Tous les ordinateurs modernes utilisent des alimentations ATX. Auparavant, des alimentations standard AT étaient utilisées, elles n'avaient pas la possibilité de démarrer à distance un ordinateur ni certaines solutions de circuits. L'introduction de la nouvelle norme a également été associée à la sortie de nouvelles cartes mères. La technologie informatique s'est développée et se développe rapidement, il est donc nécessaire d'améliorer et d'étendre les cartes mères. Cette norme a été introduite en 2001.

Voyons comment fonctionne une alimentation d'ordinateur ATX.

Disposition des éléments sur le tableau

Tout d’abord, jetez un œil à l’image, tous les blocs d’alimentation y sont étiquetés, puis nous examinerons brièvement leur fonction.

Et voici le schéma électrique, divisé en blocs.

A l'entrée de l'alimentation se trouve un filtre antiparasitaire électromagnétique composé d'une inductance et d'un condensateur (1 bloc). Les alimentations bon marché ne l’ont peut-être pas. Le filtre est nécessaire pour supprimer les interférences dans le réseau d'alimentation électrique résultant du fonctionnement.

Toutes les alimentations à découpage peuvent dégrader les paramètres du réseau d'alimentation ; des interférences et des harmoniques indésirables y apparaissent, qui interfèrent avec le fonctionnement des appareils de transmission radio et d'autres choses. Par conséquent, la présence d'un filtre d'entrée est hautement souhaitable, mais les camarades chinois ne le pensent pas, alors ils économisent sur tout. Ci-dessous, vous voyez une alimentation sans self d'entrée.

Ensuite, la tension secteur est fournie, via un fusible et une thermistance (NTC), cette dernière étant nécessaire pour charger les condensateurs du filtre. Après le pont de diodes, un autre filtre est installé, généralement une paire de gros ; attention, il y a beaucoup de tension à leurs bornes. Même si l'alimentation électrique est coupée du réseau, vous devez d'abord les décharger avec une résistance ou une lampe à incandescence avant de toucher la carte avec vos mains.

Après le filtre de lissage, la tension est fournie au circuit d'alimentation à découpage, c'est complexe à première vue, mais il n'y a rien de superflu. Tout d'abord, la source de tension de veille (bloc 2) est alimentée ; elle peut être réalisée à l'aide d'un circuit auto-oscillateur, ou peut-être sur un contrôleur PWM. Habituellement - un circuit convertisseur d'impulsions sur un transistor (convertisseur monocycle), en sortie, après le transformateur, un convertisseur de tension linéaire (KRENK) est installé.

Un circuit typique avec un contrôleur PWM ressemble à ceci :

Voici une version plus grande du diagramme en cascade de l'exemple donné. Le transistor est situé dans un circuit auto-oscillateur dont la fréquence de fonctionnement dépend du transformateur et des condensateurs dans son câblage, la tension de sortie sur la valeur nominale de la diode Zener (dans notre cas 9V), qui joue le rôle de feedback ou élément de seuil qui shunte la base du transistor lorsqu'une certaine tension est atteinte. Il est en outre stabilisé à un niveau de 5 V par un stabilisateur linéaire intégré de type série L7805.

La tension de veille est nécessaire non seulement pour générer le signal d'allumage (PS_ON), ​​​​mais également pour alimenter le contrôleur PWM (bloc 3). Les alimentations informatiques ATX sont le plus souvent construites sur la puce TL494 ou ses analogues. Ce bloc est responsable du contrôle des transistors de puissance (bloc 4), de la stabilisation de la tension (par retour) et de la protection contre les courts-circuits. En général, le 494 est très souvent utilisé dans la technologie impulsionnelle ; on le retrouve également dans les alimentations puissantes pour bandes LED. Voici son brochage.

Si vous envisagez d'utiliser une alimentation d'ordinateur, par exemple, pour alimenter une bande LED, il vaudra mieux charger un peu les lignes 5V et 3,3V.

Conclusion

Les alimentations ATX sont idéales pour alimenter les conceptions de radioamateur et comme source de laboratoire à domicile. Ils sont assez puissants (à partir de 250, et les modernes à partir de 350 W), et on les trouve sur le marché secondaire pour quelques centimes, les anciens modèles AT conviennent également, pour les démarrer il suffit de fermer les deux fils qui allaient à le bouton de l'unité système, le signal PS_On pour il n'y en a pas.

Si vous envisagez de réparer ou de restaurer un tel équipement, n'oubliez pas les règles travail sécuritaire avec l'électricité, qu'il y a une tension secteur sur la carte et que les condensateurs peuvent rester chargés pendant une longue période.

Allumez des alimentations inconnues via une ampoule pour éviter d'endommager le câblage et les traces du circuit imprimé. Si vous avez des connaissances de base en électronique, ils peuvent être convertis en un chargeur puissant pour batteries de voiture ou . Pour ce faire, les circuits de rétroaction sont modifiés, la source de tension de veille et les circuits de démarrage de l'unité sont modifiés.

De nombreux utilisateurs qui tentent de comprendre la structure de leur PC ne comprennent pas ce qu'est une alimentation électrique dans un ordinateur. En attendant, il s’agit de l’un des éléments les plus importants du système, sans lequel aucun composant ne fonctionnerait. Voyons ce que sont les alimentations, définissons leur structure, leurs types, leurs avantages et leurs inconvénients.

Définition

Qu'est-ce qu'une alimentation dans un ordinateur ? En bref, il s'agit d'un dispositif permettant de convertir la tension secteur AC en DC pour alimenter tous les composants de l'unité centrale. En particulier, l'alimentation alimente en tension les composants : carte vidéo, RAM, disque dur, carte réseau, processeur, périphériques connectés. Si tous ces composants sont connectés directement à un réseau 220 V, ils grilleront tout simplement. Les composants pour fonctionner nécessitent une tension de 12 ou 24 V (la plupart du temps) et la tâche de l'alimentation électrique est de fournir la tension requise.

Cet élément a également une autre tâche : protéger les composants informatiques contre d'éventuelles surtensions. Il s'agit essentiellement d'un changeur de tension qui ressemble à une petite boîte noire avec un ventilateur. Il est installé dans l'unité centrale et c'est là que passe le câble réseau.

Tension requise

L'alimentation de l'ordinateur est fournie par un réseau 220 V. différents pays La tension actuelle et sa fréquence dans le réseau peuvent varier. Par exemple, en Russie et dans la plupart des pays européens, la tension secteur est de 220/230 V à une fréquence de 50 Hz. Cependant, aux États-Unis, la tension secteur est de 120 V à 60 Hz. L'Australie est également différente à cet égard : la tension y est de 240 V/50 Hz. Par conséquent, lors de la création d'une alimentation électrique, les paramètres du réseau du pays vers lequel les livraisons sont prévues sont pris en compte. Autrement dit, si vous apportez en Russie une alimentation achetée aux États-Unis, elle ne fonctionnera probablement pas.

Il existe également des alimentations universelles avec un régulateur de tension spécial. Autrement dit, vous pouvez définir la valeur de la tension du réseau sur l'unité et l'appareil s'y adaptera indépendamment.

Si l'ordinateur ne s'allume pas lorsque vous appuyez sur le bouton d'alimentation, vous devez tout d'abord rechercher la raison dans l'appareil et, si nécessaire, le remplacer. Malheureusement, les modèles bon marché qui inondent le marché russe aujourd'hui tombent en panne trop souvent.

Alimentation du bloc d'alimentation de l'ordinateur

Il existe aujourd’hui de nombreuses unités différentes capables de fournir de la puissance sur une vaste plage. Dans les ordinateurs portables modernes, la puissance peut varier entre 25 et 100 W. Quant aux ordinateurs personnels, ici, en fonction de la consommation électrique des composants, vous pouvez utiliser une alimentation de 2000 W.

Il y a des rumeurs parmi les utilisateurs selon lesquelles plus le bloc est puissant, mieux c'est, même si en réalité ce n'est pas tout à fait vrai. Tous les utilisateurs n'ont pas besoin d'un appareil aussi puissant et coûteux. Si vous y réfléchissez bien, acheter une alimentation coûteuse et puissante pour un ordinateur faible est un gaspillage d'argent non seulement lors de l'achat de l'unité elle-même, mais également pendant le fonctionnement, car elle consommera beaucoup d'électricité excédentaire.

Cependant, aujourd'hui, dans les rayons des magasins, on trouve principalement des appareils de 400 à 500 W. La puissance de ces composants est tout à fait suffisante pour alimenter un ordinateur standard doté d’un bon matériel. Mais ils ne sont pas capables d'assurer le fonctionnement stable d'un ordinateur de jeu puissant.

Types et différences de BP

Maintenant que nous comprenons ce qu'est une alimentation dans un ordinateur, nous pouvons parler de leurs types et caractéristiques distinctives. Il existe aujourd'hui des unités d'impulsions et de transformateurs. Chaque type présente ses propres avantages et inconvénients, qui doivent être examinés plus en détail.

Transformateur

C’est le type le plus courant et celui le plus vendu. La plupart des systèmes modernes n'utilisent pratiquement pas de dispositif d'alimentation informatique similaire, qui est représenté par les éléments suivants :

1. Transformateur.
2. Redresseur.
3. Filtre réseau.

L'un de ces blocs est présenté sur la photo ci-dessous.

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement d'un tel dispositif est relativement simple : grâce à l'enroulement primaire, le transformateur reçoit la tension du secteur. Ensuite, à l'aide d'un redresseur, le courant alternatif multidirectionnel est converti en courant continu et unidirectionnel. Dans ce cas, différents redresseurs peuvent être utilisés : simple onde ou pleine onde. Dans tous les cas, on utilise des ponts de diodes constitués de :

1. Deux diodes – du premier type.
2. Quatre diodes – du deuxième type.

L'utilisation de deux éléments dans un redresseur est typique pour les BC à double tension ou dans les appareils triphasés.

Le filtre secteur du bloc d'alimentation d'un ordinateur est un condensateur ordinaire avec grande capacité. Il atténue les ondulations du courant, c'est pourquoi un courant relativement propre et uniforme est fourni aux composants.

De plus, au lieu des transformateurs conventionnels, des dispositifs automatiques peuvent être utilisés à l'intérieur de ces unités.

Fonctionnement des alimentations des transformateurs

Pour comprendre plus en détail ce qu'est une alimentation dans un ordinateur et comment elle fonctionne, vous devez avoir au moins notions de base lois du génie électrique. Les dimensions des alimentations de type transformateur dépendent directement des dimensions des transformateurs utilisés à l'intérieur. Les dimensions des appareils sont calculées à l'aide de la formule :

Dans cette formule :

1. N est le nombre de tours par tension de 1 V ;
2. f - fréquence du courant (alternatif) ;
3. B est l'induction du champ magnétique généré dans le circuit magnétique ;
4. S est la section transversale du circuit magnétique.

Par conséquent, plus le fil est grand et plus la section du fil est grande, plus le transformateur sera grand. Cela implique une augmentation des dimensions du bloc lui-même. Cependant, si la section du fil est réduite, alors le nombre de tours (N) devra être augmenté, ce qui ne sera pas possible dans les transformateurs compacts. Si le transformateur est de faible puissance, de nombreux tours avec une petite section n'affecteront pas le fonctionnement de l'alimentation elle-même, car l'intensité du courant dans de tels dispositifs sera faible. Cependant, à mesure que la puissance augmente, le courant augmente, ce qui entraîne une dissipation thermique de la puissance.

Par conséquent, les alimentations à transformateur 50 Hz ne peuvent être que volumineuses et lourdes. De tels dispositifs ne sont pas pratiques à utiliser dans les ordinateurs modernes en raison de leur poids et de leurs dimensions, ainsi que de leur faible efficacité.

Cependant, il y a aussi des aspects positifs : fiabilité et simplicité, facilité de réparation (tous les éléments sont faciles à remplacer en cas de panne), absence d'interférences radio.

Alimentations à découpage

Ces appareils utilisent d'autres solutions de conception pour augmenter la fréquence du courant. Vous trouverez ci-dessous une alimentation classique de ce type.

Une alimentation similaire fonctionne comme suit :

1. Le courant alternatif du réseau entre dans l'appareil, est redressé et devient constant.
2. Le courant continu est converti en impulsions de fréquence.
3. Ces impulsions sont envoyées au transformateur. Si une isolation galvanique est fournie, des impulsions rectangulaires sont fournies au filtre passe-bas de sortie.

Notez qu’il existe des différences fondamentales entre ces deux types d’alimentation. En particulier, les pulsés ont les caractéristiques suivantes :

1. À mesure que la fréquence du courant augmente, l'efficacité du transformateur augmente.
2. Les exigences relatives à la section transversale du noyau sont minimes.
3. La possibilité de créer des alimentations compactes et légères en installant des transformateurs efficaces et petits.
4. L'utilisation d'une rétroaction négative permet de stabiliser la tension de sortie, ce qui affectera positivement la stabilité de tous les composants et du système dans son ensemble.

Avantages des alimentations à découpage

1. Haute efficacité, qui atteint 92-98 %.
2. Poids léger et dimensions.
3. Fiabilité.
4. Capacité à fonctionner dans une large gamme de fréquences. La même unité d’impulsions peut fonctionner dans différents pays du monde.
5. Protection de court circuit.
6. Faible coût.

1. Mauvaise maintenabilité. Si un transformateur ordinaire peut être facilement réparé en remplaçant presque n'importe quel élément de la carte, alors avec un dispositif à impulsions, tout est plus compliqué. Par conséquent, il est envisagé de refaire une alimentation d'ordinateur de type impulsionnel. tâche difficile. Les réparations en atelier peuvent être coûteuses.
2. Émission d'interférences haute fréquence.

Nous avons maintenant découvert ce qu'est une alimentation dans un ordinateur et comment elle fonctionne. À l'heure actuelle, ce sont principalement des appareils à impulsions qui sont vendus sur le marché et les appareils à transformateur sont pratiquement absents.

Comment vérifier l'alimentation de l'ordinateur ?

Si l'ordinateur ne s'allume pas, le problème peut provenir de l'alimentation électrique. Pour vérifier l'appareil, nous avons besoin d'un multimètre. Ainsi, avant de vérifier le fonctionnement de l’alimentation de l’ordinateur, vous devez déconnecter tous les composants et l’alimentation elle-même. Ensuite, nous prenons un trombone ordinaire, le redressons en forme de U. Prenez un connecteur à 20/24 broches (le plus grand) et utilisez notre trombone pour fermer les contacts noir et vert. Étant donné que vos doigts toucheront du métal, vous devez vous assurer que l’alimentation est débranchée de la prise.

Abaissez maintenant le trombone et branchez l’alimentation dans la prise. Si le ventilateur commence à tourner lorsque l'appareil est allumé, cela signifie qu'il fonctionne.

