هر آنچه باید در مورد پاور بدانید (راهنمای خرید منبع تغذیه)

پاور یا منبع تغذیه یکی از مهم ترین و پیچیده ترین تجهیزات یک کامپیوتر شخصی به شمار می رود. انتخاب پاور مناسب با توجه به تنوع کانفیگ PC های مختلف و همچنین تنوع برند و مدل های متعدد پاور، کاری بس دشوار است، اما با دانستن چند نکته، می توانید بهترین گزینه را در میان مدل های موجود در بازار انتخاب کنید.

پاور تامین کننده توان مورد نیاز تمامی قطعات یک کامپیوتر شخصی است و با توجه به اینکه ولتاژ، شدت جریان و همچنین توان مصرفی قطعات با یکدیگر تفاوت دارد، وظیفه پاور در تولید و از همه مهم تر، تقسیم و انتقال آن به قطعات بسیار سنگین است. پس از انتخاب قطعات کامپیوتر شخصی خود، زمان انتخاب پاور فرا می رسد، در صورتی که اطلاعات کامل از توان مصرفی قطعات منتخب ندارید،  می توانید وظیفه محاسبه توان مصرفی و حتی پیشنهاد محصول مناسب را به محاسبه گر توان (PSU Calculator) واگذار کنید تا با رعایت تمام نکات و استاندارد ها، بهترین منبع تغذیه را به شما پیشنهاد دهد. نکاتی که در ادامه ارائه می کنیم، مهم ترین پارامتر ها برای انتخاب پاور هستند که با شما در میان می گذاریم.

1- استاندارد راندمان: تمامی تجهیزات الکتریکی به تناسب فناوری ساخت و برخی ویژگی های دیگر، مقداری هدر رفت انرژی دارند که میزان آن با توجه به پارامتر های مختلف، تفاوت دارد. برای معیار سنجی و مقایسه پاور ها با یکدیگر، موسسه ای به نام Plus Load Solution استانداردی تحت عنوان 80Plus را معرفی کرده که در حال حاضر 6 زیر مجموعه دارد. کمترین میزان راندمان بر اساس جدول ارائه شده توسط موسسه Plus Load Solution برابر با 80 درصد و بالاترین آن 94 درصد است. بهترین راندمان یک پاور در میزان بارگزاری 50 درصد به دست می آید و ضعیف ترین راندمان نیز در شرایط لود 10 درصد رخ می دهد. نکته مهمی که در خصوص استاندارد راندمان و برخی از ویژگی های مهم مربوط به پاور وجود دارد، ارائه خصوصیات بارز توسط برند های مطرح است. اما در این بین برخی از وارد کنندگان سودجو، با بسته بندی پاور های جعلی و ارزان قیمت درون بسته های شیک و البته با درج برند های مطرح روی جعبه، قصد فروش آنها را به عنوان یک محصول حرفه ای و قدرتمند دارند. در این بین آنها به نصب لوگوی برخی از استاندارد های مهم در منابع تغذیه روی جعبه محصولات اقدام می کنند و یکی از لوگوهای شناخته شده، نشان استاندارد 80Plus است که به وفور توسط برند های جعلی مورد استفاده قرار می گیرد. باید بدانید که فقط و فقط برند های مطرح قادر به گذارندن تست ها و دریافت نشان 80Plus هستند و پاور های مورد نظر نیز به هیچ وجه ارزان نیستند. در ادامه می توانید قیمت برخی از پاور های موجود در بازار داخلی که نسخه های مختلفی از استاندارد راندمان 80Plus را دریافت کرده اند، مشاهده خواهید کرد.

به زبان ساده، استاندارد راندمان 80Plus همانند برچسب مصرف انرژی عمل می کند، اما با این تفاوت که وجود برچسب 80Plus به اعتبار یک پاور می افزاید، اما برچسب مصرف انرژی وطنی، اهمیت قابل توجهی برای کاربران ندارد! هر دو استاندارد نشان دهنده میزان هدر رفت انرژی در لوازم الکتریکی هستند که یکی از آنها توسط یک موسسه بین المللی ارائه می شود و نتایج مرتبط با دریافت نشان سازگار با محصول نیز در وب سایت Plus Load Solution درج شده است. هر چند در این میان برخی از برند ها به دلایل مختلفی قادر به دریافت مستقیم استاندارد 80Plus از موسسه مذکور نیستند و به ناچار مراحل اداری آن توسط برند های OEM/ODM صورت می گیرد.

در جدول زیر به صورت ساده، هزینه برق مصرفی فقط یک پاور بر اساس استاندارد 80Plus Gold با راندمان 85 درصد و یک پاور فاقد این استاندارد و با راندمان 70 درصد بر اساس تعرفه مصوب وزارت نیرو مورد محاسبه قرار گرفته است. در صورتی که یک سازمان یا اداره با تعداد زیادی کامپیوتر شخصی را لحاظ کنیم و اگر این موضوع را به یک شهر، استان و در نهایت کل کشور بسط دهیم، با اعداد و ارقام قابل توجهی رو به رو خواهیم شد.

نکته: در انتخاب پاور به استاندارد 80Plus توجه کرده و اکیدا توصیه می شود که یک پاور با حداقل استاندارد GOLD خریداری کنید. به طور حتم قیمت یک پاور با نشان طلایی راندمان به مراتب بالاتر از یک پاور فاقد این نشان یا درجات پایین تر آن است، اما توجه داشته باشید که تفاوت هزینه پرداختی روی قبض برق شما به شکل چشم گیری جبران می شود.

2- تصحیح ضریب جریان (مدار PFC): به طور کلی جریان های موجود در پاور به دو دسته Active و Re Active تقسیم می شوند که در بخش تصحیح ضریب جریان، با نمونه دوم یعنی Re Active سر و کار داریم. هر پاور برای راه اندازی و تبدیل جریان و ولتاژ به توان مورد نیاز قطعات به جریان اکتیو نیاز مبرم دارد و از این رو جریان ذکر شده، بسیار مفید و ضروری است. اما نمونه دوم که مضر بوده و سبب اتلاف انرژی و راندمان می شود، توسط مدار PFC (مخفف Power Factor Correction) اصلاح شده و در نتیجه، میزان اتلاف انرژی به این وسیله کاهش می یابد. عدم تصحیح جریان ری اکتیو سبب افزایش حرارت داخل پاور می شود و با توجه به بالا بودن دمای داخلی پاور ها، کنترل این جریان اهمیت فراوانی دارد.

باید بدانید که سه نوع مدار تصحیح ضریب جریان وجود دارد که ساختار و کارکرد هر کدام از آنها متفاوت است:

• Non-PFC: در این پاور ها هیچ گونه مدار تصحیح ضریب جریان وجود ندارد و اتلاف انرژی در چنین محصولاتی بی داد می کند. پاور های ارزان قیمت موجود در بازار که هیچگونه تائیدیه استانداردی ندارند، بارز ترین مثال در خصوص پاور های Non-PFC هستند.
• Passive-PFC: تصحیح ضریب جریان در این نوع پاور ها توسط یک چوک انجام می شود و تاثیر ساختار آن در اتلاف انرژی بسیار ناچیز است. با این وجود، شرایط در پاور های مجهز به Passive-PFC بهتر از نمونه های Non-PFC است.
• Active-PCF: آخرین نسخه از مدار های تصحیح ضریب جریان که امروزه در پاور های تولید شده توسط برند های صاحب نام مورد استفاده قرار می گیرد، ساختار پیچیده تری دارند و به طبع آن نیز عملکرد پاور در بخش راندمان به شدت بهبود می یابد. مدار اکتیو از لحظه ورود جریان برق شهری به داخل مدار های پاور وارد عمل شده و جریان ورودی را اصلاح می کند.

