Profil: Dr.FireBall | DonanımHaber Forum

Dr.FireBall · Kasa/Güç kaynağı altına konu açtı. 16 yıl

Arızalı Bir PSU nun Onarım Hikayesi 2...

Bir müşterimiz Silverstone Strider 750W SST-ST75F model güç kaynağını arızalı olduğu şikayeti ile bize gönderdi. Ürün bizden satın alınmıştı ve garanti kapsamında idi.

Güç kaynağı boşta iken çalışıyordu fakat çıkış voltajları anormal şekilde düşüktü ve yük bağlandığında korumaya geçip kapanıyordu. Güç kaynağının çalışıyor olması sürücü PWM mosfetleri, PFC ve çıkış rail diyotları gibi kritik kısımlarda bir arıza olmadığını gösteriyordu. Stabil olmayan düşük çıkış voltajları kapalı döngü regülasyon sisteminde bir problem olduğuna işaret ediyordu.

Resimde gösterildiği gibi bütün güç kaynakları birbirinden elektriksel olarak izole edilmiş iki temel kısımdan oluşmaktadır. Primer kısım şebeke voltajının çeşitli evrelerden geçirilerek transformatörlere uygulandığı, PFC ve PWM katlarının bulunduğu kısımdır. Sekonder kısım ise transformatörlerden alınan voltajların diyotlar vasıtası ile DC gerilime çevrilip çıkışlara aktarıldığı, çeşitli koruma devrelerinin bulunduğu ve voltaj regülasyonun yapıldığı kısımdır. Yük durumuna göre değişen çıkış voltajları voltaj regülasyon devresi ile sürekli denetlenir ve primer kısımda yer alan PWM katına durum hakkında sürekli bilgi ietilir. PWM katı aldığı bilgiye göre PWM sinyalinin darbe genişlik oranını değiştirerek çıkış voltajlarını sabit tutar. Bu iletişim çok hızlı gerçekleşir ve voltajların problem yaratacak şekilde değişimine müsade edilmez. Primer ve sekonder kısımların güvenlik bakımından elektriksel olarak birbirinden izole olması gerektiğini belirtmiştik. Regülasyon devresi ile PWM devresi arasındaki izolasyon resimde görülen optik izolatör vasıtası ile yapılır. Bu eleman içinde bilgi bir taraftan diğer tarafa ışık vasıtası ile taşındığından elektriksel izolasyon sağlanmış olur.

Regülasyon ve PWM devrelerindeki kritik parçalar test edilmesine, hatta bazılarının değiştirilmesine rağmen problem devam ediyordu. Zayıf ihtimallerde değerlendirildi ve güç kaynağının diğer kısımlarıda kontrol edildi fakat arıza bulunamadı. Geriye en zayıf ihtimal olan regülasyon katındaki stabiliteden sorumlu SMD(Surface Mount Device) yapıdaki kapasitör kalmıştı. Bu kapasitörün arıza yapma ihtimali hem kendi yapısı hemde devre yapısındaki konumundan dolayı yok denecek kadar azdır. Kapasitör sökülüp kontrol edildiğinde sorunlu olduğu tespit edildi. Yenisi ile değiştirildiğinde güç kaynağı sağlıklı bir şekilde çalışmaya başladı. Normal şartlarda bozulması mümkün olmayan bu eleman büyük ihtimalle fabrikasından hatalı çıkmıştı ve akla gelen ilk arıza sebebi olmasına rağmen bozulabileceğine ihtimal vermediğimizden yaklaşık 6 saat boyunca arızayı farklı yerlerde aramamıza sebep oldu. Sonuç olarak arıza garanti dahilinde giderilerek gerekli testler yapıldı ve güç kaynağı müşterimize gönderildi.

Aşağıdaki resimde 1 numaralı ok voltaj regülasyonundan sorumlu entegreyi, 2 numaralı ok ise bahsettiğimiz arızalı smd kapasitörü gösteriyor. Sonraki resimde arızalı kapasitör 1 YTL nin yanında görülüyor.

24 Yanıt

Yanıtla

Favorilere Ekle

0

D

Dr.FireBall · Kasa/Güç kaynağı altına konu açtı. 16 yıl

Güç kaynakları hakkında bilinmesi gerekenler.

GÜÇ KAYNAKLARI HAKKINDA BİLİNMESİ GEREKENLER

Güç kaynakları elektrik şebekesinden ya da başka bir kaynaktan aldıkları elektrik enerjisini bağlı oldukları elektronik sistemlerin çalışmak için ihtiyaç duyduğu voltaj, akım, güç değerlerine göre dönüştüren elektronik donanımlardır.

