Prąd dla komputera

Aby dobrać optymalny zasilacz do typowego, średnio wydajnego peceta, należy w pierwszej kolejności obliczyć sumę poboru energii jego poszczególnych komponentów. Z zestawienia wynika, że potrzebujemy zasilacza o mocy przynajmniej 200 W, co spełnia w praktyce każdy, nawet nieco starszy, model. Drugi warunek, aby typowy pobór energii (ok. 100 W) wypadał w połowie mocy nominalnej, będzie trudno spełnić, bo na rynku prawie nie ma zasilaczy 200-watowych. Dlatego trzeba wybrać urządzenie ok. 300–350 W. Doskonale sprawdzą się tu modele bequiet! z serii Pure Power L7, zapewniające dobrą moc bez zbytecznych gadżetów. Wszystkie wersje mają certyfikat 80+, dwie linie +12 V i komplet zabezpieczeń napięciowych. Najsłabszy, 300- -watowy, model kosztuje ok. 170 złotych.

Podzespoły komputerowe wymagają do poprawnej pracy stabilnego napięcia i prądu. Każde wahnięcia parametrów zasilania poza margines normy mogłyby skutkować niepożądanymi rezultatami, np. zawieszeniem się lub nagłym restartem peceta i w konsekwencji utratą informacji, nad którymi aktualnie pracujemy. Dlatego każdy zasilacz oprócz filtrów prądu przemiennego dostarczanego z sieci zawiera układy dbające o odpowiednie zaopatrzenie podłączonych komponentów w możliwie najwyższej jakości energię elektryczną.

Decydującym czynnikiem przy wyborze zasilacza jest jego moc. Aby określić, jak mocnej jednostki potrzebujemy, trzeba ustalić zapotrzebowanie na energię całego zestawu. Pomogą w tym internetowe kalkulatory mocy (patrz: ramka „Ile mocy potrzebuję?”). Do tej wartości, należy dodać ok. 20 proc. zapasu na ewentualną rozbudowę, jeśli planujemy zakup nowego dysku, więcej pamięci czy kartę TV. Jeśli zamierzamy dołożyć wydajną kartę graficzną, trzeba dodać nawet do 50 proc. zapasu mocy. Ustalona w ten sposób wartość wyznaczy minimalną moc potrzebnego zasilacza.

Każdy zasilacz traci trochę pobranej energii na swoich układach. Wartość strat zależy od obciążenia (patrz: ramka „Za słaby zasilacz? Wcale nie – za mocny!”). Najmniejsze straty mocy (najwyższy współczynnik sprawności) występują w okolicach 40–60 proc. mocy znamionowej zasilacza. Dlatego warto ustalić typowe zużycie energii przez PC (nie maksymalne) i wybrać jednostkę, dla której to zużycie będzie stanowiło ok. 50 proc. nominalnej mocy. W przypadku przeciętnych pecetów maksymalna sprawność zasilacza powinna przypadać praktycznie na prąd pobierany w trybie jałowym (uruchomiony system, przeglądarka internetowa itp.), a w zestawach do gier – przy umiarkowanym obciążeniu (uruchomiona gra).

Często, zamiast spokojnie wyliczyć, jaka moc znamionowa zasilacza faktycznie jest potrzebna, kupujemy zbyt mocne jednostki, np. 600 W zamiast optymalnej 350 W, na zasadzie „niech będzie zapas mocy, to nie zaszkodzi”. To błędna taktyka – współczynnik sprawności zasilaczy, mówiący, ile procent pobranej energii faktycznie oddawane jest pecetowi (reszta zmienia się w ciepło), zależy od obciążenia i można go zilustrować powyższą krzywą. Widać, że optymalne gospodarowanie energią uzyskujemy dla 40–60 proc. obciążenia. Nie należy więc kupować 600-watowej jednostki, gdy pecet pobiera średnio 80 W, bo w ten sposób 10–15 W pobierane będzie z sieci zupełnie na próżno, a rachunki za prąd niepotrzebnie wzrosną.

Praktycznie każdy zasilacz ma obecnie układ korekcji współczynnika mocy, czyli PFC. Starsze i najtańsze modele są wyposażane w układy pasywne, ale coraz więcej ma aktywne. Nie należy się zbytnio przejmować skutecznością układu PFC. Nie ma on nic wspólnego z faktyczną sprawnością zasilacza. Minimalizuje jedynie ilość energii pobieranej jako moc bierna.

