Các chế độ bảo vệ nguồn máy tính: Hiểu sao cho đúng

chế độ bảo vệ nguồn máy tính - feature image
Mục lục Nội dung

Nguồn máy tính là thiết bị chuyển đổi nguồn điện phù hợp cho PC, đảm bảo cung cấp điện năng ổn định để hệ thống đạt được hiệu năng tối ưu nhất. Để nguồn máy tính thực hiện tốt những nhiệm vụ trên, các nhà sản xuất đã thiết lập nhiều tiêu chuẩn và chế độ bảo vệ cho thiết bị này. Hãy cùng Jetek tìm hiểu những thông tin liên quan đến các chế độ bảo vệ nguồn máy tính trong bài viết sau đây.

Tín hiệu nguồn tốt hay PWR_OK

Khái niệm

Tín hiệu nguồn tốt hay PWR_OK là một chế độ bảo vệ nguồn máy tính quan trọng, báo hiệu cho bo mạch chủ (motherboard) biết rằng nguồn điện đã ổn định và sẵn sàng cung cấp năng lượng cho các linh kiện khác.

Hoạt động của chế độ bảo vệ nguồn máy tính PWR_OK

Khi nguồn máy tính được bật, nó sẽ tự kiểm tra và chỉ gửi tín hiệu PWR_OK khi các điều kiện trên được đáp ứng. Bo mạch chủ sẽ đợi tín hiệu này trước khi bắt đầu quá trình khởi động hệ thống.

Nếu tín hiệu PWR_OK không xuất hiện hoặc không ổn định, bo mạch chủ sẽ không khởi động hoặc có thể gặp sự cố trong quá trình hoạt động.

Vai trò của PWR_OK

PWR_OK là một chế độ bảo vệ nguồn máy tính quan trọng tuân thủ chuẩn ATX. Tín hiệu này đảm bảo rằng các mức điện áp đầu ra quan trọng (+5V, +3.3V và +12V) đều nằm trong giới hạn cho phép và nguồn điện lưới được lưu trữ đủ để duy trì hoạt động ổn định trong ít nhất 17ms khi đầy tải (hoặc 16ms trong trường hợp mất điện xoay chiều).

PWR_OK được kích hoạt sau một khoảng thời gian trễ ngắn khi nguồn máy tính được bật, cho phép các điện áp đầu ra ổn định trước khi gửi tín hiệu. Thời gian trễ của tín hiệu PWR_OK theo chuẩn ATX phải nhỏ hơn 500ms, lý tưởng nhất là dưới 250ms và không được thấp hơn 100ms. Điều này đảm bảo rằng hệ thống có đủ thời gian để khởi động và ổn định trước khi nhận được tín hiệu PWR_OK, qua đó xác nhận rằng nguồn điện đã sẵn sàng và an toàn cho hoạt động.

Bảo vệ Quá dòng (OCP – Over Current Protection)

Khái niệm

Chế độ bảo vệ nguồn máy tính OCP là một cơ chế bảo vệ tích hợp nhằm đảm bảo an toàn cho các linh kiện bên trong máy tính và ngăn chặn các thiệt hại do dòng điện vượt quá mức cho phép.

Over Current Protection (OCP) là một trong những tính năng bảo vệ tiêu chuẩn trong các nguồn máy tính hiện đại. Các nguồn máy tính chất lượng cao thường đi kèm với nhiều cơ chế bảo vệ khác nhau, bao gồm cả OCP, để đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho hệ thống máy tính.

chế độ bảo vệ nguồn máy tính - 1

Vai trò của Bảo vệ Quá dòng đối với nguồn máy tính

Phát hiện quá dòng

OCP theo dõi dòng điện đi qua các đường dây điện của nguồn máy tính. Nếu dòng điện vượt quá mức an toàn đã được thiết lập, OCP sẽ phát hiện sự cố này.

Ngắt nguồn điện

Khi phát hiện quá dòng, chế độ bảo vệ nguồn máy tính OCP sẽ nhanh chóng ngắt nguồn điện để ngăn chặn dòng điện quá tải tiếp tục chạy qua các linh kiện. Điều này giúp bảo vệ các thành phần quan trọng như bo mạch chủ, CPU, GPU, RAM và ổ cứng khỏi bị hư hại.

