środa, 10 czerwca 2020

Tematy: 1) Zasilacze komputerowe. 2) Złącza w zasilaczach komputerowych. 3) Dobór parametrów technicznych zasilacza. (3 godziny lekcyjne)

Przedmiot: Urządzenia techniki komputerowej


I. Przeczytaj:

Zasilacz komputera jest urządzeniem, które zamienia napięcie przemienne sieci elektrycznej (w Europie o wartości 230 V) na napięcie stałe potrzebne do pracy komputera.
Obecnie najczęściej stosowane są zasilacze komputerowe zgodne ze standardem ATX.

W zależności od budowy możemy wyróżnić zasilacze:
a) transformatorowe
b) impulsowe

Zasilacz liniowy - zasada działania:
Źródło: http://zdzi.pl/utk/zasilacze.pdf

1) transformator obniża napięcie prądu przemiennego z 230 V do 48 V - 50 V
2) układ prostowniczy (mostek Graetza) zamienia napięcie na stałe
3) kondensatory elektrolityczne filtrują napięcie stałe (zmniejszają wahania poziomu napięcia prądu stałego)
4) regulator napięcia prądu stałego, czyli stabilizator - ma za zadanie utrzymywać napięcia na wyjściu na tym samym poziomie

Zasilacz impulsowy - zasada działania:

1. Napięcie przemienne z sieci energetycznej jest prostowane w prostowniku (zwykle w układzie Graetza).
2. Następnie jest filtrowane przez dławik i kondensatory. Filtr jednocześnie zapobiega przedostawaniu się zakłóceń elektromagnetycznych do sieci.
3. Dalej napięcie wyprostowane przetwarzane jest na przebieg zmienny o częstotliwości rzędu kiloherców i o zmiennym współczynniku wypełnienia.
4. Wytworzony przebieg jest następnie filtrowany, aby otrzymać stałe napięcie (składową stałą). Wartość tego napięcia zależy od współczynnika wypełnienia impulsów.
5. Układ sprzężenia zwrotnego steruje układem PWM (ang. Pulse Width Modulation) tak, aby przy zmieniającym się obciążeniu lub zmianach napięcia w sieci (w dopuszczalnych granicach) utrzymywać stałą wartość napięcia wyjściowego.

Źródło: http://zdzi.pl/utk/zasilacze.pdf

Zasilacz impulsowy działa na zasadzie kontroli średniego napięcia dostarczanego do obciążenia, przez przełączanie tranzystorów między stanem nasycenia i zatkania, za pomocą impulsów sterujących o zmiennej długości (modulacja szerokości impulsów - PWM). Tętnienia napięcia wygładzane są przez dławiki i kondensatory.

Podstawowe parametry zasilaczy:
a) moc - typowa moc wynosi od 300 W do 700 W
b) sprawność energetyczna - jest wyrażana w procentach (%); im wyższa sprawność energetyczna, tym mniejsze starty energii oraz mniejsza emisja ciepła. Po wprowadzeniu certyfikatów 80 PLUS powinna ona przekraczać 80%.

Budowa zasilacza impulsowego jest bardziej skomplikowana od liniowego, jednak parametry pracy są lepsze, są lżejsze i mniejsze od zasilaczy liniowych, a ich sprawność dochodzi nawet do 90% (sprawność zasilaczy linowych, to ok. 50%).

Źródło: http://zelota.netshock.pl/pdf/BudowaKomputera/ZasilaczeKomputerowe.pdf

W zasilaczach komputerowych są wytwarzane trzy podstawowe napięcia:

a) 12 V (żółty przewód) – linia do zasilania procesora, karty graficznej oraz silników dysków i napędów optycznych, wentylatorów
b) 5 V (czerwony przewód) – do zasilania elektroniki dysków, napędów, karty graficznej
c) 3,3 V (pomarańczowy przewód) – do zasilania pamięci RAM, gniazd PCI, chipsetu.

Każdy zasilacz powinien posiadać tzw. tabliczkę (naklejkę) znamionową zawierającą informacje o zasilaczu, w tym informacje dotyczące maksymalnej mocy wyjściowej i certyfikatów.
Źródło: https://pclab.pl/art33868.html

Złącza w zasilaczach ATX

Złącze zasilania ATX 24-pin składa się z dwóch części: standardowej wtyczki 20-stykowej i 4-stykowej kostki połączonej z przewodami 3,3 V (pomarańczowym), 5 V (czerwonym), 12 V (żółtym) i masą (czarnym).

Źródło: https://twojepc.pl/html/zasilacze_silent_force/14.jpg

Pozostałe złącza w zasilaczach:
- ATX 12V 4-pin (niezależne zasilanie dla procesora)
Molex 4-pin (zasilanie dysków twardych, napędów optycznych i innych urządzeń)
- Floppy 4-pin (zasilanie kart graficznych, paneli sterujących, stacji dyskietek)
- SATA (zasilanie urządzeń wyposażonych w ten interfejs)
- PCIe 6-pin (zasilanie kart graficznych w gnieździe PCI Express)
- EPS 12V 8-pin (zasilanie procesorów w komputerach serwerowych)

Wiele współczesnych zasilaczy ma odłączane przewody zasilające, można więc wykorzystywać tylko te, które w danej chwili są potrzebne (tzw. typ modularny okablowania).

Kryteria wyboru zasilacza

Każdy z elementów komputera pobiera określoną moc. W trakcie wyboru zasilacza należy zsumować moc pobieraną przez wszystkie urządzenia i dobrać zasilacz, który dostarczy wymaganą ilość energii.
Jednak podczas wyboru zasilacza oprócz mocy należy uwzględnić również inne kryteria:
  • obciążenie na liniach 12 V
  • korekcja współczynnika mocy (PCF - Power Factor Correction) - według przepisów musi on być montowany we wszystkich nowych zasilaczach
  • poziom generowanego hałasu (podawany w decybelach - dB) - lepiej kupić zasilacz z wentylatorem 12 cm, niż 8 cm, gdyż ten większy pracuje wolniej i generuje mniej hałasu
  • każdy zasilacz powinien mieć pewien zapas mocy np. na wypadek konieczności zamontowania dodatkowego urządzenia
Dokonując wyboru zasilacza komputerowego trzeba też zwrócić uwagę na zastosowane przy jego budowie zabezpieczenia (np. OTP, czyli zabezpieczenie przed przegrzaniem się zasilacza) - ale o tym będziemy rozmawiać w klasie drugiej 😊


II. Obejrzyj:

Aby zapoznać się z wyglądem poszczególnych złączy zasilania, obejrzyj poniższą prezentację:




Zachęcam też do obejrzenia dwóch filmów Blacka, aby poszerzyć swoje wiadomości o zasilaczach.
Pierwszy film jest starszy, ale myślę, że jest dobry na początek szukania informacji o zasilaczach, drugi jest z zeszłego roku, ale aby go zrozumieć trzeba już "co nieco" wiedzieć o zasilaczach  :)





III. Sporządź notatkę - uzupełnij poniższe zdania i umieść je w zeszycie:

1) Zasilacz komputera jest urządzeniem, które zamienia napięcie ...................... sieci elektrycznej na napięcie ..................... potrzebne do pracy komputera.
Obecnie najczęściej stosowane są zasilacze komputerowe zgodne ze standardem .......... .

2) W zależności od budowy możemy wyróżnić zasilacze:
a) transformatorowe
b) impulsowe

3) Podstawowe parametry zasilaczy:
a) moc - wyrażana w .............. [W]
b) sprawność energetyczna - wyrażana w procentach [%]
c) poziom ................ - podawany w decybelach [dB]

4) W zasilaczach komputerowych są wytwarzane trzy podstawowe napięcia:
a) 12 V (żółty przewód)
b) .... V (czerwony przewód)
c) 3,3 V (pomarańczowy przewód)

5) Złącza w zasilaczach ATX:
- ATX 24-pin (podstawowe złącze zasilania)
- ATX 12V 4-pin (niezależne zasilanie dla procesora)
Molex 4-pin (zasilanie dysków twardych, napędów optycznych i innych urządzeń)
- Floppy 4-pin (zasilanie kart graficznych, paneli sterujących, stacji dyskietek)
- SATA (zasilanie urządzeń wyposażonych w ten interfejs)
- PCIe 6-pin (zasilanie kart graficznych w gnieździe PCI Express)
- EPS 12V 8-pin (zasilanie procesorów w komputerach ........................)


IV. Uzupełnione przez Ciebie powyższe zdania prześlij na mój adres e-mail: a.ciura.zsz@gmail.com


V. Praca domowa - przeczytaj w podręczniku:

1 Tigstrony od 251 do 258 w podręczniku: Tomasz Kowalski "Technik informatyk. Urządzenia techniki komputerowej".
1 Tipstrony od 236 do 243 w podręczniku: Tomasz Marciniuk "Administracja i eksploatacja systemów komputerowych, urządzeń peryferyjnych i lokalnych sieci komputerowych. Kwalifikacja inf.02. Podręcznik do nauki zawodu technik informatyk. Część 1".

Źródła: powyższe podręczniki oraz Krzysztof Pytel i Tomasz Klekot "Repetytorium+testy. Egzamin zawodowy kwalifikacja EE.08 / INF.02" i wspomniane już powyżej: http://zdzi.pl/utk/zasilacze.pdf i http://zelota.netshock.pl/pdf/BudowaKomputera/ZasilaczeKomputerowe.pdf

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz