منبع تغذیه کامپیوتر

واحد منبع تغذیه کامپیوتر (Power Supply Unit) یا PSU دستگاهی است که انرژی الکتریکی مورد نیاز سخت‌افزارها و قطعات رایانه را تامین می‌کند. 

منبع تغذیه کامپیوتر، جریان متناوب (AC) ورودی را به جریان مستقیم (DC) خروجی برای استفاده سایر قطعات رایانه تبدیل می‌کند. به این منبع تغذیه، پاور نیز گفته می شود.

کلمه PSU چه معنایی دارد ؟

کلمه PSU مخفف عبارت Power Supply Unit به معنای واحد منبع تغذیه می باشد. همچنین این دستگاه با نام‌های زیر شناخته می‌شود:

• power(پاور)
• Power supply(منبع تغذیه)
• Ps
• Power pack
• Power converter(مبدل برق)

کاربرد منبع تغذیه کامپیوتر

واحد منبع تغذیه که به اختصار به آن منبع تغذیه گفته می شود، دستگاهی است که انرژی الکتریکی مورد نیاز سایر قطعات و سخت‌افزارهای موجود در رایانه از جمله حافظه‌های جانبی، رم یا سی پس یو و غیره را تامین میکند. 

از وظایف اصلی منبع تغذیه رایانه، تبدیل نوع جریان و کاهش ولتاژ برق است.

منبع تغذیه رایانه در مقایسه با سایر قطعات سخت افزاری معمولاً عمر کمتری دارد و علت آن هم نوسانات برق و کارکرد زیاد آن است که موجب داغ کردن شدید منبع تغذیه و در نهایت خرابی و آسیب به اجزای آن می‌شود یا گاهاً موجب خاموشی و ریستارت‌های ناگهانی کامپیوتر می‌شود.

 البته بر روی منابع تغذیه کامپیوتر، فن‌ و درون آن‌ها گرماگیر هایی تعبیه شده است تا گرمای حاصل از قطعات الکتریکی درون منبع تغذیه (از جمله ترانزیستورها، مقاومت‌ها و سایر قطعات) را به بیرون منتقل کند و دمای دستگاه را پایین بیاورد.

به علاوه، چندین صنعت، به صورت روزانه از منابع تغذیه استفاده می کنند. 

در این قسمت تنها بخشی از صنایعی که می توانند از انواع منابع تغذیه استفاده کنند، آورده شده است:

• نظامی: ارتش اغلب برای مقاومت در برابر هر شرایط محیطی منبع تغذیه ناهموار را درخواست می کند.
• هوافضا: تامین انرژی ابزارهای مورد استفاده در زمینه هوافضا اغلب به دستگاه هایی احتیاج دارد که بتوانند برق را در مکان های دوردست اداره کنند.
• ارتباطات: منبع تغذیه بی‌صدا و کافی که برق ثابتی را برای رایانه‌ها و سایر دستگاه‌های ارتباطی فراهم می‌کنند، برای ویژگی‌ها و کاربردشان الزامات سخت‌گیری را دارند.
• کشتی‌ها و قایق‌ها (فرعی): منبع تغذیه کشتی دارای الزامات خاصی برای مدیریت صحیح برق بدون پریز برق اصلی سنتی است که توسط خطوط برق تامین می‌شود.

وظیفه منبع تغذیه کامپیوتر

وظیفه ی منبع تغذیه این است که انرژی الکتریکی مورد نیاز قطعات کامپیوتر را تامین کند. منبع تغذیه جریان متناوب شهری را به جریان مستقیم مورد نیاز قطعات تبدیل می‌کند که این جریان متناوب می‌تواند ۱۱۰ تا ۱۱۵ یا ۲۲۰ تا ۲۳۰ ولت (و سایر محدوده‌های استاندارد) باشد.

 منبع تغذیه این جریان متناوب را به جریان‌های مستقیم ۳.۳ ولت، ±۵ ولت و ±۱۲ ولت یا ولتاژهای استاندارد تبدیل می‌کند . ولتاژهای ۵ و ۳.۳ معمولاً در مدارات دیجیتالی و ولتاژ ۱۲ در قطعاتی مانند موتورهای هارد دیسک‌ها، فن‌ها و غیره که به ولتاژ بالاتر احتیاج دارند استفاده می‌شود.

واحد های اندازه گیری منبع تغذیه کامپیوتر

مهمترین واحدی که در خرید یا استفاده از یک منبع تغذیه مورد توجه قرار می‌گیرد میزان توان واقعی و حداکثر توان آن بر حسب وات (Wat) می باشد.

