Εργαστηριακό Μάθημα 8 : Τροφοδοτικά PSU

Εισαγωγή (Μάθημα 4.5 του σχολικού βιβλίου)

Ένα τροφοδοτικό (PSU Power Supply Unit) ΑΤΧ (Advanced Technology eXtended), μετατρέπει τη παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος από τα 230 Volt, σε συνεχές ρεύμα διαφόρων τάσεων +3.3V, +5V, +12V, -12 V, για να εξυπηρετήσει τις ανάγκες σε ρεύμα, όλων των συσκευών του υπολογιστή. Αν κάποια συσκευή ή κάποιο κύκλωμα απαιτεί διαφορετική τάση λειτουργίας, τότε αυτή καλύπτεται από τη μετατροπή μίας υπάρχουσας τάσης (αυτές που αναφέρθηκαν παραπάνω) με τη βοήθεια κάποιου κυκλώματος ρύθμισης τάσης, που βρίσκεται πάνω στη μητρική πλακέτα.

Οι παρεχόμενες τάσεις του τροφοδοτικού πρέπει να είναι σταθερές, χωρίς διακυμάνσεις. Κάτι τέτοιο όμως στη πράξη είναι ιδιαίτερο δύσκολο, ειδικά όταν αυξάνεται η ενέργεια που καλείται να παρέχει το τροφοδοτικό. Έτσι μία απόκλιση των παρεχόμενων τάσεων, της τάξης του 5% είναι αποδεκτή, όταν το παρεχόμενο φορτίο είναι μέχρι 70% της συνολικής ισχύος του τροφοδοτικού.

Σε παλαιά τροφοδοτικά, ο κύριος σύνδεσμός τους (P1) με την μητρική πλακέτα διέθετε 20 ακίδες, οι πιο σύγχρονες μητρικές απαιτούν 24 ακίδες. Έτσι τα σύγχρονα τροφοδοτικά παρέχουν σύνδεσμο με 20+4 = 24 ακίδες τροφοδοσίας, εκ των οποίων οι 4 είναι συνήθως αποσπώμενες για λόγους συμβατότητας. Οι διαστάσεις του τροφοδοτικού ΑΤΧ είναι τυποποιημένες, με αποτέλεσμα να ταιριάζουν σε κάθε θήκη που δέχεται τροφοδοτικό τύπου ΑΤΧ. Η τελευταία διάσταση, δηλαδή το βάθος του τροφοδοτικού μπορεί να διαφοροποιείται (π.χ. 15 x 8.6 x 14 ++ εκ.). Το κουτί του τροφοδοτικού στερεώνεται με βίδες στην πίσω πλευρά του κουτιού, αφήνοντας στο πίσω εξωτερικό μέρος, την θηλυκή υποδοχή σύνδεσης των 220 volt, έναν διακόπτη ON/OFF και σε κάποιες περιπτώσεις ένα διακόπτη επιλογής 220 ή 110 Volt, ανάλογα με την χώρα χρήσης.

Η ψύξη των κυκλωμάτων του τροφοδοτικού γίνεται από τον ενσωματωμένο ανεμιστήρα στη βάση του ή στο πίσω μέρος του. Ανάλογα τη σχεδίαση του τροφοδοτικού, ο ανεμιστήρας μπορεί να απορροφά αέρα από το εξωτερικό περιβάλλον ή να απορροφά αέρα από το εσωτερικό του τροφοδοτικού.

