До скоро едва ли някой си е задавал въпроса, какво значение има импулсното захранване - PSU(PSU - Power Supply Unit) в компютъра за неговата безпроблемна работа. С увеличване на енергопотреблението при развитието на компютрите расте и значението му, а оттам и вниманието, което трябва да му се обръща.
     Какво е захранването за едно PC? Всъщност това е основата, тъй като то трябва да достави всички необходими напрежения с определени параметри за правилното функциониране на всички модули на компютъра.
     От край време на нашия пазар се предлагат тъй наречените "Noname" (китайски) марки захранвания (JNC, Codegen, L&C, KME...) и едва преди няколко години в България започнаха да се внасят качествени маркови PSU-a като Enlight, Seasonic, Sirtec (Chieftec/HighPower/Thermaltake), Antec, Enhance, Enermax, Vantec и Fortron.
Как работи импулсното захранване за PC (ATX)?
     Променливото напрежение от ел. мрежата (220V) се изправя, след което се филтрира и в резултат се получава постоянно напрежение приблизително 310V. Това изправено високо напрежение се използва за захранване на същинския импулсен преобразувател и на схемата на Stand By захранващия източник - 5VSB. Импулсният пробразувател (който в случая е и стабилизатор) представлява ключов елемент/и (мощен биполярен или MOSFET транзистор), който е свързан към първичната намотка на високочестотен импулсен трансформатор. Неговото превкючване се управлява от специализирана интегрална схема, наречена широчинно-импулсен модулатор (ШИМ) или в английската техническа литература – PWM (Pulse Width Modulator). Тази интегрална схема изработва правоъгълен сигнал с честота 35,5-40KHz (около два пъти по-висока от тази в битовата електроника) и променлив коефициент на запълване на импулсите – променлива ширина. В зависимост от коефициента на запълване на импулсите, изходното напрежение на вторичната намотка на високочестотния импулсен трансформатор ще бъде различно.След като се изправи отново това високочестотно напрежение и се филтрира, част от него се подава обратно към ШИМ контролера, като по този начин се осъществява обратна връзка (ОВ) - в анг. техническа литература Feedback (FB). Целта и е да се стабилизира изходното напрежение, независимо от промените на входното.
     При ATX захранванията, обикновено импулсния трансформатор има 2 или 3 вторични намотки в точно определено съотношение между тях така, че на изхода да се получат необходимите напрежения за захранеане на PC-тo – съответно +5V и +12V, -12V, -5V, като 3.3V се получава от +5V намотката през допълнителен пре-регулатор, като по този начин и позволява независимо регулиране спрямо 5V&12V.
     Този метод е евтин, но има съществени недостатъци – стабилизацията се осъществява само по едно от напреженията. На практика какво се получава? Когато се натовари примерно 5V линията, тогава се увеличава тока през вторичната намотка на трансформатора, изправителните диоди и филтриращите дросели, в следствие на което се получава пад на напрежение, което ШИМ контролера се опитва да компенсира (така, че на изхода пак да имаме 5V) като увеличава коефициента на запълване на импулсите, подавани на ключовия елемент. Но тъй като отношението между вторичните намотки на трансформатора на 5V и 12V е фиксирано, то тогава напрежението в 12V линията ще се повиши. Още повече, че съотношението между 12V&5V е 2.4 и това означава, че при промяна на 5V линията с 0.1V, то 12V линията ще се промени с 0.1*2.4=0.24V!!! При не добре конструирани захранвания или при използване на по-маломощно от необходимото това повишение може да надхвърли допустимите стойности, дефинирани в ATX стандарта и да стане опасно за останалия хардуер, като хард диска например.
     В сървърните захранвания и в последно време в някои от топ моделите ATX PSU-a се използва независимо регулиране на трите линии 3.3V, 5V и 12V, като по този начин елеминира зависимостта между тях при натоварване, но за съжаление това оскъпява захранването и съответно цените са доста високи.
     Всички съвременни ATX захранвания (включително и noname) имат следните защити:
            1. OVP (over voltage protection)
            2. OPP (over power protection)
В марковите могат да се срещнат допълнително UVP (under voltage protection) и ОТP (over themperature protection), a в сървърните ULP (under load protection). Принципно наличието на защити е предпоставка за безопасно функциониране на захранването, но не и достатъчно условие защото зависи от реализацията и!
     Определено при евтините тези защити не функционират много добре и могат да причинят огромни щети на хардуера с доста големи финансови последици.
Много важен блок в захранването е Stand By (5VSB) източника тъй като той постоянно работи, даже когато компютърът е изключен и трябва да осигури необходимия ток за правилно функциониране на системата за Power ON на дънната платка, както и допълнителните блокове като USB, LAN и RAM (в S3 режим). Именно от този блок възникват и най-големите проблеми! Масово в евтините захранвания се използват елементарни евтини схеми, без каквито и да е защити и неможещи да осигурят необходимите 2A ток (регламентиран в ATX спецификациите) и в резултат на което следват катастрофални последици!
     За съжаление едно PSU не се изчерпва само със стойностите на напреженията и само на тяхна база няма как да се направи заключение, дали е качествено или не, още повече, че за обикновения потребител, са достъпни единствено декларираните стойности на ток и мощност на етикета (които се приемат на доверие) и евентуално измерените напрежения с мултимер или от хардуерния мониторинг на дънната платка – в повечето случаи той не дава достатъчно достоверни стойности.
Има доста параметри, които не са видими за просто око и за тяхното измерване е необходимо скъпо струваща измервателна апаратура. И точно тук е една от разликите между марковите и noname PSU-а. При евтините Noname захранвания ($12-25) липсва добра филтрация на изходните напрежения, тъй като с цел поевтиняване на продукта липсват част от филтрите, както може да се види на долните няколко снимки.