İki temel güç kaynağı dizayn şekli bulunmaktadır : Linear (Doğrusal) ve Switching mode (Anahtarlamalı)

Linear güç kaynakları voltaj dönüşümünü sağlayan bir sac transformatör, doğrultma diyotları, kapasitörler, basit bir zener ya da entegre devre regülatörden oluşmaktadır. Voltaj dönüşümünü sağlayan transformatör 50Hz olan şebeke frekansında çalışmak zorunda olduğundan büyük güç gereksinimi söz konusu olduğunda ebat ve ağırlık olarak oldukça hantal olabilmektedir, aynı durum kapasitör gereksiniminde de yaşanır. Düşük çalışma frekansından dolayı güç ihtiyacına göre dalgalanmanın (Ripple) önüne geçmek için büyük miktarda kapasiteye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebeplerle Linear güç kaynakları genellikle az miktarda güç gerektiren uygulamalarda kullanılmaktadır. Eğer high-end bir PC yi çalıştırabilecek bir Linear güç kaynağı tasarlanmış olsaydı oldukça büyük ve ağır olurdu ki zaten böyle bir örnek yok.

Switching mode güç kaynaklarında ise şebeke gerilimi ilk adımda DC (Doğru akım) ye çevrilir. linear güç kaynaklarının sabit olan şebeke frekansında çalışma zorunluluğuna karşılık switching mode güç kaynaklarında elde edilen DC gerilim yardımcı devreler sayesinde tekrar istenilen frekansta (genellikle 40 – 200 Khz arası frekanslar kullanılır.) AC (Alternatif akım) ye çevrilir ve güç transformatörüne uygulanır. Switching mode denilmesinin sebebi yüksek frekanslı gerilimi elde edebilmek için anahtar vazifesi gören ve yardımcı devreler tarafından kontrollü bir şekilde istenilen çalışma frekansında devreyi açıp kapatan transistörler kullanılmasıdır. Yüksek çalışma frekansı sayesinde switching mode güçkaynaklarında kullanılan transformatör ve kapasitörlerin ebatları linear güç kaynakları ile karşılaştırıldığında çok çok küçüktür.

Bir PC güç kaynağının görevi genliği 110v ya da 220v olan şehir şebeke gerilimini PC donanımlarının çalışması için gerekli olan +3.3v, +5v, +12v ve -12v genliğinde ve bu voltaj değerlerinde donanımların ihtiyacı kadar gücü sağlayabilecek doğru akıma çevirmektir. PC donanımlarımızın sorunsuz ve stabil bir şekilde çalışabilmesi için bu voltajların kararlılığı çok önemlidir. PC dinamik bir sistemdir ve PSU dan çektiği güç yapılan işlemlere göre sürekli değişim göstermektedir. Kaliteli bir güç kaynağı etiket değerlerinde vadettiği gücü sağlayabilmeli ve aynı zamanda bu voltaj değerlerini değişik güç düzeylerinde müsade edilen aralıkta sabit tutabilmelidir. Kalitesiz bir güç kaynağı (Düşük maliyet hedefi ile yapımında kullanılan malzeme ucuzdur, koruma devrelerinden yoksundur ve kötü tasarlanmıştır, işçilik çok kötüdür) PC nizin rastgele resetlenmesine, donmalara, hard diskinizde bozuk sektörler oluşmasına ve hatta bazı durumlarda donanımlarınızın tamamen arızalanmasına sebep olabilir.

ŞEBEKE BAĞLANTISI

Bilindiği gibi şebeke voltajı olarak iki farklı standart bulunmaktadır. Ülkemizde 220V standardı kullanılırken bazı ülkelerde şebeke voltajı olarak 110V standardı kullanılmaktadır. Bazı güç kaynakları bu standartlardan sadece birini, bazıları ise her ikisini desteklemektedir. Her iki standardı destekleyen güç kaynaklarının ise bazıları şebeke voltajına göre seçimi otomatik olarak yapar. (Boost aktif Pfc ye sahip güç kaynakları bu şekildedir.) Bazı güç kaynakları resim -1 deki gibi şebeke güç giriş soketinin hemen yakınına yerleştirilmiş bir anahtar sayesinde kullanıcının seçimini gerektirmektedir. Ülkemizde 220v şebeke standardı kullanıldığından bu anahtar 220v konumunda bulunmalıdır, aksi takdirde güç kaynağı kesinlikle arıza yapacaktır. Güç kaynağımızın etiketine ve güç soket girişine bakarak hangi standardı ne şekilde desteklediğini anlayabiliriz.

Resim - 1 : Şebeke tipi seçim anahtarı.

Resim – 2

Resim - 2 deki güç kaynağımızın etiketine bakarak sadece 220v şebeke gerilimi ile çalıştığını anlıyoruz.

Resim – 3

Resim -3 de ise güç kaynağımızın etiketinden her iki standardıda desteklediğini ve aktif PFC si sayesinde şebekeyi otomatik tanıdığını anlıyoruz.

SES DÜZEYİ VE FAN HAKKINDA

Günümüzde pek çok üretici güç kaynaklarında 120mm fan kullanmaktadır. 120mm lik fanlar en az 80mm fanlar kadar hava akımı sağlarken daha sessiz çalışmaktadır. Bazı güç kaynaklarına akıllı fan kontrolcü entegre edilerek fan hızının güç kaynağının iç ısısına, dolayısıyla sistem yük durumuna göre hareket etmesi sağlanmıştır. Böylece sistem boşta iken daha sessiz bir çalışma sağlanmıştır. Güç kaynağının ne kadar sessiz çalışabileceği kullanılan fanın kalitesine, iç yapısının hava akışını kesmeyecek şekilde dizayn edilmiş olmasına ve en önemlisi güç kaynağının verimliliğine göre değişmektedir. Verimlilik ne kadar yüksek olursa ısıya dönüşen kayıp güç o kadar az olacağından daha düşük fan devri ve daha sessiz bir çalışma mümkün olmaktadır. Verimliliği kötü bir güç kaynağına sessizlik hedefi ile düşük devirli bir fan takmak yeterli hava akımının sağlanamaması sebebi ile problem çıkmasına sebep olabilir. Bazı üreticiler ise fan devrini gereksiz düzeyde yüksek tuttuğundan ya da kalitesiz fan kullandığından, fan değişimi ya da mevcut fanın devrinin düşürülmesi gibi küçük bir müdahale ile güç kaynağını daha sessiz hale getirmek mümkün olabilmektedir. Güç kaynağı fanına yapılan müdahaleden sonra mutlaka yük altında test edilmeli, iç ısısının tehlikeli düzeye ulaşıp ulaşmadığı görülmelidir.

Bazı güç kaynağı modelleri modüler kablo yapısı kullanılarak üretilmektedir. Modüler kablo yapısının kullanılmayan kabloların sisteme dahil edilmeyerek hem görüntü kirliliğinin engellenmesi hemde kasa içinde daha iyi hava akışı sağlanması, daha estetik görünüm gibi üstünlükleri vardır. Ekstradan konnektör kullanılması sebebi ile güç kaybına sebep olduğu bir gerçektir, fakat bu kayıp güç dikkate alınmayacak kadar düşük düzeydedir.

Resim – 4 : Modüler kablo yapısına sahip bir güç kaynağı

GÜÇ

Güç kaynakları sağlayabilecekleri maksimum güç değeri ile etiketlenirler fakat bu maksimum güç değeri anlayışı üreticiye göre farklılık gösterebilmektedir. Bazı güç kaynağı üreticileri ürettikleri güç kaynağını gerçekçi ortam koşulları altında sürekli sağlayabildiği maksimum güç değeri ile etiketlerken pek çoğu gerçek dışı ortam koşullarında (25C nin altında ortam sıcaklığı gibi. Kasa içi sıcaklık dikkate alındığında oldukça gerçek dışı bir değerdir.) ve ancak tepe değer olarak (birkaç saniye ya da daha az) sağlayabildiği değer ile etiketlemektedir. Çalışma sıcaklığı güç kaynağının sağlayabileceği gücü etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Resim – 5 de Fairchild Semiconductor firmasının üretmiş olduğu ve güç kaynaklarında sıkça daha önce bahsettiğimiz anahtarlama (switching) işlevi için kullanılan FCA20N60 (20Amper/600V) adlı mosfet transistörünün geçirebileceği akım miktarı ile çekirdek çalışma sıcaklığı ilişkisini gösteren grafik verilmiştir. Grafikte görüldüğü gibi sıcaklık seviyesi arttıkça transistörün geçirebileceği maksimum akım miktarı düşmektedir. Bazı güvenilir üreticiler ürettikleri güç kaynağının hangi koşullarda test edildiğini, tam yük altında arıza yapmadan ne kadar süre ile devamlı çalışabileceğini (MTBF, Mean Time Between Failures=Hatalar Arası Ortalama Süre) açıkça belirtirler.

