Napájacie zdroje

●      definujte rozdelenie napájacích zdrojov, dimenzovanie zdrojov, napájacie napätia
●      nakreslite blok. schému lineárneho zdroja, princíp činnosti a funkcie jednotlivých blokov, použitie
●      nakreslite blok. schému impulzného zdroja, princíp činnosti, funkcie jednotlivých blokov, použitie

Počítačový zdroj je komponentom počítača, ktorý zabezpečuje dodávku energie pre systém transformovaním vstupného napätia na napätia požadované pri požadovanom výkone. Ďalšou nemenej dôležitou funkciou zdroja je zabezpečenie cirkulácie vzduchu potrebného pre chladenie komponentov v počítači.

Zdroj môže byť štandardný (súčasť modulárneho systému počítača) s definovanými rozmermi, montážnymi bodmi, umiestnením chladenia, napätím a konektormi (napr. AT, ATX, mini ATX ...), alebo neštandardný (výrobca ho vyrába len pre konkrétny model počítača).

Najčastejším typom zdroja používaným v súčasnosti je zdroj štandardu ATX.

Rozdelenie

• Zdroje typu AT
• Zdroje typu ATX

Sú dve základné rozdiely medzi AT a ATX zdrojmi. Hlavný rozdiel je v napájacom konektore, jeho tvare a napätiach, ktoré zdroj poskytuje. Druhý hlavný rozdiel je v jeho ovládaní. AT zdroj sa zapína privedením vstupného napätia (sieťovým vypínačom), ATX má niektoré obvody stále „pod prúdom“ a je ovládaný tlačidlom (power-on-switch), je ho možné naštartovať a vypnúť aj softvérovo (programom), alebo na základe udalosti (stlačenie tlačidla na klávesnici, wake-on-lan, wake-on-modem ...).

Napätia na AT zdroji sú:

+ 5 V
- 5 V
+ 12 V
- 12 V

ATX zdroj:

• Napätie 5 V SB a je k dispozícii stále - slúži k zapínaniu zdroja počítača. 
• Dodávaný prúd je buď 0,01 A alebo 0,7-2,0 A. 
• Vstup 230V /50 –60 Hz, na napájanie sa používa konektor. 
• Výstupom pre napájanie počítača je konektor štandardu ATX umiestnený na kábli a napájacie konektory pre disketové mechaniky 5.25“ a 3.5“ a iné periférie tak isto umiestnené na kábloch.

Napájacie napätia

+ 12 V - výkonové časti diskových mechaník, ventilátory, sériové porty prístupné na zberniciach ISA, PCI
+ 5V - riadiace časti disketových mechanik, napájanie zberníc ISA , PCI , zdroj napätia pre zdroj napájania I/O časti procesoru, niektoré časti základných dosiek ( klávesnice a atď.)
+ 3,3 V - napájanie portu AGP, u lacných dosiek napájanie chipsetu, zdroj napätia jadra procesora
+ 5 V SB - pomocný zdroj pre zapínanie zdroja ATX a wake up prebúdzanie počítača

Hlavný parameter PC zdroja je výkon

Zdroje sa typicky vyrábajú o výkone od 200W do 500W. Vyrábajú sa aj zdroje pre extrémne zaťaženie (silné grafické karty, viacero mechaník ...) o výkone 500W – 1000W, extrémne až 2000W. Neplatí však všeobecná rovnica – vyšší výkon je lepší zdroj. Zdroj ideálne pracuje pri svojom nominálnom zaťažení (asi 50 - 75% celkového výkonu), má najnižšiu spotrebu (jalový výkon) a teda najvyššiu účinnosť.

Lineárny napájací zdroj - princíp činnosti

Stabilizácia napätia u základného druhu lineárnych zdrojov sa dosahuje tak, že k obvodu je cez vhodný rezistor paralelne zapojená Zenerova dióda. Nedostatkom zdroja so Zenerovou diódou je pomerne zlá stabilita výstupného napätia, malý prúdový rozsah, a najmä malá účinnosť, keďže sa elektrická energia mení na teplo v sériovom rezistore aj v samotnej Zenerovej dióde.Nevýhodou je niekedy aj to, že výstupné napätie je vždy nižšie ako vstupné. Výhodou je ich nízka cena, malé rozmery, ľahká použiteľnosť, a bezproblémovosť z hľadiska rušenia navonok aj do napájaného obvodu.

Bloková schéma lineárneho napájacieho zdroja

• Transformátor -  zabezpečuje zmenu veľkosti napätia energetickej rozvodnej siete 220V/50Hz na prijateľnú hodnotu potrebnú pre napájanie daného elektronického zariadenia. 
• Usmerňovač - je pripojený k sekundárnemu vinutiu transformátora a je realizovaný v súčasnosti výhradne kremíkovými usmerňovacími diódami. V závislosti od toho, koľkými usmerňovacími cestami prechádza prúd získaný na sekundárnej strane transformátora, poznáme jednocestné, dvojcestné a v silnoprúdovej elektrotechnike aj viaccestné usmerňovače. Usmerňovač mení striedavé napätie na jednosmerné.
• Filter - úlohou filtrov je vyhladiť pulzujúce napätie a minimalizovať prítomnosť prvej harmonickej pulzujúceho napätia a prúdu. V úlohe filtrov môžeme použiť filtračný kondenzátor, alebo dolnopriepustný filter tvorený integračným článkom RC alebo LC.
• Stabilizátor - má zaistiť v medziach technických možností a podľa požiadaviek nemennosť výstupného napätia alebo prúdu pri rôznom odbere prúdu a pri kolísaní usmerneného zvlneného napätia na výstupe bloku filtrov. Najrozšírenejšie stabilizátory napätia a prúdu sú sériové stabilizátory so spojitou reguláciou, no v súčasnosti sa stále viac začínajú používať energeticky výhodnejšie stabilizátory s nespojitou reguláciou.

Impulzívny napájací zdroj - princíp činnosti

Spínané zdroje využívajú spínací prvok (tranzistor), ktorý periodicky zopína a rozpína vstupné napätie do obvodu pozostávajúceho z kombinácie cievky, kondenzátora a diódy. Vhodnou kombináciou týchto prvkov je možné dosiahnuť zníženie napätia aj zvýšenie napätia. Iným druhom spínaných zdrojov je zdroj s transformátorom a následným diódovým usmerňovačom, kde sa využívajú výhodné vlastnosti moderných magnetických materiálov (ferity) pri vysokých frekvenciách. Zmenou frekvencie a striedy spínania je možné v týchto zapojeniach dosiahnuť zmenu výstupného napätia.

Bloková schéma lineárneho napájacieho zdroja