Ważne jest także, jak zasilacz rozdziela energię na podzespoły peceta. To znaczy, ile ma niezależnych linii zasilania +12 V, czyli po prostu osobnych kabli z wtyczkami. Dobierając zasilacz o mocy poniżej 400 W, można poprzestać na modelach z dwoma kablami. Dla typowego peceta jest to wystarczające rozwiązanie, gdyż poza CPU nie ma urządzeń o wysokim poborze mocy.

Zupełnie inaczej wygląda to w przypadku wydajnych zestawów do gier, gdzie sam CPU zużyje nawet 100 W, karta graficzna co najmniej drugie tyle, a trzeba jeszcze zasilić inne komponenty. Tutaj sprawdzi się zasilacz z trzema, czy nawet czterema liniami +12 V, tak by karta graficzna miała całą linię zasilania wyłącznie dla siebie. Jeśli wykorzystywane będą karty z najwyższej półki, np. dwurdzeniowe Radeony HD5870 czy GeForce GT280, optymalnym wyborem będzie model z czterema liniami – wtedy dwie obsługują złącza kart PCI-Express.

Przed zakupem dobrze będzie też przestudiować tabliczkę znamionową zasilacza. Trzeba sprawdzić, jaki prąd maksymalny jest dostarczany przez każdą linię – 18 A to minimum, jeśli zamierzasz korzystać z wydajnych kart graficznych.

Zasilacz powinien mieć przynajmniej 6 złączy napięciowych SATA i dwa ATA. Starszy standard może się już nie przydać do zasilania dysków czy napędów optycznych, ale np. posłużyć za zasilanie dodatkowych wentylatorów w obudowie. Można za to zignorować brak złącza zasilania stacji dyskietek.

Kupując zasilacz do zestawu dla gracza, sprawdź też, jakie i ile wtyczek do zasilania karty graficznej ma dany model. Słabsze karty wykorzystują 6-pinowe złącza, mocniejsze – 8-pinowe albo oba naraz. Optymalnym rozwiązaniem jest zasilacz z dwoma wtykami typu 6+2: dwa piny można dołączyć, zyskując złącze 8-pinowe, albo zostawić niewykorzystane.

Przydatnym dodatkiem są odpinane kable. Pozwoli to uniknąć natłoku przewodów w obudowie, utrudniającego wydajne chłodzenie wnętrza. Ważna jest też długość kabli. Wprawdzie im krótsze, tym mniejszy bałagan, w dużych obudowach krótkie kable niekiedy nie sięgają do dysków i napędów.

Im większej średnicy wentylator ma zasilacz, tym niższa jest jego prędkość obrotowa, przy której zapewni dobrą cyrkulację powietrza, co znaczy, że będzie ciszej pracował. Jeśli pecet pracuje rzadko i przy małym obciążeniu, warto wybrać zasilacz z łożyskiem ślizgowym (ang. sleeve bearing), bo przy małych obrotach wiatraka będzie cichszy. W wydajnych zasilaczach lepsze będą łożyska kulkowe (ang. ball bearing), trwalsze i cichsze przy wysokich obrotach lub elektromagnetyczne (np. zasilacze Enermaksa ECO80+). Deklarowaną przez producenta głośność należy traktować orientacyjnie. Im mniej decybeli, tym lepiej.

Pod adresami podanymi poniżej znajdziesz internetowe kalkulatory mocy zestawów PC. Pozwolą ci one określić, jakiej mocy zasilacza potrzebujesz minimalnie:
http://pcformat.pl/u/56
http://pcformat.pl/u/57

Typowe zużycie energii przez popularne podzespoły (patrz tabelka).

Zwolennikom ciszy spodobają się modele X-Series Fanless firmy Seasonic – są w pełni pasywne, ale przez to nie mocniejsze niż 500 W i drogie. Niewiele wartą funkcją jest schładzanie wnętrza po wyłączeniu peceta. Dysponuje nią bequiet! Dark Power Pro – komponenty i tak same wystygną, a zasilacz niepotrzebnie szumi, gdy pecet jest już wyłączony.