Resim – 5 : Transistörden geçebilecek max. akım ve sıcaklık ilişkisi. (FCA20N60)

Güç kaynağının herbir çıkışından ne kadar güç verebildiği önemli bir konudur fakat bu konuda hesap sanıldığı kadar kolay değildir. Güç kaynaklarının etiketinde hangi railden ne kadar akım verebildiği yazılıdır. Bu akım ve gerilim değerlerini çarpıp toplayarak hesap yapmak yanlıştır. Bu şekilde hesaplandığında güç kaynağının belirtilen gücünden büyük bir değer çıkar. Herbir railden aynı anda güç çekildiğinde hemen altında yazılı akım değerini veremez. Bunun sebebini anlamak için güç kaynağının iç yapısını ve çalışma düzenini biraz bilmek gerekir. Her bir rail çıkışı birbirinden tamamen bağımsız değildir ve güç kaynağı içinde bazı komponentleri ortaklaşa kullanmaktadırlar. Bu sebeple her bir rail hemen altında yazılı akım değerini ancak bağımlı olduğu diğer raillerde yük yok iken verebilir. Resim – 6 da güç kaynağımızın etiketinde görüldüğü üzere +5v dan 30A, +3.3v dan 25A akım çekilebileceği belirtilmiş. Basitçe hesaplarsak 5v * 30A = 150Watt, 3.3v * 25 = 82.5Watt, toplamda 150 + 82.5 = 232.5Watt eder. Fakat hemen altında bu iki railden toplam 160Watt güç alınabileceği belirtilmiş. Buradan anlıyoruz ki iki railden aynı anda çekilen toplam güç miktarı 160Watt ı geçemez, +5v ve +3.3v raillerinin verebileceği maksimum kombine güç 160w dır (Maximum combined power). Aynı durum 12v railleri içinde geçerlidir. Resim – 6 da 12v çıkışının 12v1, 12v2 ve 12v3 olmak üzere üç rail e ayrıldığı ve bu üç railden çekilen maksimum kombine gücün 624W(52A) ı geçemeyeceği açıkça görülmektedir. Kısacası güç kaynağının sağlayabileceği kombine güç ile raillerin hemen altında yazan akım değerleri farklı şeyler ifade etmektedir. Bu akım değerleri daha sonra anlatacağımız aşırı akım koruma sisteminin hangi değer aşıldığında devreye gireceğini ifade etmektedir.

Güncel bilgisayar sistemlerinde diğer sistem bileşenleri ile karşılaştırıldığında işlemci ve akran kartlarının çok daha fazla güç tüketimi olduğu görülür. İşlemci ve ekran kartı gücü 12v raillerinden almakta olduğundan güç kaynağının 12v dan ne kadar güç sağlayabildiği önemlidir.

Resim – 6

İnternet üzerinde PC mizin ne kadar güce ihtiyaç duyduğunu hesaplatabileceğimiz eklentiler içeren bazı web siteleri bulumaktadır.http://extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp Linkteki site bu konuda mantıklı sonuçlar veren güvenilir bir sitedir. Satın alırken ihtiyacımız olan gücün %30 ila %40 fazlasını sağlayabilecek bir güç kaynağı tercih etmemiz mantıklı olacaktır. Bu şekilde güç kaynağımız tam yükte yada verebileceği gücün çok altında çalışmayacağından verimlilik konusunda daha başarılı olacaktır çünkü güç kaynakları %40 ila %60 yük altında iken diğer yük durumlarına göre daha verimli çalışmaktadır. Bir diğer sebep ise sistemimizi ileride upgrade etme ihtiyacının ortaya çıkması ihtimalidir.

VERİMLİLİK (EFFICIENCY)

Verimlilik güç kaynağının şebekeden aldığı A.C. Gücü PC mizin ihtiyacı olan D.C. Güce ne kadar etkin bir şekilde çevirebildiği ile alakalıdır. VERİMLİLİK = D.C. GÜÇ / A.C. GÜÇ olarak ifade edilebilir. D.C. Güç bilgisayarımızın güç kaynağı hariç diğer bileşenlerinin tükettiği güç, A.C. Güç ise güç kaynağımızın şebekeden çektiği güçtür. Bir örnek ile açıklayacak olursak, diyelim ki : PC miz 300Watt bir güce ihtiyaç duyuyor, güç kaynağımız bu 300Watt gücü sağlayabilmek için elektrik şebekesinden 400W güç çekiyor. Bu durumda güç kaynağımızın verimliliği = 300Watt / 400Watt = 0.75 yani %75 tir. Peki bu aradaki 100Watt lık enerji nereye gidiyor? Aradaki fark büyük ölçüde ısıya çevirilerek güç kaynağımızın fanı tarafından sistemden uzaklaştırılıyor, yani boşa gidiyor. Bu sebeple güç kaynağımızın verimliliği hem enerji tüketimi / maliyeti hemde güç kaynağımızın sessiz çalışması bakımından oldukça önem kazanıyor. Düşük verimlilik daha fazla ısı, dolaylı olarak daha iyi soğutma gerektirdiğinden yüksek fan devri sebebi ile güç kaynağımız özellikle yük altında sesli çalışmaya başlıyor. (Bu sessizlik konusu kişiye göre göreceli bir kavram olduğundan yüksek verimliliğe sahip bir güç kaynağından sessizlik bakımından herkesin memnun kalacağı anlamı çıkmasın. Piyasadaki emsalleri ile karılaştırıldığında oldukça sessiz çalışan bir PSU bile bazı kullanıcılar tarafından gürültülü bulunabiliyor.) Resim – 7 de Enermax üretimi Pro 82 model güç kaynağının yük durumuna göre verimlilik eğrisini gösteren grafik görülmektedir. Grafiğe bakıldığında bir önceki konuda açıklandığı gibi verimliliğin en yüksek olduğu noktanın PSU %40 ile %60 yük altında iken olduğu açıkça görülmektedir. Bu durum bir çok güç kaynağı için geçerlidir. Günümüzde her koşulda %80 in üstünde verimlilik sağlayabilen güç kaynakları üretilmektedir. Güç kaynağı %20, %50 ve %100 yük altında test edilmekte ve bu koşullar altında sağlayabildiği verimlilik düzeyine göre sertifikalandırılmaktadır. 80 Plus sertifikası kendi içinde dört kategoriye ayrılmaktadır, detayları Resim – 8 de görülmektedir.

