آناتومی پاور کامپیوتر: هر آنچه باید در مورد منبع تغذیه کامپیوتر بدانید

آناتومی پاور کامپیوتر: هر آنچه باید در مورد منبع تغذیه کامپیوتر بدانید

با پاور کامپیوتر یا منبع تغذیه کامپیوتر (Power Supply Unit یا PSU) آشنا هستید؟ آیا می‌دانید پاورهای کامپیوتر چند نوع هستند و چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟ آیا می‌دانید این قطعه چگونه نیروی موردنیاز قطعات کامپیوتر را تأمین می‌کند؟ در این مطلب که در قالب آناتومی پاور کامپیوتر تهیه و تدوین شده است، به این سؤالات پاسخ خواهیم داد و ساختار پاور را به زبان ساده و خلاصه تشریح می‌کنیم.

پاور چیست؟

تمام کامپیوترها و لپ‌تاپ‌ها مجهز به پاور هستند. پاور بخشی است که تنها نیروی بخش‌های مختلف را تأمین می‌کند. این بخش نه فریم‌ریت سیستم را تقویت می‌کند؛ نه در زمینه استخراج رمز ارز کاربرد دارد و نه دارای میلیاردها ترانزیستور است و نه هیچ گره پردازشی نیمه رسانایی در آن دیده می‌شود. حتماً تصور می‌کنید چنین بخشی هیچ جذابیتی ندارد؛ اما اصلاً این‌چنین نیست و پاور یکی از مهم‌ترین قسمت‌های کامپیوترها و لپ‌تاپ‌ها است. در این مطلب قصد داریم آناتومی پاور را به‌صورت ساده و خلاصه بیان کنیم تا آشنایی مختصری در مورد ساختار آن به دست آورید.

اگرچه پاور به‌اندازه قطعه‌ای مثل سی‌پی‌یو پیچیده و پر از فناوری‌های مختلف نیست؛ اما در نوع خود قطعه شگفت‌انگیزی محسوب می‌شود.

بیشتر قطعات کامپیوتر دارای نام‌هایی هستند که برای فهمیدن مفهوم آن‌ها باید کمی اطلاعات فنی داشته باشیم؛ مثل SSD یا HDD یا CPU؛ اما در مورد پاور این‌چنین نیست و با شنیدن یا خواندن نام آن به‌راحتی می‌توانید در مورد مفهوم نام این بخش و کاربرد آن حدس بزنید. واژه پاور (Power) در زبان انگلیسی به معنای نیرو است و می‌توان با استناد به همین یک کلمه گفت که پاور برای تأمین نیروی قطعات مختلف استفاده می‌شود.

ما در این مقاله پاور کولر مستر (Cooler Master) G650M را بررسی می‌کنیم. این پاور طراحی معمول و متداولی دارد و ویژگی‌های آن در هر پاور دیگری دیده می‌شود؛ اما دارای یک ویژگی خاص نیز است.

پاور کولر مستر (Cooler Master) G650M

این دستگاه پاور با فرم فکتور ATX 12V v2.31 دارای اندازه‌ای استاندارد است و در هر کیسی به‌راحتی جای می‌گیرد. فرم فکتورهای دیگری هم برای پاورها ایجاد شده است که برخی از آن‌ها مختص کیس‌های کوچک‌تر و برخی دیگر مختص کیس‌های برندهای خاص هستند؛ زیرا پاورهای دارای اندازه استاندارد در برخی از کیس‌ها قرار نمی‌گیرند. ممکن است عرض و ارتفاع تمام کیس‌ها یکسان باشد؛ اما برخی از کیس‌ها بلندتر یا کوتاه‌تر از میزان استاندارد هستند.

پاور سیسکو محتص سرورهای راکمونت
پاور سیسکو محتص سرورهای راکمونت

شما بسته به میزان مصرف کامپیوترتان باید پاوری با توان مناسب تهیه کنید. پاوری که معرفی کردیم و قصد بررسی آن را داریم، دارای توان ۶۵۰ واتی است. البته پاورهایی با توان کمتر هم می‌توانند نیاز شما را کاملاً برطرف کنند و همه کاربران نیازمند پاورهای چندصد واتی نیستند. به‌طور کلی پاورهایی با تمام بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ وات برای اکثر کامپیوترهای شخصی دسکتاپ مناسب هستند.

پاورهایی مثل پاور موردبررسی ما در یک جعبه فلزی سیاه‌رنگ قرار دارند؛ بنابراین معمولاً سنگین‌وزن هستند؛ لپ‌تاپ‌ها معمولاً دارای پاورهای اکسترنال با جعبه پلاستیکی هستند که در کنار لپ‌تاپ قرار می‌گیرند و ساختار آن‌ها با ساختار پاور مورداستفاده برای کامپیوترها کاملاً یکسان است (مانند تصویر زیر).

