Acest capitol este din carte

Acest capitol este din carte

Acest capitol este din cartea 

Funcția și funcționarea primară

Funcția de bază a sursei de alimentare este de a converti tipul de energie electrică disponibil la priza de perete la tipul pe care îl pot folosi circuitele computerului. Sursa de alimentare într-un sistem convențional de birou este proiectată pentru a converti fie puterea de 115 volți (nominală) 60Hz c.a. (curent alternativ), fie 230V (nominală) 50Hz c.a. în putere + 3,3 v, + 5 v și + 12 v c.c (curent continuu) . Unele surse de alimentare necesită comutarea între cele două game de intrare, în timp ce altele comută automat.

primară

Tensiuni DC pozitive

De obicei, componentele electronice digitale și circuitele din sistem (placa de bază, plăci adaptoare și plăci logice ale unității de disc) utilizează puterea + 3,3v sau + 5v, iar motoarele (motoarele unității de disc și orice ventilatoare) utilizează puterea + 12v. Tabelul 3.1 listează aceste dispozitive și consumurile lor de energie.

Tabelul 3.1 Evaluarea consumului de energie pentru dispozitivele PC

Dispozitive alimentate

Chipset-uri, DIMM-uri, carduri PCI/AGP, chips-uri diverse

Logica unității de disc, SIMM-uri, carduri PCI/AGP, carduri ISA, regulatoare de tensiune, cipuri diverse

Motoare, regulatoare de tensiune (putere mare)

Sursa de alimentare trebuie să furnizeze o sursă bună, constantă de curent continuu, astfel încât sistemul să funcționeze corect. Dispozitivele care funcționează cu alte tensiuni decât acestea trebuie să fie alimentate de regulatoare de tensiune la bord. De exemplu, RIMM-urile rulează pe 2,5 v care este furnizat de un regulator de bord, iar procesoarele sunt furnizate de un modul de reglare a tensiunii (VRM) care este încorporat în mod normal și în placa de bază.

Când Intel a început să elibereze procesoare care necesită o sursă de alimentare de + 3,3 v, sursele de alimentare care furnizau tensiunea de ieșire suplimentară nu erau încă disponibile. Ca urmare, producătorii de plăci de bază au început să adauge regulatoare de tensiune pe plăcile lor, care au transformat curentul de + 5v în + 3,3v pentru procesor. Când și alte cipuri au început să folosească și 3.3v, Intel a creat specificația sursei de alimentare ATX, care a furnizat 3.3v plăcii de bază. Modulele de memorie duală în linie (DIMM) rulează, de asemenea, pe + 3,3 v, așa cum este furnizat de sursa de alimentare. Ați crede că a avea 3.3v direct de la sursa de alimentare ar fi eliminat necesitatea regulatoarelor de tensiune la bord, dar până la acel moment, procesoarele au început să ruleze pe o mare varietate de tensiuni mai mici de 3.3v. Producătorii de plăci de bază au inclus apoi circuite de reglare adaptabile numite Module de reglare a tensiunii (VRM) pentru a se potrivi cerințelor de tensiune ale procesorului care variază foarte mult.

Tensiuni continue negative

Dacă vă uitați la o foaie de specificații pentru o sursă de alimentare tipică pentru computer, puteți vedea că sursa generează nu numai + 3.3v, + 5v și + 12v, ci și ? 5v și ? 12v. Tensiunile pozitive aparent alimentează totul în sistem (logică și motoare), deci pentru ce sunt utilizate tensiunile negative? Răspunsul este, nu mult! Unele dintre proiectele de alimentare cu energie, cum ar fi proiectarea factorului de formă mic (SFX), nu mai includ ieșirea ? 5v din acest motiv. Singurul motiv pentru care a rămas în cele mai multe modele de alimentare cu energie electrică este că este necesar 5v pe magistrala de arhitectură standard industrială (ISA) pentru o compatibilitate completă înapoi.

Deși ? 5v și ? 12v sunt furnizate plăcii de bază prin conectorii de alimentare, placa de bază folosește în mod normal doar + 3.3v, + 5v și + 12v. ? 5v este pur și simplu direcționat către magistrala ISA de pe pinul B5, astfel încât orice card ISA îl poate folosi. Astăzi, însă, nu mulți o fac. Cu toate acestea, ca exemplu, circuitele analogice de separare a datelor găsite în controlerele de dischetă mai vechi folosesc ? 5c.