Η εξέλιξη των τροφοδοτικών

Τα πρώτα τροφοδοτικά Η/Υ που χρησιμοποίησε η IBM, παρείχαν στην έξοδο τους τέσσερεις συνεχείς τάσεις : +5 V , +12V, -5V και -12 V. Η τάση των +5 V ήταν απαραίτητη για την τροφοδοσία των ψηφιακών κυκλωμάτων μια που την εποχή εκείνη οι περισσότεροι μικροεπεξεργαστές απαιτούσαν τροφοδοσία +5V. Η τάση των +12 V τροφοδοτούσε τους σκληρούς δίσκους και τους οδηγούς δισκέτας, η τάση των -12 V ήταν απαραίτητη για την θύρα σειριακής επικοινωνίας RS 232 και τέλος την τάση των -5 V, χρησιμοποιούσαν περιφερειακά που συνδέονταν στους δίαυλους επέκτασης ISA (πρόγονους του PCI). Στην συνέχεια προστέθηκε ακόμα μια έξοδος στα τροφοδοτικά που ονομάστηκε Power Good και σκοπό έχει να προφυλάξει τα ψηφιακά κυκλώματα από τις αιχμές τάσης που παρουσίαζαν τα τροφοδοτικά κατά την εκκίνησή τους. Αυτά ήταν σε γενικές γραμμές τα γραμμικά τροφοδοτικά της IBM και αργότερα των προτύπων ΧΤ και ΑΤ μέχρι το 1995 που η Intel επέβαλλε το πρότυπο ΑΤΧ, το οποίο εξελίχθηκε μέχρι σήμερα με αρκετές αναθεωρήσεις. Γενικά για ένα τροφοδοτικό λέμε ότι ανήκει στο πρότυπο ΑΤΧ όταν μπορεί να τοποθετηθεί σε κουτί ΑΤΧ για να  τροφοδοτήσει μια μητρική τύπου ΑΤΧ.

Αρχικά πριν τα πρώτα ΑΤΧ τροφοδοτικά, για να τροφοδοτήσουν τους επεξεργαστές της εποχής (80486DX), με 3,3 Volt που απαιτούσαν σαν τροφοδοσία, χρησιμοποιούσαν μετατροπείς DC τάσης από τα 5 V στα 3,3 V.

Στο πρότυπο ΑΤΧ προστέθηκε η τάση των 3,3 volt καθώς και μια τάση +5V – vsb (Volt StandBy) η οποία χρησιμοποιείται για λειτουργία αναμονής και αδρανοποίησης του υπολογιστή ώστε να μπορεί να επανέλθει σε κανονική λειτουργία από κατάσταση αναμονής (stand by).

Ακόμα η φιλοσοφία σχεδιασμού των τροφοδοτικών βελτιώθηκε και τα switching τροφοδοτικά αντικατέστησαν τα γραμμικά τροφοδοτικά, δίνοντας βελτιωμένα χαρακτηριστικά και μικρότερο όγκο.

Η εξέλιξη του hardware των υπολογιστών δημιούργησε στην πορεία αυξημένες απαιτήσεις από τα τροφοδοτικά, ειδικά για την τροφοδοσία των επεξεργαστών και ακόμη περισσότερο για τις κάρτες γραφικών. Οι επεξεργαστές της Intel από την εποχή των Pentium 4 λειτουργούσαν με τάσεις κάτω των 2 V και κατανάλωναν ισχύ περίπου 80 Watt (έως και 110 Watt κάποιες εκδόσεις Pentium 4). Έτσι το τροφοδοτικό θα έπρεπε να παρέχει για τον επεξεργαστή ρεύμα έντασης δεκάδων Amperes.

Για να λύσει αυτά τα προβλήματα ισχύος η Intel άλλαξε τον σχεδιασμό και χρησιμοποίησε για την τροφοδοσία των επεξεργαστών την τάση των +12 Volt  και πρόσθεσε διατάξεις σταθεροποίησης (voltage regulator module), επάνω στη μητρική κάρτα (αναθεώρηση ΑΤΧ 1.0 – ΑΤΧ12V 1.0 standard). Αντίστοιχες λύσεις δόθηκαν και για την τροφοδοσία των καρτών γραφικών που καταναλώνουν ισχύ εκατοντάδων Watt σε αρκετές περιπτώσεις.

Συνδέσεις τροφοδοτικού ΑΤΧ

Τα σύγχρονα τροφοδοτικά, διαθέτουν πλήθος συνδέσμων για κάθε μία από τις συσκευές που απαιτούν τροφοδοσία. Διαφέρουν όμως, όσο αφορά στο πλήθος των εξόδων και των καλωδίων που παρέχουν. Ο τύπος των συνδέσμων όμως που διαθέτουν είναι τυποποιημένος.

