Bộ nguồn máy tính

Bộ nguồn máy tính

Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học 1. Đôi nét về bộ nguồn máy tính. 1.1.Bộ nguồn máy tính là gì ? - Bộ nguồn máy tính (PSU-Power Supply Unit) là một thiết bị phần cứng , nó chuyển đổi năng lượng (từ dòng xoay chiều dân dụng sang dòng một chiều) để cung cấp cho toàn bộ hệ thống một cách liên tục,giúp hệ thống hoạt động một cách ổn định . - Trên thực tế có hai thiết kế nguồn chính là: Linear pass và Switching . + Nguồn Linear pass: Nguồn Linear pass được làm việc bằng cách nhận điện áp 127V hoặc 220V AC từ điện lưới , qua hệ thống biến áp xuống thành điện áp AC thấp hơn ( bình thường là 12V). Sau đó qua hệ thống mạch Diod , mạch lọc tụ điện để chuyển sang dạng gần thành một chiều (DC) , sau đó được đưa qua hệ thống Diod ổn áp ( Zener ) để điện áp ra thực sự một chiều. Mặc dầu PS làm việc tốt với những thiết bị cung cấp có công suất thấp như : điện thoại không dây , thiết bị chơi Game cầm tay . Nhưng đến thiết bị yêu cầu công suất lớn thì nguồn Linear gặp nhiều vấn đề trở ngại . Kích thước của biến áp và dung lượng của tụ điện tỉ lệ nghịch với điện áp AC đầu vào : tần số của AC càng thấp thì kích thước của chúng càng lớn và nguợc lại . Khi mà PS dùng phương pháp Linear pass trong khi điện lưới sử dụng tần số 50Hz ( hoặc 60Hz tuỳ từng nước ) , để cung cấp công suất lớn cho thiết bị thì biến áp và tụ điện phải rất lớn. Chúng làm cho PS rất to và nặng =>Nguồn Linear pass:có hiệu suất thấp, to, nặng. + Trong PS Switching , thì điện áp đầu vào có tần số lớn trước khi được đưa qua biến áp ( thông thường là 10-20 KHz) - khi tần số lớn sẽ làm cho kích thước của biến áp và dung lượng của tụ điện nhỏ đi . Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 3 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học =>Nguồn Switching:Hiệu suất cao, nhẹ, tín hiệu ổn định. - Hiện nay có 3 dạng chuyển đổi năng lượng điện thông dụng sau: Chuyển từ AC sang DC: thường dùng làm nguồn cấp cho các thiết bị điện tử (adaptor, sạc pin…). Chuyển từ DC sang DC (Convertor): chuyển đổi điện thế DC ra nhiều mức khác nhau. Chuyển từ DC sang AC ( Invertor): thường dùng trong các bộ lưu điện dự phòng (UPS,…). 1.2. Một số loại nguồn. • Nguồn AT : nguồn này sử dụng cho Case AT và Mainboard sử dụng dụng nguồn AT . Nguồn này cung cấp 4 mức điện áp +5 V, +12 V, -5 V và -12 V , sử dụng chân 12 chân cắm được bố chí làm hai phần , mỗi phần 6 chân. Để tránh nhầm lẫn khi cắm nguồn AT thì những dây màu đen được tập trung ở giữa , bạn xem hình bên đây • Nguồn ATX : sử dụng cho vỏ máy ATX và Mainboard ATX . Có một vài kiểu ATX sẽ được giới thiệu ở phần dưới . Có 03 sự khác nhau chính giữa nguồn AT và ATX : đầu tiên có sử dụng nguồn phụ 3.3V , thứ hai nguồn ATX sử dụng 20 chân cắm , thứ 3 có dây Power-on cho phép bật tắt nguồn bằng phần mềm . Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 4 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học • ATX12V v1.x : kiểu này để cung cấp nguồn riêng nếu CPU yêu cầu . Có hai kiểu nối phụ được cung cấp trong nguồn ATX : đầu nối 4 chân 12V và có đầu nối 6 chân phụ cung cấp +3.3V và +5V . Đầu nối 6 chân phụ được sử dụng trong Pentium 4 socket 423 . Kiểu nguồn ATX12V v1.3 có thêm nguồn cung cấp với thiết bị SATA và có 15 chân . Hình bên đây là dầu nối 4 chân 12V trên Mainboard ATX12V. - Đầu nối 4 chân 12V của nguồn ATX12V v1.x - Đầu nối nguồn phụ 6 chân của nguồn ATX12V v1.x Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 5 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học - Đầu nối nguồn 15 chân cho thiết bị SATA trong nguồn ATX12V v1.3 • ATX12V v2.x : nguồn này là kiểu mới của ATX12V nó thay đổi đầu nối trên Mainboard từ 20 chân thành 24 chân . Nó cũng có thể gỡ bỏ 6 chân của nguồn phụ . Một vài kiểu Mainboard ATX12V v2.x cho phép bạn sử dụng nguồn 20 chân như nguồn ATX12V 1.x - Để sử dụng nguồn ATX12V v2.x trên Mainboard sử dụng nguồn ATX12V v1.x bạn cần có một phần chuyển đổi như hình bên đây. - ATX12V v2.x có kích thước gần giống như nguồn ATX nhưng có thêm 4 chân phụ để cung cấp như 4 chân của nguồn 12Vphụ trong ATX12V v1.x. • Nguồn EPS12V : nguồn này được sử dụng trong hệ thống máy chủ SSI (Server System Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 6 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học Infrastructure) . Kiểu này có kích thước giống như nguồn ATX12V v2.x và có thêm 8 chân phụ 12V như hình bên. • Ngoài ra có một số kiểu nguồn tuỳ theo kích thước của vỏ máy tính , thông thường dạng vỏ loại nhỏ như : 1.LFX12X : sử dụng đầu nối giống như nguồn ATX12V v2.x nhưng có kích thước khác nhau 62 mm x 72 mm x 210 mm (W x H x D) 2. CFX12V : CFX cho vỏ máy kiểu Compact Form Factor . Nó dùng cùng đầu ra nhủ nguồn ATX12V v2.x và có hình chữ L , độ rộng 150mm ở trên đỉnh và độ rộng 101.6mm ở đáy . 3. TFX12V : TFX cho vỏ máy kiểu Thin Form Factor . Nó cũng có đầu ra kiểu TAX12V v2.x nhưng có kích thước khác 65 mm x 85 mm x 175 mm (W x H x D). 4. SFX12V : SFX cho kiểu Small Form Factor. Cũng có đầu ra như nguồn ATX12V v2.x , cũng có vài kiểu khác nhau : *100 mm x 50 mm x 125 mm (W x H x D) - quạt 40mm *100 mm x 63.5 mm x 125 mm (W x H x D) - quạt gắn bên trên cùng *125 mm x 63.5 mm x 100 mm(W x H x D) - không có quạt gắn bên v vvvtrên *100 mm x 63.5 mm x 125 mm (W x H x D) - quạt 60mm *138 mm x 86 mm x 101.4 mm (W x H x D) 2. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của bộ nguồn máy tính. 2.1. Cấu tạo. Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 7 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học 2.1.1. Các thành phần cơ bản. - Các thành phần cơ bản bao gồm: bộ biến áp, bộ nắn điện, bộ lọc chỉnh lưu, bộ lọc nhiễu điện, mạch ổn áp, mạch bảo vệ. + Bộ biến áp: hạ áp của điện lưới xuống một mức thích hợp cho thiết bị. + Bộ nắn điện (chỉnh lưu): chuyển đổi điện thế xoay chiều thành một chiều (DC). + Bộ lọc chỉnh lưu: thành phần chính là tụ điện có nhiệm vụ giảm gợn sóng cho dòng điện DC sau khi được chỉnh lưu + Bộ lọc nhiễu điện: để tránh các nhiễu và xung điện trên lưới điện tác động không tốt + Mạch ổn áp: ổn định điện áp cung cấp cho thiết bị khi có sự thay đổi bởi dòng tải, nhiệt độ và điện áp đầu vào + Mạch bảo vệ: làm giảm các thiệt hại cho thiết bị khi có các sự cố do nguồn điện gây ra (quá áp, quá dòng, …) 2.1.2. Ý nghĩa các mầu dây và các đường điện. Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 8 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học - Từ chuẩn ATX 12V v2.0 có đầu cắm nguồn 24 chân với 4 chân thêm là các chân 12V(vàng), 5V(đỏ), 3.3V(cam), 0V(đen). Tuy nhiên cách hiển thị màu sắc qua màu chữ ở đây nhằm tạo ra sự trực quan, các nhà sản xuất cũng có thể đưa ra quy ước màu dây cho riêng mình. • Màu đen(GND hoặc Com): Dây chung, có mức điện áp quy định là 0V. • Màu cam: Dây có mức điện áp +3,3V. • Màu đỏ: Dây có mức điện áp +5V. • Màu vàng: Dây có mức điện áp +12V, thường quy ước đường +12V v vvthứ nhất đối với các nguồn chỉ có một đường +12V. • Màu xanh nước biển: Dây có mức điện áp -12V. • Màu xanh lá cây: Dây kích hoạt sự hoạt động của nguồn. • Dây màu tím: Điện áp 5Vsb (5V Standby). - Hiện nay, với các nguồn hiện đại có rất nhiều đường điện khác nhau,nhưng thông dụng vẫn là những đường +3,3V,+5V,+12V,+5VSB,0V,-5V,-12V và ý nghĩa của chúng như sau : Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 9 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học -12V: cung cấp chủ yếu cho cổng song song (serial port-COM) và các chip khuếch đại âm thanh cần đến nguồn đối xứng +/-12V. Đường này có dòng thấp dưới 1A (Ampe). -5V: hiện nay các thiết bị mới không còn dùng đường điện này nữa. Lúc trước, nó được dùng cung cấp điện cho card mở rộng dùng khe cắm ISA. Đường này cũng có dòng thấp dưới 1A. 0V: còn được gọi là đường dùng chung (common) hay đường đất (ground). Đường này có hiệu điện thế bằng 0V. Đó là mức nền cho các đường điện khác thực hiện trọn vẹn việc cung cấp dòng điện cho thiết bị. +3.3V: là đường cung cấp chính cho các chip, bộ nhớ (memory), một số thành phần trên bo mạch chủ, card đồ họa và các card sử dụng khe cắm PCI. +5V: đường điện được dùng phổ biến nhất trong máy tính cung cấp điện chủ yếu cho bo mạch chủ, các CPU đời cũ, các chip (trực tiếp hay gián tiếp) và các thiết bị ngoại vi khác. Hiện nay các CPU đã chuyển sang dùng đường điện thế 12V. +12V: chủ yếu sử dụng cho các động cơ (motor) trong các thiết bị lưu trữ, ổ quang , quạt, các hệ thống giải nhiệt và hầu hết các thiết bị đời mới hiện nay đều sử dụng đường điện 12V CPU PIV, Althlon 64, dual core AMD, Pentium D, VGA ATI, NVIDIA SLI, ATI Crossfire +5VSB (5V Standby): là nguồn điện được bộ nguồn cấp trước, phục vụ cho việc khởi động máy tính, nguồn điện này có lập tức khi ta nối bộ nguồn vào nguồn điện nhà(AC).Đường điện này thường có dòng cung cấp nhỏ dưới 3A 2.1.3. Các chân cắm thường gặp. Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 10 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học - Molex: Chân cắm sử dụng cho các loại đĩa cứng và ổ đĩa quang ngoài ra có thể sử dụng để cắm quạt và một số thiết bị khác như card đồ họa AGP (Geforce 5,6 hoặc Radeon X800) hay bo mạch chủ ví dụ như của Asus hay DFI. - Dây điện phụ 12V: Khởi đầu của dòng ATX12v là khi những hệ thống Pentium 4 đầu tiên ra đời. Dây này gồm 4 đầu cắm với 2 chân 12V và 