امروز: جمعه ۳۱-شهریور-۱۳۹۶ / الجمعة 02-محرم-1439 / Friday 2017-September-22

مناسبت روز
پیام سایت :

مقاله در مورد منبع تغذیه

مقاله در مورد منبع تغذیه

منبع تغذیه Power Supply
منبع تغذیه، یک دستگاه الکتریکی است که مسئول تأمین و تنظیم جریان الکتریکی در رایانه می باشد. این قطعه به صورت جعبه ای بزرگ و مستقل در جعبه رایانه قرار دارد و بیشتر خرابی ها را در رایانه به وجود می آورد. فعالیت سایر عناصر به عملکرد منبع تغذیه بستگی دارد. منبع فوق تامین کننده جریان الکتریسیته مورد نیاز هر یک از عناصر سخت افزازی است . بدون وجود منبع تغذیه ، کامپیوتر مشابه جعبه ای مملو از فلز و پلاستیک خواهد بود.
کار منبع تغذیه این است که ولتاژ متناوب (ای سی، Alternate Current) را تبدیل به ولتاژ مستقیم (دی سی، Direct Current) می کند.
Switching power supplies

منبع تغذیه را Switching power supplies نیز می گویند. با استفاده از نکنولوژی سوئیچینگ می توان ورودی AC را به ولتاژهای پایین تر DC تبدیل کرد. ولتاژهای ۳/۳ ، ۵ و ۱۲ ولتاژهای رایج می باشند. ولتاژهای ۳/۳ و پنج ولت عمدتا” توسط مدارات دیجیتال استفاده شده و ولتاژ دوازده ولت برای حرکت موتورهائی نظیر درایو دیسک ها و یا خنک کننده ها استفاده می گردد. شاخص اصلی یک منبع تغذیه ” وات ” است. وات معادل حاضلرب ولتاژ ( بر حسب ولت ) در جریان ( بر حسب آمپر ) است .

تکنولوژی سوئیچ کننده Switching

تا قبل از سال ۱۹۸۰ منبع تغذیه ها سنگین و در انها از ترانزیستور و خازن های بزرگ و سنگین استفاده می گردید. این نوع از منبع تغذیه ها ولتاژ ورودی ۱۲۰ ولت و ۶۰ هرتز را به جریان DC با ۱۲ و ۵ ولت تبدیل می کردند. امروزه از تکنولوژی سوئیچ کننده ها استفاده می گردد. بکمک تکنولوژی فوق ، جریان با فرکانس ۶۰ هرتز ( هرتز معادل تعداد سیکل در ثانیه است) به یک جریان با فرکانس بالاتر تبدیل می گردد. با استفاده از تبدیل فوق این امکان بوجود خواهد آمد که یک ترانسفورمر کوچک قادر به کاهش ولتاژ ورودی از ۲۲۰ ( برخی کشورها ۱۱۰ ) ولت به ولتاژ مورد نیار در یک عنصر خاص در کامپیوتر باشد.
ولتاژ و جریانی را که یک منبع تغذیه ارائه می نماید معمولا” بصورت یک ” برچسب” برروی آن چسبانده می شود.

انواع منبع تغذیه
منبع تغذیه دارای ابعاد و شکل های مختلفی می باشند، که باید با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رایانه همخوانی و سازگاری داشته باشد. بنابراین، این سه قطعه باید از یک نوع باشند.
انواع منبع تغذیه عبارتند از:
۱-XT (ExtendedTechnology) :
روی کامپیوترهای ۸۰۸۶ نصب می شد و میزان وات آن ۵۰ تا ۸۰ وات بود .

منبع تغذیه Power Supply
منبع تغذیه آن شبیه منبع تغذیه های قبلی بود، درصورتی که توان خروجی آنها دو برابر قبلی ها بود
۲-AT (AdvaccedTechnology) :
دارای اشکال مختلفی بود. از این نوع منبع تغذیه استقبال زیادی شد تا جایی که هنوز نیز در سیستم های امروزی از آن استفاده می شود.
روی کامپیوترهای شخصی قبل از پنتیوم نصب می شد و به سه گونه زیر تقسیم می شوند :
۱-۲ : AT Desk Top :منبع تغذیه کامپیوترهای خوابیده قبل از پنتیوم که میزان وات آن ۸۰ تا ۱۵۰ وات بود .
۲-۲ : AT Tower : منبع تغذیه کامپیوترهای ایستاده که میزان وات آن ۱۰۰ تا ۲۵۰ وات بود.
نوع برجی یا ایستاده سیستم های AT مشابه سیستم های خوابیدهAT است. مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های رومیزی با مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های برجی فرقی ندارد. تنها فرق آنها کلید های برق در مکانهای متفاوت می باشد
۳-۲ : AT Baby : نمونه مینیاتوری AT که در کامپیوترهای Notebook و Lap Top استفاده می شد که میزان وات آن ۵۰ تا ۲۵۰ وات بود . کوچکتر از نوع ایستاده می باشد و منبع تغذیه آن نیز کوچک می باشد، منبع تغذیه جعبه های نقلی نیز از نظر مشخصات ظاهری با سایر منبع تغذیه ها تفاوت دارند. در این نوع جعبه ها مادربردها دارای استاندارد مشخصی نیستند، اما منبع تغذیه آنها دارای استانداردهای مشخصی است و قابل تعویض نیز می باشد.