Σύνδεσμος 24 ακίδων – P1

Χρησιμοποιείται για τη σύνδεση του τροφοδοτικού με τη μητρική πλακέτα. Μπορεί να είναι 20 + 4 = 24 ακίδων. Συνήθως διαθέτει 4 αποσπώμενες ακίδες, για συμβατότητα με τις παλαιότερες μητρικές με υποδοχή τροφοδοσίας 20 θέσεων. Ο σύνδεσμος παρέχει τάσεις των +3.3, +5, +12, -12 Volts.

Ένα τροφοδοτικό ATX που έχει σύνδεσμο 20 ακίδων, μπορεί να μην λειτουργήσει με μια νεότερη μητρική πλακέτα που απαιτεί τη σύνδεση και των 24 ακίδων.

Σύνδεσμος 4 ή 8 ακίδων ATX ή EPS (12 Volt)

Χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του επεξεργαστή. Ανάλογα με τη μητρική πλακέτα η τροφοδοσία του επεξεργαστή μπορεί να γίνεται από καλώδια τροφοδοσίας CPU 4 ακίδων, καλώδια τροφοδοσίας CPU 8 ακίδων ή κάποιο συνδυασμό και των δύο:

• Ένα καλώδιο τροφοδοσίας CPU 4 ακίδων
• Ένα καλώδιο τροφοδοσίας CPU 8 ακίδων ή δύο καλώδια των 4 ακίδων
• Ένα καλώδιο τροφοδοσίας CPU 4 ακίδων και ένα καλώδιο τροφοδοσίας 8 ακίδων
• Δύο καλώδια τροφοδοσίας CPU 8 ακίδων

Ένα καλώδιο τροφοδοσίας CPU 4 ακίδων παρέχει ισχύ έως και 155 Watt στη CPU. Αυτή η ισχύς είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει το μεγαλύτερο μέρος των επεξεργαστών μεσαίας κατηγορίας και αρκετών πιο ισχυρών. Ωστόσο, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι αυτή η ισχύς περνά από πολλά βήματα μετατροπών μέσω του VRM (voltage regulator module) της μητρικής προτού φτάσει στην CPU. Επομένως μέρος της αρχικής ισχύος θα χαθεί με τη μορφή θερμότητας στα ενδιάμεσα στάδια.

Ένα καλώδιο τροφοδοσίας CPU 8 ακίδων παρέχει ισχύ έως και 235 Watt στην CPU  και τεχνικά είναι δύο καλώδια 4 ακίδων σε συνδυασμό. Οι περισσότεροι επεξεργαστές στην αγορά, ακόμη και οι επεξεργαστές Core i7 και Ryzen 7, δεν χρειάζονται πραγματικά 235 Watt για να λειτουργήσουν στις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις. Όταν όμως δίνεται η δυνατότητα υπερχρονισμού των επεξεργαστών ή μιλάμε για επεξεργαστές πολύ υψηλών επιδόσεων όπως (Threadripper, EPYC, Xeon) τότε οι απαιτήσεις ισχύος αυξάνονται πολύ. Ο Threadripper 3990X με 64 πυρήνες απαιτεί 280 Watts για να λειτουργήσει.

Σύνδεσμος 6 ή 8 ακίδων PCIe – PEG (12 volt)

Υπάρχουν 4 τύποι υποδοχών τροφοδοσίας που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να τροφοδοτήσετε μια GPU. Αν μετρήσουμε και την υποδοχή PCIe x16 στη μητρική πλακέτα τότε γίνονται 5:

• Σύνδεσμος 6 ακίδων (75W)
• Σύνδεσμος 6+2 ακίδων (75W ή 150W)
• Σύνδεσμος 8 ακίδων (150 W)
• Σύνδεσμος 12 ακίδων (600W)
• Υποδοχή PCIe x16 (Η υποδοχή PCIe x16 που χρησιμοποιείται για μεταφορά δεδομένων στη μητρική πλακέτα μπορεί επίσης να παρέχει ισχύ 75 W στη GPU).