"китайско" PSU


Марково PSU


Ясно се вижда, че дроселите просто са заменени с обикновени мостчета!
В резултат на което изходните напрежения без товар изглеждат така:

"китайско" PSU


Марково PSU


При натоварване (50% от мощността по спецификация) и дискова активност осцилограмите изглеждат така:

"китайско" Codegen


марково Enermax


     Коментарът е излишен - ясно се вижда модулацията която се получава в напрежението от дисковата активност при "китайското" захранване и амплитудата на пулсациите излиза извън всякакви спецификации.
     Друг важен аспект е температурният режим на работа на PSU.
     Има 2 основни групи елементи, които отделят достатъчно количество топлина. Това е групата на ключовите мощни транзистори и изправителни диоди и групата на филтриращите дросели и импулсния трансформатор. Адекватното охлаждане на тези елементи гарантира безпроблемна работа на захранването. Затова транзисторите и диодите трябва да са монтирани на радиатори с достатъчно голяма площ. С цел намаляване на размера им се използва принудително охлаждане с вентилатор.
     Съществуват и така наречените "тихи" захранвания, на които радиаторите имат огромни размери и по този начин се елеминира необходимостта от принудително охлаждане. Обаче има един проблем, свързан с втората група елемни (импулсен трансформатор и филтриращи дросели) отделящи топлина, а той е, че поради ограничения размер на ATX захранването, тези компоненти обикновено работят в "стресов" режим и се нуждаят от постоянен въздушен поток Без това принудително охлаждане те биха били способни безопасно да работят едва до 1/2 от тази мощност!. Именно поради тази причина в някои скъпи модели захранвания могат да се забележат датчици, които следят температурата им и при превишаване над допустимите стойности, да сработват температурната защита с цел предотвратяване на повреждане на PSU и оттам последствията за останалия хардуер.
     В марковите захранвания напоследък се отделя доста голямо внимание на шума от охлаждащия вентилатор/и и затова масово се използват нискошумови вентилатори и системи с автоматично регулиране на оборотите в зависимост от натоварването, като за целта се използват датчици, следящи температурата на охлаждащите радиатори и евентуално на дроселите.
     Как да отличим качественото от некачественото захранване?
Колкото и да ви се струва елементарно, първото нещо, по което можете да класирате най-добрите захранвания за себе си е външният им вид. Първо трябва да обърнете внимание на тяхната тежест и празнотата отвътре, която веднага издава спестените компоненти.

