Tweet
Bài sưu tầm
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PSU:
Các thiết bị điện tử gia dụng hay chuyên dùng không thể sử dụng trực tiếp dòng điện xoay chiều (AC) từ lưới điện được mà phải thông qua bộ chuyển đổi nhằm hạ thế và chuyển thành dòng điện một chiều (DC) cung cấp cho các linh kiện điện tử trong thiết bị đó. Các bộ chuyển đổi này được gọi chung là bộ nguồn của thiết bị. Không ngoại lệ, máy vi tính cũng có bộ nguồn riêng của mình, vậy bộ nguồn máy tính có gì khác biệt so với các bộ nguồn thông thường?
Bộ nguồn là một thiết bị phần cứng quan trọng, cung cấp năng lượng hoạt động cho toàn hệ thống. Với hàng loạt công nghệ mới chạy đôi hoặc "2 trong 1" như RAM Dual Channel, đĩa cứng RAID, đồ họa SLI/CrossFire, CPU DualCore... Bộ nguồn càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết bởi nó quyết định sự ổn định của hệ thống, tuổi thọ của các thiết bị phần cứng khác. Gánh nặng này đã vượt quá khả năng "chịu đựng" của những bộ nguồn không tên tuổi trên thị trường, kể cả những bộ nguồn noname được dán nhãn công suất lên đến “600 - 700W”?????.
Nếu không cung cấp đủ công suất điện cho hệ thống, bạn sẽ phải thưởng thức vô số các lỗi… từ trên trời rơi xuống! Nhẹ thì máy chạy ì ạch, các game yêu thích bị đứng hình liên tục,… Nặng một chút thì máy đang chạy, tự nhiên khởi động lại hoặc khởi động không được,... trường hợp xấu nhất là cả hệ thống ”đi toi” kéo theo nhiều thiết bị “yêu quí” khác phải đi “nằm viện”. Dễ thấy nhất và các ví dụ điển hình là các tụ trên các mainboard thường phồng rộp lên, hoặc VGA cạc của bạn bị vỡ hình xuất hiện các ký tự lạ... Nguyên nhân chẩn đoán được lúc này là một phần do thủ phạm bộ nguồn gây ra. Chính vì vậy, việc lựa chọn một bộ nguồn thích hợp với hệ thống là điều bạn cần xem xét và tính toán khi chọn mua máy tính. Đặc biệt đối với những linh kiện cao cấp như phần cứng máy tính những bộ nguồn chất lượng kém ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến độ bền và tuổi thọ linh kiện, đây là những tác hại mà người dùng chỉ nhận biết được sau một thời gian sử dụng nhất định..
Việc lựa chọn bộ nguồn đã không được người tiêu dùng Việt Nam quan tâm đúng trong một thời gian dài ngay cả đối với những người am hiểu về kỹ thuật máy tính. Hoặc người tiêu dùng chỉ lựa chọn sản phẩm qua nhãn mác, cảm tính của mình cũng như hình thức bề ngoài mà chưa thực sự nắm bắt được những thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cung cấp kèm theo sản phẩm (tất nhiên còn tuỳ thuộc độ trung thực vào nhà cung cấp hoặc sản xuất – được đảm bảo chắc chắn từ những sản phầm và nhà sản xuất có tên tuổi..).
Với những lý do trên chúng tôi đã chọn lọc và sưu tầm tổng hợp các thông tin bài viết trên các diễn đàn phần cứng, tạp trí tin học uy tín trong và ngoài nước cũng như tham khảo các thông tin trên Internet các vần đề liên quan đến bộ nguồn của máy tính để người sử dụng tiện cho việc tham khảo tra cứu…
II. BỘ NGUỒN MÁY TÍNH NÓ LÀ GÌ?
Hiện nay có 3 dạng chuyển đổi năng lượng điện thông dụng sau:
Chuyển từ AC sang DC: thường dùng làm nguồn cấp cho các thiết bị điện tử (adaptor, sạc pin…).
Chuyển từ DC sang DC (Convertor): chuyển đổi điện thế DC ra nhiều mức khác nhau.
Chuyển từ DC sang AC ( Invertor): thường dùng trong các bộ lưu điện dự phòng (UPS,…).
Các thành phần một bộ nguồn thông thường hoàn chỉnh sẽ có bao gồm các thành phần:
+ Bộ biến áp: hạ áp của điện lưới xuống một mức thích hợp cho thiết bị. Điện thế ra của biến áp vẩn là dạng điện xoay chiều nhưng có mức điện áp thấp hơn. Nó còn có nhiệm vụ cách ly cho thiết bị với điện thế lưới.
+ Bộ nắn điện (chỉnh lưu): chuyển đổi điện thế xoay chiều thành một chiều (DC). Chỉnh lưu còn gợn sóng, các mạch điện tử trong thiết bị chưa thể sử dụng được điện thế này.
+ Bộ lọc chỉnh lưu: thành phần chính là tụ điện có nhiệm vụ giảm gợn sóng cho dòng điện DC sau khi được chỉnh lưu.
+ Bộ lọc nhiễu điện: để tránh các nhiễu và xung điện trên lưới điện tác động không tốt đến thiết bị, các bộ lọc sẽ giới hạn hoặc triệt tiêu các thành phần này.
+ Mạch ổn áp: ổn định điện áp cung cấp cho thiết bị khi có sự thay đổi bởi dòng tải, nhiệt độ và điện áp đầu vào.
+ Mạch bảo vệ: làm giảm các thiệt hại cho thiết bị khi có các sự cố do nguồn
điện gây ra (quá áp, quá dòng, …).
Một bộ nguồn lý tưởng là bộ nguồn có điện áp ra ổn định, bằng phẳng, không gợn sóng (tương tự như dòng điện được tạo ra từ các bộ pin), không toả nhiệt và có hiệu suất đạt 100%. Bộ nguồn trong máy tính còn được gọi bằng tên khác là PSU ( Power Supply Unit ) là nơi cung cấp năng lượng chính cho hệ thống máy tính. Tất cả các bộ nguồn của máy tính đều hoạt động dựa theo nguyên tắc nguồn chuyển mạch tự động (switching power supply) với cách thức hoạt động như sau: điện xoay chiều từ lưới điện được bộ chỉnh lưu nắn thành dòng điện một chiều chỉnh lưu. Dòng điện này được các bộ lọc gợn sóng (tụ điện có dung lượng lớn) làm cho bằng phẳng lại thành dòng điện một chiều cấp cho cuộn sơ cấp của biến áp xung (transformer).
Dòng điện nạp cho biến áp xung này được điều khiển bởi công tắc bán dẩn (transistor switching). Công tắc bán dẩn này hoạt động dưới sự kiểm soát của khối dò sai / hiệu chỉnh, từ trường biến thiên được tạo ra trên biến áp xung nhờ công tắc bán dẩn hoạt động dựa trên nguyên tắc điều biến độ rộng xung (PWM-Pulse Width Modulation). Xung điều khiển này có tần số rất cao từ 30~150Khz (tức là có từ 30 ngàn ~150 ngàn chu kỳ trong một giây). Tần số này được giữ ổn định và độ rộng của xung sẽ được thay đổi khi có sự hiệu chỉnh từ bộ dò sai / hiệu chỉnh. Từ trường đó cảm ứng lên các cuộn dây thứ cấp tạo ra các dòng điện xoay chiều cảm ứng (dạng xung) sẽ được các bộ chỉnh lưu sơ cấp nắn lại lần nữa. Sau đó, qua các bộ lọc sơ cấp, dòng điện một chiều tại đây đã sẵn sàng cho các thiết bị sử dụng.
Để nhận biết được sai lệch về điện áp hay dòng điện của các đường điện thế ở các ngõ ra, từ đây sẽ có một đường hồi tiếp dò sai (feedback) đưa điện áp sai biệt về bộ dò sai / hiệu chỉnh. Khối này nhận các tín hiệu sai biệt và so sánh chúng với điện áp chuần, sau đó tác động đến công tắc bán dẩn bằng cách gia giảm độ rộng xung để hiệu chỉnh lại điện thế ngõ ra (ổn áp) hay cắt xung hoàn toàn làm bộ nguồn ngưng “chạy” trong các chế độ bảo vệ. Ưu điểm của bộ nguồn switching là gọn nhẹ (do hoạt động ở tần số cao nên có các linh kiện nhỏ gọn hơn), hiệu suất cao và có giá thành thấp.
III. CÁC ĐƯỜNG ĐIỆN THẾ CHUẨN TRONG BỘ NGUỒN:
-12V: cung cấp chủ yếu cho cổng song song (serial port-COM) và các chip khuếch đại âm thanh cần đến nguồn đối xứng +/-12V. Đường này có dòng thấp dưới 1A (Ampe).
