1.Uvod Osobna računala, barem ona stolna, nemaju baterije, već rade kada ih priključimo na mrežno napajanje. Računalu nije potrebno izmjenično, već istosmjerno napajanje, obično 3,5 ili 5 volti za čipove, 12 volti za motore starijih diskova, dok noviji motori diskova rade na 5 volti. Međutim mrežne utičnice daju izmjenično napajanje. Kako ga računalo prevodi u istosmjerno? Jednostavno – pomoću svog izvora napajanja. Izvor napajanja u računalu predstavlja posrednika u dobavljanju električne energije iz utičnice (mreže) do svih komponenti računala: matične ploče, procesora, memorije, grafičke i drugih kartica te tvrdih diskova i optičkih uređaja. Kako sve te razne komponente trebaju tzv. istosmjernu struju na raznim naponima, izvor napajanja mora izmjeničnih 230 volta iz utičnice malo preraditi. Najprije izvor napajanja treba osigurati dovoljno električne energije, tj. imati dovoljnu snagu, a potom mora osiguravati zahtijevanu preciznost naponskih nivoa tijekom rada računala. Drugim riječima, izvor napajanja osigurava istosmjerne napone u zadanim tolerancijama te onoliko struje koliko sve komponente trebaju. Istosmjerni napon i struja moraju biti bez šumova i značajnih promjena, bez obzira na promjene napona u utičnici ili variranje opterečenja u računalu. Nedozvoljene varijacije napona ili nedovoljna snaga rezultiraju u pogreškama kod rada komponenti, u kvarenju komponenti računala ili misterioznim rušenjima. Naravno, kvar samog izvora napajanja predstavlja kraj rada ili u najgorem slučaju puno veću štetu.
1
2.Oblici izvora napajanja Kao gotovo sve u osobnom računalu, i izvori napajanja su visoko standardizirana komponenta. Kada se govori o vrsti napajanja za osobno računalo, misli se primarno na jednu stvar: fizički oblik. To je prvo fizički oblik kutije u kojoj je elektronika izvora napajanja i, drugo, to je fizički oblik konektora kojim se električna energija dovodi matičnoj ploči i ostalim komponentama. Konektor za matičnu ploču je radikalno mijenjan, dok su svi ostali konektori zadržali isti oblik, uz dodavanje drugih novih konektora. Do sada je u cijeloj povijesti osobnog računala ukupno napravljeno sedam različitih standardnih oblika izvora napajanja glede dimenzija kutije i samo dva različita konektora za priključivanje na matičnu ploču. Prvih pet oblika definiranih od strane IBMa ima tzv. AT oblik konektora za matičnu ploču i oni danas više nisu u upotrebi. Zadnja dva oblika koja je definirao Intel koriste tzv. ATX konektor za matičnu ploču i nalaze se u današnjim osobnim računalima.
2.1. Oblici PC/XT/AT Prvi oblik izvora napajanja dobio je ime po IBM-ovom računalu PC/XT. Osim konektora za napajanje periferijskih uređaja, taj izvor je imao dva konekora za napajanje matične ploče, P8 i P9, koji se priključuju jedan pored drugog na matičnu ploču. 1984. IBM je predstavio nasljednika računala PC/XT: to je bio AT. Njegov izvor napajanja je imao iste konektore kao i prethodni, ali su mu dimenzije bile različite. Osim toga, mogao se uključiti pomoću udaljenog prekidača. To je bilo iskorišteno na prvim uspravnim kučištima, pa korisnici otada uključuju računala sprijeda, umjesto da zavlače ruku iza kučišta. Izvori napajanja se više ne proizvode u AT obliku, pa ih danas možemo zateći samo u veoma starim računalima s procesorom 286. Njih su zamijenili izvori oblika Baby AT.
1
2.2. Oblik Baby AT/LPX Ime ovog oblika izvora napajanja potječe od njegove veličine – jasno je da se radi o umanjenoj verziji izvora za AT računale. Osim manjih dimenzija, drugih razlika nije bilo: konektori su bili isti, pa su se izvori ovog oblika koristili kao zamjena za izvore oblika AT. Izvori oblika Baby AT bili su veoma popularni od 1985. do 1995. Otprilike tada se pojavila još jedna verzija oblika Baby AT pod nekoliko različitih imena, među kojima su slimline, PS/2 i LPX. LPX verzija je manja od verzija Baby AT i konektori su opet isti, ali postoji i jedna mala razlika: konektor za napajanje monitora, koji se ranije ugrađivao na zadnju stranu izvora napajanja, počeo je nestajati od verzije LPX. Obe verzije Baby AT izvora bile su veoma popularne, ali ih je na kraju zamijenio oblik ATX.
2.3. Oblik ATX/NLX Godine 1995. pojavili su se izvori napajanja u obliku ATX, i tada je prvi put zaista napravljen standard za napajanje matičnih ploča i njima odgovarajučih izvora napajanja. Fizički je ATX bio gotovo identičan izvoru Baby AT/LPX, ali je sada konektor za napajanje monitora nestao. Velike promjene su se dogodile u naponima napajanja i kod konektora. Dva zasebna konektora („P8 i P9“) za napajanje matične ploče zamijenio je jedan zaseban konektor sa 20 kontakata. ATX je prvi izvor koji daje napon 3,3 volta i prvi ima „softverski prekidač napajanja“ pomoću koga software može uključiti i isključiti izvor napajanja računala. ATX izvori su napravljeni za matične ploče oblika NLX, pa se zato ATX izvori ponekad nazivaju NLX ivori napajanja. Postoje još i oblici Mini-ATX, Micro ATX i SFX. Sve ove oznake pripadaju jednom obliku izvora napajanja. Takvi su izvori fizički manji od oblika ATX i nemaju liniju s naponom -5 volti, koja je potrebna samo nekim starijim ISA karticama za proširenje. Oblik ATX12V je najnoviji izvor napajanja, nadskup oblika ATX. Takvi izvori imaju dodatni konektor za napon +12 volti. Ako izvor napajanja ima 12-voltni konektor sa 4 izvoda, radi se o obliku ATX12V. Pomoćni konektor sa 6 izvoda i oznakom Aux osigurava dodatno napajanje na naponima 3,3 V i 5.5 V. Neke matične ploče su projektirane za nadogradnju računala, pa imaju konektore za povezivanje i sa AT izvorom i sa ATX izvorom
1
2.4. Oblik WTX WTX oblik izvora napajanja je 1998. uveo Intel. Izvori ovog oblika obično se viđaju samo na većim i jaćim sistemima (W u oznaci WTX potječe od riječi Workstation, radna stanica). WTX se potpuno razlikuje od svih prethodnih oblika izvora napajanja. Projektiran je za računala sa više procesora i više diskova, poput servera i najboljih inžinjerskih radnih stanica.
