NAPAJANJA RAČUNARA od autora Dimić Žarka

Potrebno je posebnu pažnju obratiti na izbor napajanja za računarski sistem. Napajanje predstavlja srž

sistema i preporuka je uložiti nešto više novca za bolju naponsku jedinicu.Napajanje je ključni deo PC-ja,

jer snabdeva strujom sve delove sistema koji to zahtevaju. Takođe, napajanje je i jedan od delova

najsklonijih kvarovima u svakom računarskom sistemu. Neispravno napajanje moglo bi da ošteti ostale

delove računara tako što bi im isporučilo neodgovarajući ili nestabilan napon. Zbog značaja napajanja za

ispravan i pouzdan rad sistema, trebalo bi razumeti ulogu i ograničenja napajanja, koje probleme ono

može da prouzrokuje i kako da se ti problemi otklanjaju.Napajanje računara PSU(Power Supply Unit) ima

zadatak da obezbedi potrebne jednosmerne napone za napajanje komponenti računara. Najčešći slučaj je

da se računar napaja iz mreže naizmeničnog napona gradske mreže (220V, 50Hz). Za rad njegovih

komponenti potrebano je više jednosmernih napona različitog naponskog i strujnog nivoa. Zadatak

stepena zanapajanje je da što efikasnije i uz što manje toplotne gubitke obezbedi potrebne jednosmerne

napone iz mrežnog napona od 220V. Napajanje računara jezaseban modul koji je najčešće deo samog

kućišta računara. Pošto je velika razlika između ulaznog i izlaznog napona,napajanja oslobađaju relativno

veliku količinu toplote. Zbog toga se u njima nalazehladnjaci i ventilator. Ovaj ventilator izbacuje topao

vazduh iz napajanja hladeći elektronske komponente u njemu, a ujedno reguliše strujanje vazduha u celom

kućištu (izbacuje topao vazduh iz kućišta u ambijent).Osnovni delovi savremenog računarskog napajanja

(Slika 1.) su:

1.Kućište napajanja (PSU form-factor) – dimenzije i oblik kućišta su definisani standardom

2.Elektronska ploča sa stepenom za konverziju napona

3.Ventilator

4.Kablovi sa konektorima na krajevima

5.Naponska utičnica, prekidač ON/OFF i prekidač za izbor napona (opciono)

Slika 1: Savremeno računarsko ATX12V napajanje

1. ATX standardi računarskih napajanja

Najzastupljeniji današnji standard (Form Factor) napajanja je ATX (Advanced Technology

Extended).U zavisnosti od tipa ATX napajanja, glavni (Main connector)naponski konektor za matičnu

ploču može biti 20-pinski ili 24-pinski (u poslednjim generacijama računara).Tokom vremena, usled

veće potrošnje komponenti, dodavani su drugi tipovi konektora, posebno 6-pinski ili 8-pinski PCIe

konektori za grafičke karte.

Tabela 1: Pregled ATX standarda za računarska napajanja

2. Računarska napajanja - oblici i dimenzije

Sve do uvođenja Intelove ATX arhitekture 1995. godine, oblici i veličine napajanja koji su se koristili u

PC-jima razlikovali su se prvenstveno po veličini i položaju u kućištu računara. ATX i srodni standardi

doneli su neka nova svojstva,ali danas su praktično sva računarska napajanja usklađena sa istim osnovnim

elektronskim rešenjem.

Na tržištu računara, IBM je prvi uveo standarde vezane za oblik i dimenzije kućišta napajanja, da bi

kasnije mnogi drugi proizvođači kopirali ove standarde. Težnja ka daljoj standardizaciji napajanja vrši se i

danas, povremenim uvođenjem novih tipova konektora, više naponskih linija, većim snagama napajanja i

sl.. Danas na tržištu postoji više od 10 različitih tipova napajanja, definisanih kao industrijski standard.

Neka od njih se zasnivaju na starim tipovima IBM napajanja, ali većina ima oblik i dimenzije novijih

standarda. Oblici i veličine napajanja povezani su sa oblicima i veličinama matičnih ploča na način koji

često nije očigledan. Na primer, većina sistema sa starim Baby-AT matičnim pločama koristio je

napajanja LPX oblika, dok sistemi sa starim NLX matičnim pločama koriste nova ATX napajanja. Treba

istaći da, iako ovi oblici napajanja imaju iste nazive kao oblici i veličine matičnih ploča, oblik i veličina

napajanja više zavisi od kućišta sistema nego od matične ploče.

Tabele2. i 3.prikazuje aktuelne standarde računarskih napajanja, kao i stare standarde napajanja koji su se

koristili od početka 80-ih do sredine 90-ih

Tabela 2: Savremeni industrijski standardi računarskih napajanja

Tabela 3: Zastareli industrijski standardi računarskih napajanja

2.1 ATX/ATX12V napajanja

Intel je prvi put predstavio ATX standard 1995. godine. Standard je naglo postao popularan1996. godine u

računarima zasnovanim na Pentium iPentium-Pro procesorima. Sa pojavom Pentiuma II procesora1997.

godine i Pentiuma III 1999. Godine, ATX standard je smenio nekada omiljeni Baby-AT i postao

preovlađujući standard za oblik i veličinu napajanja.ATX i njegove verzije napajanja najverovatnije će se

koristiti i nekoliko narednih godina kao najzastupljeniji standard. Trenutno je aktuelan ATX 12V 2.3

standard napajanja računara (Slika 2.).ATX oblik i veličina napajanja otklonili sunekoliko nedostataka

prethodno korišćenih Baby-AT i mini-AT formata napajanja. Postojalo je nekoliko nedostatka tadašnjih

napajanja. Osnovnije daje uobičajeno napajanje za PC imalo dva priključka za matičnu ploču (AT glavni

konektor). Pogrešno postavljanje ovih konektora, zamena njihovih mesta ili postavljanje izvan njihovog

pravog mesta vrlo često je dovodilo do spaljivanja matične ploče. Današnja ATX napajanja imaju glavne

konektore za matičnu ploču sa vođicama, tako da se ne mogu umetnuti obrnuto ili u pogrešnom redosledu.

Februara 2000 godine Intel je usvojio noviji standard ATX/ATX12V, pri čemu je dodat 4-pinski +12V

konektor za dodatna napajanja CPU (zbog ovog +12V konektora napajanja se nazivaju ATX12V). Od

verzije ATX 1.3 ovaj standard je zvanično postao ATX12V. Februara 2003. usvojena je verzija 2.0, pri

čemu je izbačen dodatni 6-pinski AUX konektor, glavni konektor je definitivno postao 24-pinski, dodati

su SATA konektori za hard i optičke uređaje...Od verzije ATX12V 2.2 u upotrebi su MOLEX konektori

sa visoko strujnim HCS (High Current System) terminalima i dodat je 8-pinski PCIe konektor za grafičke

karte

Slika 2: Savremeno ATX12V računarsko napajanje

Slika 3: ATX12V 2.x form factor napajanje sa 24-pin glavnim, 4-pin +12V, i opcionim PCIExpress

Grafičkim konektorima

Prvobitni ATX standard zahtevao je da 80mm ventilator bude postavljen sa unutrašnje strane napajanja,

kako bi mogao da usmerava vazduh preko matične ploče i da ga uvlači iz spoljne sredine sa zadnje strane

kućišta. Ovakav tok vazduha imao je suprotan smer u odnosu na onaj kod većine današnjih standardnih

napajanja kod kojih se vazduh izduvava kroz otvor na zadnjoj strani kućišta u kojem se nalazi ventilator.

Hlađenje obrnutim tokom, koje se ostvaruje u ATX napajanjima (system pozitivnog pritiska), usmerava

vazduh preko najtoplijih delova matične ploče, kao što su procesor, memorijski moduli i priključci za

proširenje, koji su postavljeni tako da što bolje iskoriste strujanje vazduha. Ovo otklanja potrebu za

drugim ventilatorim a u sistemu i smanjuje buku koju stvara sistem, kao i potrošnju energije potrebne za

njegov rad. Druga korist od hlađenja obrnutim tokom jeste to što sistem ostaje čistiji, bez prašine i

prljavštine. Kućište je u suštini pod pritiskom, tako da se vazduh stalno izbacuje kroz otvore u kućištu –

suprotno onome što se dešavalo kod ranijih oblika. Kod sistema koji rade u krajnje teškim uslovima rada

može se dodati filter na ulazni ventilacioni otvor, kako bi se obezbedilo da sav vazduh koji ulazi u sistem

bude čist i bez prašine.Mada je teoretski ovo najbolji način provetravanja sistema, pravilno projektovan

system sa pozitivnim pritiskom zahteva snažniji ventilator koji će povlačiti potrebnu količinu vazduha

kroz filter. Osim toga, filter mora da se održava redovno iu zavisnosti od radnih uslova može da zahteva

zamenu ili čišćenje čak jednom sedmično. Osim toga, napajanje u potpuno opterećenom sistemu izbacuje

zagrejani vazduh preko procesora, smanjujući njegovo hlađenje. Kako noviji procesori proizvode sve više

toplote, sposobnost vazdušne struje da hladi postaje krajnje kritična. Za svakodnevnu upotrebu najbolje

rešenje je primena standardnog sistema sa negativnim pritiskom, što podrazumeva izduvni ventilatorna

napajanju i dodatni ventilator za hlađenje procesora. Iz tog razlogaje ATX standard za napajanja izmenjen,

tako da dopušta primenu starijeg načina provetravanja sa negativnim pritiskom.Drugi zadatak koji je rešio

ATX oblik napajanja sa hlađenjem obrnutim tokom jestekako da današnji procesori ostanu dovoljno

ohlađeni.Uprkos prednostima koje pruža sistem hlađenja sa pozitivnim pritiskom, standardni sistem sa

negativnim pritiskom kod kojeg se vazduh izbacuje kroz zadnju stranu napajanja i uvlači kroz različite

otvore u sistemu ostvaruje bolje hlađenje za datu brzinu ventilatora i protok vazduha. Zato većina novijih

ATX napajanja koristi sistem hlađenja sa negativnimpritiskom.ATX napajanja uvode novi priključak koji

daje napon +3,3V, čime se otklanja potreba za regulatorima napona na matičnoj ploči za napajanje

procesora i drugih kola koja koriste napon +3,3V. Pored novih signala od +3,3V, ATX napajanje

isporučuje još jedan skup signala, koji obično ne postoji kod standardnih napajanja. Skup sačinjavaju

signali Power_On (PS_On) i 5V_Standby (5VSB), koji se zajedno označavaju kao Soft Power. Power_On

je signal sa matične ploče koji operativni sistemi poput Windowsa koriste za isključivanje sistema putem

softvera. Ovo omogućava npr. primenu opcije “Wake on LAN”, (signal sa modema ili mrežne kartice

može da probudi i uključi PC). Kod mnogih takvih sistema može da se podesi i vreme buđenja, kada će se

PC automatski uključiti i izvršiti planirane zadatke. Ovi signali takođe mogu da se iskoriste za uključenje

sistema pomoću tastature (kao kod sistema Apple). Signal 5V_Standby uvek je prisutan i daje matičnoj

ploči ograničeno napajanje, čak i kada je sistem isključen. O ovim naponima biće reči u drugom delu

teksta.

2.2 SFX/SFX12V napajanja

Intel je objavio treći novi standard za matične ploče pod nazivom mikro-ATX, namenjen jednostavnijim

sistemima sa još manjom osnovom od NLX-a i sa manjim zahtevima za napajanjem. Nove, manje mikro-

ATX matične ploče i kućišta mogu da se naprave tako da koriste ATX napajanje kao podrazumevano, kao

i novo veoma malo napajanje, nazvano SFX (Small Form Factor), sa manjom veličinom i oblikom. SFX

napajanje projektovano je posebno za primenu u malim sistemima koji sadrže ograničenu količinu

hardvera. Jedinica za napajanje može da isporuči 90 W stalne snage (do 135 W u vrhu) na četiri napona

(+5V, +12V, -12Vi + 3,3 V). Ova vrednost snage pokazala se dovoljnom za mali sistem sa procesorom

Pentium II, AGP interfejsom, najviše četiri priključkaza proširenje i tri dopunska uređaja - kao što su

diskovi i CD-ROM uređaji. Iako je Intel projektovao SFX standard za napajanje imajući na umu mikro-

ATX oblik I veličinu matične ploče, SFX je bio potpuno izdvojen standard koji je bio kompatibilan sa

drugim matičnim pločama. SFX napajanja su koristila isti priključak sa 20 izvoda koji je određen ATX

standardom i sadržao je signale Power_On i 5V_Standby. Izbor ATX ili SFX napajanja zavisio je od

kućišta, a ne od matične ploče. Oba napajanja imala iste električne priključke I razlika je u tome koje

napajanje kućište može fizički da prihvati. Kod standardnog SFX napajanja, ventilator prečnika 60mm

postavljen je na površini kućišta napajanja i okrenut je ka unutrašnjosti kućišta računara. Ventilator uvlači

vazduhu kućište napajanja iz unutrašnjosti računara i izbacuje ga kroz otvor na njegovoj zadnjoj strani.

Ovakvo smeštanje ventilatora u unutrašnjost smanjuje buku koju stvara sistem, ali takođe označava

povratak standardnom rešenju sa negativnim pritiskom. U većini slučajeva bio je potreban dodatni

ventilator u sistemu za hlađenje procesora. Za sisteme koji su zahtevali bolje hlađenje postojala verzija

koja je dozvoljavala ugradnju većeg ventilatora prečnika 90mm, koji se postavljao na gornju stranu. Veći

ventilator obezbeđuje bolje hlađenje i protok vazduha sistemima kojima je to potrebno. Na Slici 4.

prikazano je napajanje SFX oblika i veličine sa ventilatorom prečnika 90mm postavljenim na gornjoj

strani.

Slika 4: SFX/SFX12V napajanje sa 80mm ventilatorom sa gornje strane

2.3 EPS/EPS12V napajanja

1998 godine, grupa kompanija koju su predvodili Intel, Hewlett-Packard, NEC, Dell, Data General,

Micron i Compaq kreirali su SSI (Server System Infrastructure), inicijativu za usvajanje industrijskog

standarda za oblike i dimenzije (form factors) nekoliko hardverskih elemenata, prvenstveno kućišta,

napajanja, matičnih ploča itd. Osnovna ideja je bila zasnovana na dizajnu mrežnih servera koji bi koristili

standardizovane izmenljive komponente. SSI je prvo kreirao specifikaciju EPS (Entry-Level Power

Supply) namenjenu za entry-level servere sa tower kućištima. EPS se zasnivao na ATX standardu, ali sa

izvesnim poboljšanjima. Prvo poboljšanje je bilo korišćenje 24-pinskog glavnog konektora za matičnu

ploču, što je na kraju i definisano ATX 12V standardom 2005 godine. EPS jekoristio HCS visokostrujne

terminale na MOLEX konektorima, 4-pinski +12V naponski konektor, kao i 6-pinski konektor za grafičke

karte. EPS specifikacija je originalno koristila ATX dimenzije napajanja, ali je ona kasnije proširena za

podršku naponskih izlaza većih snaga i napajanja većih dimenzija. Originalni EPS, kao i ATX koristio je

dimenzije kućišta 86150140mm, a kasnije je EPS koristio dimenzije kućišta dužine180 ili230mm. Ovo

nije bio problem za nova midi-ATX kućišta, jer su se veća napajanja mogla smestiti u ova kućišta bez

problema, prvenstveno zahvaljujući optičkim drajvovima koji su postali vremenom kraći. Osnovna razlika

između današnjih ATX i EPS napajanja je u tipu konektora. EPS12V napajanja koriste 8-pinske dual

+12V konektore, dok ATX12Vnapajanja koriste 4-pinske +12V konektore. 8-pinskidual +12V konektori

su u principu ekvivalentni sa dva 4-pinska konektora povezana zajedno i koriste se za napajanja procesora

u entry-level serverima. Druga razlika između EPS12V iATX12Vnapajanja su njihove dimenzije, jer

EPS12V mogu imati 180-230mm dužinu kućišta napajanja, dok su ATX ograničena na dužinu do

140mm.Ova napajanja se često nazivaju proširena ATX (Extended ATX) jer imaju nešto veću dužinu

kućišta. Da bi se koristilo EPS12V napajanje u standardnom ATX kućištu potrebno je proveriti prostor

unutar kućišta kako bi se ovo napajanje moglo adekvatno postaviti. Kompatibilnost konektora ne

predstavlja problem jer EPS12V napajanja imaju sve tipove konektora koji se danas koriste u savremenim

ATX napajanjima i pločama (8-pinski dual +12V naponski konektor može se bez problema povezati sa 4-

pinskim +12V podnožjem na matičnoj ploči), Slika 5.

