پاور کامپیوتر یا منبع تغذیه (PSU) چیست؟

برای راه اندازی هر وسیله‌ای ، به یک نیروی محرک نیاز است. در کامپیوتر نیز مهم ترین قسمت آن، در واقع می توان گفت “قلب کامپیوتر” همان منبع تغذیه یا پاور کامپیوتر است که وظیفه برق رسانی به سایر نقاط کامپیوتر را به عهده دارد. این ماژول جریان برق متناوب AC (ورودی برق شهر) را به جریان مستقیم یا DC خروجی برای استفاده سایر قطعات رایانه تبدیل می‌کند.

پاور کامپیوتر یا منبع تغذیه چیست؟

واحد منبع تغذیه یا Power Supply Unit (PSU) مبدلی برقی است که جریان متناوب برق شهری (AC) رو به جریان برق مستقیم (DC) تبدیل میکند. علاوه بر عمل تبدیل، وظیفه اصلی PSU تنظیم و توزیع انرژی بین قطعات کامپیوتر است. به عبارت دیگر، این واحد انرژی مورد نیاز برای قطعات مختلف داخل کامپیوتر مانند رم و پردازنده و کارت گرافیک را فراهم می‌کند.

انرژی مورد نیاز قطعات کامپیوتر می‌تواند مستقیماً از PSU یا به صورت غیرمستقیم از مادربرد تامین شود، اما در هر دو صورت مسئولیت اصلی تامین انرژی با PSU است. واحد اندازه‌گیری کارکرد PSU وات (W) است.

PSU نسبت به ماژول‌های دیگر معمولاً عمر کوتاه‌تری دارد زیرا نوسانات برق و استفاده مکرر باعث گرم شدن آن و در نتیجه خرابی قطعات می‌شود. گرمای تولید شده توسط اجزای الکتریکی درون PSU مورد پردازش توسط فن‌ها و سینک‌ها قرار می‌گیرد تا دمای دستگاه کاهش یابد.

PSU چطور کار میکند؟

PSU جریان متناوب 110 یا 230 ولت (AC) را دریافت می‌کند و باتوجه به نیاز مدارهای الکتریکی سیستم، جریان مستقیم (DC) بین 3 تا 12 ولت را تحویل می‌دهد. برخی از پاورها به طور خاص برای استفاده با جریان 110 یا 230 ولت طراحی شده‌اند.

ولی بعضی از این واحدها قابلیت سوییچ بین این دو ولتاژ را دارند و حتی ممکن است هر ولتاژی در این محدوده را بپذیرند. این به این معناست که بیشتر PSUها قادرند در کشورهای مختلفی که ممکن است ورودی برق آنها متفاوت باشد، عمل کنند.

هنگامی که قصد انتخاب یک منبع تغذیه را دارید، حیاتی است که اطمینان حاصل کنید که با فرم فاکتور کیس سرور و مادربرد سازگار است تا مطمئن شوید که در سرور شما جا می‌گیرد.

در بازار امروزه، پاورهای مختلف دارای ظرفیت‌های متفاوتی از 200 تا 1200 وات وجود دارند. هرچه توان واتی بیشتر باشد، توانایی ارائه قدرت بیشتر به سیستم شما را دارد، بنابراین باید ارزیابی کنید که قطعات شما چه مقدار توان برای عملکرد بهینه نیاز دارند.

بهتر است توان مصرفی تقریبی (TDP) هر یک از قطعات کامپیوتر خود را محاسبه کنید تا بتوانید منبع تغذیه‌ای با توان مناسب انتخاب کنید. در نهایت، هنگام تعویض یا ارتقاء منبع تغذیه رایانه شخصی، می‌توانید نیازمندی‌های مختلف را در نظر بگیرید.

انواع مختلف منبع تغذیه

پاور را به گونه‌های مختلفی می‌توان دسته‌بندی کرد. بر اساس نوع ولتاژ خروجی، نحوه عملکرد، خروجی ثابت یا متغیر می‌توان منبع تغذیه را دسته‌بندی کرد. در ادامه به چند نوع پاور ساپلای می‌پردازیم.