۳-ATX : به معنای منبع تغذیه پیشرفته و قابل توسعه . منبع تغذیه های قابل برنامه ریزی و توانایی دستور به Power Supply را دارد .
نوع منبع تغذیه ATX دارای مشخصات و مزایای زیر می باشد:
۱- سیگنال های (a) روشن بودن – Power on و سیگنال های (b) توقفStandby (Soft Power) ۵ V در این نوع منبع تغذیه وجود دارد.
۲- امکان حذف گرماگیر (Heat Sink) از روی پردازنده در این نوع وجود دارد.
۳- مادربردها در این نوع حاوی قطعاتی به نام تنظیم گر (Regulator) جهت تولید ولتاژ ۳/۳ ولتی نمی باشند به این علت که رابط منبع تغذیه به مادربرد ،خود دارای ولتاژ ۳/۳ ولت است.
۴- تهویه به سمت داخل منبع تغذیه صورت می گیرد تا مادربرد خنک شود. این کار خود باعث خنک شدن قطعات داخلی و تمیز شدن سطح قطعات داخلی می گردد.
۵- فیش اتصال منبع تغذیه مادربرد۲۰ پایه ای است و امکان اتصال برعکس آن وجود ندارد.

درمنبع تغذیه هر یک از رشته سیم های خروجی از منبع تغذیه با رنگ جهانی هستندو دارای ولتاژهای گوناگون با توان های مختلف می باشند:
۱- قرمز ، ۵V + ولت برای IC های TTL
این نوع ولتاژ توسط تمام مادربردها، مدارها و وسایل جانبی رایانه مورد استفاده قرار می گیرد.
۲- زرد ، V 12+ برای قسمت های آرمیچری دستگاه ها .
موتور هارددیسک و وسایل مشابه با آن از این ولتاژ استفاده می کنند که در مادربردهای جدیدتر دیگر آن را به کار نمی برند. مدارهای درگاه های سریال نیز از این ولتاژ استفاده می کنند. گاهی اوقات به رنگ قرمز نیز دیده می شود.
۳- آبی ، V 12- برای عکس جهت چرخش درایوها و پورت های پشت کیس .
۴- سفید ،V 5 – برای پورت های پشت کیس .
ولتاژ های ۵- و ۱۲- ولت در رایانه های قدیمی وجود داشت، اما اکنون در منبع تغذیه ها نصب می شوند. این دو دارای جریانی کمتر از یک آمپر هستند.
۵- سیاه ، صفرV اتصال به زمین ، که به ازای هر یک سیم زرد و قرمز لازم است .
۶- V 3/3 ، رنگ استانداردی ندارد . برای مصرف CPU های پنتیوم .
پردازنده های جدید از ولتاژ ۳/۳ ولت و یا کمتر استفاده می کنند، در صورتی که پردازنده های قدیمی از ولتاژ ۵+ استفاده می کردند. در پردازنده های جدید ولتاژ مورد نیاز پردازنده مستقیماً تولید می شود و بنابراین در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی می شود و از حرارت نیز کاسته می شود.
۷- نارنجی یا قهوه ای ، ۵V + برای تست منبع تغذیه .
۸- سیگنال های صحت ولتاژ (قدرت مطلوب): پس از روشن شدن سیستم، منبع تغذیه به مقداری زمان احتیاج دارد تا به سطح ولتاژ مفید و مطلوب برسد و اگر سیستم شروع به کار کند و منبع تغذیه بعد از آن به کار افتد اتفاقات بدی رخ خواهد داد.
برای اینکه رایانه قبل از آمادگی منبع تغذیه روشن نگردد سیگنالی به نام (Power good) درستی ولتاژ و یا قدرت مطلوب به مادربرد ارسال می شود.
تا قبل از رسیدن آن مادربرد کاری انجام نمی دهد و در صورتی که مشکلی در برق به وجود آید و جرقه ای تولید شود منبع تغذیه این سیگنال را قطع می کند و مادربرد کار نخواهد کرد.
۹- سیگنال روشن بودن: در منبع تغذیه های جدید تابعی تعریف شده است که به وسیله نرم افزارها می توان منبع تغذیه را کنترل نمود. این سیگنال با عنوان روشن بودن و یا تأمین قدرت (Power On) مادربرد را کنترل می کند و باعث روشن شدن منبع تغذیه می شود.
۱۰- سیگنال ۵+ ولتی توقف Standby ۵ V : این ولتاژ در حالت خاموش بودن رایانه وجود دارد، این سیگنال به صورت نرم افزاری در حالت خاموش بودن رایانه آن را روشن می کند.