Slika 5: EPS12V form factor računarsko napajanje

2.4 TFX 12V napajanja

TFX12V (Thin Form Factor) je uveo Intel aprila2002.godine za korišćenje u sistemima malih dimenzija

SFF (Small-Form-Factor), prvenstveno za SFF kućišta niskog profila koja su koristila microATX,

FlexATX, ili Mini-ITX matične ploče. Oblik ovih napajanja je duži i uži u odnosu na ATX ili SFX

napajanja, što je omogućavalo upotrebu u sistemima niskog profila. TFX12V napajanja su bila predviđena

za isporuku snage u opsegu od 180–300W,što je bilo dovoljno za tadašnje niskoprofilne sisteme.TFX12V

napajanja imala su 80mm ventilator postavljen sa strane koji se kontrolisao termostatski. Sistem

simetričnog postavljanja dozvoljavao je orjentaciju ventilatora sa leve ili desne strane kućišta, radi

poboljšanja fleksibilnosti i efikasnosti hlađenja unutar kućišta. (Slika 6.)

Slika 6: TFX12V simetrično postavljanje ventilatora napajanja

Slično kao kod SFX tipa napajanja, postoji samo jedan format dimenzija TFX12V napajanja

(1758565mm). Kod ovih napajanja oduvek se koristio 4-pinski+12V konektor, a u kasnijim verzijama

dodati su SATA konektor (TFX12V 1.2 -april 2003)i 24-pinski glavni konektor za matičnu ploču

(TFX12V 2.1-jul 2005). Na Slici 7. prikazano je standardno TFX12V napajanje.

Slika 7: TFX12V računarsko napajanje

2.5 CFX 12V napajanja

CFX 12Vnapajanja (Compact Form Factor) je takođe uveo Intel novembra2003.godine za potrebe

računarskih BTX (Balanced Technology Extended) sistema srednjih veličina, koji su prvenstveno koristili

microBTX ili picoBTX matične ploče. Dimenzije ovog napajanja prikazane su na Slici 9.CFX12V

napajanja su bila projektovanja za isporuku snage u opsegu od 220-300W, što je za tadašnje prosečne

konfiguracije bilo više nego dovoljno. Ova napajanja imala su 80mm interni ventilator montiran sa zadnje

strane, kontrolisan termostatski. Oblik napajanja je bio takav da je napajanje imalo usek sa jedne strane,

koji je omogućavao jednostavnije postavljanje micro-BTX ili picoBTX matičnih ploča i kompaktniji

računarski system (Slika 8.)Ovaj tip napajanja imao je standardne tipove konektora. Poslednji standard

CFX12V 1.2 doneo je male izmene,prvenstveno je uvedena upotreba HCS terminala u MOLEX

konektorima

Slika 8: CFX12V računarsko napajanje

Slika 8: CFX12V računarsko napajanje (dimenzije kućišta)

2.6 LFX 12Vnapajanja

Intel je uveo ovaj standard za ova napajanja u aprilu 2004 god. pod originalnim nazivom LFX12V (Low

Profile Form Factor). Ova napajanja su prvenstveno bila namenjena za ultra-small BTX sisteme, tj.

računare sa pico BTX ili nano BTX matičnim pločama. LFX12V napajanja su bila projektovana za

isporuku snage u opsegu 180–260W, što je bilo idealno za manje sisteme. Kod ovih napajanja postojao je

interni 60mm ventilator, koji je bio 20mm manji od onih u CFX12V napajanjima i koristio je kontrolu uz

pomoć termostata kako bi se obezbedio tih rad tokom hlađenja. Ovaj format napajanja ima karakterističan

urez duž cele jedne strane. Dimenzije LFX12V napajanja su bile 6272210mm (širina visina dužina).

Sva LFX napajanja imala su 20-pin ili 24-pin glavni konektor, kao i 4-pin +12V konektor za matičnu

ploču. Takođe, obično imaju standardne floppy i SATA naponske konektore za periferije (Slika 10.)

Slika 10: LFX 12V računarsko napajanje

2.7 Flex ATX napajanja

Kompanija za izradu napajanja FSP (Fortron Source Power) uvela je novi standard za napajanja pod

imenom Flex ATX Power Supply, 2001. godine,prvenstveno za potrebe SFF desktop računara i tankih

(1U=1,75”) serverskih sistema. Ovaj format napajanja bio je popularan u sistemina koje je proizvodio

HP/Compaq, IBM, SuperMicro, i drugi. Intel je prvi uveo Flex ATX format napajanja kao standardni

format (mart 2007 god.). Ovaj format napajanja često se naziva 1U-format jer se vrlo često koristi u

serverskim kućištima (Slika 11.).Flex ATX napajanja se projektuju za snage 180-270W, što je pogodno za

manje sisteme. Ova napajanja obično imaju jedan ili dva interna 40mm ventilatora. Veći ventilatori mogu

se postaviti horizontalno u samo napajanje. Flex ATX napajanja imaju 20-pin ili24-pin glavni konektor,

kao i 4-pin +12V konektor za matičnu ploču. Takođe, obično imaju standardne floppy i SATA naponske

konektore za periferije

Slika 11: FlexATX računarsko napajanje

1. NAPONI I STRUJE RAČUNARSKIH NAPAJANJA

Današnja savremena ATX napajanja na svojim izlazima formiraju stabilne pozitivne jednosmerne napone

koji imaju vrednosti od +3.3V, +5V I +12V. Ovi naponi se u napajanju isporučuju preko tri osnovne

naponske linije (rails). Iako u napajanju postoji više provodnika (žica) koje istovremeno prenose različite

DC napone, svaki od provodnika vezuje se za jedninstvenu liniju napajanja.U napajanjima se koristi

istovremeno više provodnika, jer je jeftinije i jednostavnije isporučivati napone putem više tanjih i manjih

provodnika, nego koristiti duže provodnike sa ektremno velikim prečnikom žica. Digitalne elektronske

komponente i elektronska kola u računaru (matična ploča, kartice, elektronika u drajvovima itd...) obično

koriste napone od +3,3V ili +5V, dok motori na drajvovima ili ventilatori koriste napon od +12V. U

Tabeli 1. dat je pregled osnovnih napona napajanja, kao i koje komponente računara koriste te napone.