Resim – 7 : Enermax Pro 82 model güç kaynağının yük/verimlilik eğrisi.

Resim – 8 : Verimlilik seviyesine göre 80 plus sertifikaları.

GÜÇ FAKTÖRÜ DÜZELTİCİSİ (POWER FACTOR CORRECTION (PFC))

Şebeke gerilimi sinüs şeklinde 220v genliğe sahiptir ve saniyede 50 defa yön değiştirmektedir (50Hz). Elektrik sobası, akkor telli ampul vb. Yükler rezistif özelliğe sahiptir ve şebekeden çektiği akım ile şebeke gerilimi aynı yönde hareket etmektedir, yani gerilim yükselirken çekilen akımda yükselmekte, düşerken akımda düşmektedir. Endüktif ya da kapasitif yüklerde ise (Güç kaynağı, elektrik motoru vb.) akım ve gerilim birbirini izlememekte biri düşerken biri yükselebilmekte, bu sebeple şebekeye ekstra yük bindirilmektedir. Akım ve gerilim arasındaki bu faz fark oranına güç faktörü adı verilir. 0 ile 1 arasında bir sayı olarak ifade edilir ve 1 e yakın değer idaldir.

Büyük fabrikalara, sanayi işletmelerine bu sebeple ayrıca reaktif güç bedeli fatura edilmektedir. Sanayi işletmelerine elektrik şebeke girişlerine özel sistemler kurarak reaktif güç tüketimini en aza indirme zorunluluğu getirilmiştir. Sanayi işletmeleri haricinde ekstradan reaktif güç bedeli fatura edilmediğinden normal bir bilgisayar kullanıcısı için enerji maliyeti bakımından PFC nin bir katkısı yoktur.

Aktif ve pasif olmak üzere iki tür uygulaması bulunmaktadır. Pasif PFC küçük bir metal nüveli indüktör ve kapasitörden oluşmakta ve güç faktörünü 0.6 ila 0.8 e kadar düzeltebilmektedir. Aktif PFC ise entegre devre, transistörler ve ferit indüktör den oluşmakta, güç faktörünü 0.99 a kadar düzeltebilmektedir (ideal değer olan 1'e çok yakın). Resim – 9 da pasif PFC li bir güç kaynağının PFC indüktörü gösterilmiştir. Güç kaynağınızda buna benzer bir eleman bulunuyorsa pasif PFC ye sahip demektir. Etiketinde sadece PFC ibaresi görüyorsanız o güç kaynağı büyük ihtimalle pasif PFC ye sahiptir. Aktif PFC li olanlarda “Active PFC” ibaresini mutlaka görürsünüz.

İnternette bazı kaynaklarda PFC nin regülasyon özelliği olmadığından bahsedilir, fakat universal (110v-220v) güç girişine sahip olup 220v şebekede çalışan bir aktif PFC için bu geçerli değildir. Aktif PFC güç kaynağımızın donanımlarımızın ihtiyacı olan gücü üreten kısmı ile şebeke girişi arasında yer alır ve asıl güç dönüşümünü sağlayan kısmına 360v ila 410v arasında sabit D.C. Gerilim sağlar. Bu gerilimi şebeke votajı 100v ila 230v arasında hangi değeri alırsa alsın sabit tutar. Bu durumda regülasyon özelliğinin olmadığını söylemek son derece yanlış olur. Bir örnek vermek gerekirse : Aktif PFC si olmayan bir güç kaynağı şebeke gerilimi herhangi bir problemden dolayı 180v un altına düştüğünde gücü keser veya anlık bir iniş çıkış olduğunda PC miz resetlenir, fakat aktif PFC li bir güç kaynağı kullanıyorsak PC miz sorunsuz çalışmaya devam eder.