ساختار داخلی پاور

در بیشتر پاورهای کامپیوترهای دسکتاپ از یک سوئیچ برای ایزوله کردن قطعات تأمین‌کننده الکتریسیته و همچنین یک فن برای خنک کردن سیستم و پایین نگه‌داشتن دمای آن استفاده می‌شود؛ البته برخی از پاورها فاقد فن هستند (یا نیازی به آن ندارند). برخی از پاورها هم فاقد بدنه فلزی سوراخ‌دار هستند؛ مثل پاورهایی که در سرورها استفاده می‌شوند.

دلیل اهمیت پاور

قبل از اینکه کالبدشکافی پاور موردبررسی خود را آغاز کنیم، اجازه دهید ببینیم اصلاً چرا پاور اهمیت دارد. اجازه دهید ابتدا ببینیم چرا نمی‌توانیم کامپیوتر را مستقیماً به پریزهای برق متصل کنیم. دلیل این موضوع این است که قطعات کامپیوترهای مدرن باید جریان برق را به شکلی کاملاً متفاوت نسبت به جریان برقی که از پریز اصلی وارد سیستم می‌شود، دریافت کنند.

نمودار زیر نشان می‌دهد که جریان برق اصلی در دو کشور آمریکا و انگلستان چگونه باید باشد (خطوط آبی و سبز مربوط به آمریکا و خطوط قرمز مربوط به انگلستان هستند). محور X نشان‌دهنده زمان به واحد میلی‌ثانیه و محور Y دهنده ولتاژ با واحد ولت هستند. به بیان ساده ولتاژ به اندازه‌گیری میزان تفاوت انرژی بین دو نقطه اطلاق می‌شود.

نمودار ولتاژ برق در آمریکا و انگلستان

چنانچه جریان برقی به یک ماده رسانا وارد شود (مثلاً به سراسر طول یک سیم فلزی). تفاوت انرژی باعث می‌شود الکترون‌ها در جریان ماده از سطحی با انرژی بالاتر به سطحی پایین‌تر منتقل شوند. الکترون‌ها بخشی از اتم هستند و اتم‌ها هم ماده را تشکیل می‌دهند. در اتم‌ها تعداد زیادی الکترون وجود دارد که آزادانه حرکت می‌کنند. روند حرکت الکترون‌ها تحت عنوان جریان شناخته می‌شود و با واحد اندازه‌گیری آمپر اندازه‌گیری می‌شود.

به‌صورت ساده باید بگوییم جریان برق مانند آب در شلنگ حرکت می‌کند و گاهی اوقات حرکت جریان برق با مانعی روبرو می‌شود (درست مانند زمانی که آب در لوله یا شلنگ به هر دلیلی گیر می‌کند) و در چنین شرایطی اتفاقی رخ می‌دهد که به آن مقاومت الکترونیکی می‌گویند.

میزان جریان الکتریسیته در طول زمان تغییر می‌کند و به این اتفاق ولتاژ جریان متغیر (alternating current) یا به اختصار برق AC گفته می‌شود؛ به‌عنوان‌مثال در آمریکا ولتاژ اصلی در هر ثانیه ۶۰ بار تغییر می‌کند و بسته به موقعیت مکانی و میزان جریان، ولتاژ جریان بین ۱۷۰ تا ۳۴۰ ولت کاهش یا افزایش می‌یابد. در انگلستان میزان اوج ولتاژ کمی بیش از این میزان است. در تمام کشورهای دنیا میزان ولتاژ در همین محدوده تغییر می‌کند و حداقل و حداکثر ولتاژ کمی بیشتر یا کمتر از این ولتاژ است.

استفاده از برق AC برای کامپیوتر امکان‌پذیر نیست و به همین دلیل استفاده از پاور ضروری است. پاور کامپیوتر نیازمند جریان ولتاژ ثابت بدون هیچ‌گونه تغییری هستند؛ البته قطعات کامپیوتر نیازمند چهار ولتاژ متفاوت هستند که شامل منفی ۱۲ ولت، مثبت ۱۲ ولت، مثبت ۵ ولت و مثبت ۳.۳ ولت می‌شود و به دلیل اینکه چنین جریان‌هایی ثابت هستند، به آن‌ها جریان مستقیم یا جریان DC گفته می‌شود؛ بنابراین بخش زیادی از وظایف پاور به تبدیل برق AC به DC مربوط می‌شود.

ولتاژ مورد استفاده برای پاور

ساختار کلی داخل پاور

اجازه دهید ببینیم ساختار داخل پاور چگونه است؟ البته قبل از شروع بررسی آناتومی متذکر می‌شویم که خودتان هرگز پاور کامپیوترتان را باز نکنید. قطعات داخل پاور به‌صورت بالقوه بسیار خطرناک هستند. در داخل این قسمت از کامپیوتر قطعاتی وجود دارند که جریان برق را در خود ذخیره می‌کند و در برخی از آن‌ها جریان زیادی ذخیره می‌شود.