Προσοχή! Για την σωστή τροφοδοσία της GPU θα πρέπει πρώτα:

• Να ελέγξουμε πόσες υποδοχές τροφοδοσίας PCIe απαιτεί η GPU. Μπορεί να είναι 1x 8pin, 2x 8pin ή οποιοσδήποτε άλλος πιθανός συνδυασμός.
• Να βεβαιωθούμε ότι το τροφοδοτικό μας μπορεί να παρέχει αρκετή ισχύ στη GPU.
• Να βεβαιωθούμε ότι έχουμε αρκετές υποδοχές τροφοδοσίας PCIe διαθέσιμες στο τροφοδοτικό. Ορισμένα PSU μπορεί να παρέχουν αρκετή ισχύ, αλλά να μην έχουν αρκετές εξόδους τροφοδοσίας.
• Δεν χρησιμοποιούμε ποτέ αντάπτορες για τη μετατροπή εξόδων 4 pin molex ή 6 pin PEG σε 8 ή 12 pins connectors. Υπάρχει μεγάλος κίνδυνος να μην τροφοδοτείται σωστά η κάρτα και να υπολειτουργεί ή και να προκληθεί βλάβη.

Σύνδεσμος 15 ακίδων – SATA

Χρησιμοποιείται για παροχή τροφοδοσίας συσκευών SATA, όπως σκληρών δίσκων, SSD και οδηγών οπτικών δίσκων, DVD ROM. Ο συνδετήρας αυτός μπορεί να παρέχει ισχύ έως 54 watt.

Σύνδεσμος 4 ακίδων MOLEX Χρησιμοποιείται για παροχή τροφοδοσίας σε παλαιότερες συσκευές IDE, όπως, σκληρών δίσκων και οδηγών οπτικών δίσκων. Μέγιστο ρεύμα 8,5 Α. Συνολικά μπορεί να δώσει με ασφάλεια περίπου 132 watt ισχύ.

Μετατροπέας τροφοδοσίας male Molex σε Sata

Ιδιαίτερα χρήσιμος σε παλαιά τροφοδοτικά για περιπτώσεις που δεν επαρκούν τα καλώδια τροφοδοσίας για SATA συσκευές.

Σύνδεσμος 4 ακίδων (Berg)

Για τροφοδοσία της μονάδας εύκαμπτου δίσκου (FDD Floppy Disk Drive).

Η κατασκευή των συνδέσμων είναι τέτοια, που δύσκολα γίνεται λανθασμένη τοποθέτηση.

· Οι σύνδεσμοι (connectors) των 4, 6, 8 και 20/24 ακίδων έχουν ασφάλεια η οποία και πρέπει να πιέζεται κατά τη διάρκεια της αφαίρεσής τους.

· Η διαδικασία αφαίρεσης των συνδέσμων, ειδικά σε παλαιά συστήματα, λόγω των θερμοδιαστολών και της οξείδωσης των μεταλλικών επαφών μπορεί να αποδειχθεί ιδιαίτερα δύσκολη. Δεν τραβάμε ποτέ με μεγάλη δύναμη τους συνδέσμους, ούτε τραβάμε πιάνοντας από τα καλώδια.

· Όταν ο σύνδεσμος είναι πολύ σφικτός, κρατάμε με το ένα χέρι τη συσκευή με την οποία συνδέεται και με το άλλο κάνουμε μικρές παλινδρομικές κινήσεις κινώντας κατά μήκος της μεγάλης διάστασης του συνδέσμου μέχρι να απασφαλισθεί.

 Αντιστοίχιση Χρωμάτων Καλωδίων τροφοδοτικού ΑΤΧ και λειτουργίας  

Κάθε καλώδιο των τροφοδοτικών ΑΤΧ, έχει συγκεκριμένη αρίθμηση, χρώμα και λειτουργία. Παρακάτω παρουσιάζεται ο πίνακας αυτής της αντιστοίχισης.

