انرژی الکتریکی تامین شده در کامپیوتر توسط منبع تغذیه کامپیوتر تامین می شود.و آن را جهت کارکرد کامپیوتر به قطعات نرم افزاری و سخت افزاری رایانه هدایت می کند.منبع تغذیه کامپیوتر جریان متناوب (AC یا همان برق شهری) را به عنوان ورودی دریافت کرده و آن را به جریان مستقیم (DC) مورد نیاز قطعات کامپیوتر تبدیل میکند. در کامپیوترهای شخصی (PC یا Personal Computers) منبغ تغذیه معمولاً در پشت محفظه (Case) قابل دسترسی است.
یک کابل به منبع تغذیه متصل میشود و اتصال به صورت مستقیم از برق شهری صورت میگیرد.اما در لپ تاپ ها واحد منبع تغذیه بصورت خارجی (External) وظیفه تبدیل را بر عهده دارد و جریان ورودی به خود این نوع کامپیوترها جریان مستقیم است.
منبع تغذیه در مقایسه با سایر قطعات ساخت افزاری معمولاً عمر کمتری دارد و دلیل آن هم نوسانات برق و کارکرد زیاد آن است که باعث داغ کردن شدید منبع تغذیه و در نهایت خرابی اجزای آن میشود یا گاهاً باعث خاموشی و ریستارتهای ناگهانی کامپیوتر میشود و حتی در برخی موارد نیاز به تعمیرکامپیوتر می باشد.
جهت کاهش دمای دستگاه بر روی منابع تغذیه، فن و درون آنها گرماگیرهایی قرار میگیرند تا گرمای حاصل از قطعات الکتریکی درون منبع تغذیه (از جمله ترانزیستورها، مقاومتها و…) را به بیرون منتقل کند و دمای سیستم را کاهش دهد.
واحد منبع تغذیه (Power Supply Unit) دستگاهی است که انرژی الکتریکی مورد نیاز قطعات و سختافزارهای رایانه را تامین میکند.منبع تغذیه رایانه، جریان متناوب (AC) ورودی را به جریان مستقیم (DC) خروجی برای استفاده سایر قطعات رایانه تبدیل میکند.
PSU یا واحد منبع تغذیه
کلمه PSU مخفف عبارت Power Supply Unit به معنای “واحد منبع تغذیه” است. این قطعه به صورت جعبهای بزرگ و مستقل در جعبه رایانه قرار دارد. منابع تغذیه رایانههای شخصی از نوع سوئیچینگ میباشنداین دستگاه با نامهای زیر نیز شناخته میشود:
- Supply (منبع تغذیه)
- Power (پاور)
- Converter (مبدل برق)
- Pack
- PS
وظایف منبع تغذیه کامپیوتر
وظیفه منبع تغذیه تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز قطعات کامپیوتر است. منبع تغذیه جریان متناوب شهری را به جریان مستقیم مورد نیاز قطعات تبدیل میکند. این جریان متناوب میتواند ۱۱۰ تا ۱۱۵ یا ۲۲۰ تا ۲۳۰ ولت (و سایر محدودههای استاندارد) باشد.
منبع تغذیه این جریان متناوب را به جریانهای مستقیم ۳.۳ ولت، ±۵ ولت و ±۱۲ ولت (ولتاژهای استاندارد) تبدیل میکند. ولتاژهای ۵ و ۳.۳ معمولاً در مدارات دیجیتالی و ولتاژ ۱۲ در قطعاتی مانند موتورهای هارد دیسکها، فنها و … که به ولتاژ بالاتر نیاز دارند استفاده میشوند.
انواع مختلف منبع تغذیه کامپیوتر
منبع تغذیه DC
این منبع تغذیه، ولتاژ دائمی DC را به بار خود متصل خواهد کرد. منبع تغذیه DC با توجه به طراحی خود، از یک منبع DC یا یک منبع AC مانند برق، انرژی خود را بدست میآورد. بعضی از تجهیزات الکترونیکی به منبع تغذیه با ولتاژ و جریان بالا نیاز دارند. به همین منظور باید ولتاژ AC شهر توسط ترانسفورماتور کاهنده، به ولتاژ پایین تر تبدیل و سپس یکسو شود. در نهایت به وسیله خازن و سلف صاف و DC شود.
منابع تغذیه سوئیچینگ
منابع تغذیه سوئیچینگ یا SMPS ها، جایگزین منابع تغذیه AC به DC خطی سنتی میباشد. همچنین این منبع مصرف توان، تولید گرما و اندازه و وزن مدار را کاهش خواهد داد. کاربردهای سوئیچینگ در کامپیوترها، تقویت کننده های توان ، تلویزیونها، درایو موتور های DC و… میباشد.
از تعاریف منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS)، است که از روشهای سوئیچینگ مبتنی بر نیمه هادی برای رسیدن به ولتاژ خروجی مطلوب استفاده میکند.
مزیت اصلی این منبع تغذیه، بازده بالاتر آن در مقایسه با رگولاتورهای خطی استاندارد است. عنصر اصلی در رسیدن به این بازده یک ترانزیستور یا ماسفت میباشد. که بین دو وضعیت ONو OFFسوئیچ میشود. به همین دلیل، موجب اتلاف توان کمتری خواهد شد.
وقتی ترانزیستور سوئیچینگ کاملاً ON باشد و جریان را هدایت کند؛ افت ولتاژ آن حداقل خواهد بود. در زمانی که به صورت کامل OFF شود جریانی از آن عبور نخواهد کرد. بنابراین، ترانزیستور شبیه یک سوئیچ یا کلید ایدهآل عمل میکند.
UPS
Uninterruptible Power Supply یا به عبارت مختصر UPS، بخوایند یو پی اس، به معنای منبع تغذیه بدون وقفه است. UPS یک منبع تغذیه الکترونیکی است که بیشترین کار آن، تامین توان مورد نیاز بار مصرفی بدون وقفه است. UPS زمانی که برق میرود، انرژی بار را تامین مینماید.
به عبارت دیگر UPS به عنوان منبع توان بدون وقفه با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری، برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین میکند. سیستم یو پی اس بین برق شهری و دستگاه مصرف کننده قرار میگیرد. این موضوع باعث خواهد شد که اضافه بر تنظیم برق شبکه و تثبیت آن مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف کننده، شود. از کاربردهای آن، تامین برق اضطراری آسانسورها و بیمارستانها و… میباشد.
منابع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage power supply)
منبع تغذیه ولتاژ بالا، دستگاهی با خروجی صدها یا هزاران ولت است. از این منبع، برای جلوگیری از ایجاد قوس، خرابی عایق و تماس تصادفی انسان از اتصالات ویژهای استفاده خواهد شد. از سایر ویژگیهای موجود در منابع ولتاژ بالا، توانایی معکوس کردن قطب خروجی همراه با استفاده از بریکرهای مدار و اتصالات ویژه یا special connectors میباشد.
این توانایی ها، جهت به حداقل رساندن قوس و تماس تصادفی با دست انسان به کار میروند. انواعی از منابع تغذیه برای کنترل ولتاژ خروجی، یک ورودی آنالوگ فراهم میکنند که باعث تبدیل آنها به آمپلیفایرهای ولتاژ بالا و البته با پهنای باند بسیار محدود خواهد شد.
