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,…].
+ 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
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. Bạn có thể truy cập vào 1 trong các website sau: //www.extreme.outervision.com/psucalculator.jsp hoặc //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.