3.Napájecí zdroje

3.1

Parametry napájecích zdrojů
Podle formátu skříní existují i napájecí zdroje a to typ zdroje AT ( LPX ) a ATX ( SFX ). Rozdíly jsou popsány u formátů skříní.
Zdroje jsou většinou dodávány v kompletu s počítačovou skříní a existují v těchto výkonech: - základní, ale již dnes málo používaný 200W , standardně používaný 230 W , 250W , 300W a pro servery od 300W výše.

Pokud chceme namontovat do počítačové skříně zdroj, musíme si uvědomit několik zásad.
Zda-li je to zdroj typu AT nebo ATX . Jak to rozpoznáme? Na obrázku jsou rozdíly znázorněny.

Zdroj AT ( LPX pro slimline) má dva jednořadé šestižilové napájecí konektory označované jako P8 a P9.
Zdroj ATX ( SFX pro mikroATX ) má jeden dvacetižilový konektor.
Jak výkonný zdroj budeme potřebovat?
Zdroje lze vybrat podle maximálního výstupního výkonu. Tento výkon dodává zdroj pouze krátkodobě a používá jej při přechodných stavech - zapnutí ,tzv. „probuzení“. Pokud je průměrný odběr například 100W, potřebujeme zdroj s dvojnásobným výkonem. Tedy 200W.
Skutečný odběr však málokdy zjistíme. Proto se řídíme pravidlem. Čím máme více připojených přídavných karet a výkonnějších komponentů, o to více je potřebujeme chladit. Proto potřebujeme výkonnější zdroj.

Jednotlivá napájecí napětí


Na obrázku jsou znázorněny výpisy ze štítků zdrojů.
Power supply for = typ napájecího zdroje ( AT, ATX )
Output max = výstupní výkon ( W )
Input = vstupní parametry
Output = výstupní parametry zdroje s průběžnou zásuvkou ( např. pro monitor )
DC output = výstupní stejnosměrné parametry
Power switch = síťový vypínač
termal fan control = řízení otáček chladícího ventilátoru

Vrátíme se ke štítku a popíšeme si co pro nás znamená položka DC output.


Napájení elektroniky ( +5V ) - napájení některých částí základní desky ( klávesnice ), napájení sběrnice ISA a starších PCI, napájení elektroniky disků a napájení dodatečného spínaného zdroje „vyrábějícího“ napětí 3,3V na základní desce.
Napájení mechanických a výkonových částí PC ( +12V ) - napájení pro diskové mechaniky, ventilátory. Toto napětí je přivedeno i na sběrnice ISA a PCI a na sériové porty.
Napájení moderní elektroniky ( +3,3V ) - napájení zejména PCI karet, čipsetů, I/O části procesorů. Je zdrojem napětí pro regulovatelný zdroj, umístěný na maiboardu, vyrábějící napětí pro jádra procesoru ( 1,4 - 2,0V ).

Pomocné SB napětí ( +5V ) - používá se jako doplňkové napětí, které slouží pro zapínání počítače, ale také pro jeho uspávání. Toto napětí naměříme také v klidovém režimu zdroje ( po elektronickém vypnutí zdroje ) - tzv. Stand -by režimu. Spotřeba počítače je v tomto režimu asi 5 až 15W.
Napětí pro ISA sběrnice ( -5V ) - napětí, které je přiváděno na ISA sběrnice a pro starší generátory kmitočtu. Toto napětí se již téměř nepoužívá.
Napětí pro sériový port a sběrnice ( -12V ) - Pro sériový porty a sběrnice ISA a PCI ( u PCI pro měřící karty ). Toto napětí se již téměř nepoužívá.

3.2 Spotřeba energie v PC
Procesor:
Napájení CPU je rozděleno do dvou částí

• vstupně / výstupní brána procesoru ( I/O CPU )
  
• část, která komunikuje s čipsetem*. Jedná se o napětí 3,3V ( max. 3,6V ) a proud 1,0 - 2,0A.

• * čipset = integrovaná logika, řídící komunikaci na mainboardu. Většinou se jedná o dva obvody. Jeden je nahoře mainboardu tzv. SEVERNÍ MOST ( Northbridge - pro CPU a paměti ) a JIŽNÍ MOST, umístěný dole na mainboardu ( Southbridge - obsahuje řadič disků, často i integrovanou zvukovou a síťovou kartu nebo modem. Dále také obsluhuje klávesnici a vytváří COM, LPT a USB porty).
  
• napájení jádra procesoru ( Vcore )

napájení vlastní struktury CPU. Používá se regulovatelné napětí 1,5 - 2,8V při odběru 5 - 30A podle frekvence CPU.
Grafické karty do slotu AGP
Jsou velice náročné na odběr elektrické energie. Některé využívají jak napětí 5V, tak i 3,3V.

Rozšiřující karty
K napájení PCI karet je zapotřebí napětí 3,3V. Starší PCI karty vyžadují napájení 5V.