Vous devez maintenant mesurer la tension au niveau des connecteurs. Selon le modèle d'alimentation, la tension aux connecteurs peut varier légèrement. Par conséquent, vous devez trouver des informations dans les instructions (ou sur Internet) sur les paramètres de tension qui doivent être sur les différents connecteurs et les mesurer avec un multimètre. Si les paramètres diffèrent de la normale, cela signifie qu’il y a un problème avec l’alimentation électrique.

Intérieur Unité de puissance(alimentation) est conçu pour convertir la tension secteur en une forme pouvant être utilisée par le PC. Il joue un rôle important dans les aspects suivants de la SEP :

• La stabilité: Une alimentation de haute qualité avec une puissance suffisante garantira des années de fonctionnement stable du PC. D'un autre côté, une alimentation de mauvaise qualité avec une puissance insuffisante peut rendre le travail sur un PC pénible, créant des problèmes difficiles à diagnostiquer. Il suffit de dire que le coût d'une alimentation électrique représente environ 2 à 3 % du coût d'un PC, et que les problèmes d'alimentation et de refroidissement représentent environ un tiers de tous les problèmes survenant dans un PC.
• Refroidissement: Le bloc d'alimentation contient le ventilateur principal, qui contrôle le flux d'air dans le boîtier du PC. Bien entendu, ce ventilateur est le composant principal du système de refroidissement du PC.
• Économique: Les nouvelles alimentations fonctionnent conjointement avec un logiciel pour réduire la consommation d'énergie pendant les périodes d'inactivité.
• Possibilité d'extension PC : La puissance de l'alimentation est l'un des facteurs qui déterminent la possibilité d'ajouter de nouveaux disques à un PC ou de passer à une carte mère ou un processeur plus puissant.

Fonctions et signaux d'alimentation

La fonction principale de l'alimentation est assez simple : convertir la tension secteur sous une forme que le PC peut utiliser. Cependant, il doit fournir plusieurs tensions différentes, ainsi que quelques signaux supplémentaires utilisés par la carte mère.

Conversion du courant alternatif en courant continu

Dans le réseau électrique ça marche courant alternatif(Courant Alternatif - AC), et pour alimenter le PC il faut D.C.(Courant continu - DC). Par conséquent, la fonction principale d’une alimentation est de convertir le courant alternatif en courant continu. De plus, l’alimentation doit fournir plusieurs niveaux de tension continue requis par divers composants du PC.

Bien que presque tous les appareils électroménagers fonctionnent sur courant alternatif standard, certains appareils fonctionnent sur courant continu. Les exemples incluent les répondeurs, les équipements audio et, dans le monde des PC, les imprimantes, les modems et autres périphériques. Les signes d'utilisation du courant continu à l'intérieur de l'appareil sont la capacité de fonctionner sur batterie et la présence d'une alimentation. Ces petits appareils dotés d'une fiche électrique et d'une prise d'appareil sont communément appelés Adaptateurs secteur(adaptateurs secteur). En fait, ces adaptateurs sont des convertisseurs AC-DC.

Il existe une différence significative entre les adaptateurs secteur et l’alimentation du PC. Les adaptateurs sont alimentations linéaires(alimentations linéaires) et plus de 50 % de l'énergie y est dépensée en chaleur. En effet, beaucoup de ces adaptateurs chauffent, ce qui peut être vérifié à la main. Une telle inefficacité est acceptable pour les adaptateurs basse consommation, mais inacceptable pour les alimentations PC.

Au lieu d'un circuit linéaire, RS utilise alimentations commutées(alimentations à découpage). Une discussion complète des circuits de ces unités est assez volumineuse, et une brève description ressemble à ceci : une alimentation commutée utilise un commutateur à transistor et une boucle de rétroaction fermée pour produire une tension de sortie CC stabilisée quelle que soit la charge et la puissance. consommé sur le secteur est consommé uniquement dans la charge.

Le principal avantage d'une alimentation commutée est son rendement supérieur à celui d'un circuit linéaire (n'oubliez pas qu'un PC consomme des centaines de watts). Le deuxième avantage est que la chaleur générée est dissipée par le système de refroidissement. Le principal inconvénient de ce type d'alimentation est que le processus de conversion génère des signaux haute fréquence qui affectent d'autres appareils (à l'intérieur ou à l'extérieur du PC). L’alimentation du PC est donc toujours enfermée dans un boîtier métallique faisant office d’écran.

Facteur de puissance Le facteur de puissance d’un appareil est le rapport entre la puissance réelle utilisée par l’appareil et le produit du courant et de la tension d’entrée. Les alimentations traditionnelles ont un facteur de puissance d'environ 0,6 à 0,7. C'est important pour calculer la puissance d'une alimentation sans coupure (UPS).

Tensions de sortie standards

Plusieurs tensions sont utilisées pour alimenter divers composants du PC. Au cours des 20 années d'histoire du MS, les tensions de base sont restées inchangées, mais certaines ont disparu et plusieurs nouvelles sont apparues. L'alimentation génère toutes les tensions nécessaires dont la puissance dépend de son modèle. Il produit principalement des tensions positives, bien qu’il existe également des tensions négatives.

La quantité de courant à chaque niveau de tension est importante car elle influence la détermination de la capacité de l'alimentation à fournir une puissance suffisante au PC. Voici quelques informations sur les différentes tensions produites par les alimentations modernes :

• -12V : Cette tension est utilisée dans certains circuits de port série dont les amplificateurs nécessitent -12 V et +12 V. Elle n'est pas requise dans certains PC plus récents. La plupart des alimentations produisent du -12 V pour assurer la compatibilité avec le matériel plus ancien, et la charge actuelle est généralement inférieure à 1 A.
• -5V : Une autre tension archaïque qui était utilisée dans les anciens PC pour les contrôleurs de disquettes et autres cartes de l'ancien bus ISA. Elle est généralement générée dans un souci de compatibilité avec du matériel plus ancien et la charge de courant ne dépasse généralement pas 1 A. Dans les alimentations au facteur de forme SFX, cette tension n'est pas générée, car les PC dotés d'une alimentation au facteur de forme SFX le font. ne disposent pas d'emplacements pour le bus ISA.
• 0V : Il s'agit de la masse (commune) du système électrique RS. Les signaux de masse de l'alimentation sont utilisés pour compléter des circuits avec d'autres tensions. Ils fournissent une référence pour mesurer les tensions restantes.
• +3,3 V : Nouveau niveau tension des alimentations modernes, disponibles dans les PC aux facteurs de forme ATX/NLX, SFX et WTX. Initialement, la tension la plus basse pour le processeur, la mémoire et les autres circuits de la carte mère était de +5 V. À partir de la deuxième génération de processeurs Pentium, une tension inférieure de +3,3 V a été utilisée pour l'alimentation électrique afin de réduire la génération de chaleur. Pour cette raison, les cartes mères sont apparues convertisseurs de tension(régulateurs de tension) pour obtenir +3,3 V à partir de +5 V. Maintenant, cette tension est générée par l'alimentation elle-même et elle est utilisée pour le processeur, certains types mémoire système, Cartes vidéo AGP d'autres schémas.
• +5V : Dans les PC plus anciens, cette tension était utilisée pour carte mère, processeur et la plupart des autres composants du PC. Il y a maintenant un passage au +3,3 V, mais la carte mère et bon nombre de ses composants utilisent toujours le +5 V.
• +12V : Cette tension est principalement destinée aux moteurs d'entraînement, mais également aux ventilateurs et autres types de dispositifs de refroidissement. Il n'est pas utilisé sur la carte mère, mais est envoyé vers les slots bus système pour toutes les cartes qui le nécessitent. Bien entendu, les disques sont connectés directement à l’alimentation via leurs connecteurs.

Puissance Bon Signal

Lorsque le PC est allumé, des tensions stabilisées à la sortie de l'alimentation se forment en environ une demi-seconde. Pour éviter que le PC ne présente des niveaux de tension instables, l'alimentation envoie un signal spécial à la carte mère appelé "Power Good", "Power OK" ou "PWR OK". Ce signal se produit après un test interne de l'alimentation et indique que l'alimentation peut être utilisée. Jusqu'à ce que ce signal soit reçu, la carte mère ne démarre pas le PC.

De plus, l'alimentation supprime parfois le signal Power Good, par exemple en raison d'une surtension du réseau. Lorsque la tension secteur est rétablie, le signal Power Good est à nouveau envoyé, ce qui réinitialise l'ordinateur. Si la tension secteur disparaît pendant plus de 15 secondes, l'alimentation électrique est coupée.

Le niveau du signal Power Good est de +5 V avec une tolérance de 1 V dans les deux sens. Toutes les alimentations génèrent ce signal et pour la plupart d'entre elles, l'intervalle de temps pour le retarder après la mise sous tension de l'ordinateur est déterminé.

Signaux supplémentaires

Certaines alimentations définissent des signaux supplémentaires en plus des tensions de sortie standard et du signal Power Good. De nombreux signaux supplémentaires sont pris en compte facultatif(facultatif) pour le facteur de forme. En pratique, cela signifie que ces signaux sont absents dans de nombreuses alimentations, en particulier celles bon marché. Néanmoins, les alimentations de haute qualité en sont dotées et il est utile de savoir ce qu’elles signifient.

Note: Pour que des signaux supplémentaires fonctionnent, ils doivent être pris en charge carte mère. Cela signifie généralement qu'il dispose d'une prise spéciale pour fournir ces signaux à partir de l'alimentation électrique.

Les signaux supplémentaires suivants sont définis pour les facteurs de forme ATX/NLX :

• Disponibilité +3,3 V (+3,3 V Détection) : Ce signal est utilisé pour détecter l'alimentation d'un niveau de tension de +3,3 V à la carte mère. Il permet à l'alimentation d'affiner la sortie +3,3V en cas de chute de tension excessive entre l'alimentation et les composants (notamment le processeur) utilisant le +3,3V.
• FanC : Ce signal de contrôle du ventilateur permet à la carte mère de contrôler la vitesse du ventilateur de l'alimentation. Lorsque le niveau du signal FanC est inférieur à 1 V, le ventilateur s'éteint. À mesure que le niveau augmente, le ventilateur tourne plus rapidement et lorsque le niveau du signal FanC est supérieur à 10,5 V, le ventilateur tourne à pleine vitesse. Ce signal peut être utilisé pour éteindre le ventilateur lorsque le PC est en mode veille ou arrêt. Il vous permet également d'augmenter ou de diminuer la vitesse du ventilateur en fonction de la température à l'intérieur du boîtier du PC.
• FanM : Le signal de surveillance du ventilateur permet à la carte mère de surveiller la vitesse actuelle du ventilateur de l'alimentation. En particulier, il peut être utilisé pour informer l'utilisateur de la panne du ventilateur de refroidissement principal de l'alimentation électrique.
• 1394V et 1394R : Ces deux signaux fournissent une tension séparée et non régulée pour les périphériques IEEE-1394 (« FireWire »). Cette tension n'est pas utilisée par la carte mère.

Pour le facteur de forme SFX, un seul signal « Fan ON/OFF » supplémentaire est défini, ce qui est équivalent au signal « FanC » du facteur de forme ATX évoqué précédemment.

Le facteur de forme WTX comporte plusieurs signaux supplémentaires. Parmi eux se trouvent les anciens signaux +3,3 V Sense, FanC et FanM, ainsi que plusieurs nouveaux :

• Mode passif (veille) : Bascule l'alimentation en mode passif (« hibernation »). Utilisé pour économiser de l'énergie et utilisé conjointement avec le signal de mise sous tension.
• +3,3 V AUX : Il s'agit d'un signal de veille +3,3V, similaire au signal de veille +5V défini pour la norme ATX "Soft Power".
• Disponibilité du +5 V (+5 V Sense) : Semblable à +3,3 V Sense, mais conçu pour +5 V. Le facteur de forme WTX fournit également des lignes de terre séparées (appelées retours) pour les lignes de présence de tension.

Composants d'alimentation

Le « remplissage » spécifique d'une alimentation dépend de son facteur de forme et de ses caractéristiques de conception, mais la plupart des alimentations ont les mêmes composants externes et internes généraux.

Avertissement: Des tensions élevées et dangereuses fonctionnent à l’intérieur des alimentations. Ils ne peuvent être ouverts qu'après une formation spéciale. Même lorsque l’alimentation électrique est débranchée, des tensions dangereuses peuvent rester présentes pendant un certain temps.

Boîtier et couverture

Chaque alimentation PC est enfermée dans un boîtier métallique et possède un couvercle métallique. Le couvercle est généralement fixé avec des vis et peut être retiré. Le boîtier d'alimentation, comme le boîtier du PC, remplit plusieurs fonctions.

Le boîtier isole les composants internes de l'alimentation du reste du PC. Il évite notamment les émissions d'interférences typiques des alimentations à découpage, qui peuvent affecter les composants à l'intérieur et à l'extérieur du PC. Les propriétaires de PC individuels devraient considérer l’alimentation électrique comme une « boîte noire » qui ne nécessite aucun entretien de leur part.

La conception du boîtier et du capot est importante car elle affecte le refroidissement des composants de l'alimentation et, dans une certaine mesure, de l'ensemble du PC. Le châssis est doté d'aérations pour permettre au ventilateur de fournir un flux d'air aux composants critiques de l'alimentation.

Avertissement: La plupart des entreprises annuleront la garantie sur le bloc d'alimentation (et éventuellement sur l'ensemble du PC) si l'utilisateur ouvre le bloc d'alimentation.

Cordon d'alimentation et connecteur adaptateur

Cordon d'alimentation PC standard (les deux extrémités sont affichées)

Presque tous les PC sont livrés avec du noir standard cordon d'alimentation, qui est inséré à une extrémité (prise) dans le bloc d'alimentation et à l'autre (fiche) dans la prise de courant. Le cordon d'alimentation est resté pratiquement inchangé depuis l'époque des premiers PC. Tous les cordons d'alimentation sont conçus pour être connectés avec trois fils.

Avertissement: Le manque de connexion à la terre rend le PC potentiellement dangereux.

Certaines alimentations, en particulier les plus anciennes, disposent d'un connecteur « en boucle » à l'arrière dans lequel vous pouvez connecter le cordon d'alimentation du moniteur. Dans ce cas, le moniteur est allumé et éteint à l'aide de l'interrupteur d'alimentation du PC. Cette fonctionnalité était disponible dans les anciennes alimentations avec les facteurs de forme PC/XT, AT et Baby AT et permettait au PC d'utiliser une seule prise de courant. Sur la photo, l'interrupteur rouge au milieu sélectionne la tension secteur. Notez les paramètres de courant d’entrée sur le côté droit.

Note: L'alimentation du PC ne fournit pas ses tensions de sortie au moniteur lors de l'utilisation du connecteur pass-through. Ce connecteur est uniquement destiné à allumer et éteindre le moniteur simultanément avec le PC (et à économiser une prise de courant).

