Wstęp
Wybór zasilaczy na rynku komputerowego sprzętu można spokojnie uznać za zadowalający. Producenci zachęcają potencjalnych klientów tysiącami watów mocy, cichą pracą wentylatora, modularnym okablowaniem i tajemniczą naklejką 80 PLUS. Co termin ten oznacza w praktyce? Jaki zasilacz wybrać? O ile brązowa naklejka jest gorsza od złotej?
Na zasilacze o różnej mocy i przeznaczeniu trafiamy codziennie. Ładujemy telefon, uruchamiamy telewizor, konsolę, włączamy lampę LED, laptop, głośniki czy drukarkę – wszystkie te urządzenia łączy jedna cecha. Pobierana z domowej sieci energia musi zostać dopasowana do wymagań urządzenia na końcu przewodu.
Dlaczego przewodu z gniazdka nie możemy podpiąć bezpośrednio do komputera lub innego sprzętu na końcu? Napięcie 230 V w sieci elektrycznej zostało wybrane nieprzypadkowo. Prąd zmienny, panujący w sieciach przesyłowych, cechuje się niskimi stratami transmisji. Wspomniane napięcie pracy jest konsensusem między bezpieczeństwem a efektywną pracą wszystkiego, co do sukcesu potrzebuje nieprzerwanego, uporządkowanego strumienia elektronów. Niestety, to co w ścianie znajdziemy nie odpowiada światu elektroniki. Wszelkiego rodzaju układy złożone z półprzewodników – mikroprocesory, pamięci Flash, wzmacniacze i przetworniki sygnałów cyfrowych potrzebują znacznie niższych napięć i prądu stałego. Niskie napięcia i prąd stały pozwoliły na zasilanie laptopów czy telefonów akumulatorami (popularnie nazywanymi bateriami). Jakoś jednak i te akumulatory trzeba naładować, bez szkody dla nich.
Czym jest zasilacz? W skrócie – jest to urządzenie elektryczne, które za pomocą układu transformatora zmienia napięcie pracy z sieciowego 230 V na bliższe wymaganiom sprzętu, najczęściej rzędu 5-30 V. Dalej, za transformatorem znajdziemy zespół prostownika, który zamieni nam prąd zmienny (powiedzmy, że przy użyciu czarnej magii, dociekliwym polecam sprawdzić działanie diod prostowniczych) na stały. Po przejściu przez wielorakie obwody, mające na celu stabilizację i filtrację, otrzymujemy pożądane przez urządzenie odbiorcze liczby. W przypadku zasilaczy komputerowych – w postaci oddzielonych od siebie linii o napięciu 5 V, 3,3 V czy 12 V.
Każde, absolutnie każde urządzenie działające za sprawą uporządkowanego ruchu elektronów generuje straty podczas swojej pracy, przejawiające się użytkownikom jako wydzielane przez nie ciepło. Kto z Was kiedykolwiek zajrzał do wnętrza swojego blaszaka wie, że procesor, karta graficzna, pamięć RAM, dyski twarde, płyta główna czy nawet napęd DVD wydzielają większe bądź mniejsze ilości rozgrzanego powietrza, które musi zostać odprowadzone za pomocą układów chłodzenia. Stosunek mocy pobieranej przez nasz sprzęt do mocy wyjściowej nazywamy sprawnością. Im parametr ten jest wyższy, tym lepiej – więcej mocy pobranej zostanie skutecznie wykorzystane do celów, jakie spełnia nam dane urządzenie, a mniej uleci jako ciepła chmurka powietrza.
Różnica między dobrej jakości (po lewej), a bardzo tanim (po prawej) zasilaczem. Uwierzcie, nie warto oszczędzać. Źródło – elektroda.pl
Dla prostego przykładu, większość zasilaczy ma sprawność na poziomie 70-90% – gdy dostarczymy im 100 W mocy z gniazdka, na ich wyjściu otrzymamy moc w przedziale 70-90 W, reszta czyli brakujące 10-30 W, wydzieli się w postaci ciepła, którego nikt za bardzo nie chce (no, może poza paroma pasjonatami AMD, używającymi kart graficznych Radeon jako kaloryfery w swoich mieszkaniach). Jako ciekawostkę spoza branży warto przytoczyć fakt, że silniki spalinowe sprawność mają na poziomie 40%. Przy ich mocach rzędu 100 kW (100000W) otrzymujemy 60 kW ciepła. Rozumiecie dlaczego tak ważny jest układ chłodzenia cieczą w samochodach? Wracając do branży – procesory CPU, karty graficzne i inne układy, wykonujące matematyczną robotę marnują energię na potęgę. Na efekt ich pracy, w postaci wyników obliczeń dokonywanych przez zespoły tranzystorów, przekazywane jest około 5% dostarczonej energii. Reszta, czyli aż 95% mocy dostarczonej do bebechów naszego pieca traci się, w formie wydzielanego przez nie ciepła. Niestety nic poza założeniem odpowiedniego chłodzenia zrobić nie możemy. Tu delikatnie sprawę poprawia coroczne obniżanie przez producentów procesu technologicznego i zmniejszanie pojedynczych tranzystorów, jednak na tym poziomie rozwoju techniki nie możemy liczyć na wielkie zmiany, przynajmniej w najbliższej przyszłości.
Dobra, co to sprawność – już wiemy, podstawy wiedzy potrzebne do pełnego zrozumienia zjawisk posiadamy. Znamy też liczby dotyczące zasilaczy komputerowych.
Co daje nam certyfikat 80 PLUS?
Jego podstawową zaletą jest zapewnienie, że zasilacz jaki planujemy sobie sprawić ma ściśle określoną sprawność. Im wyższy poziom certyfikatu, tym lepiej – zasilacz zmarnuje mniejszą ilość prądu, co może przełożyć się na mniejsze rachunki, a ilości wydzielonego ciepła będą mniejsze. Mniej wydzielanego ciepła pozwala przy okazji na założenie wolniejszego i tym samym cichszego wentylatora. Co więcej, poprawi się też żywotność sprzętu – im mniej ciepła wokół elektroniki – tym lepiej. Wszyscy fani overclockingu wiedzą o tym doskonale.