1- منبع تغذیه DC

منبع تغذیه DC ، ولتاژ دائمی DC را به بار خود متصل می کند. منبع تغذیه DC بسته به طراحی خود، ممکن است از یک منبع DC یا یک منبع AC مانند برق شهری ، انرژی خود را بدست آورد. بعضی از تجهیزات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه با ولتاژ و جریان بالا دارند. بدین منظور باید ولتاژ AC شهر توسط ترانسفورماتور کاهنده به ولتاژ پایین تر تبدیل و سپس یکسو سازی شده و به وسیله خازن و سلف صاف و DC شود.

2- منبع تغذیه سوئیچینگ

منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS)، جایگزینی برای منابع تغذیه AC به DC خطی سنتی هستند که با استفاده از روش‌های سوئیچینگ مبتنی بر نیمه‌هادی، ولتاژ خروجی مطلوب را ایجاد می‌کنند. این منابع با کاهش مصرف توان، تولید گرما، اندازه و وزن مدار، مزایایی را نسبت به منابع تغذیه سنتی ارائه می‌دهند.

امروزه، منابع تغذیه سوئیچینگ در گستره وسیعی از دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی مانند کامپیوترها، تقویت‌کننده‌های توان، تلویزیون‌ها، درایو‌های موتور DC و غیره کاربرد دارند.

تعریف یک منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) بیانگر این است که این نوع منبع تغذیه از روش‌های سوئیچینگ مبتنی بر نیمه‌هادی برای رسیدن به ولتاژ خروجی مطلوب استفاده می‌کنند.

مزیت اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ، بازده بالاتر آن در مقایسه با رگولاتورهای خطی استاندارد است. این بازده بالاتر به دلیل استفاده از ترانزیستور (یا ماسفت) در حالت‌های ON و OFF برای کنترل جریان و ولتاژ حاصل می‌شود، که این امر منجر به اتلاف توان کمتری می‌شود.

وقتی ترانزیستور سوئیچینگ کاملاً ON باشد و جریان را هدایت کند، افت ولتاژ آن حداقل خواهد بود. در مقابل، وقتی کاملاً OFF شود، جریانی از آن عبور نخواهد کرد. بنابراین، ترانزیستور در این حالت‌ها عمل می‌کند مانند یک سوئیچ یا کلید ایده‌آل، که این ویژگی باعث می‌شود منابع تغذیه سوئیچینگ به عنوان گزینه‌ای کارآمد و موثر در بسیاری از کاربردها شناخته شوند.

3- منبع تغذیه بدون وقفه (UPS)

Uninterruptible Power Supply (UPS)، که به اختصار یو پی اس نامیده می‌شود، یک سیستم الکترونیکی است که هدف اصلی آن تامین توان بدون وقفه برای بار مصرفی است. این سیستم به عنوان یک راه حل برای حفظ عملکرد تجهیزات حساس در برابر قطع ناگهانی برق عمل می‌کند.

UPS با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری‌ها، برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین می‌کند. این سیستم بین برق شهری و دستگاه‌های مصرف کننده قرار می‌گیرد و علاوه بر تامین برق بدون وقفه، نقش مهمی در تنظیم و تثبیت برق شبکه دارد. همچنین، UPS مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف کننده می‌شود.

کاربردهای عمده UPS شامل تامین برق اضطراری برای آسانسورها، بیمارستان‌ها، و سایر تجهیزات حیاتی است که نیاز به برق مداوم و بدون وقفه دارند. این سیستم‌ها با اطمینان از عملکرد مداوم و بدون وقفه تجهیزات حساس، نقش حیاتی در حفظ امنیت و عملکرد صحیح سیستم‌های حیاتی ایفا می‌کنند.

4- منابع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage power supply)

منابع تغذیه ولتاژ بالا (High Voltage Power Supplies) دستگاه‌هایی هستند که قادر به تولید و تامین خروجی با ولتاژ بسیار بالا، صدها یا هزاران ولت، هستند. این منابع به دلیل توانایی تولید ولتاژ‌های بسیار بالا، در کاربردهای خاصی مانند تحقیقات علمی، آزمایشگاه‌ها، و تجهیزات صنعتی با نیاز به ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

برای حفاظت از کاربران و تجهیزات در برابر خطر قوس الکتریکی، خرابی عایق، و تماس تصادفی با اتصالات، منابع تغذیه ولتاژ بالا از اتصالات ویژه و سیستم‌های حفاظتی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها شامل بریکرهای مدار (Circuit Breakers) و اتصالات ویژه مانند (Special Connectors) هستند که به منظور کاهش احتمال قوس الکتریکی و تماس تصادفی با دست انسان طراحی شده‌اند.

یکی از ویژگی‌های مهم منابع تغذیه ولتاژ بالا، توانایی معکوس کردن قطب خروجی است. این ویژگی به کاربر امکان می‌دهد تا ولتاژ خروجی را به صورت قابل کنترل تغییر دهد، که برای تنظیم دقیق ولتاژ در کاربردهای خاص بسیار مفید است.

همچنین، برخی از منابع تغذیه ولتاژ بالا برای کنترل دقیق ولتاژ خروجی، یک ورودی آنالوگ را فراهم می‌کنند. این ورودی به عنوان یک آمپلی‌فایر ولتاژ بالا عمل می‌کند، اما با پهنای باند بسیار محدود، که این امکان را فراهم می‌کند تا ولتاژ خروجی را با دقت بالا تنظیم و کنترل شود.

5- منابع تغذیه جریان بالا

این منابع تغذیه برای استفاده در جریان‌های بالا، مانند 20 آمپر به بالا و برای کاربرد هایی مثل جوشکاری استفاده می شود.

تفاوت منبع تغذیه PC و لپ تاپ چیست؟

هر دو کامپیوترهای شخصی (PC) و لپ‌تاپ از واحدهای منبع تغذیه استفاده می‌کنند، اما طراحی آن‌ها تفاوت‌هایی دارد. پاور کامپیوتر، که یک نوع منبع تغذیه سوییچینگ است، برق متناوب (AC) را از منبع اصلی برق دریافت کرده و به چندین ولتاژ مستقیم (DC) برای بخش‌های مختلف کامپیوتر تبدیل می‌کند.

این ولتاژهای مستقیم عبارتند از ۳.۳± ولت، ۵± ولت و ۱۲± ولت، که ولتاژهای استاندارد برای بخش‌های مختلف کامپیوتر هستند. رایج‌ترین نوع منبع تغذیه در کامپیوترها، منبع تغذیه ATX است. این منبع تغذیه یک جعبه مستقل است که درون کیس کامپیوتر قرار می‌گیرد و وظیفه تبدیل برق AC (متناوب) به DC (مستقیم) را بر عهده دارد.

منبع تغذیه ATX به دلیل قابلیت پشتیبانی از ولتاژ‌های مختلف و امکانات اضافی مانند کنترل روشنایی و مدیریت انرژی، یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای کامپیوترهای شخصی و لپ‌تاپ است. این منبع تغذیه با توجه به نیازهای مختلف بخش‌های کامپیوتر، ولتاژ مناسب را تامین می‌کند، از جمله ولتاژهای 3.3 ولت برای پردازنده، 5 ولت برای حافظه‌های RAM، و 12 ولت برای دیسک‌های سخت و دیگر اجزای کامپیوتر.

لپ‌تاپ‌ها نیز همانند کامپیوترهای شخصی، از واحدهای منبع تغذیه استفاده می‌کنند، اما طراحی آن‌ها تفاوت‌هایی دارد. اکثر واحدهای پاور لپ‌تاپ‌ها مبدل‌های برق خارجی هستند که ولتاژ AC (متناوب) را به 12 تا 24 ولت مستقیم DC تبدیل می‌کنند. این تبدیل از طریق یک مبدل برق انجام می‌شود که شامل یک ترنسفورمر، یک دیود بریج (برای تبدیل AC به DC)، و یک رگولاتور ولتاژ است.

ترانسفورمر نقش تبدیل ولتاژ AC به ولتاژ AC پایین‌تر را بر عهده دارد. سپس دیود بریج این ولتاژ AC را به یک ولتاژ DC پالس‌دار تبدیل می‌کند. برای حذف نوسانات و ایجاد یک ولتاژ DC پایدار، یک کپسیتور بین دو خروجی دیود بریج قرار داده می‌شود که باعث می‌شود ولتاژ DC به صورت یک ولتاژ مستقر و پایدار در خروجی وجود داشته باشد.

بعد از تبدیل AC به DC، یک رگولاتور ولتاژ استفاده می‌شود تا ولتاژ DC را به ولتاژ مورد نیاز قطعات مختلف لپ‌تاپ تبدیل کند. این رگولاتورها می‌توانند ولتاژ خروجی را به ولتاژ‌های مختلف مانند 3.3 ولت، 5 ولت، و 12 ولت تنظیم کنند، که این ولتاژ‌ها برای بخش‌های مختلف لپ‌تاپ مانند پردازنده، حافظه‌های RAM، و دیسک‌های سخت لازم هستند.

بیشتر لپ‌تاپ‌ها دارای مدارهای داخلی هستند که می‌توانند 12 ولت تامین‌ شده توسط پاور را به ولتاژ پایین‌تر مورد نیاز قطعات مختلف تبدیل کنند. این مدارات داخلی شامل رگولاتورهای ولتاژ هستند که به عنوان آمپلی‌فایرهای ولتاژ بالا عمل می‌کنند و با پهنای باند بسیار محدود، ولتاژ خروجی را به ولتاژ‌های پایین‌تر تبدیل می‌کنند.

در کل، واحدهای منبع تغذیه لپ‌تاپ‌ها نقش حیاتی در تامین انرژی مورد نیاز برای عملکرد صحیح و پایدار لپ‌تاپ‌ها دارند، و با توجه به نیازهای مختلف بخش‌های لپ‌تاپ، ولتاژ مناسب را تامین می‌کنند.

کلام آخر

با مطالعه این مقاله، به خوبی با مفهوم ابتدایی پاور یا منبع تغذیه در کامپیوترها آشنا شدیم. پاور، که نقش حیاتی در تامین انرژی برای قطعات و سخت‌افزارهای مختلف داخل کامپیوتر دارد، از جمله رم، پردازنده مرکزی، و سایر اجزای الکترونیکی، جریان برق متناوب (AC) ورودی برق شهر را به جریان مستقیم (DC) خروجی تبدیل می‌کند. این فرآیند تبدیل، که از طریق مبدل‌های برق، دیود‌ها، و رگولاتورهای ولتاژ انجام می‌شود، برای تامین برق مورد نیاز قطعات مختلف کامپیوتر حیاتی است.

در نهایت، پاور به عنوان یک قطعه حیاتی در سیستم کامپیوتر شناخته می‌شود. انتخاب نادرست پاور می‌تواند منجر به کاهش راندمان کلی کامپیوتر و کاهش عمر مفید قطعات شود. بنابراین، اهمیت انتخاب یک پاور با کیفیت بالا و مناسب برای نیازهای کامپیوتر، بخش مهمی از نگهداری و عملکرد صحیح سیستم است.

شرکت تسکو با سابقه درخشان و طولانی در ساخت تخصصی پاور‌های کامپیوتر و کیس های بهینه و با کیفیت میتواند انتخابی مناسب و هوشمندانه در خرید منبع تغذیه باشد.

پاور کامپیوتر یا منبع تغذیه (PSU) چیست؟