Resim – 9 : Pasif PFC li bir güç kaynağı ve pasif PFC indüktörü.

STABİLİTE (STABILITY), GÜRÜLTÜ (NOISE) VE DALGALANMA (RIPPLE)

Güç kaynağımızın rail voltajlarını sabit tutabilmesi çok önemlidir. Anlık yük durumuna göre voltajlar değişim gösterir, fakat güç kaynakları kapalı devre (closed loop) sistemlerdir ve çıkış voltajlarında bir değişim olduğunda geribildirim sayesinde çalışma düzeninde bir kaç parametre değerini yeniden düzenleyerek anında müdahale eder ve voltajı sabit tutarlar. Güç kaynağının voltajları sabit tutabilme konusunda ne kadar başarılı olduğu elbette kalitesine göre değişir. Pozitif voltaj değerlerinde en fazla %5, negatif voltajlarda ise en fazla %10 voltaj değişimi tolere edilebilir. Resim – 10 da bu oranlar ile müsade edilebilecek en düşük ve en yüksek voltaj değerleri tablo halinde verilmiştir.

Resim – 10

İdeal bir güç kaynağının voltaj çıkışları osiloskopta incelendiğinde yatay ve düz bir çizgi halinde görüntülenmesi beklenir, fakat gerçekte bu kadar kusursuz bir voltaj çıkışı elde edilemez. Resim – 11 de görüldüğü gibi voltaj üzerinde mutlaka bir miktar dalgalanma ve iğne şeklinde rastgele çıkıntılar oluşur. Önemli olan ise dalgalanma ve çıkıntıların minimumda tutulabilmesidir. Bu dalgalanma ve çıkıntıların toplam genliği tepeden tepeye +12V raillerinde 120mV (12V un %1' i ) u, +5V ve +3.3V raillerinde ise 50mV' u geçmemelidir.

Resim – 11

TEK ve ÇOKLU 12V RAİL YAPISI

ATX 12V standardına göre güç kaynağının her bir tek iletken kablosundan geçen sürekli güç 240W' ı geçemez. Bu standarda uygun ürün üretebilmek için güç kaynağına her bir iletken kablo için (Siyah renkteki GND hatları hariç) geçen gücü 240W ile sınırlandıracak ayrı ayrı OCP (Over Current Protection, Aşırı Akım Koruması) devreleri dahil edilmesi gerekiyordu. Sıradan bir güç kaynağında bile en az 20 iletken kablo bulunabileceği gözönüne alındığında hem maliyet hemde fiziksel boyut bakımından bunun uygulanması mümkün değildi.

Bazı üreticiler kuralı kendilerince yorumlayarak tek bir kablo üzerinden 240W üzerinde güç çekilmesinin zaten mümkün olmadığını iddia ettiler. Şöyle ki : Basit hesapla CPU ya güç iletimi için kullanılan 4 pinlik konnektörde 2 adet 12v kablosu bulunmakta, 2 * 240W = 480W, 8 pinlik konnektörde 4 adet 12v kablosu bulunmakta, 4 * 240W = 960W, Ekran kartına güç ileten PCI exp. Konnektöründe ise 3 adet 12v kablosu bulunmakta, 3 * 240W = 720W gibi değerler öne sürerek ilgili donanımların güç gereksinimlerinin zaten bu güç değerlerini aşamayacağından ürettikleri güç kaynaklarının standarda uygun olduğunu belirttiler. Böylece “Tek rail düzeni” ortaya çıktı.

Bazı üreticiler bir önceki paragraftaki düşünceyi paylaşmanın yanı sıra güç kaynaklarının 12V çıkışına OCP ekleyerek daha güvenilir bir yapı elde ettiler.