Interrupteur

Dans les anciens boîtiers PC/XT, l'interrupteur d'alimentation était situé sur le côté droit du boîtier. En fait, il se trouvait dans l’alimentation elle-même. Cet emplacement de l'interrupteur d'alimentation n'était pas pratique pour les utilisateurs.

À partir du facteur de forme AT, un interrupteur d'alimentation à distance a été utilisé, connecté à l'alimentation par un câble. L'interrupteur était généralement situé sur la face avant du boîtier.

Le câble du commutateur à distance comporte quatre fils (un cinquième fil de terre est facultatif). Une paire de fils (marron et bleu) allait au cordon d'alimentation à l'arrière du bloc d'alimentation. La deuxième paire (noir et blanc) reliait le commutateur aux circuits d'alimentation. Lorsqu'il était allumé, le fil marron était connecté au noir et le bleu au blanc, l'alimentation était donc alimentée par la tension secteur. Les fils étaient connectés au connecteur de l'interrupteur.

Avertissement: Les fils marron et bleu qui vont à l'interrupteur d'alimentation des ordinateurs AT transportent 110 V (ou 220 V) lorsqu'ils sont connectés à une prise de courant, même lorsque l'ordinateur est éteint. Vous ne pouvez pas travailler à l'intérieur du PC lorsque son cordon d'alimentation est connecté à une prise de courant.

Avertissement: Commutation vapeur Les fils d'un côté du connecteur de l'interrupteur à l'autre ne poseront pas de problèmes si vous échangez le fil noir avec le marron et le blanc avec le bleu. Cependant, si vous échangez accidentellement le fil noir avec le fil bleu et le fil blanc avec le fil marron, le résultat sera un fusible grillé et même de la fumée !

À partir du format ATX/NLX, la façon dont fonctionne l’interrupteur d’alimentation a complètement changé. Au lieu d'un interrupteur physique connecté à l'alimentation électrique, les PC modernes utilisent un interrupteur d'alimentation électronique. Il se connecte à la carte mère et fournit ce qu'on appelle nourriture molle(douce puissance). Par exemple, sur un PC au format ATX, appuyer sur le bouton d'alimentation du PC n'allume pas l'alimentation, mais envoie une « demande » d'allumer le PC à la carte mère. En conséquence, la conception du commutateur a été simplifiée et seuls des signaux à faible courant sont transmis à travers les conducteurs.

Lors de la coupure de l'alimentation électrique, une caractéristique du « soft power » doit être prise en compte. Supposons que le PC fonctionne sans la présence de personnes. Lorsque l'alimentation est coupée, le PC s'éteint. Laissez la tension d'alimentation être rétablie après quelques heures. Un PC équipé d'un ancien interrupteur mécanique s'allume immédiatement dès que l'alimentation électrique commence à fonctionner. Cependant, sur un PC équipé d'une alimentation au format ATX/NLX, SFX ou WTX, l'alimentation ne s'allume pas, en attente d'un signal de la carte mère. Pour les utilisateurs de PC individuels, cela ne pose pas de problème, mais cela s'avère être un problème sérieux pour les serveurs qui fonctionnent sans la présence de personnes. Pour résoudre ce problème, certaines alimentations de haute qualité incluent un redémarrage automatique(redémarrage automatique), qui allume l'ordinateur lorsqu'il détecte un rétablissement de la tension secteur.

Sélecteur de tension externe

Les alimentations PC sont conçues pour des tensions secteur de 110 V, 220 V ou les deux. Dans ce dernier cas, il y a un interrupteur (sélecteur) à l'arrière de l'alimentation qui contrôle la tension utilisée. Les alimentations plus coûteuses détectent automatiquement la tension secteur disponible.

Avertissement: Avant d'allumer le PC pour la première fois, vous devez vous assurer que le sélecteur de tension externe est dans la bonne position.

Circuits de conversion de tension

Les composants d'alimentation sont généralement montés sur un circuit imprimé. Tous les câbles d'entrée et de sortie de l'alimentation sont connectés à cette carte. Sur l'image, vous pouvez voir un bloc lumineux en bas à droite. Il s'agit d'un dissipateur thermique permettant de refroidir certains composants. Les fils vont à l'interrupteur d'alimentation à distance (ils peuvent être identifiés par leur couleur).

Les circuits internes effectuent la conversion CA en CC et remplissent d'autres fonctions de l'alimentation. Dans les nouvelles alimentations, la plupart des composants sont réalisés sous forme de microcircuits. Le ventilateur de l'alimentation est utilisé pour refroidir les composants.

Connecteurs d'alimentation de la carte mère

Les connexions entre l’alimentation et la carte mère sont parmi les plus importantes d’un PC.

Avec leur aide, les tensions d'alimentation et d'autres signaux sont transmis. Les PC de différents facteurs de forme utilisent des connecteurs différents.

La plupart des fils reliant l'alimentation et la carte mère sont en cuivre, qui présente une bonne conductivité et flexibilité. Le paramètre le plus important le fil est sa section transversale, puisque la résistance d'un fil est inversement proportionnelle à sa section transversale. L'épaisseur des fils est déterminée par la puissance transmise à travers eux. La plupart des connecteurs des cartes mères sont conçus pour plusieurs fils, qui fournissent les principaux niveaux de tension.

Diamètre (mm) Surface transversale (mm²) Courant maximum approximatif (A)

Aux États-Unis, l’épaisseur des fils est déterminée par la norme American Wire Gauge (AWG). Plus le numéro AWG est bas, plus le fil est gros. Ces nombres vont de 0 (et même en dessous de 0) à 50, mais pour les PC, les nombres vont généralement de 8 à 24. Les connecteurs de carte mère utilisent généralement des numéros de fil AWG 16, 18, 20 ou 22. Le tableau de gauche montre ces quatre tailles et leurs paramètres. Notez que les nombres ne sont pas liés de manière linéaire à la taille du fil ; par exemple, le fil AWG 16 a une section près de quatre fois supérieure à celle du fil AWG 22. Il existe des normes qui spécifient les couleurs d'isolation des fils pour les rendre plus faciles à identifier. La plupart des fabricants adhèrent à ces normes.

Les illustrations suivantes montrent les configurations des broches du connecteur pour différents facteurs de forme. Chaque schéma montre les broches du connecteur d'alimentation dans leur orientation correcte. La couleur de chaque broche correspond à la couleur de fil standard pour cette broche. À l'extérieur du contour rectangulaire de chaque connecteur, à côté de la broche, la taille AWG recommandée pour le fil qui correspond à cette broche et le nom du signal ou de la tension sont affichés. Notez que les diagrammes Pas mis à l’échelle et affiché du côté du connecteur d’alimentation. Pour les connecteurs à deux colonnes, le connecteur carte mère correspondant aura des contacts en « image miroir ».

Examinons les connecteurs, en commençant par les anciens facteurs de forme. Les formats PC/XT, AT, Baby AT et LPX utilisaient tous la même paire de connecteurs à 6 fils, appelés connecteurs AT. Généralement, les connecteurs étaient étiquetés « P8 » et « P9 » (étiquetage original d'IBM) ou « P1 » et « P2 ». (En fait, le PC/XT n'a pas de signal +5V sur la broche n°2 de P8.)

Le plus gros problème avec ces connecteurs d'alimentation était qu'il y en avait deux et qu'ils avaient tous deux un connecteur d'alimentation. mêmes tailles et la forme. Les deux connecteurs avaient des clés, il était donc impossible de les insérer dans l'autre sens, mais il était tout à fait possible de les mélanger. Dans ce cas, les fils de terre arrivent là où la carte mère attend la tension secteur et vice versa, ce qui entraîne des conséquences catastrophiques. Le staff technique a donc rapidement formulé la règle suivante : « fils noirs ensemble et au milieu ».

Connecteur d'alimentation principal ATX/NLX (fils AWG 18)

En commençant par les alimentations ATX/NLX, Intel a éliminé le risque potentiel de confusion P8/P9 en mettant en œuvre la connexion principale en un seul endroit et en utilisant uniquement diverses formes pour toutes les autres connexions entre l'alimentation et la carte mère. Ces connecteurs sont appelés connecteurs « ATX Style ». La connexion de l'alimentation principale utilise un connecteur à 20 broches avec un trou carré pour la broche n°1 et des trous ronds pour les 19 broches restantes.

De plus, la spécification ATX (version 2.03) définit un connecteur 6 fils en option (dans une configuration 1x6) et un connecteur 6 fils en option (dans une configuration 2x3). Le connecteur supplémentaire est conçu pour les cartes mères à forte consommation électrique (250 W ou plus) ; il contient des fils plus épais (AWG 16) pour les tensions d'alimentation +3,3 V et +5 V. Un connecteur en option est fourni pour des signaux supplémentaires.

Le connecteur d'alimentation principal SFX est très similaire au connecteur ATX. La seule différence est que la broche n°18 est manquante, car la spécification SFX ne spécifie pas de signal -5 V. Le connecteur SFX en option est similaire au connecteur ATX correspondant, mais fournit uniquement un signal ON/OFF du ventilateur sur la broche n°2. Il n'y a pas de connecteur supplémentaire pour l'alimentation SFX, car elle n'est pas conçue pour une puissance importante.

Le facteur de forme WTX étant conçu pour les postes de travail, il dispose d'un grand nombre de connexions pour transporter le courant important généré par l'alimentation. Les alimentations WTX ont donc une interface complètement différente avec la carte mère. Les deux connecteurs principaux sont un connecteur « primaire » à 24 broches (« P1 ») et un connecteur « secondaire » à 22 broches (« P2 »). Malgré son nom "optionnel", le connecteur P2 est en fait nécessaire, car tous les signaux de commande sont concentrés ici.

En plus des connecteurs considérés, trois autres connecteurs sont définis. Le connecteur P3 est un connecteur optionnel à 8 broches (6 broches sont utilisées) qui fournit du +12 V aux modules d'alimentation en option ou aux convertisseurs DC-DC pour des processeurs et/ou des modules de mémoire supplémentaires. Les connecteurs P4 et P5 sont des connecteurs optionnels à 6 broches ayant le même objectif (pour les cartes mères équipées de plusieurs processeurs).

Note: En plus des connecteurs évoqués ci-dessus, les nouveaux facteurs de forme prenant en charge le « soft power » disposent d'une connexion entre l'interrupteur d'alimentation du boîtier du PC et la carte mère.

Connecteurs d'alimentation du lecteur

Connecteur de disque dur

L'alimentation fournit une alimentation directe interne dur disque, disquette, CD/DVD et autres périphériques de stockage à l'aide de connecteurs à 4 fils qui se connectent à l'arrière de chaque lecteur. Les quatre fils sont des alimentations +4 V et +12 V et deux fils de terre.

Il existe deux principaux styles de connecteurs. Le plus grand connecteur, souvent appelé Molex (d'après le nom de l'entreprise), est caractérisé par la forme en D du connecteur lui-même et est utilisé pour la plupart des périphériques de stockage internes, notamment les disques durs, les CD/DVD, les Zip et autres supports amovibles. comme les lecteurs de disquettes plus anciens. Lecteur de disquette 5,25". Le plus petit connecteur, souvent appelé "mini-prise", est utilisé pour un lecteur de disquette 3,5". Il a également une clé différente de celle du plus grand connecteur et est en fait fixé avec une pince.

Le nombre de connecteurs dans les alimentations varie considérablement - de 3-4 à une douzaine. En général, plus l’alimentation est puissante, plus elle dispose de connecteurs. Lorsqu'il n'y a pas assez de connecteurs, vous pouvez utiliser un répartiteur en forme de Y. De tels répartiteurs sont de plus en plus utilisés dans les PC récents, qui disposent non seulement de plus de disques, mais également de plus de ventilateurs et de dispositifs de refroidissement, qui sont souvent connectés à l'aide du connecteur d'alimentation du disque. Bien entendu, le répartiteur en forme de Y n’augmente pas la puissance de l’alimentation.

La plupart des PC sont livrés avec une seule mini-prise car ils ne disposent que d'un seul lecteur de disquette. Si vous avez besoin de deux mini-prises, vous pouvez utiliser un simple adaptateur pour convertir une grande prise en une petite.

Le ventilateur de l'alimentation dispose généralement d'une connexion interne, mais chaque ventilateur supplémentaire nécessite un connecteur de lecteur. Les ventilateurs ne consomment généralement pas beaucoup d’énergie. Les disques RAID remplaçables à chaud n'utilisent pas de connecteurs de disque conventionnels. Les disques sont insérés dans des baies spéciales et connectés via un connecteur intégré qui permet de retirer les disques pendant le fonctionnement normal du système.

Ventilateur d'alimentation

L’un des composants importants de l’alimentation électrique est le ventilateur. Déjà dans les premiers PC, c'était la principale source de refroidissement de l'ensemble du PC. Bien entendu, les PC modernes disposent d'autres moyens de refroidissement, notamment des ventilateurs supplémentaires et refroidisseurs processeurs (plus froids), mais le ventilateur de l'alimentation contribue de manière significative au refroidissement du PC.

Le ventilateur est généralement situé à l’arrière du bloc d’alimentation et comporte des trous spéciaux pour celui-ci. La plupart des moteurs de ventilateur fonctionnent sur +12 V ; Le conducteur rouge fournit le +12 V et le conducteur noir la terre.

La plupart des nouveaux PC disposent de ventilateurs supplémentaires pour mieux refroidir les composants du PC. Habituellement, ils sont montés dans des endroits spéciaux le long de la périphérie du boîtier du PC. Les dimensions standard des ventilateurs sont de 80 x 80 mm, mais des ventilateurs d'autres tailles sont également disponibles.

La qualité des ventilateurs est fortement influencée par la conception des moteurs et, en particulier, par leurs roulements. On utilise généralement des roulements à billes longue durée, qui fonctionnent de manière fiable pendant de nombreuses années.

Un autre indicateur qualitatif d'un ventilateur est le volume d'air transféré par unité de temps. Généralement, ce chiffre est donné pieds cubes par minute(Pieds coudés par minute - CFM). Plus cet indicateur est élevé, plus le ventilateur travaille. La vitesse du ventilateur sur certains PC est contrôlée à l'aide des signaux FanC, FanM et/ou Fan On/Off. De nombreuses alimentations disposent également d'un contrôle thermique automatique du ventilateur : la vitesse du ventilateur augmente ou diminue en fonction de la température interne de l'alimentation sans l'intervention d'autres composants du PC. La figure de gauche montre un ventilateur à faible bruit (silincer) connecté à l'aide d'un connecteur de lecteur de disque.

