Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion sendiri terdiri dari tiga macam: AC/DC
Power Supply,DC/DC Converter,dan DC/AC Inverter. Power supply untuk PC sering juga disebut sebagai PSU (power supply unit).
PSU termasuk power conversion AC/DC, Fungsi utamanya mengubah listrik
arus bolak-balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (di Indonesia,
PLN). Menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen
pada PC.
Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi-fungsi berikut ini:
Rectification: konversi input listrik AC menjadi DC.
Voltage Transformation: memberikan keluaran tegangan/voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan.
Filtering: menghasilkan arus listrik DC yang lebih bersih, bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lain.
Regulation: mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga,
tergantung pada tingkatan yang dinginkan, beban daya, dan perubahan
kenaikan temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input.
Isolation: memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber input.
Protection: mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi),
sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering
untuk auto shutdown jika hal ini terjadi.
Idealnya, sebuah power supply dapat menghasilkan output yang bersih,
dengan tegangan output yang konstan terjaga dengan tingkat toleransi
dari tegangan input, beban daya, juga suhu kerja, dengan tingkat
konversi efisiensi 100%.
Konversi AC ke DC
Untuk konversi dari listrik AC ke DC, ada
dua metode yang mungkin digunakan. Pertama dengan linear power suply.
Ini adalah rangkaian AC ke DC yang sangat sederhana.
Setelah listrik AC dari line input
di-step-down oleh transformer, kemudian di jadikan DC secara sederhana
dengan rangkaian empat diode penyearah. Komponen tambahan lain adalah
kapasitor untuk meratakan tegangan. Tambahan komponen yang mungkin
disertakan adalah linear regulation, yang bertugas menjaga tegangan
sesuai yang dinginkan, meski daya output yang dibutuhkan bertambah.
Linear power supply dapat Anda temukan pada DC
power adapter sederhana. Ia memungkinkan untuk diproduksi dengan ongkos
yang minimum. Kelemahan utamanya pada tingkat power conversion dengan
efisiensi yang rendah. Berikutnya adalah dibutuhkanya ukuran transformer
yang besar, untuk daya ampere yang besar. Tingkat efsiensi konversi
yang rendah (sekitar 50%), juga menyebabkannya mengeluarkan panas yang
besar saat beroperasi.
Switching Power Supply
Power
suply untuk PC membutuhkan daya besar, dengan tingkat panas yang minim
dan tegangan yang lebih terjaga. Linear power supply tidak cocok untuk
hal ini. Maka digunakan metode switching power suply. Jauh lebih
kompleks, tapi menawarkan tingkat efisiensi dan daya lebih besar.
Kelebihan utama pada kemampuan mengendalikan tegangan output agar tetap
terjaga. Pulse Width Modulation (PWM) adalah sinyal utama yang
memberikan perintah, untuk mengendalikan tegangan, sekiranya terjadi
perubahan beban pada output. Ia dapat bekerja dalam selang waktu
singkat, hanya dalam hitungan micro second.
Secara sederhana, apa yang terjadi pada power supply adalah
sebagai berikut. Input listrik AC 220V via rectifier (diubah ke DC),
filter (membersihkan dari noise sumber listrik AC). Dimungkinkan juga
ditambah dengan rangkaian PFC (power factor corection). Sejumlah
kapasitor berkapasitas besar juga digunakan untuk lebih meratakan
tegangan. Rangkaian kapasitor ini juga dihubungkan dengan field-efect
transistor (biasanya oleh MOSFET).
Metal-oxide semi conductor field-efect transistor (MOSFET)
terhubung secara serial dengan sisi input transformer berfungsi sebagai
on-of switch. Ia akan mengomunikasikan (fedback) sekiranya terjadi
perubahan daya yang dibutuhkan, berupa sinyal PWM. Contohnya adalah
sebagai berikut, sewaktu jalur 12V DC membutuhkan arus daya 6A saat PC
dengan load normal. Saat bekerja full load, meningkat hingga 8A, ini
akan menyebabkan tegangan output power supply turun. Feedback dikirim ke
sirkuit PWM dengan adanya perubahan tegangan tersebut, yang akan
membuat MOSFET berubah state menjadi on, dan menyampaikan pada sisi
input transformer. Hasil akhirnya, dalam waktu singkat, tegangan output
akan kembali normal (DC 12V).
Switching power supply memiliki frekuensi antara 30 kHz-150 kHz
(bahkan lebih tingi lagi). Selang waktu untuk mengembalikan ke tegangan
yang dinginkan tidak akan lebih dari 33 micro second. Sedangkan dengan
linear power supply, menggunakan frekuensi yang sama dari line AC input
(50 Hz untuk Indonesia).
Dengan Upgrade Power Supply, Apakah Menambah Beban Daya dan Tagihan Listrik?
Banyak penguna PC yang salah kaprah dalam melakukan perkiran
perhitungan daya listrik yang digunakan. Khususnya untuk hubungannya
dengan power supply. Perlu digaris bawahi di sini adalah power supply
tugasnya adalah menyediakan catu daya yang dibutuhkan oleh system.
Artinya, jika power supply yang digunakan memiliki supply daya
500W,sedangkan komponen dalam system hanya membutuhkan catuan daya 350W,
maka daya yang dibutuhkan power supply hanya 350W (dikalikan power
factor).
Menggunakan power supply dengan kemampuan suplai daya yang
lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan daya sangat disarankan. Power
suply yang bekerja (jauh) dibawah suplai daya maksimal dapat bekerja
lebih maksimal, tanpa harus mengeluarkan panas yang berlebihan. Untuk
masalah daya yang dibutuhkan akan sangat berpengaruh dengan power
factor.
Makin rendah power factor, tingkat efisiensi dari power supply juga
semakin rendah. Artinya akan butuh makin banyak input daya untuk
menghasilkan daya yang sama, dibandingkan power supply yang memiliki
power factor yang lebih baik. Karena dalam proses konversi AC ke DC
menjadi lebih efektif, dan makin sedikit daya yang terbuang menjadi
panas. Menggunakan power supply dengan tingkat efisiensi yang baik,
jelas dapat mengurangi pengeluaran.
Berapa Besar Penghematan yang didapat, menggunakan Power Supply dengan Power Factor yang Tinggi?
Sebagian
penguna PC masih memikirkan mahalnya harga power supply yang sudah
mengunakan PFC. PFC termasuk salah satu variabel yang memastikan sebuah
power supply dengan tingkat power factor yang semakin efisien. Selisih
antara power suply dengan PFC dan power supply non-PFC memang cukup
tinggi. Selisih sekitar US $40, dan akan lebih terasa saat dikonversikan
ke mata uang rupiah. Namun jika memperhitungkan penghematan yang
didapatkan, sebetulnya hal ini cukup masuk akal.
Untuk lebih jelasnya akan kami ilustrasikan sebagai berikut:
Power supply A, rated 550W dengan power factor0,74. Artinya untuk dapat
menghasilkan daya sebesar 450 W diperlukan daya input 608,10W.
Katakanlah power supply B dengan PFC, rated 550 W dengan PFC. Efisisensi
power factor 0,82. Untuk menghasilkan daya output sebesar 450W, hanya
akan memerlukan daya input 548,78W. Sampai di sini,terlihat hanya
perbedan sekitar 60W dan mungkin belum memiliki arti apapun.
Katakanlah penggunaan harian PC Anda akan beroperasi selama
rata-rata 8 jam dalam sehari. Jadi dalam satu tahun power supply A akan
membutuhkan daya sebesar 608,10x8x365=1.775.652 Wh atau setara dengan
1.776 kWh. Sedangkan, power supply B hanya akan membutuhkan 548,78 x 8 x
365 = 1.602.437,6 atau dibulatkan menjadi 1.603 kWh. Dalam setahun,
kedua power supply tersebut memiliki selisih daya 173kWh.
Sekarang dikonversi kerupiah. Dengan tarif dasar listrik (TDL),
katakanlah sekitar Rp 500, maka penghematan 173 kWh berarti penghematan
sebesar Rp 86.500. Jika asumsi umur teknis power supply sekitar 5
tahun, tidak kurang selisih penghematan biaya rekening listrik dapat
mencapai Rp 400 ribu. Jumlah nominal yang sama untuk mendapatkan power
supply dengan PFC. Dengan keuntungan, komponen Anda mendapatkan catuan
daya yang lebih baik, panas yang dihasilkan lebih minim dan seterusnya.
Perhitungan ini merupakan perhitungan kasar. Akan berbeda dengan jenis
komponen yang digunakan, lama dan intensitas penggunan dan beberapa
faktor lain yang tidak dipertimbangkan dicontoh ini.
Power Supply Berapa Watt? Seberapa Pentingkah Hal Ini?
Beberapa merk power supply memiliki standar yang berbeda untuk
menyatakan hal ini. Yang paling penting untuk diperhatikan adalah
wattage untuk suhu kerja maksimum. Namun untuk informasi tersebut,
sering tidak disampaikan produsenya.
Kebanyakan menyatakan watage untuk suhu ruangan ( ± 25° C ). Ini hanya
akan terjadi pada saat power supply baru mulai beroperasi. Ketika sudah
beroperasi secara terus menerus, suhu akan meningkat ( ± 40~50° C ). Ini
dapat menurunkan kemampuan wattage hingga 33-50 %, tergantung komponen
yang digunakanya.
Sebaiknya
Anda tidak lagi semata-mata memperhatikan kemampuan watage. Tapi lebih
jeli lagi, melihat watage untuk suhu kerja sesuai dalam penggunaan
nantinya.
Berat Power Supply
Ada
pendapat berat dari power supply akan mempengaruhi kualitasnya.
Layaknya speaker, dikarenakan kemampuan magnet pada driver yang
digunakan. Hal ini tidak tepat diberlakukan untuk power supply pada PC.
Masih masuk akal untuk power supply DC adapter yang lain, dikarenakan
masih ada korelasi dengan berat transformer (yang didominasi oleh
gulungan tembaga), akhirnya menentukan besar kuat arus yang mampu
ditangani.
Berat
power supply memang didominasi transformer. Heatsink untuk mendinginkan
utamanya transistor dan beberapa komponen panas yang lain juga
mendominasi bagian dalam power supply. Tapi, heatsink terbuat dari bahan
alumunium yang sangat ringan.
Sedangkan,
yang sangat menentukan kualitas sebuah power supply lebih pada dua
variabel ini. Desain dan pilihan penggunan komponen di dalamnya.
Keduanya memang secara tidak langsung akan memperngaruhi berat power
supply secara keseluruhan. Namun, bukan seperti pernyatan diatas. Desain
yang berbeda membuat power supply akan menggunakan jenis dan jumlah
komponen yang berbeda. Sebagai contoh transistor. Beratnya tidak akan
lebih dari 1 gram, dengan ukuran standar.
Perbedan
adalah pesifikasi dan merk transistor yang digunakan. Ini tentunya akan
berpengaruh dengan harga. Transistor yang murah, dapat menjalankan
fungsi sebagai (biasanya) switch, namun akan menghasilkan panas yang
lebih banyak dibandingkan transistor high-quality. Akibatnya, transistor
yang lebih panas membutuhkan pendinginan yang lebih baik agar dapat
tetap bekerja dengan normal. Ini juga berlaku untuk diode ataupun IC
power, gabungan dari keduanya. Komponen lain seperti kapasitor, resistor
tidak akan memerlukan heatsink.
Seperti
yang sudah disampaikan, panas juga menjadi masalah tersendiri pada
power supply. Produsen tentunya akan selalu mencoba mencari komponen
seefisien mungkin untuk mengoptimalkan ongkos produksi. Beberapa
produsen mengambil alternatif dengan cara mengunakan komponen yang
murah. Efek sampingnya, komponen ini akan lebih mudah panas. Solusinya
dengan melepas panas yang dihasilkan secepatnya. Dengan luas penampang
heatsink yang bertambah drastis, ataupun aliran udara ekstra. Ingat, ini
bukan menghilangkan panas, hanya memindahkan panas secepatnya dari
power supply.
Solusi
tersebut lebih banyak digunakan, mengingat tambahan heatsink ataupun
fan lebih ekonomis. Setidaknya dibandingkan mengunakan komponen yang
lebih berkualitas dalam power suply. Tentunya ada beberapa efek samping.
Noise fan bertambah untuk mengusir panas. Komponen murah juga memiliki
kecenderungan hanya menghasilkan nilai efisiensi yang rendah, karena
lebih banyak energi yang akan dilepas dalam bentuk panas.
Jadi
ada beberapa petunjuk untuk menilai power supply secara sekilas, meski
tidak 100% akurat. Jumlah fan pendingin yang banyak, bukan lagi pertanda
bagus. Artinya banyak panas yang dihasilkan dan perlu ditanggulangi
dengan fan tersebut. Kabel yang digunakan di dalamnya juga dapat
dijadikan acuan. Nomor kabel menentukan luas penampang atau diameter
kabel yang digunakan (makin besar nomor, makin tipis/sempit), makin
kecil semakin baik. Pada kabel untuk 24 pin power konektor biasanya
digunakan kabel 16 AWG, sedangkan kabel lain menggunakan minimal 18 AWG.
Kualitas konektor di dalam molex
juga perlu diperhatikan. Kebanyakan mengunakan bahan besi. Tapi, yang
paling baik mengunakan bahan ataupun berlapis emas. Tentu saja
gold-plated konektor akan sangat mahal, juga mengingat konektor pada
kebanyakan motherboard juga masih berbahan metal, ini tidak akan
memberikan peningkatan yang berarti.
Macam-macam konektor pada PSU
Konektor untuk Mainboard ada 2 jenis yaitu 20 pin dan 24 pin.
Di bawah ini contoh untuk jenis mainboard dengan 20 pin
Yang ini untuk jenis mainboard dengan 24 pin
Konektor Untuk HDD, CDROM, FAN
Kabel warna kuning ( + 12 Volt )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna merah ( + 5 Volt )
Konektor untuk Floppydisk, LS120, Zipdrives
Kabel warna kuning ( + 12 Volt )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna merah ( + 5 Volt )
Konektor untuk HDD SATA
Kabel warna Orange ( + 3.3 Volt )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna merah ( + 5 Volt )
Kabel warna Hitam ( Ground )
Kabel warna kuning ( + 12 Volt )