مدار تصحیح ضریب جریان به وسیله یک ضریب تا حداکثر میزان 1 دسته بندی می شوند و هر چه میزان اصلاح جریان در یک پاور به عدد 1 نزدیک شود، عملکرد آن محصول در بخش راندمان انرژی بسیار بهتر از رقباست.

نکته: توصیه می شود پاور مورد نیاز خود را با لحاظ کردن مدار Active PFC انتخاب کنید. این ویژگی نیز همانند بسیاری از خصوصیات کلیدی، فقط در پاور های تولید شده توسط برند های مطرح و صاحب نام مورد استفاده قرار می گیرد. با این وجود پاور انتخابی خود را از حیث وجود مدار Active PFC بررسی کنید.

 

3- مدار های محافظتی (Protection Circuits): پاور های پیشرفته و حرفه ای امروزی که با توجه به شرایط ارز و واردات، قیمت بسیار بالایی دارند، از مدار های محافظ متعددی بهره می برند که هر کدام وظیفه کنترل یک اختلال در عملکرد و جلوگیری از بروز آن را دارد. ابتدا شما را با پرکاربرد ترین مدار های محافظتی در پاور ها و نحوه عملکرد آنها آشنا می سازیم.

            1- OVP (محافظ افزایش ولتاژ): ولتاژ مورد نیاز هر کدام از ریل های سه گانه پاور، مقدار مشخصی دارد و در صورتی که میزان ولتاژ افزایش پیدا کند، مدار OVP وارد عمل می شود. در صورتی که مدار OVP شروع به کار کند، پاور بلافاصله خاموش می شود تا از آسیب رسیدن به خود و سایر قطعات جلوگیری کند. به عنوان مثال حداکثر ولتاژ قابل تحمل در ریل 12 ولت در بازه 12.6 تا 15.6 ولت دسته بندی می شود. پاور ها بر اساس توان، ساختار و نوع قطعات داخلی در عددی مابین این بازه، واکنش نشان داده و خاموش می شود. در ریل 5 ولت بازه خطرناک بین 5.25 و 7 ولت قرار دارد که این اعداد در ریل 3.3 ولت در محدوده 3.4 تا 4.3 ولت قرار دارد.

            2- UVP (محافظ کاهش ولتاژ): در اولین مدار محافظ معرفی شده، مدار OVP به عنوان کنترل کننده افزایش ولتاژ معرفی شد. اما در صورتی که ولتاژ در ریل های سه گانه کاهش یابد، چه مداری برای آن لحاظ شده است؟ در صورت کاهش ولتاژ در محدوده ای کمتر از حد استاندارد، این مدار UVP است که وارد عمل می شود. وظیفه UVP بررسی میزان ولتاژ در شاخه های 3.3 ولت (که نباید کمتر از 3.14 ولت شود)، 5 ولت (که نباید کمتر از 4.75 ولت شود) و 12 ولت (که نباید کمتر از 11.4 ولت شود) است و در صورتی که میزان ولتاژ کمتر از حد استاندارد شود، مدار UVP دستور خاموش شدن پاور را صادر می کند.

            3- OPP (محافظ افزایش توان): پاور های سوئیچینگ سه نوع توان کاری تعریف شده دارند که شامل حالت بهینه (50 درصد لود)، حالت بارگزاری کامل (100 درصد لود) و حالت Peak (بیش از 100 درصد لود) می شود. تصمیم گیری میزان توان قابل ارائه در شرایط پیک پاور بر عهده مدار محافظ OPP است و این مدار نیز بر اساس توان اسمی عنوان شده توسط شرکت تولید کننده و کیفیت قطعات داخلی پاور در این خصوص تصمیم گیری می کند. به طور معمول پاور های حرفه ای می توانند به مدت 30 تا 180 ثانیه در حالت پیک به فعالیت ادامه دهند و در هر لحظه از بازه مورد نظر، مدار OPP پاور را خاموش خواهد کرد.