Μαύρο (GND): Γείωση

Πορτοκαλί: +3,3,Volt DC

Πορτοκαλί /Καφέ: +3.3 VDC. ATX V2.3 Είναι μια ακόμη παροχή των 3,3 Volt αλλά στο ίδιο pin υπάρχει και ένα λεπτότερο καφέ καλώδιο που λειτουργεί ως αισθητήρας (Sense) και ανάλογα με τον έλεγχο της τάσης των 3,3 Volt στην μητρική κάρτα, προκαλεί τις κατάλληλες διορθώσεις στο τροφοδοτικό.

Κόκκινο: +5 Volt DC

Κίτρινο: +12 Volt DC

Μπλε: -12 Volt DC Χρησιμοποιήθηκε σε παλαιότερα πρότυπα για την παροχή των -12 volt που χρειαζόταν η σειριακή επικοινωνία μέσω της θύρας RS232.

Γκρι: Power_OK Παρέχει τάση +5 Volt DC, από το τροφοδοτικό στη μητρική για να ενημερώσει ότι όλες οι παραγόμενες από αυτό τάσεις, μετά τον αυτοέλεγχο του, έχουν σταθεροποιηθεί και είναι εντός των ορίων σωστών τιμών. Όταν η μητρική πάρει αυτό το σήμα επιτρέπει την τροφοδοσία του επεξεργαστή και των άλλων μονάδων. Η διαδικασία αυτή διαρκεί από 0,1 έως 0,5 sec.

Μωβ: +5 VDC Standby Voltage (max 2A στην ATX 2.2) εμφανίστηκε για πρώτη φορά στα τροφοδοτικά ΑΤΧ. Στο πρότυπο ΑΤ η ενεργοποίηση/απενεργοποίηση του Η/Υ γινόταν με διακοπή ή παροχή τάσης από τον αντίστοιχο διακόπτη (Power). Στο ATX πρότυπο η ενεργοποίηση / απενεργοποίηση του Η/Υ από κατάσταση αναμονής γίνεται μέσω software με την βοήθεια αυτής της τάσης 5 volt, γι’ αυτό και είναι παρούσα όταν ο Η/Υ είναι σε κατάσταση αναμονής ή απενεργοποιημένος.

Πράσινο: Power_ON Έχει τάση 5 Volt από το τροφοδοτικό και αν εφαρμοστεί χαμηλό δυναμικό δηλαδή γειωθεί ξεκινάει ο υπολογιστής. Αν βραχυκυκλώσουμε αυτό το pin (το μοναδικό πράσινο) με ένα Ground, το τροφοδοτικό «ξεκινά στον αέρα», δηλαδή ξεκινάει η λειτουργία του χωρίς να είναι συνδεδεμένο στην μητρική πλακέτα. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να κάνουμε έναν πρώτο έλεγχο της λειτουργίας του τροφοδοτικού.

Λευκό: NC Σε παλαιότερα πρότυπα υπήρχε στο pin 20 τροφοδοσία -5 VDC, για τις κάρτες επέκτασης ISA, αλλά πλέον έχει καταργηθεί.

Βασικά χαρακτηριστικά και επιλογή τροφοδοτικού ΑΤΧ

Συνθέτοντας ένα υπολογιστικό σύστημα συχνά αμελούμε να δώσουμε βαρύτητα στην επιλογή ενός καλού τροφοδοτικού. Οι περισσότεροι χρήστες προτιμούν για μείωση του κόστους την επιλογή κάποιου φτηνού τροφοδοτικού ή ακόμα και να επιλέξουν θήκη με ενσωματωμένο τροφοδοτικό. Όμως, ένα καλό τροφοδοτικό μπορεί να συμβάλλει θετικά στη σωστή λειτουργία ενός υπολογιστή, αλλά και στη μακροζωία του φροντίζοντας για την παροχή ρεύματος σωστών χαρακτηριστικών στα ευαίσθητα ηλεκτρονικά του μέρη. Επίσης, η σωστή επιλογή ενός τροφοδοτικού θα έχει ως αποτέλεσμα σε κάθε μελλοντική αναβάθμιση να μπορεί να εξυπηρετήσει και τις νέες μας απαιτήσεις.

