Τροφοδοσία Η/Υ

1. Περιγραφή

Ένα τροφοδοτικό (PSU Power Supply Unit) ΑΤΧ (Advanced Technology eXtended), μετατρέπει τη παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος από τα 230 Volt, σε συνεχές ρεύμα διαφόρων τάσεων +3.3V, +5V, +12V, -12 V, για να εξυπηρετήσει τις ανάγκες σε ρεύμα, όλων των συσκευών της ΚΜ. Αν κάποια συσκευή ή κάποιο κύκλωμα απαιτεί διαφορετική τάση λειτουργίας, τότε αυτή καλύπτεται από νέα ρύθμιση μίας υπάρχουσας τάσης με τη βοήθεια κάποιου ρυθμιστή τάσεως, που βρίσκεται πάνω στη μητρική πλακέτα.

Οι παρεχόμενες τάσεις του τροφοδοτικού πρέπει να είναι σταθερές, χωρίς διακυμάνσεις. Κάτι τέτοιο όμως στη πράξη είναι ιδιαίτερο δύσκολο, ειδικά όταν αυξάνεται η ενέργεια που καλείται να παρέχει το τροφοδοτικό. Έτσι μία απόκλιση των παρεχόμενων τάσεων, της τάξης του 5% είναι αποδεκτή, όταν το παρεχόμενο φορτίο είναι μέχρι 70% της συνολικής ισχύος του τροφοδοτικού.

Σε παλαιά τροφοδοτικά, ο κύριος σύνδεσμός τους (P1) με την μητρική πλακέτα διέθετε 20 ακίδες, οι πιο σύγχρονες μητρικές απαιτούν 24 ακίδες. Έτσι τα σύγχρονα τροφοδοτικά παρέχουν σύνδεσμο με 20+4 = 24 ακίδες τροφοδοσίας, εκ των οποίων οι 4 είναι συνήθως αποσπώμενες για λόγους συμβατότητας. Οι διαστάσεις του τροφοδοτικού ΑΤΧ είναι τυποποιημένες, με αποτέλεσμα να ταιριάζουν σε κάθε θήκη που δέχεται τροφοδοτικό τύπου ΑΤΧ. Η τελευταία διάσταση, δηλαδή το βάθος του τροφοδοτικού μπορεί να διαφοροποιείται (π.χ. 15 x 8.6 x 14 ++ εκ.).

Το τροφοδοτικό μπορεί να διαθέτει ή όχι ενσωματωμένο διακόπτη λειτουργίας (on/off).

Η ψύξη των κυκλωμάτων του τροφοδοτικού γίνεται από τον ενσωματωμένο ανεμιστήρα στη βάση του ή στο πίσω μέρος του. Ανάλογα τη σχεδίαση του τροφοδοτικού, ο ανεμιστήρας μπορεί να απορροφά αέρα από το εξωτερικό περιβάλλον ή να απορροφά αέρα από το εσωτερικό του τροφοδοτικού.

2. Συνδέσεις τροφοδοτικού ΑΤΧ

Τα σύγχρονα τροφοδοτικά, διαθέτουν πλήθος συνδέσμων για κάθε μία από τις συσκευές που απαιτούν τροφοδοσία. Διαφέρουν, όσο αφορά στο πλήθος των εξόδων και των καλωδίων που παρέχουν. Ο τύπος των συνδέσμων που διαθέτουν είναι τυποποιημένος.

Η γεωμετρία κατασκευής των συνδέσμων είναι τέτοια, που δύσκολα γίνεται λανθασμένη τοποθέτηση. Σε μια τέτοια περίπτωση θα ήταν μάλλον βέβαιη η ανεπανόρθωτη ζημιά του υλικού.

Οι σύνδεσμοι 4, 6, 8 και 20/24 ακίδων έχουν ασφάλεια η οποία και πρέπει να πιέζεται κατά τη διάρκεια της αφαίρεσής τους.

