآینده سیما، استفاده از پاورهای ویرایش 2.0 در سخت افزارهای حرفه ای جدیدمی باشد. چرا که این سری از قطعات سخت افزاری جدید مصرفی بیش از 18 آمپراز شاخه +12V که توانی در حدود 200W می باشد، نیاز به حداقل دو شاخه مجزادر خروجی +12V دارد.

چگونه پاور متناسب با توان مصرفی سیستم خود انتخاب نماییم؟
هر یک از قطعات سخت افزاری مقدار توان مصرفی خاص خود را دارند که می توانبا جمع نمودن مقدار توان ها ، توان مصرفی کلی سیستم خود را محاسبه نمایید.تولیدکنندگان پاور در سراسر جهان توصیه می کنند پاوری را انتخاب نمایید کهحداقل 10% بالا تر از توان حداکثر سیستم شما ، قدرت داشته باشد ! چرا کهراندمان و کارآیی یک پاور در مصرف بالاتر از حداکثر 90% توان واقعی آن دردراز مدت ، به طور چشمگیری کاهش می یابد و کاربر را با مشکلات عدیده ایروبرو می نماید.
واحد فنی و خدمات پس ازفروش شرکت آینده سیما ( GREEN )طبق تحقیقات گستردهو با همکاری تعدادی از مراکز تحقیقاتی کشور در زمینه الکترونیک وانفورماتیک و همچنین چندین سایت معتبر از جمله Intel و AMDموفق به تعیینحدود توان مصرفی قطعات سخت افزاری گردیده است که شما را به مطالعه دقیق آنو محاسبه توان مصرفی سیستم از روی جداول 2 تا 7 ، دعوت می نماییم .