Selon toute vraisemblance, le ventilateur du bloc d’alimentation tombera en panne avant les autres composants. Une cause fréquente de panne est la pénétration de poussière dans le moteur. Le temps moyen entre les pannes est considérablement réduit lorsque le PC est utilisé dans un environnement poussiéreux ou sale, ou en raison d'un long intervalle entre les nettoyages du PC. Lorsqu'un ventilateur tombe en panne, une surchauffe se produit à la fois dans les composants de l'alimentation elle-même et dans d'autres composants du PC. Un ordinateur équipé d'un signal de commande de ventilateur FanM peut détecter une panne de ventilateur et avertir l'utilisateur par un signal sonore ou éteindre le PC. La surchauffe peut également être détectée par les circuits de contrôle de température à l'intérieur du boîtier du PC.

Le ventilateur semble être le seul composant pouvant être remplacé par l'utilisateur final (bien que cela ne soit pas recommandé en raison de la nécessité d'ouvrir l'alimentation). Lors du remplacement, il est préférable d'utiliser le même type de ventilateur en panne. Pour éviter d'ouvrir l'alimentation, vous pouvez utiliser un ventilateur externe qui se branche directement sur la prise de courant. Ces ventilateurs assez puissants sont conçus pour améliorer l’environnement du ventilateur interne même lorsqu’il est en fonctionnement.

La dernière question concerne le sens dans lequel le ventilateur de l’alimentation « entraîne » l’air. Les anciennes alimentations PC/XT, AT, Baby AT et LPX "poussaient" l'air hors du boîtier du PC. Cependant, à partir du processeur Intel 486, le processeur nécessitait un refroidissement séparé. Pour ce faire, Intel a développé le facteur de forme ATX, dans lequel la direction de l'air est modifiée et le bloc d'alimentation est déplacé vers le bord du boîtier d'alimentation pour utiliser le ventilateur du bloc d'alimentation et refroidir le processeur. Par la suite, lorsqu'il s'est avéré que le processeur nécessitait un refroidissement spécial et que le ventilateur de l'alimentation « entraînait » l'air déjà chauffé, Intel a rendu la direction (et l'emplacement) du ventilateur facultatifs.

Un ventilateur qui « aspire » l'air dans un boîtier de PC présente un net avantage par rapport à un ventilateur qui « pousse » l'air vers l'extérieur. Dans le second cas, l'air s'échappe par tous les trous et fissures du boîtier, et dans le premier, l'air pénètre par l'entrée du ventilateur de l'alimentation. Si vous insérez un filtre dans ce trou, vous pouvez réduire considérablement le flux de poussière et de saleté dans le boîtier du PC.

Fusible

Certaines alimentations sont livrées avec un fusible intégré. Il doit protéger les circuits d'alimentation contre les dommages en cas de surcharge. Un fusible « grillé » peut être remplacé et l’alimentation électrique devrait alors fonctionner correctement. Malheureusement, de nombreuses alimentations PC ne disposent pas de fusibles. De plus, sur certaines alimentations, le fusible est « caché » à l'intérieur du boîtier de l'alimentation et pour le remplacer, vous devez ouvrir le couvercle de l'alimentation. Par conséquent, il est recommandé de vérifier si le PC dispose d'un fusible pouvant être remplacé par l'utilisateur.

Facteurs de forme de l'alimentation

Concept facteur de forme Le facteur de forme d'une alimentation fait référence à sa conception globale et à ses dimensions. Le facteur de forme de l'alimentation doit correspondre aux facteurs de forme du boîtier du PC et de la carte mère. Ils ne parlent pas beaucoup des facteurs de forme des alimentations, car ils sont généralement intégrés aux boîtiers système et parlent donc davantage des facteurs de forme des boîtiers. Cependant, cette situation évolue à mesure que l’on accorde davantage d’attention aux alimentations électriques. De plus, les alimentations dotées de nouveaux facteurs de forme peuvent souvent fonctionner avec plusieurs types de boîtiers et vice versa. Cette rubrique contient des informations détaillées sur les facteurs de forme des alimentations des PC modernes et anciens, ainsi que leur évaluation comparative est effectuée.

Facteur de forme PC/XT

Alimentations du premier IBM PC et de son successeur IBM PC/XT avec disque dur utilisé le même facteur de forme. Ces ordinateurs de bureau plaçaient l'alimentation électrique à l'arrière du boîtier, sur le côté droit, et utilisaient un interrupteur haut/bas pour la contrôler. Rappelons qu'IBM a décidé de rendre l'architecture de son PC ouvrir afin que d'autres fabricants puissent produire des alimentations de formes et de tailles similaires. En conséquence, le premier facteur de forme « standard » pour PC était né. L'alimentation avait des dimensions de 222 mm (largeur), 100 mm (hauteur) et 142 mm (profondeur).

Les ordinateurs PC/XT étaient fournis uniquement en versions de bureau. Ils contenaient deux lecteurs de disquettes de 5,25" et avaient une extensibilité limitée. L'alimentation électrique IBM/PC n'était que de 63 W. Le PC/XT a introduit un disque dur et a augmenté l'alimentation électrique à 130 W. Les alimentations elles-mêmes étaient lourdes et volumineuses car elles utilisé des composants plus anciens. Bien sûr, les alimentations étaient utilisées avec des boîtiers et des cartes mères qui avaient le facteur de forme PC/XT. Le facteur de forme PC/XT de l'alimentation est connu pour la paire de connecteurs à 6 broches sur la carte mère, qui ont sont restés dans les facteurs de forme Baby AT et LPX, ainsi que les connecteurs à 4 fils pour les lecteurs de disque, qui sont encore utilisés aujourd'hui. Bien sûr, ces PC sont obsolètes depuis longtemps.

Facteur de forme AT

En 1984, l'ordinateur IBM PC/AT apparaît, et l'abréviation AT (Advanced Technology) est encore utilisée dans certains contextes. La conception physique globale de l'alimentation de cet ordinateur était similaire à celle des modèles PC et XT, mais en raison de ses dimensions légèrement modifiées, on pense qu'elle a défini un nouveau facteur de forme. De nombreux fabricants ont commencé à produire des systèmes compatibles AT, et avec eux des alimentations au format AT. La puissance de la nouvelle alimentation était de 192 W et ses dimensions étaient de 213 mm (largeur), 150 mm (hauteur) et 150 mm (profondeur). L'alimentation électrique a été utilisée avec des boîtiers ayant le facteur de forme AT et avec des cartes mères ayant les facteurs de forme AT et Baby AT. Il avait les mêmes connecteurs sur la carte mère et les mêmes connecteurs pour les lecteurs de disque que l'alimentation du PC/XT.

Le facteur de forme AT a introduit pour la première fois les boîtiers de type tour dans le monde des PC. L’alimentation électrique du boîtier de bureau et de la tour à l’intérieur était exactement la même. La seule différence concernait l'interrupteur d'alimentation. Dans l'alimentation ordinateur de bureau Le même interrupteur rouge a été utilisé que sur le PC et le XT, et un interrupteur d'alimentation à distance est apparu pour la première fois pour la tour. Les fils de commande passaient par le même trou du boîtier d'alimentation que celui utilisé pour les fils de la carte mère et les connecteurs du lecteur. Bien entendu, le format AT est désormais obsolète, même si de nombreux ordinateurs sont encore utilisés. Ce facteur de forme a été remplacé quelques années plus tard par le facteur de forme Baby AT, plus avancé.

Facteur de forme Bébé AT

Le nom Baby AT vient du fait que ce facteur de forme était une version plus petite du facteur de forme AT. Il avait la même hauteur et la même profondeur, mais était presque 2 pouces plus étroit. L'alimentation électrique peut être utilisée dans les boîtiers avec des facteurs de forme Baby AT et AT pleine taille, à la fois dans les boîtiers de bureau et dans les boîtiers tour. En fait, le facteur de forme Baby AT a été très populaire pendant dix ans : de 1985 à 1995, une partie importante des PC a été produite avec ce facteur de forme, même si beaucoup d'entre eux ont également utilisé le nouveau facteur de forme LPX.

Les alimentations Baby AT ont été utilisées dans les boîtiers de bureau et de tour ; ils ne différaient que par l'interrupteur d'alimentation. Très rapidement, les alimentations pour boîtiers tour ont commencé à être utilisées dans les ordinateurs de bureau, car de nombreux utilisateurs trouvaient plus pratique d'avoir un interrupteur d'alimentation sur le panneau avant plutôt que sur le côté.

Dans les nouveaux PC, ce facteur de forme a été remplacé par le facteur de forme ATX et d'autres facteurs de forme. Cependant, des millions de PC fonctionnent toujours avec des alimentations Baby AT.

Facteur de forme LPX

Parallèlement au facteur de forme Baby AT, le facteur de forme LPX s'est également répandu (les lettres LP signifient profil bas - plat). Les alimentations LPX elles-mêmes étaient souvent appelées slimline. L'objectif principal du développement de ce facteur de forme était de réduire la taille. En particulier, la hauteur de l'alimentation a été considérablement réduite, ce qui a permis de créer des PC grand public compacts. Les dimensions de l'alimentation étaient : 150 mm (largeur), 86 mm (hauteur) et 140 mm (profondeur). Les connecteurs de l’alimentation LPX étaient les mêmes que ceux des Baby AT et AT.

Bien qu’elles n’aient jamais été reconnues comme un standard, les alimentations LPX sont devenues le standard de facto. En raison de leur petite taille et de leur forme rectangulaire pratique, ils ont été largement utilisés dans les étuis Baby AT et même dans les étuis AT pleine grandeur. Des millions de ces alimentations sont encore utilisées aujourd’hui.

Facteur de forme ATX (NLX)

Lorsqu'Intel l'a introduit en 1995, le format ATX s'est avéré être le changement le plus important dans la conception des PC depuis sa création. Plusieurs années plus tard, le format ATX et ses variantes sont désormais devenus la norme pour une partie importante du marché des PC. De plus, le nouveau facteur de forme NLX des cartes mères et des boîtiers a été conçu pour une alimentation ATX, car Intel voulait éviter l'émergence d'un nouveau facteur de forme d'alimentation. Par conséquent, le facteur de forme ATX est parfois appelé facteur de forme ATX/NLX.

Extérieurement, l’alimentation ATX était similaire à l’alimentation LPX dans sa taille et l’emplacement des composants. La différence externe la plus importante concernait la suppression du connecteur pass-through pour le moniteur, puisque les moniteurs modernes sont livrés avec leur propre cordon d'alimentation. Les dimensions de l'alimentation ATX sont : 114 mm (largeur), 86 mm (hauteur) et 86 mm (profondeur).

Cependant, en interne, le facteur de forme ATX était complètement différent des facteurs de forme précédents. L'alimentation ATX différait des normes Baby AT et LPX sur les points suivants :

• Cette norme : Le facteur de forme ATX était une norme officielle, par opposition aux normes de facto des facteurs de forme précédents. Les spécifications détaillées pour ATX et d'autres nouveaux facteurs de forme peuvent être trouvées dans le fichier http://www.teleport.com/~ffsupprt/spec/index.htm
• Alimentation +3,3 V : L'alimentation ATX produit pour la première fois une tension d'alimentation de +3,3 V, rendant inutiles les convertisseurs de tension sur la carte mère.
• "Douce puissance": L'alimentation ATX dispose désormais de +5 signaux de veille et de mise sous tension. Avec l'avènement de ces signaux, la façon dont fonctionne l'interrupteur d'alimentation a changé, ce qui a permis de mettre en œuvre une fonction de « puissance douce » avec des capacités telles que l'extinction du PC par le système d'exploitation.
• Signaux supplémentaires : La norme ATX définit plusieurs signaux supplémentaires utilisés pour le contrôle des ventilateurs, la compatibilité du bus IEEE 1394, etc.
• Nouveaux connecteurs sur la carte mère : Pour le facteur de forme ATX, Intel a défini de nouveaux connecteurs sur la carte mère qui sont restés inchangés depuis 15 ans dans les facteurs de forme PC/XT, AT, Baby AT et LPX. Par souci de compatibilité, certaines cartes mères incluaient des connecteurs nouveaux et anciens.
• Modification de l'emplacement et de la direction du ventilateur : L'un des objectifs de la spécification ATX était de modifier le fonctionnement du ventilateur de l'alimentation. Au moment de l'introduction de l'ATX, les ventilateurs de refroidissement étaient devenus la norme pour les nouveaux processeurs. Au lieu de "souffler" l'air du boîtier du PC, Intel a décidé d'utiliser un ventilateur pour refroidir directement le processeur. Le ventilateur a commencé à fonctionner dans une direction différente (« aspirer » de l'air dans le boîtier du PC) et a été placé près du processeur. Il est devenu possible de mieux maintenir la propreté à l'intérieur du boîtier du PC à l'aide d'un filtre.
  Malheureusement, il n'a pas été possible de résoudre radicalement le problème de refroidissement du processeur. Les nouveaux processeurs généraient de plus en plus de chaleur et l'air circulant à travers le processeur était chauffé par les composants de l'alimentation elle-même. Par conséquent, dans la nouvelle spécification ATX, la direction du ventilateur n'était pas strictement définie. Dans les alimentations ATX les plus récentes, le ventilateur est placé à l'ancien emplacement et « souffle » l'air hors du boîtier du PC.

Les alimentations ATX sont très largement utilisées. Conçues à l'origine pour les boîtiers ATX et les cartes mères ATX (et mini-ATX), les alimentations ATX sont désormais utilisées dans les systèmes NLX, ainsi que dans les boîtiers microATX si elles sont suffisamment grandes. Les connecteurs principaux de la carte mère pour les alimentations aux facteurs de forme ATX et SFX sont presque les mêmes.

Facteur de forme SFX

Dans un effort pour développer RS ​​tout petites tailles Intel a annoncé en 1997 un nouveau facteur de forme microATX basé sur le facteur de forme ATX d'origine. En 1999, la société a publié l'addendum FlexATX à la spécification microATX, qui décrivait son intention de développer une norme pour des boîtiers et des cartes mères encore plus petits. Aucun de ces facteurs de forme n'incluait de spécifications d'alimentation. Au lieu de cela, Intel a développé le facteur de forme d'alimentation SFX que microATX et FlexATX pourraient utiliser.

La spécification SFX définit une configuration par défaut et plusieurs options. Une alimentation SFX standard mesure 100 mm de large, 63,5 mm de haut et 125 mm de profondeur. Il dispose d'un ventilateur de refroidissement de 60 mm. Une configuration optionnelle permet de placer un ventilateur de 80 mm au-dessus de l'alimentation, ce qui offre un meilleur refroidissement. Dans ce cas, la hauteur de l'alimentation augmente d'environ 10 mm. Une autre option spécifie une alimentation « ultra-petite » avec des dimensions de 100 x 50 x 125 mm et un ventilateur de 40 mm, conçu pour refroidir uniquement l'alimentation.