Naponske linije Koponente računara

+3,3V Čipset matične ploče (severni i južni most),pojedini

DIMM slotovi, PCI/AGP/PCIe kartice, razni čipovi,

neki ventilatori

+5V Elektronska ploča hard-diskova,low-voltage motori,

SIMM slotovi, PCI/AGP/ISA kartice, naponski

regulatori, razni čipovi

+12V Motor i ventilatori, naponski regulatori, AGP/PCIe

grafičke kartice

SIMM (Single Inline Memory Module)- memorijski slot sa jednim redom kontakata, stariji standard

DIMM (Dual Inline Memory Module)-memorijski slot sa dva reda kontakata

PCI (Peripheral Component Interconnect)-tip sabirnice na matičnoj ploči

PCIe (PCI Express)-tip sabirnice na matičnoj ploči većeg sa većom brzinom prenosa podataka

AGP (Accellerated Graphics Port)-tip sabirnice za grafičke karte, stariji standard

ISA (Industry Standard Architecture)-stariji tip sabirnice na matičnoj ploči, danas se ne koristi

Tabela 1: Naponske linije (rails) današnjih računarskih napajanja

Pored današnjih PC računara u ATX formatu, u upotrebi ima još dosta PC računara prethodnih generacija,

koji su napravljeni u AT formatu. Ovakvi računari za svoj rad zahtevaju jednosmerne napone od +5V,

+12V, -5V i -12V. Iako na današnjim napajanjima takođe postoje linije sa negativnim naponima od -5V i -

12V, ovi naponi se u današnjim računarskim sistemima ne koriste. Oni postoje zbog kompatibilnosti i

mogućnosti korišćenja napajanja na starijim PC konfiguracijama. ISA sabirnica (slotovi za kartice) na

matičnim pločama starijih generacija koristila je napon od - 5V za svoj rad. Takođe, stariji floppy

kontroleri su koristili za svoj rad napon od -5V. Pojedine matične ploče su koristile -12V za serijske

portove ili LAN Ethernet adaptere. Pored standardnih napona, na ATX napajanjima postoje i tri

karakteristična napona (signala):

+5V_SB (Standby)

PS_ON

PWR_OK (PG)

Slika1: ATX napajanje - standardni naponi i signali

Na Slici 1. su prikazani svi ulazi i izlazi na stepenima za napajanje u ATX formatu, sa odgovorajućim

naponima. Kod računara u ATX formatu ne postoji mrežni prekidač, već se napon gradske mreže dovodi

direktno na stepen za napajanje. Pošto je mrežni napon stalno prisutan na ulazu stepena za napajanje,

jedan njegov deo stalno daje napon od +5V, označen sa +5V_SB (Standby). Na ATX napajanju ovaj

signal se nalazi na pinu (izvodu) br.9 i označen je ljubičastom bojom provodnika. Ovaj napon se vodi na

matičnu ploču računara, i na njoj napaja kola koja omogućavaju uključenje ili isključenje računara. Zbog

stalno prisutnog napona od +5V na pojedinim elektronskim kolima matične ploče, čak i kada je računar

isključen, potrebno je pri intervencijama unutar kućišta potpuno odvojiti račuunar od napona gradske

mreže (izvući naponski kabal iz računara).Uključenje i isključenje računara se vrši signalom koji logika na

matičnoj ploči (napaja se stalno prisutnim naponom +5V_SB) šalje na ulaz stepena za napajanje označen

sa PS_ON. Upravljanje ovim signalom vrši se tasterom On/Off na kućištu ili softverski, preko operativnog

sistema (OS). Kada je računar isključen, na ovom ulazu postoji neki jednosmerni napon (logička 1, napon

je +3,3V ili 5V). Kada se kratkotrajno pritisne taster za uključenje računara na kućištu, na ulazu PS_ON

napon pada na logičku nulu (manji je od 0,8V),što omogućava početak rada glavnog stepena za napajanje,

a samim tim i početak rada računara. Zahvaljujući ugrađenoj logici na matičnoj ploči, uključenje računara

se može obaviti (ako sete opcije omoguće softverski izBIOS-a) i pritiskom na neki taster tastature, kao i

daljinski preko mrežne kartice ili modema (Wake_on_LAN). PS_ON signal se na ATX napajanju nalazi

na pinu br. 16 n i označen je žicom zelene boje. Pored navedenih izlaznih napona, ATX stepen za

napajanje ima i izlazni signal označen sa PG ili PWR_OK. Ovaj signal se vodi ka reset ulazu procesora na

matičnoj ploči. Dok se svi izlazni naponi koje daje stepen za napajanje ne stabilišu na potrebne vrednosti,

signal PWR_OK ima vrednost 0V, pa time drži procesor u resetovanom stanju. Zato CPU ne može da

krene sa izvršavanjem programa iz BIOS-a računara. Kada svi naponi dobijeni iz stepena za napajanje

postignu svoje nominalne vrednosti, signal PWR_OK dobija vrednost +5V, pa procesor više nije u

resetovanom stanju, već počinje izvršavanje programa iz BIOS-a i podizanje operativnog sistema

računara.Tako se izbegavaju moguće greške u radu CPU čipa sa neodgovarajućim naponima napajanja.

Signal PWR_OK formira upravljačko kolo u stepenu za napajanje, koje upravlja i samim radom stepena

za napajanje. Na ATX napajanju ovaj signal se nalazi na pinu br.8 i označen je žicom sive boje.U

deklaraciji napajanja (na nalepnici ili u knjižici), proizvođači daju podatke o snazi i maksimalnoj jačini

struje na pojedinim izlazima. Ove vrednosti se ponekad daju u dve varijante, kao najveće struje koje

napajanje može da daje kontinualno i kao najveće struje koje napajanje može da izdrži u kraćim

vremenskim intervalima. Naravno, vlasnicima je bitnija prva varijanta, jer daje realniju sliku o

mogućnostima napajanja, ali iz marketinških razloga proizvođači često objavljuju samo drugu varijantu,

jer na taj način napajanje predstavljaju kao jače. Prilikom davanja ovih podataka često se prećutkuje još

jedna bitna stvar prema Intelovim normama, glavni naponi napajanja i pri maksimalnom opterećenju ne

smeju da odstupe više od 5% od nazivnih vrednosti. Mnoga napajanja taj uslov baš i ne zadovoljavaju, što

znači da im je realna maksimalna snaga u stvari manja nego što se tvrdi.

STEPEN ZA KONVERZIJU NAPONA

Osnovni deo računarskog napajanja je elektronski sklop koji ima ulogu stepena za konverziju napona.

Postoje dva osnovna tipa stepena za konverziju napona:

a) linearni (kontinualni) i

b) prekidački ili impulsni (switched)

Napajanja prvih PC računara su bila realizovana kao linearni stepen. Ovo električno kolo je jednostavno

za implementaciju i sastoji se od transformatora (trafo), Grecovog stepena (usmerač) i naponskog

stabilizatora. Ova starija AT napajanja snage 63.5W, davala su napone od +5V i +12V, a bili su dostupni i

naponi od -5V i -12V, ali sa manjom snagom. Nedostatak ovih napajanja je što su se jako grejala. Kako su

se vremenom javljale komponente veće potrošnje (CPU, grafičke karte) i dodavane komponentekoje ranije

nisu bile predviđene (npr.optički drajvovi, SSD drajvovi itd.), ova napajanja su zamenjena novim,

zasnovanim na prekidačkom stepen u. Prekidački izvori su efikasniji, ali i složeniji u odnosu na linearne

tipove izvora napajanja. Tipičan koeficijent korisnog dejstva je oko 80%. Upotrebom pouzdanih

prekidačkih tranzistora i dobrih filtera, moguće je obezbediti tačnost regulacije napona do 0,01% i nivo

talasnosti od 1 mV. Principijelne šemeizvora napajnja koji rade u oba navedena režima prikazane su na

Slici1.

Slika 1: Blok šema linearnog napajanja (levo) i prekidačkog napajanja (desno)

Kod oba stepena za napajanje na početku se nalazi mrežni transformator (trafo) MT, koji snižava mrežni

napon na nisku vrednost naizmeničnog napona koji se dalje konvertuje. Napon na sekundaru trafoa se

zatim ispravlja u Grec-usmeračkom kolu GR, tako da se iza Greca dobija jednosmerni napon koji se

filtrira kondenzatorom Cf. Dobijeni jednosmerni napon je nestabilisan i njegova vrednost se menja sa

promenama mrežnog napona i sa promenama struje potrošača koji je priključen na izlaz napajanja. Za

dobijanje stabilisanog DC napona, koriste se naponski stabilizatori (Slika 1.). Kod linearnog stepena za

napajanje stabilizator napona se sastoji od tranzistora TR i upravljačkog kola UK. Prekidačka napajanja su

kompleksinija jer prekidački stepen, pored tranzistora TR i upravljačkog kola UK, sadrži i stabilizatorsko

kolo koje čine dioda D0, prigušnica L0 i kondenzator C0. Samo UK kolo je mnogo kompleksinije, ali i

efikasnije nego linearno UK kolo. Na Slici 2. prikazan je fizički izgled elektronskog konverzionog dela

ATX napajanja, sa označenim delovima i komponentama.

