Pecetowe zwierzę nieznane

To stwierdzenie naprawdę nie jest na wyrost. Najlepsza płyta główna nie pokaże pełni swoich możliwości, jeśli zasilające ją napięcia będą marnej jakości. Za sprawą kiepskiego zasilacza możemy sobie zafundować niestabilną pracę peceta, utratę danych, obniżenie żywotności podzespołów, a niekiedy także ich trwałe uszkodzenie. Poza tym raczej nie będziemy mogli cieszyć się podkręcaniem, a i uszy mogą cierpieć z powodu hałasu wentylatora chłodzącego „elektrownię”.

Gdzie się podział transformator

Zasilacze współpracujące z dzisiejszą elektroniką to urządzenia impulsowe (wyjątkiem jest sprzęt audio z wyższej półki), których „sercem” jest układ kluczujący (tranzystory MOSFET) wytwarzający impulsy o częstotliwości sięgającej dziesiątek kiloherców. Do ich najistotniejszych zalet należą szeroki zakres dopuszczalnych napięć wejściowych, wysoka sprawność, obecność układów zabezpieczających, niewielka masa przy możliwościach zapewnienia dużych mocy, odporność na zakłócenia i krótkotrwałe (rzędu 40 ms) zaniki zasilania. W klasycznej konstrukcji – zwanej liniową – zawsze najpierw obniża się napięcie za pomocą transformatora. Element ten działający przy 50-hercowym napięciu sieciowym jest dość duży i ciężki, więc to jego brak dostrzeżemy przede wszystkim – każdy wie, jak wygląda ładowarka do smartfona. Przybliżmy więc w kilku zdaniach budowę zasilacza impulsowego.

Napięcie zasilające przechodzi najpierw przez sekcję filtrowania i zabezpieczeń, a następnie jest prostowane (zamieniane z przemiennego na stałe) za pomocą tzw. mostka Graetza. Następnie do akcji przystępują kolejno układy wygładzający tętnienia, PFC (więcej w ramce) i kluczujący. Pracą wspomnianych już tranzystorów MOSFET steruje układ PWM (Pulse Width Modulation), czyli modulujący szerokość impulsów. Tak spreparowany przebieg zmienny trafia do transformatora, który z racji częstotliwości przekształcanych napięć ma już bardzo niewielkie rozmiary i masę.

Teraz ponownie trzeba przeprowadzić proces prostowania: przy mniejszych mocach odpowiadają za to diody Schottky’ego, przy większych natomiast stosuje się specjalne tranzystory MOSFET. Całość kształtowania napięcia kończy się na dławikach (cewkach) i kondensatorach elektrolitycznych, choć w lepszych – i oczywiście droższych – modelach stosuje się przetwornice DC-DC (z prądu stałego o napięciu 12 V na prąd stały 5 V i 3,3 V) z dodatkowymi układami PWM. W zasilaczu jest jeszcze pętla sprzężenia zwrotnego, dzięki której układ PWM sterujący tranzystorami kluczującymi otrzymuje informacje o wartości napięcia wyjściowego, co pozwala na dostosowanie szerokości impulsów do aktualnego obciążenia.

Zakulisowy władca

Panująca kiedyś zasada, że cięższy zasilacz jest lepszy, nie do końca jest dziś prawdziwa. Nie ma bowiem przeszkód, żeby skonstruować jednostkę wydajną a niewymagającą rozbudowanych radiatorów. Na pewno jednak należy unikać urządzeń, w których obudowach może hulać wiatr: niewiele elementów oznacza niewielkie możliwości. Podstawową kwestią przy wyborze jest ustalenie niezbędnej mocy – szerzej piszemy o tym w ramce na 2 76. Jeśli tę kwestię mamy za sobą, to możemy zacząć się przyglądać konkretnym modelom, analizując najpierw ich tabliczkę znamionową (coraz częściej jej nie ma i trzeba posiłkować się dokumentacją), która informuje nas o maksymalnych natężeniach prądu dla poszczególnych linii zasilających.

Trzeba tu zwrócić uwagę na kilka rzeczy. Pierwsza to fakt, że dane odnoszą się do rezultatów w temperaturze pokojowej. Druga dotyczy tego, że nieuczciwi producenci mogą umieszczać jedynie moc szczytową zamiast ciągłej. Kolejna kwestia dotyczy podziału mocy. Sumaryczne 500 W może dzielić się między poszczególne napięcia tak, że moc na najważniejszym obecnie napięciu +12 V (zasilane nim są i procesor, i karta graficzna) będzie znacząco odbiegała od tego maksimum. Można jeszcze kupić zasilacze, które mają więcej niż jedną linię +12 V (jest to pokłosiem pomysłu Intela sprzed parunastu lat), ale jeśli się na to decydujemy, musimy starannie policzyć, czy – mówiąc kolokwialnie – sprzęt da radę. Znacznie prościej jest więc wybrać model z pojedynczą linią +12 V (ang. single rail).