ساختار کلی داخل پاور

بسیاری از پاورهای کامپیوتر شبیه تصویر بالا هستند و در برخی از موارد بسته به سازنده و مدل آن‌ها، تفاوت‌های اندکی در ساختار آن‌ها دیده می‌شود. وظیفه اصلی تمام پاورها یکسان است. برق از قسمت بالای سمت چپ پاور که در تصویر کاملاً مشخص است، به آن متصل می‌شود و در جهت عقربه‌های ساعت در داخل پاور حرکت می‌کند تا به خروجی پاور برسد (سیم‌های رنگی سمت چپ پایین)

اگر برد مدار پاور را به پشت برگردانیم، اتصالاتی را می‌بینیم که شبیه اتصالات مادربرد هستند. اتصالات به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که جریان برق زیادی به‌راحتی در آن‌ها جریان داشته باشد. فضای زیاد بین این اتصالات نیز توجه شما را به خود جلب می‌کند.

برد مدار پاور

بخش‌های مختلف تشکیل‌دهنده پاور را می‌توان به دو قسمت اصلی و فرعی تقسیم کرد. قسمت‌های اصلی وظیفه تنظیم ولتاژ ورودی را بر عهده دارند؛ بنابراین این قسمت‌ها به‌راحتی می‌توانند جریان برق ورودی را تغییر دهند. وظایف قسمت‌های فرعی به تمام فرآیندهای لازم برای تأمین قطعات مختلف بعد از تغییر جریان برق ورودی مربوط می‌شود.

تبدیل برق AC به DC نخستین کار ی نیست که پاور پس از دریافت جریان اصلی برق (برق دریافت‌شده از پریز) انجام می‌دهد؛ بلکه ابتدا میزان ولتاژ جریان را کاهش می‌دهد تا جریان برای قطعات کامپیوتر مناسب شود؛ زیرا در منازل و خانه‌ها وسایل برقی زیادی وجود دارد که بارها آن‌ها را خاموش و روشن می‌کنیم و این وسایل از خود امواج الکترومغناطیس متصاعد می‌کند که باعث افزایش مصرف برق می‌شود (میزان تغییرات همیشه ثابت نیست). چنین اتفاقی نه‌تنها باعث می‌شود تنظیم جریان برق اصلی برای پاور دشوار شود، بلکه می‌تواند آسیب دیدن قطعات داخلی پاور را نیز به دنبال داشته باشد.

وظایف پاور به دو قسمت تقسیم می‌شود که فیلترهای ناپایدار نام دارند. نخستین مرحله مستقیماً به سوکت ورودی مربوط می‌شود. در بخش مربوط به این مرحله سه خازن وجود دارد که برای جلوگیری از تغییرات ناگهانی در ولتاژ ورودی استفاده می‌شوند و روند و سرعت تغییرات را کاهش می‌دهند.

خازن های پاور

دومین مرحله به فیلترینگ پاور مربوط می‌شود که پیچیدگی بیشتری دارد؛ اما اساساً در همین مرحله همین کار انجام می‌شود.

بلوک‌های زردرنگ که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید، نیز خازن هستند. قطعات دایره‌ای شکل سبزرنگ که به شکل حلقه هستند و سیم‌های مسی دور آن‌ها پیچیده شده است، القاگر نام دارند (زمانی که القاگرها با این روش مورداستفاده قرار می‌گیرند، چوک یا خفه‌کن نیز نامیده می‌شوند). القاگرها انرژی الکتریکی را در میدان مغناطیسی ذخیره می‌کنند؛ اما این میدان مغناطیسی در ولتاژی که نیرو را تأمین می‌کند، عقب‌نشینی می‌کند؛ بنابراین افزایش ناگهانی ولتاژ باعث کاهش شدت نیروی میدان مغناطیسی می‌شود و نیروی جریان بیش از نیروی میدان مغناطیسی می‌شود.

دو قطعه آبی دیسک‌شکل نیز خازن هستند و درست در زیر آن‌ها قطعه‌ای به نام وریستور اکسید فلزی (که مقاومت وابسته به ولتاژ نیز نام دارد) قرار دارد که در زیر پوشش پلاستیکی پنهان شده است و ولتاژ ورودی را افزایش می‌دهد.

خازن های مهم پاور

در تولید این قسمت از پاور هزینه‌ها کاهش داده شده است تا قیمت آن اقتصادی‌تر شود. در پاورهای ارزان‌قیمت‌تر فیلترهای کمتری وجود دارد و در ارزان‌ترین پاورها هیچ ساختاری برای فیلتر کردن دیده نمی‌شود.