2 chân mát Ground. - Đầu cắm SATA : Những bộ nguồn mới nhất đều phải có tối thiểu từ 2 tới 4 chân cắm dẹt dành cho những đĩa cứng SATA hiện đại.Tuy nhiên bạn cũng có thể sử dụng các đoạn dây chuyển nếu như nguồn của mình không có loại chân này. - Đầu cắm nguồn chính :Nguyên bản ATX ban đầu có 20 chân cắm ,chuẩn mới 2.0 đã nâng số chân cắm chính lên 24 chân.Bạn cũng có thể tìm thấy một số bộ nguồn có dạng chân 20+4 với chốt gắn cho phép sử dụng cả trên các bo mạch chủ với đầu điện nguồn dạng 20 hay 24 chân bất kì. - Đầu cắm EPS 12V 8 chân: Thường được sử dụng cho các bo mạch chủ workstation trên những hệ thống máy tính chuyên nghiệp với CPU Opteron hay Xeon. Gần đây, một số loại bo mạch chủ Desktop mới cũng bắt Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 11 Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học đầu cho phép sử dụng đầu cắm này ví dụ như dòng P5WD2 của Asus. Tất nhiên bạn vẫn có thể dùng đầu cắm 12V 4 chân thông thường vì cổng cắm trên main có tính thương thích ngược. - Đầu PCI-Express: Cũng tương tự như với chân cắm SATA, đầu cắm PCI-Express là thứ không thể thiếu trong các bộ nguồn thế hệ mới. Những nguồn điện với chứng nhận SLI hoặc Crossfire cho các hệ thống đồ họa kép luôn có tới 2 đầu cắm dạng này để sử dụng với card đồ họa PCI-Express. Tất nhiên, nếu nguồn của bạn không có đầu cắm này mà vẫn muốn sử dụng các card đồ họa mới, bạn vẫn có thể sử dụng các giắc chuyển đổi - Đầu cắm ổ đĩa mềm: Nguyên thủy, giắc cắm này được sử dụng cho ổ đĩa mềm, nó cũng gồm 2 dây ground, dây +5V và 1 dây +12V. Về sau, có khá nhiều thiết bị khác cũng sử dụng kiểu đầu cắm này ví dụ như các card đồ họa ,đầu chuyển đổi ATA– SATA của đĩa cứng và thậm chí là cả các bo mạnh chủ như DFI Lanparty NF4 chẳng hạn . 2.1.4. Chuẩn của bộ nguồn. - Chuẩn thống trị hiện nay trên máy tính để bàn nói chung chính là ATX (Advanced Technology Extended) 12V. Chuẩn này được thiết kế bởi Intel vào năm 1995 và là một trong những thay đổi lớn nhất về vỏ máy cũng như Bộ môn bảo trì máy tính Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính 12 [...]... là một phần do thủ phạm bộ nguồn gây ra Chính vì vậy, việc lựa chọn một bộ nguồn thích hợp với hệ thống là điều bạn cần xem xét và tính toán khi chọn mua máy tính Đặc biệt đối với những linh kiện cao cấp như phần cứng máy tính những bộ nguồn chất lượng kém ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến độ bền và tuổi thọ linh kiện, đây Bộ môn bảo trì máy tính 16 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà... chung là bộ nguồn của thiết bị Không ngoại lệ, máy vi tính cũng có bộ nguồn riêng của mình, vậy bộ nguồn máy tính có gì khác biệt so với các bộ nguồn thông thường? - Bộ nguồn là một thiết bị phần cứng quan trọng, cung cấp năng lượng hoạt động cho toàn hệ thống Với hàng loạt công nghệ mới chạy đôi hoặc "2 trong 1" như RAM Dual Channel, đĩa cứng RAID, đồ họa SLI/CrossFire, CPU DualCore Bộ nguồn càng... chuẩn 80+ 3.3.5 Điện thế - Trong máy tính, các thiết bị thường không sử dụng trực tiếp điện áp từ bộ nguồn mà phải qua các mạch ổn áp của riêng thiết bị đó Cho nên, một bộ nguồn cấp đủ điện thế và điện thế ấy ổn định sẽ mang lại tuổi thọ cao cho các thiết bị Một bộ nguồn tốt thường có các đường điện chính (5Vsb, 3.3V, Bộ môn bảo trì máy tính 25 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa... khí, nguồn được bố trí ít nhất một quạt để làm mát cưỡng bức Phân loại cách cách giải nhiệt cho nguồn dùng không khí lưu thông như sau: - Hút gió ra khỏi nguồn: Thông dụng nhất là các quạt có kích thước 80 mm gắn phía sau nguồn để hút khí từ thùng máy - qua nguồn để thổi ra ngoài Đa Bộ môn bảo trì máy tính 26 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học số các nguồn. .. 0.1V ~ 0.6V 3.3.6 Hệ thống làm mát - Hầu hết các nguồn máy tính được thiết kế đến thời điểm hiện tại đều có một tính năng kết hợp: Lưu thông không khí trong vỏ máy tính (computer case), do đó không khí dùng để tản nhiệt trong nguồn máy tính thường có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của không khí nơi đặt máy tính Nhiệt độ này do các thiết bị bên trong máy tính toả ra Tuy nhiên, trong một số trường hợp, đối... suất tiêu thụ của nguồn Ví dụ, các linh kiện bên trong máy tính cần tiêu thụ một công suất là 80W, nguồn sử dụng một mức công suất ở lưới điện là 100W thì ta nói rằng hiệu suất của nguồn đạt 80% (Đây chỉ là ví dụ về một con số chẵn, trên thực tế thì các máy tính sử dụng công suất lớn gấp nhiều lần như vậy) - Các bộ nguồn máy tính tốt thường có hiệu suất đạt trên 80% Thông thường các nguồn được kiểm nghiệm... quan trọng của bộ nguồn - Các thiết bị điện tử gia dụng hay chuyên dùng không thể sử dụng trực tiếp dòng điện xoay chiều (AC) từ lưới điện được mà phải thông qua bộ chuyển đổi nhằm hạ thế và chuyển thành dòng điện một chiều (DC) cung cấp cho Bộ môn bảo trì máy tính 15 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học các linh kiện điện tử trong thiết bị đó Các bộ chuyển đổi... nhà sản xuất có tên tuổi ) =>Vì vậy việc lựa chọn một bộ nguồn là rất quan trọng, hơn thế nữa đó phải là một bộ nguồn tốt ,phù hợp với máy tính( nhất là phù hợp về công suất nguồn và công suất máy bạn đang sử dụng ) 3.2 Tiêu chí để đạt một bộ nguồn tốt • Sự ổn định của điện áp đầu ra: không sai lệch quá -5 đến + 5% so với điện áp danh định khi mà nguồn hoạt động đến công suất thiết kế Ví dụ : • Điện... hư hại mainboard Bước 8 Nếu máy tính đã kết nối với màn hình, câu hỏi tiếp theo là màn hình của bạn có hiển thị hay không? Có hiện ra chữ hay không? Nếu xuất hiện dòng chữ “Please connect monitor” hay “No signal” hoặc “No video signal detected” thì nghĩa là màn hình vẫn chưa kết nối với máy tính Nếu màn hình hiển thị Bộ môn bảo trì máy tính 32 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà Nội... 775 và các hệ thống Athlon 64 PCI-Express) Bộ môn bảo trì máy tính 13 Nhóm 4:Tìm hiểu bộ nguồn máy tính Viện Đại Học Mở Hà Nội Khoa Công Nghệ Tin Học - Một bo mạch chủ ATX tiêu chuẩn có kích thước khoảng 12 inch x 9.6 inch (tương đương 305mm x 244mm) Chính vì thế các loại case máy tính ATX có khả năng hỗ trợ cả những bo mạch chủ microATX và chúng đều dùng chung nguồn - Trong thời gian vừa qua, một chuẩn