Herkese selamlar, Türkiye’de güç kaynaklarıyla ilgili detaylı bir rehber bulmak zor olduğundan, ben de böyle bir rehber hazırlamaya karar verdim. Umarım seversiniz.
- Güç kaynağı dediğimiz şey nedir ki? -
Güç kaynağı dediğimiz şey nedir ki? Aslında bilgisayardaki en ‘sıkıcı’ bileşen gibi görünse de, tüm sistemin sağlığını, kararlılığını ve hatta ömrünü belirleyen merkezdir. Çünkü şebekeden gelen AC elektriği, hassas elektroniklerin kullanabileceği temiz ve stabil DC güç hâline getiren tek bölüm odur. Peki bu dönüşümün arkasında hangi devreler var? EMI filtresinden PFC devresine, PWM kontrolcülerden Schottky diyotlara kadar, bir PSU’nun içindeki her parçayı adım adım inceleyelim.
- Güç kaynağı dediğimiz şey nedir ki? -
Güç kaynağı dediğimiz şey nedir ki? Aslında bilgisayardaki en ‘sıkıcı’ bileşen gibi görünse de, tüm sistemin sağlığını, kararlılığını ve hatta ömrünü belirleyen merkezdir. Çünkü şebekeden gelen AC elektriği, hassas elektroniklerin kullanabileceği temiz ve stabil DC güç hâline getiren tek bölüm odur. Peki bu dönüşümün arkasında hangi devreler var? EMI filtresinden PFC devresine, PWM kontrolcülerden Schottky diyotlara kadar, bir PSU’nun içindeki her parçayı adım adım inceleyelim.
- Güç Kaynağı Ne İşe Yarar? -
Güç kaynağının ne işe yaradığını hiç düşündünüz mü? İlk bakışta kasanın arkasında duran, sadece sisteme elektrik veren sade bir kutu gibi görünür. Oysa gerçekte güç kaynağı, dışarıdan belli etmese de son derece detaylı, şaşırtıcı derecede çekici ve bir o kadar da karmaşık bir tasarımın ürünüdür.
Duvar prizinden aldığı ham, yüksek voltajlı AC elektriği alır ve bilgisayardaki bileşenlerin “anlayabileceği” düzgün ve stabil DC voltajlara dönüştürür. Ancak bütün bunları yaparken arka planda öyle çok işlem gerçekleşir ki, bilgisayar çalışırken bunların hiçbirini fark etmezsiniz bile.
Bir yandan parazitleri temizler, bir yandan voltaj dalgalanmalarını düzeltir, akımı dengeler, bileşenlerin ani güç taleplerine anında karşılık verir. Bunları yaparken aynı zamanda kendi içindeki sıcaklık, gürültü, yük ve hata durumlarını takip eder; en ufak bir sorun gördüğünde devreyi korumaya alır. Yani güç kaynağı, yalnızca “güç veren kutu” değildir sistemin tamamını ayakta tutan sessiz bir mühendis gibidir.
Bilgisayarın içinde görünmez bir trafik yönetimi yapar; işlemci, ekran kartı, depolama birimleri, fanlar ve anakart devreleri gibi her bileşene tam ihtiyacı kadar enerjiyi, olması gerektiği gibi gönderir. Bir noktada hem dönüştürücü, hem düzenleyici, hem filtreleyici, hem de koruyucu görevini aynı anda üstlenir.
Yani güç kaynağı siz görmesenizde sisteminizdeki en önemli parçadır.
- Güç kaynağı etiketini okumak -
Güç kaynağı etiketi aslında PSU’nun kimlik kartıdır.
Hani nüfus cüzdanında “uyruk, doğum yeri, göz rengi” gibi şeyler yazar ya…
PSU’nun da göz rengi yok ama ne kadar akım vereceği, hangi voltajları desteklediği, ne kadar güçlü olduğu hep burada yazar.
GelİN, şu etikete beraber göz atalım:
1) AC Input (Giriş Voltaj Aralığı)
Burada yazan 220–240VAC, PSU’nun prizden ne aldığını gösterir.
Yani duvardan gelen ham elektriği bu aralıkta kabul ediyor.
Bunun altında gizli bir mesaj yok:
“Bana 220V ver, gerisini ben hallederim.”
Eğer şu tarz bir ifade görürsenizde:
110V-220VAC
Bilinki bu güç kaynağı full rangedir. Yani hem amerikadaki 110VAC şebekede kullanılabilir hem de bizim yani Türkiyenin kullandığı 230VAC ile kullanılabilir. Örneğin CV550 buna iyi bir örnek:
Görebildiğiniz gibi full range bir güç kaynağı. Hem 110VAC şebeke ile hem de 230VAC şebeke ile uyumlu.
2) DC Output (3.3V / 5V / 12V hatları)
+3.3V ve +5V – İkincil Hatlar
Eski sistemler bu hatları daha çok kullanırdı.