24-pinski WTX konektor
1
3. Konektori izvora napajanja Uglavnom, matične ploče imaju AT, ATX ili ATX12V konektore. U tablici 1 navedeni su različiti oblici izvora napajanja i njihovi konektori. Tablica 1. : Oblici izvora napajanja i konektora za napajanje matične ploče Oblik izvora napajanja
Konektor na matičnoj ploči
PC/XT/AT Baby AT/LPX ATX/NLX SFX WTX
AT AT ATX ATX WTX
3.1. Razvoj konektora izvora napajanja Glavni 20-pinski ATX konektor je dizajniran u vrijeme kada su se za napajanje procesora i memorije koristili naponi od +3,3V i +5V, tako da na ovom konektoru postoji velik broj linija za prijenos ovih vrijednosti napona. Kontakti koji su smješteni u tijelu ovog konektora dizajnirani su tako da mogu prenositi struju jačine do najviše 6 ampera. To znači da tri linije od +3,3V mogu prenositi 59,4W (3,3V * 6A * 3 linije), četiri linije mogu prenijeti snagu od 120W, dok jedna linija od +12V može prenijeti 72W, što ukupno iznosi oko 250W. Pojavom novih procesora i memorijskih modula koji su zahtjevali veću količinu energije, dizajneri računala su ubrzo shvatili da 20-pinski konektor ne osigurava dovoljno struje za napajanje novijih sistema. Stoga je najprije izvršena modifikacija koja se ogledala u dodavanju jednog pomočnog (auxiliary) konektora za napajanje. Ovaj konektor sadrži u sebi kontakte koji su dizajnirani za nominalnu jačinu struje od 5 ampera. Njegove dvije linije od +3,3V osiguravaju dodatnu snagu od 33W za +3,3V, dok jedna linija od 5V dodaje snagu od 25W, što iznosi 58W dodatne snage. Intel je ovaj pomoćni konektor za napajanje izbacio iz kasnijih verzija ATX12V, zbog toga što nije potreban kod Pentium 4 procesora. Naime, Pentium se napajao sa +12V, umjesto naponom od 3,3V i +5V kao što je slučaj sa starijim procesorima i drugim komponentama, tako da više nije bilo potrebe za osiguravanjem dodatnih linija napajanja od +3,3 i +5V . Većina proizvođaća uređaja za napajanje je prestala svoje uređaje „opremati“ ovim pomoćnim konektorom, odmah nakon što se, početkom 2000. godine, Pentium 4 pojavio na tržištu. Ako postojeća matična ploča zahtjeva priključenje
1
pomoćnog konektora za napajanje, to je pouzdan znak da je to računalo suviše staro da bi njegova nadogradnja bila ekonomski opravdana. Iako je pomoćni konektor za napajanje osiguravao dodatnu struju od +3,3V i +5V, on ničim nije doprinosio povećanju isporuke struje od +12V ka matičnoj ploči, što se kasnije ispostavilo njegovim presudnim nedostatkom. Matične ploče koriste module za regulaciju napona (VRM), kako bi relativno visoke napone dobijene od uređaja za napajanje pretvorile u niže napone koji su neophodni za napajanje procesora. Ranije su matične ploče u tu svrhu koristile VRM module od +3,3V i +5V, ali je povečana potrošnja energije od strane Pentium 4 procesora zahtijevala prelazak na uporabu VRM modula od +12V. To je bio velik problem, jer je glavni 20-pinski konektor za napajanje mogao matičnoj ploči isporučiti maksimalno 72W struje od +12V, mnogo manje nego što je bilo neophodno za pouzdan rad Pentium 4 procesora. S obzirom na to da ni pomoćni konektor nije sadržavao ni jednu liniju za napajanje strujom od +12V, došlo je do zaključka da je potreban još jedan konektor. Stoga je Intel dodao novi – 4-pinski konektor za 12V, koji je nazvan +12V Power Connentor (ili, skračeno, P4 konektorom). U isto vrijeme, i sam naziv ATX je promijenjen u ATX12V, kako bi se eksplicitno ukazalo na dodavanje ovog +12V P4 konektor konektora. Konektor za napajanje strujom od +12V ima na sebi 2 pina od +12V, od kojih je svaki u stanju prenositi struju jačine 8 ampera – što ukupno daje 192 W dodatnog napajanja od +12V – dok preostala 2 pina predstavljaju uzemljenje („ground“, ili GND). Kada tome dodamo 72W struje od +12V, koju osigurava standardni 20-pinski konektor, ispada da je ATX12V uređaj za napajanje u stanju isporučiti 264W struje od +12V, što je više nego dovoljno za napajanje i najmočnijih procesora. Konektor za napajanje +12V je u potpunosti posvećen napajanju procesora, a priključuje se na konektor koji se na matičnoj ploči nalazi u neposrednoj blizini proceesorskog ležišta (socket), kako bi se gubici energije na putu između konektora i procesora sveli na najmanju moguću mjeru. S obzirom na to da je procesor na ovaj način dobio neophodnu
1
struju od +12V konektora, u Intelu su odlučili da pomoćni konektor potpuno izbace iz ATX12V 2.0 verzije, koja je objavljena 2000. godine. Od tog vremena, svi novi uređaji za napajanje opremljeni su +12V konektorom dok je samo mali broj modela još uvijek opremljen pomoćnim konektorom za napajanje. Sve ove promjene su, vremenom, dovele do toga da uređaji za napajanje na starijim računalima mogu imati jedno od sljedeće četiri konfiguracije: • samo sa 20-pinskim glavnim konektorom za napajanje • sa 20-pinskim konektorom i 6-pinskim pomoćnim konektorom • sa 20-pinskim konektorom, 6-pinskim pomoćnim konektorom i 4-pinskim +12V konektorom • sa 20-pinskim glavnim konektorom i 4-pinskim +12V konektorom Trenutno aktualna ATX12V 2.X verzija unijela je dodatne novine sa stajališta standardnih konektora za napajanje. Sa pojavom PCI Express video standarda, 2004. godine, ponovno je dobio na značaju stari problem, koji se ogledao u ograničenju napajanja strujom od +12V na svega 6 ampera (ili ukupno 72W), koliko je bio u stanju ispručiti standardni 20pinski konektor za napajanje. Nadalje , iako je konektor +12V mogao pružiti sasvim dovoljnu količinu struje napona +12V, ona je bila posvećena isključivo napajanju procesora. S obzirom na to da PCI grafička kartica lako može povući više od 72W struje od +12V, nešto je moralo biti učinjeno. Intel je mogao uvesti još jedan pomoćni konektor, ali je ovog puta odlučio da i već zastarjeli 20-pinski konektor zamijeni potpuno novim glavnim konektorom za napajanje, koji će matičnoj ploči moći isporučiti dovoljnu količinu struje od +12V. Rezultat toga je novi 24pinski ATX12V 2.0 glavni konektor za napajanje. Glavni 24-pinski konektor, pored svih onih pinova kojih ima i na 20-pinskom konektoru, sadrži dodatna 4 pina - jedan pin za uzemljenje (COM) i po jedan pin za svaki izlazni 24-pinski glavni konektor napon od +3.3V, +5V i +12V.