Slika 2: Delovi elektronskog konvertorskog dela napajanja:

A – Usmeračko kolo (Grecov most) (bridge rectifier)

B – Kondenzatori ulaznog tranzientnog linijsko gfilterskog kola između B i C – rebrasti hladnjak za

visoko naponske tranzistore

C – Transformator (trafo) između C i D – rebrasti hladnjak za niskonaponske, visoko strujne usmerače

D – Namotaji izlaznog filterskog kola

E – Kondenzatori izlaznog filterskog kola (Upravljačka kola se ne vide!!)

Savremena prekidačka napajanja nazivaju se još i SMPS (Switching Mode Power Supply) napajanja, jer

rade u tzv. prekidačkom (switching) modu. Naziv ovih napajanja potiče od brzih prekidačkih tranzistora,

najčešće realizovanih u MOSFET tehnologiji (tranzistori sa efektom polja), koji imaju osobinu ultra brzog

prekidačkog rada. Kod SMP Snapajanja veličina transformatora i kapacitet elektrolitskog kondenzatora

obrnuto su proporcionalni frekvenciji AC napona. Kako napajanje kao ulazni AC napon koristi

frekvenciju gradske mreže od 50Hz, zbog tako niske frekvencije, naponu na ulazu (primaru)

transformatora se podiže frekvencija na vrednosti opsega 40-60KHz, čime se dimenzije transformatora i

kapaciteti elektrolitskih kondenzatora znatno umanjuju. Postignuto je još jedno poboljšanje - elektronski

sklop formira zatvoreni upravljački krug, tako da elektronika nadgleda rad transformatora i dobija podatke

o naponima koji se pojavljuju na izlazu SMPS napajanja.Izlazni naponi se tada mogu korigovati

povećavanjem ili smanjenjem Duty Cycle vremena, što zavisi od potrošnje računara. Duty Cyclese definše

kao odnos vremena trajanja logičke nule podeljeno s vremenom periode signala, odnosno ono pokazuje

odnos vremena u kojem je tranzistor upaljen i vremena u kojem je tranzistor ugašen. U praksi se ovo

naziva PWM (Pulse Width Modulation) ili modulacija širinom impulsa. Izlaz SMPS napajanja se na taj

način reguliše u zavisnosti od potrošnje na njegovim izlazima, što nije slučaj sa klasičnim linearnim

napajanjima, pa se tako ujedno razvija manje toplote i štedi električna energija. Na Slici 3. prikazana je

principijelna blok-šema ATX napajanja, sa označenim karakterističnim delovima i komponentama za

konverziju napona i formiranja stabilisanih DC izlaznih napona.

Slika 3: Blok - šema ATX računarskog napajanja

U ulaznom delu jepriključak mrežnog AC napona (220V, 50Hz) i filtersko kolo za potiskivanje smetnji

(EMI kolo). Kod nekih napajanja ovde se nalazi NT otpornik (menja otpor u zavisnosti od temperature i

služi za zaštitu od prevelike toplote), kao i prenaponska zaštita. Glavna komponenta prenaponske zaštite je

varistor, nelinearni otpornik koji odstranjuje naponske pikove I ona se najčešće sastoji od kalema i

kondenzatora (deo B na Slici 2.). Nakon filterskog dela sledi usmerački most (obično se realizuje kao

Grecov most sa 4 diode), koji će AC napon ispraviti u DC napon i isti dovesti na ulaz sklopa za korekciju

faktora snage (PFC preregulatorsko kolo). PFC (Phase Factor Correction) je elektronsko kolo koje

nalazimo kod svih ATX napajanja u različitim izvedbama. Kod jeftinijih modela ATX napajanja sa

pasivnim PFC sklopom, izmedu ulaznih filtera i ispravljača smešten je sklop za udvostručavanje ulaznog

napona, koji se prepoznaje po dva velika elektrolitska kondenzatora i malom preklopniku 110/230V na

spoljašnjoj strani napajanja. Napajanja s aktivnim PFC modulom nemaju taj podsklop, već njihov

naponski opseg podnosi sve napone u opsegu od 100Vdo 240V. Sledeći stepen predstavlja pobudno kolo

prekidačkih (switching )tranzistora (obično su to dva snažna tranzistora sa efektom polja -MOSFET), koji

stvaraju signal pravougaonih impulsa visoke frekvencije koji prosleđuju na primar transformatora. Izlazni

napon sa sekundara transformatora takođeje pravougaonog oblika i jednostavno ga je nakon ispravljanja

snažnim Šotki (Schottky) diodama pretvoriti u jednosmerni napon. Završni stepen napajanja čini filtersko

kolo zaa poboljšanje kvaliteta izlaznog DC napona, koji se onda vodi na priključna mesta za napone od

+3, 3V, +5V i +12V. Unutar ATX napajanja postoji kontrolni upravljački krug koji nadzire celi izvor

napajanja. ATX napajanja evoluirala su iz AT napajanja koja su imala mrežni prekidač u primarnom

namotaju trafoa za uključenje računara, a kod savremenih napajanja se to ostvaruje PS_ON (Power Supply

On) logičkim signalom. Taj signal šalje matična ploča, tako da ona uključuje napajanje (zelena žica na

glavnom ATX konektoru). Važno je pomenuti i PG (Power Good) generator signala, koji će nakon

uspešnog starta napajanja javiti matičnoj ploči jesu li izlazni naponi dobrog kvaliteta i potrebnog

naponskog nivoa (+5V TTL signal kašnjenja 100-500ms). Sklop upravljačke PWM logike, najčešće je

električno izolovan od primarnog dela ATX napajanja, i to se obično ostvaruje malim transformatorom ili

optokaplerskim (optocoupler) predajnikom/prijamnikom, kako bi se onemogućila direktna galvanska veza.

Standardno ATX napajanje najčešće ima tri transformatora: glavni (na ulazu), izolacijski (koji odvaja

PWM blok od primarnog i koji u slučaju optičkog razdvajanja mora postojati) i treći transformator za

napon +5V_SB (StandBy) naponski izlaz od +5V (2,5A je u funkcijii kad je računar isključen). Na izlazu

se nalazi DC-DC konvertor u kojem su brze Šotki diode za ispravljanje potrebnih napona (za napon od

+12V i struje do 16A ili za napone od +3,3V i +5V i struje do 60A). Najčešće postoje dva strujna kruga za

ispravljanje i filtriranje napona +5V i +12V,dok se napon +3,3V uzima sa izvoda od +5V. Kod vrlo

kvalitetnih napajanja to je zaseban strujni krug samo za napon od +3,3V, i koji može dati i do 45A jačinu

struje. Iz tog razloga, napajanja često imaju navedenu kombinovanu snagu. Na nalepnici na kućištu

napajanja navedena je kombinacija snage na izlazimaa +3, 3V i +5V, ili kombinacijana naponima od +5V

i +12V. Potrebno je pomenuti strujni krug negativnihnapona od -5Vi -12V, koji se koriste za stare ISA

kartice, a koji se vrlo retko nalaze u novim napajanjima.Poslednjih godina potrošnja električne energije u

desktop računarima sa dosadašnjih +3,3V polako migrira u smeru +12V. Razlog tome je potrebna veća

snaga za mnoge komponente, a pri većem naponu potrebna je manja struja za isporučivanje iste snage

(provodnici napajanja moraju biti dovoljnog poprečnog preseka da bi izdržali nominalne struje). Treba

istaći da podatak o jačini struje ne zavisisamo odpomenutih poluprovodničkih blokova, već i od drugih

komponenti kao što su kalemovi, elektrolitski kondenzatori, a i bitan je i presek vodova i širina vodova

štampane ploče.

