Sursa de alimentare este o componenta critica a calculatorului, deoarece furnizeaza energie electrica tuturor componentelor sistemului care au nevoie de aceasta. Ea este si una din componentele cu cea mai mare tendinta de defectare din orice sistem de calcu1. O sursa de alimentare care functioneaza necorespunzator poate deteriora celelalte componente din calculator prin furnizarea unei tensiuni incorecte sau oscilante.
Functia de baza a sursei de alimentare este aceea de a converti tipul de energie disponibila la priza retelei electrice īntr-un tip de energie pe care īl pot utiliza circuitele calculatorului. Īntr-un sistem conventional desktop, converteste tensiunea alternativa de 120 de volti si 60 Hz din SUA īn tensiune continua de +3,3 V, +5 V si + 12 V. De obicei, componentele si circuitele electronice digitale din sistem (placa de baza, placile adaptoare si placile logice ale unitatilo 424h72e r de disc) utilizeaza tensiunea de +3,3 V sau +5 V, iar motoarele unitatilo 424h72e r de disc si ale tuturor ventilatoarelor, tensiunea de + 12 V. Pentru ca sistemul sa poata functiona corect, sursa de alimentare trebuie sa furnizeze o tensiune continua de buna calitate si constanta.
Daca se examineaza caracteristicile tehnice ale unei surse de tensiune tipice pentru un calculator PC, se observa ca aceasta furnizeaza nu numai tensiunile de +3,3 V, +5 V si + 12 V, dar si - 5 V si -12 V. Aceste tensiuni negative suplimentare nu sunt deloc utilizate īn majoritatea sistemelor moderne, dar sunt īnca necesare pentru compatibilitatea retroactiva. Deoarece semnalul de +3,3 V este o aparitie relativ recenta, sursele de alimentare nu genereaza o tensiune de semnal de -3,3 V.
Desi tensiunile de -5 V si -12 V sunt furnizate placii de baza prin conectoarele de alimentare, placa de baza utilizeaza numai tensiunea de +5 V. Semnalul de - 5 V este pur si simplu dirijat catre magistrala ISA pe pinul B5. Placa de baza nu foloseste aceasta tensiune. La īnceput, circuitele analogice de separare a datelor, existente īn controllerele mai vechi de discheta, utilizau -5 V, astfel īncāt aceasta tensiune era furnizata magistralei. Deoarece controllerele moderne nu necesita tensiunea de -5 V, sistemele nu o mai folosesc. Ea este īnsa necesara īnca, deoarece face parte din standardul magistralei ISA.
Circuitele logice de pe placa de baza nu folosesc tensiunile de +12 V si -12 V. Acestea sunt dirijate, respectiv, la pinii B9 si B7 ai magistralei. Orice placa adaptoare de pe magistrala poate folosi aceste tensiuni daca este necesar, dar, de obicei, ele sunt utilizate de circuitele driver/receiver ale porturilor seriale. Daca placa de baza este prevazuta cu porturi seriale integrate, aceasta poate utiliza semnalele de +12 V si -12 V pentru aceste porturi.
Majoritatea circuitelor mai noi pentru porturi seriale nu mai utilizeaza circuite driver/receiver de 12 V. Īn loc de aceasta, īn prezent, sunt utilizate circuite care functioneaza numai la +3,3 V sau +5 V. Principala functie a tensiunii de + 12 V este aceea de a actiona motoarele unitatilo 424h72e r de disc. De obicei, este necesar un curent mare, īn special īn sistemele cu un numar mare de compartimente pentru unitati de disc (cum este la configuratia tower.). Īn afara de motoarele unitatilo 424h72e r de disc, alimentarea cu tensiune de + 12 V este utilizata pentru toate ventilatoarele de racire din sistem care trebuie sa functioneze tot timpul.
Īn afara de asigurarea energiei electrice pentru sistem, sursa de alimentare este cea care face ca sistemul sa nu functioneze decāt atunci cānd energia electrica este suficienta pentru functionarea corecta. Cu alte cuvinte, sursa de alimentare īmpiedica pornirea sau functionarea calculatorului pāna cānd sunt prezente toate nivelurile corecte de tensiune.
Orice sursa de alimentare efectueaza unele verificari interne īnainte de a permite ca sistemul sa functioneze. Daca verificarile se īncheie cu succes, sursa de alimentare trimite catre placa de baza un semnal special numit Power _Good. Daca acest semnal nu este prezent īn mod continuu, calculatorul nu functioneaza. De aceea, daca tensiunea alternativa scade, iar sursa de alimentare devine supraīncarcata sau supraīncalzita, semnalul Power _Good scade si face ca sistemul sa se reinitializeze sau sa se opreasca de tot.