1
Kao što je to slučaj i kod 20-pinskog konektora, kontakti koji su smješteni u tijelu 24pinskog konektora mogu prenositi struju jačine maksimalno 6 ampera. To znači da četiri +3.3V linije mogu prenositi snagu od 79.2W (3.3V x 6A x 4 linije), pet linija od +5V mogu prenositi 150W, dok dvije linije od +12V mogu prenositi 144W, što daje ukupnu snagu od oko 373W. Kada ovome dodamo 192W struje od +12V koju daje zaseban +12V konektor, ispada da je suvremeni ATX12V 2.0 uređaj za napajanje u stanju računalu dati ukupno 565W električne energije. Netko će možda pomisliti da je 565W dovoljno za napajanje bilo kojeg PC računala. Ali, to ni izdaleka nije točno. Problem se, kao i obično, sastoji u pitanju koji su naponi dostupni na kojem mjestu. Glavni 24-pinski ATX12V 2.0 konektor rezervira jedan od svojih +12V pinova za napajanje PCI Express grafičke kartice, što se smatralo sasvim dovoljnim u vrijeme kada je ova specifikacija objavljena. Međutim, najbrže PCI Express kartice koje se danas mogu naći na tržištu „proždiru“ znatno više energije od 72W, koliko im je u stanju pružiti rezervirana linija od +12V. Očigledno je bilo neophodno naći neki način za dopremanje dodatne energije. Kod nekih, "proždrljivijih" AGP grafičkih kartica, ovaj problem je riješen ugradnjom Molex konektora, na koji se priključuje standardni kabel za napajanje periferijskih uređaja. Nasuprot tome, kod PCI Express grafičkih kartica primjenjeno je mnogo elegantnije riješenje. Zaseban 6-pinski konektor za napajanje PCI Express grafike definiran je od strane udruženja PCISIG (http://www.pcisig.org) - organizacije koja je odgovorna za razvoj PCI Express standarda - a namijenjen je isključivo za davanje dodatne struje od +12V, koja je neophodna za rad brzih PCI Express video adaptera. Iako ovaj konektor još uvijek nije uvršten u ATX12V specifikaciju, on je veoma dobro standardiziran i prisutan je na većini suvremenih uređaja za napajanje. Tijelo konektora za napajanje PCI Express grafike, po svom obliku je veoma slično +12V konektoru za napajanje, a njegovi kontakti su također u stanju prenositi struju maksimalne jačine od 8 ampera. Sa svoja tri pina od +12V, od kojih svaki može prenijeti maksimalnu jačinu struje od 8 ampera, ispada da je konektor za napajanje PCI Express grafičke kartice u stanju isporučiti do 288W (12 x 8 x 3) struje od +12V, što bi trebalo biti dovoljno čak i za najmoćnije grafičke kartice koje će se na tržištu pojaviti u doglednoj budućnosti. S obzirom na to da neki modeli PCI Express matičnih ploča omogućavaju istovremenu ugradnju dvije PCI Express grafičke kartice, na tržištu su se već pojavili uređaji za napajanje koji na sebi imaju dva konektora za napajanje PCI Express grafike, čime se ukupna raspoloživa snaga struje od +12V za napajanje video adaptera penje na čak 576W. Kada ovome dodamo snagu od 565W koja je dostupna preko glavnog 24-pinskog konektora za napajanje i zasebnog +12V konektora, ispada da ukupan kapacitet nekog ATX12V 2.0 uređaja za napajanje može iznositi do 1141W.
1
Tokom svih ovih promijena koje su se dogodile , konektori za napajanje periferijskih uređaja su ostali prilično zanemareni. Uređaji za napajanje proizvedeni 2000. godine, sadrže na sebi iste onakve Molex (za hard disk) i Berg (za floppy disk) konektore koji su bili prisutni i na uređajima za napajanje proizvedenim davne 1981. godine. Stvari su se donekle promijenile tek sa uvođenjem Serial ATA uređaja, koji koriste drugačije konektore za napajanje. Tako, na primjer, 15-pinski SATA konektor za napajanje sadrži šest pinova za uzemljenje, i po tri pina za svaki od +3.3V, +5V i +12V napona napajanja. U ovom konkretnom slučaju, veliki broj pinova za prijenos napona nije 24-pinski glavni konektor posljedica neophodnosti prenošenja veće jačine struje - SATA hard disk inače troši malo struje i, osim toga, svaki se disk napaja preko zasebnog konektora - već prije želje da se dobije čvrst i pouzdan konektor, koji će pružati mogućnost tzv. "vruće ugradnje" (hot-plugging), to jest postavljanje i skidanje diska bez potrebe za prethodnim isključenjem računala. Uprkos svim promijenama koje su se odigrale proteklih godina, ATX standard je uspio da u velikoj mjeri osigura "backward" kompatibilnost novih uređaja za napajanje sa matičnim pločama Utor na matičnoj ploči za 24-pinski konektor
1
starije generacije. To praktično znači da, uz veoma mali broj izuzetaka, neki novi uređaj za napajanje možete priključiti na bilo koju stariju matičnu ploču, i obrnuto. Čak ni prelazak sa 20-pinskog na 24-pinski glavni konektor za napajanje matične ploče ne predstavlja neki naročit problem, jer je kod novog konektora sačuvan identičan način šifriranja (keying) tijela konektora i raspored pinova od 1 do 20, dok su pinovi od 21 do 24 jednostavno pripojeni na jedan kraj nekadašnjeg 20-pinskog konektora. Stari 20-pinski konektor na kablu za napajanje savršeno se uklapa sa 24-pinskim konektorom na matičnoj ploči. U stvari, na svim 24-pinskim matičnim pločama, glavni konektor za napajanje je specijalno dizajniran kako bi se omogućilo priključenje 20-pinskog kabla na njega. Naravno, 20-pinski konektor ne sadrži u sebi dodatne pinove za napajanje strujom od +3.3V, +5V i +12V koji su prisutni na 24-pinskom kablu, što potencijalno može predstavljati problem. Ako je za rad matične ploče neophodna dodatna struja koju pruža 24-pinski kabel, onda takvu matičnu ploču nećete moći napajati uz pomoć 20-žičnog kabla. Kao jedan od načina za premošćivanje ovog problema, većina 24-pinskih matičnih ploča opremljena je još i dodatnim, standardnim Molex konektorom (koji inače služi za napajanje hard diska), smještenim negdje na površini matične ploče. Ako za napajanje jedne ovakve matične ploče koristite 20-žični kabel, na nju ćete morati priključiti i jedan od raspoloživih Molex kablova koji izviru iz uređaja za napajanje. Ovaj dodatni molex kabel će matičnoj ploči davati dodatnu struju od +5V i +12V (mada ne i od +3.3V), koja je neophodna za pravilan rad matične ploče. (Većina matičnih ploča ne zahtijeva veću struju napona +3.3V od one koju može da joj pruži 20-žični kabel za napajanje; one koje to zahtijevaju, koriste zaseban VRM modul koji dodatnu struju napona +12V, dobijenu preko Molex konektora, pretvara u struju napona +3.3V.) Pošto glavni 24-pinski ATX konektor za napajanje predstavlja nadogradnju 20-pinske verzije, to znači da se 24-pinski uređaj za napajanje može nesmetano korisiti u kombinaciji sa 20-pinskim matičnim pločama. U tu svrhu, 24-pinski kabel treba jednostavno ubaciti u postojeći 20-pinski konektor na matičnoj ploči, tako da četiri neiskorištena pina ostanu visiti izvan konektora na matičnoj ploči. Pri tom su konektori na kablu i matičnoj ploči tako "šifrirani", da ih je fizički nemoguće priključiti na pogrešan način. Postoje, međutim, određeni problemi. Naime, kod nekih matičnih ploča, u neposrednoj blizini glavnog ATX konektora za napajanje mogu biti smješteni razni kondenzatori, konektori i druge komponente, čime će biti onemogućeno priključenje 24pinskog kabla na 20-pinski konektor za napajanje matične ploče. Na sreću, za ovaj problem postoji veoma jednostavno rešenje. Različite kompanije proizvode odgovarajuće "24-to-20-pinske" adapterske kablove. Upotreba ovog kabla se sastoji u tome da 24pinski kabel iz uređaja za napajanje priključite na jedan kraj adapterskog kabla , na čijem se drugom kraju nalazi standardni 20-pinski konektor, koji se ubacuje direktno u 20-
1
pinski priključak na matičnoj ploči. Ovakav adapterski kabel se isporučuje u paketu sa velikim brojem modela visoko-kvalitetnih uređaja za napajanje. Ako to nije slučaj sa uređajem za napajanje koji ste kupili, adapterski kabel možete nabaviti u bilo kojoj online prodavnici ili bolje opremljenoj prodavaonici sa računalnom opremom.