Na Slici 4. data je malo detaljnija blok-šema ATX napajanja. Računarsko napajanje sastoji se, u principu,

od dva dela: usmerača i elektronskog pretvarača jednosmerne struje u jednosmernu struju drugih osobina

(DC-DC pretvarač) zvanog invertor. Na ulazu se AC struja napona 220V iz gradske mreže ispravlja i

filtrira. Dobijena DC struja propušta se kroz elektronsko prekidačko kolo (switch). Tranzistorima u

elektronskom prekidaču precizno upravlja posebno integrisano elektronsko kolo. Ritam prekidanja i

ponovnog uspostavljanja struje tačno je određen i iznosi nekoliko desetina hiljada prekidanja u sekundi

(40-60KHz)! Ovako „iseckana” struja može se propustiti kroz transformator, kao u klasičnom ispravljaču,

ali taj transformator sada ne mora da bude onako glomazan–čak i za najjača napajanja od preko 500W

snage nije prevelikih dimenzija! Transformator ima nekoliko sekundarnih namotaja koji daju različite

naizmenične napone (+5V, +3,3V, +12V, –12V). Na svaki namotaj spojena je dioda koja ispravlja struju,

a zatim i kombinacija kalema i kondenzatora koja tu struju „pegla” (filtrira). Ti elementi takođe su mnogo

manji nego što bi bili kod klasičnog ispravljača.Za komponente u računaru veoma je važno da DC naponi

napajanja budu tačni i da se ne menjaju tokom vremena (tj. da budu stabilni). Ta regulacija se kod

napajanja vrši malim promenama ritma po kojem se „secka” napon u invertoru. Duže trajanje uključenog

stanja, a kraće isključenog stanja daje nešto više napone na izlazu, i obrnuto. Za regulaciju se stara

kontrolno integrisano kolo, koja daje komandu tranzistorima da se uključe ili isključe, već pomenutom

promenom Duty Cycle vremena.

Slika 4: Principijelan blok-šema ATX računarskog napajanja

ELEKTRONSKI DELOVI NAPAJANJA

Ulazni (transient) linijski EMI filter: Rad računarskog napajanja zavisi od stabilnosti AC napona koji

dolazi na njegov ulaz. Tranzientni EMI filter se nalazi između ulaza napajanja i ostatka elektronskog kola.

U njemu se nalazi kombinacija metal-oxide varistora (za zaštituod prenapona), kondenzatora i zavojnica,

radi smanjenja linijskih šumova i interferencije ulaznog AC napona. Takođe štiti PSU od sopstvenih

interferencija koje ono unosipri svom radu

.

Slika 5: Deo napajanja sa ulaznim linijskim EMI filterom

Usmeračko kolo: Nalazi se odmah iza ulaznog EMI filtera i vrši AC/DC konverziju. Obično je to diodni

most koji se sastoji od četiri snažne usmeračke diode (kod jeftinijih napajanja), mada kod naprednijih

napajanja ovih dioda ima više (Slika 6.). Najveći broj napajanja koja nemaju aktivno PFC imaju prekidač

120/240V prekidač sa zadnje strane kućišta, i ovaj prekidač je deo usmeračkog kola.

Slika 6: Usmerački most sa hladnjakom (levo) i dvostruki usmerački most sa obe strane hladnjaka (desno)

PWM i PFC kontrolno kolo: Ovo je elektronsko kolo koje kontroliše frekvenciju prekidanja tranzistora

koji formiraju izlazne DC napone. Obično je to jedno integrisano kolo koje se sa primarnim prekidačkim

tranzistorima povezuje transformatorom ili optokaplerima (radi izolacije kontrolerske elektronike od

samih tranzistora). PWM kontrolerska elektronika se kod naprednijih napajanja nalazi na posebnoj ploči

(doughterboard) koja je direktno “zalemljena” za glavnu elektronsku pločuu napajanja (Slika 7.).Na istoj

ploči se kod nekih napajanja nalazi i PFC elektronika za korekciju faktora snage.

Slika 7: Kontrolna ploča sa PWM i PFC čipovima (levo) i tranzistori PFC kontrolnog kola (desno)

Slika 8: Snažni prekidački MOSFET tranzistori (za regulaciju naponskog +12V izlaza –levo)

Elektronska ploča:

Slika 9: Prikaz donje strane elektronske ploče napajanja (bitan je kvalitet lemova)

Ploče naponske regulacije (VRM):

Slika 10: Prikaz prednje strane naponskog regulatora za +12V liniju (levo) i ploče sa modularnim

konektorima (desno)

OZNAKE ZA SNAGE, NAPONE I STRUJE NAPAJANJA

Oznake snaga na napajanju su najčešće zbunjujuće. Pored raznih oznaka sertifikata, najvidljivija oznaka,

koja se redovno nalazi u odeljku za objašnjenje ulazne naizmenične struje (AC), jeste upravo ona cifra

koja se saopštava kao podatak o snazi napajanja (datoj u vatima –W). Međutim, ta efektivna snaga je samo

približna cifra, služi u marketinške svrhe i uopšte je nebitna u praktičnoj primeni. Proizvođači pravu snagu

daju u okviru tabele u delu za jednosmernu struju (DC). U njoj su ispisani svi naponski nivoi, maksimalna

struja na svakom nivou, a ispod toga su podaci o snazi. Pošto komponente u računaru uglavnom koriste

kombinaciju napona, što se i vidi po naponskim vodovima, proizvođači u tabeli daju podatke o

maksimalnoj kombinovanoj snazi. (Vidi se da to nije prost zbir snaga po priključcima!) U datom primeru

ispod nalazi se podatak o kombinovanoj snazi naponskih nivoa od +5V i +3,3V. Na kraju, svi prozvođači

daju maksimalnu kombinovanu snagu (u datom primeru na Slici 11. je to 340W) na „+” naponskim

nivoima, i ova veličina pokazuje pravu maksimalnu snagu koja se može omogućiti komponentama u

računaru. Razlika od 10W između maksimalne snage i maksimalne kombinovane snage otpada na stalni

naponski nivo +5 V_SB

Slika 11: Primer pločice (nalepnice) napajanja sa vrednostima snaga, struja i napona

Pošto je i struja limitirana, može se lako doći do zaključkada napajanja od 300W imaju maksimalno

dozvoljenu struju na naponskom nivou od +5V oko 25%manju, a na liniji +12V oko 15%manju nego

napajanja od 400 W.Pored grafičkih kartica, potrošnja samog procesora sa svakom novom generacijom

raste. Pošto i CPU koristi naponski nivo +12V, dizajneri su lako mogli da „povećaju” jednosmernu struju

na ovoj grani, time i snagu, kako bi zadovoljili i procesorske potrebe. Međutim, po standardu za sigurnost

EN 60950, maksimalna (tzv. prividna) snaga na kontaktima (svi izlazni priključci napajanja) ne može da

bude veća od 240VA(12V i 20A po ovoj naponskoj liniji), nije bilo moguće ovo rešenje, pa su dizajneri

pribegli uvođenju druge grane sa naponskim nivoom od +12V koji se vidi i na primeru nalepnice. Tako se

došlo do togada napajanje proizvodi dva naponska nivoa od +12V.Međutim, pojedina napajanja imaju po

četiri ili čak šest +12V naponskih grana (uvedeno u EPS12V specifikaciji). To su najčešće

visokokvalitetna napajanja jako velikih izlaznih snaga (većih od 1000W), koja imaju 4 ili 6 PCIe

konektora i gde struja ne prelazi 20A po svakom +12V naponskom vodu. Obično su kod tih napajanja po

dva +12V voda namenjena procesoru, a preostali periferijama.Svako napajanje koje je u stanju isporučiti

konstantnu stuju na +12V liniji veću od 20A, mora imati odvojene +12V naponske linije (rails). Ako

imamo napajanje koje na +12V ima recimo 25A, ono moraimati odvojene +12V railove kako bi ispunilo

normu. Razdvajanje naponskih linija može se izvršiti na različite načine, kao na primer:

+12V1: 20A; +12V2: 5A

+12V2: 15A; +12V2:10A

+12V3: 10A; +12V2:15A...itd.

Primer 1:

Prilikom kupovine napajanja ne treba toliko pažnje obraćati na njegovu snagu. Radije proveriti naponske

linije i struje koje su moguće na njima, koje se mogu isporučitiali konstantno. Takođe, ako se izračunaju

snage po linijama, dolazi do neslaganja i tu se vidi koliko proizvođači ne navode tačne podatke u svojim

oznakama. Da bi se dobila ukupna snaga treba pomnožiti jačinu struje sa naponom za svaku liniju i to

sabrati. Kod najvećeg broja napajanja doći će do neslaganja. Ovde postoje tri linije sa +12V, svaka je sa

16A.

