Những điều cơ bản về bộ nguồn máy tính
Tất cả các loại bộ nguồn khi xuất xưởng đều phải có tem chứng nhận chất lượng với đầy đủ thông số như điện thế, công suất...
1. Công suất

2. Các đường điện
Bộ nguồn thường có nhiều đường điện khác nhau, gồm: +3,3V, +5V, +12V, -5V, -12V. Ý nghĩa của chúng như sau:
Khi công tắc nguồn được nhấn lần đầu tiên và bộ nguồn khởi động, nó sẽ mất một khoảng thời gian để các thành phần trong nguồn xuất ra điện năng cho các thành phần máy tính hoạt động. Trước khi đó, nếu máy tính khởi động, các linh kiện sẽ dễ bị hỏng hóc hoặc hoạt động không bình thường do đường điện chưa ổn định. Chính vì vậy trên các hệ thống mới, đôi khi phải mất tới 1-2 giây sau khi bạn nhấn nút công tắc máy thì hệ thống mới bắt đầu làm việc. Điều này là do hệ thống phải chờ tín hiệu đèn xanh cho biết điện thế đã sẵn sàng từ bộ nguồn gửi tới BMC. Nếu không có tín hiệu này, BMC sẽ không cho phép máy tính hoạt động. Trong số các đường điện chính, những đường có giá trị dương (+) đóng vai trò quan trọng hơn và bạn phải luôn để mắt tới chúng. Mỗi đường sẽ có chỉ số Ampere (A) riêng và con số này càng cao càng tốt. Công suất tổng được tính bằng công thức W= VxA. Ví dụ đối với bộ nguồn có đường 3,3V là 30A, 5V là 30A và 12V là 25A thì các đường điện và công suất được tính như sau:
Như vậy tổng công suất nguồn sẽ là 100W + 150W + 300W = 550W. Tuy nhiên trên thực tế còn nhiều yếu tố khác ảnh hưởng tới con số tổng này và chúng ta sẽ đề cập tới ở phần sau bài viết.
3. Chuẩn của bộ nguồn
Chuẩn thống trị hiện nay trên máy tính để bàn nói chung chính là ATX (Advanced Technology Extended) 12V, được thiết kế bởi Intel vào năm 1995 và đã nhanh chóng thay thế chuẩn AT cũ bởi nhiều ưu điểm vượt trội. Nếu như với nguồn AT, việc kích hoạt chế độ bật được thực hiện qua công tắc có bốn điểm tiếp xúc điện thì với bộ nguồn ATX bạn có thể bật tắt bằng phần mềm hay chỉ cần nối mạch hai chân cắm kích nguồn (dây xanh lá cây và một trong các dây Ground đen). Các nguồn ATX chuẩn luôn có công tắc tổng để có thể ngắt hoàn toàn dòng điện ra khỏi máy tính. ATX có 5 nhánh thiết kế chính:

Gần đây xuất hiện một chuẩn mới với tên gọi BTX (Balanced Technology Extended) có cách sắp xếp các thành phần bên trong máy hoàn toàn khác với ATX hiện nay, cho phép các nhà phát triển hệ thống có thêm tùy chọn nhằm giải quyết vấn đề nhiệt lượng, độ ồn... Chuẩn BTX được thiết kế tối ưu cho những công nghệ mới hiện nay như SATA, USB 2.0 và PCI Express. Yếu tố xử lý nhiệt độ trong máy tính BTX được cải tiến rất nhiều: hầu hết các thành phần tỏa nhiệt chính đều được đặt trong luồng gió chính nên sẽ tránh việc phải bổ sung các quạt riêng cho chúng (sẽ gây tốn thêm năng lượng, tăng độ ồn và chật chội không cần thiết). Hiện tại bạn có thể tìm thấy một vài bộ nguồn với tem chứng nhận hỗ trợ BTX nhưng không nhiều vì chưa thông dụng.
4. Các loại chân cắm