-5V: hiện nay các thiết bị mới không còn dùng đường điện này nữa. Lúc trước, nó được dùng cung cấp điện cho card mở rộng dùng khe cắm ISA. Đường này cũng có dòng thấp dưới 1A.
0V: còn được gọi là đường dùng chung (common) hay đường đất (ground). Đường này có hiệu điện thế bằng 0V. Đó là mức nền cho các đường điện khác thực hiện trọn vẹn việc cung cấp dòng điện cho thiết bị.
+3.3V: là đường cung cấp chính cho các chip, bộ nhớ (memory), một số thành phần trên bo mạch chủ, card đồ họa và các card sử dụng khe cắm PCI.
+5V: đường điện được dùng phổ biến nhất trong máy tính cung cấp điện chủ yếu cho bo mạch chủ, các CPU đời cũ, các chip (trực tiếp hay gián tiếp) và các thiết bị ngoại vi khác. Hiện nay các CPU đã chuyển sang dùng đường điện thế 12V.
+12V: chủ yếu sử dụng cho các động cơ (motor) trong các thiết bị lưu trữ, ổ quang , quạt, các hệ thống giải nhiệt và hầu hết các thiết bị đời mới hiện nay đều sử dụng đường điện 12V CPU PIV, Althlon 64, dual core AMD, Pentium D, VGA ATI, NVIDIA SLI, ATI Crossfire..
+5VSB (5V Standby): là nguồn điện được bộ nguồn cấp trước, dùng phục vụ cho việc khởi động máy tính, nguồn điện này có lập tức khi ta nối bộ nguồn vào nguồn điện nhà (AC). Đường điện này thường có dòng cung cấp nhỏ dưới 3A.
IV. CÔNG SUẤT GIỮA CÁC ĐƯỜNG 3.3V, 5V, 12V LIÊN QUAN GÌ NHAU?
Các bộ nguồn chuẩn AT thường có công suất các đường 3.3V và 12V thấp. Hiện nay với các bộ nguồn sử dụng chuẩn ATX, các đường này có công suất khá cao và tương đương nhau. Hệ số công suất của ba đường chính này được mô tả trong hướng dẫn thiết kế chuẩn ATX12V phiên bản 2.2. Hiện nay, bộ nguồn có công suất cao là nhờ chủ yếu dựa vào đường 12V có dòng ra cao hơn các bộ nguồn cũ nhằm đáp ứng nhu cầu “ngốn”điện của các CPU mới. Tuy nhiên công suất trên các đường điện 3.3V, 5V và 12V có sự liên quan với nhau.
Ví dụ với một bộ nguồn có tổng công suất danh định là 430W, thoạt nhìn ta sẽ thấy có sự bất hợp lý vì khi công suất tính dựa vào bảng mô tả của nhà sản suất thì tổng công suất phải là 666.9W. Nếu chú ý một chút, ta sẽ thấy công suất tối đa của đường 3.3V và 5V bằng 230W, 12V bằng 336W. Sự thật ở đây là khi hai đường công suất 3.3V và 5V đạt 230W thì đường 12V chỉ đạt được công suất 172W hoặc ngược lại nếu đường 12V đạt công suất 336W thì hai đường còn lại chỉ còn 66W ! . Quy luật bù trù công suất trên là do phụ thuộc vào khả năng cung cấp công suất tối đa của biến áp xung và do ba đường điện chính này có sự liên hệ mật thiết với nhau. Nên hiện nay, đối với các giá trị công suất được in trên các nhãn của bộ nguồn thường có hai dạng là công suất tối đa (maximum) hay công suất đỉnh (peak) là công suất tối đa mà bộ nguồn có thể đáp ứng được trong một khoảng thời gian nhất định và công suất hiệu dụng total power) hay công suất liên tục (continuous) là công suất mà bộ nguồn có thể hoạt động liên tục an toàn.
Lời khuyên: bạn chỉ nên tin khoảng 90% những gì ghi trên bộ nguồn và các thông số trên chỉ áp dụng cho các bộ nguồn có chất lượng tốt.
V. VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG SUẤT BỘ NGUỒN
Hiện nay, một cấu hình trung bình cần phải có một bộ nguồn có công suất hiệu dụng tối thiểu là 300W. Xin được nói rõ ở đây, công suất hiệu dụng là công suất mà bộ nguồn có thể cung cấp liên tục và ổn định cho hệ thống. Còn công suất ghi trên vỏ được gọi là công suất danh định. Thường thì công suất này chỉ mang tính chất quảng cáo (các thông số này nếu đạt được như quảng cáo của nhà sản xuất thông thường được thử nghiệm trong các điều kiện phi thực tế..???...).
Bạn nên biết hệ thống của bạn có công suất tiêu thụ là bao nhiêu cho các linh kiện phần cứng trong máy tính của bạn:
Tham khảo tại website:
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
http://www.jscustompcs.com/power_supply
Ở các trang web này, bạn chọn các thiết bị của mình hiện có (hoặc sẽ có) và website sẽ tự động tính ra tổng công suất cho bạn. Dựa vào kết quả này, bạn có thể yên tâm chọn một bộ nguồn công suất hiệu dụng thích hợp rồi cộng thêm một hệ số an toàn dưới đây:
+Với các bộ nguồn noname TQ giá siêu rẻ: cộng thêm 30% đến 50% tổng công suất.
+Với các bộ nguồn đã có tên tuổi và đắt tiền hơn nhưng bạn không chắc chắn tin tưởng vào công suất đỉnh của bộ nguồn: cộng thêm 15% đến 25% tổng công suất..
+Các bộ nguồn làm việc 24/7 với thời gian sử dụng quá 1 năm: bạn cũng nên cộng thêm ít nhất từ 15% đến 30% tổng công suất..
Lưu ý: khi lắp các bộ nguồn không đáp ứng được các yêu cầu công suất trên, hệ thống của bạn vẫn có thể hoạt động được nhưng hệ số an toàn và ổn định đạt được là rất thấp. Đối với các hệ thống sử dụng các ứng dụng bình thường (ứng dụng văn phòng,duyệt web…ít khi chạy toàn tải hiệu năng của máy) bạn vẫn có thể duy trì sử dụng các bộ nguồn này với lý do tiết kiệm. Nhưng khi hệ thống của bạn luôn phải làm việc với áp lực lớn và liên tục (các ứng dụng trò chơi, đồ hoạ, multimeadia.. yêu cầu chạy toàn tải vắt kiệt hiệu năng của cả hệ thống) thì vấn đề công suất nguồn không đáp ứng nổi hệ thống trở thành vấn đề hết sức quan trọng đối với hệ thống của bạn. Hiện tượng “lâm sàng” dễ dàng nhận biết của bộ nguồn chạy quá công suất: có mùi lạ, vỏ của bộ nguồn nóng bất thường và tất nhiên là các hiện tượng hệ thống làm việc không ổn định (nhanh chậm thất thường, treo, khởi động lại, báo lỗi màn hình xanh..)..
Các bộ nguồn noname bán kèm theo thùng máy (case) hiện nay thường có chất lượng thấp. Với các bộ nguồn hàng hiệu có chất lượng tốt như Thermaltake, Enermax, Antec, CoolerMaster, AcBel, SilverStone… công suất hiệu dụng thường bằng hoặc lớn hơn công suất định danh.
VI. ĐIỆN THẾ
Trong máy tính, các thiết bị thường không sử dụng trực tiếp điện áp từ bộ nguồn mà phải qua các mạch ổn áp của riêng thiết bị đó. Cho nên, một bộ nguồn cấp đủ điện thế và điện thế ấy ổn định sẽ mang lại tuổi thọ cao cho các thiết bị. Một bộ nguồn tốt thường có các đường điện chính (5Vsb, 3.3V, 5V và 12V) có mức điện thế nằm trong khoảng +/- 5% điện thế chuẩn và rất ít dao động. Để xem được điện thế này, ngoài các thiết bị đo chuyên dùng như đồng hồ đo điện (VOM- Volt Ohm Milliemmeter hay DMM - DigitalMultimeter), bạn có thể xem qua phần mềm tiện ích hiển thị thông số hệ thống kèm theo mainboard hoặc các phần mềm miễn phí như Speedfan hay Sisoft Sandra. Do phần mềm đọc số đo qua sensor của bios, nên giá trị đọc thường thấp hơn giá trị thực từ 0.1V ~ 0.6V.
VII. CÁC CHẾ ĐỘ BẢO VỆ
Bộ nguồn là một thiết bị công suất hoạt động liên tục trong môi trường khắc nghiệt, với dòng chịu tải cao nên hai chế độ bảo vệ căn bản nhất cần phải có là bảo vệ quá áp và bảo vệ chạm tải. Chúng giúp bộ nguồn bảo vệ thiết bị và tự bảo vệ mình khỏi các sự cố xảy ra khi vận hành.