316A=48A

48A12V=576W (ovo znači da napajanja samo na +12V railu može da isporuči čak 576W) !!!!!

U tabeli je proizvođač naveo maksimalnu konstantnu snagu na +12V railu od 384W.

384W/12V=32A (to je struja na +12V railu, prema proizvođaču)

Zašto oznaka 316A u tabeli?

Ovde se ne radi o struji koju je moguće konstatntno isporučiti, već se radi o maksimalnoj struji koju je

pojedini rail u mogućnosti dati. Zvuči slično ali u principu nije. Struja se ne deli geometrijski po railovima

već se deli količinski po zahtevu pojedinog potrošača. Dakle, ovo napajanje je u mogućnosti konstantno

pružiti 32A koji će se podeliti npr. na 10+12+10A ili 15+5+12A itd...ali nikad neće jedan imati više od

16A jer je tako projektovan (što ulazi pod EPS12V normu od maksimalnih 20A po +12V railu). Dakle,

ovo napajanje ima 32A/+12Všto ukupno daje 384W s time da je maksimalna jačina struje za pojedini rali

16A.

Primer 2:

Sa svojih 14A+15A na +12V railu ovo napajanje deluje slabije od prethodnog, na prvi pogled. Proračun je

sledeći: napajanje je u stanju isporučiti 348W na +12V, što daje 29A a toliko je upravo i 14A + 15A na

svakom od dva +12V raila.

14A12V=168W

15A12V=180W

168W + 180W=348W (ovo se sasvim slaže sa natpisom u tabeli).

Ovde nema “caka” , jedino što se mora uočiti je da +12V 1rail ima 14A i to je maksimalna struja koji on

može dati. Ne može se desiti (tj. nebi se smelo) da jedan rail daje npr.18A ili vrednosti iznad onih 14A

za12V1 ili 15A za 12V 2 railove.

NAPAJANJA VELIKE EFIKASNOSTI

Sve više proizvođača proizvodi visokoefikasna napajanja za desktop računare i servere, čiji faktor

korisnog dejstva prelazi 80%. Uglavnom se i dalje rasipa 20-30% električne energije zbog neefikasnih

napajanja (toplotni gubici, rad ventilatora i ostalog...). Tendencija prelaska glavnih potrošača u računaru

na +12V liniju ide u prilog tom cilju, kao i težnja organizacije 80plus.org(www.80plus.org) koja okuplja

proizvođače i sertifikuje napajanja koja zadovoljavaju pomenuti uslov. Ova organizacija dodeljuje

napajanjima nekoliko oznaka za efikasnost pri 100% opterećenju: bela za 80% efikasnosti, bronzana za

81%, srebrna za 85%, zlatna za 88% efikasnostii platinasta za 91% efikasnosti. Najviše sertifikovanih

napajanja imaju kompanije BeQuiet, Chanell Well Techologies, Chieftec, Cooler Master, Dell, HP,

Seasonic, Sparkle Power i Thermaltake. Efikasnije napajanje u osnovi štedi energiju. Uštede koje se

mogu postići za konfiguraciju sa Intel i Core 2 Duo E8500 procesorom, Radeon Х1900 ХТХ grafičkom

karticom, 150GB WD Raptor primarnim hard-diskom i 750GB Seagate HDD sekundarnim diskom i

Craetive X-Fi zvučnom karticom prikazane su u Tabeli1.i iznose oko 8-10% ukupne potrošnje električne

energije.

Proces Standardno napajanje Visokoefikasno napajanje

Stand-by 5W 5W

Podizanje sistema 237W 214W

Idle stanje 204W 185W

Puno opterećenje 270W 247W

Tabela 1: Uporedni prikaz efikasnosti napajanja za referentnu konfiguraciju

Slika 12: Oznake kategorija sertifikata efikasnosti

U Tabeli 2. prikazana je tabela efikasnosti po standardu 80+ za različite AC napone i nivoe opterećenja

napajanja. Nama je od interesa 230V napajanje.

Tabela 2: Tabela efikasnosti po standardu 80+ za različite AC napone i nivoe opterećenja

POPRAVKA FAKTORA SNAGE (PFC)

Na pojedinim napajanjima postoji oznaka „PFC” ili „Dynamic(Active) PFC”. Skraćenica PFC znači

Power Factor Correction, i pitanje je kakve veze ima sa kvalitetom napajanja. Faktor snage je veličina

koja ima veze s potrošačima priključenim na naizmeničnu struju. U slučaju računara, potrošač je napajanje

sa svim komponentama priključenim na njega, a izvor naizmenične struje je električna mreža napona

220V. Kada bi se grafički prikazali napon i struju na priključcima potrošača, videlo bi se da su oba grafika

približno oblika talasaste linije –sinusoide. Zavisno od vrste potrošača, ti talasi mogu da se poklapaju po

horizontali (u fazi su) ili jedan može da prednjači ili kasni u odnosu na drugi (postoji fazna razlika). To

prednjačenje ili kašnjenje može se matematički prikazati i na drugi način. Akoje factor snagejednak

jedinici, potrošač može korisno da upotrebi najveći deo energije koju dobija iz mreže (neračunajući ostale

gubitke–zbog zagrevanja i slično), a ako je manji od jedan, deo energije nemože se korisno upotrebitii

predstavlja gubitke (reaktivna energija). Postoje načini da se faktor snage potrošača popravi, to jest

približi jedinici. Nažalost, faktor snage se menja u zavisnosti od opterećenja. Zato neka napajanja imaju

dinamičku (aktivnu) korekciju koja uzima u obzir i opterećenje. PFC je bitan parameter samoza

elektrodistribuciju i od značaja je tek u slučaju da je veliki broj računara priključen na istu mrežu npr. u

većoj firmi. Ako je računar samo jedan manji potrošač u stanu ili manjoj firmi, njegov uticaj se može

zanemariti. Proizvođači navode podatak da njihovo napajanje poseduje određeni PFC uglavnom zato što

su u Evropskoj Uniji na snazi strogi propisi u pogledu štednje energije koji zahtevaju da sva računarska

napajanja imaju dinamičku (aktivnu) korekciju faktora snage.

Slika 13: Oznaka aktivnog PFC faktora (levo) i 80PLUS Gold sertifikata (desno) na kućištu napajanja

MODULARNA NAPAJANJA

Modularna napajanja su napajanja novijeg datuma koja imaju izmenljive kablove. Kablovi se isporučuju

zasebno sa konektorima na oba kraja. U pakovanju se obično dobija dovoljan broj različitih standardnh

modularnih kablova. Prednost modularnih napajanja je što se mogu po potrebi dodavati samo oni kablovi

koji su u datom trenutku zaista potrebni za povezivanje grafičke karte, optičkih drajvova, ili drugih

kartica. Ova napajanja imaju više +12V linija na koje po potrebi I u zavisnosti od hardvera dodajemo šta i

koliko je potrebno od komponenti, čime se smanjuje

gužva kablova u kućistu i omogućen je lakš

i cable

management. Primeri ovak

vih napajanja sa modularnim

utičnicama, konektorima i preg

ledom kablova dati su na Slikama 14, 15 i Tabeli 3

Slika 14: Prikaz modularnih konektora na kućištu napajanja

Slika 15: Prikaz modularnih kablova sa konektorima različitog tipa

Tabela 3: Pregled modularnih kablova jednog savremenog ATX napajanja

PREPORUKE PRI IZBORU NAPAJANJA

1. Ne kupovati najjeftinija napajanja. Ne može se očekivati da će napajanje sumnjivih karakteristika

pouzdano pokretati računar. S takvim izborom riskira se kvar komponenti koji bi mogao nastati padom

napona i preopterećenjem. Od skupljeg napajanja može se očekivati njegov pouzdaniji i trajniji rad koji će

zadovoljiti naše potrebe. Kvalitetno i skuplje napajanje imaće i duže vreme zadržavanja pa će tako biti

efikasnije u trenutnim kolebanjima napona i kratkotrajnim promenama napona gradske mreže.

2. Kupiti napajanje potrebne snage. Preporuka je da napajanje ima realnih 450W za prosečne potrebe.

Poželjno je izbegavati sumnjive natpise sa neuglednih kutija gde je navedeno da napajanje ima 500W ili

čak 600W snage. Bolje je proveriti nalepnicu na kojoj je navedena snaga i jačine struje na svim

naponskim izlazima, posebno na +12V. Za igračke ili naprednije računare, radi povećane potrošnje,

preporuka su napajanja sa deklarisanih 550W snage pa naviše. Ne zavaravati se npr. sa brojkom od 350W

snage, to nije dovoljna snaga napajanja za današnje sisteme.

3. Korekcija faktora snage. Ako je to finansijski moguće, trebalo bi kupiti ATX napajanje sa aktivnom

korekcijom faktora snage (PFC). Na kućištu napajanja ili na njegovoj ambalaži, nalazi se logotip PFC

korekcije ili podatak o tome. Mnogi modeli napajanja sa aktivnom PFC-om dostižu i do 99% iskorišćenja

snage i takvih napajanja ima sve više na tržištu.

4. Kupiti visokoefikasno napajanje.U početku je potrebno izdvojiti više novca, ali se zasigurno isplati.

Manje ćete električne energije trošiti na emitovanje toplote i reaktivne gubitke. Slediti preporuke

organizacije 80 Plus i efikasnost od najmanje 80%. Znajte kako je visoka efikasnost proporcionalna

višoj ceni, no dobro odmerite svoje potrebe i utrošak energije.

5. SLI podrška. Najčešće jedna grafička kartica nije dovoljna za gamerske računare.Tada je potrebno

potražite sertifikovano napajanje s natpisom SLI Ready i nVidia logotipom koji su pokazatelji da je

napajanje dovoljno snažno za stresna vršna opterećenja koje će stvoriti istovremeno korišćenje više

grafičkih kartica. Isto tako, to je pokazatelj kako napajanje ima dovoljan broj potrebnih PCIei АТХ 12V

konektora.

6. Jačina struje.Vršna vrednost ili kontinualno opterećenje napajanja? Najčešće se daje prednost

kontinualnom opterećenju, mada je uvek potrebno obezbediti odgovarajuću rezervu snage. Vršna vrednost

je maksimalna potrošnja računara do krajnjih granica, ali vremenski vrlo ograničena jer ako bi potrajala

kontinualno, sigurno bi oštetila računar. Kontinualno opterećenje se definiše kao maksimalno opterećenje

u uslovima stabilnog rada računara.

7. Kupiti ATX napajanje sa dovoljnim brojem konektora i većom dužinom provodnika. Potrebni su glavni

ATX 24-pinski konektor, 4/6 - pinski 12V konektori za CPU, dovoljan broj Molex i SATA konektora za

periferije (preporučeno 4 i više), barem jedan Mini 4-pinski konektor, kao i 6/8-pinski 12V konektori za

grafičku kartu (obratiti pažnju koliko grafička karta ima utičnica za ove konektore). Obratite pažnju na

dužinu žica, a ako se koristi Big Tower kućište, posebno glavnog АТХ konektora i brojnih Моlex

konektora za periferije.

8. Obratiti pažnju na snagu +12V izlaza. Što više snage može da se isporuči preko +12V naponske linije,

to je bolje. Topologija računarskih komponenti i potrošnje danas menja se u smeru maksimalne potrošnje

na naponskoj liniji +12 V. Treba izabrati ono napajanje koje ima više snage na +12V ili kombinovano na

+5 V i +12 V. Novije matične ploče za Intel procesore zahtevaju najmanje dva +12 V АТХ 4-pinska

konektora (ili jedan 8-pinski).

9. Tolerancije napona. Potražiti podatak da je ATX napajanje u skladu s АТХ specifikacijom 2.2. Taj

podatak naveden je na nalepnici АТХ napajanja, na Web stranici proizvođača ili ambalaži proizvoda.

Podatak o skladu prema АТХ 2.2 specifikaciji garantuje odstupanje pozitivnih napona od najviše 5%, ili

negativnih napona od 10%, što na kraju znači manje variranja napona pod različitim opterećenima i veću

pouzdanost sistema.

10. Duže vreme zadržavanja.Ukoliko računar ne poseduje UPS radi zaštite od kratkotrajnih varijacija

napona u gradskoj mreži, potrebno je ATX napajanje sa dužim vremenom zadržavanja jednosmernih

napona, koje će mnogo lakše i nesmetano prebroditi kratkotrajne promene napona u gradskoj mreži.

11. Dodatne zaštite. Dodatne zaštite napajanja nisu na odmet. Potražiti napajanje које sadrži podatke da

ima ugrađene zaštite, od ulaznih flitera u primaru trafoa koje će ublažiti i apsorbovati kolebanja gradske

mreže, prenaponske zaštite naponskih pikova i prekostrujne zaštite, zaštite od previsokog napona i kratkog

spoja, do poremećaja u hlađenju i radu ventilatora.

12. Duža garancija.Ona pokazuje odnos proizvođača, dobavljača i trgovca prema kupcu i daje sigurnost i

pravo na reklamaciju ako se nešto desi sa napajanjem. Birati napajanja sa što dužom garancijom, tri ili pet

godina je prihvatljiv period.

13. MTBF (Меап Time Between Failures). To je srednje vreme do pojave kvara i ono se odražava na

pouzdanost sistema, odnosno verovatnoću da će računar raditi pouzdano u posmatranom periodu. Što je

taj broj već i, napajanje je pouzdanije. Dakle, napajanje sa MTBF vremenom od 100.000 sati je u

prednosti nad onim od 50.000 sati.

14. Koristiti sertifikovano napajanje. Brojni međunarodni sertifikati i oznake na nalepnici napajanja i

ambalaži proizvoda pokazatelj su ozbiljnog pristupa i nivoa kvaliteta koju proizvođač nastoji zadržati,

kako bi i dalje mogao širiti krug kupaca.

15. Prikladno hlađenje. Generička napajanja imala su samo jedan aksijalni ventilator od 80mm na zadnjoj

strani. Svojevremeno su postojala i napajanja sa dva ventilatora, ali to zbog buke nije bilo najidealnije

rešenje. Danas je pristup problematici hlađenja napajanja malo drugačiji. Sve se češće ugrađuju aksijalni

ventilatori prečnika 120,130 ili 140mm na bočnoj strani, sa promenljivim i prilagođenim brojem obrtaja i

AFC kontrolom (Air Flow Control), što je znatno povoljnije rešenje za efikasno hlađenje. Omogućen je

veći protok vazduha, tiši rad i efikasnije hlađenje procesora i komponenti matične ploče.

16. Vodeno ili klasično hlađenje. U novije vreme češće se pojavljuju ATX napajanja sa vodenim blokom

ili toplotnim cevima. Za sada su ta napajanja prilično skupa. Korišćenje vodenog hlađenja ima svoje

prednosti, mada je potrebno i odgovarajuće kućište koje je dodatni finansijski izdatak.

17. Protok vazduha i otvori za provetravanje. Za ispravan rad napajanja vrlo je važno osigurati

odgovarajući protok vazduha i veliku površinu za njegovo strujanje. Izbegavati napajanja sa malim

otvorima za provetravanje. Bolja su napajanja sa više rešetkastih površina. Ukloniti povremeno prašinu sa

mrežica, ventilatora i elektronike napajanja. Ne pokrivati zadnju stranu napajanja i ne postavljati napajanje

potpuno do zida ili zadnje strane stola. Paziti da iza napajanja ima dovoljno prostora za slobodno

izduvavanje vazduha.

18. Povećanje potreba za energijom. Proveriti da li napajanje ima dovoljan broj Molex konektora za

periferije, ima li više ATX 12V konektora za CPU i više PCIe konektora za grafičke karte.

19. Modularnost. Predstavlja dodatni trošak jer su modularna napajanja skuplja od klasičnih. Dobitak je

korišćenje samo onih provodnika napajanja koji su zaista neophodni, bolja organizacija kablova u kućištu,

bolji vizuelni pregled i olakšano strujanje vazduha u unutrašnjosti računara