Ngăn chặn thiệt hại nghiêm trọng

Bằng cách ngắt nguồn điện khi xảy ra quá dòng, OCP giúp ngăn chặn các thiệt hại nghiêm trọng có thể xảy ra, chẳng hạn như cháy nổ hoặc hỏng hóc hoàn toàn các linh kiện điện tử. Điều này cũng giúp tăng tuổi thọ và độ bền của các thiết bị bên trong máy tính.

An toàn cho người dùng

Chế độ bảo vệ nguồn máy tính OCP không chỉ bảo vệ các linh kiện mà còn đảm bảo an toàn cho người dùng bằng cách ngăn chặn các tình huống nguy hiểm có thể xảy ra do quá dòng, chẳng hạn như cháy nổ hoặc điện giật.

Bảo vệ Quá dòng OCP hoạt động như thế nào?

OCP sẽ kích hoạt khi dòng điện trên các đường điện vượt quá một ngưỡng nhất định. Theo tiêu chuẩn ATX 2.2, nếu tải trên mỗi đường điện thử nghiệm đạt hoặc vượt quá 240VA, OCP sẽ can thiệp. Tuy nhiên, tiêu chuẩn ATX 2.31 đã bỏ qua giới hạn này.

Để “lách luật”, một số nhà sản xuất đã tạo ra nhiều đường điện +12V ảo, mỗi đường có định mức 240VA. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, ngưỡng kích hoạt OCP được đặt cao hơn nhiều để chịu được dòng điện đỉnh mà một số linh kiện (như card đồ họa) có thể tiêu thụ.

Cấu tạo của OCP

Để thực hiện chế độ bảo vệ nguồn máy tính OCP, cần có hai thành phần đó là điện trở shunt và IC giám sát hỗ trợ OCP.

Điện trở shunt

Là loại điện trở có giá trị thấp và độ chính xác cao, được sử dụng để đo dòng điện tại các đầu ra của nguồn máy tính. Chúng hoạt động bằng cách tận dụng sụt áp mà dòng điện tạo ra trên điện trở. Bằng cách đếm số lượng điện trở shunt trong khu vực hàn dây +12V của nguồn máy tính, có thể xác định được số lượng đường điện +12V ảo thực sự.

IC giám sát

IC này có nhiệm vụ xử lý tín hiệu điện áp từ điện trở shunt, so sánh với ngưỡng đặt trước và kích hoạt chế độ bảo vệ nguồn máy tính OCP nếu cần thiết.

Lưu ý: Trong một số trường hợp, ban đầu nhà sản xuất thiết kế nguồn máy tính có nhiều đường điện +12V, sau đó chuyển đổi thành thiết bị một đường điện +12V. Khi đó các điện trở shunt có thể được nối tắt lại với nhau.

Bảo vệ Quá Điện áp/Dưới Điện áp (OVP/UVP – Over Voltage/Under Voltage Protection)

Khái niệm

Bảo vệ quá áp (OVP) và dưới điện áp (UVP) là hai chế độ bảo vệ nguồn máy tính quan trọng giúp đảm bảo các linh kiện máy tính tránh khỏi những biến động điện áp nguy hiểm.

OVP (Over Voltage Protection)

Hoạt động

Chế độ bảo vệ nguồn máy tính OVP liên tục giám sát điện áp trên mỗi đường điện. Nó sẽ kích hoạt khi điện áp vượt quá một ngưỡng nhất định.

Theo tiêu chuẩn ATX, mạch cảm biến và mạch tham chiếu của OVP phải được tách biệt hoàn toàn với mạch điều khiển và mạch tham chiếu của bộ điều chỉnh điện áp. Điều này đảm bảo không có điểm lỗi đơn lẻ nào có thể gây ra tình trạng quá áp kéo dài trên bất kỳ đầu ra nào. Nói cách khác, tất cả các nguồn máy tính phải có mạch bảo vệ độc lập và không chỉ dựa vào bộ điều khiển PWM để giám sát điện áp đầu ra.

