آشنایی اولیه با تعمیر پاور

منبع تغذیه (به اصطلاح پاور) یا PSU (که مخفف Power Supply Unit است) قطعه ای سخت افزاری است که وظیفه تامین برق تمامی قطعات کامپیوتر را دارد. پاور، ورودی AC (که مخفف Alternating Current) با جریان متناوب و ولتاژ ۲۲۰ یا ۱۱۰ را توسط فرآیندی به جریان مستقیم با ولتاژ کمتر و البته ثبات بیشتر که قابل استفاده توسط قطعات کامپیوتری است تبدیل می‌کند. پاورها معمولا بر اساس میزان توان آنها بر حسب وات تقسیم بندی می شوند.

مقدار مصرف سیستم خود را می توانید با توجه به قطعاتی که انتخاب کرده‌اید محاسبه کنید بدین صورت که توان تمامی قطعات را (از دفترچه راهنما یا منابع موثق)بدست آورده و با هم جمع کنید و نهایتا ۲۰% برای احتیاط به آن اضافه کنید. این حداقل مقداری است که سیستم شما نیاز دارد.

در نهایت برای انتخاب پاور بر اساس توان، توصیه می شود پاوری با دو برابر قدرت واقعی سیستم خود تهیه کنید که هم راندمان بهتری دریافت کنید  و همچنین اگر در آینده قصد ارتقا سیستم و اضافه کردن قطعه ای داشتید به مشکل برنخورید.

بازدهی چیست و استاندارد ۸۰PLUS به چه معناست؟

بازدهی به این معناست که چند درصد توان ورودی از برق شهر در اختیار سیستم قرار میگیرد (و باقی به صورت گرما تلف می شود). بنابراین اگر سیستم شما در حال مصرف ۳۰۰ وات است و پاور در حال مصرف ۳۵۰ وات از برق شهر است بنابراین توان این پاور ۸۵٫۷% است. البته ذکر این نکته لازم است که بر خلاف تعریف اکثر وب‌سایت‌ها از بازدهی “که اگر پاوری ۵۰۰ وات توان دارد و بازدهی آن ۸۰ درصد این پاور حداکثر به شما ۴۰۰ وات توان می‌دهد” این تعریف را به این صورت اصلاح می کنیم “اگر پاور شما ۵۰۰ وات توان دارد و بازدهی آن ۸۰ درصد است این پاور برای تغذیه سیستم شما با ۵۰۰ وات، ۶۲۵ وات از برق شهر را مصرف می کند”.

استاندارد ۸۰PLUS توسط شرکتی مستقل به محصولات (پاورها) اعطا می شود. این استاندارد بازدهی پاورها را در آزمایشگاه بررسی و در صورتی که شرایط لازم را داشته باشند گواهی مربوطه را به محصول اعطا می‌کند. این گواهی در ۶ رده به محصولات اعطا می‌شود که در جدول زیر انواع و مقدار بازدهی هر گواهی را مشاهده می کنید. مثلا حداقل بازدهی پاوری که استاندارد ۸۰PLUS GOLD (طلایی) را داشته باشید ، ۸۷% خواهد بود.

 پاور چند ریله به چه معناست؟

این عبارت در مورد پاورهایی استفاده می‌شود که از سیستم حفاظت در برابر جریان زیاد (OCP) استفاده می‌کنند. پاورهای تک ریل از یک سیستم حفاظتی OCP استفاده می‌کنند و پاورهای چند ریله از تعداد بیشتری (به تعداد ریل) سیستم OCP بهره می برند. پاورهای ارزان قیمت و بدون استاندارد فاقد سیستم حفاظتی OCP هستند. مزیت پاورهای تک ریله، نبود نگرانی از توزیع توان نامناسب و استفاده راحت‌تر است اما از طرفی نکته منفی آن‌ها سیستم حفاظتی کم بازده است. مزیت پاورهای چند ریله امن بودن آن‌ها است و نکته منفی آن‌ها امکان توزیع نامناسب و عمل کردن سیستم حفاظتی و خاموش شدن کامپیوتر است حتی اگر کامپیوتر مشکلی نداشته باشد.

تفاوت منبع تغذیه خطی و سوئیچینگ

در دنیای الکترونیک قطعات با پاور تغذیه می‌شوند این تغذیه در کامپیوتر با منبع تغذیه سوئیچینگ و در قطعات کوچک مانند تلفن‌های بی‌سیم، لپ تاپ و … با منبع تغذیه خطی یا به اصطلاح خودمان آداپتور انجام می شود. منبع‌های تغذیه سوئیچینگ طراحی پیچیده‌تر و هزینه بیشتری دارند اما منبع تغذیه خطی طراحی ساده‌تر و معمولا هزینه کمتری دارند. اما چرا در کامپیوتر از منبع تغذیه خطی استفاده نمی شود در پاراگراف زیر توضیح داده شده است.