L'alimentation SFX est fondamentalement interchangeable avec l'alimentation ATX. Le connecteur principal à 20 broches n'a pas la même forme et les mêmes dimensions que le connecteur ATX. Une différence est que la spécification de l'alimentation SFX n'exige pas une compatibilité -5 V. Cette tension n'est requise que pour la compatibilité du bus ISA, et Intel souhaite supprimer ce bus du PC. Les PC équipés d'alimentations SFX et nécessitant du -5 V doivent le générer sur la carte mère. La spécification de l'alimentation SFX exige que l'alimentation contrôle la vitesse du ventilateur en fonction de la température, mais le connecteur SFX en option sur la carte mère fournit un signal marche/arrêt du ventilateur.

La puissance de sortie de l'alimentation SFX est de 90 W. C'est suffisant pour les petits PC équipés de processeurs basse consommation et de plusieurs périphériques, mais les options d'extension sont limitées. Heureusement, certains fabricants produisent des alimentations SFX avec une puissance de sortie beaucoup plus élevée.

Facteur de forme WTX

Le facteur de forme WTX a été développé par Intel en 1998 et est destiné aux postes de travail. Il définit la norme pour les cartes mères, les boîtiers et les alimentations et est complètement différent des facteurs de forme précédents. Il est basé sur un principe modulaire destiné aux grands systèmes multiprocesseurs. Le système est physiquement divisé en « zones » distinctes dans lesquelles diverses fonctions sont mises en œuvre. La carte mère est montée sur un circuit imprimé personnalisé, vous permettant de concevoir des cartes sans être limité par les trous de montage. L'alimentation électrique a été entièrement repensée pour répondre aux besoins des nouveaux systèmes plus grands. Les spécifications du facteur de forme WTX sont disponibles sur le site Web http://www.wtx.org.

Les alimentations WTX sont grandes et puissantes. La spécification prévoit des alimentations de 460 W, 610 W et 800 W, mais d'autres sont possibles. Les dimensions de l'alimentation 500 W avec un ventilateur sont : largeur 150 mm, hauteur 86 mm et profondeur 230 mm. Pour les alimentations plus puissantes, il est recommandé d'utiliser deux ventilateurs, ce qui augmente la largeur à 224 mm.

Les connecteurs de la carte mère pour WTX sont complètement différents de ceux ATX et SFX. La connectique principale se fait par deux gros connecteurs à 46 broches (dont 6 réservées pour le futur). Il existe également plusieurs connecteurs optionnels pour alimenter des processeurs supplémentaires et d'autres appareils. L'alimentation WTX génère également plusieurs signaux supplémentaires spécifiques et est conçue pour les boîtiers WTX et les cartes mères WTX. Il dispose généralement de nombreux emplacements pour disques durs et de dispositions spéciales pour le montage de baies RAID.

Comparaison des facteurs de forme d'alimentation

Le tableau suivant fournit un résumé des facteurs de forme des blocs d'alimentation. Leurs tailles, le style habituel du système et les types de connecteurs sur la carte mère sont indiqués. La désignation AT/ATX Combo fait référence aux boîtiers conçus pour les alimentations AT ou ATX et les cartes mères avec connecteurs AT et ATX.

Note: Les alimentations SFX et ATX sont généralement interchangeables car leurs connecteurs 20 broches sur la carte mère sont quasiment identiques. Cependant, l'alimentation ne génère pas la tension de -5 V qui peut être requise dans les PC utilisant des cartes d'extension de bus ISA.

Facteur de forme	Tailles typiques (L x P x H, mm)	Style régulier	Connecteurs sur la carte mère	Conformité au facteur de forme du boîtier	Conformité au facteur de forme carte mère
		Bureau
		Plateau ou tour
		Plateau ou tour		Bébé AT, AT, AT/ATX Combo	AT, bébé AT, AT/ATX Combo
		Bureau		LPX, certains Baby AT, AT/ATX Combo	LPX, AT, Bébé AT, AT/ATX Combo
		Plateau ou tour		ATX, Mini-ATX, ATX étendu, NLX, microATX, AT/ATX Combo	ATX, Mini-ATX, ATX étendu, NLX, microATX, FlexATX
	100 x 125 x 63,5 *	Plateau ou tour			microATX, FlexATX, ATX, Mini-ATX, NLX
	150 x 230 x 86 (1 ventilateur) 224 x 230 x 86 (2 ventilateurs)

* Configuration standard, hors ventilateur supplémentaire sur le dessus.

Sorties et paramètres des alimentations

Cette section aborde en détail les problèmes liés à la puissance de sortie et aux paramètres des alimentations. Les besoins en alimentation du PC, la puissance de pointe et les charges d'alimentation sont également abordés.

puissance de sortie

Lorsqu’on parle de puissance d’une alimentation, on entend généralement un certain nombre de watts. Bien sûr, il s’agit d’un paramètre pratique, mais malheureusement, il est assez vague et inexact. Acheter une alimentation en fonction de ses « watts », c'est comme acheter une voiture en se basant uniquement sur la puissance du moteur sans prendre en compte d'autres facteurs importants. Dans les deux cas, ce paramètre est important, mais en pratique ce n’est pas le seul à prendre en compte.

Commençons par regarder ce que signifie ce paramètre. Par exemple, prenons une alimentation « 300 W ». Que montre réellement ce numéro ? C'est courant maximum puissance de sortie de toutes les tensions fournies par l’alimentation. Pour le courant continu, le calcul de la puissance revient à multiplier la tension en volts par le courant en ampères. Cependant, les alimentations produisent plusieurs divers tensions, donc connaître le nombre total de watts ne suffit pas.

Les spécifications de sortie de l’alimentation contiennent toutes les tensions produites par l’alimentation et les courants pour chaque tension. (Les informations de puissance maximale et de charge minimale sont généralement également fournies.) Cette liste est parfois appelée distribution d'énergie(distribution d'énergie). Chaque tension est utilisée dans le PC pour différents objectifs, il est donc important de vérifier les valeurs actuelles pour chaque tension et de ne pas se fier uniquement au nombre total de watts de l'alimentation. Vous pouvez également utiliser la distribution d'énergie pour calculer la puissance totale de sortie de l'alimentation et la comparer avec celles publiées. Le calcul dépend du facteur de forme de l'alimentation et, en particulier, du fait que l'alimentation produise du +3,3 V.

Tension de sortie Courant maximal (A) Max. pouvoir 144 + 150 + 1.5 + 12 = 307.5

Pour les facteurs de forme PC/XT, AT, Baby AT et LPX qui n'ont pas +3,3 V, multiplier chaque tension par le courant maximum donne une sortie d'alimentation totale approximative. Bien entendu, pour les tensions négatives, les produits doivent être additionnés plutôt que soustraits. Le tableau montre un exemple de distribution d'énergie d'une alimentation AT réelle de 300 W. On peut voir que le résultat est assez proche du paramètre de spécification de l'alimentation.

Tension de sortie Courant maximal (A) Max. pouvoir pour tension de sortie (W) Limite +3,3 V/+5 V 96 + 150 + 2.5 + 6 + 7.5 = 262

Pour les facteurs de forme ATX/NLX, SFX et WTX, qui fournissent +3,3 V (ainsi que +5 V en veille et potentiellement autres), il existe une complexité supplémentaire : il existe des valeurs maximales pour tout le monde de courants de tension +3,3 V Et+5 V et aussi uni valeur +3,3 V/+5 V. L'alimentation fournit le total combiné de ces deux tensions dans n'importe quelle combinaison, tant que les valeurs des courants individuels ne sont pas dépassées. Le tableau montre un exemple de distribution d'énergie d'une véritable alimentation ATX de 300 W.

Notons ici quelques points :

• Le fabricant de cette alimentation trompe les consommateurs : une alimentation de 300 W ne délivre en réalité que 262 W de puissance. Ce phénomène est répandu, il est donc nécessaire d'effectuer un calcul de contrôle.
• Cette alimentation fournit au maximum 150 W pour +3,3 V et +5 V. Mais cela signifie qu'elle peut fournir 30 A pour +5 V et 0 A pour +3,3 V ou 20,8 A pour +5 V et 14 A pour +. 3,3 V ou toute combinaison intermédiaire.
• Si vous ne faites pas attention à la limite combinée +3,3 V/+5 V, le service marketing du fabricant peut faire passer l'alimentation comme plus puissante qu'elle ne l'est en réalité.

Rappelons-nous que nous parlons de maximum valeurs. L'alimentation fournit uniquement le courant nécessaire au PC. Une alimentation de 300 W ne fournit pas toujours 300 W de puissance. La plupart des PC consomment beaucoup moins d’énergie que le maximum.

Exigences d'alimentation du système

Le but de l'analyse de la distribution d'énergie et des paramètres de sortie de l'alimentation est de garantir qu'elle fournit la puissance nécessaire au fonctionnement du PC. Ici, il est très important de connaître la quantité d’énergie utilisée par le PC. Cette tâche n'est pas simple et les fabricants de PC ne simplifient pas du tout sa solution.

Lors du choix d'une alimentation, il est nécessaire de fournir possibilité d'agrandissement. De nombreux utilisateurs achètent des cartes mères et des boîtiers qui leur permettent de passer à de nouveaux processeurs et de connecter divers périphériques. Cependant, l’énergie nécessaire au fonctionnement de ces appareils est fournie uniquement par l’alimentation électrique, dont la puissance n’est souvent pas prise en compte. Les nouveaux processeurs sont très exigeants en alimentation, notamment en puissance totale des tensions +3,3 V et +5 V. Par conséquent, lors de la planification de la mise à niveau d'un PC, il est nécessaire de prévoir une réserve de puissance pour l'alimentation.

La détermination des besoins en énergie d'un système peut être simple ou complexe, selon qu'une estimation approximative est effectuée ou qu'un calcul exact est effectué. Examinons quelques méthodes utiles pour déterminer les besoins en énergie du système :

• L’approche « Je ne veux pas tout gérer » : Pour la plupart des utilisateurs, cette méthode simple est recommandée : vous devez acheter une alimentation puissante et ne pas vous soucier du problème d’alimentation. Au lieu de faire le calcul et de découvrir que le système nécessite 142 791 watts, puis d'acheter une alimentation de 150 watts, vous devriez simplement acheter une alimentation de 259 watts. Cette puissance est suffisante pour la plupart des ordinateurs de bureau classiques. Pour une tour typique, une alimentation de 300 W est généralement suffisante.
• Calcul approximatif : Compte tenu de l'utilisation prévue du RS et de son expansion future, il est nécessaire d'estimer approximativement puissance requise source de courant. L'expérience dans l'utilisation du PC et la connaissance de ses composants apportent une aide significative à cet égard.
• Calcul exact : Il est nécessaire d'effectuer des calculs selon les spécifications des composants RS. Pour chaque tension, vous devez trouver la consommation de courant maximale pour chaque appareil et déterminer la puissance de l'alimentation. Il est difficile d’effectuer un tel calcul car les spécifications détaillées de puissance ne sont pas disponibles pour de nombreux appareils. Cette approche est recommandée uniquement aux utilisateurs qui ont une connaissance approfondie des composants PC et disposent de beaucoup de temps.

Puissance de pointe et continue

Les valeurs nominales de courant (ou de puissance) indiquées par le fabricant pour un périphérique tel qu'un disque dur se réfèrent généralement à un fonctionnement continu normal. Cependant, la consommation électrique maximale réelle de l'appareil se produit lors du démarrage et non pendant le fonctionnement. opération continue. Le +12 V de l'alimentation est généralement utilisé pour les moteurs de lecteur de disque. De par leur conception, ces moteurs peuvent consommer deux fois plus de courant lorsqu'ils sont overclockés par rapport à un fonctionnement normal. Si un PC dispose de trois ou quatre disques et qu'ils s'allument tous en même temps, les besoins en énergie pour +12 V augmentent considérablement.

Heureusement, la plupart des fabricants d'alimentations en tiennent compte et intègrent à leurs alimentations la possibilité de dépasser la puissance normale pendant une courte période au cours du processus de démarrage. Ceci est généralement défini comme culminer valeur, et souvent uniquement pour la tension +12 V, typique du problème considéré.

Malgré cette possibilité, il est recommandé de ne pas charger l’alimentation à sa capacité maximale. Il est également conseillé d'utiliser un moyen de temporisation de l'allumage des moteurs d'entraînement au premier démarrage du PC, afin de ne pas surcharger la source de tension +12 V.

Alimentations redondantes

Ils ont maintenant commencé à être utilisés dans des serveurs et des PC puissants alimentations redondantes(alimentation redondante). Essentiellement, il s'agit d'une alimentation qui contient en réalité deux appareils ou plus, chaque dont peut alimenter l’ensemble du système. Si un périphérique tombe en panne, l’autre périphérique empêche « de manière transparente » l’interruption de l’alimentation du PC. Vous pouvez généralement même remplacer un périphérique défectueux sans éteindre votre ordinateur. Cette opportunité s'appelle échange à chaud(échange à chaud) et est très important pour les serveurs et autres ordinateurs utilisés par de nombreuses personnes. En règle générale, les alimentations redondantes sont utilisées conjointement avec des disques RAID dans les systèmes où la tolérance aux pannes est très importante.

Charge d'alimentation

Principe de fonctionnement utilisé en PC alimentations commutées exige qu'ils aient toujours charger(charger). Une alimentation qui s'allume sans charge tombe en panne ou ne fonctionne pas correctement. Les alimentations de haute qualité détectent automatiquement l'absence de charge et s'éteignent, mais les alimentations bon marché ne disposent pas d'une telle protection. C'est pourquoi vous ne pouvez pas tester l'alimentation sans la connecter à une charge.

La valeur de charge pour une alimentation particulière est souvent définie comme (charge minimale). Bien entendu, les exigences de charge minimale pour chaque tension produite par l'alimentation doivent être prises en compte. Parfois, les exigences minimales en matière de courant sont spécifiées dans les spécifications de l'alimentation électrique. La taille de la charge peut varier considérablement pour les alimentations de différents facteurs de forme fabriquées différentes entreprises et même entre modèles d'un même fabricant.

Dans les premiers PC, les alimentations nécessitaient souvent une charge importante pour des tensions de +5 V et +12 V. L'exigence de charge de +5 V était facilement satisfaite en connectant la carte mère, mais +12 V n'était constamment requis que par les lecteurs sur disques durs. Sur les PC dépourvus de tels lecteurs (par exemple, les postes de travail sans disque sur un réseau), une charge factice pour la tension +12 V était nécessaire, par exemple une simple résistance.

Les alimentations électriques modernes ont des exigences de charge considérablement réduites. Beaucoup d'entre eux ont des exigences de charge très faibles pour +3,3 V et +5 V, et n'ont aucun minimum pour +12 V. Les exigences de charge réduites facilitent les tests d’alimentation.