Bảo vệ quá áp: vì một lý do nào đó mà mạch nắn điện và ổn áp của bộ nguồn có sự cố, làm cho điện thế ở các đường cấp điện tăng cao. Bộ nguồn sẽ tự ngưng hoạt động để không gây thiệt hại cho các thíết bị khác. Ngưỡng điện thế cắt của bộ nguồn còn tuỳ thuộc vào nhà sản suất. Mỗi bộ nguồn khác nhau sẽ có mức cắt khác nhau.
Bảo vệ chạm tải: chế độ này khá quan trọng vì nó sẽ bảo vệ cho bộ nguồn khi các đường điện bị chạm (đoản mạch). Bộ nguồn sẽ ngưng hoạt động để tự bảo vệ và hoạt động trở lại khi đã hết đoản mạch. Nếu có đủ can đảm, bạn có thể thử tính năng này bằng cách dùng dây chung (dây có màu đen) lần lượt chạm nhanh vào các đường điện của bộ nguồn. Nếu bộ nguồn có chế độ bảo vệ này thì nó sẽ ngưng chạy ngay lập tức. Đối với một bộ nguồn có chất lượng tốt, chế độ bảo vệ chạm tải có trên tất cả các đường điện chính. Còn với các bộ nguồn rẻ tiền, chế độ bảo vệ này thường chỉ có trên một hoặc hai đường điện chính (thậm chí không có).
Các chế độ bảo vệ khác: các bộ nguồn cao cấp còn có thêm một số chế độ bảo vệ khác như: quá dòng, quá tải, quá nhiệt cho bộ nguồn, quá nhiệt cho hệ thống… Các chế độ bảo vệ này làm tăng độ an toàn, giá trị cho bộ nguồn và cho cả hệ thống.
VIII. VẤN ĐỀ HIỆU SUẤT CỦA CÁC BỘ NGUỒN
Hiệu suất của một bộ nguồn được thể hiện qua tỉ lệ năng lượng tiêu thụ đầu vào (AC in) và năng lượng tạo ra (DC out) cho hệ thống. Giá trị thường dùng để tính là Watts. Bất cứ một vật gì sinh ra công đều không thể đạt được hiệu suất tối đa 100% do một phần công năng bị tiêu tốn dưới dạng nhiệt. Bộ nguồn cũng vậy, chưa có và cũng sẽ không có bộ nguồn nào đạt được hiệu suất lý tưởng 100%. Nhưng chúng ta cố gắng không sử dụng các bộ nguồn có hiệu suất quá thấp vì lý do kinh tế là chính. Nếu bộ nguồn tiêu thụ một lượng điện là 400W (AC in) để cho ra một công suất 320W (DC out) thì ta có thể nói bộ nguồn này có hiệu suất bằng 80% và 20% (80 W) còn lại bị mất đi dưới dạng nhiệt. Có một điều bạn cần lưu ý là 80W này thực sự không mất đi hoàn toàn, mà nó sẽ “thể hiện” trong…hoá đơn tiền điện hằng tháng của bạn. Không những vậy, nó còn khiến môi trường làm việc cùa bạn nóng hơn. Và bạn lại phải tốn thêm một khoảng năng lượng để làm mát cho chính mình. Như vậy, sở hữu một bộ nguồn có hiệu suất cao đồng nghĩa với việc tiết kiệm năng lượng điện. Bộ nguồn sẽ hoạt động êm hơn do có nhiệt độ thấp hơn và vấn đề nhiệt độ hệ thống không còn là nỗi lo hằng ngày của bạn.
IX. CÁC ĐẦU CẮM PHỔ BIẾN CỦA BỘ NGUỒN
Số lượng đầu cắm quyết định khả năng gắn thêm thiết bị (ổ cứng, các loại ổ quang,…) cho hệ thống của bạn. Ngoài các đầu cấp nguồn chính (ATX 20 chân hoặc 24 chân), 12V (4 chân) thì các đầu cấp nguồn cho thiết bị ngoại vi càng nhiều càng tốt. Một số bộ nguồn cao cấp còn được trang bị thêm các đầu cắm 12V (6 chân) cho card đồ hoạ PCI Express, các đầu cắp nguồn dành riêng cho các ổ cứng chuẩn SATA,…
X. HỆ THỐNG THOÁT NHIỆT CHO NGUỒN
Để giải quyết vấn đề nhiệt độ cho các linh kiện công suất trong bộ nguồn, tất cả các bộ nguồn hiện nay đều dùng phương pháp tản nhiệt bằng không khí là chính (dùng quạt để làm mát). Quạt thông dụng nhất có kích thước 80mm hoặc 120mm, tốc độ quay từ 2.200 ~ 3.500 vòng/phút. Quạt có tốc độ quay càng cao thì việc tản nhiệt càng hiệu quả nhưng độ ồn cũng tăng theo. Khi công suất bộ nguồn tăng do nhu cầu của hệ thống, vấn đề giảm nhiệt độ cho linh kiện trong bộ nguồn càng được các nhà sản xuất quan tâm hơn. Họ đưa ra nhiều cải tiến như tăng tốc độ quạt, thêm tính năng “quạt thông minh – smart fan”, sử dụng hai quạt (một hút, một đẩy), sử dụng quạt lớn (120 đến 150 mm), làm các khối kim loại tản nhiệt “hầm hố“ hơn hoặc kết hợp các cách trên lại với nhau.
XI. CÁC CHUẨN ATX 1.3 VÀ 2.X:
Hiện tại 2 chuẩn ATX phổ biến là chuẩn 1.3 và chuẩn 2.x (bên cạnh các chuẩn dành cho server của INTEL và AMD - xin phép không lạm bàn ở đây).
ATXV1.3: chỉ có 1 đường (rail) 12V và có thể có hoặc kô có đầu cấp nguồn SATA, thường thì các PSU chuẩn ATX V1.3 có hiệu suất thấp – chỉ đạt ~ 60 % - Và có đường điện chính là đường 5V (công suất 5V rất cao) (thích hợp cho những main cấp 5V cho CPU thế hệ cũ).
ATX 2.x: có đường điện chính là đường 12V (max là 18A cho mỗi rail đối với PSU có 2 rail 12V , nếu vượt quá giới hạn trên thì độ nhiễu sẽ tăng nhưng hiện đã có một số nguồn mới vượt qua được 18A..????..) trang bị đầu cấp nguồn SATA (bắt buộc), cấp nguồn PCie (VGA), 12V+ (cho main board) bên cạnh những đầu cấp nguồn HDD, Floopy thông thường, hiệu suất của PSU ATXV2.x thường đạt >70% một số PSU cao cấp có thể lên tới 80%. Theo xu hướng thời đại , chuẩn ATX 2.x đã và đang dần thay thế chuẩn ATX 1.3.
XII. CÂU HỎI LIÊN QUAN, TÍNH NĂNG, THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PSU?
Trong phần tiếp theo này chúng tôi tập trung vào giải đáp các câu hỏi thắc mắc mà những người tiêu dùng thường quan tâm đến khi lựa chọn các bộ nguồn. Ngoài ra chúng tôi cũng giải đáp một số thuật ngữ và các tính năng kỹ thuật thường thấy xuất hiện trên các sản phẩm nguồn máy tính thường thấy trên thị trường Việt Nam:
1. Tại sao tôi cần hơn 1 đường 12V cho các PSU đời mới?
Không những có 2 mà trong cản sản phẩm cao cấp gần đây các nhà sản xuất đã có nhiều sản phẩm có đến 3 thậm chí 4 đường 12V, bởi một điều đơn giản hầu hết các thiết bị đời mới hiện nay đều sử dụng đường điện 12V (CPU Intel P4, Althlon 64, DualCore AMD, Pentium D, VGA ATI, NVIDIA, các công nghệ SLI, ATI Crossfire, và sắp tới hàng loạt thế hệ CPU mới của Intel cùng AMD sẽ ra đời đều sử dụng đường điện 12V) vì vậy để đảm bảo vấn đề an toàn điện và độ nhiễu dựa theo chuẩn UL\EN – UL\EN (cost lists a maximum of 240VA per circuit) nên cấp thêm 1 rail 12V cho PSU là giải pháp cần thiết. Bên cạnh đó máy tính ngày nay còn phải gồng gánh những thiết bị điện áp tăng giảm đột ngột như đèn, FAN siêu cấp, Pump, Peltier .... làm ảnh hưởng đến các thiết bị truyền thống như main, cpu, vga vốn hoạt động khá ổn định và cần độ ổn định điện áp tốt. Hiện nay PSU ATXV2.x có 2 rails 12V là phổ biến nhất (và theo thiết kế cũng là phù hợp nhất so với 3 hay 4 rails) với mục đích phục vụ (trên lý thuyết) như sau:
12V1 : Main board ATX 24 pin , HDD, SATA , Floppy...