Warto wybierać zasilacze certyfikowane symbolem 80+. Tak są oznaczone urządzenia przebadane przez organizację Ecos Plug Load Solutions, oferujące ponad 80-procentową sprawność. Istnieje kilka wersji oznaczenia 80+, różnicujących zasilacze pod kątem jakości: podstawowy, Bronze, Silver, Golden i Platinum. Aby otrzymać podstawowe logo, wystarczy sprawność ponad 80 proc. przy 20-, 50- i 80-procentowym obciążeniu, a najwyższe oznaczenie wymaga niemal 90 proc. sprawności cały czas. Więcej informacji i lista certyfikowanych urządzeń na: http://pcformat.pl/u/55

• Dariusz Głowacki Sales Manager firmy Lestar Sp. z o.o., polskiego producenta listew przeciwprzepięciowych i UPS-ów

Rozwój urządzeń elektronicznych nie idzie w parze z rozwojem infrastruktury energetycznej. Efektem tego są negatywne zjawiska, jak zaniki zasilania, skoki napięcia. Nagłe i krótkotrwałe skoki napięcia często są zabójcze dla telewizorów, komputerów i wszelkiego sprzętu RTV AGD. Najprostszym sposobem uchronienia się przed nimi jest stosowanie listew przeciwprzepięciowych. Niestety bardzo często można spotkać na rynku produkty udające listwy przeciwprzepięciowe, które w sytuacji krytycznej nie spełnią swojego zadania. Istotne różnice najczęściej są niewidoczne i dotyczą m.in. materiałów, z których są wykonane, liczby i jakości komponentów tworzących system zabezpieczenia listwy itp. A listwa to przecież ubezpieczenie sprzętu. Oszczędzając na jej jakości, narażamy się na znaczne straty w razie awarii.

Urządzenia te służą praktycznie tylko wstępnej ochronie i filtracji prądu. Te najtańsze, za 30–40 złotych, można określić jako nieco ulepszone przedłużacze. Wybór dobrej listwy sprowadza się do zwrócenia uwagi na kilka parametrów.

Podstawową funkcję listwy, czyli ochronę przeciwprzepięciową, realizują warystory oraz bezpieczniki. Ten ostatni może być pojedynczy (na kablu fazowym) lub podwójny (dodatkowy na przewodzie zerowym). Drugi wariant nie wiąże się z wyższymi kosztami, a daje dodatkowe zabezpieczenie. Droższe modele oferują też ochronę przeciwporażeniową.

Warto zwrócić uwagę na maksymalną sumaryczną moc urządzeń, jakie można podłączyć do danej listwy. Dość często parametr ten jest pomijany w opisie, np. przez sklepy internetowe. Mimo że typowe listwy radzą sobie z poborem prądu 2–2,5 kW, co wydaje się dużą wartością, warto pamiętać, że np. rozgrzanie drukarki laserowej to nawet 1 kW chwilowego poboru prądu. W połączeniu z wydajnym zestawem PC i dużym monitorem łatwo dojść do granicy 1,5 kW, co dla najtańszych listw może oznaczać już pracę blisko granicy, powyżej której zadziałają bezpieczniki odłączające prąd.

Nawet najtańsze urządzenie ma za to tłumik warystorowy, czyli układ niwelujący niepożądane zmiany napięcia. Jego główną rolą jest zwieranie chwilowych przepięć (tzw. szpilek). Droższe listwy mają też układy przeciwzakłóceniowe (określane jako tłumiki LC), filtrujące drobne zakłócenia, jakie wnoszą do sieci przesyłowej inne podłączone urządzenia. Warto wybierać modele z takim układem, zwłaszcza gdy podłączamy głośniki – może on pomóc w redukcji trzasków czy brzęczenia w głośnikach.

Oprócz podstawowych zadań listwy często mają użyteczne dodatki. Przykładem mogą być aktywne gniazda. W takich listwach jest jedno gniazdo sterujące i zazwyczaj cztery sterowane. Na tych drugich napięcie jest dostarczane tylko wtedy, gdy urządzenie wpięte do gniazda sterującego jest włączone (pobiera prąd).

Podłączając do takiej listwy komputer, a do gniazd sterowanych monitor czy głośniki, zyskujemy wygodny sposób wyłączania wzystkich urządzeń peryferyjnych w chwili zakończenia pracy z komputerem. To dobre rozwiązanie dla osób, którym nie chce się wyłączać monitora, przez co pracuje on nocą w trybie stand-by, niepotrzebnie pobierając kilka watów energii. Inną wersją tego rozwiązania jest wyposażenie listwy w kabel USB wpinany do portu peceta, który ma pełnić rolę aktywatora gniazd.