"китайско" захранване (Codegen 300W)


Fortron 300W


     Мощността е другият проблем. Принципно при нормалните захранвания мощността, обявена на етикета, е максималната мощност, освен в случаите когато изрично е оказано друго. За разлика от номиналната мощност, PSU не може да работи продължително време на нея. Обикновено марковите захранвания могат да работят продължително на 75% от обявената максимална стойност! Или ако имаме едно истинско PSU с мощност по спецификация 400W, то безопасната мощност на която може да работи продължително време е 400x0.75=300W. При някои по-евтини решения може да се видят 200W, 225W и 250W захранвания, премаркирани като 350W, 450W, 500W. Декларирани стойности на токовете, несъответсващи на реалността – примерно на Codegen 300W има декларирани на 12V линията 12A, но в същото време като изправителен диод се използва такъв с максимален ток 10A, което на практика означава, че не може да се натоварва повече от 8A продължително време! Използване на нискокачествени, възможно най-евтини компоненти, липса на достатъчен капацитет на филтриращите кондензатори, тънки проводници на дроселите и импулсния трансформатор, както и липса на доста компоненти-всички тези неща водят до това, че човек спестявайки малко, подлага на риск хардуер, струващ няколко стотин долара!
     Именно затова ви препоръчвам винаги да спирате вниманието си на марковите и по-качествени решения, имащи гаранции от производителите. При всички положения е по-добре да спестите малко пари от обема на твърдия диск, отколкото да си вземете огромен диск, който след година да изгори в най-неподходящия момент.

     Твърдият диск (HDD - Hard Disk Drive) или още хард дискът е устройство, което се използва за запис и четене на двоична информация. Тъй като данните все пак са най-ценното във Вашата система, разумно е да се предположи, че хард дискът е в известна степен най-важната част от компютъра. Капацитетът му в днешно време достига до 3 терабайта за 3,5 инчов модел. Твърдият диск се използва не само в компютри, но и в телевизори и други устройства, които имат нужда от повече място, а вече дори и в GSM-ми.

     Повредите при съвременните хард дискове могат условно да се разделят на 3 основни категории: електронни, механични и логически.
Повреди в електрониката:
     Повредите в електрониката обикновено са свързани с проблеми в контролера на хард диска. Най-честият симптом в такива случаи е неразпознаването на диска от компютъра (BIOS). В такива ситуации информацията на диска обикновено не е повредена и възстановяването и е 100% възможно с подмяна на дефектиралите части.
Механични повреди:
     Съвременните твърди дискове са високотехнологични, фини и деликатни устройства. Независимо че производителите им дават много голям ресурс (за някои модели 5 години гаранция, 600 000 часа работа до отказ), понякога възникват проблеми, свързани с много прецизната механика - повреди на четящите/пишещите глави, проблеми с двигателите или с позиционирането на главите.
     Най-често механичните повреди са предизвикани от физически удар, преместване на компютъра, фабрични дефекти, статично електричество, токов удар или механична повреда на главите.
     Симптомите на механичните проблеми най-често са: издавани нетипични шумове от устройството - обикновено тракащи, стържещи или виещи звуци.
     В случай на издаване на странни звуци от компютъра е необходимо той веднага да се изключи и да се обърнете към квалифициран сервиз за диагностициране на проблема. Трябва да се вземат спешно мерки за запазване на информацията.
     В повечето случаи ремонтът на механично повредени дискове е напълно възможен (повредени двигатели, неправилно позициониране на главите, повреда на главите) и информацията се възстановява напълно.
Грешки, свързани с логическата организация на информацията на хард диска:
     В тази ситуация хардуерно дискът функционира нормално, но се нарушава или изкривява достъпът до данните - т.е. информацията става недостъпна НЕ в резултат от разрушаване на самите данни, а поради разрушаване на препратки към тях. Повреди на отделни сектори на диска, включително MBR, BOOT, FAT, ROOT, MFT и т.н., не са фатално ограничение за възстановяване на данните. Ако на Вашия твърд диск, CD, дискета, ZIP-устройство е повредена или разрушена файловата система, още не всичко е загубено! С много голям процент вероятност информацията може да бъде възстановена.
     При откриване на проблеми от този тип е препоръчително веднага да се спре използването на диска и да се потърси помощ от специалист.