Η διαδικασία αφαίρεσης των συνδέσμων, ειδικά σε πολυκαιρισμένα συστήματα, λόγω των θερμοδιαστολών και της οξείδωσης των μεταλλικών επαφών μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα δύσκολη. Δεν τραβάμε ποτέ με μεγάλη δύναμη τους συνδέσμους, ούτε τραβάμε πιάνοντας από τα καλώδια. Όταν ο σύνδεσμος είναι πολύ σφικτός, κρατάμε με το ένα χέρι τη συσκευή με την οποία συνδέεται και με το άλλο κάνουμε μικρές παλινδρομικές κινήσεις κινώντας κατά μήκος της μεγάλης διάστασης του συνδέσμου μέχρι να απασφαλισθεί.

Αρκετά προβλήματα λειτουργίας συσκευών της ΚΜ, επιλύονται αν βγάλουμε και ξαναβάλουμε τους συνδέσμους τροφοδοσίας. Μπορεί να φαίνεται περίεργο, αλλά υπάρχει πιθανότητα κακής αγωγιμότητας λόγω της ατελούς επαφής των μεταλλικών στοιχείων των συνδέσμων, οπότε με την προσθαφαίρεση το πρόβλημα αποκαθίσταται.

Η καλή λειτουργία του τροφοδοτικού είναι ιδιαίτερα κρίσιμη για την εύρυθμη λειτουργία του υπολογιστικού συστήματος. Πολλά από ανεξήγητα και περίεργα προβλήματα σε μία μονάδα πολύ συχνά οφείλονται σε κακή λειτουργία του τροφοδοτικού. Χωρίς να σταματήσει να λειτουργεί, μικρές αλλαγές των τάσεων εξόδου ή ανεπάρκειας της παρεχόμενης ισχύος υπό φόρτο εργασίας, προκαλούν πολλά προβλήματα στις συνδεόμενες συσκευές. Παρόλο που οι περισσότεροι χρήστες δίνουν βαρύτητα στην ταχύτητα του επεξεργαστή ή της μνήμης, στη χωρητικότητα των σκληρών δίσκων, η αγορά ενός καλού και αξιόπιστου τροφοδοτικού αποτελεί μία καλή επένδυση η οποία μπορεί να συνοδεύει τη ΚΜ ακόμα και μετά από τις αναβαθμίσεις των υπολοίπων συσκευών της.

Κάποια τροφοδοτικά, όταν το ζητούμενο φορτίο είναι μεγαλύτερο από αυτό που μπορούν να παρέχουν, δεν λειτουργούν προκειμένου να αποφύγουν την υπερφόρτωση στις γραμμές εξόδου τους. Τότε ή πρέπει να τοποθετήσουμε μεγαλύτερο τροφοδοτικό ή να αφαιρέσουμε συσκευές από την ΚΜ.

3. Τύποι τροφοδοτικών

Τα τροφοδοτικά διακρίνονται σε τρεις τύπους ανάλογα με τον τρόπο που τα καλώδια τροφοδοσίας τους συνδέονται σε αυτό:

Non modular. Η πιο φθηνή κατηγορία τροφοδοτικών. Όλα τα καλώδια είναι ήδη συνδεδεμένα επάνω του με αποτέλεσμα να υπάρχουν μέσα στο κουτί είτε τα χρειάζεται το σύστημα είτε όχι. Το μειονέκτημα είναι ότι ο όγκος των καλωδίων γεμίζει το κουτί αποτρέποντας την καλή κυκλοφορία του αέρα μέσα σε αυτό και δημιουργώντας σημεία που συσσωρεύεται σκόνη.

Semi modular. Μόνο τα απαραίτητα καλώδια είναι ενσωματωμένα στο τροφοδοτικό, για παράδειγμα η τροφοδοσία της μητρικής πλακέτας (σύνδεσμος 24Pin). Όλα τα υπόλοιπα καλώδια έρχονται ανεξάρτητα και κουμπώνουν πάνω στο τροφοδοτικό εφόσον χρειαστούν.

Modular. Όλα τα καλώδια είναι αποσπώμενα και επιλέγει ο τεχνικός αυτά που χρειάζεται να χρησιμοποιήσει.

Το πλεονέκτημα των Semi modular και Modular τροφοδοτικών είναι ότι δημιουργούν ένα άνετο εσωτερικό περιβάλλον δίνοντας τη δυνατότητα της ομαλής κυκλοφορίας του αέρα για καλύτερη ψύξη, αυξημένη απόδοση και γενικότερη προστασία του υπολογιστή.