12V2 : Tập trung tải các thiết bị khủng bố như VGA PCI-E và 12V+ cho main board đời mới.
Thực tế thì khi thiết kế các nhà sản xuất có nhiều lý do để thay đổi chức năng của 2 rail trên, vì thực chất 2 rail này thường thông nhau để cân bắng tải (điều này khiến 2 rail có điện thế cân bằng mặc dù tải ở 2 rail là chênh lệch đáng kể)
2. Passive P.F.C / Active P.F.C là gì?
Một vấn đề cũng rất được nhiều người tiêu dùng quan tâm hiện nay là PFC (Power Factor Corrected). Có 2 loại PFC là Active PFC và Passive PFC. Hiểu nôm na PFC là 1 hệ thống bao gồm nhiều FET, IC, Diot v.v... (tùy theo thiết kế cụ thể của mỗi PSU) chức năng như 1 cuộn thứ cấp tạo dòng điện đồng pha và không đổi khi vào cuộn chính của PSU (tăng chất lượng và độ ổn định của dòng điện) và không gây nhiễu ngược về dòng điện AC đầu vào (dòng điện xoay chiều) gây ảnh huởng đến các thiết bị sử dụng điện AC trong hệ thống điện chung (nhất là khi PSU có công suất lớn). Một lợi thế nho nhỏ của Active PFC nữa là khi đó PSU sẽ không cần công tắc chuyển 110/220V nữa càng thuận lợi cho người tiêu dùng cuối. Tin mừng cho những ai thích xài UPS(bộ lưu điện): thì thời gian lưu điện sẽ lâu hơn khi PSU của bạn có Active PFC. Tuy nhiên bỏ tiền để sắm 1 PSU autovolt input, lưu điện lâu hơn và an toàn hơn liệu có đủ thuyết phục bạn chọn mua 1 PSU có Active PFC?
Chúng ta tạm thời thông qua công thức sau:
PF=truepower/totalpower
PF: 1 tỷ số không có đơn vị thể hiện chất lượng của bộ nguồn
truepower: công suất thật (W)
totalpower: công suất trên lý thuyết (W)
Hãy làm 1 so sánh nhỏ:
PSU không có PFC tỷ số PF rất thấp ~ 0.6 (true power thấp)
PSU trang bị PASSIVE PFC PF là ~ 0.75 - 0.85
PSU trang bị ACTIVE PFC có PF tuyệt vời 0.90 ~ 0.99 (true power cao nhất)
Xin đừng nhầm lẫn giữa Hiệu suất và tỷ số PF nêu trên, bởi vì 1 PSU có Active PFC (true power rất lớn) nhưng hiệu suất vẫn <80% (lý do là bản thân bộ phận ACTIVE PFC cần cấp nguồn đầu vào để tự vận hành => điện đầu vào của PSU cao hơn dẫn đến hiệu suất không cao) . Hay nói cách khác 1 PSU ACTIVE PFC cho bạn 1 true power "hùng mạnh" và cũng sử dụng thêm điện để vận hành.
Tóm lại nếu PSU của mình có active PFC thì bạn có thể tin tưởng rằng PSU của bạn cho ra dòng điện rất tốt, công suất lớn, ổn định. Đây có thể là lý do chính để bạn quyết định đầu tư cho 1 PSU có PFC.
3. PSU đối với nghệ thuật Overclocking - OC?
Có thể nói Overclocking là một môn nghệ thuật, Overclocker là những nghệ sĩ và các kết quả, các kỉ lục về Overclock là những tác phẩm nghệ thuật. Bạn đừng xem thường bộ nguồn máy tính. Khi bạn bắt một thành phần nào đó trong máy tính chạy với tốc độ cao hơn tốc độ mặc định, vd như CPU. Nếu bạn cứ tiếp tục tăng fsb để nâng tốc độ thì tới một giới hạn nào đó nó sẽ hoạt động thiểu ổn định, làm máy thường xuyên bị khởi động lại hoặc treo máy. Hãy tăng thêm điện cho nó, tức là cho nó “ăn” nhiều điện hơn so với điện thế mặc định. Thật vậy, việc tăng điện áp cho CPU khi Overclock sẽ giúp dữ liệu truyền đi tới các thành phần khác không bị gián đoạn và việc thiếu điện chính là nguyên nhân gây ra sự mất ổn định của hệ thống. Tương tự với các thành phần khác cũng vậy. Hầu hết, trong việc ép xung các thiết bị đều tuân theo một nguyên tắc là: tốc độ tỉ lệ thuận với điện thế, tức là tốc độ càng cao càng cần nhiều điện hơn để có thể chạy ổn định.
Muốn OC đạt kết quả tốt thì bạn phải chú ý tới bộ nguồn. Khi tăng điện cho các thành phần thì bộ nguồn phải luôn đảm bảo không bị sụt điện bất ngờ. Đã có trường hợp đường điện 12V và 5V bị sụt thê thảm khi kéo vcore ( Core Voltage - điện áp CPU ) và vdimm ( điện áp RAM ) lên quá cao trong khi dùng bộ nguồn noname chất lượng kém. Hậu quả dĩ nhiên là hư hỏng thiết bị. Một bộ nguồn tốt của các hãng có tên tuổi như OCZ ModStream, Zippy, Antec, AcBel Real Power, Thermaltake PurePower, CoolerMaster RealPower Series.. sẽ là nền tảng tốt cho hệ thống của bạn trước khi bước vào quá trình Overclock.
4. Tiếng ồn và nhiệt độ của PSU – bạn có thấy khó chịu?
Bạn có nghĩ những hệ thống máy tính hiện nay tạo ra quá nhiều tiếng ồn không? Dù chúng ta đã bỏ không ít tiền để trang bị những bộ loa chất lượng cao nhằm thưởng thức âm nhạc hay hơn, nhưng âm thanh từ loa cộng với tiếng ồn phát ra từ máy tính làm cho gian phòng trở nên ầm ĩ và hỗn loạn. Bộ phận phát ra nhiều tiếng ồn nhất trong hệ thống là quạt làm mát và hầu hết mọi máy tính đều được trang bị cùng lúc nhiều thiết bị này. Dĩ nhiên, những chiếc quạt này có chức năng làm mát cho thành phần bên trong thùng máy và đó là một nhiệm vụ hết sức quan trọng. Tuy nhiên với sự lựa chọn đầu tư phù hợp, bạn có thể vừa bảo vệ máy tính để nhiệt độ không quá nóng vừa vận hành êm ái hơn.
Với những bộ nguồn ít tên tuổi trên thì trường vấn đề này khó có thể làm hài lòng được bạn. Hệ thống tản nhiệt cho các loại nguồn này hầu như có để tượng trưng bằng cách sử dụng các loại quạt chất lượng kém và ít khi quan tâm đến thiết kế AirFlow tối ưu. Sau thời gian ngắn sử dụng hầu hết đều có vấn đề về độ ồn và nhiệt độ. Với những sản phẩm tên tuổi thì khác hẳn ngoài chức năng tự làm mát cho các linh kiện của mình những bộ nguồn này còn có nhiệm vụ giải phóng một phần đáng kể khí nóng trong thùng máy. Hầu hết đều được trang bị các loại quạt chất lượng cao tốc độ tự điều chỉnh thông minh theo nhiệt độ và độ ồn đều được kiểm soát một cách hoàn hảo. Độ ồn của các sản phẩm này thường dao động trong khoang từ 16dBA đến trên 20dBA.. Bảng dưới đây sẽ mang lại cho bạn sự so sánh thú vị về độ ồn:
Mức âm thanh | Nguồn phát âm và khoảng cách tương đương
180 dBA: Động cơ tên lửa khoảng cách 30m
150 dBA: Động cơ phản lực ở khoảng cách 30m
130 dBA: Ngưỡng đau tai khi bạn nghe âm thanh mức độ này
120 dBA: Máy bay cất cánh ở khoảng cách 100m, trong buổi biểu diễn Rock
110 dBA: Động cơ moto GP tăng tốc ở khoảng cách 5m
100 dBA: Động cơ thiết giáp ở khoảng cách 1m, hoặc giữa sàn nhẩy disco..
90 dBA: Động cơ của xe tải hạng nặng ở khoảng cách 1m
80 dBA: Âm thanh của máy bơm hay máy hút bụi ở khoảng cách 1m
70 dBA: Như âm thanh khi vụ tắc đường ở khoảng cách 5m
60 dBA: Giữa văn phòng làm việc hoặc tiệm ăn
50 dBA: Quán ăn thưa khách
40 dBA: Sự yên lặng khu dân cư vào ban đêm
30 dBA: Như sự im lặng trong nhà hát khi không có người nói
20 bBA: Tiếng xào xạc của lá cây lá
10 dBA: Hơi thở bình thường của một người ở khoảng cách 3m
0 dBA: Mức không thể nghe thấy gì
POWER SUPPLY UNIT – PSU
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA PSU:
Các thiết bị điện tử gia dụng hay chuyên dùng không thể sử dụng trực tiếp dòng điện xoay chiều (AC) từ lưới điện được mà phải thông qua bộ chuyển đổi nhằm hạ thế và chuyển thành dòng điện một chiều (DC) cung cấp cho các linh kiện điện tử trong thiết bị đó. Các bộ chuyển đổi này được gọi chung là bộ nguồn của thiết bị. Không ngoại lệ, máy vi tính cũng có bộ nguồn riêng của mình, vậy bộ nguồn máy tính có gì khác biệt so với các bộ nguồn thông thường?
