Artykuły i Testy

PFC

PFC czyli Power Factor Correction, to układ korekcji współczynnika mocy. W Europie wymagane jest, by wszystkie zasilacze posiadały układ PFC (pasywny lub aktywny). Nie będziemy zagłębiać się w szczegóły związane z PFC, gdyż nie jest to tematem tego artykułu. Przyjrzymy się jednak podstawom, której są dla nas istotne.

Współczynnik mocy (Power Factor) to stosunek mocy czynnej do pozornej. Moc pozorna jest iloczynem wartości skutecznych napięcia i natężenia prądu. Natomiast moc czynna, to faktyczna moc zużyta przez urządzenie. Im wartość PF jest bliższa 1, tym od elektrowni do naszych gniazdek musi płynąć mniejszy prąd. Im wartość ta jest mniejsza, tym więcej prądu jest pobierane niż faktycznie zużywane. W Polsce i tak nie ma to znaczenia, gdyż płacimy za moc czynną, a nie pozorną. Niemniej jednak w krajach UE i USA elektrownie obciążają klientów za moc pozorną. Zresztą być może i w Polsce tak też się stanie.

Układ PFC ma za zadanie uzyskiwać jak najlepszą wartość współczynnika PF. Występują układy pasywne, które ustawione są na stałe obciążenie i w przypadku, gdy zasilacz obciążony jest wartością zbliżoną do wartości ustalonej, to wartość PF jest najwyższa. Zasilacze z pasywnym układem PFC uzyskują współczynnik mocy w granicach 0.8 - 0.95. Aktywny układ PFC zmienia swoje obciążenie zależnie od obciążenia jakie otrzymuje zasilacz. Dzięki temu współczynnik mocy oscyluje w granicy 0.9 - 0.99.

Warto jednak zauważyć, że współczynnik mocy nie określa sprawności zasilacza. Współczynnik mocy wpływa na obciążenie linii transmisyjnych pomiędzy elektrownią, a naszym gniazdkiem. Jest to obciążenie, które odczuwa elektrownia, gdyż naddatek mocy jaki nie zostaje zużyty ze względu na niski współczynnik mocy trafia z powrotem do sieci.

Maksymalna moc, a pobierany prąd

Mitem jest określenie, że mocniejszy zasilacz pobiera więcej prądu. Podpinając dwa różne zasilacze - np. o mocy 380W i 1000W do tego samego komputera uzyskamy ten sam pobór prądu z gniazdka dla obu zasilaczy (pod warunkiem, że mają tę samą sprawność - ale o tym za chwilę).

Zasilacz pobiera tyle prądu, ile wynosi zapotrzebowanie komputera (pomijając tutaj aspekt sprawności). Tak więc, wcale nie będziemy płacić większych rachunków z mocniejszym zasilaczem. Mało tego - zazwyczaj mocniejszy i lepszy zasilacz cechuje się większą sprawnością, co oznacza, że pobiera on mniej prądu niż jego słabszy konkurent.

Skoro już mowa o sprawności - przekonajmy się czym ona jest.

Sprawność

Sprawność to niedoceniany parametr w zasilaczach. Można byłoby sprawdzić ile osób kupujących zasilacz zwraca uwagę na jego sprawność. Procent ten jest bardzo znikomy, a parametr ten jest szalenie ważny.

Sprawność to stosunek mocy zasilacza oddawanej na jego wyjściu w postaci prądu stałego, do mocy pobranej z gniazdka. Skoro wspominamy o sprawności, można domyśleć się, że niestety zasilacz oddaje mniejszą moc niż ta, którą pobiera. Różnica między mocą pobraną, a oddawaną w postaci prądu stałego jest wyemitowana w postaci ciepła i promieniowania elektromagnetycznego. A te są negatywnym skutkiem.

Sprawność zasilaczy waha się w tej chwili pomiędzy 40%, a 85%. Oznacza to, że zasilacz o mocy 500W i sprawności 40% pobiera z gniazdka aż 1250W, podczas gdy taki sam zasilacz o sprawności 85% pobiera z gniazdka 588W. Oznacza to, że właściciel zasilacza o sprawności 40% płaci za niepotrzebny pobór 662W. A to już kosztuje - i to całkiem niemało. Przy okazji testów obliczymy ile kosztuje nas sprawność poszczególnego zasilacza.

Wtyczki

Niestety nawet najmocniejszy zasilacz może za jakiś czas wymagać wymiany. Winą są tutaj producenci procesorów, płyt głównych, kart graficznych, dysków twardych, napędów i... inni. Problem tkwi w zmieniających się standardach, które wymagają co chwilę nowego typu wtyczki.

Obecnie wykorzystuje się następujące złączki:

1. ATX12V

W chwili obecnej złącze to korzysta z 24 pinów. Do niedawna jeszcze ATX12V posiadał 20 pinów, ale wraz z pojawieniem się standardu PCI Express, zaszła potrzeba dostarczenia jeszcze większego prądu. Stąd cztery dodatkowe piny, którymi wysyłany jest prąd o napięciu 12V.

Często wtyczki te są rozpinane na 20+4 piny, by umożliwić wykorzystanie ich na starszych płytach. Niesie to jednak za sobą problem, gdyż rozczepiana wtyczka stwarza problem z podłączaniem (należy je tak produkować, by 4-pinowa nie wyskoczyła niechcący, ponieważ nie posiada ona żadnego systemu mocującego).

2. 12V2 / EPS12V

Wtyczka ta pojawiła się z powodu wymagań na prąd jakie stawiały procesory Intel. Początkowo korzystała ona z 4 pinów, lecz jakiś czas temu Intel (wraz z chipsetem Intel 975) poszerzył ją o kolejne cztery, co łącznie dało 8 pinów. W ten sposób powstało złącze EPS12V, które tak naprawdę ewoluowało z rozwiązań serwerowych. Złączem tym wysyłany jest prąd dla procesora.

3. Molex

Jedne z najstarszych złączek w zasilaczach. W czasie powstawania różnych standardów molex okazał się nieśmiertelny. Wykorzystywany jest on do zasilania napędów, dodatkowych elementów na płycie głównej, kart graficznych, czy po prosto dowolnego innego urządzenia. Wszystko to dzięki przewodzeniu prądu o dwóch różnych napięciach -

12V i 5V.

Nawet jeżeli sam molex nie pasuje, to zawsze pojawia się odpowiednia przejściówka, konwertujaca molexa na dowolnie inną.

Złącze te w tej chwili jest coraz mniej używane. Wypierane jest przez takie złacza jak PCI-E, czy SATA.

4. Floppy

Złącze te pomału odchodzi do lamusa, gdyż obecnie używane jest tylko i wyłącznie przez stacje dyskietek - a te coraz rzadziej pojawiają się w zestawach. Ciekawostką jest jednak to, że producenci uporczywie dostarczają czasem i trzy takie złącza. W jakim celu?

5. SATA

Złącze SATA (albo Serial-ATA) służy do zasilania dysków twardych i napędów optycznych. SATA pojawiło się wraz ze standardem Serial-ATA. Z punktu widzenia prądowego jest to bardzo uniwersalne złącze, gdyż dostarcza napięcia 12V, 5V i 3.3V.

SATA uważa się za bardzo przyszłościowe złącze. Niestety jego design nie jest najlepszy, przez co łatwo je uszkodzić. Pod tym kątem molex wypada znacznie lepiej - ale on nie przenosi napięcia 3.3V. Oznacza to, że w najbliższym czasie albo pojawi się ulepszona jego wersja, albo zostanie wprowadzone jeszcze inne złącze, które będzie miało na celu zastąpić zarówno SATA, jak i Molex. Oczywiście nie jest to najlepsza wiadomość dla użytkowników.

6. PCI-E

Złącze PCI-E (od PCI-Express) zostało stworzone na potrzeby kart graficznych. Złącze PCI-E pojawiło się, by zastąpić Molexa w kartach graficznych, gdyż Molex posiada tylko jedną parę przewodów. Prąd jaki dostarczany jest do karty jest na tyle duży, że jedna para to zbyt mało (zakłócenia, przeciążenia przewodów, limit normy).

PCI-E początkowo wykorzystawało 6 pinów (trzy pary dla 12V). Niedawno pojawiło się rozszerzenie do 8 pinów (dołożona została kolejna para). Jednak złącze 8-pinowe jest kompatybilne wstecz - oznacza to, że bez problemu możemy podpiąć wtyczkę 6-pinową do złącza 8-pinowego i odwrotnie.

W chwili obecnej zasilacz bez wtyczki PCI-E może być używany tylko i wyłącznie do bardzo mało wymagających zestawów.

Nie można określić uniwersalnej liczby złącz jakie powinien posiadać zasilacz. Standardowy zestaw posiada jeden dysk twardy, jeden napęd, jeden wentylator w obudowie i płytę główną. Oznacza to, że potrzebne są następujące złącza zasilania: ATX12V, EPS12V, 2x SATA i czasami PCI-E. Co jednak, gdy zajdzie potrzeba podpięcia czegoś dodatkowego? Dlatego warto mieć w zapasie dodatkowe złącza. Wprawdzie ważny jest porządek wewnątrz obudowy, to jednak nawet najbardziej bogaty w złączki zasilacz nie będzie stanowił problemu.

Po przetestowaniu zasilaczy ustaliliśmy jaką liczbę złącz powinien serwować zasilacz o danej mocy. Nasze ustalenia to zarazem kryterium jakim posługiwaliśmy się przy ocenianiu. Zasilacze spełanijące wyznaczone przez nas wartości śmiało można polecić jako odpowiednio zaprojektowany pod kątem zapewnienia odpowiedniej liczby złącz.

Oczywiście im mocniejszy zasilacz, tym więcej wtyczek powinien mieć, gdyż duża moc oznacza, że będzie on podpinany do wymagającego zestawu. A takie posiadają zazwyczaj rozbudowaną liczbę elementów - np. 3 dyski twarde, 2 napędy optyczne, 2 karty graficzne, dodatkowe oświetlenie i chłodzenie.

Oto tabelka z wymaganiami dotyczącymi wtyczek wg naszego własnego kryterium.

Niektóre wymagania mogą wydawać się początkowo wygórowane. Przykładem może być 6 złącz PCI-E. Jednak warto zauważyć, że w tej chwili high-endowe karty posiadają dwa złącza zasilania, a przecież takich kart można mieć w systemie trzy.