Co to jest zasilacz komputerowy? Jaki zasilacz kupić? Poradnik kupującego

Co to jest zasilacz komputerowy?

Zasilacz stanowi bez wątpienia serce każdego zestawu komputerowego. To jego zadaniem jest dostarczanie prąd elektryczny do wszystkich podzespołów komputera, takich jak procesor, płyta główna, pamięć, karta graficzna jak również do dysków twardych, czy napędów. Zasilacze komputerowe przekształcają podawany przez sieć energetyczną prąd przemienny na prąd stały. Wielu użytkowników nie traktuje jednak sprawy doboru odpowiedniego zasilacza zbyte poważnie. Zapewne dzieje się tak, ponieważ zakup lepszego (niekoniecznie droższego) zasilacza nie powoduje zwiększenia wydajności komputera ani pozornie nie wzbogaca (zazwyczaj) komputera o jakiekolwiek dodatkowe właściwości. Pozornie...

Prawda jednak jest taka, że zasilacz jest niezwykle istotną częścią komputera jako że każda inna część jest utrzymywana właśnie przez niego przy "życiu". Dodatkowo zasilacze z wyższej półki zapewniają komponentom długie i bezawaryjne działanie, cechując się wyższą kulturą pracy i niższym poziomem hałasu. Statystki pokazują bezlitośnie, że większość awarii i problemów z użytkowaniem sprzętu wynika z używania przeciążonych lub niskiej jakości zasilaczy. Dla przykładu używanie niewłaściwych zasilaczy jest sprawcą większości przypadkowych resetów, zawieszeń lub błędów przy wyświetlaniu obrazu. Wiedząc jak ważny jest zasilacz, warto przy zakupie wszystkich komponentów zastanowić się który zasilacz będzie najlepszy dla składanej przez nas jednostki (mowa oczywiście o komputerach stacjonarnych). Dobór zasilacza nie sprowadza się jednak tylko i wyłącznie do szukania zasilacza z większą ilością watów/amper na tabliczce znamionowej, ale o tym w dalszej części.

Rodzaje zasilaczy komputerowych i normy (standardy)

Podobnie jak przy płytach głównych jak i obudowach komputerowych, również w przypadku zasilaczy, liczą się standardy, rozmiar, rodzaje i ilość wtyczek, tabliczka znamionowa jak i wiele innych rzeczy. Często nawet wydające się nieistotnymi różnice pomiędzy modelami, de facto okazują się być na tyle ważne, że mogą zaważyć na tym czy zasilacz będzie elementem o którym można zapomnieć na długie lata, czy powodem niestabilności i problemów z komputerem w którym jest zainstalowany.

Specyfikacja ATX

Chociaż do dnia dzisiejszego gdzieniegdzie używa się jeszcze specyfikacji AT, to niewątpliwie zasilacze te bez dwóch zdań odeszły już w niepamięć. Dlatego zajmiemy się specyfikacją, która jest zdecydowanie bardziej na czasie - normą ATX :) A tak dokładniej to nowszymi rewizjami normy ATX, ponieważ w tym momencie normy w wersjach poniżej 2.03 również powoli przestają być stosowane przez producentów.

Główne zmiany wprowadzone przez ATX

ATX dostarcza dodatkową linię 3.3V ATX używa pojedynczej wtyczki ATX12V 20-pin do połączenia z płytą główną (lub wtyczki 24-pin w nowszych wersjach, ale tak naprawdę jest to 20-pin 4 ekstra) ATX umożliwia wyłączanie komputera za pomocą tzw. przycisku "soft-off" (naciskamy przycisk na obudowie i nie powoduje to natychmiastowego odcięcia zasilania, lecz np. inicjacje procedury zamykającej system operacyjny)