Bộ nguồn là một thiết bị phần cứng quan trọng, cung cấp năng lượng hoạt động cho toàn hệ thống. Với hàng loạt công nghệ mới chạy đôi hoặc "2 trong 1" như RAM Dual Channel, đĩa cứng RAID, đồ họa SLI/CrossFire, CPU DualCore... Bộ nguồn càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết bởi nó quyết định sự ổn định của hệ thống, tuổi thọ của các thiết bị phần cứng khác. Gánh nặng này đã vượt quá khả năng "chịu đựng" của những bộ nguồn không tên tuổi trên thị trường, kể cả những bộ nguồn noname được dán nhãn công suất lên đến “600 - 700W”?????.
Nếu không cung cấp đủ công suất điện cho hệ thống, bạn sẽ phải thưởng thức vô số các lỗi… từ trên trời rơi xuống! Nhẹ thì máy chạy ì ạch, các game yêu thích bị đứng hình liên tục,… Nặng một chút thì máy đang chạy, tự nhiên khởi động lại hoặc khởi động không được,... trường hợp xấu nhất là cả hệ thống ”đi toi” kéo theo nhiều thiết bị “yêu quí” khác phải đi “nằm viện”. Dễ thấy nhất và các ví dụ điển hình là các tụ trên các mainboard thường phồng rộp lên, hoặc VGA cạc của bạn bị vỡ hình xuất hiện các ký tự lạ... Nguyên nhân chẩn đoán được lúc này là một phần do thủ phạm bộ nguồn gây ra. Chính vì vậy, việc lựa chọn một bộ nguồn thích hợp với hệ thống là điều bạn cần xem xét và tính toán khi chọn mua máy tính. Đặc biệt đối với những linh kiện cao cấp như phần cứng máy tính những bộ nguồn chất lượng kém ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến độ bền và tuổi thọ linh kiện, đây là những tác hại mà người dùng chỉ nhận biết được sau một thời gian sử dụng nhất định..
Việc lựa chọn bộ nguồn đã không được người tiêu dùng Việt Nam quan tâm đúng trong một thời gian dài ngay cả đối với những người am hiểu về kỹ thuật máy tính. Hoặc người tiêu dùng chỉ lựa chọn sản phẩm qua nhãn mác, cảm tính của mình cũng như hình thức bề ngoài mà chưa thực sự nắm bắt được những thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cung cấp kèm theo sản phẩm (tất nhiên còn tuỳ thuộc độ trung thực vào nhà cung cấp hoặc sản xuất – được đảm bảo chắc chắn từ những sản phầm và nhà sản xuất có tên tuổi..).
Với những lý do trên chúng tôi đã chọn lọc và sưu tầm tổng hợp các thông tin bài viết trên các diễn đàn phần cứng, tạp trí tin học uy tín trong và ngoài nước cũng như tham khảo các thông tin trên Internet các vần đề liên quan đến bộ nguồn của máy tính để người sử dụng tiện cho việc tham khảo tra cứu…
II. BỘ NGUỒN MÁY TÍNH NÓ LÀ GÌ?
Hiện nay có 3 dạng chuyển đổi năng lượng điện thông dụng sau:
Chuyển từ AC sang DC: thường dùng làm nguồn cấp cho các thiết bị điện tử (adaptor, sạc pin…).
Chuyển từ DC sang DC (Convertor): chuyển đổi điện thế DC ra nhiều mức khác nhau.
Chuyển từ DC sang AC ( Invertor): thường dùng trong các bộ lưu điện dự phòng (UPS,…).
Các thành phần một bộ nguồn thông thường hoàn chỉnh sẽ có bao gồm các thành phần:
+ Bộ biến áp: hạ áp của điện lưới xuống một mức thích hợp cho thiết bị. Điện thế ra của biến áp vẩn là dạng điện xoay chiều nhưng có mức điện áp thấp hơn. Nó còn có nhiệm vụ cách ly cho thiết bị với điện thế lưới.
+ Bộ nắn điện (chỉnh lưu): chuyển đổi điện thế xoay chiều thành một chiều (DC). Chỉnh lưu còn gợn sóng, các mạch điện tử trong thiết bị chưa thể sử dụng được điện thế này.
+ Bộ lọc chỉnh lưu: thành phần chính là tụ điện có nhiệm vụ giảm gợn sóng cho dòng điện DC sau khi được chỉnh lưu.
+ Bộ lọc nhiễu điện: để tránh các nhiễu và xung điện trên lưới điện tác động không tốt đến thiết bị, các bộ lọc sẽ giới hạn hoặc triệt tiêu các thành phần này.
+ Mạch ổn áp: ổn định điện áp cung cấp cho thiết bị khi có sự thay đổi bởi dòng tải, nhiệt độ và điện áp đầu vào.
+ Mạch bảo vệ: làm giảm các thiệt hại cho thiết bị khi có các sự cố do nguồn
điện gây ra (quá áp, quá dòng, …).
Một bộ nguồn lý tưởng là bộ nguồn có điện áp ra ổn định, bằng phẳng, không gợn sóng (tương tự như dòng điện được tạo ra từ các bộ pin), không toả nhiệt và có hiệu suất đạt 100%. Bộ nguồn trong máy tính còn được gọi bằng tên khác là PSU ( Power Supply Unit ) là nơi cung cấp năng lượng chính cho hệ thống máy tính. Tất cả các bộ nguồn của máy tính đều hoạt động dựa theo nguyên tắc nguồn chuyển mạch tự động (switching power supply) với cách thức hoạt động như sau: điện xoay chiều từ lưới điện được bộ chỉnh lưu nắn thành dòng điện một chiều chỉnh lưu. Dòng điện này được các bộ lọc gợn sóng (tụ điện có dung lượng lớn) làm cho bằng phẳng lại thành dòng điện một chiều cấp cho cuộn sơ cấp của biến áp xung (transformer).
Dòng điện nạp cho biến áp xung này được điều khiển bởi công tắc bán dẩn (transistor switching). Công tắc bán dẩn này hoạt động dưới sự kiểm soát của khối dò sai / hiệu chỉnh, từ trường biến thiên được tạo ra trên biến áp xung nhờ công tắc bán dẩn hoạt động dựa trên nguyên tắc điều biến độ rộng xung (PWM-Pulse Width Modulation). Xung điều khiển này có tần số rất cao từ 30~150Khz (tức là có từ 30 ngàn ~150 ngàn chu kỳ trong một giây). Tần số này được giữ ổn định và độ rộng của xung sẽ được thay đổi khi có sự hiệu chỉnh từ bộ dò sai / hiệu chỉnh. Từ trường đó cảm ứng lên các cuộn dây thứ cấp tạo ra các dòng điện xoay chiều cảm ứng (dạng xung) sẽ được các bộ chỉnh lưu sơ cấp nắn lại lần nữa. Sau đó, qua các bộ lọc sơ cấp, dòng điện một chiều tại đây đã sẵn sàng cho các thiết bị sử dụng.
Để nhận biết được sai lệch về điện áp hay dòng điện của các đường điện thế ở các ngõ ra, từ đây sẽ có một đường hồi tiếp dò sai (feedback) đưa điện áp sai biệt về bộ dò sai / hiệu chỉnh. Khối này nhận các tín hiệu sai biệt và so sánh chúng với điện áp chuần, sau đó tác động đến công tắc bán dẩn bằng cách gia giảm độ rộng xung để hiệu chỉnh lại điện thế ngõ ra (ổn áp) hay cắt xung hoàn toàn làm bộ nguồn ngưng “chạy” trong các chế độ bảo vệ. Ưu điểm của bộ nguồn switching là gọn nhẹ (do hoạt động ở tần số cao nên có các linh kiện nhỏ gọn hơn), hiệu suất cao và có giá thành thấp.
III. CÁC ĐƯỜNG ĐIỆN THẾ CHUẨN TRONG BỘ NGUỒN:
-12V: cung cấp chủ yếu cho cổng song song (serial port-COM) và các chip khuếch đại âm thanh cần đến nguồn đối xứng +/-12V. Đường này có dòng thấp dưới 1A (Ampe).
-5V: hiện nay các thiết bị mới không còn dùng đường điện này nữa. Lúc trước, nó được dùng cung cấp điện cho card mở rộng dùng khe cắm ISA. Đường này cũng có dòng thấp dưới 1A.
0V: còn được gọi là đường dùng chung (common) hay đường đất (ground). Đường này có hiệu điện thế bằng 0V. Đó là mức nền cho các đường điện khác thực hiện trọn vẹn việc cung cấp dòng điện cho thiết bị.
+3.3V: là đường cung cấp chính cho các chip, bộ nhớ (memory), một số thành phần trên bo mạch chủ, card đồ họa và các card sử dụng khe cắm PCI.
+5V: đường điện được dùng phổ biến nhất trong máy tính cung cấp điện chủ yếu cho bo mạch chủ, các CPU đời cũ, các chip (trực tiếp hay gián tiếp) và các thiết bị ngoại vi khác. Hiện nay các CPU đã chuyển sang dùng đường điện thế 12V.
+12V: chủ yếu sử dụng cho các động cơ (motor) trong các thiết bị lưu trữ, ổ quang , quạt, các hệ thống giải nhiệt và hầu hết các thiết bị đời mới hiện nay đều sử dụng đường điện 12V CPU PIV, Althlon 64, dual core AMD, Pentium D, VGA ATI, NVIDIA SLI, ATI Crossfire..
+5VSB (5V Standby): là nguồn điện được bộ nguồn cấp trước, dùng phục vụ cho việc khởi động máy tính, nguồn điện này có lập tức khi ta nối bộ nguồn vào nguồn điện nhà (AC). Đường điện này thường có dòng cung cấp nhỏ dưới 3A.
IV. CÔNG SUẤT GIỮA CÁC ĐƯỜNG 3.3V, 5V, 12V LIÊN QUAN GÌ NHAU?
Các bộ nguồn chuẩn AT thường có công suất các đường 3.3V và 12V thấp. Hiện nay với các bộ nguồn sử dụng chuẩn ATX, các đường này có công suất khá cao và tương đương nhau. Hệ số công suất của ba đường chính này được mô tả trong hướng dẫn thiết kế chuẩn ATX12V phiên bản 2.2. Hiện nay, bộ nguồn có công suất cao là nhờ chủ yếu dựa vào đường 12V có dòng ra cao hơn các bộ nguồn cũ nhằm đáp ứng nhu cầu “ngốn”điện của các CPU mới. Tuy nhiên công suất trên các đường điện 3.3V, 5V và 12V có sự liên quan với nhau.
Ví dụ với một bộ nguồn có tổng công suất danh định là 430W, thoạt nhìn ta sẽ thấy có sự bất hợp lý vì khi công suất tính dựa vào bảng mô tả của nhà sản suất thì tổng công suất phải là 666.9W. Nếu chú ý một chút, ta sẽ thấy công suất tối đa của đường 3.3V và 5V bằng 230W, 12V bằng 336W. Sự thật ở đây là khi hai đường công suất 3.3V và 5V đạt 230W thì đường 12V chỉ đạt được công suất 172W hoặc ngược lại nếu đường 12V đạt công suất 336W thì hai đường còn lại chỉ còn 66W ! . Quy luật bù trù công suất trên là do phụ thuộc vào khả năng cung cấp công suất tối đa của biến áp xung và do ba đường điện chính này có sự liên hệ mật thiết với nhau. Nên hiện nay, đối với các giá trị công suất được in trên các nhãn của bộ nguồn thường có hai dạng là công suất tối đa (maximum) hay công suất đỉnh (peak) là công suất tối đa mà bộ nguồn có thể đáp ứng được trong một khoảng thời gian nhất định và công suất hiệu dụng total power) hay công suất liên tục (continuous) là công suất mà bộ nguồn có thể hoạt động liên tục an toàn.
Lời khuyên: bạn chỉ nên tin khoảng 90% những gì ghi trên bộ nguồn và các thông số trên chỉ áp dụng cho các bộ nguồn có chất lượng tốt.
V. VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN CÔNG SUẤT BỘ NGUỒN
Hiện nay, một cấu hình trung bình cần phải có một bộ nguồn có công suất hiệu dụng tối thiểu là 300W. Xin được nói rõ ở đây, công suất hiệu dụng là công suất mà bộ nguồn có thể cung cấp liên tục và ổn định cho hệ thống. Còn công suất ghi trên vỏ được gọi là công suất danh định. Thường thì công suất này chỉ mang tính chất quảng cáo (các thông số này nếu đạt được như quảng cáo của nhà sản xuất thông thường được thử nghiệm trong các điều kiện phi thực tế..???...).
Bạn nên biết hệ thống của bạn có công suất tiêu thụ là bao nhiêu cho các linh kiện phần cứng trong máy tính của bạn:
Tham khảo tại website:
http://www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp
http://www.jscustompcs.com/power_supply
Ở các trang web này, bạn chọn các thiết bị của mình hiện có (hoặc sẽ có) và website sẽ tự động tính ra tổng công suất cho bạn. Dựa vào kết quả này, bạn có thể yên tâm chọn một bộ nguồn công suất hiệu dụng thích hợp rồi cộng thêm một hệ số an toàn dưới đây:
+Với các bộ nguồn noname TQ giá siêu rẻ: cộng thêm 30% đến 50% tổng công suất.
+Với các bộ nguồn đã có tên tuổi và đắt tiền hơn nhưng bạn không chắc chắn tin tưởng vào công suất đỉnh của bộ nguồn: cộng thêm 15% đến 25% tổng công suất..
+Các bộ nguồn làm việc 24/7 với thời gian sử dụng quá 1 năm: bạn cũng nên cộng thêm ít nhất từ 15% đến 30% tổng công suất..
Lưu ý: khi lắp các bộ nguồn không đáp ứng được các yêu cầu công suất trên, hệ thống của bạn vẫn có thể hoạt động được nhưng hệ số an toàn và ổn định đạt được là rất thấp. Đối với các hệ thống sử dụng các ứng dụng bình thường (ứng dụng văn phòng,duyệt web…ít khi chạy toàn tải hiệu năng của máy) bạn vẫn có thể duy trì sử dụng các bộ nguồn này với lý do tiết kiệm. Nhưng khi hệ thống của bạn luôn phải làm việc với áp lực lớn và liên tục (các ứng dụng trò chơi, đồ hoạ, multimeadia.. yêu cầu chạy toàn tải vắt kiệt hiệu năng của cả hệ thống) thì vấn đề công suất nguồn không đáp ứng nổi hệ thống trở thành vấn đề hết sức quan trọng đối với hệ thống của bạn. Hiện tượng “lâm sàng” dễ dàng nhận biết của bộ nguồn chạy quá công suất: có mùi lạ, vỏ của bộ nguồn nóng bất thường và tất nhiên là các hiện tượng hệ thống làm việc không ổn định (nhanh chậm thất thường, treo, khởi động lại, báo lỗi màn hình xanh..)..
Các bộ nguồn noname bán kèm theo thùng máy (case) hiện nay thường có chất lượng thấp. Với các bộ nguồn hàng hiệu có chất lượng tốt như Thermaltake, Enermax, Antec, CoolerMaster, AcBel, SilverStone… công suất hiệu dụng thường bằng hoặc lớn hơn công suất định danh.
VI. ĐIỆN THẾ
Trong máy tính, các thiết bị thường không sử dụng trực tiếp điện áp từ bộ nguồn mà phải qua các mạch ổn áp của riêng thiết bị đó. Cho nên, một bộ nguồn cấp đủ điện thế và điện thế ấy ổn định sẽ mang lại tuổi thọ cao cho các thiết bị. Một bộ nguồn tốt thường có các đường điện chính (5Vsb, 3.3V, 5V và 12V) có mức điện thế nằm trong khoảng +/- 5% điện thế chuẩn và rất ít dao động. Để xem được điện thế này, ngoài các thiết bị đo chuyên dùng như đồng hồ đo điện (VOM- Volt Ohm Milliemmeter hay DMM - DigitalMultimeter), bạn có thể xem qua phần mềm tiện ích hiển thị thông số hệ thống kèm theo mainboard hoặc các phần mềm miễn phí như Speedfan hay Sisoft Sandra. Do phần mềm đọc số đo qua sensor của bios, nên giá trị đọc thường thấp hơn giá trị thực từ 0.1V ~ 0.6V.
VII. CÁC CHẾ ĐỘ BẢO VỆ
Bộ nguồn là một thiết bị công suất hoạt động liên tục trong môi trường khắc nghiệt, với dòng chịu tải cao nên hai chế độ bảo vệ căn bản nhất cần phải có là bảo vệ quá áp và bảo vệ chạm tải. Chúng giúp bộ nguồn bảo vệ thiết bị và tự bảo vệ mình khỏi các sự cố xảy ra khi vận hành.
Bảo vệ quá áp: vì một lý do nào đó mà mạch nắn điện và ổn áp của bộ nguồn có sự cố, làm cho điện thế ở các đường cấp điện tăng cao. Bộ nguồn sẽ tự ngưng hoạt động để không gây thiệt hại cho các thíết bị khác. Ngưỡng điện thế cắt của bộ nguồn còn tuỳ thuộc vào nhà sản suất. Mỗi bộ nguồn khác nhau sẽ có mức cắt khác nhau.
Bảo vệ chạm tải: chế độ này khá quan trọng vì nó sẽ bảo vệ cho bộ nguồn khi các đường điện bị chạm (đoản mạch). Bộ nguồn sẽ ngưng hoạt động để tự bảo vệ và hoạt động trở lại khi đã hết đoản mạch. Nếu có đủ can đảm, bạn có thể thử tính năng này bằng cách dùng dây chung (dây có màu đen) lần lượt chạm nhanh vào các đường điện của bộ nguồn. Nếu bộ nguồn có chế độ bảo vệ này thì nó sẽ ngưng chạy ngay lập tức. Đối với một bộ nguồn có chất lượng tốt, chế độ bảo vệ chạm tải có trên tất cả các đường điện chính. Còn với các bộ nguồn rẻ tiền, chế độ bảo vệ này thường chỉ có trên một hoặc hai đường điện chính (thậm chí không có).
Các chế độ bảo vệ khác: các bộ nguồn cao cấp còn có thêm một số chế độ bảo vệ khác như: quá dòng, quá tải, quá nhiệt cho bộ nguồn, quá nhiệt cho hệ thống… Các chế độ bảo vệ này làm tăng độ an toàn, giá trị cho bộ nguồn và cho cả hệ thống.
VIII. VẤN ĐỀ HIỆU SUẤT CỦA CÁC BỘ NGUỒN
Hiệu suất của một bộ nguồn được thể hiện qua tỉ lệ năng lượng tiêu thụ đầu vào (AC in) và năng lượng tạo ra (DC out) cho hệ thống. Giá trị thường dùng để tính là Watts. Bất cứ một vật gì sinh ra công đều không thể đạt được hiệu suất tối đa 100% do một phần công năng bị tiêu tốn dưới dạng nhiệt. Bộ nguồn cũng vậy, chưa có và cũng sẽ không có bộ nguồn nào đạt được hiệu suất lý tưởng 100%. Nhưng chúng ta cố gắng không sử dụng các bộ nguồn có hiệu suất quá thấp vì lý do kinh tế là chính. Nếu bộ nguồn tiêu thụ một lượng điện là 400W (AC in) để cho ra một công suất 320W (DC out) thì ta có thể nói bộ nguồn này có hiệu suất bằng 80% và 20% (80 W) còn lại bị mất đi dưới dạng nhiệt. Có một điều bạn cần lưu ý là 80W này thực sự không mất đi hoàn toàn, mà nó sẽ “thể hiện” trong…hoá đơn tiền điện hằng tháng của bạn. Không những vậy, nó còn khiến môi trường làm việc cùa bạn nóng hơn. Và bạn lại phải tốn thêm một khoảng năng lượng để làm mát cho chính mình. Như vậy, sở hữu một bộ nguồn có hiệu suất cao đồng nghĩa với việc tiết kiệm năng lượng điện. Bộ nguồn sẽ hoạt động êm hơn do có nhiệt độ thấp hơn và vấn đề nhiệt độ hệ thống không còn là nỗi lo hằng ngày của bạn.
IX. CÁC ĐẦU CẮM PHỔ BIẾN CỦA BỘ NGUỒN
Số lượng đầu cắm quyết định khả năng gắn thêm thiết bị (ổ cứng, các loại ổ quang,…) cho hệ thống của bạn. Ngoài các đầu cấp nguồn chính (ATX 20 chân hoặc 24 chân), 12V (4 chân) thì các đầu cấp nguồn cho thiết bị ngoại vi càng nhiều càng tốt. Một số bộ nguồn cao cấp còn được trang bị thêm các đầu cắm 12V (6 chân) cho card đồ hoạ PCI Express, các đầu cắp nguồn dành riêng cho các ổ cứng chuẩn SATA,…
X. HỆ THỐNG THOÁT NHIỆT CHO NGUỒN
Để giải quyết vấn đề nhiệt độ cho các linh kiện công suất trong bộ nguồn, tất cả các bộ nguồn hiện nay đều dùng phương pháp tản nhiệt bằng không khí là chính (dùng quạt để làm mát). Quạt thông dụng nhất có kích thước 80mm hoặc 120mm, tốc độ quay từ 2.200 ~ 3.500 vòng/phút. Quạt có tốc độ quay càng cao thì việc tản nhiệt càng hiệu quả nhưng độ ồn cũng tăng theo. Khi công suất bộ nguồn tăng do nhu cầu của hệ thống, vấn đề giảm nhiệt độ cho linh kiện trong bộ nguồn càng được các nhà sản xuất quan tâm hơn. Họ đưa ra nhiều cải tiến như tăng tốc độ quạt, thêm tính năng “quạt thông minh – smart fan”, sử dụng hai quạt (một hút, một đẩy), sử dụng quạt lớn (120 đến 150 mm), làm các khối kim loại tản nhiệt “hầm hố“ hơn hoặc kết hợp các cách trên lại với nhau.
XI. CÁC CHUẨN ATX 1.3 VÀ 2.X:
Hiện tại 2 chuẩn ATX phổ biến là chuẩn 1.3 và chuẩn 2.x (bên cạnh các chuẩn dành cho server của INTEL và AMD - xin phép không lạm bàn ở đây).
ATXV1.3: chỉ có 1 đường (rail) 12V và có thể có hoặc kô có đầu cấp nguồn SATA, thường thì các PSU chuẩn ATX V1.3 có hiệu suất thấp – chỉ đạt ~ 60 % - Và có đường điện chính là đường 5V (công suất 5V rất cao) (thích hợp cho những main cấp 5V cho CPU thế hệ cũ).
ATX 2.x: có đường điện chính là đường 12V (max là 18A cho mỗi rail đối với PSU có 2 rail 12V , nếu vượt quá giới hạn trên thì độ nhiễu sẽ tăng nhưng hiện đã có một số nguồn mới vượt qua được 18A..????..) trang bị đầu cấp nguồn SATA (bắt buộc), cấp nguồn PCie (VGA), 12V+ (cho main board) bên cạnh những đầu cấp nguồn HDD, Floopy thông thường, hiệu suất của PSU ATXV2.x thường đạt >70% một số PSU cao cấp có thể lên tới 80%. Theo xu hướng thời đại , chuẩn ATX 2.x đã và đang dần thay thế chuẩn ATX 1.3.
XII. CÂU HỎI LIÊN QUAN, TÍNH NĂNG, THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA PSU?
Trong phần tiếp theo này chúng tôi tập trung vào giải đáp các câu hỏi thắc mắc mà những người tiêu dùng thường quan tâm đến khi lựa chọn các bộ nguồn. Ngoài ra chúng tôi cũng giải đáp một số thuật ngữ và các tính năng kỹ thuật thường thấy xuất hiện trên các sản phẩm nguồn máy tính thường thấy trên thị trường Việt Nam:
1. Tại sao tôi cần hơn 1 đường 12V cho các PSU đời mới?
Không những có 2 mà trong cản sản phẩm cao cấp gần đây các nhà sản xuất đã có nhiều sản phẩm có đến 3 thậm chí 4 đường 12V, bởi một điều đơn giản hầu hết các thiết bị đời mới hiện nay đều sử dụng đường điện 12V (CPU Intel P4, Althlon 64, DualCore AMD, Pentium D, VGA ATI, NVIDIA, các công nghệ SLI, ATI Crossfire, và sắp tới hàng loạt thế hệ CPU mới của Intel cùng AMD sẽ ra đời đều sử dụng đường điện 12V) vì vậy để đảm bảo vấn đề an toàn điện và độ nhiễu dựa theo chuẩn UL\EN – UL\EN (cost lists a maximum of 240VA per circuit) nên cấp thêm 1 rail 12V cho PSU là giải pháp cần thiết. Bên cạnh đó máy tính ngày nay còn phải gồng gánh những thiết bị điện áp tăng giảm đột ngột như đèn, FAN siêu cấp, Pump, Peltier .... làm ảnh hưởng đến các thiết bị truyền thống như main, cpu, vga vốn hoạt động khá ổn định và cần độ ổn định điện áp tốt. Hiện nay PSU ATXV2.x có 2 rails 12V là phổ biến nhất (và theo thiết kế cũng là phù hợp nhất so với 3 hay 4 rails) với mục đích phục vụ (trên lý thuyết) như sau:
12V1 : Main board ATX 24 pin , HDD, SATA , Floppy...
12V2 : Tập trung tải các thiết bị khủng bố như VGA PCI-E và 12V+ cho main board đời mới.
Thực tế thì khi thiết kế các nhà sản xuất có nhiều lý do để thay đổi chức năng của 2 rail trên, vì thực chất 2 rail này thường thông nhau để cân bắng tải (điều này khiến 2 rail có điện thế cân bằng mặc dù tải ở 2 rail là chênh lệch đáng kể)
2. Passive P.F.C / Active P.F.C là gì?
Một vấn đề cũng rất được nhiều người tiêu dùng quan tâm hiện nay là PFC (Power Factor Corrected). Có 2 loại PFC là Active PFC và Passive PFC. Hiểu nôm na PFC là 1 hệ thống bao gồm nhiều FET, IC, Diot v.v... (tùy theo thiết kế cụ thể của mỗi PSU) chức năng như 1 cuộn thứ cấp tạo dòng điện đồng pha và không đổi khi vào cuộn chính của PSU (tăng chất lượng và độ ổn định của dòng điện) và không gây nhiễu ngược về dòng điện AC đầu vào (dòng điện xoay chiều) gây ảnh huởng đến các thiết bị sử dụng điện AC trong hệ thống điện chung (nhất là khi PSU có công suất lớn). Một lợi thế nho nhỏ của Active PFC nữa là khi đó PSU sẽ không cần công tắc chuyển 110/220V nữa càng thuận lợi cho người tiêu dùng cuối. Tin mừng cho những ai thích xài UPS(bộ lưu điện): thì thời gian lưu điện sẽ lâu hơn khi PSU của bạn có Active PFC. Tuy nhiên bỏ tiền để sắm 1 PSU autovolt input, lưu điện lâu hơn và an toàn hơn liệu có đủ thuyết phục bạn chọn mua 1 PSU có Active PFC?
Chúng ta tạm thời thông qua công thức sau:
PF=truepower/totalpower
PF: 1 tỷ số không có đơn vị thể hiện chất lượng của bộ nguồn
truepower: công suất thật (W)
totalpower: công suất trên lý thuyết (W)
Hãy làm 1 so sánh nhỏ:
PSU không có PFC tỷ số PF rất thấp ~ 0.6 (true power thấp)
PSU trang bị PASSIVE PFC PF là ~ 0.75 - 0.85
PSU trang bị ACTIVE PFC có PF tuyệt vời 0.90 ~ 0.99 (true power cao nhất)
Xin đừng nhầm lẫn giữa Hiệu suất và tỷ số PF nêu trên, bởi vì 1 PSU có Active PFC (true power rất lớn) nhưng hiệu suất vẫn <80% (lý do là bản thân bộ phận ACTIVE PFC cần cấp nguồn đầu vào để tự vận hành => điện đầu vào của PSU cao hơn dẫn đến hiệu suất không cao) . Hay nói cách khác 1 PSU ACTIVE PFC cho bạn 1 true power "hùng mạnh" và cũng sử dụng thêm điện để vận hành.
Tóm lại nếu PSU của mình có active PFC thì bạn có thể tin tưởng rằng PSU của bạn cho ra dòng điện rất tốt, công suất lớn, ổn định. Đây có thể là lý do chính để bạn quyết định đầu tư cho 1 PSU có PFC.
3. PSU đối với nghệ thuật Overclocking - OC?
Có thể nói Overclocking là một môn nghệ thuật, Overclocker là những nghệ sĩ và các kết quả, các kỉ lục về Overclock là những tác phẩm nghệ thuật. Bạn đừng xem thường bộ nguồn máy tính. Khi bạn bắt một thành phần nào đó trong máy tính chạy với tốc độ cao hơn tốc độ mặc định, vd như CPU. Nếu bạn cứ tiếp tục tăng fsb để nâng tốc độ thì tới một giới hạn nào đó nó sẽ hoạt động thiểu ổn định, làm máy thường xuyên bị khởi động lại hoặc treo máy. Hãy tăng thêm điện cho nó, tức là cho nó “ăn” nhiều điện hơn so với điện thế mặc định. Thật vậy, việc tăng điện áp cho CPU khi Overclock sẽ giúp dữ liệu truyền đi tới các thành phần khác không bị gián đoạn và việc thiếu điện chính là nguyên nhân gây ra sự mất ổn định của hệ thống. Tương tự với các thành phần khác cũng vậy. Hầu hết, trong việc ép xung các thiết bị đều tuân theo một nguyên tắc là: tốc độ tỉ lệ thuận với điện thế, tức là tốc độ càng cao càng cần nhiều điện hơn để có thể chạy ổn định.
Muốn OC đạt kết quả tốt thì bạn phải chú ý tới bộ nguồn. Khi tăng điện cho các thành phần thì bộ nguồn phải luôn đảm bảo không bị sụt điện bất ngờ. Đã có trường hợp đường điện 12V và 5V bị sụt thê thảm khi kéo vcore ( Core Voltage - điện áp CPU ) và vdimm ( điện áp RAM ) lên quá cao trong khi dùng bộ nguồn noname chất lượng kém. Hậu quả dĩ nhiên là hư hỏng thiết bị. Một bộ nguồn tốt của các hãng có tên tuổi như OCZ ModStream, Zippy, Antec, AcBel Real Power, Thermaltake PurePower, CoolerMaster RealPower Series.. sẽ là nền tảng tốt cho hệ thống của bạn trước khi bước vào quá trình Overclock.
4. Tiếng ồn và nhiệt độ của PSU – bạn có thấy khó chịu?
Bạn có nghĩ những hệ thống máy tính hiện nay tạo ra quá nhiều tiếng ồn không? Dù chúng ta đã bỏ không ít tiền để trang bị những bộ loa chất lượng cao nhằm thưởng thức âm nhạc hay hơn, nhưng âm thanh từ loa cộng với tiếng ồn phát ra từ máy tính làm cho gian phòng trở nên ầm ĩ và hỗn loạn. Bộ phận phát ra nhiều tiếng ồn nhất trong hệ thống là quạt làm mát và hầu hết mọi máy tính đều được trang bị cùng lúc nhiều thiết bị này. Dĩ nhiên, những chiếc quạt này có chức năng làm mát cho thành phần bên trong thùng máy và đó là một nhiệm vụ hết sức quan trọng. Tuy nhiên với sự lựa chọn đầu tư phù hợp, bạn có thể vừa bảo vệ máy tính để nhiệt độ không quá nóng vừa vận hành êm ái hơn.
Với những bộ nguồn ít tên tuổi trên thì trường vấn đề này khó có thể làm hài lòng được bạn. Hệ thống tản nhiệt cho các loại nguồn này hầu như có để tượng trưng bằng cách sử dụng các loại quạt chất lượng kém và ít khi quan tâm đến thiết kế AirFlow tối ưu. Sau thời gian ngắn sử dụng hầu hết đều có vấn đề về độ ồn và nhiệt độ. Với những sản phẩm tên tuổi thì khác hẳn ngoài chức năng tự làm mát cho các linh kiện của mình những bộ nguồn này còn có nhiệm vụ giải phóng một phần đáng kể khí nóng trong thùng máy. Hầu hết đều được trang bị các loại quạt chất lượng cao tốc độ tự điều chỉnh thông minh theo nhiệt độ và độ ồn đều được kiểm soát một cách hoàn hảo. Độ ồn của các sản phẩm này thường dao động trong khoang từ 16dBA đến trên 20dBA.. Bảng dưới đây sẽ mang lại cho bạn sự so sánh thú vị về độ ồn:
Mức âm thanh | Nguồn phát âm và khoảng cách tương đương
180 dBA: Động cơ tên lửa khoảng cách 30m
150 dBA: Động cơ phản lực ở khoảng cách 30m
130 dBA: Ngưỡng đau tai khi bạn nghe âm thanh mức độ này
120 dBA: Máy bay cất cánh ở khoảng cách 100m, trong buổi biểu diễn Rock
110 dBA: Động cơ moto GP tăng tốc ở khoảng cách 5m
100 dBA: Động cơ thiết giáp ở khoảng cách 1m, hoặc giữa sàn nhẩy disco..
90 dBA: Động cơ của xe tải hạng nặng ở khoảng cách 1m
80 dBA: Âm thanh của máy bơm hay máy hút bụi ở khoảng cách 1m
70 dBA: Như âm thanh khi vụ tắc đường ở khoảng cách 5m
60 dBA: Giữa văn phòng làm việc hoặc tiệm ăn
50 dBA: Quán ăn thưa khách
40 dBA: Sự yên lặng khu dân cư vào ban đêm
30 dBA: Như sự im lặng trong nhà hát khi không có người nói
20 bBA: Tiếng xào xạc của lá cây lá
10 dBA: Hơi thở bình thường của một người ở khoảng cách 3m
0 dBA: Mức không thể nghe thấy gì
Comment