Historia zasilaczy komputerowych SPIS TREŚCI: Zasilacz komputera Historia zasilaczy komputerowych Typy, rodzaje i budowa zasilaczy komputerowych Współczesne zasilacze Właściwy dobór zasilacza Podsumowanie

ZASILACZ KOMPUTERA Zasilacz komputerowy to urządzenie, które służy do przetwarzania napięcia przemiennego, dostarczanego z sieci energetycznej na niskie napięcie stałe, niezbędne do pracy pozostałych komponentów komputera. 1 -

HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH

W latach 80 i 90-tych popularne były komputery 8 i 16-bitowe. HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH W latach 80 i 90-tych popularne były komputery 8 i 16-bitowe. Każdy z tych komputerów posiadał inny układ zasilania. Konstrukcyjnie dostosowany pod daną markę i model więc nie było możliwości wykorzystania zasilacza np. z Commodore do Atari. 2 - 3

HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH W 1981 roku firma IBM zapoczątkowała platformę komputerów osobistych. Pierwszy komputer o nazwie PC 5150, który posiadał modułową wymianę podzespołów, powszechnie znany jako PC. 2 - 4

HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH W roku 1984 firma IBM dzięki komputerom klasy PC ustandaryzowała również system zasilania. 2 - 5

HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH W roku 1995 firma Intel opatentowała standard ATX. Charakterystycznym dla standardu ATX jest jednoczęściowe gniazdo zasilania. Jednocześnie istotne stało się zwiększenie mocy dostarczanej do płyty 2 - 8

HISTORIA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Z powodu coraz szybszych procesorów, kart graficznych i innych podzespołów rozwijany jest systematycznie poprzez dodawanie nowych złącz typu: SATA, P1 20+4 pin, PCI-E 8-Pin 2 - 9

Rodzaje i budowa zasilaczy komputerowych

Typowy zasilacz komputerowy musi pełnić poniższe funkcje: TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Typowy zasilacz komputerowy musi pełnić poniższe funkcje: - Prostowanie, - Transformacja napięcia, - Filtrowanie, - Regulacja, - Izolacja, - Ochrona. 3 - 10

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zasilacz liniowy 3 - 11

Zasadza działania zasilacza . TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zasadza działania zasilacza . 3 - 12

Prosta budowa zasilacza liniowego. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Prosta budowa zasilacza liniowego. 3 - 13

Transformator -zasada działania

Mostek Graetza

Filtr

Stabilizator

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zasilacz impulsowy Skonstruowanie zasilacza o niewielkiej masie i objętości, a dużej mocy i sprawności nie jest wcale proste. W dzisiejszych konstrukcjach ceną jest ich skomplikowanie. Zamiast najprostszego układu złożonego (zasilacze liniowe) z transformatora (do obniżania napięcia) i mostka prostowniczego (do zmiany prądu zmiennego na stały) stosuje się zasilacze impulsowe. 3 - 14

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zasilacz Impulsowy Pozwala zastosować mniejszych rozmiarów transformator, cewki i kondensatory. To elementy magazynujące energię – im niższa częstotliwość przebiegu, tym dłuższy jest jeden jego okres i tym większe muszą być elementy, żeby mogły zmagazynować energię jednego okresu. 3 - 15

TU SKOŃCZYŁEM

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Z powodu sporej komplikacji układów elektronicznych od bardzo wielu czynników. Przedstawiona powyżej budowa zasilacza impulsowego jest bardzo ogólna i uproszczona. W rzeczywistości zasilacze impulsowe potrafią się od siebie dramatycznie różnić. 3 - 18

Zabezpieczenia wejściowe. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zabezpieczenia wejściowe. Czyli obowiązkowo bezpiecznik chroniący zasilacz oraz podłączone do niego urządzenia przed uszkodzeniami na skutek zwarć lub dużych przepięć. Dodatkowo stosuje się warystor (lub kilka) będący dobrym zabezpieczeniem przeciw przepięciowym. 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Mostek prostowniczy. Służy tylko jednemu celowi: zamienić napięcie przemienne (zmieniające swoją biegunowość 50 razy na sekundę) na stałe, czyli wyprostować. Dzięki temu, że na wejściu zasilacza mamy wysokie napięcie to prąd płynący przez mostek jest stosunkowo mały i mostek nie musi być ani duży ani zbytnio się nie grzeje. 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Filtr PFC. To specjalny układ pilnujący aby współczynnik mocy miał wartość jak najbliższą 1. 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Kondensator. To jeden z ważniejszych elementów zasilacza ponieważ od jego jakości zależy stopień wygładzenia napięcia oraz jego filtracji. Ponieważ kondensator pracuje przy stosunkowo wysokim napięciu zasilania (okolice 300 V) to musi mieć odpowiednio wysokie dopuszczalne napięcie pracy (zazwyczaj 400 V). 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Układy filtrujące. Im bardziej złożone tym lepsza filtracja napięcia sieci, a tym samym trudniej się wszelkim zakłóceniom przedostać na wyjście zasilacza. 3 - 18

Tranzystor kluczujący. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Tranzystor kluczujący. To ważny element, bo tak na prawdę od niego w głównej mierze zależy stabilność napięcia wyjściowego oraz częściowo sprawność zasilacza, a to przekłada się bezpośrednio na ilość ciepła, jaką wydzieli niepotrzebnie. 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Transformator. Kolejny bardzo istotny element zasilacza. W połączeniu z poprzednimi elementami w dużym stopniu wpływa na sprawność zasilacza, a także bezpieczeństwo jego użytkowania. To on decyduje o separacji galwanicznej napięć wyjściowych. 3 - 18