Bugün hâlâ anakart, USB portları, bazı kontrolcüler gibi düşük güç tüketimli devreler buradan beslenir ama eskisi gibi kullanılmaz. Bu sebeple genelde verebileceği güç miktarları düşük olur.
Burada 18A yazması şu demek:
“3.3V hattından en fazla 18A akım çekebilirsin, bak ona göre.”
Bugün hâlâ anakart, USB portları, bazı kontrolcüler gibi düşük güç tüketimli devreler buradan beslenir ama eskisi gibi kullanılmaz. Bu sebeple genelde verebileceği güç miktarları düşük olur.
Burada 18A yazması şu demek:
“3.3V hattından en fazla 18A akım çekebilirsin, bak ona göre.”
+12V – Ana Güç Hattı
Modern bilgisayarlarda neredeyse her şey (CPU, GPU, disk motorları) 12V hattında döner.
Bu PSU’da 12V hattı:
62.5A -> 750W
Evet, PSU’nun gerçek gücü aslında buradadır.
Çünkü toplam watt ancak 12V iyi ise bir anlam kazanır. İşlemci ve ekran kartı dahil sistemdeki neredeyse tüm bileşenler 12v hattını kullanır.
- Tek / Çoklu Rail mantığı -
- Çift raylı güç kaynakları -
Bazı güç kaynaklarının etiketinde 12V1, 12V2 gibi ifadeler görebilirsiniz. Bunun sebebi, PSU’nun tek bir 12V hattı yerine birden fazla rail (kanal) kullanmasıdır.
Her bir kanal kendi amper değerine sahip olur ama toplamda ne kadar güç verebildiğini görmek için etikete bakmanız gerekir. Orada genelde “combined” (birleşik) değeri yazar. İşte o değer, PSU’nun 12V hattından maksimum verebileceği gerçek gücü gösterir.
Örneğin:
12V1 -> 22A
12V2 -> 22A
Ama combined değeri 40A olabilir (44A değil), çünkü PSU aynı anda iki hattın tepe değerini veremez.
Kısacası: Bazı PSU'ları alırken sadece tek rail’in amperine bakmak yetmez, combined değerini kontrol etmek gerekir.
- Tek raylı güç kaynakları -
Etikette sadece 1 adet 12V kanalının amper değeri yazar.
O amper değerini 12 ile çarpın -> Karşınıza gerçek watt değeri çıkar.
Örnek:
12V kanalında 44A yazıyorsa, 44 × 12 = 528W eder. İşte bu PSU’nun gerçek 12V çıkışı budur.
3) Güç hesaplama — gerçek watt nasıl bulunur?
Burası biraz kafa karıştıran bir kısım. Çünkü güç kaynağının üstünde kocaman “750W” yazsa bile, bu her zaman gerçek değil. Bazı PSU’lar o yazan değeri asla veremiyor.
Bu yüzden sadece etikete bakmayın. Asıl önemli olan, 12V kanalından kaç watt verebildiği. Çünkü ekran kartı, işlemci gibi güç çeken parçaların neredeyse hepsi 12V hattından besleniyor. Örneğin:
Gördüğünüz gibi güç kaynağı gerçektende 12v kanalından 750W verebiliyor. Yani bu psu gerçekten vaat ettiği değeri verebiliyor. Fakat bazı güç kaynakları veremeyebiliyor. Örneğin:
Mesela Corsair VS550 serisi buna güzel bir örnek. Bu PSU grup regülasyonlu olduğu için 12V hattındaki kayıp normal. Üzerinde 550W yazıyor ama aslında 12V hattından sadece 528W verebiliyor.
Yani etikette yazan değer her zaman bire bir doğruyu göstermiyor. İşte bu yüzden güç kaynağı alırken etikete sadece “550W” yazmasına aldanmayın.
4) 80 Plus sertifikalarının anlamı ve yanlış bilinenler
Bu verimlilik mevzusunu maalesef yanlış anlayan bir tayfa var. Bazı “yahni kafalı” YouTuber’lar yüzünden insanlar şunu sanmaya başladı:
“Abi bu Gold sertifikalı, kesin kaliteli PSU’dur!”
Öyle bir şey yok
Sertifikanın PSU’nun kalitesiyle alakası azdır. O sadece verimlilik meselesi. Yani PSU, duvardan elektriği çekiyor, içerde dönüştürüyor, parçalarına gönderiyor. Bu sırada ne kadar kayıp oluyorsa sertifika onu gösteriyor.Örneğin güç kaynağı 650w veriyordur fakat duvardan 760w çekiyordur. Bu şekilde. Verim ne kadar çok olursa duvardan çekilen watt miktarı düşer.
Gold ya da Platinum olması sadece şunu değiştirir: Aynı işi yaparken duvardan daha az elektrik çeker, yani faturan 30–40 TL düşer. O kadar.
Kaliteyi belirleyen şeyler çok başka:
İçinde kullanılan kapasitörler, mosfetler
Koruma devreleri (OCP, OVP, SCP vs.)
Uzun vadeli dayanıklılık
5) Küçük Logolar ve Sertifikalar
CE, RoHS, FC gibi işaretler var.
Bunlar “Ben standartlara uyuyorum, kaçak göçek iş yapmam.” demek.
Tabii bunların bazen uydurulmuş versiyonları da olabiliyor ama yine de görmek güzel.
- Güç kaynağının dış donanımı-
1) Konnektörler:
Güç kaynağı modeli: FSP HYPER Pro 80+ 650w
Konnektör sayısı da tabii ki önemli bir unsur. Çünkü güç sadece watt değeriyle ölçülmez, nasıl dağıtıldığı da işin içine girer.
Mesela siz gidip 750W bir PSU’da tek kablodan daisy chain yaparak iki PCIe çıkışı beslemeye kalkarsanız, o PSU teoride 750W olsa bile pratikte o vaat ettiği gücü tam anlamıyla veremez.
Kısacası: PSU’nun kablo yapısı ve konnektör sayısı, en az watt değeri kadar belirleyici. Özellikle ekran kartları artık yüksek güç istediği için her biri için ayrı kablo (ve mümkünse ayrı 12V hattı) kullanmak çok daha sağlıklı.
-24 pin -> Anakartı besler.
-8 pin (4+4) -> İşlemciyi besler.
-PCIe 8 pin (6+2) -> Ekran kartları için. (Bazı kart 1 tane ister, bazıları 3 tane birden)
Bu sebeple ekran kartı alırken güç kaynağındaki güç girişlerinin sayısının ekran kartınıza yetip yetmediğine dikkat edin. Yoksa ekran kartı gelir "aaa bunda 1 tane daha güç girişi yok" diye öylece ortada kalırsınız.
-SATA -> SSD/HDD’ler için.
-Molex -> Eski tip fan vs. için ama artık çok lazım olmuyor.
2) Kablo kalınlıkları (AWG nedir, neden önemlidir?)
Bir güç kaynağının sadece watt değeri değil, kablolarının kalitesi ve kalınlığı da performansı doğrudan etkiler. Çünkü ekrana, işlemciye, anakarta giden güç; bu kablolar üzerinden taşınır.
Kablo inceyse, kaliteli değilse veya yanlış seçilmişse:
Isınır,
Gerilim düşümü yaşanır (voltaj kaybı),
Kablonun taşıyabileceği akım azalır,
Ekran kartı kararsızlığa girer, hatta çökme yaşanabiliyor.
Bu yüzden PSU kablolarının kalınlığı sanıldığından çok daha fazla önemlidir.
- AWG Nedir? -
AWG'nin açılımı American Wire Gauge’dır.
Kısaca: kablo kalınlık standardı.
Ama asıl önemli nokta şu:
AWG’de sayı büyüdükçe kablo incelir.
Düşük AWG = Kalın kablo = Daha iyi
Yüksek AWG = İnce kablo = Daha kötü
Bu biraz ters gibi görünüyor ama alışınca normal.
Örneğin:
AWG 16 Kalın ve kaliteli kablo.
AWG 18 Orta seviye kablo (çoğu PSU’da standart).
AWG 20 İnce ve düşük kaliteli kablo.
AWG 22 hiç iyi değil.
AWG 18 Orta seviye kablo (çoğu PSU’da standart).
AWG 20 İnce ve düşük kaliteli kablo.
AWG 22 hiç iyi değil.
Neden Önemlidir?
- Taşıyabileceği Akım Değişir -
Kablo ne kadar kalınsa, içinde o kadar fazla akım güvenle taşınabilir.
- Voltaj Düşümü (Voltage Drop) -
Kablo ince olursa direnç artar -> akım geçerken gerilim düşer.
CPU veya GPU yük altına girdiğinde:
12V hattının 11.8V -> 11.2V seviyelerine düşmesi bile stabiliteyi bozar.
Kalın kablo (16 AWG) -> düşük voltaj kaybı
İnce kablo (20/22 AWG) -> yüksek kayıp
CPU veya GPU yük altına girdiğinde:
12V hattının 11.8V -> 11.2V seviyelerine düşmesi bile stabiliteyi bozar.
Kalın kablo (16 AWG) -> düşük voltaj kaybı
İnce kablo (20/22 AWG) -> yüksek kayıp
- Isınma ve Erime Riski -
İnce kablo yüksek akım taşırken ısınır.
Bazı ucuz PSU’larda PCIe kablosu AWG 20 oluyor
GPU 200W yük bindiğinde kablo kömür gibi ısınıyor
16 AWG’de ise ısı çok daha düşüktür.
Bu yüzden ATX 3.0/3.1 PSU’larda 12VHPWR kablosu zorunlu olarak 16 AWG yapılır.
- Daisy-chain Kullanımında Etki -
Eğer tek PCIe kablosunun üzerinde iki adet 8 pin varsa (daisy chain):
Her iki konektör aynı kablodan beslenir
Dolayısıyla kablo daha çok akım taşır
AWG 20 veya 18 ise daha fazla ısınır
Bu yüzden her zaman şöyle önerilir:
“Yüksek güçlü ekran kartlarında tek PCIe kablosundan iki giriş beslemeyin.”
3) Modüler / yarı modüler / non-modüler farkı nedir?
Güç kaynağının iç tasarımı kadar, kablo yapısı da kullanım deneyimini doğrudan etkileyen bir detaydır. PSU’lar üç ana kablo tasarımına ayrılır:
Non-modüler (Sabit kablolu)
Yarı modüler
Tam modüler
Non-Modüler PSU (Sabit Kablolu)
Bu tür güç kaynaklarında tüm kablolar PSU’ya kalıcı olarak lehimlidir.
Yani PSU’dan çıkan her kablo sabittir ve sökülemez.
Avantajları:
Daha ucuz.
Daha az temas noktası olduğu için teoride arıza ihtimali biraz daha düşüktür.
Kablosuz bağlantı olmadığından elektrik direnci en düşük tasarım.
Daha az temas noktası olduğu için teoride arıza ihtimali biraz daha düşüktür.
Kablosuz bağlantı olmadığından elektrik direnci en düşük tasarım.
Dezavantajları:
Kullanmadığın kablolar kasanın içinde kalabalık yapar.
Montaj sırasında hareket alanı azalır.
Montaj sırasında hareket alanı azalır.
Yarı Modüler PSU (Semi-Modular)
Bu tasarımda bazı kablolar sabittir, bazıları tak-çıkar yapıda.
Genelde sabit olan kablolar:
24-pin ATX anakart kablosu
4+4 pin CPU (EPS) kablosu
Çünkü sistem her durumda bunları kullanır.
Avantajları:
Gereksiz kablo takmazsınız kasa daha düzenli olur.
Fiyat/performans açısından en dengeli yapı.
Bende kullanıyorum memnunum.
Dezavantajları:
Bazı sabit kablolar yine de kablo yönetimini biraz zorlaştırabilir.
Tam modüler kadar esnek değildir.
Tam modüler kadar esnek değildir.
Modüler PSU (Tam Modüler)
Güç kaynağından hiçbir kablo sabit çıkmaz.
24-pin, CPU, PCIe, SATA… hepsi isteğe göre takılan kablolar hâlindedir.
Yani PSU’nun arkasında bir bağlantı paneli vardır.
Avantajları:
Hava akışı en yüksek seviyede olur.
Kabloları dilediğin zaman değiştirebilirsiniz (custom kablolar vs.).
Montajı en kolay PSU tipidir.
Kabloları dilediğin zaman değiştirebilirsiniz (custom kablolar vs.).
Montajı en kolay PSU tipidir.
Dezavantajları:
Fiyatı en yüksektir.
Her kabloda ek bir bağlantı noktası olduğu için çok ufak da olsa temas direnci artar.
Marka dışı kablo kullanırsanız uyumsuzluk/yanma riski olabilir.
(Modüler kablolar evrensel değil; PSU girişindeki pin dizilimleri markaya özgü.)
Tamam tamam. Artık saçma sapan şeylerle kafanızı yormayacağım ve PSU’nun ana topolojisini anlatacağım. Güç kaynağı aslında göründüğü kadar karışık bir yapı değildir. Temel olarak belirli bölümlerden oluşur ve bu bölümler bir zincirin halkaları gibi birbirine bağlı. Her biri, diğerinin düzgün çalışmasına ihtiyaç duyar; yani herhangi bir bölüm olmadan sistem tam anlamıyla çalışamaz.
PSU’nun İç Mimarisi (Ana Yapı)
-1. Bölüm-
1) EMI / RFI Filtresi
X kapasitörleri (L–N arası)
Y kapasitörleri (L–GND / N–GND arası)
Ortak mod bobini (common-mode choke)
Differential-mode choke
MOV (varistör)
Line and neutral filtering mantığı
Y kapasitörleri (L–GND / N–GND arası)
Ortak mod bobini (common-mode choke)
Differential-mode choke
MOV (varistör)
Line and neutral filtering mantığı
2) Doğrultma (Bridge Rectifier)
Köprü diyotun görevi
3) PFC Devresi (aktif / pasif)
Pasif PFC nedir? (Koca bobin -> düşük verimlilik)
Aktif PFC nedir?
PF (güç faktörü) neden önemli?
PFC MOSFET + diyot + bobin + kontrolcü çalışma prensibi
Aktif PFC nedir?
PF (güç faktörü) neden önemli?
PFC MOSFET + diyot + bobin + kontrolcü çalışma prensibi
4) Bulk Kapasitör (Ana Kapasitör)
400–420V DC depolama
Kapasitör kalitesi neden PSU ömrünü belirler
Rubycon / Nichicon / NCC vs. Lelon / CapXon farkı
Kapasitör mm / ripple / ESR / sıcaklık farkları
Kapasitör kalitesi neden PSU ömrünü belirler
Rubycon / Nichicon / NCC vs. Lelon / CapXon farkı
Kapasitör mm / ripple / ESR / sıcaklık farkları
-2. Bölüm-
5) Primary Side: MOSFET + PWM Kontrolcü
Half-bridge / full-bridge / LLC / forward vs. topolojiler
LLC rezonant devre nedir? (Yeni neslin gold/plat/ti seviyesi)
PWM kontrolcü çipleri: CM6800, NCP1200, ICE2HS01 vs.
LLC rezonant devre nedir? (Yeni neslin gold/plat/ti seviyesi)
PWM kontrolcü çipleri: CM6800, NCP1200, ICE2HS01 vs.
7) Trafo (Transformator)
Primer -> Sekonder izolasyonu
Galvanik izolasyon nedir?
Kaçak indüktans neden önemlidir?
Galvanik izolasyon nedir?
Kaçak indüktans neden önemlidir?
8) Secondary Side - Doğrultma
Schottky diyotlar
Synchronous rectification (MOSFET ile doğrultma -> Gold/Platinum seviyesinde)
Synchronous rectification (MOSFET ile doğrultma -> Gold/Platinum seviyesinde)
-3. Bölüm-
9) LC Filtreler
Output ripple nasıl azaltılır
Output chokes
Solid kapasitörlerin burada rolü
Output chokes
Solid kapasitörlerin burada rolü
10) DC Output Dağıtımı
12V ana rail -> 5V & 3.3V buck dönüştürücüler (DC–DC tasarımlar)
DC–DC olmayan eski grup regülasyonlu PSU’lar neden kötü?
Güç kaynağının genel yapısı budur. Evet, buradan "çok bir şey yok ya" gibi gözüksede derinlere inerseniz çooooook fazla şey olduğunu anlarsınız. Ki anlayacaksınızda.
Güç kaynağının genel yapısı budur. Evet, buradan "çok bir şey yok ya" gibi gözüksede derinlere inerseniz çooooook fazla şey olduğunu anlarsınız. Ki anlayacaksınızda.
DC–DC olmayan eski grup regülasyonlu PSU’lar neden kötü?
Güç kaynağının genel yapısı budur. Evet, buradan "çok bir şey yok ya" gibi gözüksede derinlere inerseniz çooooook fazla şey olduğunu anlarsınız. Ki anlayacaksınızda.
Güç kaynağının genel yapısı budur. Evet, buradan "çok bir şey yok ya" gibi gözüksede derinlere inerseniz çooooook fazla şey olduğunu anlarsınız. Ki anlayacaksınızda.
1) AC giriş hattı - EMI filtresi
Bir güç kaynağının içindeki karmaşık devrelerin sağlıklı çalışabilmesi için ilk adım, şebekeden gelen elektrik akımını “evcilleştirmektir.” Prizden gelen AC hat düşündüğün kadar masum değildir; elektrik hattı üzerinden binlerce cihaz aynı anda çalışır ve her biri gürültü, parazit ve ani voltaj sıçramaları üretir. PSU’nun ilk görevi, dış dünyanın bu karmaşasını içeri sokmamaktır. Bu işlemi EMI ve transient filtreleme katı yapar.
Bu katman, dışarıdan gelen bozuk sinyalleri temizlediği gibi, PSU’nun kendi anahtarlama devrelerinin ürettiği yüksek frekanslı parazitin şebekeye geri yayılmasını da önler. Yani hem sistemi korur hem de çevreyi kirletmez.
- Gürültünün iki yüzü: Common-Mode ve Differential-Mode -
Elektrik hattındaki parazit, davranış şekline göre ikiye ayrılıyor:
Common-Mode parazit (CMN)
Toprak referansına karşı oluşur. Çoğu zaman motorlu cihazlar, kötü yalıtım, bozuk kablolar veya yüksek frekanslı radyasyon kaynaklarından gelir.
Bu tip parazit, PSU’nun içindeki kontrol devrelerini bozabilir veya bazı durumlarda koruma devrelerinin gereksiz yere tetiklenmesine neden olabilir.
Y kapasitörler ve common-mode choke bobinleri bu sinyalleri bastırmak için kullanılır.
Differential-Mode parazit (DMN)
Faz ile nötr arasındaki hatta, yani iki tel arasındaki parazittir. Bu parazit, genellikle yüksek frekanslı anahtarlama cihazları nedeniyle oluşur.
Aşırı derecede DMN varsa PSU’nun köprü doğrultucusu gereksiz şekilde ısınabilir.
X kapasitörleri bu gürültüyü azaltmak için özel olarak tasarlanmıştır.
Bu filtrenin köprü diyottan önce olmasının sebebi
Çoğu kişi köprü diyotların “sessiz” olduğunu düşünür ama tam tersi:
Diyotlar kapandığı anda yüksek frekanslı ani darbeler oluşturabilir. EMI filtresi önde olduğu için hem şebekeden gelen paraziti temizler hem de köprü diyotların ürettiği gürültünün geri yansımasını engeller.
- Sağlam bir EMI/Transient filtresinin içindekiler -
Bir PSU’nun giriş kısmını açtığında genellikle şu elemanları görülüyor:
Sigorta: Aşırı akımda kendini feda eder.
MOV (Metal Oksit Varistör): Voltaj zıplamalarına karşı devrenin şok emicisi gibi davranır.
X kapasitörleri: Faz–nötr arasındaki paraziti bastırır.
Y kapasitörleri: Faz/toprak ve nötr/toprak arasındaki gürültüyü azaltır.
Common-mode choke: Hem dışarıdan gelen hem PSU’nun ürettiği yüksek frekanslı paraziti boğar.
Bazı güçlü PSU’larda ek seri filtre bobinleri bulunabilir.
- Inrush akımı sınırlayan NTC termistör -
Filtrelemeden sonra genelde bir NTC termistör bulunur.
Bu eleman, PSU açıldığında devasa kapasitelere hücum eden ilk akımı sınırlamak için kullanılır.
Soğukken yüksek dirençlidir - koruma sağlar.
Isınınca düşük dirençlidir - verimlilik artırır.
Ekstra kalite ayrımı: Röle bypass sistemi
Üst seviye güç kaynaklarında, PSU stabil çalışmaya başladıktan sonra termistörü devreden çıkaran bir röle bulunur.
Bu sayede:
Termistör gereksiz ısınmaz,
Sıcak yeniden başlatmalarda sorun çıkmaz,
Verimlilik bir miktar yükselir.
Daha düşük kalite PSU’larda bu işlem çoğunlukla basit bir diyot ile yapılabil,iyor. Güç kaynağınız açılıp, kapanırken "Tık" şeklinde bir ses çıkarıyorsa çok yüksek ihtimalle içerisinde bir röle vardır. Röle elektromanyetik alanı kullanıp bir metal çuğu çeker ve bu şekilde o meşhur "tık" sesi ortaya çıkar.
2) Köprü Doğrultucu (Bridge Rectifier) – AC’yi DC’ye Çeviren Kat
AC giriş hattından ve EMI/transient filtrelerinden geçen enerji artık PSU’nun ana devrelerine ulaşmaya hazır hâle gelmiştir.
Ancak hâlâ dalgalı ve AC formunda bir gerilim var yani bilgisayar bileşenlerinin anlayabileceği temiz DC hâline çevrilmesi lazım.
İşte bu iş için köprü doğrultucu kullanılıyor.
Köprü Doğrultucu Nedir?
Alıntıyı görüntüle
Köprü doğrultucu, dört adet diyotun belirli bir düzenekle bağlanmasıyla oluşur. Temel görevi:
AC gerilimi tek yönde akacak şekilde “doğrultmak”
Alternatif akımı (sinüs dalgasını) dalgalı DC’ye çevirmek
Eğer 230V girişi varsa, köprü doğrultucunun DC çıkışı 2x230=325.27VDC olur. Bu değer tepe değeri oluyor ve Bir bridge rectifier seçilirken önemli bir değer.
3) PFC Devresi (aktif / pasif / yok)
PFC Nedir?
PFC = Power Factor Correction - Güç faktörü düzeltme devresi.
Amaç: Şebekeden çekilen akımı “sinüse yakın” hale getirerek reaktif gücü azaltmak, verimi yükseltmek, gereksiz akım çekimini düşürmek ve harmonikleri azaltmak.
Güç Faktörü (PF) = Gerçek Güç / Görünür Güç
PF=1’e yaklaştıkça elektrik daha “temiz” ve verimli kullanılır.
Bir güç kaynağının şebekeden nasıl elektrik çektiğini belirleyen şey aslında PFC devresidir. Bu devre olayı kabaca şöyle düşünün: Şebekeden gelen elektrik dalgası bir ritim tutuyor, PSU da o ritme ayak uydurmaya çalışıyor. PFC ne kadar iyiyse, PSU o ritme o kadar düzgün uyuyor. Ritme uyamazsa hem daha fazla akım çekiyor hem de ortama gereksiz gürültü yayıyor, yani şebekeyi kirletiyor. İşte APFC, PPFC ve PFC’siz sistemler arasındaki fark tam burada ortaya çıkıyor.
APFC dediğimiz şey, bu işin en modern ve en akıllı versiyonu. İçinde özel bir kontrol entegresi, büyük bir bobin ve yüksek hızlı MOSFET ve boost diyot var. Bu ekip birlikte çalışıp PSU’nun çektiği akımı düzeltiyor, sinüse benzetiyor. Yani PSU, şebekenin ritmine neredeyse birebir uyuyor. Bunun sonucu ne? Şebekeden gereksiz akım çekmiyor, UPS’lerle daha uyumlu oluyor, verim yükseliyor, harmonikler düşüyor. En önemlisi de güç faktörü neredeyse 1’e ulaşıyor. Bugün kaliteli PSU’larda APFC görmek artık standart hâline geldi. Hatta giriş voltajının 110 - 230V arasında geniş aralıkta çalışabilmesinin sebebi de yine bu APFC devresi.
PPFC tarafında işler daha eski kafa. Eskiden PSU’larda girişin hemen ardından kocaman bir toroidal bobin olurdu. Bu bobin akımı biraz yumuşatırdı ama APFC kadar akıllı değildi. Sadece tek başına durur, akım dalgasındaki sivri köşeleri törpülerdi. Böylece güç faktörü biraz yükselirdi ama çok değil. PF genellikle 0.75–0.85 civarında kalırdı. Yani fena değil ama günümüz standartlarına göre yeterli de değil. Ayrıca PPFC PSU’lar genelde sadece 230V giriş için tasarlanırdı; dünya çapında uyumluluk pek yoktu. Ağır olmaları da cabası. Yine de bozulması zor, dayanıklı ve basit oldukları için zamanında çok kullanıldılar. Genelde bu tasarımı kullanan güç kaynaklarının arkasında bir adet switch görebilirsiniz. O switch PSU'nun giriş voltajını değiştirmeye yarar. Güncel PSU'lar bunu otomatik olarak yaparken PPFC'li güç kaynaklarının bir çoğu bunu yapamaz.
Gelelim PFC’siz PSU’lara… Bunlar işin tamamen ucuzcu kısmı. İçinde PFC devresi yok, bobin yok, MOSFET yok; hiçbir şey yok. Köprü doğrultucuya AC gelir, sonrasında direkt yoluna devam eder. PSU da bu ham akımı olduğu gibi çeker. Sonuç? Kuvvetli harmonikler, düşük güç faktörü, kirli bir akım, verimsiz kullanım. Şebekeden gereksiz akım çekerek hem kendini hem çevresindeki cihazları olumsuz etkiler. Bu tarz PSU’larda genelde “PFC bobini için ayrılmış boş yer + bobinin yerine lehimle atılmış kısa devre köprüsü” görürsünüz. Bu, üreticinin maliyeti kısmak için attığı klasik bir numara. Etikete 500W yazıp gerçekte 200W bile veremeyen çakma güç kaynaklarının büyük bölümü PFC’sizdir. Kısacası modern bir sistemde kesinlikle uzak durmak lazım. Elinizde varsada değiştirin.
Amaç: Şebekeden çekilen akımı “sinüse yakın” hale getirerek reaktif gücü azaltmak, verimi yükseltmek, gereksiz akım çekimini düşürmek ve harmonikleri azaltmak.
Güç Faktörü (PF) = Gerçek Güç / Görünür Güç
PF=1’e yaklaştıkça elektrik daha “temiz” ve verimli kullanılır.
Bir güç kaynağının şebekeden nasıl elektrik çektiğini belirleyen şey aslında PFC devresidir. Bu devre olayı kabaca şöyle düşünün: Şebekeden gelen elektrik dalgası bir ritim tutuyor, PSU da o ritme ayak uydurmaya çalışıyor. PFC ne kadar iyiyse, PSU o ritme o kadar düzgün uyuyor. Ritme uyamazsa hem daha fazla akım çekiyor hem de ortama gereksiz gürültü yayıyor, yani şebekeyi kirletiyor. İşte APFC, PPFC ve PFC’siz sistemler arasındaki fark tam burada ortaya çıkıyor.
APFC dediğimiz şey, bu işin en modern ve en akıllı versiyonu. İçinde özel bir kontrol entegresi, büyük bir bobin ve yüksek hızlı MOSFET ve boost diyot var. Bu ekip birlikte çalışıp PSU’nun çektiği akımı düzeltiyor, sinüse benzetiyor. Yani PSU, şebekenin ritmine neredeyse birebir uyuyor. Bunun sonucu ne? Şebekeden gereksiz akım çekmiyor, UPS’lerle daha uyumlu oluyor, verim yükseliyor, harmonikler düşüyor. En önemlisi de güç faktörü neredeyse 1’e ulaşıyor. Bugün kaliteli PSU’larda APFC görmek artık standart hâline geldi. Hatta giriş voltajının 110 - 230V arasında geniş aralıkta çalışabilmesinin sebebi de yine bu APFC devresi.
PPFC tarafında işler daha eski kafa. Eskiden PSU’larda girişin hemen ardından kocaman bir toroidal bobin olurdu. Bu bobin akımı biraz yumuşatırdı ama APFC kadar akıllı değildi. Sadece tek başına durur, akım dalgasındaki sivri köşeleri törpülerdi. Böylece güç faktörü biraz yükselirdi ama çok değil. PF genellikle 0.75–0.85 civarında kalırdı. Yani fena değil ama günümüz standartlarına göre yeterli de değil. Ayrıca PPFC PSU’lar genelde sadece 230V giriş için tasarlanırdı; dünya çapında uyumluluk pek yoktu. Ağır olmaları da cabası. Yine de bozulması zor, dayanıklı ve basit oldukları için zamanında çok kullanıldılar. Genelde bu tasarımı kullanan güç kaynaklarının arkasında bir adet switch görebilirsiniz. O switch PSU'nun giriş voltajını değiştirmeye yarar. Güncel PSU'lar bunu otomatik olarak yaparken PPFC'li güç kaynaklarının bir çoğu bunu yapamaz.
Gelelim PFC’siz PSU’lara… Bunlar işin tamamen ucuzcu kısmı. İçinde PFC devresi yok, bobin yok, MOSFET yok; hiçbir şey yok. Köprü doğrultucuya AC gelir, sonrasında direkt yoluna devam eder. PSU da bu ham akımı olduğu gibi çeker. Sonuç? Kuvvetli harmonikler, düşük güç faktörü, kirli bir akım, verimsiz kullanım. Şebekeden gereksiz akım çekerek hem kendini hem çevresindeki cihazları olumsuz etkiler. Bu tarz PSU’larda genelde “PFC bobini için ayrılmış boş yer + bobinin yerine lehimle atılmış kısa devre köprüsü” görürsünüz. Bu, üreticinin maliyeti kısmak için attığı klasik bir numara. Etikete 500W yazıp gerçekte 200W bile veremeyen çakma güç kaynaklarının büyük bölümü PFC’sizdir. Kısacası modern bir sistemde kesinlikle uzak durmak lazım. Elinizde varsada değiştirin.
4) Bulk Kapasitör (Ana Kapasitör)
Bir güç kaynağının içindeki en önemli parçaların başında bulk kapasitör, yani ana giriş kapasitörü gelir. Bu kapasitör, köprü doğrultucudan sonra gelen DC’yi yaklaşık 400–420V seviyesinde depolar. Aslında PSU’nun kalbi gibi davranır; çünkü PFC devresinin çıkışındaki tüm enerji önce burada toplanır, sonrasında diğer dönüştürücülere dağıtılır. Bu kapasitör ne kadar kaliteli olursa, PSU’nun hem kararlılığı hem de ömrü o kadar yüksek olur. “PSU ömrünü belirleyen şey nedir?” diye sorulduğunda, cevap çoğu zaman “bulk kapasitör ve çıkış kapasitörlerinin kalitesi” derler değil mi?
Kapasitörlerin ömrü, üstünde yazan yıllarla değil, içindeki elektrolitin ne kadar yavaş bozulduğu ile ölçülüyor. Kalitesiz kapasitörlerde elektrolit zamanla kurur, ESR yükselir, kapasite düşer. Bu olduğunda PSU’ya binen yük aynı kalır ama kapasitör artık bunu taşıyamaz; voltaj dalgalanmaları büyür, MOSFET’lere binen stres artar ve sonunda ya PSU stabilitesini kaybeder ya da tamamen arızalanır.
Patlamış kapasitör örneği.
Kapasitörün mm değeri, yani fiziksel boyutu da aslında bir kalite göstergesidir. Daha büyük kapasitör, daha büyük yüzey alanı, daha çok elektrolit ve daha düşük stres anlamına gelir. Mesela aynı 400V 390µF iki kapasitör düşünün: biri 22mm, diğeri 30mm çapında. Boyut olarak büyük olan genelde daha yüksek ripple akımı taşır, daha az ısınır ve daha uzun ömürlü olur.
Ripple akımı, kapasitörün içinde “titreşim” gibi davranan AC bileşenidir. Kapasitörün kaldırabileceği ripple akımı ne kadar yüksekse, PSU’nun yük altındaki kararlılığı o kadar artar. Ucuz kapasitörler düşük ripple değerine sahiptir; yüksek akım geçtiğinde ısınır, ömrü kısalır. Rubycon veya NCC gibi markalar ripple konusunda çok daha dayanıklıdır.
ESR, yani Equivalent Series Resistance, kapasitörün iç direnci. Düşük ESR her zaman daha iyi. Çünkü düşük ESR, hem daha az ısı üretir hem de gelen dalgalanmayı daha hızlı süzer. Yüksek ESR ise zamanla fazladan ısı, fazladan dalgalanma ve fazladan stres anlamına geliyor.
Bir de sıcaklık derecesi var. PSU’da kullanılan kapasitörler ya 85°C ya da 105°C sınıfında olur. 105°C kapasitörler sadece daha yüksek sıcaklığa dayanmakla kalmaz; aynı koşullarda 85°C kapasitörün iki katından fazla ömürleri var. İçerideki ısı ne kadar fazlaysa kapasitör o kadar hızlı yaşlanır. Bu yüzden kaliteli PSU’ların neredeyse tamamı 105°C dereceli Japon kapasitör kullanır. Ucuz PSU’larda 85°C ChengX gibi markalar görmek çok yaygın.
Malesef bölüm burada bitiyor. Görüşmek üzere, sağlıcakla kalın