تبدیل برق AC به DC

اکنون که با ساختار کلی‌های مربوط به تغییر ولتاژ در پاور آشنا شدید، اجازه دهید ببینیم نحوه تغییر ولتاژ در این بخش‌ها چگونه است.

یادآوری می‌کنیم که پاور باید جریان برق AC با ولتاژ ۱۲۰ را تغییر دهد و به جریان DC با ولتاژ ۱۲.۵ ولت و ۳.۳ ولت تبدیل کند. اولین کاری که در این فرایند انجام می‌شود، تغییر جریان AC به DC است.

در پاور موردبررسی ما برای انجام این کار از قطعه‌ای تحت عنوان یکسوساز پل استفاده می‌شود. قطعه سیاه‌رنگ نمایش‌داده‌شده که با چسب به قطعه فلزی زیر خود متصل شده، یکسوساز پل است (قطعه فلزی زیر این قطعه نقش هیت‌سینک را دارد و برای کاهش دما استفاده می‌شود).

یکسوساز پل پاور

سازندگان پاور می‌توانند هزینه تولید این قسمت را نیز کاهش دهند؛ البته هرچقدر قطعات ارزان‌تری در این قسمت استفاده شود، راندمان تبدیل جریان AC به DC کمتر و تولید حرارت در حین انجام این کار بیشتر می‌شود. درصورتی‌که ولتاژ ورودی ۱۷۰ ولت باشد، یکسوساز پل آن را به جریان DC با ولتاژ ۱۷۰ ولت تبدیل می‌کند.

بخش دوم پاور مبدل اکتیو اصلاح ضریب توان است. این قطعه در حقیقت یک مدار است که وظیفه تنظیم میزان جریان در حال جریان در واحدی را بر عهده دارد که پر از قطعاتی است که انرژی را ذخیره و پس از آن به روش پیچیده‌ای آن را آزاد می‌کنند. چنین اتفاقی ممکن است میزان جریان خروجی را کمتر از حد انتظار کند. برخی از پاورها از مبدل‌های پسیو استفاده می‌کنند که اساساً همین کار را انجام می‌دهند؛ البته مبدل‌ها نسبت به مبدل‌های اکتیو راندمان کمتری دارد اما برای پاورهای دارای توان کمتر، مناسب‌تر هستند. در ضمن مبدل‌های تصویب نسبت به انواع اکتیو قیمت کمتری دارند؛ بنابراین بیشتر در پاورهای ارزان‌قیمت استفاده می‌شود.

مبدل اکتیو اصلاح ضریب توان

در تصویر بالا یک مبدل اکتیو اصلاح ضریب توان را مشاهده می‌کنید. قطعات استوانه شکل بزرگ در قسمت چپ مبدل، خازن هستند و جریان تنظیم‌شده را ابتدا ذخیره و سپس آن را برای تکمیل فرایندهای لازم به سایر قسمت‌های پاور ارسال می‌کنند.

قسمت پشت این مبدل، مدولاسیون پهنای پالس نام دارد و این قطعه نیز یک مدار محسوب است. وظیفه این قطعه گرفتن ولتاژ DC و استفاده از چند ترانزیستور اثر میدان برای قطع و وصل کردن جریان در میزان بسیار بالا است این قطعه اساساً جریان DC را دوباره به AC تبدیل می‌کند. دلیل انجام کار توسط ترانزیستورهای اثر میدان این است که قسمتی از پاور که جریان ورودی اصلی را به جریان ۱۲ ولت تبدیل می‌کند، در حقیقت یک ترانسفورماتور است.

در ترانسفورماتورها برای کاهش ولتاژ از روش القای الکترومغناطیسی و دو سیم‌پیچی استفاده می‌شود (یکی از سیم‌پیچ‌ها در مقایسه با سیم‌پیچی دیگری حلقه‌های سیم بیشتری دارد)؛ البته ترانسفورماتورها تنها با ولتاژ متغیر کار می‌کنند.

فرکانس ولتاژ AC (منظور از فرکانس دامنه تغییر ولتاژ است که با واحد هرتز سنجیده می‌شود) با عملکرد و راندمان ترانسفورماتورها رابطه مستقیمی دارد و هرچقدر بالاتر باشد، بهتر است. به همین دلیل جریان برق اصلی با فرکانس ۵۰ تا ۶۰ به جریانی به فرکانسی بین ۵۰ تا ۶۰ هزار هرتز تبدیل می‌شود. هرچقدر راندمان یک ترانسفورماتور بیشتر باشد، اندازه آن کوچک‌تر است. این قطعه ولتاژ DC را با سرعت بسیار بالایی سوئیچ می‌کند و نام منبع تغذیه سوئیچینگ نیز به همین دلیل برای آن انتخاب شده است.

در تصویر زیر سه ترانسفورماتور را می‌بینید. بزرگ‌ترین ترانسفورماتور تنها ولتاژ ۱۲ ولت تولید می‌کند. در پاورهای دیگر ممکن است ترانسفورماتور تمام ولتاژهای لازم را تولید کنند. ترانسفورماتور دیگری که در کنار این ترانسفورماتور قرار دارد، ولتاژ ۵ ولت را ایجاد می‌کند و در ادامه کمی در مورد آن صحبت خواهیم کرد. کوچک‌ترین ترانسفورماتور به‌عنوان عایق مدولاسیون پهنای باند استفاده می‌شود و علاوه بر این که از آسیب دیدن آن جلوگیری می‌کند، مانع تداخل آن با سایر ولتاژهای ایجادشده در پاور نیز می‌شود.

ترانسفورماتورهای پاور کامپیوتر

پاورهای مختلف از روش‌های متفاوتی برای تولید ولتاژ استفاده می‌کنند که از میان آن‌ها می‌توان به عایق کردن مدار مدولاسیون پهنای باند و سایر موارد اشاره کرد. روش‌های مورداستفاده جهت تولید ولتاژهای متفاوت در پاورهای مختلف به محدودیت‌های ناشی از کاهش هزینه تولید آن‌ها و همچنین توان آن‌ها بستگی دارد؛ البته در تمام پاورها باید جریان خروجی از ترانسفورماتور گرفته و به جریان DC تبدیل شود.

قطعه فلزی بزرگ نمایش‌داده‌شده در تصویر زیر به‌عنوان هیت سینک یکسوساز پل که تبدیل جریان را برعهده دارد، استفاده می‌شود. در پاور موردبررسی ما برد مدار در میان تصویر با تعدادی از ماژول‌های تنظیم ولتاژ که ولتاژهای خروجی ۵ و ۳.۳ ولت را تولید می‌کند، مطابقت دارد.

هیت سینک یکسوساز پل

بهتر است در این بخش اشاره‌ای هم به مفهوم ولتاژ ریپل داشته باشیم. در صورت استفاده از بهترین پاور ممکن ولتاژ AC متغیر به‌صورت کامل و صد درصد به ولتاژ DC ثابت و پایداری تبدیل شود که به میزان بسیار کمی متغیر است.

به چنین ولتاژی ولتاژ ریپل گفته می‌شود و بهتر است در حداقل میزان ممکن باشد. برند کولر مستر میزان ولتاژ ریپل پاورهای خود را به‌صورت دقیق بیان نمی‌کند؛ اما یک تحلیل نشان داده در هنگام تولید ولتاژ ۱۲ ولت در پاورهای این برند، میزان ولتاژ ریپل ۰.۰۴۲ یا به‌بیان‌دیگر ۴۲ میلی ولت است.

در نمودار زیر خط قرمز نشان‌دهنده ولتاژ ۱۲ ولت ثابت موردنظر و خط آبی نشان‌دهنده ولتاژ دریافتی نهایی است.

نمودار تغییر ولتاژ در پاور کامپیوتر

کیفیت خازن‌های مورداستفاده در پاور نقش بسیار مهمی در میزان ایجادشده ولتاژ ریپل ایجاد می‌کند. هرچقدر خازن‌ها کوچک‌تر و ارزان‌تر باشند، ولتاژ ریپل بیشتر می‌شود که مطلوب نیست. چنانچه ولتاژ ریپل بسیار زیاد باشد، مدارهای پیچیده مورداستفاده در سایر بخش‌های کامپیوتر عملکرد ناپایداری پیدا خواهند کرد. در پاور موردبررسی ما ولتاژ ریپل ۴۰ مینی ولتی قابل‌قبول است؛ اما عالی نیست.

فرقی نمی‌کند از چه روشی برای تولید ولتاژ و از چه روشی برای کسب اطمینان از DC بودن جریان استفاده می‌شود و در شرایطی برای حذف سیم‌ها باید چند مدار به سیستم اضافه کرد. تمام مدارها به مدیریت جریان‌های خروجی مدار مربوط می‌شوند و برای کسب اطمینان از عدم ایجاد ولتاژهای مختلف در مدار در صورت جریان کشی شدید در هنگام ایجاد یک ولتاژ خاص، نیز طراحی شده‌اند.

تراشه برد کامپیوتر

تراشه‌ای که در تصویر بالا می‌بینید، همچون یک ناظر ارشد در سیستم عمل می‌کند و بر خروجی‌ها نظارت می‌کند تا اطمینان کسب شود میزان ولتاژ یا جریان کم یا زیاد نیست. چنین فرآیندی چندان پیچیده نیست و چنانچه مشکلی در این فرآیند ایجاد شود، پاور انتقال جریان را متوقف می‌کند تا آسیبی به سیستم وارد نشود.