Specyfikacja ATX12V

Norma ATX12V jest w tej chwili prawdopodobnie najważniejszą z norm przy dokonywaniu wyboru zasilacza. Istnieje kilka różnych wersji tej normy, przy czym różnice pomiędzy nimi potrafią być drastyczne. Dla przykładu norma v1.0 dodała do pierwotnego standardu obsługę wtyczki ATX12V dostarczającego dodatkowe napięcie 12V w celu zapewnienia odpowiedniej ilości prądu dostarczanego do procesora, oraz 6-pin wtyczkę zapewniającą dodatkowe zasilanie na liniach 3.3V oraz 5V. Wersja ATX12V v1.3 dodała natomiast do powyższej obsługę standardu SATA (15-pin). Kolejną bardzo ważna rewizją była wersja 2.0, która wprowadziła zmianę standardu zasilania płyty głównej, zmieniając ilość pin głównej wtyczki zasilającej płytę z 20 na 24 pin oraz usuwając przy okazji dodatkowy, wprowadzony wcześniej, wtyczkę AUX 6-pin. Dodatkowo wersja 2.0 wyznaczyła limit dla poszczególnych linii zasilania 12V ( 12V zostało podzielone na dwie linie: 12V1 i 12V2). W późniejszym czasie ATX12V v2.1 i v2.2 podniosło wymagania co do sprawności i wymusiło kilka innych zmian. Wszystkie zasilacze spełniające normę ATX12V posiadają taką samą wysokość i szerokość. Są one narzucone przez standard ATX. Długość może się zmieniać w zależności od modelu zasilacza.

EPS12V, SFX12V i inne

Standard EPS12V oprócz standardowej, dodanej przez ATX12V, wtyczki wymusza również posiadanie złącza 8-pin do zasilania procesora. (Nota: nie jest to jedyna różnica pomiędzy ww. standardami, ale dla większości komputerów PC, zastosowane uproszczenie jest jak najbardziej wystarczające). Norma EPS12V została początkowo przewidziana dla rozwiązań serwerowych, ale rosnąca ilość hi-end'owych rozwiązań w świecie biurkowych PC spowodowała zaadaptowanie tego standardu do płyt głównych i zasilaczy, które dostępne są dla przeciętnego klienta. Small Form Factor (SFF - Standard dla małych PC) - określenie używane do określenia pokaźnej grupy mniejszych zasilaczy komputerowych, takich jak SFX12V (SFX to również SFF), CFX12V (Compact Form Factor - zasilacze kompaktowe), LFX12V (Low Profile Form Factor - zasilacze nisko-profilowe) oraz TFX12V (Thin Form Factor - zasilacze wąskie). Podsumowując SFF określą grupą zasilaczy, które są mniejsze rozmiarowo niż standard ATX.

O czym warto pamiętać przy zakupie zasilacza?

Większość z nas, przy wyborze właściwego dla siebie zasilacza, kieruje się głównie jednym parametrem - jego mocą. Oceniamy więc, zazwyczaj, zasilacze patrząc jedynie na ten parametr. Jak się jednak okazuje, w żadnym wypadku nie jest to właściwe postępowanie przy wyborze optymalnego dla naszej jednostki zasilacza. Dlaczego ? O tym w dalszej części tej sekcji.

Moc Maksymalna

Zasilacze standardowo rozróżniane są (czy to pomiędzy poszczególnymi modelami danej serii, czy ogólnie rzecz biorąc) przy pomocy dodawania do ich oznaczenia maksymalnej mocy jaką są w stanie oddać. Wartość ta nie stanowi tylko liczby samej w sobie, ale daje nam również jako takie (zakładając, że producent zasilacza jest godnym zaufania) pojęcie na temat tego ile i jakiego rodzaju urządzeń dany zasilacz jest w stanie poprawnie zasilić. Jakkolwiek, wartość określona przez moc maksymalną nie jest w stanie powiedzieć nam czy produkt będzie w stanie dać radę zasilić naszą jednostkę. Dzieje się tak dlatego, że moc maksymalna dzielona jest odpowiednio na każdą z linii zasilających. Na dzień dzisiejszy najważniejszym napięciem zasilającym komputer jest 12V. Są z niego zasilane karty graficzne, procesory etc. Zgodnie z najnowszymi trendami zasilacz musi umożliwić obciążenie ww. linii co najmniej 18 amperami(A), 24A przy karcie graficznej ze średniej półki oraz 34A jeżeli mamy do czynienia z kartami graficznym spiętymi w Sli/Crossfire. Oczywiście, obciążalności, które przed momentem zostały wymienione dotyczą łącznej obciążalności wszystkich linii 12V, która zazwyczaj jest podana na tabliczce znamionowej zasilacza i niekoniecznie stanowi sumę obciążalności poszczególnych linii 12V. Na przykład: zasilacz posiada dwie linie 12V - 12V1:18A oraz 12V2:16A - po dodaniu obciążalności tych linii otrzymujemy 34A, jednak nie jest to jednoznaczne z łączną obciążalnością linii 12V, bo ta może wynosić np. 30A i warto ją sprawdzić na tabliczce znamionowej. Jeżeli zamierzasz, drogi Kliencie, zainstalować karty spinając je w SLI/Crossfire, upewnij się, że linia(e) 12V są w stanie być obciążone 34A. Warto zauważyć, że rożne zasilacze, są różnie oznaczane - na jednych, będziesz mógł odczytać maksymalny amperaż (liczbę amper [A]) dla poszczególnych linii 12V, na innych łączny amperaż linii 12V, a na jeszcze innych moc maksymalną (n.p. 396W, co daje 396W/12V = 33A).