Sistemele cu placi de baza care au forme constructive mai noi, cum sunt ATX si LPX, sunt prevazute cu un alt semnal special. Aceasta caracteristica, numita PS_ON, poate fi utilizata pentru a opri alimentarea (si deci sistemul) prin intermediul softului. Ea este cunoscuta, uneori, sub denumirea soft-off. Caracteristica PS_ON este mai evidenta īn cazul utilizarii combinate cu un sistem de operare care admite standardul Advanced Power Management (APM), cum este Windows 9x. Daca alegem optiunea Shut Down the Computer din meniul Start, alimentarea se opreste prin intermediul softului - deci Windows opreste calculatorul complet, īn mod automat, dupa ce īncheie secventa de oprire a sistemului de operare. Un sistem care nu are aceasta caracteristica nu face decāt sa afiseze un mesaj care arata ca oprirea calculatorului se poate face īn conditii de siguranta.
Profilul si aspectul fizic al unei componente se numeste forma constructiva. Elementele cu aceeasi forma constructiva sunt, de obicei, intersanjabile, cel putin īn ceea ce priveste dimensiunile. La proiectarea unui calculator, se poate opta pentru utilizarea unei surse de alimentare cu una din formele constructive standard raspāndite sau se poate decide realizarea unei constructii proprii. Prima solutie īnseamna ca vor fi disponibile componente de schimb īntr-o varietate aproape inepuizabila īn ceea ce priveste calitatea si nivelurile de putere. A merge pe o constructie proprie īnseamna timp si cheltuieli suplimentare pentru dezvoltare. Īn plus, sursa de alimentare va fi unica pentru sistemul respectiv si va putea fi procurata numai de la producatorul original.
Din punct de vedere tehnic, sursa de alimentare dintr-un calculator poate fi definita ca o sursa de alimentare cu tensiune constanta, cu conversiune īn semipunte si īn comutare. Tensiune constanta īnseamna ca sursa de alimentare furnizeaza aceeasi tensiune componentelor interne ale calculatorului, indiferent care este tensiunea alternativa de alimentarea sursei sau capacitatea (puterea) sursei. Conversiune īn semipunte se refera la conceptia de comutare a sursei si la tehnica de reglare a puterii. Acest tip de sursa de alimentare este cunoscut uneori sub denumirea de sursa īn comutare. Īn comparatie cu alte tipuri de surse de alimentare, aceasta conceptie asigura o alimentare electrica eficienta si genereaza o cantitate minima de caldura. De asemenea, ea mentine dimensiunile si pretul la un nivel redus.
Exista īn mod curent opt forme constructive de surse de alimentare care pot fi numite standard industrial. Aceste forme constructive sunt urmatoarele:
PC/XT LPX
AT/Desk ATX
AT/Tower NLX
Baby AT SFX
Toate aceste tipuri de surse de alimentare sunt disponibile īn numeroase configuratii si la niveluri de putere diferite. Īn prezent, calculatoarele noi existente pe piata folosesc surse de alimentare ATX sau Mini. Formele constructive precedente sunt īn mare masura depasite, iar formele NLX si SFX abia īncep sa se raspāndeasca īn noile sisteme. Din acest motiv vom insista doar asupra surselor de tip ATX.
Unul din standardele mai noi existente īn prezent īn industrie este forma constructiva ATX (īn figura). Specificatia ATX defineste o noua forma a placii de baza, precum si o noua forma constructiva a carcasei si a sursei de alimentare. Sursa de alimentare ATX este bazata pe modelul LPX, dar prezinta anumite diferente.
Una din diferente consta īn faptul ca specificatia ATX a cerut pentru prima data ca ventilatorul sa fie montat pe fata laterala a sursei, īn interiorul carcasei, de unde sufla aerul transversal pe placa de baza si īl aspira din exteriorul carcasei, prin partea posterioara. Acest flux de aer se deplaseaza īn sens opus fata de cel creat de majoritatea surselor standard, care refuleaza aerul īn exterior prin partea posterioara, printr-un gol īn carcasa īn care patrunde ventilatorul. Racirea cu flux invers de aer asigurata de conceptia ATX īmpinge aerul peste componentele cele mai calde de pe placa, cum sunt procesorul, modulele de memorie si conectoarele de extensie, care sunt amplasate astfel īncāt sa obtina un avantaj maxim din partea fluxului de aer. Aceasta elimina necesitatea mai multor ventilatoare īn sistem - inclusiv a ventilatoarelor pentru procesor, care sunt obisnuite azi īn multe sisteme - reduce zgomotul produs de sistem si diminueaza necesarul de energie electrica pentru functionarea sistemului.