پاورهای نسبتاً گران‌قیمت دارای قطعاتی تحت عنوان پردازشگر سیگنال دیجیتال جهت نظارت بر اتفاقات در حال جریان در سیستم هستند و این پردازشگرها در صورت لزوم می‌توانند ولتاژها را تنظیم کنند. همچنین این قطعات می‌توانند جزئیاتی در مورد وضعیت پاور برای کامپیوتری که از پاور استفاده می‌کند، نیز ارسال کنند؛ البته چنین قابلیتی برای کاربران عادی چندان مفید نیست؛ اما برای کامپیوترهایی که به‌عنوان سرور، ماشین‌های محاسباتی و موارد مشابه استفاده می‌شود، ویژگی مفید به شمار می‌رود.

اتصالات پاور

تمام پاورها دارای سیم‌های متعدد بلندی هستند که در داخل سیستم دسته‌بندی شده‌اند. تعداد دسته‌های سیم‌ها و نحوه اتصال آن‌ها به مادربرد مدل‌های مختلف پاور متفاوت است؛ اما در تمام آن‌ها اتصالات استاندارد مشترکی وجود دارد.

به دلیل اینکه ولتاژ سنجش میزان اختلاف پتانسیل الکترونیکی است، برای ایجاد ولتاژ موردنظر، دو سیم لازم است. یکی از این سیم‌ها برای ولتاژ اختصاصی استفاده می‌شود (به‌بیان‌دیگر ولتاژ مثبت ۱۲ ولت) و سیم دیگر در حقیقت یک سیم منبع است که اختلاف پتانسیل مخالف آن اندازه‌گیری می‌شود. این سیم تحت عنوان سیم ارت یا خط مشترک شناخته می‌شود و هر دو سیم که به صورت رفت و برگشتی در داخل پاور قرار گرفته‌اند با یکدیگر یک حلقه را تشکیل داده‌اند و در سراسر سیستم پاور کشیده‌ شده‌اند و به قطعات مختلف متصل شده‌اند تا نیروی آن‌ها را تأمین کنند.

حلفه‌های سیم موجود در پاور دربردارنده جریان برق هستند؛ اما به دلیل اینکه برخی از حلقه‌ها دارای جریان کمی هستند، ممکن است چند عدد از آن‌ها، سیم ارت مشترک داشته باشند.

اتصالات پاور کامپیوتر

نخستین حلقه سیم مورداستفاده در اتصال پاور لازم و اجباری ۱۲ ولت ATX نسخه ۲.۴ است. سیم‌های تشکیل‌دهنده این اتصال شامل چند سیم برای ولتاژهای مختلف و همچنین چند سیم خاص می‌شود.

کابل های پاور کامپیوتر

یکی از این سیم‌های مهم، سیم ۵ ولت استندبای است (البته این سیم تا زمانی در سیستم اهمیت دارد که پاور به کامپیوتر متصل و روشن باشد). این سیم همیشه جریان را منتقل می‌کند؛ زیرا در حقیقت کامپیوتر هیچ‌گاه خاموش نمی‌شود و حتی زمانی که کامپیوتر را کاملاً خاموش یا به‌اصطلاح شات‌دان می‌کنید، مادربرد باز هم نیروی موردنیاز برای فعالیت سیم استندبای را تأمین می‌کند.

اتصالات پاور کامپیوتر

یک کانکتور ۸ پین دیگر نیز در پاور وجود دارد که از دو مجموعه سیم ۱۲ ولتی و سیم ارت تشکیل شده است. در ضمن اکثر پاورها حداقل دارای یک اتصال پاور PCI Express دارای ۶ یا ۸ پین هستند.

اسلات PCI Express تنها می‌تواند حداکثر ۷۵ وات نیرو را در اختیار کارت گرافیک قرار دهد؛ بنابراین این اتصال برای تأمین کارت گرافیک‌های بسیار پرقدرت امروزی در پاور تعبیه می‌شود.

اتصال پاور PCI Express

در تصویر بالا پاور خاصی را می‌بینید که در آن برای کاهش هزینه تولید آن از دو اتصال پاور PCI Express با سیم‌های یکسان استفاده شده است؛ بنابراین اگر می‌خواهید از کارت گرافیک بسیار قدرتمند استفاده کنید و یا کامپیوترتان دارای چنین کارت گرافیکی است، اکیداً توصیه می‌کنیم پاور مجزایی برای آن تهیه کنید.

نقشه اتصالات پاور کامپیوتر

تفاوت بین کانکتور PCI Express دارای ۶ و ۸ پین، وجود دو سیم ارت در کانکتور ۸ پین است. این دو سیم باعث می‌شوند جریان بیشتری به سیم‌های + ۱۲ ولت انتقال داده شود.

در سال‌های اخیر پاورهایی به بازار عرضه شده‌اند که کلمه مدولار (Modular) هم در بین مشخصات آن دیده می‌شود. این ویژگی متصل شدن برخی از اتصالات پاور به یک اتصال دیگر را که مستقیم به پاور متصل شده است، امکان‌پذیر می‌کند. با ایجاد چنین ساختاری دیگر نیازی به استفاده از سیم‌ها و اتصالات درهم‌تنیده در پاور نیست و به همین دلیل می‌توان اندازه فیزیکی پاور را تا میزان قابل‌توجهی کاهش داد.

پاور کامپیوتر مدولار

پاور کولر مستر موردبررسی ما دارای یک سیستم اتصال کاملاً ساده و ابتدایی برای کابل‌های مدولار است.

کابل مدولار پاور کامپیوتر

هر کانکتور دارای یک سیم +۱۲ ولت، + ۵ ولت و + ۳.۳ ولت با دو سیم ارت است و بسته به اینکه کابل می‌خواهد به چه قطعه‌ای از کامپیوتر متصل شود کانکتور طرف دیگر سیم یا دارای همان پیکربندی سیم است یا پیکربندی ساده‌تری دارد.

کانکتور ساتا در پاور کامپیوتر

کانکتور Serial ATA (ساتا) که در تصویر بالا می‌بینید، برای تأمین نیروی هارد HDD و حافظه SSD و همچنین برخی از وسایل جانبی مثل دی‌وی‌دی درایوها استفاده می‌شود.

کانکتور پاور AMP MATE-N-LOK 1-480424-0

تصویری که در بالا می‌بینید و برای بسیاری از کاربران آشنا به نظر می‌رسد، تصویر کانکتور پاور AMP MATE-N-LOK 1-480424-0 است و اتصال مولکس (Molex) نیز نام دارد که در حقیقت نام شرکت سازنده آن است. این اتصال دارای یک سیم + ۱۲ ولت، یک سیم + ۵ ولت و دو سیم ارت است.

کابل‌کشی خروجی پاور یکی دیگر از بخش‌هایی است که هم می‌توان هزینه تولید آن را برای کاهش قیمت کاهش داد و هم می‌توان از کابل‌های زیبا برای زیبا کردن ظاهر پاور یا کابل‌های منعطف استفاده کرد. ضخامت، اندازه و ظرفیت سیم‌های فلزی مورداستفاده در کابل‌ها نیز از اهمیت بسیار زیادی دارد؛ زیرا سیم‌های ضخیم نسبت به سیم‌های نازک‌تر مقاومت الکتریکی کمتری دارند که باعث تولید حرارت کمتر در هنگام انتقال جریان می‌شود.

مشخصات و ویژگی‌های مهم پاور

همان‌طور که در ابتدای مقاله گفتیم پاورها دارای توان متفاوتی هستند. در حقیقت توان پاورها برابر است با ولتاژ x آمپر (به‌عنوان‌مثال ۱۲ ولت ضربدر ۲۰ آمپر= ۲۴۰ وات) ِ البته توضیحات دیگری نیز در رابطه با این موضوع باید بیان شود که در این مقاله نمی‌گنجد و به همین توضیح مختصر اکتفا می‌کنیم؛ اما در اکثر پاورها اطلاعات آن‌ها در پشت پاور درج شده است.

نمونه مشخصات یک پاور کامپیوتر

همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید حداکثر توان این پاور ۶۵۰ وات است. یکی دیگر مشخصات مهم که سازندگان پاورها باید به آن توجه ویژه‌ای داشته باشند و در رده‌بندی پاورها لحاظ می‌شود، راندمان پاور است که در پاورهای مختلف بسته به میزان فشاری که به پاور وارد می‌شود (به‌عبارت‌دیگر میزان جریانی که در خطوط مختلف انتقال نیرو وجود دارد)، تفاوت دارد.

در پاور کولر مستر موردبررسی ما درصورتی‌که جریان در حال جریان در پاور، ۳۳۰ وات نیرو تأمین کند (۵۰ درصد از حداکثر ظرفیت)، راندمان دستگاه بین ۸۰ تا ۸۵ درصد خواهد بود (راندمان این دستگاه با عبارت 80 PLUS روی آن درج شده است) و در چنین شرایطی می‌تواند ۳۸۲ تا ۴۰۶ وات نیرو از پریز اصلی دریافت کند؛ البته راندمان بالاتر لزوماً به معنای تأمین نیروی بیشتر توسط پاور نیست و میزانی از انرژی در مراحل مختلف نظیر فیلترینگ، سوئیچینگ، اصلاح و انتقال از بین می‌رود.