Spécifications et certifications de l'alimentation électrique

Cette section donne un aperçu des différentes spécifications des alimentations, qui sont généralement rédigées dans un langage peu clair pour les utilisateurs. De nombreuses spécifications concernent les caractéristiques électriques des alimentations électriques et, comme la plupart des gens ne sont pas des ingénieurs électriciens, ils ont peu de compréhension du contenu des spécifications. Cependant, connaître les spécifications vous permettra de faire un choix éclairé. le bloc souhaité nutrition. Des groupes spécifiques de spécifications sont discutés ci-dessous.

Spécifications physiques

Facteur de forme: L'alimentation électrique est déterminée par le facteur de forme du boîtier pour lequel elle est habituellement destinée. Souvent dans ce cas il est indiqué microATX. En fait, il n’existe pas d’alimentation avec ce facteur de forme, mais une alimentation SFX, conçue pour un boîtier microATX.

Dimensions: Les dimensions physiques du boîtier d'alimentation, qui sont généralement définies comme L (largeur) x P (profondeur) x H (hauteur), et sont indiquées en pouces ou en millimètres.

Poids: Poids du bloc d'alimentation en livres (lb) ou en kilogrammes (kg). Une livre équivaut à 0,4536 kg.

Connecteurs de la carte mère : Le nombre et le type de connecteurs de la carte mère conçus pour s'interfacer avec l'alimentation. Pour les facteurs de forme ATX, SFX ou WTX, le fabricant doit spécifier quels connecteurs en option ou supplémentaires sont requis pour l'alimentation.

Connecteurs de lecteur : Le nombre de connecteurs de lecteur dans la configuration d'alimentation standard, ainsi que leurs types : grand connecteur en forme de D et petite mini-prise. Les alimentations plus puissantes et de haute qualité disposent de plus de connecteurs de lecteur.

Caractéristiques du ventilateur : Caractéristiques du ventilateur de l'alimentation. Voici quelques-unes de ces caractéristiques :

• Taille du ventilateur : La taille du ventilateur est indiquée en millimètres. Les éventails sont généralement carrés et leur taille est égale à la longueur du côté. Parfois, l'épaisseur de l'éventail est également indiquée.
• Type de roulement : Les roulements à billes sont considérés comme les meilleurs.
• tension: Tension d'alimentation du moteur du ventilateur ; La tension par défaut est +12 V.
• Bande passante: La quantité d'air qu'un ventilateur peut déplacer est généralement mesurée en pieds cubes par minute (CFM). Une valeur plus élevée signifie que le ventilateur refroidit mieux.

Spécifications de l'environnement d'exploitation

Ces spécifications font référence aux conditions environnementales requises pour que l'alimentation électrique fonctionne correctement.

Plage de température de fonctionnement : Températures ambiantes minimales et maximales admissibles pour le fonctionnement de l'alimentation électrique. (La température ambiante fait référence à la température ambiante et non à la température à l'intérieur du bloc d'alimentation.) La plage typique est de 0 à 50 degrés Celsius. Le dépassement de la plage de température spécifiée peut entraîner une panne de l'alimentation électrique.

Plage de température de stockage : Températures minimales et maximales admissibles pour le stockage de l'appareil. Généralement, cette plage est plus large que la plage de températures de fonctionnement.

Avertissement: Lors du stockage de composants à très basse température, ils doivent être « acclimatés » avant d'être allumés pour éviter les dommages dus à la condensation.

Plage d'humidité : Plage d'humidité admissible pour l'alimentation électrique. Une spécification courante est « 10 % à 90 % HR », où l'abréviation RH signifie humidité relative. Une humidité excessive détruit le matériel informatique.

Plage d'altitude : Certains fabricants précisent la plage d'altitude autorisée pour le fonctionnement de l'équipement. Habituellement, cela n'a pas beaucoup d'importance.

Spécifications de tension d'entrée

Les spécifications d’entrée font référence à ce dont l’alimentation électrique a besoin à son entrée d’énergie électrique, en d’autres termes, à ce qui doit être fourni à partir d’une prise murale ou d’une alimentation sans interruption. La plupart de ces spécifications sont définies sous forme de plages, spécifiant donc tension d'entrée 115 V ne signifie pas que l'alimentation doit être alimentée avec exactement 115 V. Parfois, la plage de valeurs acceptables est définie dans la spécification comme admission(tolérance).

Plage de tension d'entrée: Plage de tension d'entrée acceptable. Étant donné que la plupart des alimentations fonctionnent à la fois sur 115 V et 230 V, deux séries de chiffres sont généralement indiquées, telles que « 85 à 135 V et 170 à 270 V ». Généralement, la plage d'entrée n'est pas un paramètre critique, puisque la tension secteur est maintenue proche de la valeur nominale. Cependant le minimum Le niveau de tension montre dans quelle mesure l’alimentation résistera aux pannes de courant.

Sélection de tension : Si l'alimentation prend en charge les tensions nominales de 115 V et 230 V, est-elle sélectionnée automatiquement ou existe-t-il un interrupteur manuel ?

Fréquence: Fréquence de tension d'entrée admissible (50 Hz, 60 Hz ou 50 Hz et 60 Hz). Une plage de fréquences acceptables peut être spécifiée, par exemple 48 à 62 Hz. La plupart des alimentations prennent en charge les fréquences nominales de 50 Hz et 60 Hz.

Facteur de puissance : Le facteur de puissance de l'alimentation représente la charge sur le réseau électrique. Pour les alimentations conventionnelles, elle varie de 60 à 70 % (0,6 à 0,7). Les alimentations à facteur de puissance corrigé ont un facteur de puissance d'environ 0,99.

Spécifications de sortie

Ce sont les spécifications les plus importantes d’une alimentation, puisque sa fonction principale est de générer les tensions de sortie requises. Il faut étudier attentivement Tous Spécifications de sortie de toute alimentation. Les spécifications de sortie sont présentées sous la forme d’une liste ou d’un tableau.

Puissance de sortie (W) : La puissance maximale totale de l’alimentation en watts. Parfois, cette spécification n'est même pas spécifiée, puisque le nom de l'alimentation contient un nombre qui représente cette valeur.

Le courant maximum fourni par l'alimentation pour chaque tension.

Courants minimaux (charge de tension maximale) : La valeur minimale du courant que la charge du PC doit consommer pour chaque tension.

Valeur combinée maximale +3,3 V/+5 V : Puissance totale maximale en watts que l'alimentation peut fournir simultanément pour +3,3 V et +5 V. Il s'agit de la limite supérieure qui limite toute charge maximale pour +3,3 V et +5 V séparément. Ce paramètre s'applique uniquement aux alimentations produisant une tension de +3,3 V.

Sortie de crête : La valeur du courant pour une tension donnée qui peut être fournie dans un court intervalle de temps. Généralement, ce paramètre n'est indiqué que pour une tension de +12 V. Idéalement, le fabricant peut indiquer non seulement le courant maximum, mais aussi l'intervalle de temps. Par exemple, pour une tension de +12 V, le courant maximum continu pourrait être de 10 A, le courant de crête pourrait être de 14 A et il pourrait être maintenu pendant 10 secondes.

Plage de tension de sortie : Pour chaque tension de sortie, la plage garantie fournie par l'alimentation est indiquée. Bien entendu, il est impossible de générer les tensions de sortie avec une précision absolue, c'est pourquoi les composants du PC sont calculés en tenant compte d'une certaine plage. En général, plus la portée est petite, mieux c'est. Ce paramètre peut être spécifié sous la forme d'un nombre spécifique, tel que +4,8 V à +5,2 V, ou d'une valeur en pourcentage, telle que +/- 4 % pour +5 V, ce qui donne une plage de +4,8 à +5,2.

Efficacité (rentabilité) : Pourcentage de la puissance totale d’entrée de l’alimentation convertie en puissance utilisable pour les composants du PC. L'efficacité typique est de 60 % à 85 % ; les 15 à 40 % restants sont consacrés au chauffage. Évidemment, plus l’alimentation électrique est efficace, mieux c’est. Il ne faut pas accorder trop d'importance à l'efficacité, en particulier lorsque l'on compare des alimentations électriques présentant des efficacités similaires. Dans notre monde, des rendements de 71 % et 73 % sont pratiquement les mêmes. L'efficacité est plus importante pour les alimentations très puissantes, où les pourcentages se traduisent par des chiffres élevés.

Retard de signal de bonne puissance : Intervalle de temps typique entre la mise sous tension de l'alimentation et l'émission d'un signal Power Good. Habituellement, les valeurs minimales et maximales sont définies.

Caractéristiques électriques

Les caractéristiques électriques d'une alimentation déterminent la qualité de ses tensions de sortie et sa capacité à faire face à des situations particulières, telles que les changements de charge. L'utilisateur moyen ne devrait pas approfondir les détails des spécifications décrites ci-dessous, d'autant plus que ces caractéristiques diffèrent légèrement selon les différentes alimentations.

Temps de maintien : c'est le plus important caractéristique électrique, qui indique l'intervalle de temps nécessaire à l'alimentation pour maintenir les tensions de sortie lorsque la tension d'entrée est coupée. Une valeur typique du temps de maintien est de 20 ms (les condensateurs de l'alimentation ne réduisent pas cet intervalle à zéro). Le temps de maintien indique la durée d'une panne de courant autorisée par l'alimentation avant que le signal Power Good ne soit supprimé. Il joue un rôle important dans la comparaison des temps de transition des alimentations sans coupure. Le temps de maintien doit être nettement plus long que le temps de transition pour éliminer tout risque de problème.

Régulation de charge : Ce paramètre est parfois appelé régulation de charge de tension et montre la capacité de l'alimentation à contrôler la tension de sortie à mesure que la charge augmente ou diminue. Généralement, la tension d'une source CC diminue à mesure que la charge augmente et vice versa. Les meilleures alimentations atténuent les changements de tension. Généralement, la régulation de charge est représentée par une valeur en pourcentage +/- pour chaque tension de sortie. Les valeurs typiques se situent entre 3% et 5%, avec une valeur de 1% considérée comme très bonne. Notez que même dans de très bonnes alimentations, la stabilisation de tension de -5 V et -12 V n'est généralement pas meilleure que +/- 5 %.

Sensibilité aux changements d'entrée (régulation de ligne) : Ce paramètre indique la capacité de l'alimentation à contrôler les tensions de sortie lorsque la tension alternative d'entrée passe du minimum valeur admissibleà la valeur maximale admissible. La valeur du paramètre pour chaque tension de sortie est indiquée sous forme de pourcentage +/-% et la valeur typique est de +/- 1 % à 2 %.

Ondulation: Ce paramètre est également appelé AC Ripple ou Periodic and Random Deviation (PARD) ou même simplement bruit. L'alimentation produit du courant continu à partir du courant alternatif, mais la sortie n'est pas un courant continu idéal. Chaque tension de sortie comporte des composants CA, dont certains « fuient » de la tension d'entrée et dont d'autres sont « collectés » dans l'alimentation elle-même. En règle générale, ces composants sont très petits et la plupart des alimentations les prennent en charge conformément aux spécifications du facteur de forme de l'alimentation. La valeur d'ondulation est généralement donnée en unités mV, crête à crête. Plus la valeur d’ondulation est petite, mieux c’est.

Réponse étape par étape : L'alimentation commutée utilise une boucle fermée pour mesurer et contrôler la tension de sortie. Comme indiqué précédemment, la tension de sortie change à mesure que la charge change. En particulier, lorsque la charge change brusquement (augmente ou diminue soudainement d'une quantité significative), le niveau de tension peut également changer de façon spectaculaire. Ce changement soudain s'appelle transition(transitoire). Si une tension est fortement chargée par de nombreux composants et que tous les composants sauf un cessent soudainement de consommer du courant, la tension peut augmenter considérablement. Cette surtension est appelée Surtension(dépassement de tension).

La réponse transitoire mesure la rapidité et l’efficacité avec lesquelles l’alimentation électrique peut corriger de tels changements soudains. Voici à quoi ressemble la spécification réelle de réponse transitoire : "Les sorties +5 V, +12 V reviennent à 5 % en moins de 1 ms pour un changement de charge de 20 %. » Cela signifie : « Si les sorties +5 V et +12 V sont à un certain niveau, tel que V1, et que la charge sur cette sortie est augmentée ou diminuée de 20 %, la tension à cette sortie reviendra à une valeur dans les 5 % de V1 en une milliseconde". Évidemment, plus la transition vers la tension d’origine est rapide, mieux c’est.

Courant de sortie maximal : Courant maximum absolu fourni par l’alimentation au moment de sa mise sous tension. Plus la valeur de ce paramètre est faible, mieux c'est.

Protection de survoltage: En plus de déterminer la tension maximale habituelle bons blocs les alimentations sont protégées contre la tension de sortie dépassant un certain niveau critique. Si pour une raison quelconque la tension est de +3,3. V, +5V ou +12V dépasse une certaine valeur, par exemple +6,25V pour une tension de +5V, l'alimentation coupe cette sortie. La surtension peut être indiquée par une valeur en pourcentage, telle que 125 %. La spécification doit également indiquer ce que fait l’alimentation lorsqu’elle détecte une surtension ; il se réinitialise généralement.

Protection contre les surintensités: Si les sorties d'une alimentation dépassent leurs valeurs maximales, certaines alimentations détectent cette condition et réinitialisent l'appareil. La spécification définit la valeur en pourcentage de dépassement de la valeur maximale du paramètre.

Spécifications générales de qualité

Certaines spécifications de l'alimentation électrique ne concernent pas directement son fonctionnement, mais indiquent plutôt sa qualité globale. Il convient de leur accorder une attention particulière.

Niveau de bruit: Le niveau de bruit est mesuré en décibels dB et plus ce chiffre est élevé, plus l'alimentation génère du bruit. Les premiers PC n'avaient que deux composants en mouvement continu qui généraient du bruit : le moteur du disque dur et le ventilateur de l'alimentation. Les PC modernes génèrent une cacophonie de bruit : disques durs à haute vitesse, disques amovibles, ventilateurs d'alimentation, ventilateurs de refroidissement du boîtier et ventilateurs du processeur. En conséquence, les utilisateurs ont remarqué que leurs PC étaient bruyants et beaucoup ont commencé à rechercher des ordinateurs « à faible bruit ». Pour une alimentation électrique, vous devez faire attention à la spécification « faible bruit » ou « silencieux ». Bien entendu, le niveau sonore d’une alimentation est principalement influencé par son ventilateur.

MTBF/MTTF : Le temps moyen entre panne et le temps moyen avant panne sont des paramètres assez similaires, mais pas la même chose. Ces paramètres montrent statistiquement combien d'heures l'alimentation fonctionnera avant une panne. Les valeurs nominales typiques des alimentations vont de 30 000 à 50 000 heures ou plus. Il est important de comprendre que ces chiffres sont des approximations et des moyennes ; ils ne sont pas garantis pour chaque appareil.