Για την επιλογή του τροφοδοτικού που θα φιλοξενήσει ένα σύστημα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι απαιτήσεις του συστήματος καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά του. Σε ένα τροφοδοτικό συνήθως αναγράφονται στις προδιαγραφές του τα εξής:

• Η μορφή του, (form factor) για τα ΑΤΧ τροφοδοτικά είναι: Form Factor ATX12V, οι τυπικές διαστάσεις του είναι (150 x 140 x 86 χιλ). Το SFX-L έχει διαστάσεις 125 x 130 x 63.5 mm και το SFX έχει διαστάσεις 125 x 100 x 63.5 mm.

• Η μέγιστη ισχύς (Maximum Power, Total Power), του φορτίου που μπορεί να παρέχει και μετριέται σε Watts π.χ. 500 Watts.

θα πρέπει να γνωρίζουμε ότι σε κάθε παροχή DC τάσης από το τροφοδοτικό υπάρχει ένα όριο ισχύος που δίνει ο κατασκευαστής σε συνδυασμό με το μέγιστο όριο ρεύματος. Έτσι για παράδειγμα (κοίταξε την σήμανση του παρακάτω σχήματος) έστω ότι σε μια παροχή 3,3 volt δίνει όριο ρεύματος ο κατασκευαστής τα 22 Ampere (όριο ισχύος 72,6 Watt), ενώ σε μια παροχή 5 volt δίνει όριο ρεύματος 24 Ampere (όριο ισχύος 120 Watt). Αυτό δεν σημαίνει ότι ταυτόχρονα μπορούν να καταναλωθούν αυτές οι ποσότητες ισχύος, αφού μοιράζονται παροχή συνολικής ισχύος 140 Watt. Αν η παροχή των 3,3 Volt έχει απορροφήσει ήδη την μέγιστη ισχύ (72 Watt) τότε ταυτόχρονα για την παροχή των 5 Volt, είναι διαθέσιμα μόνο τα 68 Watt και όχι 120 Watt. Τα παραπάνω επισημαίνουν οι κατασκευαστές τροφοδοτικών με την ένδειξη  Max combined.

• Η τάση εισόδου λειτουργίας (input voltage) του, π.χ. 230 Volts ή και 115 Volts εναλλασσόμενης τάσης.

• Ο μέσος εκτιμώμενος χρόνος λειτουργίας (MTBF: Mean Time Between Failures), μέχρι να παρουσιαστεί κάποια βλάβη που μπορεί να επιδιορθωθεί (από εξειδικευμένο ηλεκτρονικό) σε ώρες, π.χ. 100.000 ώρες.

• Ο βαθμός απόδοσης του τροφοδοτικού (Efficiency), η ικανότητά του δηλαδή να μετατρέπει την προσφερόμενη ενέργεια εισόδου σε ωφέλιμη ενέργεια εξόδου ανάλογα με το φορτίο. Ο βαθμός απόδοσης υπολογίζεται από το πηλίκο της ωφέλιμης ισχύος προς την προσφερόμενη ισχύ (n = Pωφ / Pπρ). Αν ο βαθμός απόδοσης είναι 70% αυτό σημαίνει ότι από τα 100 watt ισχύος που καταναλώνει ένα τροφοδοτικό το 70% δηλαδή 70 watt θα αποδίδονται στο φορτίο ενώ τα υπόλοιπα 30 watt είναι απώλειες κυρίως θερμικές.