Ngưỡng kích hoạt OVP

Tiêu chuẩn ATX cung cấp một bảng các giá trị tối thiểu, danh nghĩa và tối đa cho các ngưỡng kích hoạt chế độ bảo vệ nguồn máy tính OVP. Mặc dù tiêu chuẩn có bao gồm cả đường điện 5VSB, nhưng bảo vệ OVP trên đường điện này chỉ được khuyến nghị chứ không bắt buộc.

Lưu ý: Các ngưỡng kích hoạt chế độ bảo vệ nguồn máy tính OVP trong tiêu chuẩn ATX được thiết đặt khá cao. Một nhà sản xuất có thể đặt OVP ở mức 15,6V cho các đường điện +12V mà vẫn tuân thủ tiêu chuẩn. Tuy nhiên, điện áp 15,6V chạy qua các linh kiện hệ thống của bạn có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng.

UVP (Under Voltage Protection)

Hoạt động

Chế độ bảo vệ nguồn máy tính UVP cũng có nguyên lý hoạt động tương tự như OVP. Nhưng khác với OVP, nó sẽ kích hoạt khi điện áp giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định. Tuy nhiên, UVP là tùy chọn không bắt buộc của chế độ bảo vệ nguồn máy tính, vì không được đề cập trong tiêu chuẩn ATX.

Ngưỡng kích hoạt UVP

Vì các ngưỡng kích hoạt chế độ bảo vệ nguồn máy tính UVP không được đề cập trong tiêu chuẩn ATX nên các nhà sản xuất nguồn máy tính có thể tự do thiết đặt ngưỡng của riêng mình.

Tóm lại, OVP/UVP là nhưnngx tính năng bảo vệ của nguồn máy tính. Bộ nguồn sẽ tự tắt để tránh bất kỳ thiệt hại nào khi giá trị điện áp vượt qua hoặc thấp hơn một mức định sẵn. OVP và UVP đảm bảo nguồn điện luôn hoạt động trong phạm vi an toàn, từ đó bảo vệ các linh kiện máy tính của bạn khỏi hư hỏng.

Các thành phần cơ bản của mạch OVP và UVP trong nguồn máy tính

Mạch cảm biến điện áp (Voltage Sense Circuitry)

  • Điện trở phân áp (Voltage Divider): Giảm điện áp đầu ra của nguồn xuống một mức an toàn để đưa vào mạch so sánh.
  • Bộ lọc (Filter): Loại bỏ nhiễu và gợn sóng từ điện áp đầu ra trước khi đưa vào mạch so sánh.
  • Bộ khuếch đại (Amplifier): Khuếch đại tín hiệu điện áp từ bộ lọc để dễ dàng so sánh.

Mạch so sánh (Comparator)

  • Bộ so sánh điện áp (Voltage Comparator): So sánh điện áp cảm biến được khuếch đại với một điện áp tham chiếu (reference voltage) được thiết lập sẵn.
  • Mạch tham chiếu (Reference Circuit): Tạo ra một điện áp tham chiếu ổn định và chính xác để so sánh với điện áp cảm biến.

Mạch điều khiển (Control Circuit)

  • Mạch logic (Logic Circuit): Xử lý tín hiệu đầu ra từ bộ so sánh để đưa ra quyết định có kích hoạt bảo vệ hay không.
  • Mạch điều khiển đóng ngắt (Shutdown Control Circuit): Ngắt nguồn điện khi điện áp vượt quá hoặc dưới ngưỡng cho phép.

Các thành phần phụ trợ khác

  • Điện trở (Resistors): Sử dụng trong mạch phân áp, mạch tham chiếu và mạch điều khiển.
  • Tụ điện (Capacitors): Sử dụng trong bộ lọc để ổn định điện áp.
  • Diode: Sử dụng để bảo vệ mạch khỏi điện áp ngược.
  • Transistor: Sử dụng trong mạch điều khiển đóng ngắt.