4. Υπολογισμός ισχύος τροφοδοσίας

Κάθε υπολογιστικό σύστημα συνήθως έχει διαφορετικές ανάγκες από ισχύ τροφοδοσίας. Αυτό εξαρτάται από όλα τα επιμέρους εξαρτήματα του υπολογιστή και τις ανάγκες τους σε ρεύμα. Για κάθε ένα υποσύστημα συνήθως απαιτείται να ανατρέξετε στους κατασκευαστές (για παράδειγμα την κάρτα γραφικών, τους δίσκους κλπ) και να καταγράψετε τη μέγιστη ισχύ που χρειάζονται. Η τελική άθροιση είναι και η ζητούμενη ισχύς. Για την διευκόλυνση του τεχνικού ή και του χρήστη υπάρχουν ιστοσελίδες οι οποίες μέσα από οδηγούς μπορούν εύκολα να σας δώσουν με ακρίβεια την μέγιστη τιμή ισχύος που χρειάζεται το τροφοδοτικό σας. Ένα παράδειγμα μπορείτε να βρείτε στην διεύθυνση https://outervision.com/power-supply-calculator .

5. Τοποθέτηση τροφοδοσίας

Στα περισσότερα σύγχρονα κουτιά τύπου πύργου τα τροφοδοτικά τοποθετούνται στο κάτω μέρος της θήκης. Η τοποθέτηση αυτή έχει επιλεγεί για τρεις κύριους λόγους:

Ψύξη: Δεδομένου ότι ένα τροφοδοτικό παράγει αρκετή θερμότητα αυτή κινείται προς τα πάνω αφήνοντας τον κρύο αέρα να εισχωρήσει από το κάτω μέρος του κουτιού δημιουργώντας ένα ρεύμα που ψύχει αποτελεσματικά γενικότερα το κουτί.

Σταθερότητα: Το τροφοδοτικό αποτελεί ένα αρκετά βαρύ εξάρτημα. Η τοποθέτηση του στο κάτω μέρος βοηθά στη διατήρηση της σταθερότητας του συστήματος, καθώς προσθέτει ένα επιπρόσθετο βάρος στο κάτω μέρος του υπολογιστή.

Οικονομία χώρου: Όλος ο χώρος στο πάνω μέρος του κουτιού είναι διαθέσιμος για άλλα εξαρτήματα όπως ο επεξεργαστής, οι μνήμες RAM κλπ. Αυτό επιτρέπει καλύτερη τοποθέτηση των εξαρτημάτων και καλύτερη διαχείριση των καλωδιώσεων (cable management) μέσα στον υπολογιστή με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται καλύτερος αερισμός και κατανομή της θερμότητας.

Τέλος, υπάρχουν εξαιρέσεις όπου το τροφοδοτικό τοποθετείται στο πάνω μέρος ή ακόμη και στο πίσω μέρος του κουτιού. Αυτό εξαρτάται από τον κατασκευαστή και τον σχεδιασμό του κουτιού του υπολογιστή.

Συνήθως η τοποθέτηση γίνεται με 4 εξάγωνες βίδες σταυρού. Το μέγεθος τους είναι 6 χιλιοστά μήκος και 3.2 πλάτος.

Κατά τη διάρκεια της τοποθέτησης του τροφοδοτικού προσέχετε να είναι σωστά στραμμένο (πάνω κάτω) ώστε να ευθυγραμμιστεί με τις αντίστοιχες οπές στο κουτί του υπολογιστή. Στη συνέχεια τοποθετείστε τις βίδες και σφίξτε σταδιακά ξεκινώντας από την πάνω δεξιά και προχωρώντας αριστερόστροφα.

Δεδομένου ότι το τροφοδοτικό περιέχει ανεμιστήρα ενδέχεται να προκαλέσει δονήσεις οι οποίες θα μεταφέρονται και στο υπόλοιπο κουτί. Έτσι, πολλά τροφοδοτικά και κουτιά υπολογιστών παρέχουν ειδική λαστιχένια επιφάνεια που παρεμβάλλεται μεταξύ του κουτιού και της τροφοδοσίας για την απορρόφηση των κραδασμών αυτών.