Jesteś tutaj

Zasada działania zasilacza ATX

Prąd przemienny podawany jest do zasilacza i przechodzi przez warystor (główne zabezpieczenie przed przepięciami), kilka filtrów (aby usunąć szumy), bezpiecznik (który stanowi najważniejsze zabezpieczenie zasilacza) i pierwszy mostek prostowniczy. Następnie prąd przechodzi do dwóch dużych kondensatorów, które widać w dolnym prawym rogu zdjęcia. Pełnią one rolę bufora, i dbają o to aby wychodzące z nich napięcie było wygładzone przed podaniem do tranzystorów polowych (MOSFET). Następnie układ PWM zamienia prąd na impulsy wysokiej częstotliwości (rząd kHz) o szerokości uzależnionej od obciążenia poprzez tranzystory polowe wysokiej mocy. W zależności od mocy zasilacza są dwa lub więcej tranzystorów połączonych równolegle, zachowujących się jak jeden, duży tranzystor (takie rozwiązanie daje większą pojemność obciążenia). Następnie tranzystory polowe (wyłączane i włączane z wysoką częstotliwością przez układ PWM) dostarczają moc do pierwotnych uzwojeń transformatorów. Wszystkie napięcia wyjściowe mają swój początek po wtórnej stronie transformatora, po czym zostają oczyszczone przez zestaw podwójnych diod Schotkiego. Główną zaletą użycia mostków Schotkiego jest bardzo niski spadek napięcia, oraz czas przełączania bliski zeru (pracują bardzo szybko). Dzięki temu idealnie nadają się one na układy wyjściowe zasilaczu komputerowych. Po wyprostowaniu napięcie kierowane jest poprzez różne filtry prądu stałego (pierścienie z owiniętym wokół nich drutem) które działają wraz z kondensatorami, aby ostatecznie przefiltrować napięcie z pozostałości zanieczyszczeń prądu zmiennego. Projektowanie zasilaczy ATX Głównymi czynnikami przy projektowaniu zasilaczy komputerowych są rozmiar i cena. Użyciu odrębnego obwodu i komponentów dla każdej linii wyjściowej (tranzystorów polowych, transformatorów, filtrów, itd.) pozwoliłoby na uzyskanie doskonałej kontroli napięcia pod każdym obciążeniem, jednak stałoby się niepraktyczne ze względu na rozmiary zasilacza i koszt jego produkcji. To właśnie dlatego specyfikacja ATX12V v2.01 zezwala na ±5% odchyły od wartości pierwotnych, aby pozostawić pole manewru dla zaspokojenia niepowtarzalnych obciążeń jakie generuje każdy komputer. Zgodnie specyfikacji z normą ATX12V v2.01, granice regulacji napięć, powinny zostać zachowane przy ciągłej pracy, przez dowolny okres czasu. Najwazniejszym warunkiem tej specyfikacji jest maksymalna temperatura pracy zasilacza, która wynosi 50° C. Natomiast w specyfikacji ATX12V v2.2 bardzo ważnym warunkiem jest utrzymanie 5% tolerancji napięć wyjściowych. W dzisiejszych zasilaczach najbardziej obciążana jest linia +12V, są nią zasilane procesory, karty graficzne, silniki dysków twardych, oraz napędów optycznych. Drugą pod względem wykorzystania jest linia +3.3V, która używana jest przez komponenty takie jak pamięci, karty graficzne, karty PCI. Linia +5V, podobnie jak kiedyś linia -5V, powoli przechodzi do lamusa. Jest ona zastępowana przez pozostałe linie, jednak nadal korzysta z niej dość dużo urządzeń (na przykład USB, niektóre komponenty na płycie głównej). Moc wyjściowa zasilacza Każdy zasilacz komputerowy powinien posiadać ściśle określoną moc wyjściową wyrażoną w Watach. W pierwszym naszym przykładzie posłużymy się zasilaczem o deklarowanej mocy 470W. Ale zaraz! Przecież jeżeli dodamy do siebie obciążalności poszczególnych linii uzyskamy nieomal 706W! Co więcej maksymalna obciążalność na liniach +3.3V i +5V wynoszą 280W, a suma obciążalności każdej z nich to przecież 312W. Nic się nie zgadza! Powodem, dla którego obciążalność nie sumuje się, jest trójkąt mocy, pomiędzy trzema liniami zasilającymi. Zmiana obciążenia na jednej linii ma duży wpływ na maksymalne obciążenie na wszystkich pozostałych liniach. Podczas każdego zadania komputer pobiera inną moc z każdej linii, dlatego komputer możemy nazywać obciążeniem dynamicznym, cały czas zmiennym. Warto zapamiętać, aby przy wyborze zasilacza kierować się nie mocą całkowitą ale obciążalnością linii +12V, gdyż jest to najważniejsza linia. Niektóre zasilacze mają "przerośniętą" linię +5V, która nie dość, że wpływa na obniżenie sprawności zasilacza, to jeszcze podbija moc całkowitą i zaciemnia realne korzyści z kupna zasilacza o mocnej linii +5V. Niestety do dzisiaj nie brak jest standardu sposobu w jaki producent zasilacza zobowiązany jest umieszczać informacje na temat parametrów zasilacza. Dla jednego producenta moc maksymalna oznacza moc chwilową przez 30 sekund, podczas gdy dla innego może oznaczać maksymalna moc ciągłą. Jest to stanowczo zbyt wiele niejasności, a to może zachęcać niektórych producentów do nieuczciwego oznaczania swoich produktów. Jeżeli na tabliczce znamionowej nie ma oznaczonych wartości dla maksymalnego, szczytowego, lub ciągłego obciążenia, wówczas bezpiecznie będzie przyjąć, że obciążalność dla każdej z linii (wyrażona w amperach) to wartość szczytowa, a połączone wartości (podane w watach) to wartości ciągłe. Jeżeli chcemy przybliżyć sobie moc ciągłą, jednak znamy tylko moc szczytową (lub w ogóle nie jest opisane jaka to moc) wówczas dobrze jest przyjąć, że moc ciągła to 80% podanej wartości. Aby uniknąć przykrej niespodzianki warto zatem jeszcze raz przyjrzeć się parametrom zasilacza. Trzeba też wziąć pod uwagę warunki w jakich przyjdzie pracować naszemu zasilaczowi. Wraz ze wzrostem temperatury może spadać całkowita moc jaką nasz zasilacz może oddać. Jest to główny czynnik, który odróżnia zasilacze dobrej jakości.