Một số lưu ý

  • Cấu trúc cụ thể của mạch OVP/UVP có thể khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất và thiết kế của nguồn máy tính.
  • Một số nguồn máy tính có thể tích hợp OVP và UVP vào cùng một mạch, trong khi một số khác có thể sử dụng các mạch riêng biệt.
  • Ngoài các thành phần cơ bản trên, mạch OVP/UVP còn có thể bao gồm các thành phần khác như cầu chì, rơ le hoặc các linh kiện bảo vệ khác.

chế độ bảo vệ nguồn máy tính - 2

Bảo vệ Quá Công suất (OPP – Over Power Protection)

Khái niệm

Bảo vệ quá công suất (OPP) là một cơ chế an toàn quan trọng trong bộ nguồn máy tính. Chế độ bảo vệ nguồn máy tính này được thiết kế để bảo vệ thiết bị và các linh kiện khác khỏi bị hư hỏng do quá tải.

OPP hoạt động như thế nào?

OPP sẽ kích hoạt khi công suất của nguồn máy tính vượt quá công suất định mức tối đa của nó. Thông thường, các nhà sản xuất sẽ cho phép một khoảng dư nhất định để nguồn máy tính có thể hoạt động quá tải trong một thời gian ngắn. Do đó, ngưỡng kích hoạt OPP thường được đặt cao hơn công suất định mức từ 50 đến 100W, thậm chí có thể cao hơn trong một số trường hợp.

Đối với nguồn máy tính một đường điện +12V, chế độ bảo vệ quá dòng (OCP) thường không có ý nghĩa. Khi đó chế độ bảo vệ quá công suất OPP sẽ đảm nhận vai trò của OCP, cụ thể là tắt nguồn máy tính nếu đường điện +12V bị quá tải.

Tầm quan trọng của OPP

OPP là một tính năng bảo vệ quan trọng giúp ngăn ngừa hư hỏng nguồn máy tính và các linh kiện khác do quá tải. Khi chế độ bảo vệ nguồn máy tính OPP kích hoạt, thiết bị sẽ tự động tắt để bảo vệ chính nó cũng như các thiết bị khác không bị hư hỏng do nhiệt độ quá cao hoặc dòng điện quá lớn.

Một số lưu ý về chế độ bảo vệ nguồn máy tính OPP

  • OPP không phải là một tính năng bắt buộc, nhưng nó rất được khuyến khích để đảm bảo an toàn cho hệ thống.
  • Nếu nguồn máy tính mà bạn sử dụng không được trang bị OPP, bạn nên cẩn thận tránh để PC tiêu thụ quá nhiều điện năng.
  • Bạn có thể kiểm tra công suất định mức của nguồn máy tính được in trên nhãn dán của thiết bị.

Tóm lại, OPP là một chế độ bảo vệ nguồn máy tính quan trọng giúp đảm bảo an toàn cho nguồn máy tính cũng như các linh kiện PC khác. Nếu bạn đang tìm mua một bộ nguồn mới, hãy chắc chắn rằng nó có tính năng OPP.

Bảo vệ Quá nhiệt (OTP – Over Temperature Protection)

Khái niệm

Bảo vệ quá nhiệt (OTP) là một cơ chế an toàn quan trọng trong bộ nguồn máy tính. Chế độ bảo vệ nguồn máy tính này có tác dụng ngăn chặn các hư hỏng do nhiệt độ quá cao – một nguyên nhân thường gặp dẫn đến sự cố và giảm tuổi thọ của nguồn.

Cơ chế hoạt động của chế độ bảo vệ nguồn máy tính OTP

Thông thường, trong các bộ nguồn máy tính có trang bị OTP thường có một thermistor (điện trở nhiệt) được gắn vào tản nhiệt phụ (đi kèm với tản nhiệt chính được sử dụng bởi bộ điều khiển quạt). Điện trở này có nhiệm vụ thông báo cho mạch bảo vệ về nhiệt độ của tản nhiệt. Nếu nhiệt độ vượt quá ngưỡng cho phép, nguồn máy tính sẽ tự động tắt để tránh các sự cố gây hư hỏng thiết bị.

Nguyên nhân của tình trạng nguồn máy tính quá nhiệt có thể là do thiết bị hoạt động quá tải hoặc quạt làm mát bị hỏng. Khi đó, chế độ bảo vệ nguồn máy tính OTP sẽ can thiệp kịp thời để bảo vệ khỏi những tác động tiêu cực này.

