منبع تغذیه Power Supply

[rezalaghaian]

منبع تغذیه، یک دستگاه الکتریکی است که مسئول تأمین و تنظیم جریان الکتریکی در رایانه می باشد. این قطعه به صورت جعبه ای بزرگ و مستقل در جعبه رایانه قرار دارد و بیشتر خرابی ها را در رایانه به وجود می آورد.
کار منبع تغذیه این است که ولتاژ متناوب (ای سی، Alternate Current) را تبدیل به ولتاژ مستقیم (دی سی، Direct Current) می کند.

انواع منبع تغذیه
منبع تغذیه دارای ابعاد و شکل های مختلفی می باشند، که باید با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رایانه همخوانی و سازگاری داشته باشد. بنابراین، این سه قطعه باید از یک نوع باشند. انواع این اجزاء عبارتند از:
۱- XT۲- AT desk خوابیده یا رومیزی
۳-AT tower برجی یا ایستاده
۴- Baby AT۵- Rectifierباریک، نقلی
۶- ATX

زمانی که رایانه XT توسط شرکت آی بی ام به بازار عرضه شد منبع تغذیه آن شبیه منبع تغذیه های قبلی بود، درصورتی که توان خروجی آنها دو برابر قبلی ها بود. پس از آن زمانی که آی بی ام رایانه AT را ساخت از یک منبع تغذیه بزرگتر برای آن استفاده نمود که دارای اشکال مختلفی بود. از این نوع منبع تغذیه استقبال زیادی شد تا جایی که هنوز نیز در سیستم های امروزی از آن استفاده می شود.
نوع برجی یا ایستاده سیستم های AT مشابه سیستم های خوابیدهAT است. مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های رومیزی با مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های برجی فرقی ندارد. تنها فرق آنها کلید های برق در مکانهای متفاوت می باشد. نوع دیگری از AT وجود دارد که کوچکتر از نوع ایستاده می باشد و منبع تغذیه آن نیز کوچک می باشد، که بچه ای تی نام دارد. منبع تغذیه جعبه های نقلی نیز از نظر مشخصات ظاهری با سایر منبع تغذیه ها تفاوت دارند. در این نوع جعبه ها مادربردها دارای استاندارد مشخصی نیستند، اما منبع تغذیه آنها دارای استانداردهای مشخصی است و قابل تعویض نیز می باشد.
منبع تغذیه ATX مانند منبع تغذیه نقلی می باشد، بنابراین، این دو قابل جابجایی می باشند. نوع منبع تغذیه ATX دارای مشخصات و مزایای زیر می باشد:
۱- سیگنال های (a) روشن بودن - Power on و سیگنال های (b) توقفStandby (Soft Power) ۵ V در این نوع منبع تغذیه وجود دارد.
۲- امکان حذف گرماگیر (Heat Sink) از روی پردازنده در این نوع وجود دارد.
۳- مادربردها در این نوع حاوی قطعاتی به نام تنظیم گر (Regulator) جهت تولید ولتاژ ۳/۳ ولتی نمی باشند به این علت که رابط منبع تغذیه به مادربرد ،خود دارای ولتاژ ۳/۳ ولت است.
۴- تهویه به سمت داخل منبع تغذیه صورت می گیرد تا مادربرد خنک شود. این کار خود باعث خنک شدن قطعات داخلی و تمیز شدن سطح قطعات داخلی می گردد.
۵- فیش اتصال منبع تغذیه مادربرد۲۰ پایه ای است و امکان اتصال برعکس آن وجود ندارد.
منبع تغذیه دارای ولتاژهای گوناگون با توان های مختلف می باشند مانند:
۱- ولتاژ ۵+ ولت: این نوع ولتاژ توسط تمام مادربردها، مدارها و وسایل جانبی رایانه مورد استفاده قرار می گیرد و رنگ سیم های آنها قرمز می باشد.
۲- ولتاژ ۱۲+ ولت: موتور هارددیسک و وسایل مشابه با آن از این ولتاژ استفاده می کنند که در مادربردهای جدیدتر دیگر آن را به کار نمی برند. مدارهای درگاه های سریال نیز از این ولتاژ استفاده می کنند. سیم آن نیز معمولاً زرد رنگ است و گاهی اوقات به رنگ قرمز نیز دیده می شود.
۳- ولتاژ های ۵- و ۱۲- ولت: این دو ولتاژ در رایانه های قدیمی وجود داشت، اما اکنون در منبع تغذیه ها نصب می شوند. این دو دارای جریانی کمتر از یک آمپر هستند.
۴- ولتاژ ۳/۳+ ولت: پردازنده های جدید از ولتاژ ۳/۳ ولت و یا کمتر استفاده می کنند، در صورتی که پردازنده های قدیمی از ولتاژ ۵+ استفاده می کردند. در پردازنده های جدید ولتاژ مورد نیاز پردازنده مستقیماً تولید می شود و بنابراین در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی می شود و از حرارت نیز کاسته می شود.
۵- سیگنال های صحت ولتاژ (قدرت مطلوب): پس از روشن شدن سیستم، منبع تغذیه به مقداری زمان احتیاج دارد تا به سطح ولتاژ مفید و مطلوب برسد و اگر سیستم شروع به کار کند و منبع تغذیه بعد از آن به کار افتد اتفاقات بدی رخ خواهد داد.
برای اینکه رایانه قبل از آمادگی منبع تغذیه روشن نگردد سیگنالی به نام (Power good) درستی ولتاژ و یا قدرت مطلوب به مادربرد ارسال می شود.
تا قبل از رسیدن آن مادربرد کاری انجام نمی دهد و در صورتی که مشکلی در برق به وجود آید و جرقه ای تولید شود منبع تغذیه این سیگنال را قطع می کند و مادربرد کار نخواهد کرد.
۶- سیگنال روشن بودن: در منبع تغذیه های جدید تابعی تعریف شده است که به وسیله نرم افزارها می توان منبع تغذیه را کنترل نمود. این سیگنال با عنوان روشن بودن و یا تأمین قدرت (Power On) مادربرد را کنترل می کند و باعث روشن شدن منبع تغذیه می شود.
۷- سیگنال ۵+ ولتی توقف Standby ۵ V : این ولتاژ در حالت خاموش بودن رایانه وجود دارد، این سیگنال به صورت نرم افزاری در حالت خاموش بودن رایانه آن را روشن می کند.
اجزاء سازنده منبع تغذیه
۱- مبدل: که ولتاژ را تغییر می دهد.
۲- یک سو کننده : جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.
۳- صافی یا پالایشگر : امواج را می گیرد.
منبع تغذیه قبل از روشن شدن رایانه چند آزمایش انجام می دهد، سپس در صورت صحیح بودن سیستم سیگنال را به مادربرد می رساند. این حالت حفظ می شود و در صورتی که به هر علتی از بین برود دستگاه ریست می شود.
منبع تغذیه به دو صورت خطی و کلیدی طراحی می شود که نوع خطی ترانس های بزرگتر دارند و نوع کلیدی از نظر اندازه و وزن و انرژی بهتر از خطی می باشند. منبع تغذیه های خوب یک مقاومت دارند که از خراب شدن آن جلوگیری می کند

[rezalaghaian]

امروزه کانکتورهای خروجی در منابع تغذیه کامپیوتر ، دارای تنوع و تعداد خاصی شده اند و طبیعی می باشد که این تنوع کانکتورها بر روی تمامی پاورها قابل اجرا نمی باشد. بلکه بنا به شرایط خاص ، توان و ویرایش هر مدل پاور، می توان شاهد وجود یا عدم وجود برخی از این کانکتورها بود. در این مبحث قصد داریم تا شما را با شکل ظاهری و نوع ولتاژ به کاررفته شده در این کانکتورها، آشنا نماییم.