Moc ciągła i szczytowa

Moc ciągła i szczytowa - czyli dwie zupełnie różne od siebie dane. Moc ciągła mówi nam ile zasilacz może oddać wat przez dowolnie długi czas w określonych warunkach (np. przy temperaturze 25 czy 40 stopni Celsjusza), natomiast moc szczytowa wyznacza wartość mocy jaką zasilacz może oddać przez krótki (np. 15 sekundowy) okres czasu.

Wtyki, wtyczki, złącza ... czyli jedno i to samo :)

Wtyczki jakie oferuje dany zasilacz określają nam jasno, jakie typy urządzeń mogą zostać do niego podłączone. Dlatego też bardzo ważne jest aby dobrać zasilacz w taki sposób aby wtyki (ich rodzaj i liczba) odpowiadały złączom jakie posiadają urządzenia, które mają zostać podłączone. Główna wtyczka umożliwiająca podłączenie płyty głównej oraz wtyczka umożliwiająca podłączenie dodatkowego zasilania dla procesora. Główna wtyczka jest używana do zasilania płyty głównej. Wyróżniamy dwa rodzaje złącz: 20 i 24-pinowe. Tak jak to zostało opisane w poprzedniej sekcji 24-pinowe złącze zostało zaimplementowane wraz ze specyfikacją ATX12V v2.0 i na dzień dzisiejszy praktycznie wszystkie sprzedawane płyty główne posiadają właśnie taki standard. Przy okazji warto wspomnieć, że większość płyt głównych które posiadają złącze 24-pin będzie działać również po odpowiednim podłączeniu wtyczki 20-pinowej.

Dodatkowo, aby zapewnić współpracę ze starszymi płytami głównymi (20-pinowe gniazdo), część zasilaczy oferuje rozłączany 24-pinowy konektor, tak aby podłączyć tylko 20-pin, a pozostałą 4-pinową część pozostawić niepodłączoną (WAŻNE: Należy jednak pamiętać, że ta 4-pinowa pozostała część nie jest w żadnym wypadku równoznaczna z 4-pinowym dodatkowym zasilaniem procesora, które to posiada dwa przewody żółte i dwa czarne!). Warto również wspomnieć, że istnieją przejściówki umożliwiające podłączenie 24-pinowego złącza do płyty z 20 pinami.

Oprócz opisanego powyżej złącza występuje również popularne w nowoczesnych płytach głównych złącze 4 lub 8 pin, które umożliwia dodatkowe zasilenie procesora. Jeżeli posiadamy złącze 8-pin, w przypadku wielu płyt głównych, możemy podpiąć do niego wtyk 4-pin wkładając końcówkę w odpowiednią jego część.

Występujące przejściówki: 20-pin -> 24-pin , 4-pin -> 8-pin, 24-pin -> 20-pin, 8-pin -> 4-pin.