            4- OCP (محافظ افزایش شدت جریان): شدت جریان قابل ارائه در ریل های سه گانه به صورت شفاف روی برچسب مشخصات پاور درج شده و به سادگی می توانید مقادیر مشخص برای شدت جریان را مشاهده کنید. به عنوان مثال در پاور GP700B-HP+ گرین، شدت جریان قابل ارائه در ریل 3.3 و 5 ولت برابر با 22 آمپر است که این میزان در تک ریل 12 ولت رقم 58.3 آمپر ساعت را نشان می دهد. در صورتی که شدت جریان پاور در ریل های سه گانه از میزان استاندارد افزایش پیدا کند، مدار OCP نسبت به خاموش کردن پاور اقدام می کند.

            5- SCP (محافظ اتصال کوتاه): مدار مذکور قادر به ردیابی و تشخیص وجود اتصال کوتاه در ریل های سه گانه خروجی است و هر زمان بروز چنین اختلالی را تشخیص دهد، پاور را خاموش می کند. عملکرد SCP در ظاهر بسیار ساده است، اما نقشی حیاتی در محافظت از پاور و قطعات متصل به ریل های سه گانه (به خصوص ریل 12 ولت که وظیفه تامین توان قطعات پر مصرف مانند مادربرد، پردازنده و کارت گرافیک را بر عهده دارد) ایفا می کند.

            6- OTP (محافظ افزایش دما): قطعات مختلف مدار منبع تغذیه، دمای مشخصی برای عملکرد بی نقص دارند و مدار OTP وظیفه کنترل دما را بر عهده دارد. در صورتی که دمای هر بخش از منبع تغذیه فراتر از حد مجاز شود، خاموش کردن پاور در دستور کار قرار می گیرد.

4- ویرایش پاور: کمپانی اینتل با مشارکت برند های همکار، استانداری خاص به عنوان ویرایش منبع تغذیه به نام ATX معرفی کرده که در سال های گذشته با توجه به تغییرات و بهینه سازی های انجام شده در قطعات مختلف، نسخه های مختلفی از استاندارد ATX ارائه شده است. اینتل پس از تغییر نسل محصولات و اعمال تغییرات مهم، اقدام به ارائه نسخه جدیدی از ویرایش منبع تغذیه می کند و به طبع آن سایر شرکت های تولید کننده نیز بر اساس نسخه جدید ATX موظف به بهینه سازی استاندارد های خود در بخش تغذیه توان هستند. مهم ترین ویرایش پاور در سطح جهان که توسط برند های مطرح مورد استفاده قرار می گیرد، ویرایش ATX است که در حال حاضر نسخه 2.4 آن توسط تولید کنندگان صاحب نام به کار گرفته می شود. برای درک بهتر استاندارد ویرایش منبع تغذیه به مقایسه نسخه 1.3 با نسخه 2.4 می پردازیم.

قطعات مورد استفاده در کامپیوتر های شخصی قدیمی به کارت های گرافیک قدرتمند و پر مصرف مجهز نبودند و نیاز کاربران نیز مانند سیستم های امروزی، به صورت تخصصی نبود. کاربران فعلی بر اساس نیاز و کاربرد خود به خریداری کامپیوتر شخصی اقدام می کنند و قطعات مورد نیاز نیز توان مصرفی مشخصی دارند که باید توسط ریل های سه گانه منبع تغذیه تامین شود. کاربران سیستم های قدیمی، تعداد زیادی هارد دیسک و درایو نوری خریداری و نصب می کردند، اما به پردازنده یا کارت گرافیک قدرتمند اهمیتی نمی دادند، اما امروزه شرایط کاملا متفاوت است و حتی درایو نوری از کامپیوتر های شخصی امروزی به نسبت زیادی حذف شده است. همچنین حضور گسترده SSD در کامپیوتر های امروزی سبب کاهش توان مورد نیاز در شاخه 5 ولت شده، اما در نقطه مقابل، کاربران بسیاری به کارت گرافیک و پردازنده قدرتمند نیاز دارند. به این صورت توان قابل توجهی از منبع تغذیه باید به شاخه 12 ولت اختصاص یابد و این موضوع نشان دهنده تغییر در ویرایش پاور در نسخه های جدید است.