جدول راندمان پاور کامپیوتر
جدول راندمان پاور کامپیوتر در سطوح مختلف رده‌بندی آن‌ها

لازم به ذکر است حداکثر راندمان پاورها بین ۵۰ تا ۱۰۰ درصد است. در ضمن برخی از سازندگان نمودارهایی برای محصولات خود تهیه کرده‌اند که نشان‌دهنده میزان راندمان آن‌ها در میزان‌های مختلف فشار جریان‌ها و ولتاژهای مختلف هستند.

نمودار راندمان پاور کامپیوتر

میزان راندمان پاور اهمیت بسیار زیادی دارد؛ مخصوصاً اگر بخواهید یک پاور ۱۰۰۰ واتی بخرید. همچنین باید خاطرنشان کنیم که هرچقدر کامپیوتر به پریز اصلی برق نزدیک‌تر باشد، راندمان پاور آن بیشتر می‌شود.

همچنین ممکن است عبارت Single rail یا Multi rail (تک‌ریل یا چندریل) را نیز روی پاور خود مشاهده کرده باشید. کلمه ریل نیز به ولتاژ خاص اشاره می‌کند. به‌عنوان‌مثال پاور موردبررسی ما یک پاور تک‌ریل ۱۲ ولتی است و تمام اتصالات موجود در آن جریان +۱۲ ولت را انتقال می‌دهند. در پاورهای چندریل ممکن است چند کانال ۱۲ ولتی وجود داشته باشد و در بیشتر موارد چنین پاورهایی می‌توانند نیروی بسیار بیشتری را نسبت به پاورهای تک‌ریل انتقال دهند.

کامپیوترهای مورداستفاده در دیتاسنتر‌ها و سرورهای محاسباتی دارای پاورهای چندریل هستند تا درصورتی‌که که یکی از ریل‌ها دچار مشکل شد، انتقال نیرو توسط سایر ریل‌ها انجام شود. در برخی از کامپیوترهای شخصی دسکتاپ نیز از پاورهای چندریل استفاده می‌شود، اما بسیاری از موارد این کامپیوترها دارای پاور تک‌ریل هستند.

البته تک‌ریل بودن یک پاور لزوماً به معنای توان کم آن نیست و از سوی دیگر چندریل بودن یک پاور هم لزوماً به معنای توان بالاتر آن نسبت به پاور تک‌ریل نیست؛ به‌عنوان‌مثال ممکن است یک پاور تک‌ریل بتواند جریانی ۱۲ ولتی و ۵۲ آمپری انتقال دهد که نیرویی معادل ۶۲۴ وات دارد؛ اما ممکن است یک پاور چندریل ارزان‌قیمت، تنها دو ریل ۱۲ ولتی داشته باشد که جریان در حال جریان در هر کدام از آن‌ها تنها ۲۶ آمپر باشد. درصورتی‌که کامپیوتری طراحی خوب و همچنین قطعات با کیفیتی داشته باشد، نیازی به استفاده از پاور چند ریل ۱۲ ولتی در آن نیست؛ بنابراین اصلاً نباید نگران این موضوع باشید.

چه پاوری مناسب سیستم شما است؟

 پاور کامپیوتر

در هنگام خرید پاور باید به حداکثر آمپری که امکان انتقال آن توسط پاور وجود دارد، نیز توجه شود؛ اگرچه تمام پاورها ولتاژ یکسانی دارند؛ اما حداکثر آمپر پاورهای بسیار ارزان‌قیمت تنها ۲۵ وات است؛ اما این میزان در پاورهای بسیار گران‌قیمت به سه برابر یعنی ۸۳ آمپر هم می‌رسد. تمام سی‌پی‌یوها و کارت‌های گرافیک مدرن از جریان ۱۲ ولت استفاده می‌کنند؛ اما مسلماً جریان ۲۵ آمپری برای آن‌ها کافی نیست.

یک سی‌پی‌یوی دسکتاپ ۳۲ واتی و یک کارت گرافیک قدرتمند به جریانی با نیروی ۳۰۰ وات نیاز دارند؛ مسلماً یک پاور ارزان‌قیمت نمی‌تواند چنین نیرویی را تأمین کند؛ از سوی دیگر استفاده از یک پاور گران‌قیمت همراه با یک سی‌پی‌یو و کارت گرافیک قدرتمند، هزینه بسیار زیادی را به کاربر تحمیل می‌کند؛ در کل پاورها در رده‌های قیمتی مختلفی عرضه می‌شوند و می‌توانید آن‌ها را با قیمتی بین ۲۶۰ هزار تومان یا همین حدود (مثلاً پاور ال ایکس مدل 1030) تا ۳۰ میلیون تومان یا همین حدود (مثل پاور پلاتینوم V1000) تهیه کنید.

نظرات ۰
وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.