Logica plăcii de bază în mod normal nu folosește nici 12V; cu toate acestea, ar putea fi utilizat în unele modele de plăci pentru port serial sau circuite LAN.

Sarcina plasată pe ieșirea ? 12v de un adaptor LAN integrat este foarte mică. De exemplu, adaptorul Ethernet 10/100 integrat din placa de bază Intel D815EEAL folosește doar 10mA de + 12v și 10mA de ? 12v (0,01 amperi fiecare) pentru a funcționa.

Deși circuitele de port serial mai vechi foloseau ieșiri +/? 12v, astăzi majoritatea rulează doar cu + 3.3v sau + 5v.

Funcția principală a puterii + 12v este de a rula motoare ale unității de disc, precum și regulatoarele de tensiune ale procesorului cu ieșire mai mare în unele dintre plăcile mai noi. De obicei, o cantitate mare de curent + 12v este disponibilă de la sursa de alimentare, în special în cele proiectate pentru sisteme cu un număr mare de locașuri de acționare (cum ar fi într-o configurație turn). Pe lângă motoarele unității de disc și regulatoarele de tensiune CPU mai noi, alimentarea + 12v este utilizată de orice ventilatoare de răcire din sistem, care, desigur, ar trebui să ruleze întotdeauna. Un singur ventilator de răcire poate extrage între 100mA și 250mA (0,1 ? 0,25 amperi); cu toate acestea, majoritatea fanilor mai noi folosesc cifra inferioară de 100mA. Rețineți că, deși majoritatea ventilatoarelor din sistemele desktop rulează pe + 12v, sistemele portabile pot utiliza ventilatoare care rulează pe + 5v sau chiar + 3,3v.

Majoritatea sistemelor cu factori de formă mai noi ai plăcii de bază, precum ATX, micro-ATX sau NLX, includ un alt semnal special. Această caracteristică, numită PS_ON, poate fi utilizată pentru a porni sau opri sursa de alimentare (și, prin urmare, sistemul) prin intermediul software-ului. Este uneori cunoscut sub numele de caracteristică soft-power. PS_ON este cel mai evident atunci când îl utilizați cu un sistem de operare, cum ar fi Windows 9x, care acceptă specificațiile Advanced Power Management (APM) sau Advanced Configuration and Power Interface (ACPI). Când selectați opțiunea Închidere computer din meniul Start, Windows oprește automat computerul după ce finalizează secvența de oprire a sistemului de operare. Un sistem fără această caracteristică afișează doar un mesaj că este sigur să opriți computerul.

Semnalul Putere_Bună

În plus față de furnizarea de energie electrică pentru a rula sistemul, sursa de alimentare asigură, de asemenea, că sistemul nu funcționează decât dacă puterea furnizată este suficientă pentru a funcționa corect sistemul. Cu alte cuvinte, sursa de alimentare împiedică de fapt pornirea sau funcționarea computerului până când toate tensiunile de alimentare se încadrează în limitele corespunzătoare.

Sursa de alimentare finalizează verificările și testele interne înainte de a permite pornirea sistemului. Dacă testele au succes, sursa de alimentare trimite un semnal special către placa de bază, numit Power_Good. Acest semnal trebuie să fie continuu prezent pentru ca sistemul să funcționeze. Prin urmare, când tensiunea de curent alternativ scade și sursa de alimentare nu poate menține ieșirile în cadrul toleranței de reglare, semnalul Power_Good este retras (scade) și forțează sistemul să se reseteze. Sistemul nu va reporni până când nu revine semnalul Power_Good.

Semnalul Power_Good (numit uneori Power_OK sau PWR_OK) este un semnal activ activ de + 5v (nominal) (cu variații de la + 2,4v până la + 6,0v fiind considerat în general acceptabil) care este furnizat plăcii de bază atunci când sursa de alimentare a trecut autotesturile și tensiunile de ieșire s-au stabilizat. Acest lucru are loc în mod normal de la 100ms la 500ms (0,1 ? 0,5 ​​secunde) după ce ați pornit comutatorul de alimentare. Sursa de alimentare trimite apoi semnalul Power_Good către placa de bază, unde îl primește cipul cu temporizator al procesorului care controlează linia de resetare la procesor.