Ο κανόνας είναι ότι την μέγιστη απόδοση παρουσιάζουν τα τροφοδοτικά όταν παρέχουν το 50% της μέγιστης ισχύος τους (αυτός είναι και ο βασικός λόγος που κατά τον υπολογισμό της ισχύος ενός τροφοδοτικού που θα τοποθετηθεί σε έναν Η/Υ, υπολογίζουμε τις καταναλώσεις του Η/Υ να είναι στο 60% της μέγιστης παρεχόμενης ισχύος του τροφοδοτικού που θα τοποθετήσουμε), ενώ σε χαμηλότερες ή υψηλότερες τιμές παρεχόμενης ισχύος, παρουσιάζουν συμμετρικές περίπου και χαμηλότερες αποδόσεις.

Από το 2004 αναπτύχθηκε από την Ecos Consulting (που είναι και ο κάτοχος του πρωτοκόλλου) και τον EPRI (Electric Power Research Institute) ένα πρωτόκολλο το 80 plus. Σύμφωνα με αυτό, όταν ένα τροφοδοτικό λειτουργεί με φορτία που καταναλώνουν 20%, 50%, 100% της μέγιστης ισχύος ο βαθμός απόδοσης του τροφοδοτικού είναι το λιγότερο 80%. Με άλλα λόγια, όσο λιγότερη είναι η ενέργεια που χάνεται από την είσοδο προς την έξοδο του τροφοδοτικού και μετατρέπεται σε θερμότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση του τροφοδοτικού. Ένα τροφοδοτικό για παράδειγμα, με απόδοση 80% χάνει το 20% σε θερμότητα, ένα άλλο με 60%, χάνει το 40% σε θερμότητα. Έτσι όχι μόνο καταναλώνει περισσότερη ενέργεια αλλά και επιβαρύνει το εσωτερικό του κουτιού με θερμότητα ανεβάζοντας τη θερμοκρασία του.

Με την πάροδο του χρόνου κατηγοριοποιήθηκαν περισσότερο οι προδιαγραφές του 80 PLUS και συγκεκριμένα το 2008 ανέβηκαν τα στάνταρ σε υψηλότερες κατηγορίες που είναι:

• 80 PLUS BRONZE
• 80 PLUS SILVER
• 80 PLUS GOLD

Το 2009 προστέθηκε και η κατηγορία υψηλών προδιαγραφών η 80 PLUS PLAΤINUM, ενώ το 2012 παρουσιάστηκε η κατηγορία 80 PLUS TITANIUM με ιδιαίτερες απαιτήσεις που προορίζεται βασικά για συστήματα Server. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι αποδόσεις των κατηγοριών αυτών σε σχέση με την παρεχόμενη επί τις % ισχύ των τροφοδοτικών προς την μέγιστη ισχύ τους.

• Τα κυκλώματα προστασίας που διαθέτει (protection circuits). Τα τροφοδοτικά διαθέτουν ηλεκτρονικά κυκλώματα προστασίας, ώστε να μην προκληθεί βλάβη στο σύστημά μας, σε περίπτωση βραχυκυκλώματος ή διακυμάνσεων της τάσης ή του ρεύματος.

Για παράδειγμα, προστασία από:

• υψηλό ρεύμα (Over Current Protection),
• υπέρταση (Over Voltage Protection),
• υψηλό φορτίο (Over Load Protection).

• Ο τύπος και το πλήθος διαθέσιμων ανεμιστήρων (Fan) οι οποίοι μπορεί να είναι διαστάσεων από 80 μέχρι 150 χιλ.

• Οι σύνδεσμοι εξόδου (Output connectors). Το πλήθος των συνδέσμων εξόδου για τη σύνδεση διάφορων συσκευών στον υπολογιστή, όπως, M/B 20+4 Pin x 1, CPU 4+4 Pin x 1, SATA x 6, Floppy 4 Pin x 1 κλπ.

Αρθρωτά τροφοδοτικά

Τα αρθρωτά τροφοδοτικά (full–modular PSU) διαθέτουν αποσπώμενο σύστημα καλωδίων, προσφέροντας τη δυνατότητα αφαίρεσης αχρησιμοποίητων συνδέσεων. Αυτό μειώνει την ακαταστασία, εξαλείφει τον κίνδυνο να κρέμονται καλώδια και να παρεμβάλλονται με άλλα εξαρτήματα και μπορεί να βελτιώσει τη ροή του αέρα της θήκης.