اجزاء سازنده منبع تغذیه
۱- مبدل: که ولتاژ را تغییر می دهد.
۲- یک سو کننده: جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.
۳- صافی یا پالایشگر: امواج را می گیرد.
منبع تغذیه قبل از روشن شدن رایانه چند آزمایش انجام می دهد، سپس در صورت صحیح بودن سیستم سیگنال را به مادربرد می رساند. این حالت حفظ می شود و در صورتی که به هر علتی از بین برود دستگاه ریست می شود.
منبع تغذیه به دو صورت خطی و کلیدی طراحی می شود که نوع خطی ترانس های بزرگتر دارند و نوع کلیدی از نظر اندازه و وزن و انرژی بهتر از خطی می باشند. منبع تغذیه های خوب یک مقاومت دارند که از خراب شدن آن جلوگیری می کند.
استفاده از منبع تغذیه

برای انتخاب نوع منبع تغذیه ( مهمترین شاخص میزان وات است ) می بایست مشخص گردد که بر روی سیستم چه امکانات سخت افزاری نصب می گردد. با توجه به عناصر سخت افزاری نصب شده و میزان مصرف هر یک می توان به عدد واقعی ( وات منبع تغذیه ) دست پیدا کرد . جدول زیر برخی از عناصر سخت افزاری را بهمراه میزان مصرف مربوطه نشان می دهد.

PC Item Watts

Accelerated Graphics Port (AGP) card 20 to 30W

Peripheral Component Interconnect (PCI) card 5W

small computer system interface (SCSI) PCI card 20 to 25W

floppy disk drive 5W

network interface card 4W

۵۰X CD-ROM drive 10 to 25W

RAM 10W per 128M

۵۲۰۰ RPM Intelligent Drive
Electronics (IDE) hard disk drive 5 to 11W

۷۲۰۰ RPM IDE hard disk drive 5 to 15W

Motherboard (without CPU or RAM) 20 to 30W

۵۵۰ MHz Pentium III 30W

۷۳۳ MHz Pentium III 23.5W

۳۰۰ MHz Celeron 18W

۶۰۰ MHz Athlon 45W

عیب یابی و مشکلاتی که از خراب شدن منبع تغذیه ایجاد می شود:
۱- کارنکردن فن منبع تغذیه .
۲- نمایش دادن نشدن هیچگونه اطلاعاتی پس از روشن شدن سیستم .
۳- Restart شدن سیستم پس از هر چند دقیقه .
۴- ایجاد bad sector در هارد دیسک .
۵- خوب کار نکردن وسایلی که به کامپیوتر وصل هستند .
۶- تغییر بدون دلیل تاریخ و ساعت سیستم .
۷- در مرحله آخر دود سیاه و سفید غلیظی که از منبع تغذیه خارج می شود .
نکته : مهمترین مشخصه برای خرید یک منبع تغذیه میزان وات (watt) آن است ، و همیشه باید میزان مصرف انرژی کمتر از میزان تولید انرژی باشد .منبع تغذیه هیچ گاه تعمیر نمی شود و تعویض می باشد ، زیرا تشخیص عیب یابی آن مشکل آفرین است و هیچ دستگاهی برای عیب یابی ندارد .

مشکلات منبع تغذیه
منبع تغذیه بیشترین میزان خرابی ( نسبت به سایر عناصر ) در کامییوتر را دارد . زمانی که کامپیوتر روشن می گردد، عملیات منبع تغذیه آغاز( گرم شدن ) و زمانیکه سیستم خاموش می گردد ، وظایف منبع تغذیه به اتمام می رسد ( خنک می گردد) با توجه به تکرار عملیات فوق و نوسانات برق همواره منبع تغذیه می تواند عامل اولیه برای بروز اشکال در سیستم باشد.

حساس بودن نسبت به بوی سوختگی و اطمینان از عملکرد صحیح خنک کننده منبع تغذیه ساده ترین روش برای پیشگیری از بروز اشکال در منبع تغذیه است .