3.2. EPS12V EPS12V je specifikacija za dizajniranje napajanja standardnih dimenzija za radne stanice i servere, a karakterizira je 24-pinski glavni konektor u kombinaciji sa sekundarnim 8pinskim 12-voltnim konektorom za napajanje procesora (zahtijevaju ga neke matične ploče namijenjene radnim stanicama i serverima) te opcionalnim 4-pinskim konektorom za istu namjenu. Specifikacija EPS12V također sadrži opcionalne specifikacije 6-pinskog konektora za napajanje snažnijih PCI-E grafičkih kartica te specifikacije SATA konektora. Na modernim računalima moguće je koristiti napajanja koja zadovoljavaju ATX12V 2.0 i EPS12V specifikaciju, a neke matične ploče dozvoljavaju i korištenje starijih ATX12V napajanja.
8-pinski EPS konektor
1
4. Regulacija Jedna od osnovnih razlika između uređaja za napajanje vrhunske kvalitete i onih jeftinijih modela, odnosi se na to koliko su oni dobro regulirani. U idealnom slučaju, uređaj za napajanje dobiva izmjenični (AC) napon, koji ponekad može biti prepun "šumova" ili izvan zadanog opsega, da bi ovaj AC napon transformirao u "gladak" i stabilan jednosmjeran (DC) napon. U praksi, ni jedan uređaj za napajanje ne dostiže ovaj ideal, ali su mu kvalitetni uređaji mnogo približniji nego oni jeftini. Procesor, memorija i druge komponente računala projektirane su za rad pod čistim, stabilnim DC naponom. Svako odstupanje od toga može narušiti stabilnost sistema i skratiti životni vijek ugrađenih komponenata. Slijedi lista ključnih faktora vezanih za regulaciju:
4.1. Oscilacije izlaznog napona (ripple) Idealan uređaj za napajanje prima izmjenični ulazni napon u obliku sinusoidnog vala, dok na izlazu daje potpuno ravan (flat) jednosmjerni napon. Nasuprot tome, realni uređaji za napajanje daju DC izlazni napon sa jednom niskoamplitudnom AC komponentom koja je na njega superponirana. Ova izmjenična komponenta se naziva oscilacijom izlaznog napona (ripple) i može biti izražena kao "napon od vrha do vrha" (peak-to-peak, ili p-p voltage) u milivoltima (mV), ili kao postotak od nominalnog izlaznog napona. Neki visoko-kvalitetan uređaj za napajanje može imati "ripple" od 1%, što može biti označeno bilo kao 1%, ili kao stvarna varijacija p-p napona za svaki od raspoloživih izlaznih napona. Primjera radi, za izlazni napon od +12V, oscilacija od 1% odgovara vrijednosti od +0.12V, što se obično izražava kao 120mV. Kod uređaja za napajanje srednje kvalitete, oscilacije mogu biti ograničene na 1% kod pojedinih izlaznih napona, dok će kod drugih oscilacije iznositi 2% ili 3%. Jeftini uređaji za napajanje mogu imati oscilacije izlaznog napona od čak 10%, što njihovu upotrebu za napajanje PC računala čini, blago rečeno, riskantnom.
4.2. Regulacija opterećenja Opterećenje uređaja za napajanje PC računala može značajno varirati tokom izvršavanja rutinskih operacija - na primjer, prilikom ubrzavanja i usporavanja diska u optičkom uređaju. Regulacija opterećenja (load regulation) se definira kao sposobnost uređaja za napajanje da isporučuje nominalne izlazne napone pri promijeni opterećenja od maksimalnog do minimalnog, a izražava se kao varijacija izlaznog napona tokom
1
promijene opterećenja, bilo u obliku postotaka ili u obliku p-p naponskih razlika. Uređaj za napajanje sa dobrom regulacijom opterećenja u stanju je da napone bliske nominalnim isporučuje bez obzira na veličinu opterećenja (naravno, pod uvjetom da je ono u zadanim granicama). Vrhunski uređaji za napajanje reguliraju napone na kritično važnim izlazima - onima od +3.3V, +5V i +12V - sa tolerancijom od 1%, uz regulaciju od 5% na manje kritičnim izlazima od -5V i -12V. Odličan uređaj za napajanje može imati regulaciju od 3% na svim kritično važnim izlazima, dok su uređaji za napajanje osrednje kvalitete u stanju da kritične izlazne napone reguliraju sa tolerancijom od 5%. Kod jeftinih modela uređaja za napajanje ova varijacija može iznositi čak do 10% na svim izlaznim konektorima, što je potpuno neprihvatljivo za praktičnu upotrebu.