Garantie: Indique la période (en mois ou en années) pendant laquelle le fabricant est tenu de réparer ou de remplacer l'alimentation électrique en cas de panne. La période de garantie montre à quel point le fabricant a confiance dans la qualité de son produit : aucune entreprise n'offrira une garantie de trois ans sur un produit si, selon ses estimations, il tombera en panne dans un délai de 18 à 24 mois. Bien entendu, il est conseillé d'acheter une alimentation avec une période de garantie maximale, mais vous devez prendre en compte les conditions de garantie et la réputation de l'entreprise, notamment en termes de service de garantie.

Certifications

Presque toutes les alimentations électriques sont certifiées pour leur sécurité et leur qualité par une ou plusieurs institutions. Le certificat certifie que l'alimentation a été testée et répond à une certaine norme. Plus une alimentation possède de certifications, plus elle a réussi de tests et plus elle répond à des normes. Différentes agences de certification se spécialisent dans différents types de tests. La plupart des tests d'alimentation électrique concernent la sécurité et la qualité globale. Des tests d'interférence électromagnétique (EMI) et d'interférence radiofréquence (RFI) sont également effectués sur les alimentations.

Pour les utilisateurs, le plus important est le certificat de sécurité et de qualité. Il existe de nombreuses organisations qui proposent des certifications dans différents pays. En règle générale, le fabricant de l'alimentation électrique ne répertorie que les abréviations des organismes qui certifient la qualité et la sécurité de l'alimentation électrique. Voici les organisations les plus connues :

• UL : Laboratoires des assureurs, Inc. ( http://www.ul.com). En fait, la certification UL sert de norme de sécurité et de qualité aux États-Unis.
• ASC : CSA International (anciennement l'Association canadienne de normalisation - http://www.csa.ca). Équivalent UL canadien.
• NEMKO, TUV et VDE : Organisations NEMKO ( http://nemko.no) en Norvège et TUV ( http://www.tuv.com) et VDE ( http://www.vde.de) en Allemagne mènent des travaux de certification des composants électriques en Europe.
• CE : Indique que le produit a reçu le marquage CE, certifiant qu'il peut être vendu dans la Communauté européenne.

Les règles relatives aux tests EMI/RFI aux États-Unis ont été établies par la Federal Communications Commission (FCC, http://www.fcc.gov). De nombreux fabricants annoncent que leurs alimentations sont certifiées « FCC Classe B ». Cette affirmation n'est pas tout à fait exacte, puisque la FCC ne certifie pas les alimentations individuelles, mais uniquement les systèmes. Par conséquent, cette déclaration signifie que l’alimentation électrique est certifiée comme faisant partie d’au moins un type de système. En pratique, les fabricants d’alimentations réputés testent leurs appareils dans diverses configurations.

Enfin, certaines alimentations sont certifiées Energy Star. Il s'agit d'un programme de l'Agence de protection de l'environnement ( http://www.epa.gov/energystar), qui stimule la production de PC et de composants rentables. Pour beaucoup, la certification Energy Star est un indicateur d’une alimentation électrique de bonne qualité.

L’absence de certificat pour un appareil ne signifie pas qu’il est mauvais. Cependant, cette absence moyens que le produit n'a pas été minutieusement testé pour répondre aux normes normales de l'industrie. Il peut y avoir diverses raisons pour lesquelles un produit n'est pas testé, mais il est préférable d'éviter les alimentations qui n'ont pas au moins une, de préférence plusieurs, certification d'un organisme de certification de sécurité et de qualité réputé.

Alimentations linéaires et à découpage

Commençons par les bases. L'alimentation électrique d'un ordinateur remplit trois fonctions. Tout d’abord, le courant alternatif provenant de l’alimentation électrique domestique doit être converti en courant continu. La deuxième tâche de l'alimentation est de réduire la tension de 110-230 V, qui est excessive pour l'électronique informatique, aux valeurs standard requises par les convertisseurs de puissance des composants individuels du PC - 12 V, 5 V et 3,3 V. (ainsi que les tensions négatives, dont nous parlerons un peu plus tard) . Enfin, l'alimentation joue le rôle de stabilisateur de tension.

Il existe deux principaux types d'alimentations qui fonctionnent fonctions répertoriées, - linéaire et impulsionnel. L'alimentation linéaire la plus simple est basée sur un transformateur sur lequel la tension alternative est réduite à la valeur requise, puis le courant est redressé par un pont de diodes.

Cependant, l'alimentation électrique est également nécessaire pour stabiliser la tension de sortie, qui est provoquée à la fois par l'instabilité de la tension dans le réseau domestique et par une chute de tension en réponse à une augmentation du courant dans la charge.

Pour compenser la chute de tension, dans une alimentation linéaire, les paramètres du transformateur sont calculés pour fournir une puissance excédentaire. Puis à Courant élevé la tension requise sera observée dans la charge. Cependant, l’augmentation de la tension qui se produira sans aucun moyen de compensation en cas de faible courant dans la charge utile est également inacceptable. L'excès de tension est éliminé en incluant une charge non utile dans le circuit. Dans le cas le plus simple, il s'agit d'une résistance ou d'un transistor connecté via une diode Zener. Dans une version plus avancée, le transistor est contrôlé par un microcircuit avec comparateur. Quoi qu'il en soit, l'excès de puissance est simplement dissipé sous forme de chaleur, ce qui affecte négativement l'efficacité de l'appareil.

Dans le circuit d'alimentation à découpage, une variable supplémentaire apparaît, dont dépend la tension de sortie, en plus des deux déjà existantes : la tension d'entrée et la résistance de charge. Il y a un interrupteur en série avec la charge (qui dans le cas qui nous intéresse est un transistor), contrôlé par un microcontrôleur en mode modulation de largeur d'impulsion (PWM). Plus la durée des états ouverts du transistor est élevée par rapport à leur période (ce paramètre est appelé rapport cyclique, dans la terminologie russe la valeur inverse est utilisée - rapport cyclique), plus la tension de sortie est élevée. En raison de la présence d'un interrupteur, une alimentation à découpage est également appelée alimentation à découpage (SMPS).

Aucun courant ne circule dans un transistor fermé et la résistance d'un transistor ouvert est idéalement négligeable. En réalité, un transistor ouvert possède une résistance et dissipe une partie de la puissance sous forme de chaleur. De plus, la transition entre les états des transistors n’est pas parfaitement discrète. Et pourtant, le rendement d'une source de courant pulsé peut dépasser 90 %, tandis que le rendement d'une alimentation linéaire avec stabilisateur atteint au mieux 50 %.

Un autre avantage des alimentations à découpage est la réduction radicale de la taille et du poids du transformateur par rapport aux alimentations linéaires de même puissance. On sait que plus la fréquence du courant alternatif dans l'enroulement primaire d'un transformateur est élevée, plus la taille du noyau requise et le nombre de tours d'enroulement sont petits. Par conséquent, le transistor clé du circuit n'est pas placé après, mais avant le transformateur et, en plus de la stabilisation de la tension, est utilisé pour produire un courant alternatif haute fréquence (pour les alimentations des ordinateurs, il est de 30 à 100 kHz et plus, et en règle générale - environ 60 kHz). Transformateur fonctionnant à la fréquence du réseau 50-60 Hz pour la puissance nécessaire ordinateur standard, serait des dizaines de fois plus massif.

Les alimentations linéaires sont aujourd'hui utilisées principalement dans le cas d'applications de faible puissance, où l'électronique relativement complexe requise pour une alimentation à découpage constitue un élément de coût plus sensible par rapport à un transformateur. Il s'agit par exemple d'alimentations 9 V, qui sont utilisées pour les pédales d'effets de guitare, et une fois pour consoles de jeux etc. Mais les chargeurs pour smartphones sont déjà entièrement pulsés - ici les coûts sont justifiés. En raison de l'amplitude nettement inférieure de l'ondulation de tension à la sortie, les alimentations linéaires sont également utilisées dans les domaines où cette qualité est recherchée.

⇡ Schéma général d'une alimentation ATX

L'alimentation d'un ordinateur de bureau est une alimentation à découpage dont l'entrée est alimentée en tension domestique avec des paramètres de 110/230 V, 50-60 Hz, et la sortie comporte un certain nombre de lignes CC, dont les principales sont nominales 12, 5 et 3,3 V De plus, l'alimentation fournit une tension de -12 V, et parfois aussi une tension de -5 V, nécessaire au bus ISA. Mais ce dernier a été à un moment donné exclu de la norme ATX en raison de la fin du support de l'ISA lui-même.

Dans le schéma simplifié d'une alimentation à découpage standard présenté ci-dessus, quatre étapes principales peuvent être distinguées. Dans le même ordre, nous considérons les composants des alimentations dans les revues, à savoir :

1. Filtre EMI - interférences électromagnétiques (filtre RFI) ;
2. circuit primaire - redresseur d'entrée (redresseur), transistors clés (commutateur), créant un courant alternatif haute fréquence sur l'enroulement primaire du transformateur ;
3. transformateur principal ;
4. circuit secondaire - redresseurs de courant de l'enroulement secondaire du transformateur (redresseurs), filtres de lissage en sortie (filtrage).

⇡ Filtre EMF

Le filtre à l'entrée de l'alimentation est utilisé pour supprimer deux types d'interférences électromagnétiques : différentielle (mode différentiel) - lorsque le courant parasite circule dans des directions différentes dans les lignes électriques, et mode commun - lorsque le courant circule dans une direction.

Le bruit différentiel est supprimé par le condensateur CX (le grand condensateur à film jaune sur la photo ci-dessus) connecté en parallèle à la charge. Parfois, un starter est également attaché à chaque fil, qui remplit la même fonction (pas sur le schéma).

Le filtre de mode commun est constitué de condensateurs CY (en forme de goutte bleue condensateurs céramiques sur la photo), à un point commun reliant les lignes électriques à la terre, etc. une self de mode commun (LF1 sur le schéma), dont le courant dans les deux enroulements circule dans le même sens, ce qui crée une résistance aux interférences de mode commun.

Dans les modèles bon marché, un ensemble minimum de pièces de filtre est installé, dans les modèles plus chers, les circuits décrits forment des liens répétitifs (en tout ou en partie). Dans le passé, il n'était pas rare de voir des alimentations sans aucun filtre EMI. Il s'agit là d'une exception plutôt curieuse, même si si vous achetez une alimentation très bon marché, vous pouvez toujours avoir une telle surprise. En conséquence, non seulement et pas tant l'ordinateur lui-même en souffrira, mais également les autres équipements connectés au réseau domestique - les alimentations à découpage sont une puissante source d'interférences.

Dans la zone de filtrage d'une bonne alimentation, vous pouvez trouver plusieurs pièces qui protègent l'appareil lui-même ou son propriétaire des dommages. Il existe presque toujours un simple fusible pour se protéger contre court-circuit(F1 dans le schéma). A noter que lorsque le fusible saute, l'objet protégé n'est plus l'alimentation. Si un court-circuit se produit, cela signifie que les transistors clés ont déjà traversé et il est important d'éviter au moins que le câblage électrique ne prenne feu. Si un fusible de l'alimentation électrique grille soudainement, il est probablement inutile de le remplacer par un nouveau.

Une protection séparée est prévue contre court terme surtensions à l'aide d'une varistance (MOV - Metal Oxide Varistor). Mais il n’existe aucun moyen de protection contre les augmentations prolongées de tension dans les alimentations des ordinateurs. Cette fonction est assurée par des stabilisateurs externes avec leur propre transformateur à l'intérieur.

Le condensateur du circuit PFC après le redresseur peut conserver une charge importante après avoir été déconnecté de l'alimentation. Pour éviter qu'une personne négligente qui enfonce son doigt dans le connecteur d'alimentation ne reçoive un choc électrique, une résistance de décharge de grande valeur (résistance de purge) est installée entre les fils. Dans une version plus sophistiquée - avec un circuit de contrôle qui empêche les fuites de charge lorsque l'appareil fonctionne.

À propos, la présence d'un filtre dans l'alimentation du PC (et l'alimentation d'un moniteur et de presque tous les équipements informatiques en possède également un) signifie que l'achat d'un « filtre anti-surtension » séparé au lieu d'une rallonge ordinaire est, en général, , inutile. Tout est pareil en lui. Dans tous les cas, la seule condition est un câblage normal à trois broches avec mise à la terre. Sinon, les condensateurs CY connectés à la terre ne pourront tout simplement pas remplir leur fonction.

⇡ Redresseur d'entrée

Après le filtre, le courant alternatif est converti en courant continu à l'aide d'un pont de diodes - généralement sous la forme d'un assemblage dans un boîtier commun. Un radiateur séparé pour refroidir le pont est le bienvenu. Un pont assemblé à partir de quatre diodes discrètes est un attribut des alimentations bon marché. Vous pouvez également demander à quel courant le pont est conçu pour déterminer s'il correspond à la puissance de l'alimentation elle-même. Bien qu'en règle générale, il existe une bonne marge pour ce paramètre.

⇡ Bloc PFC actif

Dans un circuit CA avec une charge linéaire (comme une ampoule à incandescence ou une cuisinière électrique), le flux de courant suit la même onde sinusoïdale que la tension. Mais ce n'est pas le cas des appareils dotés d'un redresseur d'entrée, tels que les alimentations à découpage. L'alimentation électrique transmet le courant par impulsions courtes, coïncidant approximativement dans le temps avec les pics de la tension sinusoïdale (c'est-à-dire la tension instantanée maximale) lorsque le condensateur de lissage du redresseur est rechargé.

Le signal de courant déformé est décomposé en plusieurs oscillations harmoniques dans la somme d'une sinusoïde d'une amplitude donnée (le signal idéal qui se produirait avec une charge linéaire).

La puissance utilisée pour effectuer un travail utile (qui, en fait, chauffe les composants du PC) est indiquée dans les caractéristiques de l'alimentation et est dite active. La puissance restante générée par les oscillations harmoniques du courant est dite réactive. Il ne produit pas de travail utile, mais chauffe les fils et crée une charge sur les transformateurs et autres équipements électriques.

La somme vectorielle des puissances réactive et active est appelée puissance apparente. Et le rapport entre la puissance active et la puissance totale est appelé facteur de puissance – à ne pas confondre avec l’efficacité !

Une alimentation à découpage a initialement un facteur de puissance plutôt faible - environ 0,7. Pour les consommateurs privés puissance réactive ce n'est pas un problème (heureusement, ce n'est pas pris en compte par les compteurs électriques), à moins qu'il n'utilise un UPS. L'alimentation sans interruption est responsable de la pleine puissance de la charge. À l'échelle d'un réseau de bureau ou de ville, l'excès de puissance réactive créé par les alimentations à découpage réduit déjà considérablement la qualité de l'alimentation électrique et entraîne des coûts, c'est pourquoi il est activement combattu.