- کانکتور ATX Main :

http://pnu-club.com/imported/2010/10/1646.jpg

- در شکل بالا نمای کلی یک کانکتور 24 پین مادربرد ، با قابلیت تبدیل به 20 پین را ملاحظه می فرمایید. لازم به ذکر است که معمولا اینگونه کانکتورهای 24 پین را به طور مجزا (20+4 پین) بر روی پاورها ملاحظه می فرمایید و این به دلیل آن است که قابلیت نصب برروی مادربردهای 20 پین را داشته باشد.
توجه داشته باشید که پاورهای 24 پین را می توان برروی مادربردهای 20 پین نصب نمود ولی پاورهای 20 پین را نباید برای مادربردهای 24 پین استفاده نمود. متاسفانه اغلب فروشندگان به صرف روشن شدن مادربردهای 24 پین با پاورهای 20 پین، این کار را به کرات انجام می دهند و یا از تبدیل 20 به 24 استفاده می نمایند. ولی آیا از خود سوال نموده اند که اگر قرار بر این بود، چرا شکل ظاهری کانکتور مادر بردها و پاورهای جدید 24 پین شده است؟ همانطور که در تعاریف استاندارهای ATX عنوان شد، نوع مصرف مادربردها و قطعات سخت افزاری از یک مرحله خاص به بعد، تغییر یافت و پیرو آن سازندگان مادربرد و پاور تحت استانداردهای جدید ، اقدام به طراحی و تولید محصولات خود نمودند. این مورد تغییر شکل نیز به نوعی یک هشدار برای مصرف کنندگان بود!
حال اگر پاور 20 پین برروی یک مادربرد 24 پین نصب گردد ، چه اتفاقی می افتد؟
به دلیل فشار مضاعف و جریان بالایی که دیگر کانکتورهای پاور برای تامین ولتاژ کانکتورهای متصل نشده متحمل می گردند ، پس از مدتی ( بستگی به نوع سخت افزار و میزان توان مصرفی ایشان ) این کانکتورها خاصیت اولیه خود را از دست می دهند (تغییر رنگ و سولفاته شدن فسفر برنز کانکتورها ) و موجب افزایش غیر طبیعی نویز در این محل می گردند و عملا کارآیی سیستم پایین آمده و درصد آسیب قطعات سخت افزاری به شدت بالا می رود.







کانکتور ATX P4 :

http://pnu-club.com/imported/2010/10/1647.jpg

- در شکل بالا نمونه ای از کانکتور 4 پین را که عموما وظیفه تامین ولتاژ پردازنده را دارند، ملاحظه می فرمایید.







کانکتور EATX :

http://pnu-club.com/imported/2010/10/1648.jpg

- درشکل بالا نمونه ای ازکانکتورهای جدید 8 پین ، معروف به EATX را ملاحظه می فرمایید. این کانکتور ها در گذشته برای تغذیه مادربردهای سرور و پردازنده های سرور مانند Xeon ها استفاده می گردید . ولی اکنون با توجه به افزایش میزان مصرف پردازنده های امروزی ، می توان این کانکتورها را بر روی مادربردهای نیمه حرفه ای جدید نیز ملاحظه نمود و معمولا در این کانکتورهای 8 پین از دو خروجی مجزای 12 ولت پاور استفاده می گردد. لازم به ذکر است این خروجی در پلات فرم جدید مادربرد ها ، مانند AMD4*4 ، تا 2 عدد افزایش یافته است و متناسب با آن این کانکتور در پاورهای EPS سال 2007 ، تا دو عدد مشاهده می گردد. (مانند پاور GP1030B شرکت GREEN ).







کانکتور Molex معروف به IDE :

http://pnu-club.com/imported/2010/10/1649.jpg

- درشکل بالا نمونه کانکتور 4 پین مولکس را ملاحظه می نمایید که اغلب جهت راه اندازی فنها، اپتیکال درایوها و هاردهای قدیمی معروف به IDE استفاده می گردند.