5- فیلتر EMI: برای حذف نویز و هارمونیک در مدار ورودی و حتی در مدار خروجی پاور های حرفه ای از فیلتر EMI استفاده می شود. وظیفه این فیلتر که در صورت باز کردن منبع تغذیه، قابل رویت توسط کاربر است، نویز و هارمونیک به وجود آمده از قطع و وصل جریان با فرکانس بالا را مسدود کرده و اجازه ورود آنها از شبکه برق خانگی به درون مدار منبع تغذیه را نمی دهد. در منبع تغذیه های قدرتمند و حرفه ای، فیلتر EMI دیگری نیز درون مدار نصب می شود تا مانع از ورود اندک نویز باقی مانده به سمت مدار خروجی می شود و به این صورت قطعات ارزشمند شما به طور کامل تحت حفاظت قرار می گیرند. فیلتر EMI وظیفه مهم دیگری نیز بر عهده دارد، به طور معمول با نوسانات ناگهانی و شدید شبکه برق درگیر بوده و همواره نگران بروز مشکل برای پاور و قطعات PC خود هستید. یکی از مهم ترین منابع ورود ناگهانی ولتاژ و جریان به شدت بالا به پاور، بروز رعد و برق و انتقال نوسان آن به مدار منبع تغذیه است که با استفاده از EMI Filter، عملیات مسدود سازی نویز و هارمونیک متاثر از نوسانات شدید و ناگهانی بدون دخالت کاربر انجام می شود.

6- کانکتور (انواع و تعداد): کانکتور های یک منبع تغذیه وظیفه انتقال توان مورد نیاز قطعات را بر عهده دارند و از این حیث باید توجه ویژه ای به کانکتور ها معطوف کنید. ابتدا باید به کانکتور های مورد نیاز قطعات مختلف خود توجه کنید و با دقت کانکتور های منبع تغذیه منتخب خود را مورد بررسی قرار دهید. به عنوان مثال در حال حاضر مادربرد های موجود در بازار از کانکتور 24 پین برای تامین توان خود بهره می برند، پردازنده ها به طور معمول از دو کانکتور 4 پین یا یک عدد 8 پین استفاده می کنند. این موضوع در خصوص کارت گرافیک اندکی متفاوت است و تنوع قابل توجهی در نوع و تعداد کانکتور های مورد نیاز برای کارت گرافیک وجود دارد. هم اکنون با اطمینان می توانید با در اختیار داشتن دو کانکتور 8 پین، بسیاری از کارت های گرافیک قدرتمند بازار را روی سیستم خود راه اندازی کنید. وجود دو کانکتور 6 پین نیز خیال شما را بابت راه اندازی کارت های گرافیک میان رده راحت می کند. هر چند بسیاری از منبع تغذیه های میان رده نسخه ای اختصاصی با عنوان Low Profile دارند که توان مورد نیاز خود را از اسلات PCI تامین می کنند و توانی معادل 75 وات توسط رابط نسل سوم PCI قابل انتقال به کارت گرافیک است و به این صورت نیازی به درگیر شدن با نوع و تعداد کانکتور PCI در پاور وجود ندارد.