 توان واقعی مقدار توانی است که یک منبع تغذیه می‌تواند به صورت عادی تولید کند و حداکثر توان آن مقدار، توانی است که آن منبع تغذیه می‌تواند در حداکثر توان گرفته شده از آن تولید نماید. بعنوان مثال چندین مورد از توان‌هایی که در قطعات مختلف کامپیوتر استفاده می‌کنند به شکل زیر می باشد:

• هر ماژول یا قطعه رم: 15W
• برد اصلی: 50W- 150W
• قطعات خود محفظه و فن‌ها: 3W
• هارد دیسک: 15W- 30W
• CD(سی دی) یا DVD ریدر: 20W- 30W
• کارت توسعه: 5W- 10W
• پردازنده: 80W- 140W

نکته قابل توجه: ماژول در مباحث نرم افزاری به یک قطعه کد و قسمتی از برنامه گفته می‌شود ولی در مباحث سخت افزاری، به قطعات کامل، جامع و سرهم بندی شده که یک کار را به صورت مجزا از سایر قطعات انجام می‌دهند، ماژول گفته می شود.

میزان توان مصرفی هر یک از قطعات بر روی راهنمای همان قطعه درج شده است. 

بنابراین بهترین منبع تغذیه‌ای که می‌توان برای یک کامپیوتر انتخاب کرد (جدا از سایر ویژگی های آن)، منبع تغذیه‌ای است که میزان توان تولیدی واقعی آن کمی بیشتر از میزان توان مصرفی کل قطعات و اجزای کامپیوتر باشد تا هیچ‌گاه فشاری بر روی منبع تغذیه وارد نشود.

قیمت و خرید منبع تغذیه کامپیوتر

یکی از دلایل واضح افزایش قیمت منبع تغذیه رایانه ها، توانایی ارائه‌ی قدرت بیشتر برق به شمار می‌شود.  از طرفی دیگر، چگونگی ارائه‌ی همان خروجی بالا نیز تاثیر بسیاری بر روی قیمت محصول دارد. 

مدل‌های ارزان، در هر خط خروجی ۱۲  ولتی تنها ۲۵ آمپر جریان ارائه می دهند. درحالیکه نمونه‌های گران‌قیمت‌تر آن تا سه برابر شدت جریان بیشتر دارد.

 پردازنده‌های اصلی و گرافیکی امروزی، میزان زیادی از نیروی برق مورد نیاز خود را از خطوط ۱۲ ولتی استخراج می‌کنند. آیا ۲۵ آمپر شدت جریان برای آن‌ها کافی می باشد؟

فرض کنید یک پردازنده‌ی اصلی حرفه‌ای با ۳۲ هسته‌ی پردازشی و یک کارت گرافیک پرچم‌دار برای کامپیوتر شخصی خود خریداری کنید. هردوی آن‌ها در بالاترین توان مصرفی نیاز به ۳۰۰ وات برق دارند.  منبع تغذیه‌ی ارزان قیمت قطعات، نمی‌تواند نیاز آن‌ها را برطرف کند. 

از طرفی منابع تغذیه‌، با قیمت بالا هم برخی اوقات حاشیه‌ی سود و قیمت بالای غیرمنطقی دارند. البته کاربرانی که ۳،۵۰۰ دلار یا بیشتر برای پردازنده‌ی اصلی و گرافیکی پرداخت می‌کنند، قطعا برای خرید منبع تغذیه با پرداخت  چند صد دلار هزینه‌ی بیشتر مشکلی ندارند.

هزینه‌ی اصلی یک منبع تغذیه، به علت کیفیت قطعات داخلی آن دریافت می‌شود. از آن‌جایی که همه‌ی این قطعات، تاثیری حیاتی و بسیار مهمی در عملکرد واحد دارند، پرداخت هزینه‌ی بیشتری برای قطعات باکیفیت‌تر، قطعا منطقی تر خواهد بود.

در نهایت با مطالعه‌ی ساختار و عملکرد واحد منبع تغذیه، متوجه اهمیت آن و طراحی‌های مهندسی حساس برای عملکرد بهتر آن می‌شویم. بنابراین می‌دانیم که ساختن یک منبع تغذیه که عملکردی به ظاهر ساده دارد، نیاز به پیچیدگی‌های خاصی دارد.

 بنابر این منبع تغذیه ابزاری ضروری است و مصارف زیادی برای مبدل های AC-DC یا DC-DC برای ولتاژ بالا یا پایین دارد؛  به همین علت قیمت این دستگاه با توجه به نوع برند آن، نوع دستگاه، قابلیت ها، نوع پاور، تعداد و نوع کانکتور، تعداد ریل و غیره متغیر می باشد.

همچنین در نظر داشته باشید که با انتخاب منبع تغذیه‌ی متناسب با دیگر قطعات، تقریبا چالش کمبود برق مورد نیاز به صفر خواهد رسید.