کانکتور Serial ATA معروف به SATA :

http://pnu-club.com/imported/2010/10/1650.jpg


- در شکل بالا، نمونه کانکتورمخصوص هاردهای SATA راملاحظه می فرمایید. اگر دقت نمایید در اینگونه کانکتورها از سه خروجی اصلی پاور یعنی خروجی های 3/3 و 5 و 12 با رنگهای نارنجی، قرمز و زرد استفاده شده است. نکته مهم در این بحث استفاده اشتباه از کانکتورهای تبدیل IDE به SATA می باشد. در این روش شما عملا ولتاژ نارنجی رنگ یعنی همان 3/3 ولت خروجی پاور را به هار SATA خود نمی رسانید. درست است که در این حالت هم هارد SATA کار می کند ولی با این روش شما عملا قابلیت های هارد SATAII خود را کاهش داده اید و علاوه بر آن هارد خود را در معرض آسیب جدی قرار داده اید.







کانکتور Floppy :



http://pnu-club.com/imported/2010/10/1651.jpg

- در شکل بالا، نمونه کانکتور فلاپی را ملاحظه می نمایید.







کانکتور PCI Express معروف به PCIE :



http://pnu-club.com/imported/2010/10/1652.jpg

- درشکل بالا ، شما نمونه کانکتور خروجی 6 پین مخصوص کارتهای PCI E را ملاحظه می کنید. درست است که این نوع کانکتور در همه کارتهای گرافیکی PCI Express استفاده نمی شوند، ولی رده های بالای اینگونه کارتها ، نیاز مبرم به ورودی مجزای ولتاژ مورد نیاز خود دارند و به دلیل مصرف بالای آنها ، اینگونه کانکتورها فقط بر روی پاورهای بالاتر از توان واقعی 380 وات تعبیه می گردند. همچنین جهت ساپورت تکنولوژی های SLI, Cross Fire که از دو کارت به صورت همزمان استفاده می گردد ، پاورهای حرفه ای دارای 2 تا چهار خروجی 6 پین PCIE می باشند.


http://pnu-club.com/imported/2010/10/1653.jpg

همجنین در شکل بالا نمونه کانکتورهای 8 پین PCI Express جدید را ملاحظه می فرمایید. همانطور که شما هم مستحضر می باشید، هیولاهای جدید گرافیکی که توسط کمپانی های NVIDIA, ATI به بازار عرضه شده اند ، مصرف انرژی فوق العاده بالایی دارند. مصرف از شاخه 12 ولت اینگونه کارتهای گرافیکی به حدی بالا رفته است که به جهت عدم آسیب دیدگی کانکتورها ( که در بالا بحث شد ) ، این کمپانی ها بر روی اینگونه کارتهای خود اقدام به تعبیه دو کانکتور 6 پین و یا یک 8 پین و یک 6 پین در کنار یکدیگر نموده اند. در این مورد در آینده به طور مفصل تری بحث خواهیم نمود. این کانکتورهای جدید را می توان در پاورهای EPS 2.91 Rev2007 ملاحظه نمود.


http://pnu-club.com/imported/2010/10/1654.jpg








کانکتور 6 پین EEB :



http://pnu-club.com/imported/2010/10/1655.jpg

در شکل بالا نمونه جدید کانکتورهای 6 پین معروف به EEB را ملا حظه می فرمایید. این کانکتور را می توان برروی مادربردهای جدید مانند Tyan Thunder ملاحظه نمود. پاورهای SSI EPS 3.51 از این تکنولوژی پیروی می نمایند. شکل ظاهری این کانکتورها بسیار شبیه به کانکتورهای 6 پین PCIE می باشد ولی نوع ولتاژ ارائه شده در آنها کاملا متفاوت می باشند.