منبع تغذیه خطی

ابتدا با نحوه‌ی کار منبع تغذیه خطی آشنا بشیم. این قطعات ابتدا برق شهر رو با ولتاژ ۲۲۰ یا ۱۱۰ توسط قطعه‌ای به نام ترانسفورماتور به ولتاژ ۱۲ ولت تبدیل می‌کنند . این ولتاژ کماکان متناوب است و برای استفاده از آن باید به ولتاژ مستقیم یا یکسو تبدیل شود توسط چهار دیود یکسو کننده و چینش خاص آنها می‌توان ولتاژ متناوب را به ولتاژ مستقیم تبدیل کرد. قدم بعدی فیلتر کردن جریان است که توسط یک خازن انجام می شود. پس از فیلتر توسط خازن جریان مستقیمی که به صورت نیمه سینوسی بود تبدیل به خطی تقریبا صاف می شود. این تقریبا یعنی جریان هنوز دارای به اصلاح ریپل است و برای استفاده نیاز به اصلاح دارد. مرحله انتهایی تنظیم ولتاژ است که این کار با دیود زنر (Zener) یا مدار تنظیم کننده انجام می شود. خروجی این مرحله ولتاژ مستقیم ثابت خواهد بود. علی رغم اینکه این روش برای قطعات کم توان ایده‌آل است اما زمانی که توان بیشتری مورد نیاز باشد سایز و وزن منبع تغذیه فوق‌العاده زیاد می‌شود. ظرفیت و سایز ترانسفورماتور و همچنین خازن‌ها در این سیستم با فرکانس برق ورودی نسبت عکس دارد به تعبیر دیگر هرچه فرکانس جریان بیشتر باشد سایز و ظرفیت کمتری نیاز است. به جهت اینکه منبع تغذیه خطی از فرکانس برق شهر استفاده می‌کند در قطعه ای مانند کامپیوتر که به توان بالایی نیاز داریم نمی‌توان از این سیستم استفاده کرد.

منبع تغذیه سوئیچینگ

بنابر آنچه گفته شد استفاده از منبع تغذیه خطی در کامپیوتر امکان پذیر نیست. اما راه‌حل این قضیه چیست؟ پاسخ ساده است همانطور که گفته شد افزایش فرکانس جریان. در منبع تغذیه سوئیچینگ Switching Mode Power Supply (که مخفف آن SMPS) فرکانس جریان قبل از ورود به ترانسفورماتور افزایش پیدا می‌کند (از ۵۰-۶۰ هرتز به چند هزار هرتز). با افزایش فرکانس جریان می توان از ترانسفورماتور و خازن کوچکتری استفاده کرد. این نوع منبع تغذیه در کامپیوتر و یا دی‌وی‌دی پلیرها استفاده می‌شود. عبارت سوئیچینگ استفاده شده در نام این منبع تغذیه کوتاه شده High-Frequency Switching است یعنی سوییچر فرکانس نه سویچ بین خاموش شدن و روشن شدن.

در هنگام خرید کامپیوتر، معمولا پاور قطعه ای است که کمترین توجه به آن می‌شود. ما معمولا ابتدا پردازنده و کارت گرافیک را انتخاب و سپس مادربرد و حافظه رم و … را به دقت انتخاب می‌کنیم ولی برای انتخاب پاور حداقل قیمت‌ها را در نظر می‌گیریم. این کار مانند ریختن بنزین کم کیفیت در لامبورگینی است. یک منبع تغذیه خوب با توان کافی عمر قطعات شما رو بیشتر خواهد کرد و همچنین مصرف برق و مسلما پول برق کمتری روی دست شما می گذارد. فقط به این نکته دقت کنید که قیمت یک پاور خوب ۵% قیمت کل کامپیوتر خواهد بود. از جهت دیگر در صورت خرید پاور بی کیفیت علاوه بر کاهش عمر قطعات امکان به وجود آمدن بدسکتور هارد دیسک، بروز خطاهای صفحه آبی ناشناخته، ریست شدن های مکرر و بروز مشکلات دیگر وجود دارد.