تولیدکنندگان برد اصلی اخیرا” امکاناتی را ارائه داده اند که با استفاده از آنها می توان در هر لحظه عملکرد خنک کننده منبع تغذیه و یا پردازنده را مشاهده و در صورت عدول از استانداردهای موجود ( تعداد دور در دقیقه خنک کننده ) سریعا” به کاربر اعلام ( پیام های هشداردهنده صوتی ) تا در اسرع وقت اشکال بوجود آمده برطرف گردد. در برخی از موارد در صورت بسته بودن درب کیس و وجود ترموستات داخلی ؛ در صروت گرم شدن بیش ازحد قطعات ؛ ممکن است کیس کامپیوترتان خاموش شود/

در حال حاضر و با قیمتهای مناسبی که امروزه منابع تغذیه دارند و با توجه به نیازهای فعلی سیستم و نیازهای آتی(ممکن است بخواهید در آینده نزدیک ادوات کامپیوترتان را عوض کنید) از یک منبع تغذیه با قدرت حداقل ۴۵۰ وات استفاده کنید ضمن اینکه حتما نیاز به استفاده از تمام قدرت آن نیست.به عبارت دیگر شاید برای یک سیستم معمولی خانگی امروزی حتی ۲۵۰ تا ۳۰۰ وات نیز کفایت کند(وات برابر است با حاصلضرب آمپر در جریان که ما میتوانیم با ضرب کردن این دو عدد برای هر یک از اجزای سیستم و جمع زدن آنها کلوات های بدست آمده میزان برق مصرفی سیستم را اندازه گیری کنیم و منبع تغذیه ای مناسب سیستم خود خریداری کنیم)

اما فراموش نکنیم در حال حاضر قطعات سخت افزاری جدید توان بالایی را مصرف می کنند و همواره باید این نکته را در نظر داشت که باید برای آینده نیز یک حاشیه امنیت را در نظر بگیریم(البته این به معنای ترغیب شما برای خرید یک منبع تغذیه ۶۰۰ وات که مخصوص سیستم های سرور است بکنیمچون در اکثر موارد واقعا نیازی به آن نیست)

کته مهم که در هنگام خرید منبع تغذیه باید به آن توجه کنید مسایل حفاظتی منبع تغذیه میباشد.مثلا باید به وجود یا عدم وجود حفاظتهای زیر در یک منبع تغذیه توجه کنید:
+ حفاظت در برابر اتصال کوتاه شدن خروجی
(OUTPUT SHORT CIRCUIT PROTECTION )

+ حفاظت در برابر افزایش ولتاژ خروجی منبع از حدی معین
(OUTPUT OVER VOLTAGE PROTECTION)

+ حفاظت در برابر کاهش ولتاژ خروجی منبع از حدی معین
(OUTPUT UNDER VOLTAGE PROTECTION)

+ حفاظت در برابر افزایش ولتاژ ورودی منبع از حدی معین
(input protection over voltage)

+ حفاظت در برابر کشیدن توان اضافه تر از توان اسمی دستگاه
(total output over power protection)

+حفاظت در برابر کشیدن توان اضافه تر از توان اسمی خروجی ها
(output over power protection)

+ حفاظت در برابر اتصال معکوس ولتلژ ورودی در منابعی که به آنها ولتاژ DC وصل میشوند. (INPUT VOLTAGE PROTECTION REVERSE)

همینطور یکی از مسایلی که در هنگام خرید باید به آن توجه کنید مقدار عایق بودن ولتاژ ورودی از ولتاژهای خروجی و همچنین میزان عایق بودن بدنه دستگاه (که معمولا به آن EARTH وصل می کنند) از ولتاژهای ورودی و خروجی دستگاه میباشد
بنا بر این باید ببینید در سیستم خود به چه میزان ولتاژ عایقی نیاز دارید و اینکه منبعی که تهیه می کنید این میزان عایقی را دارا میباشد یا خیر؟
زیرا در هرصورت باید این احتمال را بدهید که اگر در منبع ورودی تغذیه ولتاژ ناگهانی زیادی بر اثر خطا در سیستم انتقال برق ایجاد شود در این صورت منبع تغذیه باید توانایی اینکه خود و سیستم شما را در برابر ولتاژ ناگهانی محافظت کند داشته باشد.در این حالت باید سیستم های حفاظتی منبع تغذیه وارد عمل شوند و اجازه عبور این ولتاژ ناگهانی را به خود منبع تغذیه و نهایتا سیستم شما نمی دهند و یا اینکه در بدترین حالت اگر خود منبع بسوزد ولی باز هم نباید برای سیستم شما اتفاقی بیفتد و سیستم شما باید سالم باقی بماند.
مقاله در مورد منبع تغذیه

نظر خود را بگذارید .

تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به کانون مهندسین نور میباشد .

نقشه سایت
قالب وردپرس