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Prostownik. Napięcie wyjściowe z transformatora jest przepuszczane przez diody Schottky'ego, które nie dość, że są bardzo szybkie (czyli idealnie nadają się do prostowania napięcia o dużej częstotliwości) to jeszcze posiadają bardzo małe spadki napięć w stosunku do zwykłych diod prostowniczych. 3 - 18

Filtry niskonapięciowe. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Filtry niskonapięciowe. Wyprostowane napięcie przechodzi następnie przez mniej lub bardziej złożone układy filtrów składające się głownie z kondensatorów oraz cewek (dławików), które mają za zadanie wygładzenie napięcia oraz odcięcie wszelkich pozostałości pulsacji lub zakłóceń. 3 - 18

Układ sprzężenia zwrotnego. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Układ sprzężenia zwrotnego. Tutaj zasilacze rożnych producentów różnią się najbardziej, ponieważ jest wiele metod, jakie można zastosować tak do pomiaru napięcia jak do jego korekcji. Układ sprzężenia zwrotnego jest kolejnym blokiem mającym duży wpływ na jakość napięcia wyjściowego zasilacza impulsowego, a konkretnie na jego stabilność. 3 - 18

Układ regulacji napięcia. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Układ regulacji napięcia. Niektóre zasilacze posiadają możliwość dokładnej kalibracji wartości napięcia wyjściowego (najczęściej za pomocą małego potencjometru montażowego). Przydaje się kiedy chcemy skompensować spadki napięć na przewodach, lub delikatnie podnieść, bądź obniżyć napięcie zasilania obwodu. 3 - 18

Zasilacze liniowe kontra impulsowe TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Zasilacze liniowe kontra impulsowe Nadszedł czas na krótkie podsumowanie i porównanie zasilaczy liniowych, i impulsowych. Za chwilę dowiemy się dlaczego komputery mogą być zasilane tylko zasilaczami impulsowymi. Gdyby zbudować liniowy zasilacz dla komputera zajmowałby on obudowę wielkości wieży i ważył by kilkadziesiąt kilogramów. 3 - 19

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Podzespoły zasilacza Transformator - jest maszyną elektryczną działającą na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Transformator służy do zmiany wartości napięcia wejściowego do wartości zbliżonej do wymaganej przez zasilane urządzenie. 3 - 20

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Mostek Graetza - to prostownik zbudowany z czterech diod prostowniczych połączonych w specyficzny układ prostujący prąd przy wykorzystaniu obu połówek napięcia przemiennego (prostownik dwupołówkowy). W układzie takim niezależnie od kierunku przepływu prądu na wejściu prąd na wyjściu płynie zawsze w tę samą stronę. 3 - 21

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Mostek został wynaleziony przez polskiego konstruktora Karola Pollaka, to konstrukcja mostka wzięła nazwę od nazwiska urodzonego w 1856 we Wrocławiu niemieckiego fizyka, Leo Graetza. 3 - 22

Filtr - Kondensator elektrolityczny. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Filtr - Kondensator elektrolityczny. Wygładza napięcie wychodzące z mostka prostowniczego gdyż po wyjściu kształt napięcia jest daleki od idealnej poziomej linii . Stabilizator - Jeżeli pożądane jest zmniejszenie tętnień w napięciu wyjściowym, to w zasilaczu stosuje się odpowiednie układy stabilizatorów. Ich zadaniem jest utrzymywanie na wyjściu stałego napięcia niezależnie od obciążenia układu i wahań napięcia zasilającego. 3 - 23

Moc zasilacza a brak ujednolicenia standardu tabliczki znamionowej TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Moc zasilacza a brak ujednolicenia standardu tabliczki znamionowej Każdy zasilacz komputerowy posiada ściśle określoną moc wyjściową wyrażoną w Watach. Niestety do dzisiaj nie doczekaliśmy się ustandaryzowania sposobu w jaki producent zasilacza zobowiązany jest umieszczać informacje na temat parametrów zasilacza. 3 - 23

TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Nawet jeżeli zakres mocy jest w przedziale 230V sprawdzić należy czy przypadkiem nie trzeba jej ręcznie zmienić na zasilaczu. Rzadko ale jednak się zdarzają zasilacze które wymagają manualnej zmiany zakresu mocy wejściowej (czerwony przycisk). 3 - 23

Sprawność energetyczna zasilaczy. TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Sprawność energetyczna zasilaczy. Sprawność urządzeń elektrycznych podawana jest zazwyczaj w procentach i określa jaki procent mocy dostarczonej do urządzenia potrafi ono użytecznie wykorzystać. 3 - 23

80Plus Titanium (tylko zasilacze serwerowe) TYPY, RODZAJE I BUDOWA ZASILACZY KOMPUTEROWYCH Organizacja Ecos Consulting stojąca za programem 80Plus,wyróżnia następujące progi sprawności zasilaczy: 80Plus Standard 80Plus Bronze 80Plus Silver 80Plus Gold 80Plus Platinum 80Plus Titanium (tylko zasilacze serwerowe) 3 - 23