ثبات ولتاژ، نویز و ریپل

خروجی های پاور باید ولتاژ ثابت و نزدیک به مقادیر اسمی خود داشته باشند این یعنی ولتاژ خروجی ۱۲+ ولت همان ۱۲+ ولت باشد نه ۱۳+ ولت. با افزایش بار ولتاژ میل به کاهش خواهد داشت. پاورها (یا همان منبع تغذیه سوئیچینگ) به صورت یک حلقه بسته عمل می‌کنند. این یعنی پاورها دائما ولتاژ خروجی‌های خود را رصد می‌کنند و در صورت نیاز تغییرات لازم را (افزایش یا کاهش) اعمال می‌کنند تا خروجیها ولتاژ همیشه ثابتی داشته باشند.

تلرانس ولتاژ برای پاورها در شاخه‌های مثبت تا ۵ درصد و در شاخه‌های منفی تا ۱۰ درصد تعیین شده است. در جدول زیر درصد تلرانس هر شاخه و مقدار بیشینه و کمینه آن آورده شده است.

در حالت ایده‌آل شکل ولتاژ خروجی پاور در دستگاه اسیلوسکوپ به شکل یک خط کاملا صاف و افقی است. اما در واقعیت این خط کاملا صاف نیست و تناوب خیلی کمی به همراه دارد (که برای قطعات مضر است)؛ به این تناوب ریپل گفته می‌شود. در خلال این تناوب های کوچک شما خطوط دیگری مشاهده می‌کنید که نویز نام دارند. جمع ریپل و نویز به همراه یکدیگر نمی‌تواند از ۱۲۰mV برای شاخه ۱۲+ و ۵۰mV برای شاخه ۵+ و ۳٫۳+ تجاوز نماید. این حداکثر مقادیر راس به راس هستند.

با ذکر یک مثال این اعداد و تعاریف را بیشتر توضیح می‌دهیم. در شکل زیر خروجی یک شاخه ۱۲+ ولت پاور مدل ۷۵۰ Quad شرکت Silencer را مشاهده می‌کنید. با توجه به اینکه اسیلوسکوپ ما روی عدد ۰٫۰۲ V/div تنظیم شده است هر خط سبز افقی (روی محور Y) که مشاهده می‌کنید نشان دهنده‌ی ۰٫۰۲V یا ۲۰mV است. اسیلوسکوپ ما مقدار مجموع ریپل و نویز را ۵۰mV نشان داده (در شکل هم مشاهده می‌کنید) که فاصله زیادی تا ۱۲۰mV دارد.

حال به شکل زیر توجه کنید. این شکل خروجی شاخه ۱۲+ ولت پاور ۶۵۰ واتی شرکت WattSmart است. همانطور که در شکل نیز مشاهده می‌کنید و دستگاه ما نشان داده مقدار ریپل و نویز این پاور ۱۱۵٫۴mV است. با این که این مقدار در محدوده‌ی مجاز قرار دارد، اما کیفیت خروجی آن خیلی با پاور قبلی تفاوت دارد. مقدار ریپل و نویز اگر نصف مقدار مجاز باشد، خوب است.

متاسفانه کمتر کسی از اهمیت این موضوع با خبر است و اگر هم با خبر باشد این اعداد به راحتی قابل اندازه گیری نیستند (زیرا این اندازه‌گیری باید زیر بار و با دستگاه اسیلوسکوپ انجام شود). تنها راهی که می‌شود از این مقادیر باخبر شد و بر اساس آن تصمیم گرفت مقالات بررسی پاورها است. اما باز هم متاسفانه اکثر مقالات فقط به تعریف و تمجید دستگاه فرستاده شده از طرف کارخانه (به عنوان هدیه) می‌پردازند و با اتصال پاور به کامپیوتر تست خود و روشن شدن می گویند که پاور کاملا عالیست . کمتر مقاله ای وجود دارد که به درستی پاورها را بررسی و توصیه درستی به مشتری کرده باشد. از این رو مجموعه نیویوز در صدد است تا در آینده ای نزدیک این مهم را حداقل راجع به پاورها منتشر کند.

مشخصات پین‌ها

در این سرفصل می‌خواهیم پین‌های هر کانکتور را بهتر بشناسیم.

کانکتور تغذیه مادربرد ۲۴ پین

کانکتور پردازنده EPS12V

کانکتور پردازنده ATX12V

کانکتور کمکی PCIe با ۶ پین (PEG-6pin)

* در استاندارد ATX12V 2.x قید شده است که جای این پین باید خالی باشد در حالی که در استاندارد EPS12V این پین ۱۲+ ولت است.

کانکتور کمکی PCIe با ۸ پین (PEG-8pin)

کانکتور SATA

کانکتور قطعات جانبی (مولکس)

کانکتور فلاپی درایو(قدیمی)

کانکتور مادربرد ۲۰ پین (قدیمی)

کانکتور پردازنده ATX12V (قدیمی)

کانکتور مادربرد ۱۲پین (۲ تا ۶ پین)(قدیمی)