3.3 Zátěž a výpočet spotřeby zdrojů
Počítačové zdroje musí být zatížené, jinak mohou shořet. Novější zdroje jsou jištěny ochrannými odpory, které při nutnosti zdroj odpojí. Pro napětí + 3,3V je potřeba zátěž, která odebírá asi 0 - 0,3A, pro napětí + 5V odběr asi 2 - 4A a pro napětí + 12V odběr přibližně 0,5 - 1,0A. Čím větší je celkový výkon zdroje, tím větší je minimální odběr vyžadovaný na jednotlivých napájecích obvodech.
Pro výpočet výkonu zdroje musíme použít jen přibližné hodnoty spotřeby jednotlivých komponentů. V tabulce si uvedeme příklad výpočtu spotřeby na zdroji o výkonu 200W.

 

tab. 2 Tabulka pro přibližný výpočet odběru proudu u zdroje o výkonu 200W

Z tabulky je patrné, že po zapojení další rozšiřující karty ( počítáme se sběrnicí PCI ), by byl okruh + 5V přetížen. Naopak okruh + 12V má ještě rezervu asi 4A.

Poněvadž každý typ sběrnice pro rozšiřující karty potřebuje jiné napájení a má jiný odběr proudu, je tu pro přehled tabulka.
 

tab. 3      Tabulka udávající maximální odběr proudu pro jednotlivé napájecí okruhy a typy sběrnic

3.4 Napájecí konektory
U PC zdrojů jsou tři základní napájecí konektory.
konektor pro napájení mainboardu
konektor pro napájení 3,5“ disketových mechanik ( FDD )
konektor pro napájení pevných disků ( HDD ) a větších jednotek
konektor pro napájení CPU u zdrojů pro Pentium4
3.5 Konektor pro napájení mainboardu
Podle typu zdroje jsou rozdílné i napájecí konektory.

Pro typ AT jsou zapotřebí již dříve zmiňované jednořadové šestižilové konektory označované jako P8 a P9 . ( Burndy GTC6P-1)

Proti obrácení polarity jsou jištěny klíči.
Většinou platí pravidlo , že červené vodiče jsou zapojeny na vnějších stranách konektoru a černé vedle sebe.

Zapojení konektorů P8 a P9

tab. 4 Barevné označení vodičů a označení signálu u zdrojů AT
Power_Good (Power _OK ) = vygenerovaný signál, který po skončení všech interních testů a stabilizování vstupního napětí ( při zjištění standardní hodnoty - napětí ) zastaví resetování procesoru při zapnutí počítače. Tím je zajištěno restartování nebo i vypnutí počítače při přetížení, přehřátí zdroje či kolísání napětí zdroje.

Zapojení tlačítka zdroje :


AT zdroje se vyznačují i mechanickým vypínačem na 230V. Jeho schéma zapojení je na obr. 27. Pátý vodič, zelený nebo zelenožlutý, slouží jako uzemnění a připojuje se na kryt ( case ) počítače.
Barevné označení vodičů

tab. 5 Barevné označení vodičů a jejich popis pro vypínač ke zdrojům skříní AT
Pro typ zdroje ATX je to dvouřadý dvacetižilový konektor ( Molex 39-29-9202 ).

Proti obrácení polarity konektor jištěn klíčem a speciálně upravenými vývody.

Zapojení konektorů


Barevné označení vodičů

tab. 6 Barevné označení vodičů a označení signálu u zdrojů ATX
Power_ON ( PS_ON ) = signál, který se využívá pro softwarové vypnutí a zapnutí počítače. Je však zapotřebí mít přiveden i signál 5V SB. Signály Power_On a 5V SB se také nazývají Soft Power

3.6 Konektor pro napájení 3,5“ disketových mechanik ( FDD ) ( AMP 171822-4 )
Tento konektor nazýváme Berg a slouží jen pro 3,5“ disketové mechaniky.


Proti obrácení polarity je jištěn širokou vodící lištou. I přesto je však při větším tlaku lze otočit.

Zapojení konektorů
Barevné označení vodičů

tab. 7 Barevné označení vodičů a označení signálu konektorů pro FDD mechaniky
3.7 Konektor pro napájení pevných disků ( HDD ) (AMP 1-480424-0 )
Tento konektor nazýváme Molex a slouží pro napájení HDD a větších jednotek jako je např. CD - ROM.
Proti obrácení polarity je jištěn dvěmi zploštělými hranami.

Zapojení konektorů
Barevné označení vodičů

tab. 8 Barevné označení vodičů a označení signálu konektorů pro HDD a velkých mechanik
3.8 Konektor pro napájení CPU u zdrojů pro Pentium 4
Tento konektor se používá pro napájení procesoru +12V ( napětí VCore ).Bez tohoto napětí není možné spustit PC se základní deskou pro procesor P4.




obr. 34 Zapojení konektoru ATX CPU +12V

Barevné označení vodičů

tab. 9 Barevné značení vodičů na konektoru pro napájení PC