Који је најбољи материјал за напајање рачунара?
Увод
Да ли сте знали да модерна напајања прелазе на GaN материјал као полупроводник? Кристали галијум-нитрида проводе електроне до 1000 пута ефикасније од силицијума. То омогућава произвођачима напајања за рачунаре да производе компактне напајања. То је захваљујући високом пробојном пољу од 3,3 MV/cm у поређењу са 0,3 MV/cm код силицијума.
GaN је само један од многих материјала које користе напајања за рачунаре. Постоје материјали за кућиште, ожичење, кондензатори, трансформатори, индуктори, хладњаци и вентилатори који заједно чине једно напајање. Овај водич је намењен да помогне читаоцима да пронађу прави материјал за напајање за рачунар пре куповине. То је вредан водич за потрошаче напајања и B2B компаније.
Материјал кућишта
Као купац, материјал који је највидљивији је спољашње кућиште. Обично је то правоугаона или квадратна кутија направљена од лима. Метал је савијен у облик кућишта напајања. Ево детаљног увида у материјале кућишта:
Материјал кућишта
Постоје два главна играча када је у питању избор лима: алуминијум и челик.
- Челик: Избор челика са високим садржајем хрома је први избор за произвођаче премиум класе. Он делује као Фарадејев кавез и спречава да високофреквентна бука омета друге компоненте попут звучне картице и матичне плоче. Има нижу проводљивост, што је мање значајно за напајања са ефикасношћу од 90%+ која производе мање топлоте.
- Алуминијум: Због топлотне проводљивости и лагане конструкције, алуминијум је најбољи избор. Може смањити унутрашњу температуру за 10°C. Ово је одлично ако је напајање без вентилатора или тихо.
Премази и површинска завршна обрада
Цинкање и црни прах су два премаза која штите метал кућишта од оштећења. Ово је посебно важно у подручјима са високом влажношћу. Ако честица рђе падне у напајање, може изазвати кратак спој и оштетити га.
Структурни облик
Да би напајање задржало свој облик и спречило увијање и оштећење унутрашње штампане плоче (PCB), избор дебљине лима је кључан. Употреба SECC челика (електроцинкованог хладно ваљаног челика комерцијалног квалитета) дебљине 1 мм или више је идеална за премиум конструкције.
Унутрашње ожичење и каблови
Компоненте унутар напајања су међусобно повезане преко штампане плоче, ожичења или каблова. Важно је да ефикасно проводе струју како би се минимизирало расипање енергије и осигурала већа ефикасност напајања.
Материјал језгра проводника
Постоје три главна материјала која се користе за проводљивост у напајањима:
- Чисти бакар: То је најефикаснији и први избор за већину произвођача напајања за рачунаре. Имају врхунску проводљивост и низак отпор.
- Бакар обложен алуминијумом: Да би се уштедели трошкови, јефтиније напајања ће имати бакарне проводнике обложене алуминијумом.
- Легуре са угљеником: Упијањем бакра угљеником повећава се његова затезна чврстоћа за 15%. Идеално је за места где се кабл више пута савија.
Изолација или рукав
Избор правог изолационог материјала је кључан за безбедност. Језгро је прекривено поливинилхлоридом или силиконом. Ови материјали обично могу да издрже 105°C. Они су од виталног значаја за задатке који троше много енергије, попут оверклоковања. Штавише, ове изолације могу бити прекривене слојем најлона у плетеном или равном облику како би се спречило запетљавање.
Терминали
Тачке на којима каблови долазе у контакт називају се терминали. Позлаћени терминали су стандардни код врхунских напајања. Ове тачке су подложне оксидацији и корозији. Стога је употреба хемијски инертног метала попут злата кључна.
Кондензатори и њихови материјали
За складиштење енергије, кондензатори играју кључну улогу. У напајањима, они смањују таласање наизменичне струје, сузбијају електричну буку и управљају изненадним скоковима оптерећења. Коришћење кондензатора вишег квалитета са идеалним материјалом и конструкцијом доводи до бољих перформанси.
Примарно складиштење енергије
Што се тиче величине, ови кондензатори су највећи и складиште највише енергије. Направљени су од следећих материјала:
- Алуминијумски електролитички: Производе се помоћу алуминијумске фолије и течног или гел електролита. Ублажавају таласе напона.
- Јапански полимер: У премиум напајањима за рачунаре, ови полимерни електролити могу да поднесу температуре до 105°C са типичним временом између отказивања (MTBF) од преко 100.000 сати. Произвођачи напајања за рачунаре експлицитно помињу јапанске кондензаторе у спецификацијама, јер су мање склони исушивању или цурењу.
Секундарно филтрирање и стабилност
За даље фино подешавање, секундарни кондензатори долазе до изражаја. То могу бити керамички кондензатори за високофреквентну филтрацију или танталски за компактну ефикасност. Керамички кондензатори су идеални за обично напајање јер имају мању вероватноћу експлозија или пожара.