Τα ημι-αρθρωτά τροφοδοτικά (semi–modular PSU) έχουν μερικά μόνιμα καλώδια με συνδέσμους στα άκρα, όπως μητρική πλακέτα ATX και EPS 8 ακίδων, ενώ τα πλήρως αρθρωτά τροφοδοτικά που διατίθενται στο εμπόριο επιτρέπουν την αποσύνδεση όλων των καλωδίων τους.

Η αντιστοίχιση των ακροδεκτών των αποσπώμενων καλωδίων είναι τυποποιημένη μόνο στο άκρο εξόδου και όχι στο άκρο που συνδέεται στο τροφοδοτικό. Επομένως, τα καλώδια ενός αρθρωτού τροφοδοτικού πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο με αυτό το συγκεκριμένο μοντέλο αρθρωτού τροφοδοτικού. Η χρήση με άλλο αρθρωτό τροφοδοτικό, ακόμα κι αν το καλώδιο φαίνεται εκ πρώτης όψεως συμβατό, μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένη αντιστοίχιση ακροδεκτών και, ως εκ τούτου, μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη των συνδεδεμένων εξαρτημάτων τροφοδοτώντας π.χ. 12V σε ακίδα 5V ή 3,3V.

Υπολογισμός ισχύος τροφοδοτικού ΑΤΧ

Για τον υπολογισμό της απαιτούμενης ισχύος ενός τροφοδοτικού, πρέπει:

• Να υπολογίσουμε τις επιμέρους απαιτήσεις σε ισχύ όλων των χρησιμοποιούμενων συσκευών, όπως μητρική, επεξεργαστής, μνήμη, κάρτα γραφικών, σκληροί δίσκοι, SSD, οπτικοί οδηγοί, ανεμιστήρες, RGB φωτισμό, ποντίκι, πληκτρολόγιο κλπ. Ανάλογα το μοντέλο και τον τύπο της κάθε συσκευής, από τον κατασκευαστή της, μπορούμε να βρούμε την κατανάλωσή της. Αθροίζοντας έχουμε τη συνολική απαίτηση ισχύος του συστήματος.

• Να προσθέσουμε στο άθροισμα 50% της συνολικής ισχύος (τα τροφοδοτικά αποδίδουν καλύτερα αν δουλεύουν στο 50% της μέγιστης ισχύος τους). Για παράδειγμα αν υπολογίσουμε το άθροισμα της απαιτούμενης ισχύος των συσκευών μας στα 300 Watt, αυτό πρέπει να είναι περίπου το 50% της συνολικής ισχύος. Άρα προσθέτουμε επιπλέον 300 Watt, προκύπτει η απαιτούμενη ισχύς του τροφοδοτικού να είναι 300 + 300 =600 Watt.

• Να λάβουμε υπόψη την κάλυψη ενδεχόμενων αναβαθμίσεων, όπως προσθήκη και άλλων δίσκων, μνήμης αναβάθμιση επεξεργαστή ή και πιο απαιτητικής κάρτας γραφικών ή και άλλων καρτών επέκτασης.

Για το προηγούμενο παράδειγμα λαμβάνοντας υπόψη και τις παραπάνω αναβαθμίσεις θα επιλέγαμε ένα τροφοδοτικό των 500-600 Watts. Για τον υπολογισμό του τροφοδοτικού που θα χρειαστούμε μπορούμε να συμβουλευτούμε αξιόπιστες ιστοσελίδες υπολογισμού του τροφοδοτικού (PSU on line calculators). Σε κάθε περίπτωση, δεν μπορούμε να βασιστούμε αποκλειστικά στα αποτελέσματα των διαδικτυακών εργαλείων υπολογισμού.

PSU Calculator – Outervision