Diğer üreticiler ise bazı özel durumlarda tek bir iletken hat üzerinden geçen gücün 240W değerini geçebileceğini öne sürerek güç kaynaklarına birden fazla OCP eklediler. 12V çıkışlarını gruplara ayırıp her birine ayrı OCP devresi ilave ederek sanal railler elde ettiler. Böylece “Çoklu rail düzeni” ortaya çıkmış oldu. Çoklu rail düzeninde birbirinden bağımsız olarak güç üreten 12V hatları olduğu düşünülür, fakat bu gerçekle alakası olmayan hatalı bir düşüncedir. Bütün güç kaynaklarında 12V gerilimi tek bir kaynak tarafından üretilmektedir. Çoklu railin farkı birbirinden bağımsız 12V hatları değil daha güvenilir OCP sağlamasıdır. Tekli ve çoklu rail yapısının dalgalanma, voltaj stabilitesi gibi konularda birbirine üstünlüğü yoktur, bu konuda ki iddialar tamamen yanlıştır. Resim – 12 de çoklu rail yapısına sahip bir güç kaynağının etiketi görülmektedir. Etikete bakıldığında güç kaynağının 12V1, 12V2 ve 12V3 olmak üzere üç adet 12V railine sahip olduğu, OCP devrelerinin 12V1' den 28A, 12V2' den 28A, 12V3' den 30A akım çekilebilmesine müsade edecek şekilde konfigüre edildiğini ve bu üç 12V railinden çekebileceğimiz kombine gücün 624W' ı (624W / 12V = 52A) geçemeyeceğini anlıyoruz.

Resim – 12

Çoklu rail yapısının tekli rail yapısına göre daha iyi aşırı akım koruması sağladığı unutulmamalıdır. Tekli rail yapısında tüm 12V hatları tek bir OCP devresi kullandığından (Bazı güç kaynaklarında OCP olmayabilir) ve bu OCP devresinin aşırı akım sınır değeri yüksek olduğundan sistem bileşenlerinden birinde herhangi bir arıza meydana geldiğinde OCP sınır değer aşılmadan tepki vermeyeceği için hasarın daha da büyük olma riski vardır. Overclock ile uğraşan ve sistemini sınır değerlerde çalışmaya zorlayan kullanıcılar için her an bir problem ile karşılaşma ihtimali bulunduğundan bu önemli bir fark olsa gerek.

Çoklu rail yapısının tek olumsuz yanı ise güç dağılımı düşüncesizce hesaplanarak üretimiş güç kaynaklarında görülebilmektedir. Bu tamamen üreticinin hatasıdır. Bir örnek ile açıklayacak olursak : İki adet 12V raili olan ve iki adet PCIexp. Güç konnektörü olan (SLI ya da Crossfire destekli) bir güç kaynağında 12v raillerinin akım sınır değerleri düşüncesizce belirlenmiş olabiliyor. CPU güç konnektörü ile PCIexp güç konnektörlerinden biri mecburen aynı raile bağlı olduğundan eğer bu railin akım sınırlandırması bir CPU ve bir ekran kartını aynı anda besleyebilecek akım değerinin altında belirlenmişse OCP güç kaynağını kapatabiliyor. Fakat daha önce belirttiğimiz gibi bu tamamen üreticinin hatasından kaynaklanmakta. CPU güç konnektörü ile PCIexp güç konnektörünün bağlı olduğu rail in akım sınırlandırma değeri diğer railinkinden yüksek ve bir CPU ile bir ekran kartı için yeterli düzeyde belirlenmiş olursa bu tip bir problem ile karşılaşılmaz.

KORUMA DEVRELERİ (PROTECTIONS)

Koruma devreleri sayesinde güç kaynakları, kendileride dahil olmak üzere sistemde meydana gelebilecek beklenmedik olumsuz durumlarda gücü keserek hasar meydana gelmesinin bazen tamamen, bazen de kısmen önüne geçerler. Örnek verecek olursak : sistemde meydana gelen bir arıza sonucu güç kaynağından verebileceğinin üzerinde güç çekilirse Aşırı Akım Koruması (OCP) ya da Aşırı Yük Koruması (OLP) bulunmayan bir güç kaynağı yanma, hatta patlama tehlikesi ile karşı karşıyadır. ATX12V ve EPS standartlarına göre güç kaynaklarında yüksek voltaj koruması (over voltage protection (OVP)), kısa devre koruması (short-circuit protection (SCP)) ve aşırı akım koruması (over current protection (OCP)) bulunması gereklidir. Bunlar dışında kalan korumalar ise opsiyoneldir. Aşağıda bir güç kaynağında bulunması muhtemel, gerekli ve opsiyonel koruma devreleri hakkında açıklamalar bulunmaktadır.

Kısa Devre Koruması (Short Circuit Protection (SCP)) : Voltaj çıkışlarından herhangi biri kısa devre olduğunda güç kaynağıını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması gereklidir.

Düşük Voltaj Koruması (Under Voltage Protection (UVP)) : Çıkış voltajlarından herhangi biri belirli bir değerin altına indiğinde güç kaynağını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması opsiyoneldir.

Yüksek Voltaj Koruması (Over Voltage Protection (OVP)) : Çıkış voltajlarından herhangi biri belirli bir değerin üzerine çıktığında güç kaynağını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması gereklidir.