5. Các đường điện âm
Nếu sử dụng một số phần mềm đo điện hay thậm chí là đồng hồ đo, bạn sẽ thấy các giá trị của đường điện âm (-) khá thấp so với các đường dương (+). Điều này là do hiện nay chúng không còn quan trọng nữa. Mặc dù một bộ nguồn ATX 20 chân có chân số 12 là -12v và chân số 18 là -5v nhưng hầu như không bao giờ được dùng. Một số thiết bị cần tới điện thế âm bao gồm:
6. Thời gian duy trì điện (Hold-up time)
Giá trị Holdup Time xác định khoảng thời gian tính bằng mili-giây mà một bộ nguồn có thể duy trì được các đường điện ra ở đúng định mức khi đường điện vào bị ngắt (ví dụ như mất điện). Điều này rất có ích đặc biệt khi bạn sống trong khu vực điện không ổn định (ví dụ trường hợp điện đột ngột chớp ngắt rồi có lại thì máy tính vẫn có thể hoạt động bình thường). Giá trị Hold-up time của chuẩn ATX là 17ms và bộ nguồn máy tính nên có chỉ số này càng cao càng tốt.
7. Power Factor Correction (PFC)
PFC cho phép việc cung cấp điện đạt hiệu quả sử dụng cao. Có hai loại PFC chính là Active PFC và Passive PFC. Tất cả các bộ nguồn được sản xuất vào hiện tại đều thuộc một trong hai loại này. - Active PFC: Đây là kiểu hiệu quả nhất. Nó sử dụng mạch điện tự động điều chỉnh để hiệu suất sử dụng điện có thể đạt tới 95% (theo lý thuyết). Ngoài ra, Active PFC cũng có khả năng khử nhiễu và căn chỉnh đường điện vào (cho phép bạn cắm vào bất kì ổ cắm 110V cho tới 220V thông dụng nào mà không cần phải quan tâm tới các chỉ số). Tuy nhiên do kiến trúc phức tạp của Active PFC nên những bộ nguồn dùng công nghệ này đều có giá khá cao. Một số bộ nguồn Active PFC vẫn cho phép người dùng sử dụng công tắc chuyển xác định dòng điện đầu vào. - Passive PFC: Đây là kiểu thông dụng nhất hiện nay. Khác với Active PFC, Passive PFC căn chỉnh dòng điện thông qua các tụ lọc và chính vì thế khả năng làm việc của nó sẽ bị thay đổi theo thời gian cũng như chịu ảnh hưởng khá lớn từ các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, chấn động... Những bộ nguồn dùng công nghệ Passive PFC đều yêu cầu người dùng phải chỉnh lại điện thế đầu vào thông qua một công tắc nhỏ. Nguồn Passive PFC có giá rẻ hơn nguồn Active PFC. Các loại nguồn không sử dụng PFC (Non PFC) hiện nay đều được khuyến cáo không nên dùng. Ở một số quốc gia EU, mọi bộ nguồn đưa ra thị trường đều được yêu cầu phải có trang bị hoặc Active PFC hoặc Passive PFC. PFC cho phép tiết kiệm điện sử dụng, giảm sức tải cho các đường dây điện trong nhà: điều này rất có lợi khi bạn thành lập phòng máy hoặc sử dụng nhiều máy cùng một nguồn điện. Bộ nguồn dạng Active PFC thường cho đường điện ra ổn định hơn so với Passive PFC, nhờ vậy thiết bị trong máy hoạt động ổn định và có tuổi thọ cao hơn.
8. Năng lượng cực đại và năng lượng liên tục
Mức năng lượng liên tục (Continuous Power) là chỉ khả năng cấp điện của nguồn trong khoảng thời gian dài liên tục còn năng lượng cực đại (Peak Power) lại chỉ mức tối đa trong khoảng thời gian ngắn. Ví dụ bạn cắm một loạt thiết bị với tổng công suất khoảng 430W vào bộ nguồn có chỉ số Continuous Power là 400W, chúng vẫn có thể hoạt động được trong khoảng thời gian ngắn nếu mức Peak Power của nguồn đạt trên 430W nhưng sau một khoảng thời gian nhất định, các linh kiện trong nguồn sẽ bị trục trặc.
9. Độ ồn