Các phương án thay thế khi nguồn máy tính không có OTP

Trong một số trường hợp, do hầu hết các IC giám sát hiện nay không hỗ trợ OTP nên tính năng này có thể được thực hiện thông qua các phương pháp khác. Ví dụ một biện pháp bảo vệ khác có thể được kích hoạt khi phát hiện nhiệt độ vượt quá mức cho phép bên trong nguồn máy tính.

Tầm quan trọng của cơ chế Bảo vệ Quá nhiệt OTP

Mặc dù không phải tất cả nguồn máy tính đều được trang bị OTP, nhưng nó vẫn là một trong những tính năng bảo vệ quan trọng nhất đối với bất kỳ thiết bị nào. Bảo vệ quá nhiệt giúp kéo dài tuổi thọ của nguồn, đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị và ngăn ngừa các sự cố nghiêm trọng do quá nhiệt.

Bảo vệ Chạm tải (SCP – Short Circuit Protection)

Khái niệm

Bảo vệ ngắn mạch (SCP) là một tính năng an toàn quan trọng không thể thiếu trong các bộ nguồn máy tính hiện đại. SCP hoạt động như một bộ phận bảo vệ, liên tục giám sát các đường điện đầu ra của PSU. Nếu chế độ bảo vệ nguồn máy tính này phát hiện trở kháng (độ cản trở dòng điện) nhỏ hơn 0,1Ω (có dấu hiệu ngắn mạch), nó sẽ ngay lập tức tắt nguồn để ngăn chặn hư hỏng hoặc thậm chí là cháy nổ nguồn điện.

Cơ chế hoạt động của SCP

SCP hoạt động bằng cách đo trở kháng trên các đường điện đầu ra. Khi có hiện tượng ngắn mạch xảy ra, trở kháng sẽ giảm xuống rất thấp, SCP sẽ nhận diện được tình huống nguy hiểm này và ngắt nguồn điện ngay lập tức.

Theo tiêu chuẩn ATX 2.31, mỗi đường điện +12V nên có một mạch Bảo vệ Chạm tải riêng biệt. Chế độ này giúp đảm bảo an toàn tối đa cho hệ thống, ngay cả khi chỉ có một đường điện bị ngắn mạch.

Tầm quan trọng của SCP

Chế độ bảo vệ nguồn máy tính SCP đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ thiết bị cũng như các linh kiện khác khỏi những hư hỏng nghiêm trọng do ngắn mạch. Tình trạng ngắn mạch là nguyên nhân gây ra quá dòng, quá nhiệt, thậm chí là cháy nổ, đe dọa sự an toàn của toàn bộ hệ thống điện. SCP giúp ngăn chặn những sự cố này bằng cách ngắt nguồn điện một cách kịp thời.

Trong hầu hết các bộ nguồn máy tính hiện đại, đặc biệt của các thương hiệu uy tín, đều được trang bị chế độ Bảo vệ Chạm tải SCP. Đây là một tính năng không thể thiếu để đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho nguồn máy tính cũng như toàn bộ hệ thống PC của bạn.

chế độ bảo vệ nguồn máy tính - 3

Kết luận

Nguồn máy tính không chỉ đơn thuần là bộ phận cung cấp năng lượng, mà nó còn được ví như trái tim của toàn bộ hệ thống PC. Để đảm bảo cho thiết bị này hoạt động ổn định và bền bỉ, các chế độ bảo vệ nguồn máy tính như OCP, OVP/UVP, OPP, OTP và SCP đóng vai trò như những “vệ sĩ thầm lặng”, sẵn sàng ứng phó với mọi tình huống bất trắc.

Mỗi chế độ có một chức năng riêng. Chúng không chỉ đảm bảo an toàn cho bộ nguồn mà còn cho toàn bộ hệ thống máy tính. Nếu bạn muốn PC của mình hoạt động ngon lành, đạt hiệu năng cao, đừng ngại đầu tư mua một bộ nguồn máy tính chất lượng với đầy đủ các chế độ bảo vệ. Đặc biệt, bạn hãy chọn những sản phẩm đến từ những thương hiệu uy tín trên thị trường như nguồn máy tính Jetek. Đó là sự lựa chọn thông minh, giúp bạn yên tâm sử dụng máy tính trong thời gian dài mà không lo lắng về các sự cố bất ngờ.