7- مدیریت کابل کشی و ضخامت کابل ها: سیستم کابل کشی در پاور ها نیز شامل سه حالت مختلف Non-Modular، Semi/Half-Modular و Full-Modular می شود. منبع تغذیه های ارزان قیمت به طور معمول Non-Modular هستند و این به معنی نصب بودن تمامی کابل ها به صورت پیش فرض روی منبع تغذیه هستند. حتی اگر نیازی به یک کابل یا کانکتور احساس نشود، باید آن کابل را در بخشی از کیس جاسازی کنید و هیچ راهکاری برای حذف آن وجود ندارد. در پاور های میان رده نیز استاندارد نیمه ماژولار (Semi یا Half) مورد استفاده برند های تولید کننده قرار می گیرد که در این حالت، کابل های اصلی و پر مصرف مانند 24 پین مادربرد، 4 یا 8 پین پردازنده، تعدادی کابل ساتا، مولکس و یک کابل PCI به صورت از پیش نصب شده روی منبع تغذیه وجود دارد و سایر کابل های مورد نیاز، توسط کاربر قابل نصب هستند. اما نوبت می رسد به پاور های حرفه ای که از استاندارد کابل کشی فول ماژولار بهره می برند. در این حالت هیچ کابلی توسط کمپانی روی منبع تغذیه نصب نشده و تمامی کابل ها توسط کاربر قابل نصب یا جداسازی خواهند بود. به این صورت از شلوغی درون کیس جلوگیری می شود و علاوه بر زیبایی در اسمبل، به خنک سازی بهتر فضای داخلی و قطعات موجود در کیس کمک می کند. نکته دیگری که در خصوص کابل ها اهمیت دارد، ضخامت کابل های منبع تغذیه است که با استاندارد AWG و یک عدد دو رقمی مورد سنجش قرار می گیرند. به عنوان مثال یک منبع تغذیه با استاندارد ضخامت AWG18 نسبت به یک منبع تغذیه با استاندارد AWG24 از ضخامت بیشتری برخوردار است که به طبع آن، کابل های پاور AWG 18 قادر به انتقال جریان بیشتری هستند. اگر به نوشته های روی کابل های منبع تغذیه دقت کنید، مواردی مانند استاندارد ضخامت و حداکثر دمای قابل تحمل کابل ها مشاهده می شود. شرکت های تولید کننده به طور کلی علاقه ای به بیان ضخامت کابل ها ندارند و به دست آوردن اطلاعات در این خصوص کمی دشوار است. ضخامت و سطح مقطع بیشتر در کابل های یک پاور برای کاربرانی که سیستم گیمینگ حرفه ای با استفاده از دو یا سه کارت گرافیک خریداری می کنند یا ماینر ها اهمیت فراوانی دارد و باید به این نکته توجه کنند.

8- نویز و ریپل: مدار DC به DC در منابع تغذیه سوئیچینگ برای از بین بردن نویز های باقی مانده در منبع تغذیه به کار می رود. هر چند فیلتر های متعددی در مدار داخلی پاور مور استفاده قرار می گیرد، اما هر کدام از آنها چند درصد از نویز را از بین می برند و برای از بین بردن درصد بیشتری از نویز، به مدار تبدیل جریان DC به DC نیاز است. نوسانات مدار های داخلی منبع تغذیه شامل دو نوع منظم و نا منظم می شوند که به نوع منظم با فرکانس حدودی 40 کیلوهرتز و دامنه بسیار کوتاه، Ripple گفته می شود. نوسانات نا منظم با فرکانس بالا که در شرایط محیطی به وجود می آید، Noise گفته می شود. هر چه دامنه Noise/Ripple محدود تر باشد آسیب پذیری به قطعات سخت افزاری به دلیل کاهش نوسانات کمتر می شود. Noise باید توسط فیلترهای مختلف در خروجی تا حد امکان کاهش یابد و با استفاده از طراحی و فیلترینگ مناسب Ripple نیز تا حد امکان کاهش می یابد. کیفیت رگولاتور ها و المان های موجود در مدار نیز می تواند عامل کاهشNoise/Ripple  باشند.