En particulier, la grande majorité des alimentations informatiques sont équipées de circuits de correction active du facteur de puissance (Active PFC). Bloquer avec PFC actif facile à identifier grâce au grand condensateur et à l'inductance installés après le redresseur. Essentiellement, Active PFC est un autre convertisseur d'impulsions qui maintient une charge constante sur le condensateur avec une tension d'environ 400 V. Dans ce cas, le courant du réseau d'alimentation est consommé par impulsions courtes, dont la largeur est sélectionnée de manière à ce que le signal est approximé par une onde sinusoïdale - qui est nécessaire pour simuler une charge linéaire. Pour synchroniser le signal de consommation de courant avec la sinusoïde de tension, le contrôleur PFC dispose d'une logique spéciale.

Le circuit PFC actif contient un ou deux transistors clés et une diode puissante, qui sont placés sur le même dissipateur thermique que les transistors clés du convertisseur d'alimentation principal. En règle générale, le contrôleur PWM de la clé de conversion principale et la clé Active PFC forment une seule puce (PWM/PFC Combo).

Le facteur de puissance des alimentations à découpage avec PFC actif atteint 0,95 et plus. De plus, ils présentent un avantage supplémentaire : ils ne nécessitent pas d'interrupteur secteur 110/230 V ni de doubleur de tension correspondant à l'intérieur de l'alimentation. La plupart des circuits PFC gèrent des tensions de 85 à 265 V. De plus, la sensibilité de l'alimentation aux chutes de tension à court terme est réduite.

À propos, en plus de la correction PFC active, il existe également une correction passive, qui consiste à installer un inducteur à haute inductance en série avec la charge. Son efficacité est faible et il est peu probable que vous la trouviez dans une alimentation moderne.

⇡ Convertisseur principal

Le principe général de fonctionnement de toutes les alimentations impulsionnelles d'une topologie isolée (avec transformateur) est le même : un transistor clé (ou des transistors) crée un courant alternatif sur l'enroulement primaire du transformateur, et le contrôleur PWM contrôle le rapport cyclique de leur commutation. Cependant, les circuits spécifiques diffèrent à la fois par le nombre de transistors clés et d'autres éléments, ainsi que par le nombre de transistors clés et d'autres éléments. caractéristiques de qualité: Efficacité, forme du signal, bruit, etc. Mais ici, tout dépend trop de la mise en œuvre spécifique pour que cela vaille la peine de s'y concentrer. Pour les personnes intéressées, nous mettons à disposition un ensemble de schémas et un tableau qui vous permettront de les identifier dans des appareils spécifiques en fonction de la composition des pièces.

	Transistors	Diodes	Condensateurs	Jambes primaires du transformateur
Transistor unique avant	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

En plus des topologies répertoriées, dans les alimentations coûteuses, il existe des versions résonantes de Half Bridge, qui sont facilement identifiées par une grande inductance supplémentaire (ou deux) et un condensateur formant un circuit oscillant.

Transistor unique avant

⇡ Circuit secondaire

Le circuit secondaire est tout ce qui vient après l'enroulement secondaire du transformateur. Dans la plupart des alimentations modernes, le transformateur comporte deux enroulements : de l'un d'eux la tension de 12 V est supprimée, de l'autre - 5 V. Le courant est d'abord redressé à l'aide d'un assemblage de deux diodes Schottky - une ou plusieurs par bus ( sur le bus le plus chargé - 12 V - dans les alimentations puissantes, il y a quatre assemblages). Les redresseurs synchrones, qui utilisent des transistors à effet de champ au lieu de diodes, sont plus efficaces en termes d'efficacité. Mais c'est l'apanage des alimentations vraiment avancées et coûteuses qui revendiquent le certificat 80 PLUS Platinum.

Le rail 3,3 V est généralement alimenté par le même enroulement que le rail 5 V, seule la tension est abaissée à l'aide d'une inductance saturable (Mag Amp). Un enroulement spécial sur un transformateur pour une tension de 3,3 V est une option exotique. Parmi les tensions négatives de la norme ATX actuelle, il ne reste que -12 V, qui sont retirés de l'enroulement secondaire sous le bus 12 V via des diodes séparées à faible courant.

La commande PWM de la clé du convertisseur modifie la tension sur l'enroulement primaire du transformateur, et donc sur tous les enroulements secondaires à la fois. Dans le même temps, la consommation actuelle de l'ordinateur n'est en aucun cas répartie uniformément entre les bus d'alimentation. Dans le matériel moderne, le bus le plus chargé est le 12 V.

Pour stabiliser séparément les tensions sur différents bus, des mesures supplémentaires sont nécessaires. La méthode classique consiste à utiliser un starter de stabilisation de groupe. Trois bus principaux traversent ses enroulements et, par conséquent, si le courant augmente sur un bus, la tension chute sur les autres. Disons que le courant sur le bus 12 V a augmenté et afin d'éviter une chute de tension, le contrôleur PWM a réduit le rapport cyclique des transistors clés. En conséquence, la tension sur le bus 5 V pouvait dépasser les limites autorisées, mais a été supprimée par la self de stabilisation de groupe.

La tension sur le bus 3,3 V est en outre régulée par une autre inductance saturable.

Une version plus avancée fournit une stabilisation séparée des bus 5 et 12 V grâce à des selfs saturables, mais cette conception a désormais cédé la place aux convertisseurs DC-DC dans les alimentations coûteuses de haute qualité. Dans ce dernier cas, le transformateur possède un seul enroulement secondaire d'une tension de 12 V, et les tensions de 5 V et 3,3 V sont obtenues grâce à des convertisseurs DC-DC. Cette méthode est la plus favorable à la stabilité de la tension.

Filtre de sortie

Le dernier étage de chaque bus est un filtre qui atténue les ondulations de tension provoquées par les transistors clés. De plus, les pulsations du redresseur d'entrée, dont la fréquence est égale à deux fois la fréquence du réseau d'alimentation, pénètrent à un degré ou à un autre dans le circuit secondaire de l'alimentation.

Le filtre ondulé comprend une self et de gros condensateurs. Les alimentations de haute qualité se caractérisent par une capacité d'au moins 2 000 uF, mais les fabricants de modèles bon marché disposent de réserves d'économies lorsqu'ils installent des condensateurs, par exemple, de la moitié de la valeur nominale, ce qui affecte inévitablement l'amplitude d'ondulation.

⇡ Alimentation en veille +5VSB

Une description des composants de l'alimentation serait incomplète sans mentionner la source de tension de veille de 5 V, qui permet le mode veille du PC et garantit le fonctionnement de tous les appareils qui doivent être allumés à tout moment. La « salle de garde » est alimentée par un convertisseur d'impulsions séparé avec un transformateur de faible puissance. Dans certaines alimentations, il existe également un troisième transformateur, utilisé dans le circuit de rétroaction pour isoler le contrôleur PWM du circuit primaire du convertisseur principal. Dans d'autres cas, cette fonction est assurée par des optocoupleurs (une LED et un phototransistor dans un seul boîtier).

⇡ Méthodologie de test des alimentations

L'un des principaux paramètres de l'alimentation électrique est la stabilité de la tension, qui se reflète dans ce qu'on appelle. caractéristique de charge croisée. KNH est un diagramme dans lequel le courant ou la puissance sur le bus 12 V est tracé sur un axe, et sur l'autre le courant ou la puissance total sur les bus 3,3 et 5 V. Aux points d'intersection pour différentes valeurs de les deux variables, l'écart de tension par rapport à la valeur nominale est déterminé d'un pneu ou d'un autre. En conséquence, nous publions deux KNH différents : pour le bus 12 V et pour le bus 5/3,3 V.

La couleur du point indique le pourcentage d'écart :

• vert : ≤ 1 % ;
• vert clair : ≤ 2 % ;
• jaune : ≤ 3 % ;
• orange : ≤ 4 % ;
• rouge : ≤ 5 %.
• blanc : > 5% (non autorisé par la norme ATX).

Pour obtenir KNH, un banc de test d'alimentation sur mesure est utilisé, qui crée une charge en dissipant la chaleur sur de puissants transistors à effet de champ.

Un autre test tout aussi important consiste à déterminer l’amplitude d’ondulation à la sortie de l’alimentation. La norme ATX autorise une ondulation comprise entre 120 mV pour un bus 12 V et 50 mV pour un bus 5 V. On distingue l'ondulation haute fréquence (au double de la fréquence du commutateur principal du convertisseur) et la basse fréquence (au double de la fréquence du commutateur principal du convertisseur). fréquence du réseau d'alimentation).

Nous mesurons ce paramètre à l'aide d'un oscilloscope USB Hantek DSO-6022BE à la charge maximale sur l'alimentation spécifiée par les spécifications. Dans l'oscillogramme ci-dessous, le graphique vert correspond au bus 12 V, le graphique jaune correspond au 5 V. On voit que les ondulations sont dans les limites normales, et même avec une marge.

A titre de comparaison, nous présentons une image d'ondulations à la sortie de l'alimentation d'un vieil ordinateur. Ce bloc n’était pas génial au départ, mais il ne s’est certainement pas amélioré avec le temps. À en juger par l'ampleur de l'ondulation basse fréquence (notez que la division de balayage de tension est augmentée à 50 mV pour s'adapter aux oscillations sur l'écran), le condensateur de lissage à l'entrée est déjà devenu inutilisable. L'ondulation haute fréquence sur le bus 5 V est proche des 50 mV admissibles.

Le test suivant détermine l'efficacité de l'unité à une charge de 10 à 100 % de puissance nominale(en comparant la puissance de sortie avec la puissance d'entrée mesurée à l'aide d'un wattmètre domestique). À titre de comparaison, le graphique montre les critères des différentes catégories 80 PLUS. Cependant, cela ne suscite pas beaucoup d’intérêt de nos jours. Le graphique montre les résultats du bloc d'alimentation Corsair haut de gamme par rapport à l'Antec très bon marché, et la différence n'est pas si grande.

Un problème plus urgent pour l’utilisateur est le bruit du ventilateur intégré. Il est impossible de la mesurer directement à proximité du banc d'essai de l'alimentation électrique rugissante, c'est pourquoi nous mesurons la vitesse de rotation de la roue avec un tachymètre laser - également à une puissance de 10 à 100 %. Le graphique ci-dessous montre que lorsque la charge sur cette alimentation est faible, le ventilateur de 135 mm reste à faible vitesse et est à peine audible. À charge maximale, le bruit est déjà perceptible, mais le niveau reste tout à fait acceptable.

DANS monde moderne Le développement et l’obsolescence des composants d’ordinateurs personnels se produisent très rapidement. Dans le même temps, l'un des principaux composants d'un PC - le facteur de forme ATX - est pratiquement n'a pas changé son design depuis 15 ans.

Par conséquent, l'alimentation électrique d'un ordinateur de jeu ultramoderne et d'un ancien PC de bureau fonctionne sur le même principe et utilise des méthodes communes pour diagnostiquer les pannes.

Le matériel présenté dans cet article peut être appliqué à n'importe quelle alimentation d'ordinateur personnel avec un minimum de nuances.

Un circuit d'alimentation ATX typique est illustré sur la figure. Structurellement, il s'agit d'une unité d'impulsion classique sur un contrôleur PWM TL494, déclenchée par un signal PS-ON (Power Switch On) de la carte mère. Le reste du temps, jusqu'à ce que la broche PS-ON soit mise à la masse, seule l'alimentation de secours avec une tension de +5 V en sortie est active.

Examinons de plus près la structure de l'alimentation ATX. Son premier élément est
:

Sa tâche est de convertir le courant alternatif du secteur en courant continu pour alimenter le contrôleur PWM et l'alimentation de secours. Structurellement, il se compose des éléments suivants :

• Fusible F1 protège le câblage et l'alimentation elle-même des surcharges en cas de panne d'alimentation, entraînant une forte augmentation de la consommation de courant et, par conséquent, une augmentation critique de la température pouvant conduire à un incendie.
• Une thermistance de protection est installée dans le circuit neutre, ce qui réduit la surtension lorsque l'alimentation est connectée au réseau.
• Ensuite, un filtre antibruit est installé, composé de plusieurs selfs ( L1, L2), condensateurs ( C1, C2, C3, C4) et starter à contre-bobinage Tr1. La nécessité d'un tel filtre est due au niveau important d'interférences que l'unité d'impulsion transmet au réseau d'alimentation électrique - ces interférences sont non seulement captées par les récepteurs de télévision et de radio, mais peuvent dans certains cas conduire à un dysfonctionnement d'équipements sensibles. .
• Un pont de diodes est installé derrière le filtre, convertissant le courant alternatif en courant continu pulsé. L'ondulation est lissée par un filtre capacitif-inductif.

Alimentation de secours est un convertisseur d'impulsions indépendant de faible puissance basé sur le transistor T11, qui génère des impulsions via un transformateur d'isolement et un redresseur demi-onde sur la diode D24, alimentant un stabilisateur de tension intégré de faible puissance sur la puce 7805. Bien que ce circuit soit, comme on dit, qui a fait ses preuves, ce n'est pas le cas inconvénient majeur Il y a une chute de tension élevée aux bornes du stabilisateur 7805, qui entraîne une surchauffe sous une charge importante. Pour cette raison, des dommages aux circuits alimentés par la source de secours peuvent entraîner sa défaillance et l'impossibilité ultérieure d'allumer l'ordinateur.

La base du convertisseur d'impulsions est Contrôleur PWM. Cette abréviation a déjà été mentionnée à plusieurs reprises, mais n'a pas été déchiffrée. PWM est une modulation de largeur d'impulsion, c'est-à-dire une modification de la durée des impulsions de tension à leur amplitude et à leur fréquence constantes. La tâche d'un bloc PWM basé sur un microcircuit spécialisé TL494 ou ses analogues fonctionnels est de convertir Tension continue en impulsions de la fréquence correspondante qui, après le transformateur d'isolement, sont lissées par des filtres de sortie. La stabilisation de la tension à la sortie du convertisseur d'impulsions est réalisée en ajustant la durée des impulsions générées par le contrôleur PWM.

Un avantage important d'un tel circuit de conversion de tension est également la possibilité de travailler avec des fréquences nettement supérieures à 50 Hz de l'alimentation. Plus la fréquence du courant est élevée, plus les dimensions du noyau du transformateur et le nombre de tours des enroulements sont petits. C'est pourquoi les alimentations à découpage sont beaucoup plus compactes et plus légères que les circuits classiques dotés d'un transformateur abaisseur d'entrée.

Un circuit basé sur le transistor T9 et les étages qui le suivent sont chargés d'allumer l'alimentation ATX. Au moment de la mise sous tension du réseau, une tension de 5 V est fournie à la base du transistor via la résistance de limitation de courant R58 à partir de la sortie de l'alimentation de secours ; au moment où le fil PS-ON est court-circuité à la terre, le circuit démarre le contrôleur PWM TL494. Dans ce cas, la défaillance de la source d'alimentation de secours entraînera une incertitude dans le fonctionnement du circuit de démarrage de l'alimentation et une éventuelle défaillance de la commutation, comme déjà mentionné.