Powyżej opisane wtyki stanowią tylko jedną część jakże różnorodnego okablowania dostarczanego z zasilaczami. Oprócz nich występują również przewody zasilające: FDD (a.k.a. mały Molex), PCI-E 6-pin, PEG 8-pin, Molex 4-pin (HDD, napędy optyczne, wentylatory, katody i masa innego sprzętu), SATA oraz czasami 3 lub 4-pin złącza dla wentylatorów (najczęściej obroty sterowane są wtedy przez zasilacz).

Molex 4-pin (a.k.a. Molex) - bardzo dobrze wszystkim znane z czterema pinami, niemal prostokątne złącze; umożliwia podłączenie dysków IDE, napędów optycznych starszego typu, części wentylatorów, katod, kontrolerów obrotów i wielu innych podzespołów.

Floppy 4-pin (FDD) - używane do podłączania stacji dyskietek (4-pin).

PCI-Express 6-pin używane są do podłączania kart graficznych wymagających dodatkowego zasilania(rzadko zdarzały się karty umożliwiające podłączenie przez 4-pin molex) (6-pin).

PEG 8-pin jest standardem wtyczek i gniazd używanych przez najnowsze i bardzo wymagające karty graficzne (8-pin). Bardzo często występuje w postaci rozłączanej wtyczki PEG 8-pin / PCI-E 6-pin.

Serial-ATA to złącze używane przez dyski twarde nowej generacji - Serial-ATA (15-pin).

Spotykane przejściówki: Molex 4-pin -> PCI-E 6-pin, Molex 4-pin -> Floppy 4-pin, Molex 4-pin -> S-ATA, S-ATA -> Molex 4-pin, PCI-E 6-pin -> PEG 8-pin, Molex 4-pin -> PEG 8-pin , Molex 4-pin -> Molex 3pin (wentylatorowe), rozgałęźniki wszelkie rodzaju.

Przy zakupie upewnij się, że zasilacz który chcesz nabyć posiada odpowiednie rodzaje i ilość złącz. Natomiast w przypadku, gdy dokonałeś już zakupu a ilość lub rodzaj wtyczek okazały się niewłaściwie pamiętaj, że zawsze możesz spróbować rozwiązać problem rozgałęziaczami lub przejściówkami.

Układ PFC

PFC (Współczynnik Korekcji Mocy) jest to technika, która umożliwia przeciwdziałanie niechcianym efektom powodowanym przez ładunki elektryczne (moc reaktywna), które sprawiają, że współczynnik mocy (PF) - współczynnik, który jest ułamkiem w mianowniku posiadającym moc aktywną (jaka faktycznie jest od dawna), natomiast w liczniku moc pozorną (napięcie razy natężenie - VA - tzw. woltoampery). Warto nadmienić, że tylko moc czynna tak naprawdę się liczy, ponieważ to ona zdolna jest do "wykonywania" pracy. Tak więc, podsumowując, im wyższy współczynnik PF (Power Factor), tym zasilacz jest w stanie lepiej przetworzyć prąd wejściowy w użyteczną moc.
Dla użytkowników domowych (gospodarstwa domowe, firmy) opłata pobierana przez dostawcę energii wyliczana jest na podstawie mocy czynnej (tylko fabryki rozliczane są na podstawie mocy biernej-pozornej), tak więc wartość PF nie wpływa bezpośrednio na rachunki za pobraną energię elektryczną. Nie jest jednak powiedziane, że PF się nie liczy. Dlaczego ? Ponieważ patrząc na problem PF szerzej, okazuje się, że im lepszy tym współczynnik tym mniejsze straty mocy, a tym samym mniejsze zamieszczenie środowiska!

Dlatego też, zgodnie z dyrektywą UE wprowadzono układy PFC, który mają jak najbardziej zbliżać ten współczynnik do 1. I tak dla pasywnego PFC wartości PF wahają się pomiędzy 0,60 a 0,80, natomiast dla aktywnego między 0,95 a 0,99. Różnice jak widać są dość pokaźne, dlatego warto wyposażyć się w nowoczesny zasilacz z aktywnym PFC. Warto chronić środowisko.
Sprawność zasilacza

Sprawność to również bardzo ważna sprawa, która w przeciwieństwie do PFC bezpośrednio przekłada się na rachunki jakimi obarcza nas dostawca energii elektrycznej. Dlaczego tak się dzieje ? Otóż sprawa jest bardzo prosta - sprawność zasilacza (wyrażana najczęściej w procentach) określa nam jak dużo energii pobranej z gniazdka przekształcane jest w energię, którą następnie pobiera nasz komputer, a ile w energię cieplną (która nomen omen potrzebna jest nam np. w lecie jak dziura w płocie).

Przykład: Załóżmy, że mamy komputer, który pobiera 300W mocy. Zasilacz o sprawności 85% pobierze z sieci 353 waty, natomiast zasilacz starszego typu o sprawności rzędu 70% pobierze 428W. Różnica to około 75W. Łatwo zauważyć, że te 75W po 13 godzinach i 20 minutach da dodatkową 1kWh na rachunku. Jeżeli komputer pracuje codziennie przez ten czas, to po miesiącu daje to około 30kWh więcej. Warto zauważyć, że te 30kWh "poszło w powietrze" - dogrzało miejsce w którym pracuje komputer.

Dodatkowo wartymi uwagi zaletami posiadania zasilacza o wysokiej sprawności jest to, że mniej wydzielanego ciepła pozwala na niższe obroty wentylatora. To z kolei zapewnia cichszą pracę zasilacza, oraz mniej wydzielanego ciepła. Dodatkowo niższa temperatura wewnątrz zasilacza, to również dłuższa i bezawaryjna praca zasilacza.
Wentylacja

Żaden aktualnie produkowany zasilacz, nie posiada 100-procentowej sprawności. Oznacza to, że powstałą podczas pracy energię cieplną należy rozproszyć. Do tego celu służą systemy zbudowane z radiatorów oraz jednego lub więcej wentylatorów (za wyjątkiem zasilaczy pasywnych, które przystosowane są do pracy w wyższych temperaturach oraz dodatkowo używają obudowy jako dodatkowego radiatora).

Poziom hałasu

Obniżenie hałasu powstającego przy pracy urządzeń elektronicznych zawsze stanowiło duże wyzwanie. Dlatego też producenci zasilaczy, starają się używać jak najlepszych i najnowocześniejszych rozwiązań aby zredukować go do minimum. Używane są duże (np. 12cm) wentylatory o niskich prędkościach obrotowych (RPM - revolutions per minute) regulowanych dodatkowo przez monitorowanie obciążenia lub temperatury, rozbudowane radiatory, oraz inne systemy mające zapewnić jak najmniej dB. Tak jak wcześniej zostało to wspomniane, występują również zasilacze pasywne w których jedynym hałasem jest ten powodowany przez elektronikę zawartą w obudowie zasilacza. Niestety jednak ze względu na ograniczone możliwości rozproszenia powstałego ciepła, również moc takich zasilaczy jest mocno ograniczona (chociaż tak naprawdę nowoczesne jednostki zasilające są w stanie sprostać naprawdę wymagającym konfiguracjom). Na chwilę obecną przyszłością w dziedzinie obniżania poziomu hałasu będzie zastosowanie systemu logiki rozmytej, oraz zmiana zasilania wentylatorów z tradycyjnego sterowania wysokością napięcia na system PWM. Rozwiązanie takie jako pierwsza zaprezentowała firma Enermax w zasilaczach Modu82 i Pro82 .

Odpinane kable

Systemów odpinanych kabli jest wiele, jak wielu jest producentów. Wszystkie te systemy łączy jednak jedno - możliwość wybrania które przewody będą na potrzebne przy podłączaniu podzespołów, a które mogą pozostać w pudełku (najczęściej za wyjątkiem wiązki zasilającej, idącej do płyty głównej, której potrzebuje praktycznie każdy użytkownik).
Pierwszą, bezapelacyjną zaletą posiadania zasilacza z odpinanymi kablami jest nienaganny porządek panujący w obudowie. Jak bardzo jest on ważny wie każdy kto musiał dokonywać zmian, w czasami dość ciasnej, obudowie. Porządek ten niesie jednak ze sobą jeszcze jedną jakże ważną zaletę - umożliwienie bezproblemowego przepływu powietrza, a co za tym idzie lepsze chłodzenie (cichsze lub bardziej wydajne).