STT
Đường điện
Khoảng chênh lệch
Tối thiểu
Tối đa
1
+5VDC
±5%
+4.75V
+5.25V
2
+12VDC
±5%
+11.40V
+12.60V
3
-5VDC
±10%
-4.5V
-5.5V
4
-12VDC
±10%
-10.8V
-13.2V
5
+3.3VDC
±5%
+3.47V
+3.14V
6
+5V SB
±5%
+4.75V
+5.25V
10. Chiết áp chỉnh điện thế (Adjustable Pot)
Một số bộ nguồn tốt có kèm theo các chiết áp nhỏ bên trong để chỉnh hiệu điện thế cho các đường điện. Trong thực tế, nếu đường điện 12V của bạn tụt xuống dưới 11,5V, nó sẽ gây ra mất ổn định cho toàn hệ thống. Hãy nhớ rằng chuẩn ATX cho phép điện thế mỗi đường dao động trong khoảng 5% và bạn có thể chỉnh lại lên 12V thông qua những chiết áp đó. Tuy nhiên đây là tính năng nâng cao và chỉ nên thực hiện nếu bạn biết mình đang làm điều gì. Một số sản phẩm nguồn chuyển hẳn các chiết áp này ra ngoài để người dùng tự thay đổi thoải mái ví dụ như series TrueControl của Antec. Giá trị giới hạn an toàn của các đường điện theo chuẩn ATX như sau:
11. Chế độ Soft Power và tín hiệu chờ 5V
Soft Power là cách thức mà bộ nguồn máy tính được bật lên hoặc tắt đi nhưng thay vì dùng công tắc cứng như chuẩn AT trước kia thì được kích hoạt khi BMC ra lệnh cho bộ nguồn. Cũng nhờ vào điều này mà người dùng có thể điều khiển năng lượng hệ thống qua phần mềm. Bạn có thể dễ dàng kiểm chứng điều này bằng khả năng tắt máy của hệ điều hành Windows hay bật máy lên từ bàn phím, chuột. Nguyên tắc chính để BMC ra lệnh cho bộ nguồn là thông qua tín hiệu chờ của đường +5V Standby. Đường điện này độc lập hoàn toàn với các đường nuôi thiết bị khác và sẽ có tín hiệu bất cứ khi nào bạn cắm điện vào nguồn, một số BMC mới thường có đèn tín hiệu để báo trạng thái +5V Standby. Ngoài ra trên hệ thống máy tính còn có một vài đường điện phụ khác, gồm: + Dòng cảm ứng +3.3V (+3.3V Sense): Chức năng chính là theo dõi điện thế của đường +3.3V nuôi BMC. Nhờ vậy, bộ nguồn có thể căn chỉnh dòng cho chính xác. + Điều khiển quạt (Fan Control): Tín hiệu điều khiển quạt cho phép hệ thống nói chung và BMC nói riêng thay đổi tốc độ quạt của bộ nguồn. Khi điện thế của dòng này tụt xuống dưới 1V, quạt sẽ tự động tắt. Khi đạt giá trị trên 10.5V, quạt sẽ hoạt động ở mức tối đa. Chức năng chính của thiết kế này là cho phép hệ thống tắt quạt khi máy tính chuyển sang trạng thái nghỉ (Sleep Mode) hoặc thay đổi tốc độ quạt theo nhiệt độ linh kiện. + Theo dõi trạng thái quạt (Fan Monitor): Đây là bạn đồng hành của tính năng điều kiển quạt, nó cho phép theo dõi tốc độ quay của quạt trong hệ thống. Nhiệm vụ chính của nó là cảnh báo người dùng khi có một quạt làm mát nào đó gặp trục trặc và ngừng hoạt động.


Cách chọn bộ nguồn tốt cho máy tính
Bạn đang dự định lắp một bộ máy tính mới và phân vân chưa biết nên mua bộ nguồn nào? Hãy tham khảo những bước sau đây:
1. Tính toán đường điện 12V của nguồn
Như bạn đã biết, 3 đường điện chính của một bộ nguồn là +12V, +5V và +3.3V. Công suất tổng được tính toán dựa trên cường độ mỗi dòng. Tuy nhiên thực tế đáng buồn là rất nhiều nhà sản xuất bộ nguồn máy tính thường sử dụng thủ thuật tăng số watt lên bằng cách 'đẩy' những đường điện không quan trọng (+5V và +3.3V). Chính vì thế, bạn hãy bỏ qua con số watt và tập trung vào cường độ của đường điện 12V để xác định chất lượng một bộ nguồn. Chỉ số Ampere của đường +12V có thể tìm thấy trong tài liệu đi kèm hoặc ngay trên tem sản phẩm (ví dụ +12V: 25A). Chú ý rằng những nguồn ATX12V 2.0 mới có tới 2 đường 12V cho phép chia tải năng lượng giữa CPU và BMC (+12v1) độc lập khỏi những linh kiện khác (+12v2). Điều đó cho phép dòng điện ổn định hơn. Một số nguồn thậm chí còn có tới 3 đường 12V khác nhau ví dụ như RealPower 550W của CoolerMaster. Mặc dù điều này không có ý nghĩa đối với những hệ thống thông thường nhưng khi sử dụng với những máy tính siêu mạnh cho game hay các ứng dụng chuyên nghiệp thì sẽ có khác biệt lớn.
2. Đảm bảo tính chính xác
Nếu bạn vừa mua một bộ nguồn chỉ 10-20USD với tem dán 28A cho đường +12V thì chắc chắn điều đó không chính xác. Tại thị trường Việt Nam hiện nay có nhiều bộ nguồn kém chất lượng xuất xứ không rõ ràng, bạn thậm chí có thể mua được một bộ nguồn công suất cực cao lên tới 600W-700W với giá chỉ 2/3 so với bộ nguồn 350W hàng hiệu, tuy nhiên đó không phải là công suất thực. Đó là chưa kể nguồn điện kém chất lượng thường không ổn định sau một thời gian dài sử dụng và có thể làm hỏng một số linh kiện đắt tiền của máy tính. Theo kinh nghiệm cá nhân, thường thì BMC sẽ là nạn nhân đầu tiên.
3. Xem xét vấn đề công suất
Bạn có thể lấy được những thông số về năng lượng của hầu hết các loại thiết bị từ tài liệu đi kèm sản phẩm hoặc website của nhà sản xuất để tính toán định mức gần đúng. Hai bảng tham khảo đối với đường điện +12V ở trên sẽ phần nào giúp bạn giải quyết vấn đề. Chúng ta có một ví dụ hệ thống máy tính như sau: Bạn có thể thấy rằng có nhiều thiết bị sử dụng 2 hay 3 đường điện cùng một lúc. Ví dụ như card đồ họa đời mới lấy năng lượng từ cả khe cắm mở rộng AGP/PCI-Express lẫn đầu cắm 12V ngoài. Với một cấu hình máy tính tương đối mạnh như trên, bạn sẽ cần tới nguồn điện khoảng 350W. Tuy nhiên với mục đích an toàn, chúng ta nên tính toán dư ra một chút. Thực tế, khi xây dựng một hệ thống máy tính, người dùng sẽ có 2 trường hợp: a. Làm việc cơ bản: Chỉ cần tính toán đúng công suất tiêu thụ của các linh kiện, hiếm khi cần vượt trội hơn nhiều. Chính vì thế các yếu tố chọn bộ nguồn chủ yếu tập trung vào yêu cầu về độ an toàn, chỉ số tiếng ồn. Thông thường, bạn có thể tính dư ra khoảng 10%-20% so với con số dự kiến là vừa. Trong trường hợp trên bạn có thể chọn nguồn 400W là đủ. Tất nhiên chúng ta đề cập tới công suất thực chứ không phải chỉ là những con số ghi trên tem. Nếu dự kiến bổ sung thêm các đồ chơi trang trí, quạt hay ổ đĩa, bạn sẽ cần tới nguồn 450W với đường 12V khoảng 24A. b. Những người thích 'nghịch': Trong trường hợp này, ép xung, đèn đóm, tản nhiệt nước lắp trong... sẽ ngốn thêm của bạn rất nhiều năng lượng. Những thành phần máy tính chạy ở tốc độ cao hơn dĩ nhiên sẽ 'ngốn' thêm nhiều điện hơn so với mặc định. Thông thường bạn sẽ cần thêm tới 45% công suất và như vậy tổng công suất cần thiết trong ví dụ trên sẽ lên tới 145% x 350W = 507W. Đường điện 12V sẽ phải đạt tối thiểu 18.84A x 145% = 27.3A. Một khi đã tìm được một bộ nguồn phù hợp cả về công suất lẫn đường +12V, chúng ta phải đảm bảo kiến trúc đường điện +12V đáp ứng được các thiết bị cần thiết, ví dụ riêng con chip Pentium 4 3,4 Extreme Edition đã cần tới 11A trên đường 12V. Nếu bạn dùng một bộ nguồn có 2 đường 12V - 14A thì khoảng an toàn cần thiết để nghịch ngợm ép xung sẽ hạn hẹp hơn.

Kết quả chỉ dừng ở mức 180W khi rỗi và gần 300W khi chơi những game tương đối nặng như Halflife 2, Ages of Empire III hay Quake 4. Lưu ý, một số nhà sản xuất đưa chỉ số không rõ ràng, chúng ta hãy tìm hiểu vấn đề này qua hai ví dụ nhỏ sau.