     Незабавно изключете компютъра и обмислете ситуацията. Трезво оценете важността на недостъпните данни. Колкото по-рано се обърнете към специалист, толкова по-висока е вероятността за пълно възстановяване на Вашата информация. Самостоятелни опити за възстановяване на изгубените данни с всички достъпни за Вас програми могат да доведат само до още по-голямо разрушаване на логическата структура на файловата система. Това обикновено много силно усложнява и естествено оскъпява възстановяването на информацията.
     Не допускайте включването на програми за ремонт на файловата система, като CHKDSK или SCANDISK, които могат да стартират и автоматически при рестартиране на компютъра. По-добре е да не се използват и програми от типа на Norton Disk Doctor, PC Tools, PC medic и т.н. Всички те са предназначени за нормално поведение на компютъра, а не за ситуация със загуба на информация и са способни да разрушат вътрешната структура на файловата система, след което възстановяването на данните става обикновено много по-трудно. Тези програми вече не могат да помогнат, а само значително да влошат ситуацията. Ако при рестартиране на компютъра програмата все пак се е стартирала, позволете й да доработи до края, тъй като изключването на захранването по време на работа на програма за ремонт на файловата система може да доведе до още по-обширни повреди на файловата система.
     Ако от диска се чуват нетипични звуци (почукване, щракане, скърцане или други странни звуци), довършете работата на операционната система и изключете компютъра. При възникване на проблеми от този тип е препоръчително веднага да се спре използването на диска и да се потърси помощ от специалист. Ако още съществува такава възможност, съхранете на друго физическо устройство критичните Ви файлове.
     Не записвайте на повредения диск нови файлове. Ако случайно сте изтрили файл от диска на персоналния си компютър, в никакъв случай не изпълнявайте такава операция като съхранение на файлове. Те могат да бъдат презаписани върху изтрития файл и тогава възстановяването силно се усложнява.
     Не изпълнявайте дефрагментация на повредения диск. Много потребители в стремежа си да локализират повредите използват програми за дефрагментация на твърдия диск. Това категорично е недопустимо, тъй като секторите, съдържащи информацията от изтритите файлове, ще бъдат презаписани с данни от други файлове.
     Ако проблемът се е проявил при стартиране на компютъра, анализирайте появилото се съобщение за грешка и обезателно се консултирайте със специалист.