Uwaga: istnieją również systemy umożliwiające spinanie kabli - najczęściej oparte na opaskach rzepowych. Co prawda kable w dalszym ciągu znajdują się w obudowie, ale nie leżą już "byle gdzie" i nie zajmują tyle miejsca.

Wsparcie dla SLI/Crossfire

Komputery, wyposażone w systemy SLI lub Crossfire, zazwyczaj wymagają więcej mocy, ponieważ muszą zasilić dwie lub więcej kart graficznych - najczęściej hi-end'owych kart, które jak wiemy konsumują nieograniczone ;) zasoby mocy. Dlatego też, wiele zasilaczy sygnowanych jest znaczkiem SLI lub Crossfire ready. Oznacza to, że dany zasilacz spełnia wymagania stawiane jednostkom które mają być w stanie bezproblemowo zasilić takie wielo-kartowy komputer. Jeżeli posiadasz SLI lub Crossfire, warto się zastanowić nad zmianą zasilacza na taki z certyfikatem. Warto, aczkolwiek nie zawsze jest to konieczność, ze względu na to, iż wiele doskonałych zasilaczy z najwyższej półki, nie posiada certyfikatu, natomiast bezproblemowo radzi sobie z takim sprzętem, nierzadko zostawiając jeszcze spory zapas mocy.

Zabezpieczenia w zasilaczach komputerowych

Specyfikacja ATX wymusza na producentach zasilaczy stosowanie szeregu zabezpieczeń, nawet jeżeli ten nie umieszcza takiej informacji na opakowaniu. Do tych zabezpieczeń należą: Zabezpieczenie nadprądowe (Input Over-current Protection - IOP) Posiadają je nawet najtańsze zasilacze, gdyż pod tym enigmatycznym pojęciem kryje się dobrze znany wszystkim bezpiecznik (ceramiczny, bądź topnikowy). Jego zadaniem jest ochrona zasilacza (i co za tym idzie komputera), przed zwarciami i przepięciami w sieci energetycznej.
Zabezpieczenie nadnapięciowe (Overvoltage Protection - OVP)
Zabezpieczenie nadnapięciowe wyłącza zasilacz, gdy napięcie wyjściowe przekracza określony zakres, przewyższając znacznie napięcie jakie teoretycznie powinno być podawane przez daną linię. Zabezpieczenie to jest niezwykle ważne, ponieważ zbyt wysokie napięcie jest w stanie w łatwy sposób uszkodzić, jakże delikatne podzespoły podłączone do zasilacza.

Zabezpieczenie przeciwzwarciowe (Short-circuit Protection - SCP)
Celem zabezpieczenia przeciwzwarciowego jest wyłączenie zasilacza w przypadku, gdy impedancja na wyjściu będzie niższa niż 0,1 Ohma. Zasilacz powinien wyłączyć się w momencie zwarcie linii 3,3V, 5V lub 12V do którejkolwiek innej linii. Dodatkowo linie 12V1 i 12V2 powinny posiadać niezależne zabezpieczenia przeciwzwarciowe i przeciw przeciążeniowe. Zwarcie pomiędzy każdą z linii a linią 5Vsb nie może spowodować uszkodzenia zasilacza.

Zabezpieczenie prądowe/przeciw-przeciążeniowe (Overload Protection/Overcurrent Protection - OLP/OCP)
Zabezpieczenia zbliżone sposobem działania do zabezpieczenia nadnapięciowego. Wyłącza zasilacz, gdy prąd (OCP) lub moc (OLP) są zbyt wysokie. Dobrym przykładem gdy pojawiają się warunki, które uaktywniają to zabezpieczenie jest zbyt duże obciążenie zasilacza.

Zabezpieczenie przed przegrzaniem (Over-temperature Protection)
Zasilacz może posiadać czujnik temperatury, który w razie przegrzania wyłączy zasilacz. Przegrzanie jest zwykle spowodowane awarią wentylatora, lub przeciążeniem zasilacza. Jest ono montowane w praktycznie każdym zasilaczu z oferty naszego sklepu.

Artykuł jest w wersji roboczej. Jest w trakcie aktualizacji i rozbudowy.