Aşırı Akım Koruması (Over Current Protection (OCP)) : Güç çıkışlarından çekilen akım OCP devresinin sınır değerini aştığında güç kaynağını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması gereklidir.

Aşırı Yük/Güç Koruması (Over Power Protection (OPP) or Over Load Protection (OLP)) : Güç kaynağından çekilen güç belirli bir değeri aştığında güç kaynağını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması opsiyoneldir.

Yüksek Isı Koruması (Over Temperature Protection (OTP)): Güç kaynağının iç sıcaklığı belirli bir değeri aştığında güç kaynağını kapatır. Güç kaynaklarında bulunması opsiyoneldir.

GÜÇ BAĞLANTI KONNEKTÖRLERİ

ANAKART GÜÇ KONNEKTÖRÜ

Bazı PSU larda ATX 2.x stadardı ile uyumlu olarak 24pin tek parça, bazılarında ise hem ATX 2.x hemde daha eski standart olan ATX 1.x ile uyumlu olabilmesi için 20+4 pin olarak düzenlenmiştir. Eski stadart uyumlu bir anakart ile kullanmak gerektiğinde +4 pinlik kısım ayrılarak sadece 20pinlik kısım anakarta takılmaktadır. Resim – 13 de 20+4 pin anakart güç konnektörü görülmektedir. Resim - 5 de ATX 2.x uyumlu bir anakartın 24pin lik güç girişi, Resim – 15 de ise anakarta takılmış olan güç konnektörü görülmektedir.

Resim – 13 : 20+4 pin anakart güç konnektörü

Resim – 14 : Anakart güç girişi

Resim – 15 : Anakart güç konnektörü bağlantısı

12V CPU GÜÇ KONNEKTÖRÜ

CPU için gerekli güç bu konnektör üzerinden sağlanmaktadır. Giriş ve orta seviye anakartlarda 4pin (ATX12V) (Resim - 16), üst seviye ve server anakartlarda ise artan güç gereksinimi sebebi ile 8pin (EPS) (Resim – 17) olarak düzenlenmiştir. Bazı güç kaynaklarında ise 4+4 pin (Resim – 18) şeklinde düzenlenerek hem 4pin hem 8pin güç girişine sahip anakartlar ile uyumlu olması sağlanmıştır.

Resim – 16 : 4pin CPU güç konnektörü (ATX12V)

Resim – 17 : 8pin CPU güç konnektörü (EPS)

Resim – 18 : 4+4pin CPU güç konnektörü

Resim – 19 : Anakart üzerindeki 4pin CPU güç girişi

Resim – 20 : 4pin CPU güç girişi ile 4pin CPU güç konnektörü bağlantısı

Resim – 21 : 4pin CPU güç girişi ile 4+4pin CPU güç konnektörü bağlantısı

PCI EXPRESS GÜÇ KONNEKTÖRÜ

Yeni nesil üst seviye ekran kartlarında PCI Express portundan aldıkları güç yetersiz olacağı için ekstra güç girişi bulunmaktadır. (giriş düzeyi ekran kartlarında bu güç girişi bulunmayabilir.) Birçok ekran kartında bu güç girişi 6pin iken üst düzey ekran kartlarında 8pin olabilmekte hatta bazılarında birden fazla güç girişi bulunabilmektedir. Hem 6pin, hemde 8pin uyumlu olabilmesi için üreticiler PCI express güç konnektörlerinden bazılarını 6+2pin şeklinde üretmektedir.

Resim – 22 : 6pin PCI express güç konnektörü

Resim – 23 : 6+2pin PCI express güç konnektörü

Resim – 24 : 6pin PCI express güç girişi

Resim – 25 : PCI express güç konnektörü bağlantısı

SATA GÜÇ KONNEKTÖRÜ

Yeni nesil serial ATA (SATA) arabirimine sahip harddisk ve DVDrom sürücülere güç sağlar.

Resim – 26 : Sata güç konnektörü

Resim – 27 : Sata hdd güç girişi

Resim – 28 : Sata hdd güç bağlantısı

Resim – 29 : Sata DVDrom güç girişi

Resim – 30 : Sata DVDrom güç bağlantısı

4PİN MOLEX GÜÇ KONNEKTÖRÜ

Eski tip harddisk ve cdrom sürücülere, kasa ışıklandırması, fan kontrolcü ve fan gibi donanımlara güç sağlar.

Resim – 31 : 4pin molex güç konnektörü

Resim – 32 : IDE hdd güç girişi

Resim – 33 : IDE hdd güç bağlantısı

FLOPY DİSKET SÜRÜCÜ GÜÇ KONNEKTÖRÜ

Günümüzde kullanımına pek rastlanmayan 3.5" disket sürücüler için gerekli gücü sağlar.