În absența Power_Good, cipul cu temporizator deține linia de resetare a procesorului, ceea ce împiedică sistemul să ruleze în condiții de alimentare proaste sau instabile. Când cipul de timer primește semnalul Power_Good, eliberează resetarea, iar procesorul începe să execute orice cod este la adresa FFFF: 0000 (de obicei BIOS-ul ROM).

Dacă sursa de alimentare nu poate menține ieșirile corespunzătoare (cum ar fi atunci când are loc o defectare), semnalul Power_Good este retras, iar procesorul este resetat automat. Când puterea de ieșire revine la nivelurile corespunzătoare, sursa de alimentare regenerează semnalul Power_Good și sistemul începe să funcționeze din nou (ca și când tocmai ați fi pornit). Prin retragerea Power_Good înainte ca tensiunile de ieșire să cadă din reglare, sistemul nu vede niciodată puterea proastă deoarece este oprită rapid (resetată), mai degrabă decât să i se permită să funcționeze folosind niveluri de putere instabile sau necorespunzătoare, care pot provoca erori de paritate a memoriei și alte probleme.

Puteți utiliza caracteristica Power_Good ca metodă de implementare a unui comutator de resetare pentru computer. Linia Power_Good este conectată la circuitul generatorului de ceas, care controlează ceasul și resetează liniile la microprocesor. Când legați linia Power_Good cu un comutator, cipul cu temporizator și circuitele conexe resetează procesorul. Rezultatul este o resetare hardware completă a sistemului. Actualizarea și repararea computerelor, ediția a 6-a, care se află pe CD-ul acestei cărți, conține instrucțiuni pentru realizarea și instalarea unui comutator de resetare.

Pe sistemele pre-ATX, conexiunea Power_Good se face prin conectorul P8-1 (P8 Pin 1) de la sursa de alimentare la placa de bază. Sistemele ATX și ulterioare utilizează pinul 8 al conectorului cu 20 de pini, care este în mod normal un fir gri.

O sursă de alimentare bine proiectată întârzie sosirea semnalului Power_Good până când toate tensiunile se stabilizează după ce porniți sistemul. Sursele de alimentare prost concepute, care se găsesc în multe sisteme cu costuri reduse, deseori nu întârzie corect semnalul Power_Good și permit procesorului să pornească prea curând. (Întârzierea normală Power_Good este de 0,1 ? 0,5 ​​secunde.) Timpul incorect Power_Good cauzează corupția memoriei CMOS în unele sisteme.

Dacă observați că un sistem nu reușește să pornească în mod corespunzător prima dată când porniți comutatorul, dar ulterior se pornește dacă apăsați comanda reset sau Ctrl + Alt + Ștergeți pornirea caldă, probabil că aveți o problemă cu Power_Good sincronizare. Ar trebui să instalați o sursă de alimentare nouă, de calitate superioară și să vedeți dacă aceasta rezolvă problema.

Unele surse de alimentare mai ieftine nu au circuite Power_Good adecvate și ar putea lega orice linie + 5v la acel semnal. Unele plăci de bază sunt mai sensibile la un semnal Power_Good proiectat necorespunzător sau care funcționează necorespunzător decât altele. Problemele de pornire intermitente sunt adesea rezultatul unei sincronizări incorecte a semnalului Power_Good. Un exemplu obișnuit este atunci când înlocuiți o placă de bază într-un sistem și apoi constatați că sistemul nu pornește intermitent în mod corespunzător atunci când porniți alimentarea. Acest lucru poate fi foarte dificil de diagnosticat, mai ales pentru tehnicianul fără experiență, deoarece problema pare a fi cauzată de noua placă de bază. Deși se pare că noua placă de bază este defectă, de obicei se dovedește că sursa de alimentare este prost concepută. Ori nu poate produce o putere suficient de stabilă pentru a funcționa corect noua placă sau are un semnal Power_Good necorespunzător cablat sau temporizat (ceea ce este mai probabil). În aceste situații, înlocuirea alimentării cu o unitate de calitate superioară, pe lângă noua placă de bază, este soluția corectă.