Un alt avantaj al racirii prin flux invers este acela ca sistemul se mentine mai curat, lipsit de praf si de murdarie. Carcasa este de fapt presurizata, astfel īncāt aerul este evacuat continuu prin fantele carcasei - invers decāt se īntāmpla la modelele precedente. Din acest motiv, racirea cu flux invers este adeseori denumita ventilatie cu presiune pozitiva (suprapresiune). Pentru sistemele care functioneaza īn conditii deosebit de grele, aspiratia ventilatorului poate fi prevazuta cu un filtru, pentru a asigura īn continuare ca tot aerul care intra īn sistem este curat si lipsit de praf.
Desi, teoretic, acesta este cel mai bun mod de a ventila un sistem, un sistem cu suprapresiune necesita utilizarea unui ventilator mai puternic pentru a aspira debitul necesar de aer printr-un filtru. De asemenea, filtrul necesita o īntretinere periodica īn functie de conditiile de lucru.
Deoarece procesoarele mai noi genereaza din ce īn ce mai multa caldura, capacitatea de racire a fluxului de aer devine critica. Īn practica obisnuita, utilizarea unui sistem standard cu presiune negativa, cu un ventilator de evacuare pe sursa de alimentare si un ventilator de buna calitate pentru racirea procesorului, este cea mai buna solutie.
Specificatia ATX a fost lansata pentru prima data de catre firma Intel īn 1995. Īn 1996, ea a devenit din ce īn ce mai raspāndita īn calculatoarele Pentium si Pentium Pro, cucerind 18% din piata calculatoarelor PC.
Forma constructiva ATX se adreseaza unora dintre problemele legate de formele constructive Baby AT si Mini. Persista doua probleme legate de sursa de alimentare. Una este aceea ca sursa de alimentare PC traditionala are doua conectoare care se cupleaza la placa de baza. Daca se introduc aceste conectoare īn pozitie inversa sau īn ordine inversa, se va distruge placa de baza. Majoritatea producatorilor de sisteme prevad "chei" la conectoarele placii de baza si ale sursei de alimentare, astfel īncāt sa se īmpiedice instalarea lor īn pozitie sau īn ordine inversa. Totusi, unii distribuitori de sisteme mai ieftine nu prevad aceste chei la placile sau sursele pe care le folosesc.
Forma constructiva ATX include un nou tip de conector de alimentare pentru placa de baza, pentru a preveni cuplarea incorecta de catre utilizatori a sursei de alimentare. Acest nou conector are 20 de pini si o singura cheie. Aceasta face practic imposibila introducerea īn pozitie inversa. Deoarece exista un singur conector īn loc de doua conectoare aproape identice, este imposibila cuplarea lor īn ordine inversa. De, asemenea, noul conector furnizeaza tensiunea de +3,3 V, eliminānd necesitatea regulatoarelor de tensiune de pe placa de baza pentru alimentarea procesoarelor si a altor circuite care folosesc aceasta tensiune.
Īn afara de noile semnale de +3,3 V, sursa de alimentare ATX furnizeaza si un alt set de semnale, care nu exista la sursele de alimentare standard. Setul consta īn semnalele Power_On (PS_On) si 5V_Standby (5VSB), cunoscute sub denumirea colectiva "Soft Power". Power_On este un semnal pentru placa de baza pe care sistemele de operare cum este Windows 9x īl utilizeaza pentru oprirea sistemului prin intermediul softului.
Aceste semnale pot permite, de asemenea, folosirea optionala a tastaturii pentru repornirea sistemului. Semnalul 5V_Standby este activ īn permanenta, oferind placii de baza o sursa limitata de energie chiar daca sistemul este oprit.
O alta problema pe care o sursa de alimentare A TX cu flux invers de aer de racire o rezolva este aceea a racirii actualelor procesoare din sistem. Dar acest lucru este valabil numai īn aplicatiile industriale, īn care o sursa de alimentare de tip industrial a fost proiectata īn mod corespunzator pentru īncarcarea termica prevazuta pentru sistemul respectiv si la care se asigura o īntretinere continua. Īn prezent, firma Intel si alti producatori monteaza ventilatorul īn mod permanent pe procesor.
|