Специјализовани и нишни материјали
Иако потрошачима обично није потребно знање на нивоу истраживања, важно је поменути кондензаторе на бази ниобијума како би се осигурало потпуно познавање кондензатора. Они нуде 20% бољу отпорност на вибрације у поређењу са стандардним опцијама.
Физика перформанси и метрике
Капацитет је једнак наелектрисању подељеном напоном. Показује колико наелектрисања кондензатор може да задржи. Висококвалитетни кондензатор ће имати време задржавања >21ms и сузбијање таласања од 90%.
Трансформатори и индуктори
Да би се смањили нивои напона на жељене вредности, трансформатори играју кључну улогу. Неефикасан трансформатор значи већу буку, вибрације и производњу топлоте. Утицај је укупно нижа ефикасност и бучан рачунар. Ево аспеката материјала које треба узети у обзир код трансформатора и индукторских калемова:
Материјал магнетног језгра
Ово је срце трансформатора. Постоје два главна материјала која се користе као језгро трансформатора:
- Феритно језгро: За мале и лагане трансформаторе, модерни произвођачи напајања за рачунаре користе ферит. Омогућава високофреквентно прекидање.
- Нанокристалне легуре: За напајања високе густине и побољшану магнетну ефикасност, произвођач напајања ће користити нанокристалне легуре.
Намотавање и проводљивост
Жица која се обавија око језгра обрађује струју.
- Бакар: То је најпопуларнији проводник јер нуди минимални отпор и већу еластичност за лако намотавање. Може лако да конвертује високонапонску наизменичну струју из зида у специфичне једносмерне шине које су потребне вашем рачунару (3,3 V, 5 V, 12 V).
- Вишеслојни и графин: за напајања велике снаге, 1200+ вишеслојних намотаја смањују кварове повезане са топлотом. Неки напредни индуктори могу да садрже допирање графеном како би се повећала проводљивост за 10%.
Типови индуктора
Још једна компонента која пречишћава енергију пре него што стигне до основних компоненти рачунара је индуктор. Углавном су то тороидални индуктори који су направљени од прашкастог гвожђа или ферита. Смањење шума и филтрирање електромагнетних сметњи су њихове кључне карактеристике.
Хладњаци и вентилатори
Једна од главних карактеристика напајања за рачунар, која је такође видљива купцу, јесте вентилатор. Важно је да вентилатор има добар квалитет израде, не само естетски, већ и да нуди висок статички притисак. Штавише, хладњаци би такође требало да буду довољно велики да ефикасно преносе топлоту. Хајде да анализирамо компоненте које играју кључну улогу у одвођењу топлоте са напајања.
Термални интерфејс и пренос
Термо јастучићи су намењени за формирање проводљиве везе између грејне компоненте и компоненте која одводи топлоту. Њихов материјал је обично силикон или графит. Висококвалитетни јастучићи имају топлотну проводљивост до 8 W/mK.
Структуре за одвођење топлоте
- Алуминијумска пераја: То су металне ребрасте структуре које долазе у контакт са термалном подлогом како би одвеле топлоту са компоненти. Алуминијумски материјал је омиљена опција за већину произвођача напајања због своје мале тежине.
- Топлотне цеви: То су бакарне или алуминијумске цеви напуњене течношћу која се пасивно креће како би одводила топлоту од извора и одводила је до хладњака. Делује као парна комора, побољшавајући ефикасност преноса топлоте.
Активно хлађење (вентилатор)
- Лопатице вентилатора: Типично, PBT је пожељнији у поређењу са јефтином пластиком. Чврсте су и отпорне на савијање под утицајем топлоте.
- Тип лежаја: Употреба флуидних динамичких лежајева (FDB) је најбоља за напајања. Слој флуида одржава ниско трење и обезбеђује век трајања од преко 100.000 сати, смањујући буку.
- Режим нулте брзине: Са висококвалитетним компонентама, могу постојати случајеви када је рачунар у режиму рада са малим оптерећењем или у стању мировања. Вентилатор напајања ће се искључити како би уштедео енергију и смањио буку за корисника.
Закључак
Напајања су најважнија компонента за стабилност вашег рачунара. Лоше напајање може да уништи перформансе рачунара или, у најгорем случају, оштети компоненте. Врхунско напајање испуњава све услове квалитета материјала. Користиће материјал горњег поклопца за заштиту, најбоље ожичење за проводљивост, премиум кондензаторе за изравнавање напона, идеалне трансформаторе за конверзију и идеалне хладњаке за пренос топлоте. Заједно, то резултира високо ефикасним напајањем које испуњава 80 Plus и Cybenetics A++ сертификате.
Ако тражите премиум напајање или буџетске опције које користе материјал најбољег квалитета, онда размислите о ESGAMING-у. Основан 2017. године, ESGAMING је брзо постао препознатљиви бренд у развоју у производњи високоперформансних рачунарских компоненти и додатне опреме. Од кућишта за рачунаре и напајања до система за хлађење, ESGAMING је посвећен пружању креативних, поузданих и добро израђених решења за е-спорт за играче, креаторе и креаторе рачунара широм света.
За више информација посетите www.esgamingpc.com