Niektóre listwy są wyposażone w filtr napięć dla linii telefonicznych czy LAN. Mają więc parę gniazd RJ-11 czy RJ-45, do których podłączyć można np. modem DSL, by ochronić go przed ewentualnym spaleniem na skutek przepięcia.

Dysponując podstawowymi parametrami zasilacza oraz zestawu komputerowego, można określić, jak długo UPS pozwoli pracować awaryjnie. Zgodnie ze wzorem: t = Q*U / P gdzie Q to pojemność baterii, U to napięcie na niej, P to moc pobierana przez PC, można sporządzić przedstawioną tabelkę zależności ilustrującą w przybliżeniu maksymalny czas pracy na akumulatorze. Należy przy tym pamiętać, że rzeczywisty czas pracy będzie nieco mniejszy. Akumulatora nie powinno się nigdy rozładowywać do zera, ale trudno też zakładać, że zawsze będzie naładowany w 100 procentach.

Zestawowi komputerowemu warto zagwarantować wyższy poziom ochrony, niż zapewni najlepsza listwa. Spełni to zadanie UPS. Na rynku jest wiele modeli zasilaczy awaryjnych o różnych parametrach i przeznaczeniu, w cenach od 200 do kilku tysięcy złotych.

Istotą działania każdego UPS-a jest zapewnienie pracy podłączonych do niego urządzeń w razie przerwania dostawy prądu, a dodatkowo także filtrowanie zakłóceń, nierzadko bardziej zaawansowane niż w najlepszej listwie. Jest to zwykle realizowane kilkuetapowo: prąd wejściowy (z gniazdka) przechodzi przez prostownik i serię układów filtrujących, wynikowy prąd służy do ładowania baterii oraz jest przekazywany na falownik, który ma za zadanie wygenerować „czysty sinus” na wyjściu. Praktyczną różnicę robi zaś zastosowana technika pracy, najczęściej jest to jedna z trzech: offline, line-interactive albo online.

• UPS-y offline są najprostsze. Nie dokonują żadnej ciągłej analizy źródła prądu, korygując np. jego parametry prądem z baterii. W razie zupełnego zaniku mija też chwila, zanim bateria jest w ogóle włączana, przez co na chwilę (zwykle 5–15 milisekund) urządzenia korzystające z UPS-a także pozbawione są zasilania.
• Urządzenia line-interactive mają dodatkowo autotransformator zdolny korygować wysokość napięcia wyjściowego (często określa się go i towarzyszące mu układy jako system AVR – Automatic Voltage Regulation). Zabezpiecza to np. przed tzw. brownoutem, czyli długotrwałym obniżeniem wartości skutecznej napięcia w gniazdku (np. z 230 V do 200 V). To najpopularniejszy typ UPS-ów wśród urządzeń przeznaczonych do użytku domowego. Między pracą na zasilaniu a rozpoczęciem pracy na baterii występuje chwilowa przerwa. Nie przeszkadza ona jednak urządzeniom z zasilaczami impulsowymi, czyli takimi, jak wykorzystywany w komputerach. Należy jedynie wybierać modele o niskich czasach przełączania, np. 3–5 ms (mniejszych niż tzw. hold time, czyli czas podtrzymania prądu przez sam zasilacz, wynoszący zwykle ponad 15 ms), choć nawet tej klasy sprzęt może nie sprawdzać się przy urządzeniach audio-wideo.
• Urządzenia typu online nie stwarzają opisanych wcześniej problemów. Ich bateria cały czas pracuje, a UPS jest wyposażony w liczne filtry kompensujące przy jej wykorzystaniu wszelkie zakłócenia prądu. Koszt takiego UPS-a jest wyższy niż line-interactive. Dotyczy to także rachunków za prąd. Ciągła praca w trybie online oznacza, że sam zasilacz konsumuje trochę energii. Sprawność urządzenia wynosi zwykle 90–95 proc., co oznacza nawet kilkanaście watów strat „na ochronę” komputera. W praktyce, do domowego peceta taki UPS jest przesadą i zbędnym wydatkiem.

Ważnym elementem UPS-a jest akumulator (bateria). Od jego pojemności zależy, jak długo przy zadanym obciążeniu (czyli pobieranej energii) wytrzyma zasilacz. Im większa, mierzona w Ah, tym lepiej i drożej. Najtańsze UPS-y mają zwykle jeden akumulator 5 Ah, lepsze – np. dwa, 7–10 Ah każdy.

W większości opisów UPS-ów sama pojemność baterii jest pomijana (znaleźć ją można dopiero w specyfikacjach producenta), a w zamian podana jest informacja o przewidywanym czasie pracy na zasilaniu akumulatorowym. Najczęściej pojemność baterii jest określana dla 50 i 80 proc. maksymalnej mocy znamionowej. Nie da się bezpośrednio określić na podstawie tego parametru, który zasilacz jest lepszy, trzeba go zestawić z mocą wyjściową UPS-a.

Ustal moc wyjściową zasilacza. W tym celu:

• Określ, jaki jest maksymalny pobór energii przez komputer (ramka „Ile mocy potrzebuję?”), w naszym przykładzie 385 W.
• Dodaj do tej wartości energię pobieraną typowo przez monitor, np. 40 W.
• Powiększ wynik o zużycie energii przez wszelkie peryferia, które zamierzasz podłączyć (głośniki, modem itp.); np. 15 W + 10 W.
• Przemnóż otrzymany wynik przez 1,2, co da łącznie: (385 + 40 + 25) * 1,2 = 540 W Wartość około 540 W określa moc wyjściową zasilacza awaryjnego, którego należy poszukać. Dobry będzie np. UPS, który cechuje się długim czasem pracy na baterii.

Dobre parametry ma np. Sweex Intelligent UPS 1000 VA (600 W mocy czynnej). To typowy model typu line-interactive z dwoma bateriami 7 Ah i ciekawymi dodatkami, jak panel kontrolny LCD oraz filtr przeciwprzepięciowy sieci LAN (RJ-45). Zasilacz kosztuje ok. 400 zł.

Moc wyjściowa może być podawana w woltoamperach (VA) lub watach (W). Pierwsza wartość jest zawsze większa i odnosi się do mocy samego falownika. Druga mówi konkretnie, jaką moc wyjściową może zapewnić całe urządzenie, i to nią należy się głównie kierować. Wartość ta odnosi się do sumy wartości energii pobieranej przez wszystkie sprzęty podłączone do UPS-a. Przy doborze trzeba pamiętać, by UPS miał zawsze rezerwę mocy rzędu 10–20 proc.

Praktycznie każdy UPS klasy line-interactive w warunkach normalnego zasilania pełni też funkcję listwy. Podobnie jak ona, musi więc mieć tłumiki warystorowe oraz filtry LC i mechanizmy zabezpieczenia przed zwarciem czy przepięciem. Lepsze modele mają też filtry eliminujące zakłócenia, których źródłem są fale radiowe (RFI) lub ogólnie elektromagnetyczne (EMI).

Dobrze też zwrócić uwagę na jakość prądu generowanego przez baterię. Typowo bowiem falowniki nie generują sinusoidy, lecz nawet dość znacznie od niej odbiegający sygnał (z reguły nieco wygładzony „prostokąt”). Do uzyskania idealnego kształtu napięcia stosuje się dodatkowe cyfrowe układy przetwarzania, np. Clear Digital Sinus w produktach Evera. Jest to o tyle ważne, że stosowane obecnie coraz częściej w zasilaczach PC układy aktywnej korekcji współczynnika mocy (active PFC) wymagają do poprawnej pracy napięcia sinusoidalnego. Podanie im innego kształtu zasilania powoduje znaczne pogorszenie wydajności lub wręcz niemożność pracy zasilacza. Niestety, UPS-y z „prawdziwym sinusem” na wyjściu są sporo droższe od zwykłych.

W wypadku zasilaczy awaryjnych trzeba zaś zwrócić uwagę na liczbę gniazd do podłączania urządzeń (niektóre UPS-y mają tylko dwa) oraz możliwość zimnego startu, czyli włączenia zasilacza jako stacjonarnego źródła prądu osobnym przyciskiem. Bardziej jako gadżet można zaś traktować możliwość monitorowania i zarządzania UPS- -em przez USB i służącą do tego specjalną aplikację producenta.