Ako funguje napájací zdroj (ATX). Určené pre stredné školy

V tomto článku sa zaoberáme základnými detailmi napájacích zdrojov určených pre PC. To znamená, že obsahom budú poznatky k tomu, ako sa zdroje rozdeľujú podľa veľkosti, elektrických štandardov, aké používajú konektory napájajúce komponenty počítača či čo sa skrýva za ich fungovaním. Prečo niečo ako počítačový zdroj existuje a nedochádza k napájaniu z elektrickej siete na priamo (bez napájacieho zdroja)?

Ako sa zdroj inštaluje do PC skrinky…

Pozícia pre napájací zdroje je často v spodnej časti počítačovej skrinky, vzadu. V niektorých počítačoch môže byť aj inde, napríklad hore (vzadu) alebo napríklad niekde zboku, ak ide trebárs o menšiu počítačovú skrinku. Je to rôzne.

Dole je zdroj často vo výkonnejších PC zostavách, kde má vlastný okruh chladenia a ohriaty vzduch z komponentov cez zdroj neprechádza. Pozitívum tohto konceptu je, že sa kritické súčiastky (napríklad kondenzátory) pri rovnakej záťaži menej zahrievajú a dosahujú tak dlhšej životnosti. Zdroj môže byť niekedy potom aj tichší, pokiaľ ide prevádzkovú hlučnosť. V úspornejších, typicky kancelárskych konfiguráciách alebo v serveroch s nižším výpočtovým výkonom (a tým pádom aj s nižším zahrievaním) býva zdroj hore. V takýchto prípadoch na pozícii (zdroja) zase až tak nezáleží, keďže jeho útrobami prechádza chladnejší vzduch (ako v prípade energeticky náročnejších PC zostáv).

Jedna vec je inštalácia zdroja do PC skrinky a druhá vec jeho pripojenie ku komponentom, ktoré má napájať. To sa robí pomocou káblov, ktoré napájajú základnú dosku (čipovúh súpravu, zariadenia v slotoch PCI Express alebo zariadenia v slotoch M.2 – typicky SSD), procesor, grafickú kartu alebo zariadenia, ktoré sú mimo základnú dosku. Medzi také patria napríklad palcové úložiska (SSD či HDD) pripájajúce sa káblami SATA (rozhranie SATA) či U.2 (rozhranie PCI Express) alebo optické mechaniky alebo vzácne napríklad čítačky pamäťových kariet.

Nižšie je na fotografiách podoba jednotlivých konektorov, ktoré napájacie zdroje používajú. Vyhotovenie zodpovedá zdroju Endorfy Supremo FM6 (1000 W). Zámky konektorov sú naprieč rôznymi modelmi zdrojov vždy rovnaké a odlišnosti bývajú na úrovni dutiniek (s rôznou kontaktnou plochou či s rôznym materiálovým vyhotovením). Za „hlavný“ možno označiť 24-pinový konektor, ktorým sa napája základná doska, respektíve jej čipová súprava či sloty určené na rozširujúce zariadenia. V niektorých prípadoch je týmto spôsobom čiastočne napájaný aj procesor (CPU).

… a k ostatným komponentom

Procesor (osadený v pätici základnej dosky) má inak vlastný 8-pinový konektor (4+4-pin).

K mnohým základným doskám je možné pripojiť takéto konektory na napájanie procesora dva, čím sa zväčší prierez, ktorým prechádza elektrický prúd a zníži sa tak zahrievanie pripadajúce na jeden kontakt, vodič.

Grafická karta sa napája 6+2-pinovými konektormi alebo 16-pinový, kde 4 z toho sú signálové, čo znamená, že nimi netečie taký veľký prúd ako zvyšnými dvanástimi „silovými“. Pri 6+2-pine PCI Express sú signálové dva piny, krajné. Tie, ktoré je možné od zvyšných šiestich mechanicky oddeliť.

Palcové úložiská a niektoré 3,5″ či 5,25″ zariadenia v šachtách dostupných spredku PC skriniek, sa napájajú konektorom SATA, eventuálne cez 4-pinový „Molex“. Toto označenie je pomerne nepresné, pretože Molex vyrába viacero druhov konektorov, ale pre svoju rozšírenosť sa natoľko udomácnilo, že sa v praxi často používa a robia to pri označovaní aj výrobcovia napájacích zdrojov. Týmto konektorom (4-pinovým Molexom) sa často pripájajú staršie zariadenia (napríklad optické mechaniky či HDD) podobne ako pri 4-pinových konektoroch Berg. V súvislosti s nimi sa často stretnete aj s označením „FDD“, pretože sa historicky často používali na napájanie disketových mechaník. Neskôr sa týmto konektorom pripájali napríklad ale aj ventilátorové regulátory s potenciometrami na zmenu lineárneho (DC) elektrického napätia.