Output:
Continuous power = 510W max
Peak power = 650W max
Ta có thể tính ra công suất các đường điện như sau:
Bộ nguồn thứ hai có chỉ số:
Output
Total power = 660W max
Measurements taken at 40F
Tính toán tương tự như trên, chúng ta có:
Mới nhìn thoáng qua, thật khó có thể nhận ra điểm khác biệt giữa chúng. Nhưng hãy chú ý thật kĩ: trên tem bộ nguồn thứ hai có ghi nhiệt độ thử nghiệm của nhà sản xuất chỉ ở mức 40 độ F tức là chỉ khoảng âm 4 độ C. Nhiệt độ hoạt động thông thường của bộ nguồn máy tính vào khoảng 38 độ C tương đương 100 độ F, ở mức này trên lý thuyết bộ nguồn thứ hai chỉ có thể cấp được dòng điện ổn định liên tục chưa tới 300W. Đặc biệt khi nhiệt độ lên tới 70 độ C, bộ nguồn này thậm chí mất hẳn khả năng cung cấp điện năng cho hệ thống. Thực tế chẳng mấy khi nhà sản xuất cho bạn biết họ tiến hành thử nghiệm công suất nguồn ở nhiệt độ nào. Bộ nguồn thuộc loại cao cấp luôn phải đảm bảo khả năng cung cấp đủ số watt trong điều kiện nhiệt độ 40-50 độ C.
Vì thế, bạn nên xem xét cẩn thận khi gặp một bộ nguồn công suất cao với giá quá rẻ. Chất lượng luôn tỉ lệ thuận với giá thành, đó là lý do tại sao bạn nên chọn sản phẩm của những nhà sản xuất uy tín. Luôn chú ý đọc các thông số thật cẩn thận và đừng bỏ qua bất cứ chi tiết nào. Ví dụ, Antec có tới 3 chủng loại nguồn 480W khác nhau. Phiên bản TruePower có đường 12V lên tới 28A trong khi TrueBlue chỉ có 22A mà thôi. Bạn nên tìm hiểu ý kiến từ bạn bè hay các nguồn thông tin trực tuyến về những thông số của bộ nguồn mà mình định mua cũng như đọc các bài giới thiệu sản phẩm trước khi đưa ra quyết định.
Thành phần
+3.3V
+5.0V
+12.0V
Athlon64 3500+
-
-
7.4 A
Bo mạch chủ thông dụng
3.0 A
2.0 A
0.3 A
Đĩa cứng Maxtor DM9
-
0.9 A
0.7 A
Đĩa cứng Maxtor DM9
-
0.9 A
0.7 A
RAID SATA Controller
2.0 A
0.5 A
-
nVIDIA GeForce 6800GT
0.1 A
3.94 A
3.02 A
nVIDIA GeForce 6800GT
0.1 A
3.94 A
3.02 A
2x 512 DDR400-
-
3.25 A
-
Audigy 2 ZS
0.5 A
0.5 A
-
2x120mm quạt thông gió
-
-
0.6 A
Bàn phím + chuột USB
-
0.5 A
-
DVD-RW
-
1.2 A
1.6 A
DVD-ROM
-
1.5 A
1.5 A
Tổng số ampe mỗi đường
5.7 A
22.13 A
18.84 A
Tổng số watt
18.81 W
110.65 W
226.08 W
Công suất tổng
335.54 W
Một số đặc tính của các loại nguồn hàng hiệu



Bộ nguồn có chất lượng tốt

Bộ nguồn kém chất lượng
Kiểm tra chất lượng dòng điện

Chuẩn ATX 1.3 và 2.x
Hiện có 2 chuẩn ATX phổ biến là chuẩn 1.3 và chuẩn 2.x. ATXV1.3 chỉ có 1 đường (rail) 12V và có thể có hoặc không có đầu cấp nguồn SATA, thường thì các bộ nguồn chuẩn ATX V1.3 có hiệu suất thấp – chỉ đạt khoảng 60 % - và có đường điện chính là đường 5V (thích hợp cho những BMC cấp nguồn 5V cho CPU như BIOSTAR M7NCG và một số BMC AMD khác). Các bộ nguồn ATX 2.x có đường điện chính là đường 12V, đều có trang bị đầu cấp nguồn SATA, PCie (VGA) bên cạnh những đầu cấp nguồn HDD, FDD thông thường. Hiệu suất của bộ nguồn ATX 2.x thường đạt trên70%. Xu hướng chuẩn ATX 2.x đang dần thay thế chuẩn ATX 1.3.
Chuẩn ATX
V 2.x
V 1.3
3.3 V
32 A
35 A
5 V
40 A
50 A
12 V 1
18 A
30 A
12 V 2
18 A
-
Tổng công suất
550 W
550 W
Khác biệt giữa các chuẩn ATX
V 2.2 / V 2.1
V 2.01 / V 2.0
V 1.3
Đầu cấp nguồn
24 pin
24 pin
20 pin
Số đường 12 v
2
2
1
Đầu cấp nguồn SATA
Có
Có
-
Hiệu suất thấp nhất
72 %
70 %
60 %
Đường điện chính
12V
12V
5V
Hồ Quang Ngọc
quang_ngoc2006@yahoo.com