4.3. Linijska regulacija Idealan uređaj za napajanje u stanju je isporučiti nominalne izlazne napone pri bilo kojoj vrijednosti ulaznog AC napona unutar zadanog opsega. U praksi, međutim, izlazni DC naponi neznatno variraju pri promjenama ulaznog naizmjeničnog napona. Isto kao što regulacija opterećenja opisuje efekte unutrašnjeg opterećenja, linijska regulacija se može shvatiti kao numerički izraz efekata eksternog (vanjskog) opterećenja uređaja za napajanje. Mjerenje vrijednosti linijske regulacije vrši se tako što se sve ostale varijable drže na konstantnoj vrijednosti, i zatim se mjere izlazni DC naponi pri promjenama ulaznog AC napona u zadanom opsegu. Uređaj za napajanje sa dobrom linijskom regulacijom, u stanju je isporučiti nominalne izlazne napone pri promjenama ulaznog napona od maksimalne do minimalne dozvoljene vrijednosti. Linijska regulacija se izražava na isti način kao i regulacija opterećenja.
1
5. Prenaponska zaštita Čak i najkvalitetniji uređaj za napajanje je bespomoća, ukoliko ne postoji stabilan i pouzdan izvor izmjenične struje. Postoje dvije vrste prenaponske zaštite.
5.1. Pasivna prenaponska zaštita Pasivna prenaponska zaštita služi za obranu računala od skokova napona (spikes) i drugih anomalija u napajanju električnom energijom koje bi mogle oštetiti računalo ili uzrokovati njegovo "zamrzavanje", ali zato ne može učiniti ništa protiv iznenadnih nestanaka struje. Najrasprostranjeniji oblik pasivne prenaponske zaštite je, svima dobro poznati, produžni kabel sa osiguračem protiv prevelikog napona. Najbolji početni korak u zaštiti vašeg računala od skokova, oscilacija i drugih Pasivna prenaponska zaštita smetnji na električnoj mreži, sastoji se u instaliranju nekog oblika pasivne prenaponske zaštite. Na tržištu postoji neopisivo mnoštvo najrazličitijih uređaja za pasivnu prenaponsku zaštitu, počevši od produžnih kablova koje bilo gdje možete nabaviti po cijeni od svega 5 dolara, pa od specijalnih naponskih uređaja koji koštaju oko 500 dolara, a mogu se nabaviti isključivo u specijaliziranim prodavaonicama elektro-opreme. Kao što, vjerovatno, i sami pretpostavljate, skuplji uređaji su daleko superiorniji po svojoj pouzdanosti, stupnju zaštite koju pružaju, te po svojoj izdržljivosti i otpornosti prema svim vidovima oštećenja.
5.2. Aktivna prenaponska zaštita Aktivna prenaponska zaštita osigurava rezervno napajanje računala, koje omogućava njegov produženi rad u slučaju nestanka struje. Najrasprostranjeniji oblik aktivne prenaponske zaštite je rezervni uređaj za napajanje (backup power supply - BPS) sa ugrađenom baterijom. Većina uređaja za aktivnu prenaponsku zaštitu također pruža barem minimalnu pasivnu zaštitu.
1
BPS uređaj se sastoji od baterije i odgovarajućih električnih krugova za podršku, a namijenjen je za napajanje PC računala za vrijeme kratkotrajnih nestanaka struje u javnoj električnoj mreži. Ovo kratkotrajno rezervno napajanje vam omogućava da sačuvate dokumenta na kojima trenutno radite i da zatim računalo isključite na pravilan način. BPS uređaji se među sobom razlikuju po kvalitetu izlaznog napona, veličini napona koji isporučuju i vremenskom periodu tokom kojeg su u stanju taj napon isporučivati. Pored toga, BPS uređaji u određenoj mjeri vrše i regulaciju dolaznog napona, kako bi priključenu elektronsku opremu zaštitili od kratkotrajnih (spikes) i dugotrajnih (surges) skokova napona, kratkotrajnih (drops) i dugotrajnih (brownouts) padova napona, i najrazličitijih električnih šumova (electrical noise).
5.3. Tipovi BPS uređaja Svaki BPS se sastoji od tri zajednička elementa: baterije, u kojoj se skladišti električna energija za slučaj nestanka struje; pretvarača (invertera), koji jednosmeran (DC) napon iz baterije pretvara u izmjeničan (AC) napon za napajanje potrošača; i električnih krugova za punjenje (charging circuitry), koja ulazni AC napon pretvaraju u DC napon za punjenje baterije. IEEE definira slijedeće tri kategorije BPS uređaja: 5.3.1. Online uređaji Kod takozvanih online UPS uređaja (koje često nazivaju još i "pravim" UPS uređajima ili UPS uređajima sa dvostrukom konverzijom, kako bi ih razlikovali od SPS uređaja), potrošači su direktno priključeni na pretvarač, koji DC napon iz baterije pretvara u AC napon standardne veličine. Krugovi za punjenje neprekidno vrše punjenje baterije, za sve vrijeme rada UPS uređaja, dok se priključeni uređaji napajaju električnom energijom iz baterije, preko pretvarača. Online UPS-evi su skuplji od SPS uređaja, ali u odnosu na njih imaju i dvije važne prednosti. Naime, s obzirom na to da se PC računalo svo vrijeme napaja strujom iz baterije, to znači da ne postoji problem u vezi vremena prelaska sa jednog na drugi vid napajanja (switch-over time), kao ni potreba za ugradnjom odgovarajućeg prekidača koji bi mogao predstavljati potencijalan uzrok otkaza čitavog uređaja. Nadalje, uslijed činjenice da PC nije direktno priključen na kućnu električnu mrežu, on je na taj način efikasno zaštićen od svih mogućih problema u mreži izmjenične struje.
1
5.3.2. Linijski-interaktivni uređaj Linijski-interaktivan (line-interactive) UPS, koji se još naziva i online UPS uređajem sa jednostrukom konverzijom, razlikuje se od običnog online UPS-a po tome što se priključeni potrošači, pod normalnim okolnostima, primarno napajaju iz javne električne mreže, dok god na njoj postoji napon. Drugim riječima, umjesto da se izmjenična struja iz kućne mreže najprije pretvori u jednosmjernu, radi punjenja baterije, da bi se zatim ponovo pretvorila u izmjeničnu struju za napajanje potrošača (takozvana "dvostruka konverzija"), linijski-intearktivan UPS pod normalnim okolnostima provodi struju iz mreže direktno ka potrošačima. Pri tom se manje varijacije ulaznog napona ispravljaju pomoću pretvarača, koji za tu svrhu koristi energiju uskladištenu u bateriji. Osnovna karakteristika linijskiinteraktivnog UPS-a je da pretvarač radi svo vrijeme i da se opterećenje dinamički prebacuje sa pretvarača na kućnu mrežu izmjenične struje. Tokom rutinskog rada, potrošači se napajaju otprilike 99% iz električne mreže i svega 1% iz pretvarača. Za vrijeme dugotrajnijih padova dolaznog napona, oko 10% potrebne energije se dobija iz pretvarača. Samo u slučaju potpunog Online UPS uređaj nestanka struje, pretvarač na sebe preuzima 100% opterećenja od strane priključenih potrošača. Kod "pravog" linijskiinteraktivnog UPS-a također ne postoji nikakvo "switch-over" vremensko kašnjenje, jer se opterećenje svo vrijeme dinamički dijeli između pretvarača i izmjenične mreže, tako da nestanak struje znači da će pretvarač na sebe momentalno preuzeti 100% opterećenja vezanog za napajanje potrošača. Iako linijski-interaktivni uređaji nisu u stanju potrošače toliko dobro izolirati od izmjenične mreže kao što je to slučaj kod online UPS-eva, oni su sasvim prikladni za održavanje čistog i stabilnog napajanja potrošača izmjeničnom strujom. Linijiski-interaktivni uređaji se često sreću u centrima za obradu podataka, dok se u PC okruženjima veoma rijetko koriste.
1
5.3.3. Offline uređaji Najrasprostranjeniji oblik BPS uređaja koji se koriste u kombinaciji sa PC računalima, jesu takozvani offline uređaji za napajanje, koji se ponekad naziva i "standby" izvorom napajanja (SPS). Osnovna karakteristika SPS uređaja je da oni, po definiciji sadrže u sebi prekidač, kao i da pretvarač nije sve vrijeme u funkciji. U toku normalnog rada, prekidač preusmjerava napon iz kućne mreže direktno ka potrošačima. Kada dođe do iznenadnog nestanka struje, prekidač brzo isključuje potrošače sa kućne mreže i priključuje ih na pretvarač, koji zatim nastavlja da napajati električnom energijom iz baterije. SPS uređaji su bitno jeftiniji od online i linijski-interaktivnih uređaja, zbog toga što se u njih mogu ugrađivati relativno jeftini pretvarači, koji su dizajnirani za male radne cikluse (duty cycle) i kratkotrajno vrijeme rada (run time). Za razliku od online i linijski-interaktivnih uređaja, SPS uređaji ne vrše nikakvo kondicioniranje niti regeneraciju dolazne izmjenične struje prije njenog preusmjeravanja ka potrošačima. Umjesto toga, oni struju iz kućne električne mreže propuštaju kroz neku vrstu pasivnog filtera, sličnog onom koji se ugrađuje u najobičnije ograničivače napona (surge suppressors), što znači da SPS nije u stanju pružiti ni izbliza tako čisto i stabilno napajanje kao što je to slučaj kod online i linijski-interaktivnih uređaja. Teoretski, SPS uređaji imaju još jedan značajan nedostatak u odnosu na online i linijski- interaktivne uređaje. Naime, u uvjetima produženog trajanja niskog dolaznog napona i djelomično istrošene baterije, stvarno "vrijeme prebacivanja" (switching time) može biti znatno duže od nominalnog. S obzirom na to da se, u uvjetima niskog napona, vrijeme "držanja" napona od strane uređaja za napajanje PC računala također skraćuje, teoretski se može dogoditi da vrijeme prelaska SPS-a na napajanje iz baterije bude duže od vremena "držanja" napona na PC uređaju za napajanje, što dovodi do pada sistema. U praksi, vrijeme prebacivanja kod kvalitetnog SPS uređaja obično iznosi od 2 do 4 milisekunde, pri čemu maksimalno vrijeme prebacivanja ne bi smjelo biti duže od 10 ms, dok kvalitetniji PC uređaji za napajanje imaju vrijeme "držanja" od 20 ms ili duže, pri nominalnom ulaznom naponu, odnosno najmanje 15 ms u uvjetima produženog trajanja niskog napona na mreži. U najširoj upotrebi su sljedeća dva tipa SPS uređaja 5.3.4. Standardni SPS uređaji Standardni SPS ima samo dva režima rada - napajanje iz kućne mreže i napajanje iz baterije. Sve dok se napon kućne mreže nalazi unutar zadanih graničnih vrijednosti (koje se, na mnogim uređajima ove vrste, mogu po želji podešavati), SPS jednostavno prosljeđuje struju iz mreže ka potrošačima. Kada napon na mreži padne ispod granične
1
vrijednosti, SPS jednostavno prelazi sa 100% napajanja iz mreže na 100% napajanja iz baterije. Pojedini modeli SPS uređaja također prelaze na napajanje iz baterije u slučajevima kada dolazni napon prekorači gornju graničnu vrijednost. To praktično znači da SPS uključuje napajanje iz baterije svaki put kada dođe do dugotrajnijih skokova ili padova napona, kao i, naravno, pri potpunom nestanku struje, što se može događati prilično često. Zbog primjene ovakvog, "sve ili ništa" pristupa, ciklus punjenja/pražnjenja baterije se relativno često izvršava, uslijed čega se skraćuje njen radni vijek. Što je još gore, česta upozorenja uzrokovana malim odstupanjima na dolaznom naponu, mnoge ljude navodi da potpuno isključe alarm, što može odložiti prepoznavanje simptoma prekomjerne ispražnjenosti baterije, te uzrokovati njeno potpuno pražnjenje i iznenadno gašenje računala prije nego što su otvoreni dokumenti sačuvani na disku. Većina "početničkih" modela SPS uređaja spada u prvu kategoriju standardnih SPS-ova. 5.3.5. Linijski-servo SPS uređaji Takozvani linijski-servo (line-boost) SPS uređaji, pored dva režima rada koji postoje i kod standardnih SPS uređaja, imaju i treći, linijski-servo režim. Linijski-servo SPS uređaji se ponekad reklamiraju kao linijski-interaktivni UPS-evi, što oni u stvari nisu. Za razliku od linijski-interaktivnih uređaja, koji energiju iz baterija koriste radi podizanja izlaznog AC napona na nominalnu vrijednost, linijski-servo uređaji imaju jedan dodatni transformatorski izvod (tap), preko kojeg izlazni napon povećavaju za određeni fiksni postotak (tipično, od 12% do 15%), u slučajevima kada ulazni napon padne ispod neke granične vrijednosti. Primjera radi, kada izmjenični napon na ulazu padne na vrijednost od 100V, linijki-interaktivni uređaj će ga, pomoću struje iz baterije, podići za 15V, radi dostizanja nominalne vrijednosti od 115V. U slučaju da ulazni napon padne na 95V, linijski-interaktivni uređaj će ga podići za 20V, kako bi on ponovo dostigao nominalnu vrijednost od 115V. Sa druge strane, pri ulaznom naponu od 100V, linijski-servo uređaj će ga, preko dodatnog izvoda na transformatoru, podići za neki fiksni postotak (pretpostavit ćemo da on iznosi 12%), čime se, recimo, dobija izlazni napon od 112V. Kada ulazni napon padne na 95V, linijski-servo će ga podići za isti fiksni postotak, što u ovom konkretnom slučaju daje izlazni napon od 106.4V. To praktično znači da kod linijskih-servo uređaja izlazni napon uvijek prati promijene ulaznog napona, što rezultira skokovitim usponima i padovima napona na strani potrošača, u skladu sa uključenjem, odnosno isključenjem pretvarača iz električnog kruga. Većina SPS modela za PC računala, koji pripadaju srednjoj i višoj klasi, spada u kategoriju linijskih-servo uređaja.
1
5.4 Karakteristike BPS uređaja 5.4.1. Nominalna snaga, izražena u volt-amperima (VA) Takozvanom VA snagom nekog BPS uređaja definira se maksimalna snaga koju taj uređaj može isporučivati, i koja je određena kapacitetom pretvarača. VA snaga predstavlja proizvod nominalnog AC izlaznog napona i maksimalne amperaže pretvarača. Primjera radi, uređaj od 120V i 650VA u stanju je isporučiti struju maksimalne jačine od oko 5.4A (650VA/120V). Priključivanjem potrošača koji povlače veču struju, dovodi do preopterećenja pretvarača i, veoma brzo, do njegovog potpunog uništenja, osim ukoliko je BPS opremljen posebnim električnim krugom za ograničenje izlazne struje. Snaga izražena u vatima će biti jednaka VA snazi samo u slučaju 100% otpornih potrošača (kao što je, na primjer, obična žarulja). Ukoliko, međutim, potrošači sadrže u sebi kapacitivne ili induktivne komponente električne otpornosti, kao što je to slučaj sa uređajima za napajanje PC računala, onda se VA snaga može izračunati tako što se snaga izražena u vatima podijeli sa ukupnim faktorom snage (Power Factor - PF) svih priključenih potrošača. Kod takozvanih non-PFC uređaja za napajanje PC računala, faktor snage tipično ima vrijednost od 0.65 do 0.7. 5.4.2. Vrijeme rada (run time) Na vrijeme rada nekog BPS uređaja utječu brojni faktori, uključujući tip i trenutno stanje baterije, kapacitet u amper-satima, nivo napunjenosti, ambijentalnu temperaturu, efikasnost pretvarača i postotak opterećenja. Od svih spomenutih faktora, postotak opterećenja je najvarijabilniji. Broj amper-sati koje baterija može osigurati ovisit će o jačini struje koju potrošači iz nje povlače, što znači da odnos između opterećenja i vremena rada nije linearan. Primjera radi, neki SPS uređaj snage 600VA može biti u stanju da izlaznu snagu od 600VA isporučuje u vremenu od 5 minuta, ali će zato snagu od 300VA (upola manje opterećenje) moći isporučivati u trajanju od 20 minuta (to jest, četvorostruko duže). Udvostručavanje opterećenja skraćuje vrijeme rada za mnogo više nego duplo; prepolovljavanje opterećenja produžava vrijeme rada za mnogo više nego duplo.
1
6. Pojmovnik Bučnost - Akustički šum u decibelima db(A) na 1 m određuje razinu buke. Zahtjevi za dobrim hlađenjem i tišinom su u kontradikciji. Buku od izvora napajanja određuje i interakcija s kučištem. Danas je jednako značajan ili značajniji izvor buke kod računala ventilator koji hladi procesor Certifikati - Agencije poput Underwriters Laboratoriesa (UL), Canadian Standards Agency (CSA), njemačkog TUV-a ili VDE-a, norveškog NEMKO-a, europskog CE-a i sličnih testiraju da li uređaji zadovoljavaju standarde vezane za npr. razmak komponenata, struje curenja, zapaljivost i zagrijavanje. Postojanje certifikata jedne ili više navedenih agencija nije dokaz o superiornosti izvora napajanja, već potvrda o zadovoljavanju normiranih kriterija. Sigurno je deklariranje zadovoljavanja normi i certifikata pozitivna stvar, ali bi bilo krivo tome predati prekomjernu važnost u usporedbi sa svim ostalim navedenim parametrima. Elektromagnetska interferencija (EMI) – Smetnje koje izvor napajanja generira u električnu mrežu i prostor. Problem s ovim smetnjama je što mogu izazvati krivi rad osjetljivih uređaja. Elektromagnetska interferencija je razlog zbog kojega npr. u avionu nije dopuštena uporaba električnih naprava pri polijetanju i slijetanju Korekcija faktora snage (PFC) - Način rada današnjih izvora napajanja utječe na raskorak između ulaznih izmjeničnih napona i struje. Navedeni raskorak se naziva faktor snage. Ovaj raskorak rezultira u većem grijanju izvora napajanja i većem opterečenju za cijelu električnu mrežu te distorziji pravilnosti sinusnog oblika napona i struje. Pasivnim i aktivnim mjerama izvor napajanja može korigirati faktor snage s 0,6 na 0,9 ili bolje. Prema propisima EU, korekcija faktora snage je obvezna od 1997. (IEC1000-3-2) i 1998. (IEC1000-3-2) Korisnost - Omjer električne snage koju izvor napajanja dopremi računalu i snage koju uzima iz utičnice. Korisnost se praktično kreće između 60% i 90%. Čim veća korisnost znaći da ćete potrošiti manje električne energije. Više je razloga koji motiviraju kupovinu izvora napajanja s boljom korisnosti: manje zagađivanje okoliša, manji račun za električnu energiju i duži životni vijek izvora napajanja. Sva razlika između električne energije koja ulazi i ne dolazi do komponenti računala pretvara se u toplinu u izvoru
1
napajanja. Toplina podiže radnu temperaturu izvoru napajanja koja rezultira ubrzavanjem procesa koji vode kvarovima. Prema Arheniusovom zakonu, porast radne temperature za svakih 10°C reducira radni vijek za 50% Maksimalna struja opterećenja – Maksimalna istosmjerna struja predviđena za opterećenje na pojedinom izlaznom naponskom nivou. Suma svih maksimalnih opterećenja na svim naponskim nivoima je veća od maksimalne snage koju izvor napajanja može dati. Ovo je jedan od najvećih razloga zašto treba imati vrlo snažan izvor napajanja Minimalna struja opterećenja – Minimalna istosmjerna struja predviđena za opterećenje na pojedinom izlaznom naponskom nivou. Zbog prirode rada današnjih izvora napajanja za stabilni je rad zahtijevano određeno minimalno opterećenje. Ovo je često riješeno ugrađenim opterećenjem u samom izvoru ili je zahtjev za minimalnom strujom dovoljno nisko da praktično ne predstavlja problem. Padanje opterećenja ispod minimalnog predstavlja opasnost za ispravnost izvora napajanja. Zanimljivo je da se za poboljšanje regulacije i performansi napajanja vanjskih jedinica ponekad dodaje stalni teret koji troši npr. 1 W na naponu od +5 V. Kod lošijih izvora napajanja zbog zahtjeva za minimalnim opterećenjem nije uputno držati izvor priključen u utičnicu i nepriključen na komponente računala Periodičke i slučajne devijacije - Sva odstupanja (šumovi ili ripleovi) iznosa izlaznih napona od propisanog nivoa i najkračeg trajanja mogu biti opasna za npr. procesor ili memoriju. Odstupanja se prikazuju u milivoltima od vrha do vrha odstupanja. Tipično iznose desetine milivolti, što je oko 1-postotna varijacija u odnosu na nominalni napon Početna struja opterećenja - Iznos početne izmjenične struje koju izvor napajanja treba pri prvom kontaktu s naponom iz utičnice može iznositi preko nekoliko desetaka puta više od nazivne struje. Iznosi početnih struja se kreću od šezdesetak A do preko 100 A. Početna struja jeznatno veča kod manje kvalitetnih izvora napajanja i kod ponovnog uključivanja, kada su komponente zagrijane. Ova struja predstavlja šok za mrežu i komponente u izvoru napajanja te kod nekih situacija može izazivati probleme Prenaponska i prekostrujna zaštita – Ugrađena zaštita u izvoru napajanja od pretjeranih izlaznih naponskih i strujnih iznosa. Ova zaštita može spriječiti veču štetu kod
1
određenih kvarova u komponentama računala. Današnji izvori napajanja u pravilu imaju obje zaštite Radna temperatura - Temperaturni raspon u kome rad izvora napajanja odgovara prema specifikacijama. Normalno se kreće u rasponu od 10 °C do 50 °C. Valja imati na umu da povečana temperatura, i kada ne uzrokuje nepravilan rad, znaEajno utječe na dugotrajnost izvora napajanja. Samo 10 °C veča temperatura rezultira prepolovljenjem radnog vijeka Radno područje (ulazni opseg) - Odnosi se na raspon ulaznog izmjeničnog napona u kome izvor napajanja radi bez poteškoća. Današnji izvori napajanja imaju iznimno širok ulazni opseg i čak posve neuobičajene oscilacije napona iz utičnice ne predstavljaju problem za normalan rad. Normalni su ulazni opsezi između 180 i 260 V, a nerijetko se ovaj opseg kreće između 90 V i 265 V Reguliranje opterećenja - Promjena izl aznog napona kod promjene opterećenja od minimalnog na maksimalni i obrnuto. Izražava se u postocima i tipično iznosi ±1% do ±5%. Po ATX specifikaciji, maksimalna dozvoljena promjena iznosi ±5% za sve napone, osim ±4% za napon od 3,3 V Reguliranje ulaznog napona - Promjena izlaznog napona kod promjene ulaznog napona (iz utičnice) od minimalnog na maksimalni i obrnuto. Tipično iznosi ±1%, što je tek deseti dio maksimalno dozvoljenog Srednje vrijeme do kvara (MTBF) i garancija Vjerojatnost da se izvor napajanja pokvari izražena je preko srednjeg očekivanog vremena do kvara (MTBF). Kao i za večinu drugih elektronskih sklopova, ovo se vrijeme dobiva analitičkom procjenom prema standardu i na osnovi srednjih vremena otkazivanja ugrađenih komponenti. MTBF obično iznosi blizu ili preko 100.000 radnih sati. Ovaj broj je vezan za određeno opterećenje i radnu temperaturu. Povečano opterećenje i temperatura mogu značajno skratiti ovu veliku brojku. Tako npr. samo 10 °C veča radna temperatura rezultira smanjenjem radnog vijeka na pola. Samo rijetki veliki igrači poput npr. Anteca imaju demonstrirano srednje vrijeme do kvara. Stoga treba znati da Antecovih testiranih 80.000 sati do kvara znači puno više od svih ostalih, koji to lijepo izračunaju i deklariraju 100.000 sati i više do kvara. Uvjerljivost ovog podataka se najbolje vidi po dužini garancije koju proizvođać daje. Kao i kod automobila ili bilo koje druge tehničke robe, duža garancija govori puno o realnoj pouzdanosti Tranzijentni odziv - Vrijeme u milisekundama potrebno da se izlazni napon stabilizira na dozvoljenom nivou nakon značajne promjene opterećenja (npr. 20 ili 50-postotno
1
povečanje). Ovo je potencijal za velike probleme, npr. kod operacija zapisivanja ili čitanja tvrdih diskova. Današnji izvori napajanja imaju iznimno kratke odzive na tranzijente Ventiliranost - Veličina, brzina, broj i smještaj ventilatora u izvoru napajanja određuje kvalitetu hlađenja i, nažalost, razinu buke. Na primjer, udvostručenje protoka zraka kroz izvor napajanja smanjuje temperaturu na pola, relativno prema okolini. Nisu rijetka rješenja s dva ventilatora, s promjerima od preko 10 cm i dinamičkom regulacijom vrtnje - sve u svrhu optimiranja za postizanje što boljeg hlađenja uz što manju razinu buke. Tendencija je ugradnja dva ventilatora i smještanje drugoga na stranu okrenutu prema matičnoj ploči. Ventilatori tjeraju zrak iz kučišta van Vrijeme zadržavanja - Vrijeme za koje izvor napajanja održava izlazne napone u okviru zadanih tolerancija nakon potpunog gubitka ulaznog napona (iz utičnice). Mjeri se u milisekundama i tipično iznosi od 3 do 15 ms. Osim što ovaj parametar odra.ava zalihosti ugrađene u izvor napajanja, govori i o sposobnosti da se bez resetiranja računala dočeka prebacivanje na pomoćni izvor napajanja
1
7. Zaključak
Kada je riječ o izvorima napajanja za osobno računalo, sigurno je da se svi slažu barem u tome kako je to uvjerljivo najzapostavljenija komponenta. Dok kučište ocjenjujemo uglavnom po izgledu, a komponente po nazivnim karakteristikama, napajanja uzimamo zdravo za gotovo. Napajanje je jedno od najbitnijih komponenti za rad računala. Od prvih napajanja do danas se mnogo toga promijenilo. Od prvih napajanja snage 250W došli smo do napajnja snage od 1.2 kW. Mnoge su promjene napravljene zbog unapređivanja određenih komponenti, a time i povečanja potrošnje električne energije, ponajviše procesora i grafičkih kartica Kvalitetnim napajanjem i njegovim ispravnim radom možemo spriječiti razne kvarove. Ljudi najviše štede na napajanjima pri kupnji računala, što može dovesti vrlo velikih oštećenja pri radu računala. Najmanja varijacija struje može oštetiti nekvalitetno napajanje i prouzročiti veče kvarove, stoga se preporuća kvalitetno napajanje.
1
8. Literatura 1. 2. 3. 4.
5. 6.
7.
8.
http://forum.pcekspert.com/forumdisplay.php?f=57 http://www.hardwaresecrets.com/article/181/1 http://www.bug.hr/forum/board/kucista-napajanja/36.aspx?sort=act Časopis Bug broj 135. Časopis Bug broj 169. Sami sastavite kompjuter, Autori: Igor Milašinović, Danijel Milašinović, Bojan Kovačević Izdanje: Kompjuter biblioteka, 2004. g Popravka i nadogradnja PC računara, Autori: Robert Bruce Thompson, Barbara Fritchman Thompson Izdanje: Kompjuter biblioteka 2007. g Prijevod: Mihailo J. Solašić Nadogradnja i održavanje PC računara
Autor: Mark Minasi Izdanje: Mikro knjiga 2003. g Prijevod: Miljenko Šućur
1