Què és una font d'alimentació? ¿I com funciona?

Què és una font d'alimentació? Senzillament és la peça de maquinari que s'utilitza per convertir l'energia subministrada des de la presa de corrent en energia utilitzable per les moltes parts dins de la carcassa de l'ordinador.

Vols saber més sobre què és i com funciona una font d'alimentació? No et perdis el nostre article!

Índex de continguts

Què és una font d'alimentació?

Una font d'alimentació converteix el corrent altern (AC) en una forma contínua d'energia que els components de l'ordinador necessiten per funcionar, anomenada corrent continu (DC). A diferència d'alguns components de maquinari l'ús no és obligatori, com podria ser un disc SSD, la font d'alimentació és una peça crucial perquè, sense ella, la resta de l'maquinari intern no pot funcionar.

La font d'alimentació és sovint abreujada com PSU i també es coneix com a font de poder. Les plaques base, caixes i fonts d'alimentació vénen en diferents mides anomenats "factors de forma". Aquests tres elements han de ser compatibles perquè funcionin correctament junts.

Una font d'alimentació a la caixa

La font d'alimentació està muntada a la part posterior de la caixa o xassís. Si segueixes el cable d'alimentació de l'ordinador, aquest que està connectat a la paret, veuràs que es connecta a la part posterior de la font d'alimentació.

La part posterior és l'única part de la font d'alimentació que la majoria de la gent veu. També hi ha una obertura de l'ventilador a la part posterior de la mateixa que envia l'aire a la part posterior de la carcassa de l'ordinador.

El costat de la font d'alimentació que mira cap a l'exterior de la caixa té un port mascle de tres puntes en el qual es connecta un cable d'alimentació i l'altra punta va connectada directament a la presa de corrent.

També inclou sovint un interruptor d'encesa, i un interruptor de tensió de color vermell en fonts de molt, molt baix nivell.

A l'interior de el PC, des de la font s'estén una nombrosa quantitat de cables. Els connectors situats en els extrems oposats dels cables es connecten a diversos components dins de l'ordinador per a subministrar-energia.

Alguns connectors estan dissenyats específicament per a connectar-los a la placa base, mentre que altres tenen connectors que s'adapten a discs durs, unitats òptiques, targetes gràfiques…

Les fonts d'alimentació estan classificades per watts per mostrar quanta potència poden proporcionar l'ordinador. Ja que cada part de l'ordinador requereix una certa quantitat d'energia per funcionar, és important tenir una font d'alimentació (PSU) que pugui proporcionar la quantitat correcta.

Com funciona una font d'alimentació

Si hi ha algun component que sigui absolutament vital per al funcionament d'un ordinador, és la font d'alimentació. Sense aquesta, un ordinador és només una caixa inert plena de plàstic i metall.

Les fonts d'alimentació utilitzen la tecnologia de commutació per convertir l'entrada de corrent altern a voltatges de corrent continu més baixos. Els voltatges més usats són:

• 3, 3 voltios5 voltios12 volts

Avui dia, aproximadament el 90% o 95% de la càrrega se situa en el rail de 12V. Per això, els altres rails es queden en una posició cada vegada més secundària.

La potència d'una font d'alimentació apareix sempre en watts. Un watt és el producte de la tensió en volts i el corrent en ampers o amps.

En l'actualitat, un ordinador s'encén amb un petit botó i s'apaga amb una opció de menú o amb el propi botó. Aquestes opcions es van integrar a la PSU estàndard fa diversos anys.

D'aquesta manera, el sistema operatiu és capaç d'enviar un senyal a la PSU amb l'objectiu de indicar-li que s'apagui. El polsador envia un senyal de 5 volts a la font d'alimentació per a indicar-li quan encendre. La font d'alimentació també té un circuit que subministra energia en standby, anomenat 5VSB (5 volts stand by), fins i tot quan està apagat l'ordinador, de manera que els dispositius que romanguin encesos en standby puguin funcionar i la font es pugui encendre.

Abans de 1980 aproximadament, les fonts d'alimentació tendien a ser pesades i voluminoses. Van utilitzar transformadors grans i pesats i enormes condensadors per convertir el voltatge de la línia a 120 volts i 60 hertz en 5 volts i 12 volts DC.

Les fonts d'alimentació que s'utilitzen en l'actualitat són molt més lleugeres i petites (Hi formats ATX, SFX i altres dimensions). Transformen el corrent de 60 Hz (Hz, o cicles per segon) a una freqüència molt més alta, el que es tradueix en més cicles per segon. Aquesta conversió permet a un transformador petit i lleuger a la font d'alimentació fer la reducció de voltatge real de 115 volts (o 230 a Europa i la major part de l'món) a la tensió necessària per a aquest component en particular.

El corrent altern d'alta freqüència subministrada per una PSU és a més més fàcil de filtrar i rectificar en comparació amb la tensió de línia original de 60 Hz de CA, el que redueix les variacions de tensió i el soroll per als components electrònics sensibles de l'ordinador.

Una font d'alimentació commutada pren només l'energia que necessita de la línia de CA. Els voltatges i corrents típics d'una font d'alimentació s'indiquen a l'etiqueta.

Estandardització de fonts d'alimentació

Durant anys, hi va haver com a mínim sis estàndards de fonts d'alimentació diferents per PC. Fa unes dècades, la indústria va decidir utilitzar fonts d'alimentació basades en ATX.

ATX és una especificació industrial, és a dir, que la PSU té les característiques físiques per adaptar-se a una caixa ATX estàndard i les característiques elèctriques per treballar amb una placa base ATX.

Els cables d'alimentació de l'ordinador utilitzen connectors normalitzats i dissenyats d'una manera que dificulta la connexió dels connectors incorrectes. A més, els fabricants de ventiladors sovint utilitzen els mateixos connectors que els cables d'alimentació per a les unitats de disc o per perifèrics (Molex), el que permet a un ventilador obtenir fàcilment els 12 volts que necessita.

Problemes de les PSU

La font d'alimentació de l'ordinador és segurament el component amb més possibilitats de tenir falles, ja que entra en calor i després en fred amb cada ús, i rep el primer corrent altern d'entrada quan s'encén el PC.

Un ventilador sense funcionar, continus reinicis aleatoris de el PC, crasheos en càrrega i fins i tot problemes de rendiment en jocs poden ser símptoma d'una font d'alimentació defectuosa, de baixa qualitat o insuficient. Has de tenir en compte que els components de la font es degraden amb els anys, i el que fa 10 anys era una font de 850W avui podria ser-ho de 650W, i el seu rendiment també es pot veure afectat i posar en perill els teus components.

Una font d'alta qualitat hauria de durar 10 anys sense problemes. De tota manera, et recomanem que si vas a renovar el teu equip i la font té prop de 10 anys, la canviïs per una de qualitat.

Per a qualsevol problema que sospites que és culpa de la font d'alimentació, pots o bé tramitar garantia, provar amb una altra unitat… No obstant això, el que mai has de fer és obrir-la per la seva reparació. Molts no estaran d'acord, però amb la complexitat dels seus components interiors, l'anul·lació de la garantia que comporta obrir-la i la possibilitat de patir descàrregues elèctriques fins i tot desconnectada s'haurien de tenir en compte.

És molt difícil que puguis reparar una fallada en una font sense tenir el seu esquema elèctric i / o coneixements avançats d'electrònica.

Millores a la font d'alimentació

Avui en dia, han aparegut nous dissenys interns en les fonts d'alimentació, com la regulació de voltatges per VRM (mòduls de regulació de voltatge), els quals són independents. Són les fonts DC-DC. El seu principal avantatge és que els voltatges no es disparen quan la càrrega és desbalanceada, situació que passa molt habitualment en els PC actuals (recorda la càrrega de 12V que fa a la resta de rails).

Dissenys recents en servidors web inclouen fonts d'alimentació que ofereixen una font de recanvi que pot ser intercanviada mentre l'altra font d'alimentació està en ús.

Alguns ordinadors nous, en particular els dissenyats per al seu ús com a servidors, proporcionen PSU redundants, és a dir, hi ha dos o més PSU a l'ordinador, una de les quals proporciona energia i l'altra actua com a reserva.

La font de reserva pren el control immediatament en cas de fallada per la font primària. A continuació, l'alimentació primària es pot canviar mentre s'utilitza l'altra font d'alimentació.

Fonts d'alimentació externes

Però les fonts d'alimentació ubicades dins d'un PC no són les úniques que existeixen. L'altre tipus de font d'alimentació és l'externa.

Per exemple, algunes consoles de jocs tenen una font d'alimentació connectada a el cable d'alimentació que ha d'estar situat entre la consola i la paret. En altres casos, la font d'alimentació ve integrada en alguns discos durs externs, que es requereixen si el dispositiu no pot extreure suficient energia de l'ordinador a través d'USB.

Les fonts d'alimentació externes són beneficioses perquè permeten que el dispositiu sigui més petit i atractiu. No obstant això, alguns d'aquests tipus de fonts d'alimentació són bastant grans i la seva col·locació podria ser problemàtica.

Pics de corrent

Les fonts d'alimentació són sovint víctimes de sobretensions i pics de corrent, ja que és on el dispositiu rep energia elèctrica. Per tant, sovint es recomana endollar el dispositiu en un SAI o en un protector contra sobretensions amb magnetotèrmic.

potència

La potència nominal de la PSU sol ser la mètrica més òbvia per triar una font d'alimentació. Si tries una font d'alimentació amb molt poca potència, el teu sistema s'apagarà quan consumeixi més energia de la que pot aportar la PSU. Per contra, comprar una tona de watts podria ser un malbaratament de diners. Llavors, què és el més convenient?

La clau és crear un consum d'energia estimat per al teu PC. Cada nou component canviarà la quantitat de watts que el teu sistema necessita per seguir funcionant. En general, estem avançant cap a l'eficiència energètica i les noves CPU i GPU consumeixen cada vegada menys.

Per estimar la demanda de watts pots fer servir la calculadora de Outervision.com, que et permet seleccionar la marca i el model de la CPU i la GPU, l'emmagatzematge i altres components. Si estàs planejant realitzar overclock al sistema, també pots configurar el rellotge de la CPU, voltatge, el rellotge de la GPU i el de la targeta gràfica. De tota manera, sol ser més convenient rebre un assessorament expert que el d'una calculadora.

Quan hagis introduït tots els detalls que vulguis incloure, la calculadora mostra tres nombres: potència de càrrega, potència d'UPS recomanada i potència de PSU suggerida.

Per establir un vataje que puguis trobar fàcilment, fes un parell de coses. Primer, arrodoneix cap amunt la potència a la marca de 50 W més propera (370 W s'arrodoniria cap amunt fins a 400 W). Amb aquest mètode, en general pots trobar una font d'alimentació que lliuri una àmplia potència, fins i tot si actualitzes a una mica més potent en el futur.

Per a alguns sistemes, és possible que no es justifiqui aquesta quantitat addicional de 50 W o més. Les CPU bloquejades (les CPU Intel sense la designació "K" o "X") són molt menys propenses a ser usades en situacions en les que consumeixen més potència de la que requereixen les seves especificacions. A més, aquestes CPU tendeixen a disminuir la seva velocitat màxima de rellotge quan s'escalfen, el que ajuda a estalviar energia també.

Quan es tracta de desbloquejar les CPU i l'overclocking de la GPU, és millor tenir molta potència. Això pot ser útil quan es vol fer un overclock, o quan s'agreguen components a un sistema d'overclocking. El overclocking sovint requereix un millor refredament, i cada ventilador i bomba d'aigua també consumirà watts.

També val la pena notar que el teu sistema no sempre estarà a el màxim de potència. La majoria dels PC només consumeixen 100 watts o menys en repòs, i poques vegades més de 150W mentre realitzes tasques quotidianes com treballar en documents o navegar per la web. Però tu vols que la font d'alimentació manegi els requeriments de potència pic, no les càrregues típiques.

Eficiència i Certificació 80 Plus

L'electrònica mai funciona a l'100 per cent d'eficiència en el món real. L'etiqueta "80 Plus" en una PSU denota que ha estat classificada per a un cert nivell d'eficiència. Abans de referir-nos a la Certificació 80 Plus, parlem d'eficiència.

Quan una font d'alimentació (o un altre dispositiu) és 80 per cent eficient, el 80 per cent de la potència nominal es lliura a el sistema i l'altre 20 per cent es perd en forma de calor. Si una font d'alimentació està extraient 500 W de la paret i és 80 per cent eficient a l'100 per cent de càrrega, només podrà lliurar 400 W a la sortida màxima. Tal PSU serà classificada a 400W, ja que és la potència màxima que serà lliurada a el sistema.

Ja que la potència nominal de la PSU té en compte l'eficiència, no hi ha moltes matemàtiques que fer. Això és, llevat que et importin les factures d'electricitat. Si t'agrada mantenir el teu PC encès tot el temps, o si passes llargues hores jugant, un PSU més eficient pot fer-te estalviar diners.

Si la mateixa font d'alimentació de 400 W és un 90 per cent eficient, extraurà 444 W (en lloc de 500 W) de la paret per lliurar els 400 W al teu PC. Aquesta diferència equival a gairebé la mateixa energia que una bombeta de 60 W. I com més es juga a jocs exigents, més hores de quilowatts comencen a acumular-se.

És important tenir en compte que l'eficiència de la font d'alimentació no és lineal i canvia depenent de la càrrega. L'especificació 80 Plus requereix que una font d'alimentació sigui a l'almenys 80 per cent eficient a 115V (a Estats Units) en totes les càrregues de l'20 per cent o més. Per a les connexions de 230V (UE), una font d'alimentació PSU ha de ser 82 per cent eficient a l'20 i 100 per cent de càrrega, i 85 per cent eficient a el 50 per cent de càrrega.

La qualitat de les peces és una altra gran raó per obtenir una font d'alimentació més eficient. Com més eficient és una PSU, menys calor genera. Això tendeix a significar que els components duren més temps, i no necessita utilitzar tant el ventilador de refrigeració. Tot i així, això no sempre es compleix. Per exemple, pensa en una font 80 Plus Gold amb condensadors de baixa qualitat i un ventilador poc durador, amb dissipadors absurdament petits, i en una 80 Plus Bronze amb un ventilador punter, generosa dissipació de calor i condensadors decents. Sens dubte, la Bronze és millor.

Algunes fonts d'alimentació són prou eficients com per no haver de connectar el ventilador tot el temps. Depenent del teu cas, una font d'alimentació menys eficient té el potencial d'augmentar la temperatura ambient a l'interior de la caixa.

Això és evident, però una font d'alimentació més eficient també és més ecològica. Un PC gaming d'alta potència sota càrrega és un dispositiu important, a l'igual que una rentadora o una nevera. El consum de menys energia redueix la demanda de càrrega de tota la xarxa, el que pot ajudar a mantenir els pics fora de línia, especialment en temps d'alta demanda.

garanties

A l'comprar components per a PC, sovint trobaràs productes que no semblen oferir cap diferència important en les seves fulles d'especificacions respectives. Quan això succeeix, pot ser útil anar amb una marca que prefereixes, o mirar alguna cosa molt menys atractiu que les especificacions tècniques: la garantia.

A dia d'avui, una font amb 2 anys de garantia està endarrerida en el mercat i no hauria de ser considerada. Encara que varien, la majoria de les PSU vénen amb tres o cinc anys de garantia. No obstant això, s'ofereixen set i deu anys de garantia amb alguns productes. Això no és un indicador directe de qualitat, però sí una mena d'assegurança limitat digne de considerar.

Fonts d'alimentació modulars

Després de la potència i l'eficiència, la modularitat és un dels punts de venda més importants per a les fonts. En molts casos, una font d'alimentació PSU modular és ideal. En d'altres, és l'últim que vols. Però què fa que una PSU sigui modular?

En poques paraules, una font d'alimentació modular permet connectar (o desconnectar) els cables segons sigui necessari. Les fonts d'alimentació tradicionals, d'altra banda, tenen els cables permanentment connectats a la font d'alimentació.

Les PSU semimodulares aconsegueixen un equilibri entre les dues: alguns cables (generalment la placa base i els cables de la CPU) estan permanentment connectats, mentre que altres cables (PCIe, SATA i Molex) són desmuntables.

Les PSU modulars tenen un gran avantatge quan es tracta de la gestió de cables. La gestió de cables pot ser una de les tasques més tedioses i costoses en la construcció de PCs. Una font d'alimentació modular permet utilitzar únicament els cables necessaris per muntar un PC, el que pot reduir significativament el desordre de cables a la caixa. Això de vegades pot millorar el flux d'aire a més de l'estètica.

El desavantatge de tenir cables desmuntables és que els propis cables generalment usen connectors propietaris. Fins i tot els cables de diferents línies de productes de la mateixa fabricant poden ser incompatibles. Com a tal, sempre és aconsellable guardar els cables en una caixa o bossa per guardar-los de forma segura per al seu posterior emmagatzematge.

Les PSU modulars també ocupen més espai en la caixa que els models no modulars. A les torres ATX, això no sol ser un problema, però pot causar problemes reals en un sistema mini-ITX. Els connectors a l'extrem dels cables afegeixen aproximadament 1/2-pulgada a 3/4 de polzada de la longitud de la PSU. Les PSU no modulars, d'altra banda, no tenen connectors en l'extrem de la PSU, ja que els cables simplement surten per la part posterior de la unitat.

En els casos en què l'espai lliure a la part posterior de la PSU pugui ser molt estret, considera fer servir una font d'alimentació no modular si la construcció ho permet. Serà més difícil guardar els cables sense usar, però el rebuig serà menys problemàtic. Si l'espai no és un problema, en general es recomanen les fonts modulars o semi-modulars. Netejarà l'estructura i et permetrà reemplaçar els cables quan sigui necessari.

La mida importa

A l'igual que tota la resta que entra en una carcassa de PC, les dimensions físiques d'un PC poden tenir un gran impacte. Mentre que això es manifesta generalment amb les PSU de més potència, fins i tot els models de baix watts poden ser massa grans en algunes versions. Pot ser difícil aconseguir una font PSU EVGA de 1600W per encaixar en una torre d'mitjana potència, però és molt més difícil aconseguir una font PSU ATX en una caixa mini ITX si les coses estan atapeïdes.

Encara que hi ha algunes caixes que suporten el factor de forma SFX més petit, moltes caixes mini-ITX encara estan construïdes per PSU ATX. Aquesta és una benedicció mixta. No hi ha una gran varietat de PSU SFX disponibles per al consumidor, de manera que anar amb ATX dóna més opcions. Fins i tot amb aquesta elecció, has de triar les peces amb cura. Les caixes ITX, per exemple, només són capaços d'acceptar fonts amb una determinada configuració i mida. En tan poc espai, tenir una font d'alimentació modular és molt recomanable, però extremadament cara en format especial: SFX.

Conclusió sobre Què és una font d'alimentació?

És cert que les PSU no són la part més sexy d'un PC. Una bona PSU no ofereix punts estètics per exhibir amb els teus amics, com succeeix amb bona CPU o GPU, però la PSU adequada et d'assegurar que ets capaç d'utilitzar aquestes parts al seu màxim potencial.

Compraries un cotxe esportiu només per utilitzar la gasolina més barata que puguis trobar? Les PSU poden ser com a combustible d'alt octanatge per al teu equip de jocs, ajudant a proporcionar potència neta i assegurant que tot no es converteixi en fum.

Si hi ha un últim consell, és que no escatimis diners en el teu PSU. Sempre es pot comprar més emmagatzematge o RAM, però una PSU mala pot significar un desastre.

Una font d'alimentació sòlida amb suficient potència de recanvi donarà longevitat a sistema i assegurarà actualitzacions sense preocupacions. Si tens dubtes sempre pots consultar la nostra guia sobre les millors fonts d'alimentació de mercat, aquí trobaràs els millors models per rang de preu.

Què t'ha semblat el nostre article sobre que és una font d'alimentació? Trobes a faltar alguna cosa?