     Единствено сигурен начин е правилно да се организира архивното съхранение на данни. С този очевиден факт се съобразяват далеч не всички системни администратори, което рано или късно довежда до плачевни резултати. Постоянно правете резервни копия на ценната информация. Използвайте за тази цел ЗАДЪЛЖИТЕЛНО други физически устройства - твърди дискове, CD или DVD дискове, други компютри в локалната мрежа.
Помнете: Съвременният хард диск не е място за съхранение на критична информация!
     При забелязване на първи признаци на неизправност на Вашия хард диск първото, което трябва да се направи, е незабавно да се копират важните данни на друг носител, а чак след това да се анализира ситуацията и евентуално да се потърси помощ.
     Мерките за безопасност в областта на съхраняване на компютърна информация могат условно да се разделят на 2 групи - свързани с хардуера и свързани с организацията на работа на компютъра.
Проблеми, свързани с хардуера:
     Използвайте качествен захранващ блок с достатъчна мощност, който работи нормално без скокове и плаване на напреженията, с приемливи нива на пулсация на изхода.
     На захранващия кабел, включен към твърдия диск, не закачайте никакви други устройства. Категорично не се препоръчва да се включват успоредно на този кабел охлаждащи вентилатори!
     При включване на кабела към твърдия диск проверете качеството на връзката и в случай на съмнения най-добре сменете куплунга.
     При използване на свързващи кабели (IDE, SATA, SCSI) използвайте само качествени модели - задължително с позлатени контакти. Окислението на контактите и вследствие на това нарушаване на връзката е доста често срещан дефект!
     Изключете в управлението на захранването всички "зелени" функции. Постоянната работа на диска е по-безопасна, отколкото периодичните включвания и изключвания. Във връзка с това се постарайте по-рядко да изключвате компютъра.
     Ако на твърдия диск се съхранява бързопроменяща се критична информация (дори при използването на raid-масив), най-добре е да се купуват предварително тествани от специалист нови устройства и да се подменят своевременно независимо от срока на фабричната гаранция на устройството.
Проблеми, свързани с организацията на работа на компютъра:
     При инсталация на операционната система като първа стъпка инсталирайте драйверите (IDE, SATA или SCSI) на твърдия диск от производителя на дънната платка. Само след това инсталирайте драйвери за останалите устройства. Използвайте последните сигурни достъпни версии на BIOS, но единствено и само при необходимост (примерно когато BIOS-ът не разпознава коректно диска)!
     Ако се използва стара версия на Windows, а вътрешният кеш на Вашия диск е по-голям от 512 KB, обезателно поставете кръпка (patch), поправяща грешка на системата, заключаваща се в изключване на захранването (в случай на ATX), преди да успее да се съхрани на диска информацията, временно лежаща във вътрешната памет на диска (кеша).
     Данните на диска винаги трябва да се разполагат отделно от операционната система (особенно актуално при Windows). Предварително обмислете и разделете Вашия диск на оптимално количество дялове.
     Редовно провеждайте дефрагментация и профилактика на твърдия диск. Нефрагментирани данни се възстановяват по-лесно и бързо, а и скоростта на работа на диска е по-висока.

     Почистването на компютъра и неговите компоненти е много важно за удължаването на живота му и предотвратяване на повреди по хардуера. Прах, мръсотия и косми могат за кратко време да доведат до задръстване на вентилаторите и радиаторите, а оттам до прегряване на процесора, дънната платка и захранването, което неминуемо води до техния отказ. Повредата им води до критична загуба на данни и време, докато компютърът е в сервиз, затова е нужно да се отделя време и внимание за почистването на компютъра. Ето и няколко снимки на силно замърсени компютри:

     Тъй като работи при висока честота и развива висока температура, процесорът е много важно да бъде охлаждан. Самият той си има топлинна защита(с изключение на по-старите серии) и при достигане на опасна температура се изключва. В някой случаи времето на задействане на защитата се оказва твърде голямо и силициевият кристал на чипа се поврежда от прегряване преди тя да сработи. Това води до много сериозни последици за цялата компютърна система.

     На снимката по-горе се вижда точно такъв пример от даден за ремонт при нас компютър. Вентилаторът на този процесор е блокирал от прах, оттам това води до неговото прегряване, термичната защита не успява да го изключи навреме и той изгаря. В случая с него това води до изгаряне и на дънната платка заради късото съединение в процесора, а тя обикновенно е и най-скъпата част от компютъра. Определено е по-добре да се отдели малко време за почистването на компютъра отколкото да се плаща за нови хардуерни части. Aко не се наемате с това или просто нямате време нашият сервиз ще ви почисти компютъра професионално.
Ето и някой снимки на почистени при нас компютри.

Преди почистването:

След почистването: