Účinnost počítačových zdrojů. Výběr napájecího zdroje pro váš počítač. Charakteristiky napájení

💖 Líbí se vám? Sdílejte odkaz se svými přáteli

Úvod

Nedílnou součástí každého počítače je napájecí zdroj. Je to stejně důležité jako zbytek počítače. Zároveň je nákup napájecího zdroje poměrně vzácný, protože dobrý napájecí zdroj může poskytnout energii několika generacím systémů. Vzhledem k tomu všemu je třeba brát nákup napájecího zdroje velmi vážně, protože osud počítače je přímo závislý na výkonu napájecího zdroje.

Pro realizaci galvanického oddělení stačí vyrobit transformátor s potřebným vinutím. Napájení počítače ale vyžaduje hodně energie, zvláště u moderních počítačů. Pro napájení počítače by se musel vyrobit transformátor, který by byl nejen rozměrově velký, ale i hodně vážil. S rostoucí frekvencí napájecího proudu transformátoru je však pro vytvoření stejného magnetického toku zapotřebí méně závitů a menší průřez magnetického jádra. U napájecích zdrojů postavených na bázi měniče je frekvence napájecího napětí transformátoru 1000krát i vícekrát vyšší. To vám umožní vytvořit kompaktní a lehké napájecí zdroje.

Nejjednodušší pulzní napájecí zdroj

Podívejme se na blokové schéma jednoduchého spínaného zdroje, který je základem všech spínaných zdrojů.

Blokové schéma spínaného zdroje.

První blok převádí střídavé síťové napětí na stejnosměrné. Takový převodník se skládá z diodového můstku usměrňujícího střídavé napětí a kondenzátoru, který vyhlazuje vlnění usměrněného napětí. Tato krabička obsahuje i další prvky: filtry síťového napětí z vlnek generátoru impulzů a termistory pro vyhlazení proudového rázu v okamžiku zapnutí. Tyto prvky však mohou být vynechány, aby se ušetřily náklady.

Dalším blokem je pulzní generátor, který generuje pulzy o určité frekvenci, které napájí primární vinutí transformátoru. Frekvence generujících impulsů různých napájecích zdrojů je různá a leží v rozmezí 30 - 200 kHz. Transformátor plní hlavní funkce zdroje: galvanické oddělení od sítě a snížení napětí na požadované hodnoty.

Střídavé napětí přijímané z transformátoru je přeměněno dalším blokem na stejnosměrné napětí. Blok se skládá z napěťových usměrňovacích diod a zvlnění filtru. V tomto bloku je vlnový filtr mnohem složitější než v prvním bloku a skládá se ze skupiny kondenzátorů a tlumivky. Aby výrobci ušetřili peníze, mohou instalovat malé kondenzátory a také tlumivky s nízkou indukčností.

První spínaný zdroj byl push-pull nebo jednocyklový měnič. Push-pull znamená, že proces generování se skládá ze dvou částí. V takovém převodníku se dva tranzistory postupně otevírají a zavírají. V souladu s tím se v měniči s jedním koncem otevírá a zavírá jeden tranzistor. Obvody push-pull a jednocyklových měničů jsou uvedeny níže.

Schematické schéma převodníku.

Podívejme se blíže na prvky obvodu:

    X2 - konektor napájecího obvodu.

    X1 je konektor, ze kterého je odstraněno výstupní napětí.

    R1 je odpor, který nastavuje počáteční malé předpětí na klávesách. Je to nutné pro stabilnější rozběh oscilačního procesu v měniči.

    R2 je odpor, který omezuje proud báze na tranzistorech, což je nezbytné pro ochranu tranzistorů před vyhořením.

    TP1 - Transformátor má tři skupiny vinutí. První výstupní vinutí generuje výstupní napětí. Druhé vinutí slouží jako zátěž pro tranzistory. Třetí generuje řídicí napětí pro tranzistory.

V počátečním okamžiku zapnutí prvního obvodu je tranzistor mírně otevřený, protože Přes rezistor R1 je na bázi přivedeno kladné napětí. Mírně otevřeným tranzistorem protéká proud, který také prochází vinutím II transformátoru. Proud procházející vinutím vytváří magnetické pole. Magnetické pole vytváří napětí ve zbývajících vinutích transformátoru. Tím se na vinutí III vytvoří kladné napětí, které tranzistor ještě více otevře. Proces pokračuje, dokud tranzistor nedosáhne saturačního režimu. Režim saturace se vyznačuje tím, že jak se zvyšuje přivedený řídicí proud do tranzistoru, výstupní proud zůstává nezměněn.

Protože napětí ve vinutí je generováno pouze v případě změny magnetického pole, jeho zvýšení nebo snížení, nepřítomnost zvýšení proudu na výstupu tranzistoru proto povede ke zmizení emf ve vinutí II a III. Ztráta napětí ve vinutí III povede ke snížení stupně otevření tranzistoru. A výstupní proud tranzistoru se sníží, proto se sníží magnetické pole. Snížením magnetického pole vznikne napětí opačné polarity. Záporné napětí ve vinutí III začne tranzistor ještě více uzavírat. Proces bude pokračovat, dokud magnetické pole úplně nezmizí. Když magnetické pole zmizí, zmizí i záporné napětí ve vinutí III. Proces se začne znovu opakovat.

Push-pull převodník funguje na stejném principu, ale rozdíl je v tom, že jsou zde dva tranzistory a ty se postupně otevírají a zavírají. To znamená, že když je jeden otevřený, druhý je zavřený. Zapojení push-pull měniče má velkou výhodu využití celé hysterezní smyčky magnetického vodiče transformátoru. Použití pouze jedné části hysterezní smyčky nebo magnetizace pouze v jednom směru vede k mnoha nežádoucím efektům, které snižují účinnost převodníku a zhoršují jeho výkon. Proto se všude obecně používá převodníkový obvod push-pull s transformátorem s fázovým posunem. V obvodech, kde je potřeba jednoduchost, malé rozměry a nízký výkon, se stále používá jednocyklový obvod.

Zdroje ve formátu ATX bez korekce účiníku

Výše diskutované převodníky, i když jsou kompletní zařízení, jsou v praxi nepohodlné. Frekvence měniče, výstupní napětí a mnoho dalších parametrů „float“, mění se v závislosti na změnách: napájecího napětí, výstupního zatížení měniče a teploty. Pokud však tlačítka ovládají ovladač, který by mohl provádět stabilizaci a různé doplňkové funkce, můžete obvod použít k napájení zařízení. Napájecí obvod využívající PWM regulátor je poměrně jednoduchý a obecně se jedná o pulzní generátor postavený na PWM regulátoru.

PWM - pulzně šířková modulace. Umožňuje upravit amplitudu signálu procházejícího filtrem LPF (dolní propust) změnou doby trvání nebo pracovního cyklu pulzu. Hlavními výhodami PWM jsou vysoká účinnost výkonových zesilovačů a velké aplikační možnosti.

Schéma jednoduchého zdroje s PWM regulátorem.

Tento napájecí obvod má nízký výkon a jako klíč používá tranzistor s efektem pole, což umožňuje zjednodušit obvod a zbavit se dalších prvků potřebných k ovládání tranzistorových spínačů. Ve zdrojích vysokého výkonu má PWM regulátor ovládací prvky („Driver“) pro výstupní spínač. IGBT tranzistory se používají jako výstupní spínače ve zdrojích vysokého výkonu.

Síťové napětí v tomto obvodu je převedeno na stejnosměrné napětí a přivedeno přes spínač do prvního vinutí transformátoru. Druhé vinutí slouží k napájení mikroobvodu a generování zpětnovazebního napětí. PWM regulátor generuje impulsy s frekvencí, která je nastavena RC řetězcem připojeným k noze 4. Impulzy jsou přiváděny na vstup spínače, který je zesiluje. Doba trvání impulsů se liší v závislosti na napětí na větvi 2.

Uvažujme skutečný napájecí obvod ATX. Má mnohem více prvků a jsou v něm přítomna přídavná zařízení. Napájecí obvod je konvenčně rozdělen na hlavní části červenými čtverci.

Napájecí obvod ATX o výkonu 150-300W.

Pro napájení řídicího čipu a také pro generování pohotovostního napětí +5, které využívá počítač při jeho vypnutí, je v obvodu další převodník. Ve schématu je označen jako blok 2. Jak vidíte, je vyroben podle obvodu jednocyklového měniče. Druhý blok také obsahuje další prvky. V podstatě se jedná o řetězce pro pohlcování napěťových rázů, které generuje měničový transformátor. Mikroobvod 7805 - stabilizátor napětí generuje z usměrněného napětí převodníku pohotovostní napětí +5V.

V jednotce generující napětí v pohotovostním režimu jsou často instalovány nekvalitní nebo vadné součástky, což způsobuje snížení frekvence měniče do zvukového rozsahu. V důsledku toho se ze zdroje ozve skřípavý zvuk.

Vzhledem k tomu, že zdroj je napájen ze sítě 220V AC a převodník potřebuje napájení stejnosměrným napětím, musí být napětí převedeno. První blok usměrňuje a filtruje střídavé síťové napětí. Tento blok obsahuje také filtr proti rušení generovanému samotným napájecím zdrojem.

Třetím blokem je regulátor TL494 PWM. Provádí všechny hlavní funkce napájecího zdroje. Chrání napájecí zdroj před zkraty, stabilizuje výstupní napětí a generuje PWM signál pro ovládání tranzistorových spínačů, které jsou zatíženy transformátorem.

Čtvrtý blok tvoří dva transformátory a dvě skupiny tranzistorových spínačů. První transformátor generuje řídicí napětí pro výstupní tranzistory. Protože regulátor TL494 PWM generuje signál s nízkým výkonem, první skupina tranzistorů tento signál zesiluje a předává jej prvnímu transformátoru. Druhá skupina tranzistorů, neboli výstupní, jsou naloženy na hlavním transformátoru, který generuje hlavní napájecí napětí. Tento složitější obvod ovládání výstupního spínače byl použit z důvodu složitosti ovládání bipolárních tranzistorů a ochrany PWM regulátoru před vysokým napětím.

Pátý blok tvoří Schottkyho diody, které usměrňují výstupní napětí transformátoru, a dolní propust (LPF). Dolní propust se skládá z elektrolytických kondenzátorů značné kapacity a tlumivek. Na výstupu dolní propusti jsou rezistory, které jej zatěžují. Tyto odpory jsou nezbytné k zajištění toho, aby kapacita zdroje nezůstala po vypnutí nabitá. Na výstupu z usměrňovače síťového napětí jsou také odpory.

Zbývající prvky nezakroužkované v bloku jsou řetězce, které tvoří „servisní signály“. Tyto řetězce chrání napájecí zdroj před zkraty nebo monitorují stav výstupních napětí.

ATX zdroj 200W.

Nyní se podívejme, jak jsou prvky umístěny na desce plošných spojů 200W zdroje. Obrázek ukazuje:

    Kondenzátory, které filtrují výstupní napětí.

    Místo nepřipájených filtračních kondenzátorů výstupního napětí.

    Induktory, které filtrují výstupní napětí. Větší cívka neplní pouze roli filtru, ale funguje také jako feromagnetický stabilizátor. To umožňuje mírně snížit napěťovou nerovnováhu, když je zatížení různých výstupních napětí nerovnoměrné.

    Stabilizační čip WT7520 PWM.

    Radiátor, na kterém jsou instalovány Schottkyho diody pro napětí +3,3V a +5V a pro napětí +12V jsou obyčejné diody. Je třeba poznamenat, že často, zejména u starších zdrojů, jsou na stejném radiátoru umístěny další prvky. Jedná se o prvky stabilizace napětí +5V a +3,3V. V moderních zdrojích jsou na tomto zářiči umístěny pouze Schottkyho diody pro všechna hlavní napětí nebo tranzistory s efektem pole, které se používají jako usměrňovací prvek.

    Hlavní transformátor, který generuje všechna napětí a také galvanické oddělení od sítě.

    Transformátor, který generuje řídicí napětí pro výstupní tranzistory měniče.

    Transformátor generující pohotovostní napětí +5V.

    Radiátor, na kterém jsou umístěny výstupní tranzistory měniče, a také tranzistor měniče, který generuje pohotovostní napětí.

    Filtrační kondenzátory síťového napětí. Nemusí být dva. Pro vytvoření bipolárního napětí a vytvoření středního bodu jsou instalovány dva kondenzátory stejné kapacity. Rozdělují usměrněné síťové napětí na polovinu, čímž tvoří dvě napětí různé polarity, spojená ve společném bodě. V obvodech s jedním napájením je pouze jeden kondenzátor.

    Síťové filtrační prvky proti harmonickým (rušením) generovaným napájecím zdrojem.

    Diodové můstky, které usměrňují střídavé síťové napětí.

ATX zdroj 350W.

Zdroj 350 W je navržen ekvivalentně. Co vás okamžitě upoutá, je velká velikost desky, větší radiátory a větší konvertorový transformátor.

    Výstupní napěťové filtrační kondenzátory.

    Radiátor, který ochlazuje diody, které usměrňují výstupní napětí.

    PWM regulátor AT2005 (obdoba WT7520), který stabilizuje napětí.

    Hlavní transformátor měniče.

    Transformátor, který generuje řídicí napětí pro výstupní tranzistory.

    Pohotovostní transformátor měniče napětí.

    Radiátor, který ochlazuje výstupní tranzistory měničů.

    Filtr síťového napětí proti rušení napájení.

    Diodové můstky.

    Filtrační kondenzátory síťového napětí.

Uvažovaný obvod se již dlouhou dobu používá v napájecích zdrojích a nyní se někdy nachází.

Zdroje formátu ATX s korekcí účiníku.

V uvažovaných obvodech je zátěží sítě kondenzátor připojený k síti přes diodový můstek. Kondenzátor se nabíjí pouze tehdy, je-li napětí na něm menší než síťové napětí. V důsledku toho je proud pulzní povahy, což má mnoho nevýhod.

Usměrňovač můstkového napětí.

Vyjmenujeme tyto nevýhody:

  • proudy vnášejí do sítě vyšší harmonické (rušení);
  • velká amplituda spotřeby proudu;
  • významná jalová složka v odběrovém proudu;
  • po celou dobu není použito síťové napětí;
  • Účinnost takových obvodů má malý význam.

Nové zdroje mají vylepšený moderní obvod, mají nyní ještě jednu přídavnou jednotku - korektor účiníku (PFC). Zlepšuje účiník. Nebo, jednodušeji řečeno, odstraňuje některé nevýhody můstkového usměrňovače pro síťové napětí.

Formule plné síly.

Účiník (PF) charakterizuje, kolik z celkového výkonu je aktivní součástka a kolik je jalové. V zásadě lze říci, proč brát v úvahu jalový výkon, je imaginární a nemá žádný přínos.

Vzorec účiníku.

Řekněme, že máme určité zařízení, napájecí zdroj, s účiníkem 0,7 a výkonem 300 W. Z výpočtů je vidět, že náš zdroj má celkový výkon (součet jalového a činného výkonu) větší, než je na něm uveden. A toto napájení by měl zajišťovat zdroj 220V. Tento výkon sice není užitečný (ani elektroměr ho nezaznamená), přesto existuje.

Výpočet celkového výkonu napájecího zdroje.

To znamená, že vnitřní prvky a síťové kabely musí být navrženy pro výkon 430 W, nikoli 300 W. Představte si případ, kdy je účiník 0,1... Kvůli tomu GORSET zakazuje používat zařízení s účiníkem menším než 0,6 a pokud je takový zjištěn, je majiteli uložena pokuta.

V souladu s tím byly kampaně vyvinuty nové napájecí obvody, které měly PFC. Zpočátku se jako PFC používala vysokoindukční tlumivka připojená na vstupu, takový zdroj se nazývá napájecí zdroj s PFC nebo pasivní PFC. Takový napájecí zdroj má zvýšený KM. Pro dosažení požadovaného CM je nutné vybavit zdroje velkou tlumivkou, protože vstupní odpor zdroje je kapacitní povahy díky kondenzátorům instalovaným na výstupu usměrňovače. Instalace tlumivky výrazně zvyšuje hmotnost napájecího zdroje a zvyšuje KM na 0,85, což není tolik.

400W zdroj s pasivní korekcí účiníku.

Obrázek ukazuje zdroj FSP 400 W s pasivní korekcí účiníku. Obsahuje následující prvky:

    Usměrněné filtrační kondenzátory síťového napětí.

    Plyn provádí korekci účiníku.

    Hlavní konvertorový transformátor.

    Transformátor, který ovládá klávesy.

    Pomocný konvertorový transformátor (pohotovostní napětí).

    Filtry síťového napětí proti zvlnění napájení.

    Radiátor, na kterém jsou instalovány výstupní tranzistorové spínače.

    Radiátor, na kterém jsou instalovány diody, které usměrňují střídavé napětí hlavního transformátoru.

    Deska ovládání rychlosti ventilátoru.

    Deska, na které je nainstalován řadič FSP3528 PWM (analogický jako KA3511).

    Skupinová stabilizační tlumivka a filtrační prvky zvlnění výstupního napětí.

  1. Kondenzátory zvlnění výstupního napětí.

Zapnutím plynu pro korekci CM.

Z důvodu nízké účinnosti pasivního PFC byl do zdroje zaveden nový obvod PFC, který je postaven na bázi PWM stabilizátoru naloženého na induktoru. Tento obvod přináší napájecímu zdroji mnoho výhod:

  • rozšířený rozsah provozního napětí;
  • bylo možné výrazně snížit kapacitu filtračního kondenzátoru síťového napětí;
  • významně zvýšené CM;
  • snížení hmotnosti napájecího zdroje;
  • zvýšení účinnosti napájecího zdroje.

Toto schéma má také nevýhody - snížení spolehlivosti napájení a nesprávný provoz s některými nepřerušitelnými zdroji napájení při přepínání provozních režimů baterie / sítě. Nesprávná funkce tohoto obvodu s UPS je způsobena tím, že kapacita filtru síťového napětí v obvodu výrazně poklesla. V okamžiku, kdy napětí na krátkou dobu zmizí, velmi vzroste PFC proud, který je nutný k udržení napětí na výstupu PFC, následkem čehož se spustí ochrana proti zkratu (zkratu) v UPS. .

Aktivní obvod korekce účiníku.

Pokud se podíváte na obvod, jedná se o pulzní generátor, který je načten na induktoru. Síťové napětí je usměrněno diodovým můstkem a přivedeno do spínače, který je zatížen tlumivkou L1 a transformátorem T1. Je zaveden transformátor, který poskytuje zpětnou vazbu od ovladače ke klíči. Napětí z induktoru se odstraňuje pomocí diod D1 a D2. Navíc je napětí střídavě odebíráno pomocí diod buď z diodového můstku nebo z induktoru a nabíjí se kondenzátory Cs1 a Cs2. Klíč Q1 se otevře a potřebné množství energie se akumuluje v škrticí klapce L1. Množství akumulované energie je regulováno délkou otevřeného stavu klíče. Čím více energie bude naakumulováno, tím větší napětí bude induktor produkovat. Po vypnutí klíčku je naakumulovaná energie uvolněna induktorem L1 přes diodu D1 ke kondenzátorům.

Tato operace umožňuje na rozdíl od obvodů bez PFC využít celou sinusoidu střídavého napětí sítě a také stabilizovat napětí napájející měnič.

V moderních napájecích obvodech se často používají dvoukanálové PWM regulátory. Jeden mikroobvod ovládá převodník i PFC. V důsledku toho je počet prvků v napájecím obvodu výrazně snížen.

Schéma jednoduchého napájení na dvoukanálovém PWM regulátoru.

Uvažujme obvod jednoduchého 12V zdroje pomocí dvoukanálového PWM regulátoru ML4819. Jedna část zdroje generuje konstantní stabilizované napětí +380V. Druhou částí je měnič, který generuje konstantní stabilizované napětí +12V. PFC sestává, jako ve výše uvažovaném případě, ze spínače Q1, induktoru L1 zpětnovazebního transformátoru T1, který je na něm zatížen. Diody D5, D6 nabíjecí kondenzátory C2, C3, C4. Převodník se skládá ze dvou spínačů Q2 a Q3, naložených na transformátoru T3. Pulzní napětí je usměrněno sestavou diod D13 a filtrováno induktorem L2 a kondenzátory C16, C18. Pomocí kazety U2 je generováno řídicí napětí výstupního napětí.

Napájecí zdroj GlacialPower GP-AL650AA.

Podívejme se na návrh napájecího zdroje, který má aktivní PFC:

  1. Řídicí deska proudové ochrany;
  2. Tlumivka, která plní roli jak napěťového filtru +12V a +5V, tak funkci skupinové stabilizace;
  3. Napěťová filtrační tlumivka +3,3V;
  4. Zářič, na kterém jsou umístěny usměrňovací diody výstupních napětí;
  5. Transformátor hlavního měniče;
  6. Transformátor, který ovládá tlačítka hlavního převodníku;
  7. Pomocný konvertorový transformátor (tvořící záložní napětí);
  8. deska ovladače korekce účiníku;
  9. Radiátor, chladicí diodový můstek a spínače hlavního měniče;
  10. Filtry síťového napětí proti rušení;
  11. Tlumivka korektoru účiníku;
  12. Filtrační kondenzátor síťového napětí.

Konstrukční vlastnosti a typy konektorů

Podívejme se na typy konektorů, které mohou být na napájecím zdroji přítomny. Na zadní stěně zdroje je konektor pro připojení síťového kabelu a vypínač. Dříve se vedle konektoru napájecího kabelu nacházel i konektor pro připojení síťového kabelu monitoru. Volitelně mohou být přítomny další prvky:

  • indikátory síťového napětí nebo provozního stavu napájecího zdroje;
  • tlačítka ovládání provozního režimu ventilátoru;
  • tlačítko pro přepínání vstupního síťového napětí 110/220V;
  • USB porty zabudované do napájecího zdroje USB rozbočovače;
  • jiný.

Na zadní stěnu se stále častěji umisťují ventilátory, které nasávají vzduch ze zdroje. Stále častěji je ventilátor umístěn v horní části zdroje kvůli většímu prostoru pro instalaci ventilátoru, což umožňuje instalaci velkého a tichého aktivního chladicího prvku. Některé napájecí zdroje mají dokonce nainstalovány dva ventilátory, a to jak nahoře, tak i vzadu.

Chieftec napájecí zdroj CFT-1000G-DF.

Z přední stěny vychází drát s napájecím konektorem pro základní desku. V některých modulárních napájecích zdrojích je stejně jako ostatní vodiče připojen přes konektor. Níže uvedený obrázek ukazuje pinout všech hlavních konektorů.

Můžete si všimnout, že každé napětí má svou vlastní barvu vodiče:

  • žlutá barva - +12 V,
  • Červená barva - +5 V,
  • Oranžová barva - +3,3V,
  • Černá barva je běžná nebo zemitá.

U jiných napětí se barvy vodičů mohou lišit výrobce od výrobce.

Obrázek neukazuje další napájecí konektory pro grafické karty, protože jsou podobné přídavným napájecím konektorům pro procesor. Existují i ​​další typy konektorů, které se nacházejí ve značkových počítačích od společností Dell, Apple a dalších.

Elektrické parametry a charakteristiky napájecích zdrojů

Zdroj má mnoho elektrických parametrů, z nichž většina není uvedena v datovém listu. Na boční nálepce zdroje bývá vyznačeno jen pár základních parametrů - provozní napětí a výkon.

Napájení napájení

Síla je často uvedena na štítku velkým písmem. Výkon napájecího zdroje charakterizuje, kolik elektrické energie může dodávat zařízením k němu připojeným (základní deska, grafická karta, pevný disk atd.).

Teoreticky stačí sečíst spotřebu použitých komponentů a vybrat zdroj s trochu větším výkonem do rezervy. K výpočtu výkonu můžete použít například web http://extreme.outervision.com/PSUEngine, doporučení uvedená v pasu grafické karty, pokud existuje, tepelný balíček procesoru atd. .jsou také docela vhodné.

Ve skutečnosti je ale vše mnohem složitější, protože... Zdroj produkuje různá napětí - 12V, 5V, -12V, 3,3V atd. Každé napěťové vedení je navrženo pro vlastní napájení. Bylo logické si myslet, že tento výkon je pevný a jejich součet se rovná výkonu napájecího zdroje. Zdroj ale obsahuje jeden transformátor pro generování všech těchto napětí používaných počítačem (kromě pohotovostního napětí +5V). Je pravda, že je to vzácné, ale stále můžete najít zdroj se dvěma samostatnými transformátory, ale takové zdroje jsou drahé a nejčastěji se používají v serverech. Běžné ATX zdroje mají jeden transformátor. Z tohoto důvodu může výkon každého napěťového vedení plavat: zvyšuje se, pokud jsou ostatní vedení mírně zatížena, a klesá, jsou-li ostatní vedení silně zatížena. Proto je na napájecích zdrojích často napsán maximální výkon každého řádku a ve výsledku, pokud se sečtou, bude výstup ještě větší než skutečný výkon zdroje. Výrobce tak může spotřebitele zmást například tím, že deklaruje příliš vysoký jmenovitý výkon, který zdroj není schopen poskytnout.

Pamatujte, že pokud je v počítači nainstalován napájecí zdroj s nedostatečným výkonem, způsobí to abnormální provoz zařízení („zamrznutí“, restartování, cvakání hlav pevného disku) až nemožnost zapnout počítač. A pokud má počítač nainstalovanou základní desku, která není navržena pro výkon komponent, které jsou na něm nainstalovány, často základní deska funguje normálně, ale časem se spálí napájecí konektory kvůli jejich neustálému zahřívání a oxidaci.

Spálené konektory.

Maximální přípustný proud ve vedení

Přestože se jedná o jeden z důležitých parametrů zdroje, uživatel mu často při nákupu nevěnuje pozornost. Ale pokud je překročen přípustný proud na vedení, napájení se vypne, protože se spustí ochrana. Chcete-li jej vypnout, musíte vypnout napájení a chvíli počkat, asi minutu. Stojí za zvážení, že nyní jsou všechny nejnáročnější komponenty (procesor, grafická karta) napájeny z linky +12V, takže je třeba věnovat větší pozornost hodnotám proudů, které jsou pro ně uvedeny. U kvalitních napájecích zdrojů jsou tyto informace obvykle prezentovány ve formě štítku (například Seasonic M12D-850) nebo seznamu (například FSP ATX-400PNF) na boční nálepce.

Zdroje, které takové informace neobsahují (například Gembird PSU7 550W) okamžitě vyvolávají pochybnosti o kvalitě výkonu a souladu deklarovaného výkonu s tím skutečným.

Zbývající parametry napájecích zdrojů nejsou regulovány, ale jsou neméně důležité. Tyto parametry je možné zjistit pouze prováděním různých testů s napájecím zdrojem.

Rozsah provozního napětí

Rozsahem provozního napětí se rozumí rozsah hodnot síťového napětí, při kterém si zdroj zachovává svoji funkčnost, a hodnoty jeho jmenovitých parametrů. V dnešní době se stále častěji vyrábějí zdroje s PFC (aktivní korekce účiníku), což umožňuje rozšířit rozsah provozního napětí od 110 do 230. Existují i ​​zdroje s malým rozsahem provozního napětí, např. FPS FPS400-60THN- Napájecí zdroj P má rozsah od 220 do 240. Výsledkem je, že tento zdroj, i když je spárován s masivním nepřerušitelným zdrojem, se při poklesu síťového napětí vypne. Běžná UPS totiž stabilizuje výstupní napětí v rozsahu 220 V +/- 5 %. Tzn., že minimální napětí pro sepnutí na baterii bude 209 (a pokud vezmeme v úvahu pomalost spínání relé, může být napětí i nižší), což je nižší než provozní napětí zdroje.

Vnitřní odpor

Vnitřní odpor charakterizuje vnitřní ztráty napájecího zdroje při protékání proudu. Vnitřní odpor podle typu lze rozdělit na dva typy: konvenční pro stejnosměrný proud a diferenciální pro střídavý proud.

Ekvivalentní ekvivalentní obvod napájecího zdroje.

Stejnosměrný odpor se skládá z odporů součástek, ze kterých je zdroj postaven: odpor vodičů, odpor vinutí transformátoru, odpor vodičů induktoru, odpor drah desky plošných spojů atd. na přítomnost tohoto odporu, jak se zvyšuje zatížení napájecího zdroje, napětí klesá. Tento odpor lze vidět vynesením charakteristiky křížového zatížení napájecího zdroje. Pro snížení tohoto odporu pracují v napájecích zdrojích různé stabilizační obvody.

Charakteristiky křížového zatížení napájecího zdroje.

Diferenční odpor charakterizuje vnitřní ztráty napájecího zdroje při protékání střídavého proudu. Tento odpor se také nazývá elektrická impedance. Snížení tohoto odporu je nejobtížnější. Pro její snížení je v napájecím zdroji použit dolnopropustný filtr. Ke snížení impedance nestačí osadit do zdroje velkokapacitní kondenzátory a cívky s velkou indukčností. Je také nutné, aby kondenzátory měly nízký sériový odpor (ESR) a tlumivky byly vyrobeny ze silného drátu. Fyzicky je velmi obtížné to realizovat.

Zvlnění výstupního napětí

Napájecí zdroj je měnič, který opakovaně převádí napětí ze střídavého na stejnosměrné. Výsledkem je zvlnění na výstupu jeho vedení. Zvlnění je náhlá změna napětí během krátké doby. Hlavním problémem zvlnění je to, že pokud obvod nebo zařízení nemá v napájecím obvodu filtr nebo je špatné, pak toto zvlnění prochází celým obvodem a zkresluje jeho výkonnostní charakteristiky. To se projeví například tím, že nastavíte hlasitost reproduktoru na maximum, zatímco na výstupu zvukové karty nejsou žádné signály. Budou slyšet různé zvuky. To je zvlnění, ale nemusí to být nutně hluk napájecího zdroje. Pokud však při provozu konvenčního zesilovače nedochází k velkému poškození zvlněním, zvyšuje se pouze hladina hluku, pak například v digitálních obvodech a komparátorech mohou vést k nesprávnému přepínání nebo nesprávnému vnímání vstupních informací, což vede k chybám. nebo nefunkčnosti zařízení.

Průběh výstupního napětí napájecího zdroje Antec Signature SG-850.

Stabilita napětí

Dále budeme zvažovat takovou charakteristiku, jako je stabilita napětí dodávaných napájecím zdrojem. Během provozu, bez ohledu na to, jak ideální je zdroj, se jeho napětí mění. Zvýšení napětí způsobuje především zvýšení klidových proudů všech obvodů a také změnu parametrů obvodů. Takže například u výkonového zesilovače se zvýšením napětí zvýší jeho výstupní výkon. Některé elektronické součásti nemusí odolat zvýšenému výkonu a mohou se spálit. Stejné zvýšení výkonu vede ke zvýšení výkonu rozptýleného elektronickými prvky a v důsledku toho ke zvýšení teploty těchto prvků. Což vede k přehřívání a/nebo změnám výkonu.

Snížením napětí se naopak sníží klidový proud a také se zhorší charakteristika obvodů, například amplituda výstupního signálu. Když klesne pod určitou úroveň, některé obvody přestanou fungovat. Na to je zvláště citlivá elektronika pevných disků.

Přípustné odchylky napětí na vedeních napájecího zdroje jsou popsány v normě ATX a v průměru by neměly překročit ±5 % jmenovité hodnoty vedení.

Pro komplexní zobrazení velikosti úbytku napětí se používá charakteristika křížového zatížení. Jedná se o barevné zobrazení úrovně odchylky napětí zvolené linky při zatížení dvou linek: zvolené a +12V.

Účinnost

Přejděme nyní ke koeficientu výkonu, nebo zkráceně účinnosti. Mnoho lidí si pamatuje ze školy - to je poměr užitečné práce k vynaložené práci. Účinnost ukazuje, kolik spotřebované energie se přemění na užitečnou energii. Čím vyšší účinnost, tím méně musíte platit za elektřinu spotřebovanou počítačem. Podobnou účinnost má většina kvalitních zdrojů, pohybuje se v rozmezí maximálně 10 %, ale účinnost zdrojů s PPFC a APFC je výrazně vyšší.

Faktor síly

Jako parametr, kterému byste měli věnovat pozornost při výběru napájecího zdroje, je účiník méně významný, ale závisí na něm další hodnoty. Pokud je účiník nízký, účinnost bude nízká. Jak bylo uvedeno výše, korektory účiníku přinášejí mnoho vylepšení. Vyšší účiník povede k nižším proudům v síti.

Neelektrické parametry a charakteristiky napájecích zdrojů

Obvykle, pokud jde o elektrické vlastnosti, nejsou v pasu uvedeny všechny neelektrické parametry. I když důležité jsou i neelektrické parametry zdroje. Uvádíme ty hlavní:

  • Rozsah provozních teplot;
  • spolehlivost napájení (doba mezi poruchami);
  • hladina hluku vytvářená napájecím zdrojem během provozu;
  • rychlost ventilátoru napájecího zdroje;
  • hmotnost napájecího zdroje;
  • délka napájecích kabelů;
  • snadnost použití;
  • šetrnost napájecího zdroje k životnímu prostředí;
  • dodržování státních a mezinárodních norem;
  • Rozměry napájecího zdroje.

Většina neelektrických parametrů je všem uživatelům jasná. Zaměřme se však na relevantnější parametry. Většina moderních zdrojů je tichá, s hlučností kolem 16 dB. I když i v napájecím zdroji s jmenovitou hlučností 16 dB lze nainstalovat ventilátor s rychlostí otáčení 2000 ot./min. V tomto případě, kdy je zatížení zdroje asi 80 %, obvod řízení otáček ventilátoru jej zapne na maximální otáčky, což povede ke značnému hluku, někdy i více než 30 dB.

Je také nutné dbát na pohodlí a ergonomii napájení. Použití modulárního připojení napájecích kabelů má mnoho výhod. Díky tomu je také pohodlnější připojování zařízení, méně zabírá místo v počítačové skříni, což je zase nejen pohodlné, ale zlepšuje chlazení komponent počítače.

Normy a certifikáty

Při nákupu napájecího zdroje se nejprve musíte podívat na dostupnost certifikátů a jeho soulad s moderními mezinárodními standardy. Na napájecích zdrojích lze nejčastěji nalézt následující normy:

    RoHS, WEEE - neobsahuje škodlivé látky;

    UL, cUL - certifikát o shodě s jeho technickými vlastnostmi a bezpečnostními požadavky na vestavěné elektrické spotřebiče;

    CE - certifikát, který prokazuje, že napájecí zdroj splňuje nejpřísnější požadavky směrnic Evropské komise;

    ISO - mezinárodní certifikát kvality;

    CB - mezinárodní osvědčení o shodě s jeho technickými vlastnostmi;

    FCC - shoda s normami pro elektromagnetické rušení (EMI) a vysokofrekvenční rušení (RFI) generované napájecím zdrojem;

    TUV - certifikát shody s požadavky mezinárodní normy EN ISO 9001:2000;

    CCC - Čínský certifikát o shodě s bezpečností, elektromagnetickými parametry a ochranou životního prostředí.

Existují také počítačové standardy formátu ATX, které definují rozměry, provedení a mnoho dalších parametrů zdroje včetně přípustných odchylek napětí při zátěži. Dnes existuje několik verzí standardu ATX:

  • Standard ATX 1.3;
  • Standard ATX 2.0;
  • Standard ATX 2.2;
  • Standard ATX 2.3.

Rozdíl mezi verzemi standardů ATX se týká především zavedení nových konektorů a nových požadavků na napájecí vedení zdroje.

Když bude nutné zakoupit nový napájecí zdroj ATX, musíte nejprve určit výkon, který je potřeba k napájení počítače, ve kterém bude tento zdroj nainstalován. K jejímu určení stačí sečíst sílu komponent použitých v systému např. pomocí kalkulačky z outsidevision.com. Pokud to není možné, pak můžeme vycházet z pravidla, že pro průměrný počítač s jednou herní grafickou kartou stačí zdroj o výkonu 500-600 wattů.

Vzhledem k tomu, že většinu parametrů napájecího zdroje lze zjistit pouze jeho testováním, je dalším krokem důrazně doporučit, abyste se seznámili s testy a recenzemi možných uchazečů – modelů napájecích zdrojů, které jsou dostupné ve vašem regionu a vyhovují vašim potřebám na minimálně z hlediska poskytovaného výkonu. Pokud to není možné, pak je třeba volit podle shody zdroje s moderními standardy (čím vyšší číslo, tím lépe) a je žádoucí mít v napájecím zdroji obvod APFC. Při nákupu napájecího zdroje je také důležité jej zapnout, pokud možno hned na místě nákupu nebo ihned po příjezdu domů, a sledovat, jak funguje, aby zdroj neskřípal, nebručel nebo jinak cizí zvuky.

Obecně je potřeba volit zdroj, který je výkonný, kvalitně zpracovaný, má dobré deklarované i skutečné elektrické parametry a navíc se ukáže být snadno ovladatelný a tichý při provozu i při vysoké zátěži. A za žádných okolností byste při nákupu napájecího zdroje neměli ušetřit pár dolarů. Pamatujte, že stabilita, spolehlivost a odolnost celého počítače závisí především na provozu tohoto zařízení.

Článek přečten 167300 krát

Přihlaste se k odběru našich kanálů

Napájecí zdroj dodává elektřinu všem komponentům PC. Řekneme vám, jak toto zařízení funguje.

I když je počítač zapojen do standardní elektrické zásuvky, jeho součásti nemohou odebírat energii přímo z elektrické zásuvky ze dvou důvodů.

Za prvé, síť používá střídavý proud, zatímco počítačové komponenty vyžadují stejnosměrný proud. Proto je jedním z úkolů napájecího zdroje „napravit“ proud.

Za druhé, různé počítačové komponenty vyžadují k provozu různá napájecí napětí a některé vyžadují několik linek s různým napětím najednou. Zdroj dodává každému zařízení proud s potřebnými parametry. Pro tento účel má několik elektrických vedení. Například napájecí konektory pro pevné disky a optické mechaniky dodávají 5 V pro elektroniku a 12 V pro motor.

Charakteristiky napájení

Napájecí zdroj je jediným zdrojem elektrické energie pro všechny komponenty PC, takže stabilita celého systému přímo závisí na charakteristice proudu, který produkuje. Hlavní charakteristikou napájecího zdroje je výkon. Měl by se minimálně rovnat celkovému výkonu, který PC komponenty spotřebují při maximální výpočetní zátěži, a ještě lépe, pokud tuto hodnotu překročí o 100 W nebo více. V opačném případě se počítač v době špičkové zátěže vypne nebo, co je mnohem horší, shoří zdroj a odnesou s sebou na onen svět další systémové komponenty.

Pro většinu kancelářských počítačů stačí 300 W. Napájecí zdroj herního stroje musí mít výkon alespoň 400 W - vysoce výkonné procesory a rychlé grafické karty, stejně jako přídavné chladicí systémy, které vyžadují, spotřebují hodně energie. Pokud má počítač několik grafických karet, bude k jeho napájení zapotřebí 500 a 650 wattových napájecích zdrojů. V prodeji jsou již modely s výkonem nad 1000 W, ale jejich nákup je téměř nesmyslný.

Výrobci napájecích zdrojů často bezostyšně nafukují hodnotu jmenovitého výkonu, s tím se nejčastěji setkávají kupci levných modelů. Doporučujeme vám vybrat napájecí zdroj na základě testovacích dat. Výkon napájecího zdroje se navíc nejsnáze určí podle jeho hmotnosti: čím je větší, tím vyšší je pravděpodobnost, že skutečný výkon zdroje odpovídá deklarovanému.

Kromě celkového výkonu napájecího zdroje jsou důležité i jeho další vlastnosti:

Maximální proud na jednotlivých linkách. Celkový výkon zdroje se skládá z výkonů, které může poskytnout na jednotlivých silových vedeních. Pokud zatížení jednoho z nich překročí přípustný limit, systém ztratí stabilitu, i když je celkový příkon daleko od jmenovitého napájecího zdroje. Zatížení linek v moderních systémech je obvykle nerovnoměrné. Nejtěžší to má 12voltový kanál, zvláště v konfiguracích s výkonnými grafickými kartami.

Rozměry. Při specifikaci rozměrů napájecího zdroje se výrobci zpravidla omezují na označení tvarového faktoru (moderní ATX, zastaralý AT nebo exotický BTX). Ale výrobci počítačových skříní a napájecích zdrojů ne vždy striktně dodržují normu. Při nákupu nového zdroje proto doporučujeme porovnat jeho rozměry s rozměry „sedadla“ ve vaší PC skříni.

Konektory a délky kabelů. Napájecí zdroj musí mít alespoň šest konektorů Molex. Počítač se dvěma pevnými disky a dvojicí optických mechanik (například vypalovačka DVD-RW a čtečka DVD) již čtyři takové konektory využívá a k Molexu lze připojit i další zařízení - například ventilátory skříně a grafické karty s rozhraním AGP.

Napájecí kabely musí být dostatečně dlouhé, aby dosáhly na všechny požadované konektory. Někteří výrobci nabízejí zdroje, jejichž kabely nejsou připájeny do desky, ale jsou připojeny ke konektorům na skříni. To snižuje počet drátů visících ve skříni, a tím snižuje nepořádek v systémové jednotce a podporuje lepší ventilaci jejího vnitřku, protože nenarušuje proudění vzduchu cirkulujícího uvnitř počítače.

Hluk. Během provozu se součásti napájecího zdroje velmi zahřívají a vyžadují zvýšené chlazení. K tomuto účelu slouží ventilátory zabudované ve skříni PSU a radiátory. Většina zdrojů používá jeden 80 nebo 120mm ventilátor a ventilátory jsou dost hlučné. Navíc, čím vyšší je výkon napájecího zdroje, tím intenzivnější je proudění vzduchu k jeho ochlazení. Pro snížení hladiny hluku používají vysoce kvalitní napájecí zdroje obvody pro řízení otáček ventilátoru v souladu s teplotou uvnitř napájecího zdroje.

Některé napájecí zdroje umožňují uživateli určit rychlost ventilátoru pomocí regulátoru na zadní straně napájecího zdroje.

Existují modely napájecích zdrojů, které ventilují systémovou jednotku ještě nějakou dobu po vypnutí počítače. To umožňuje komponentám PC po použití rychleji vychladnout.

Přítomnost přepínače. Vypínač na zadní straně napájecího zdroje umožňuje úplné odpojení systému od napájení, pokud potřebujete otevřít skříň počítače, takže jeho přítomnost je vítána.


Další charakteristiky napájení

Vysoký výkon napájecího zdroje sám o sobě nezaručuje vysoce kvalitní výkon. Kromě něj jsou důležité i další elektrické parametry.

Faktor účinnosti (efektivita). Tento indikátor udává, jaký podíl energie spotřebované napájením z elektrické sítě jde na komponenty počítače. Čím nižší je účinnost, tím více energie se plýtvá na plýtvání teplem. Pokud je například účinnost 60 %, pak se ztratí 40 % energie z výstupu. To zvyšuje spotřebu a vede k silnému zahřívání komponentů zdroje, a tedy k nutnosti zvýšeného chlazení pomocí hlučného ventilátoru.

Dobré napájecí zdroje mají účinnost 80 % nebo vyšší. Poznáte je podle nápisu „80 Plus“. Nedávno byly v platnosti tři nové, přísnější standardy: 80 Plus Bronze (účinnost alespoň 82 %), 80 Plus Silver (z 85 %) a 80 Plus Gold (z 88 %).

Modul PFC (Power Factor Correction) umožňuje výrazně zvýšit účinnost napájení. Dodává se ve dvou typech: pasivní a aktivní. Ten je mnohem účinnější a umožňuje dosáhnout úrovně účinnosti až 98 %, napájecí zdroj s pasivním PFC se vyznačuje účinností 75 %.

Stabilita napětí. Napětí na vedeních napájecího zdroje kolísá v závislosti na zátěži, ale nemělo by překročit určité meze. V opačném případě může dojít k poruchám systému nebo dokonce selhání jednotlivých komponent. První věc, na kterou se můžete spolehnout pro stabilitu napětí, je výkon napájecího zdroje.

Bezpečnost. Vysoce kvalitní napájecí zdroje jsou vybaveny různými systémy na ochranu proti přepětí, přetížení, přehřátí a zkratu. Tyto funkce chrání nejen napájecí zdroj, ale i další součásti počítače. Všimněte si, že přítomnost takových systémů v napájecím zdroji nevylučuje potřebu používat nepřerušitelné napájecí zdroje a síťové filtry.

Hlavní charakteristiky napájecího zdroje

Každý napájecí zdroj má nálepku označující jeho technické vlastnosti. Hlavním parametrem je tzv. Combined Power nebo Combined Wattage. Toto je maximální celkový výkon pro všechna stávající elektrická vedení. Kromě toho záleží i na maximálním výkonu pro jednotlivé linky. Pokud na určité lince není dostatek energie pro „napájení“ zařízení k ní připojených, pak mohou tyto komponenty fungovat nestabilně, i když je celkový výkon napájecího zdroje dostatečný. Zpravidla ne všechny zdroje udávají maximální výkon pro jednotlivé linky, ale všechny udávají sílu proudu. Pomocí tohoto parametru je snadné vypočítat výkon: k tomu je třeba vynásobit proud napětím v odpovídajícím řádku.

12 V. 12 voltů je dodáváno především výkonným spotřebitelům elektřiny - grafické kartě a centrálnímu procesoru. Napájecí zdroj musí poskytovat co největší výkon na tomto vedení. Například 12voltové napájecí vedení je dimenzováno na proud 20 A. Při napětí 12 V to odpovídá výkonu 240 W. Špičkové grafické karty mohou dodávat až 200 W nebo více. Jsou napájeny dvěma 12voltovými linkami.

5 V. 5V vedení napájí základní desku, pevné disky a optické mechaniky počítače.

3,3 V. 3,3V linky jdou pouze na základní desku a poskytují napájení RAM.

Dobrý den, milí čtenáři! Pojďme se bavit o tom, jak vybrat napájecí zdroj.

Jak můžete vidět z názvu naší další poznámky „Sys.Admin“, dnes budeme hovořit o napájecím zdroji (dále jen PSU). Můžete se ptát: „Proč jsme se rozhodli věnovat celý článek tak zdánlivě bezvýznamnému prvku osobního počítače (PC)? Odpovídáme: - vše proto, že ne všichni uživatelé (nebo spíše menšina) věnují náležitou pozornost zdravé výživě svého „pi-si“. Ale marně!

Myslím, že se mnou budete souhlasit, když řeknu, že napájecí zdroje se u nás nakupují na „zbytkové bázi“, tzn. Co jsem si ještě nekoupil? Ach ano - napájení. Dobře (kolik nám zbývá?) - Vezmu si tento vlevo „noname“ (neznámý výrobce) na horní polici. Vážně, přiznat to?

Není to ale věc, na které byste měli šetřit (protože celé vaše sofistikované PC se může během jedné vteřiny proměnit v hromadu hardwaru) a dnes vám řeknu proč.

Mimochodem, toto je pokračování cyklu o kritériích výběru, tedy články jako „ “, „ “, „ “ a všechny ty různé věci z tagu „Selection Criteria“.

Jít.

Co to je a proč je to potřeba - úvodní

Začneme „zlatým“ pravidlem pro výběr/nákup napájecího zdroje, které říká: „Skoumý, platí dvakrát!“ (a když je lakomý, tak i hloupý, tak třikrát :-)). Pamatujte na to, protože kvalitní napájecí zdroj je klíčem ke stabilnímu a dlouhodobému provozu vašeho počítače. Koupí levného modelu riskujete, že se spálíte, prosím, doslova.

Abychom mohli učinit informovanou a správnou volbu, projdeme si teorii (kde bychom bez ní byli) a pak se „dostaneme do praxe“ a promluvíme si o pravidlech výběru.

Napájecí zdroj, také známý jako „blokushnik“, také známý jako „bepeshnik“ (a spousta dalších názvů), je zodpovědný za zajištění stabilního a správného napájení (tj. charakteristiky by neměly překračovat přijatelné limity při různém zatížení ). Kromě toho na tom závisí spolehlivost a bezpečnost informací o interních úložných zařízeních (v případě výpadku proudu, přepětí atd.) a o tom, jak dlouho budou komponenty vašeho „prsa“ fungovat.

Každý ví, že počítač se zapojuje do běžné elektrické zásuvky, ale (ne každý ví), že jeho součásti nemohou přijímat napájení přímo ze sítě ze dvou důvodů.

Za prvé, síť používá střídavý proud, zatímco počítačové komponenty vyžadují stejnosměrný proud. Proto je jedním z úkolů napájecího zdroje „napravit“ proud.

Za druhé, různé počítačové komponenty vyžadují k provozu různá napájecí napětí a některé vyžadují několik linek s různým napětím najednou. Zdroj tedy kromě mnoha jiných věcí dodává každému zařízení proud s potřebnými parametry a má k tomu několik silových vedení (viz obrázek).

Hlavními silovými obvody jsou napěťová vedení: +3,3 V, +5 V a +12 V. Navíc, čím vyšší napětí, tím větší výkon je přenášen těmito obvody. Nejvýkonnější spotřebiče energie, jako je grafická karta, centrální procesor a northbridge, používají vedení +5 V a +12 V. Napájecí konektory pro pevné disky a optické mechaniky dodávají +5 V pro elektroniku a +12 V pro motor. Záporná napájecí napětí −5 V a −12 V umožňují malé proudy a často je základní deska nevyužívá.

Co potřebujeme od napájecího zdroje? Základní parametry na výběr

Zjistili jsme, že zdroj je jediným zdrojem elektřiny pro všechny komponenty PC, nyní přejdeme k charakteristikám (produkovaného proudu), na kterých přímo závisí stabilita celého systému.

Takže obecně (z tohoto) nepotřebujeme tolik, konkrétně:

  • Poskytoval stabilní a přesné napětí na výstupech 12/5/3,3 voltů. Na výstupu není absolutně konstantní napětí (U), ale konstantní/přerušované (ideální je, když U - může „jít“ maximálně o 0,5 V);
  • Měl dobrý systém pro rozdělení vedení 220 V a vašeho PC (to jsou špatné systémy, které vedou k sazím na deskách)
  • Jeho prvky byly vyrobeny z kvalitních materiálů, protože častou příčinou smrti zdroje jsou levné kondenzátory s krátkou životností, špatné chlazení (a nadměrné zahřívání) součástí zdroje, ale i chybějící pojistky a další důležité věci

Pokud nejsou splněny výše uvedené důvody a potřeby, mnoho levných a středně velkých napájecích zdrojů „klesne“ o 2 volty nad standardní hodnoty, a to při zatížení pouze 70 % jmenovité hodnoty! To může vést k nepochopitelnému přetížení počítače „z ničeho nic“, zamrznutí uprostřed důležité práce a také řekněme částečné nestabilitě zařízení (monitor zhasne).

Co na to říkají uživatelé?
Přirozeně neobviňují svou volbu a úspory, ale skutečnost, že „WindoZ Curve“ nebo „Bill Gates Co. 3..“ (c), ačkoli ani jedno, ani druhé není důvodem.

Trochu jsme se však odklonili od tématu, ale mezitím jsme již zvážili hlavní „elektrické“ parametry, i když technických je také mnoho.

Pojďme se s nimi vypořádat.

Charakteristika napájecího zdroje - výkon

Hlavní charakteristikou napájecího zdroje je tedy jeho výkon. Ta by se měla minimálně rovnat celkovému výkonu, který PC komponenty spotřebují při maximální výpočetní zátěži a při běžném výběru, tedy u adekvátního kupce, je dobré, když tuto hodnotu překročí o 100 W a více. V opačném případě se může počítač v době špičkové zátěže vypnout, restartovat, nebo, což je mnohem horší, dojde k vypálení napájecího zdroje, a pokud při vypalování dodává vysoké napětí (základní desce, pevným diskům, DVD±RW), pak nepůjde na „jiný svět.“ sám a vždy v přátelské kampani těchto zařízení (častá praxe).

Můžete nezávisle provést přibližné výpočty energie potřebné k napájení počítače. Každý komponent systému spotřebovává určité množství energie, sečtením hodnot spotřeby energie pro všechny komponenty uvnitř PC skříně a přidáním 20% rezervy získáte požadovaný výkon napájecího zdroje. Kromě toho na internetu můžete najít speciální „kalkulátorové programy“ pro výpočty tohoto druhu.

Jeden z těchto programů je zdarma, v ruštině a docela dostačující :-)

Jak již bylo zmíněno a sami jste pochopili, tato kalkulačka vám umožňuje vypočítat výkon napájecího zdroje pro PC libovolné konfigurace. Rozhraní programu je jednoduché a přehledné, takže mu snadno porozumíte a spočítáte potřebný výkon.

Účinnost Účinnost

Vysoký výkon sám o sobě nezaručuje kvalitní práci. Kromě něj jsou důležité i další parametry, například účinnost. Tento indikátor udává, jaký podíl energie spotřebované napájením z elektrické sítě jde na komponenty počítače. Čím vyšší účinnost, tím méně se zdroj zahřívá (a není potřeba zesílené chlazení pomocí hlučného ventilátoru), tzn. efektivněji přeměňuje energii z elektrické zásuvky na uvedené watty a samozřejmě tím méně energie se plýtvá na vytápění. Pokud je to například 60 %, tak 40 % energie se vznáší po vašem pokoji (chyťte se :-)).

„Účinnost“ napájení je hodnocena systémem medailí – standardem „80 PLUS“.

Tento standard zahrnuje několik výkonnostních úrovní: Platinum, Gold, Silver a Bronze a specifikace pro každou z nich mají svůj vlastní soubor požadavků. Napájecí zdroje „80 PLUS Platinum“ nebo „80 PLUS Gold“ budou samozřejmě účinnější (účinnost 90 % nebo vyšší) než jejich běžné protějšky, ale jsou také dražší. Proto je lepší použít pravidlo zde - vyberte si model s certifikací „80 PLUS“ a vyberte úroveň „medaile“ na základě vašeho rozpočtu (ale ne nižší než bronz).

Na webu organizace jsou mimo jiné k dispozici informace o všech modulech standardu „80 PLUS“. Výrobci certifikují modely, o kterých je známo, že jsou vysoce kvalitní, protože napájecí zdroje s levnými obvody jednoduše nesplní kritéria. Právě z tohoto důvodu je tento certifikát dodatečnou zárukou kvality, hledejte s ním zdroj.

Korekce účiníku

Modul PFC, což v ruštině znamená „korekce účiníku“, umožňuje výrazně zvýšit účinnost („bepeshnik“). PFC modul je speciální prvek určený pro korekci účiníku a zaměřený na ochranu sítě. PFC se konvenčně dělí na aktivní (Active) a pasivní (Passive).

Doporučujeme zakoupit napájecí zdroje s PFC (umožňují dosáhnout vysoké úrovně účinnosti - až 95%) a aktivní (Active), protože APFC dodatečně vyrovnává vstupní napětí, což zase umožňuje všem zařízením, které vydávají analogový signál z počítače, aby fungoval stabilně.

Všimněte si, že modely APFC jsou o něco dražší než jejich pasivní protějšky, ale rozdíl v účinnosti se později projeví ve vašich účtech za energii.

Maximální proud na jednotlivých linkách

Celkový výkon zdroje je součtem výkonů, které může poskytnout na jednotlivých silových vedeních. Pokud zatížení jednoho z nich překročí přípustnou mez, systém ztratí stabilitu, i když je celkový příkon daleko od jmenovité hodnoty. Celkem (jak již víte) existují tři 12V linky; 5V a 3,3V; trochu více o nich.

12 voltů je dodáváno především výkonným spotřebitelům elektřiny - grafické kartě a centrálnímu procesoru. Napájecí zdroj musí poskytovat co největší výkon na tomto vedení. Pro napájení vysoce výkonných grafických karet se používají dvě 12voltové linky. 5V vedení napájí základní desku, pevné disky a optické mechaniky počítače. Linky 3,3 V jdou pouze na základní desku a poskytují napájení RAM.

Za zmínku také stojí, že zatížení linek v moderních systémech je zpravidla nerovnoměrné a zde stojí za zvážení, že 12voltový kanál je „nejtěžší“ ze všech, zejména v konfiguracích s výkonnými grafickými kartami, ale neměli byste zapomenout ani na vedení 5V / 3,3V, jejich celkový proud by neměl překročit 30% celkového proudu zdroje.

Rozměry

Při specifikaci rozměrů zdroje se výrobci zpravidla omezují na označení tvarového faktoru, který musí splňovat standard ATX 2.X. Viz to na samotném napájecím zdroji (šipka 1 na obrázku) nebo v dokumentaci dodané s ním. Při nákupu vám také doporučujeme porovnat jeho rozměry s rozměry „sedadla“. Upozorňujeme, že pokud je na skříni nápis „noise killer“ (šipka 2 na obrázku), ventilátor se otáčí co nejpomaleji, což snižuje hladinu zvuku. Rychlost otáčení je regulována speciálním teplotním senzorem.

Starý napájecí zdroj (standard AT), který zapíná a vypíná počítač pomocí běžného vypínače, není zdaleka nejlepší variantou. Jeho nákup lze v dnešní době ospravedlnit pouze tím, že máte doma „starobylý“ stroj, do kterého je fyzicky nemožné vložit modernější modul.

Je lepší zvolit ATX zařízení, které funguje pouze po příkazu ze základní desky. Tato technologie umožňuje odstranit vysokonapěťový vodič z jednotky a zlepšit bezpečnost. I když ATX jednotka shoří, pravděpodobnost, že se poškodí něco jiného, ​​je mnohem nižší. Standard ATX má zase několik různých modifikací. ATX verze 2.03, vydaná pro výkonné počítače s vysokou spotřebou energie.

Systém správy kabelů. Vše o "drátech"

Tento název kombinuje způsob připojení kabelů k napájecímu zdroji. Podstatou technologie je, že k modulu jsou připojeny pouze nezbytné kabely, které jsou součástí dodávky.

Jednotka má například mnoho kabelů, které vám umožňují připojit například 3 až 5 pevných disků, až 2-3 grafické karty atd. Ale obvykle má počítač maximálně tři pevné disky a jednu grafickou kartu. V tomto případě se ukazuje, že všechny tyto nepoužité kabely jednoduše visí v systémové jednotce a narušují pouze chlazení, protože... bránit cirkulaci vzduchu.

Technologie modulárního připojení kabelů umožňuje podle potřeby připojit pouze kabely, které v danou chvíli potřebujete, a nepotřebné nechat „venku“. U takových modulů jsou neodnímatelné pouze hlavní kabely, například pro napájení základní desky, procesoru a jeden kabel pro dodatečné napájení grafické karty.

Zdroj musí nejen poskytovat potřebný výkon, ale také správně napájet všechny komponenty a k tomu potřebujete příslušné konektory.

  • Schéma č. 2 „konektor napájecího kabelu – konektor zařízení“

Se schématem č. 1 je vše jasné. Každý kabel má svůj vlastní konektor.

Schéma č. 2 také nezpůsobuje potíže - je to srozumitelnější verze prvního, ale přesto ho rozebereme. Takže (přesun od 1 do 5):

  • Kabel s tímto konektorem je připojen k základní desce. V závislosti na typu desky je vybavena 20 nebo 24 piny;
  • Moderní procesory obvykle vyžadují další napájení. K tomu je určen samostatný kabel od zdroje;
  • Výkonné grafické karty také vyžadují dodatečné napájení. K tomu slouží jeden nebo dva konektory se 6 nebo 8 piny;
  • Disková zařízení s rozhraním IDE a ventilátory skříně se připojují k napájení pomocí 4pinových konektorů Molex;
  • Pevné disky SATA a optické jednotky používají pro příjem napájení jiný typ konektoru.

To je vše, přišli jsme na souvislost.
Vidíte, není to tak obtížné, pokud znáte topologii konektorů a základní pravidla připojení a nyní je znáte.

Držte nám tedy palce, nyní můžete nejen vybrat ten „správný“ zdroj, ale také jej zapojit a vdechnout tak život svému „hardwaru“ (:-)).

Tím jste se posunuli z úrovně „koho se mám zeptat a mám zavolat specialistovi? na kvalitativně novou úroveň „proč! Všechno udělám sám." Gratulujeme!

A na závěr shrnu vše, co zde zaznělo (a hodně zde zaznělo, věřte mi), aby se vám vše nakonec umístilo do regálů. Při nákupu napájecího zdroje byste tedy měli mít vždy na paměti, že:

  • Dostatečný výkon. Vybírejte zdroj s výkonovou rezervou (o 10-30 % více, než je celková spotřeba všech komponent);
  • Účinnost alespoň 80-85%;
  • Dostatečný výkon na 12 V vedení pro výkonné spotřebitele;
  • Poměr výkonu vedení +5 V +3,3 V k celkovému výkonu by neměl být větší než 3 ku 10 (30 %);
  • certifikace "80 PLUS", nejlépe vyšší než bronzová;
  • Aktivní modul PFC (Power Factor Correction);
  • Kompatibilní se standardem ATX 2.X. ;
  • Cable-management system - modulární kabelové připojení;
  • , několik oblíbených značek a obecně příjemný obchod, kde mají stálé zásoby a tak dále;
  • , - možná nejlepší volba z hlediska poměru ceny a kvality SSD (nejen). Ceny jsou celkem rozumné, i když rozsah není vždy ideální z hlediska rozmanitosti. Klíčovou výhodou je záruka, která opravdu umožňuje bez dotazů vyměnit produkt do 14 dnů a v případě problémů se zárukou se obchod postaví na vaši stranu a pomůže vyřešit případné problémy. Autor stránek je používá minimálně 10 let (od doby, kdy byli součástí Ultra Electoronics), což vám radí;
  • , je jednou z nejstarších prodejen na trhu, firma existuje zhruba 20 let. Slušný výběr, průměrné ceny a jedna z nejpohodlnějších stránek. Celkově radost s ním pracovat.

Volba je tradičně na vás. Samozřejmě, že nikdo nezrušil všechny druhy Yandex.Markets, ale z dobrých obchodů bych doporučil tyto, a ne nějaké další velké sítě (které jsou často nejen drahé, ale vadné z hlediska kvality služeb, záručních prací a atd).

Doslov

To je vše! Doufám, že jste se z tohoto materiálu hodně naučili (a kdo věděl, zapamatoval si) a nyní vám výběr a nákup „správného“ napájecího zdroje nebude činit sebemenší potíže, navíc se nyní stanete „guru“ v těchto otázkách, pro většinu vašich hardwarových bratříčků :-).

Do příště zůstaňte na vlně IT“ Poznámky.Sysadmin“, nepřepínejte! ;)

Máte-li dotazy, dodatky nebo jiné rozdíly, komentáře jsou k vašim službám.

PS: Děkujeme členu týmu 25 KADR za existenci tohoto článku

Dobrý den, přátelé! V článku o jsme se tématu trochu dotkli jak vybrat zdroj napájení počítače. V tomto se pokusíme porozumět vnitřní struktuře, principu činnosti a rozmanitosti napájecích konektorů. Budeme také mluvit o tak důležitém parametru, jako je faktor účinnosti. Zajistíme výpočet požadovaného výkonu zdroje a snadno si vyberete jakýkoli počítač.

3.3 V Sense (Brown) - kontakt určený pro zpětnou vazbu. S jeho pomocí napájecí zdroj reguluje napětí+3,3 V.

5 V (bílá) - nepoužívá se v moderních napájecích zdrojích a je vyloučena z 24pinového konektoru. Používá se pro zpětnou kompatibilitu sběrnice ISA.

Power ON (Green) - kontakt, který umožňuje moderním operačním systémům ovládat napájení. Když vypnete počítač prostřednictvím nabídky Start, systém se zapnutým napájením vypne napájení. Systémy bez kontaktu Power ON mohou zobrazit pouze zprávu, že počítač lze vypnout.

Power good (Gray) - má napětí +5 V a může kolísat v přijatelných mezích od +2,4 V do +6 V. Po stisknutí tlačítka POWER (zapnutí počítače) se zdroj zapne a provede samočinné zapnutí. testování a stabilizuje napětí na výstupu +3,3 V, +5 V a +12 V. Tento proces trvá 0,1-0,5 s. Poté napájecí zdroj vyšle signál Power good na základní desku. Tento signál je přijímán čipem správy napájení a spouští jej. Pokud dojde k přepětí nebo ztrátě napětí na vstupu napájecího zdroje, základní deska nepřijme signál Power good a zastaví procesor. Po obnovení napájení na vstupu se také obnoví signál Power good a systém se spustí. Počítač tak díky signálu Power good zaručeně přijímá pouze kvalitní napájení, což zase zvyšuje spolehlivost a výkon celého systému.

výkon CPU. Napájení je dodáváno přes zařízení zvané Voltage Regulator Module (VRM). Modul převádí napětí z +12 V na napětí požadované procesorem a má faktor účinnosti asi 80 %. Zpočátku, kdy procesory spotřebovávaly minimum energie a byly napájeny z +5 V, bylo napájení přes základní desku dostačující. Kontaktů bylo pouze 12 (2 až 6). S rostoucí produktivitou roste i spotřeba energie. Moderní procesory spotřebují až 130 W a to bez přetaktování. Úkol byl následující: zajistit napájení procesoru bez roztavení kontaktů na základní desce. K tomu jsme přepnuli z +5 V na +12 V, protože to umožnilo snížit proud o více než 50 % při zachování výkonu. Přes jeden +12 V kontakt na základní desce bylo možné přenášet až 6 A (2. +12 V linka napájí PCI-E sloty). Řešení bylo vypůjčeno jako obvykle ze segmentu serverů. Pro procesor byl vyroben samostatný konektor přímo z napájecího zdroje.

Konektor se skládal ze 4 kontaktů, 2 +12 V a 2 - zem. Podle specifikace bylo možné dodat až 8 A na jeden kontakt.

Pro špičkové procesory bylo použito několik modulů VRM. Pro lepší rozložení zátěže mezi nimi bylo rozhodnuto použít dva 4pinové konektory fyzicky spojené do jednoho 8pinového

Jak je vidět z obrázku výše, konektor obsahuje 4 +12 V linky, což poskytuje stabilní napájení nejvýkonnějším procesorům. Konektor lze rozdělit na 2 až 4 piny.

Za zmínku také stojí, že zvláště výkonné napájecí zdroje(narazil jsem na ty od 1000W a výše) mají dva 8pinové konektory. Pravděpodobně pro napájení systémů se dvěma procesory

Napájení grafického adaptéru. 24pinový napájecí konektor základní desky poskytuje 75 W pro slot PCI-E. To stačí pouze pro vstupní úroveň. Pro pokročilejší řešení se používá přídavný 6pinový konektor

Tento konektor dodává dalších 75 wattů, což má za následek 150 wattů pro grafický adaptér.

V roce 2008 byl představen 8pinový napájecí konektor grafické karty

To poskytuje dalších 150 W, celkem 225 W. Oba konektory jsou zpětně kompatibilní. To znamená, že 6pinový napájecí konektor lze připojit k 8pinovému napájecímu konektoru na grafickém adaptéru posunutím do strany. Naopak 8pinový konektor napájení počítače lze připojit k 6pinovému konektoru na grafickém adaptéru. Konstrukce konektoru eliminuje chybné zapojení.

Kromě vedení +12 V a země mají oba konektory kontakty Sense. Grafický adaptér je používá k určení, který (6 nebo 8pinový) konektor je připojen k grafickému adaptéru a zda je konektor vůbec připojen. Pokud konektor není připojen, systém se nespustí. Pokud je místo 8pinového konektoru připojen 6pinový konektor, v závislosti na firmwaru grafické karty se systém nemusí spustit vůbec nebo se může spustit s omezenou funkčností

8kolíkový napájecí konektor grafického adaptéru a 8kolíkový napájecí konektor procesoru mají různé klíče (odolné proti chybám), takže konektory nelze připojit nesprávně. Tyto konektory se také dělí různě: pro napájení grafického adaptéru 6+2, pro napájení procesoru 4+4 nebo 8 pinů dohromady.

U některých napájecích zdrojů jsou konektory PCI-E pro lepší identifikaci označeny nálepkou s nápisem „PCI-Express“.

Důležité! Všechny napájecí konektory se připojují bez velké námahy!

Grafické adaptéry ve středních a vyšších cenových segmentech mají dva konektory najednou. V závislosti na síle: 2x6, 1x6 a 1x8, 2x8.

Jsou chvíle, kdy napájecí zdroj nemá dostatek napájecích konektorů PCI-E. V takových situacích použijte adaptéry ve tvaru Y

Adaptér využívá dva Molexy pro připojení periferií, protože pro jeden 6pinový konektor jsou zapotřebí dvě +12V vedení.

Při připojování grafického adaptéru přes adaptér se ujistěte, že to snese vedení +12 V. To znamená, že informace o spotřebě energie grafické karty najdete v recenzích nebo na oficiálních stránkách. Po podívejte se na specifikace napájecího zdroje(na štítku napájecího zdroje nebo na webu výrobce) podél vedení +12 V

Sečtěte maximální výkon a TDP, výsledný součet vynásobím 1,5 a porovnám s údajem ve specifikaci zdroje. Pokud je výsledná hodnota výkonu větší než hodnota uvedená v charakteristikách, jsou možné problémy, pokud je menší, můžete to zkusit. Pokud máte moderní napájecí zdroj a číslo se ukáže být blízko nebo dokonce o něco menší než ve specifikaci, můžete grafickou kartu vyzkoušet ve svých aplikacích. Je nepravděpodobné, že to načtete na 100%. Pokud máte starý napájecí zdroj, je lepší neriskovat.

Periferní napájení. Téměř všechna periferní zařízení jsou napájena z následujících konektorů:

  • napájení periferních zařízení
  • napájení disketové mechaniky
  • Serial ATA napájecí zdroj

Napájení periferních zařízení. Obvykle se nazývá Molex, protože jej vyrábí stejnojmenná společnost

Má 4 kontakty: +5 V, +12 V a 2 zemnící. Určeno pro proud 11 A na kontakt. Slouží k připojení starých optických mechanik, ventilátorů a dalších zařízení pomocí napájení +5 V nebo +12 V

Konstrukce zástrčky obsahuje klíče (seříznuté rohy), které zabraňují nesprávnému připojení periferních zařízení. Někteří výrobci (zejména Sirtec) vyrábí tento konektor se speciálními půlkulatými zařízeními pro snadnější odpojení od zařízení.

Napájení disketové mechaniky. Napájení méně výkonných periferií. Má také 4 kontakty. Vzdálenost mezi kontakty se oproti předchozímu konektoru zmenšila 2x a je 2,5 mm

Každý kontakt je dimenzován na proud 2A, který určí maximální výkon konektoru při 34W

Na rozdíl od zástrčky pro napájení periferních zařízení jsou zde kontakty +5 V a +12 V invertované. Disketovou mechaniku lze připojit na cestách. Chcete-li to provést, musíte nejprve připojit datový kabel a poté napájecí kabel. Deaktivace probíhá v opačném pořadí. Ujistěte se, že nepoužíváte jednotku FDD, vypněte napájení a poté vypněte datový kabel. Zástrčka disketové mechaniky obsahuje klíč pro správné připojení, ale při zapojování je třeba dávat pozor (zejména na cestách), kontakty při zapojování snadno posunete.

Serial ATA napájecí zdroj. Pomocí tohoto konektoru jsou připojeny všechny moderní disky.

Jedná se o 15kolíkovou zástrčku pro připojení periferií se 3 kolíky pro každé napájecí vedení

Poskytuje stejný výkon jako standardní periferní konektor. Na jedné straně je také klíč, který zabraňuje nesprávnému připojení. Pro starší napájecí zdroje používají se adaptéry následujícího typu, které umožňují připojit jedno nebo dvě zařízení SATA

Adaptéry nemají napájecí vedení +3,3 V, protože moderní HDD a SSD jej nepoužívají.

Efficiency - účinnost napájecích zdrojů

Každé zařízení napájené střídavou sítí má svůj vlastní koeficient výkonu (účinnosti). Počítačové napájecí zdroje není výjimkou. Účinnost je množství energie, která vykonává užitečnou funkci (napájení počítače). Vše ostatní se přemění na teplo. V současné době jsou úrovně účinnosti uvedeny v tabulce níže

Výhody vysoce účinného napájecího zdroje:

  • nižší spotřeba energie ve srovnání se zdrojem bez příslušné certifikace. Například 500W zdroj s certifikací 80 Plus Gold (účinnost 90 %) a bez certifikace (účinnost asi 75 %). Při zátěži 50 % (250 W) bude mít certifikovaný zdroj ze sítě 277 W a necertifikovaný 333 W.
  • Méně zahřívání, protože je potřeba odvádět podstatně méně tepla
  • delší životnost napájecího zdroje díky nižším teplotám
  • méně hluku, protože k odvodu malého množství tepla je zapotřebí ventilátor pracující při nižších otáčkách
  • lepší napájení komponent a tím spolehlivější a stabilnější provoz celého počítače
  • minimální zkreslení charakteristik napájecího zdroje. Každé zařízení napájené střídavým proudem přináší své vlastní rušení. Certifikované napájecí zdroje využívají speciální zařízení APFC (Active Power Factor Correction), které zvyšuje účinnost a prakticky eliminuje rušení z napájení počítače.

Existuje pouze jedna nevýhoda - cena, která je více než kompenzována výhodami.

Vnitřní struktura a princip činnosti napájecích zdrojů pro počítač

Stručně si popišme princip fungování počítačového zdroje

Vstup je napájen napětím 220 V / 50 Hz (ideálně). Jinak funguje filtr (1), který odstraňuje zvlnění a rušení sítě. Poté je napájení přivedeno do měniče síťového napětí (2), který zvýší frekvenci z 50 Hz na 100 KHz a výše. Díky tomu je možné použít levné transformátory (3) malých rozměrů. Tento transformátor díky své vysoké frekvenci dokáže přenést obrovský výkon při přeměně vysokého napětí na nízké napětí. Vedle hlavního transformátoru je také záložní transformátor napětí. Ten je vždy přítomen, když je jednotka napájena. Dále se uvádějí do provozu sestavy diod (5), které spolu s kondenzátory a tlumivkami vyhlazují vysokofrekvenční zvlnění a vytvářejí konstantní napětí, která jsou přiváděna přímo do komponent počítače.

Stabilizační tlumivka hlavní skupiny (6). Používá se ve zdrojích střední ceny a je zodpovědný za stabilizaci všech výstupních napětí. Pokud se zatížení jednoho z kanálů prudce zvýší, napětí klesne. S tímto schématem napájecí zdroj zvyšuje napětí na všech linkách najednou. Kvalitní, drahé napájecí zdroje mají zcela nezávislé elektrické vedení, takže k tomuto efektu nedochází.

Obvod řízení otáček ventilátoru (7). Umožňuje regulovat rychlost Carlsonu. Nechybí ani deska pro sledování odběru napětí a proudu. Je zodpovědný za ochranu jednotky před zkratem a přetížením.

Napájecí zdroje vysoké úrovně Vyrábějí se převážně s modulárním kabelovým připojením. V tomto případě je zde deska s napájecími konektory (8), kde jsou vodiče přímo připojeny.

Modulární připojení umožňuje používat pouze nezbytné kabely. Díky tomu je možné dosáhnout lepšího rozvodu kabelů v pouzdře, což se následně pozitivně projeví

  • Paměťový modul - 5W
  • HDD a optická mechanika - 15 - 20 W
  • SSD - méně než 10 W
  • ventilátor - od 0,5 do 5 W
  • grafický adaptér - nutno se podívat do specifikací
  • Pro systémy s videem zabudovaným v procesoru postačí 400-500W zdroj. Přesněji 250 W stačí, ale je lepší to brát s rezervou.

    Jak a kde se podívat na přibližnou spotřebu procesoru. Jdeme na oficiální stránky výrobce, najdeme váš produkt a podíváme se na vlastnosti. Zajímá nás pole Max. TDP. Tento údaj beru jako spotřebu procesoru při výpočtu.

    S grafickými adaptéry je to jednodušší. Jdeme také na oficiální stránky výrobce grafického čipu a hledáme váš produkt. Otevřete kartu Specifikace a pokud se jedná o grafickou kartu nvidia, pak v části „Napájení a teplota“ najdeme indikátory spotřeby karty a doporučení pro výkon napájecího zdroje. Spotřebu karty jsem u konkurence nenašel, je potřeba si přečíst recenzi, ale jsou tam i doporučení na požadovaný výkon zdroje.

    Při sestavování systémů s více systémy byste měli přesně vědět, kolik daný model maximálně spotřebuje. Tento údaj vynásobte počtem grafických adaptérů v systému, přidejte spotřebu procesoru a dalších zařízení. Výslednou částku vynásobte 2 a získáte výkon doporučeného zdroje se slušnou rezervou. Proč se doporučuje volit zdroj s rezervou? Protože pokud je ve stejné místnosti několik počítačů se stejnými součástmi, ale s napájecími zdroji různého výkonu, budou parametry napájení ponechány hodně na přání. V této situaci Systémy s výkonnějšími zdroji budou stabilnější.

    Závěr

    V tomto článku jsme se podívali na vlastnosti napájecího zdroje počítače. Podrobně jsme prozkoumali konektory, které napájejí všechny součásti systému. Konektory mají určité „spolehlivé“ klíče a bez použití příliš velkého množství „Newtonů“ během montáže sestavíte systém správně. Také jsme povrchně prošli vnitřní strukturou a princip fungování počítačového napájecího zdroje. Dozvěděli jsme se, že zvýšením frekvence z 50 Hz na 100 KHz a výše je možné umístit všechny komponenty jednotky ve skromných rozměrech, bez ztráty výkonu. Diskutovalo se o certifikaci napájecího zdroje a faktoru účinnosti. Podívali jsme se na pozitivní a negativní aspekty vysoké účinnosti. Jde nejen o nižší účty za elektřinu, které sníží rozdíl v nákladech na nulu za 3-4 roky, ale také o stabilnější a spolehlivější provoz vašeho počítače.

    P.S. Vyberte si pro svůj počítač zdroj s rezervou chodu 1,5 - 2x a nejvyšším možným certifikačním standardem. To zaručuje vašemu osobnímu počítači vysoce kvalitní a stabilní napájení.

    Dotazy rád zodpovím v komentářích. Děkujeme za sdílení článku na sociálních sítích. Vše nejlepší!

    Článek, který vám dáváme do pozornosti, popisuje metodiku, kterou používáme pro testování napájecích zdrojů - dosud byly jednotlivé části tohoto popisu roztroušeny po různých článcích s testy napájecích zdrojů, což není příliš vhodné pro ty, kteří se chtějí rychle zorientovat s metodikou vycházející z jejího současného stavu.

    Tento materiál je aktualizován s tím, jak se metodika vyvíjí a zdokonaluje, takže některé metody v něm uvedené nemusí být použity v našich starých článcích s testy napájení - to pouze znamená, že metoda byla vyvinuta po zveřejnění odpovídajícího článku. Seznam změn provedených v článku najdete na konci.

    Článek lze celkem přehledně rozdělit do tří částí: v první stručně uvedeme námi kontrolované parametry bloku a podmínky těchto kontrol a také vysvětlíme technický význam těchto parametrů. Ve 2. části zmíníme řadu termínů často používaných výrobci bloků pro marketingové účely a vysvětlíme je. Třetí část bude zajímavá pro ty, kteří se chtějí blíže seznámit s technickými vlastnostmi konstrukce a provozu našeho stánku pro testování napájecích zdrojů.

    Vodítkem a vodítkem pro nás při vývoji níže popsané metodiky byl standard , jejíž nejnovější verzi najdete na FormFactors.org. V tuto chvíli je zahrnuta jako nedílná součást obecnějšího dokumentu tzv Průvodce návrhem napájecího zdroje pro Form Factors platformy pro stolní počítače, která popisuje bloky nejen ATX, ale i dalších formátů (CFX, TFX, SFX a tak dále). Přestože PSDG není formálně povinným standardem pro všechny výrobce napájecích zdrojů, a priori se domníváme, že pokud není u napájecího zdroje počítače výslovně uvedeno jinak (tj. jedná se o jednotku, která je v běžném maloobchodním prodeji a je určena pro všeobecné použití, nikoli jakýkoli konkrétní model počítače od konkrétního výrobce), musí splňovat požadavky PSDG.

    Výsledky testů pro konkrétní modely napájecích zdrojů si můžete prohlédnout v našem katalogu: " Katalog testovaných napájecích zdrojů".

    Vizuální kontrola napájecího zdroje

    První fází testování je samozřejmě vizuální kontrola bloku. Kromě estetického potěšení (nebo naopak zklamání) nám dává i řadu docela zajímavých ukazatelů kvality produktu.

    Na prvním místě je samozřejmě kvalita pouzdra. Tloušťka kovu, tuhost, montážní vlastnosti (například tělo může být vyrobeno z tenké oceli, ale upevněno sedmi nebo osmi šrouby místo obvyklých čtyř), kvalita lakování bloku...

    Za druhé, kvalita vnitřní instalace. Všechny napájecí zdroje procházející naší laboratoří jsou nutně otevřeny, uvnitř prozkoumány a vyfotografovány. Nezaměřujeme se na malé detaily a neuvádíme všechny části nalezené v bloku spolu s jejich nominálními hodnotami – to by samozřejmě dávalo článkům vědecký vzhled, ale v praxi je to ve většině případů zcela nesmyslné. Pokud je však blok vyroben podle nějakého obecně relativně nestandardního schématu, pokusíme se jej popsat obecně a také vysvětlit důvody, proč si designéři bloku mohli takové schéma vybrat. A samozřejmě, pokud si všimneme nějakých závažných nedostatků v kvalitě zpracování - například lajdácké pájení - určitě je zmíníme.

    Za třetí, pasové parametry bloku. V případě, řekněme, levných produktů, je často možné na jejich základě vyvodit nějaké závěry o kvalitě - například pokud se celkový výkon jednotky uvedený na štítku ukáže být jasně větší než součet součiny tam uvedených proudů a napětí.


    Samozřejmě také uvádíme seznam kabelů a konektorů dostupných na jednotce a udáváme jejich délku. Ten zapíšeme jako součet, ve kterém se první číslo rovná vzdálenosti od zdroje k prvnímu konektoru, druhé číslo se rovná vzdálenosti mezi prvním a druhým konektorem atd. Pro kabel zobrazený na obrázku výše bude záznam vypadat takto: „odnímatelný kabel se třemi napájecími konektory pro pevné disky SATA, délka 60+15+15 cm“.

    Provoz na plný výkon

    Nejintuitivnější a proto mezi uživateli nejoblíbenější vlastností je plný výkon napájecího zdroje. Štítek jednotky udává tzv. dlouhodobý výkon, tedy výkon, se kterým může jednotka pracovat neomezeně dlouho. Někdy je vedle něj uveden špičkový výkon - zpravidla s ním jednotka může pracovat ne déle než minutu. Někteří nepříliš svědomití výrobci uvádějí buď pouze špičkový výkon, nebo dlouhodobý výkon, ale pouze při pokojové teplotě - podle toho při práci uvnitř skutečného počítače, kde je teplota vzduchu vyšší než pokojová teplota, je přípustný výkon takového zdroje napájení je nižší. Podle doporučení Průvodce designem napájecího zdroje ATX 12V, zásadní dokument o provozu počítačových zdrojů, jednotka musí pracovat s výkonem na ní uvedeným zatížením při teplotě vzduchu do 50 °C - a někteří výrobci tuto teplotu výslovně uvádějí, aby se předešlo nesrovnalostem.

    V našich testech je však provoz jednotky na plný výkon testován za mírných podmínek – při pokojové teplotě, cca 22...25 °C. Jednotka pracuje s maximálním přípustným zatížením minimálně půl hodiny, pokud u ní během této doby nedojde k žádným incidentům, je zkouška považována za úspěšně splněnou.

    V tuto chvíli nám naše instalace umožňuje plně zatížit jednotky s výkonem až 1350 W.

    Charakteristiky křížového zatížení

    Navzdory tomu, že počítačový zdroj je zdrojem více různých napětí současně, hlavní jsou +12 V, +5 V, +3,3 V, u většiny modelů je pro první dvě napětí společný stabilizátor. Ve své práci se zaměřuje na aritmetický průměr mezi dvěma řízenými napětími – toto schéma se nazývá „skupinová stabilizace“.

    Nevýhody i výhody tohoto provedení jsou zřejmé: na jedné straně snížení nákladů, na straně druhé závislost napětí na sobě. Řekněme, že pokud zvýšíme zatížení sběrnice +12 V, odpovídající napětí klesne a stabilizátor jednotky se jej pokusí „vytáhnout“ na předchozí úroveň - ale protože se současně stabilizuje +5 V, zvýší se oba Napětí. Stabilizátor považuje situaci za opravenou, když průměrná odchylka obou napětí od jmenovitého je nulová - ale v této situaci to znamená, že napětí +12 V bude o něco nižší než jmenovité a +5 V bude mírně vyšší; zvedneme-li první, pak se okamžitě zvýší i druhé, snížíme-li druhé, sníží se i první.

    Vývojáři bloků samozřejmě vyvíjejí určité úsilí, aby tento problém zmírnili – jejich efektivitu lze nejsnáze vyhodnotit pomocí tzv. grafů charakteristik křížového zatížení (zkráceně CLO).

    Příklad rozvrhu KNH


    Vodorovná osa grafu ukazuje zatížení sběrnice +12 V testované jednotky (pokud má několik linek s tímto napětím, celkové zatížení na nich) a svislá osa ukazuje celkové zatížení +5 V a sběrnice +3,3 V. Každý bod v grafu tedy odpovídá určitému vyvážení zatížení bloku mezi těmito sběrnicemi. Pro větší přehlednost zobrazujeme na grafech KNH nejen zónu, ve které výstupní zatížení jednotky nepřekračuje přípustné meze, ale také označujeme jejich odchylky od jmenovitého v různých barvách - od zelené (odchylka menší než 1 %) až po červená (odchylka od 4 do 5 %). Odchylka větší než 5 % je považována za nepřijatelnou.

    Řekněme, že ve výše uvedeném grafu vidíme, že napětí +12 V (pro toto bylo postaveno) testované jednotky dobře drží, značná část grafu je vyplněna zelenou barvou - a to pouze při silné nevyváženosti zatížení směrem ke sběrnicím +5 V a +3, 3V svítí červeně.

    Vlevo, dole a vpravo je navíc graf omezen minimálním a maximálním přípustným zatížením kvádru – ale nerovný horní okraj je způsoben napětím přesahujícím 5procentní hranici. Podle normy již nelze napájecí zdroj v tomto rozsahu zátěže používat k určenému účelu.

    Oblast typických zatížení na grafu KNH


    Samozřejmě je také velmi důležité, ve které oblasti grafu se napětí více odchyluje od jmenovité hodnoty. Na obrázku výše je zastíněna oblast spotřeby energie typická pro moderní počítače - všechny jejich nejvýkonnější komponenty (grafické karty, procesory...) jsou nyní napájeny ze sběrnice +12 V, takže zátěž na může být velmi velký. Na sběrnicích +5 V a +3,3 V však ve skutečnosti zůstaly pouze pevné disky a komponenty základní desky, takže jejich spotřeba jen velmi zřídka přesahuje několik desítek wattů i u počítačů, které jsou na moderní standardy velmi výkonné.

    Porovnáte-li výše uvedené grafy obou bloků, jasně vidíte, že první z nich zčervená v oblasti, která je pro moderní počítače nevýznamná, ale druhý je bohužel naopak. Proto, ačkoli obecně oba bloky vykazovaly podobné výsledky v celém rozsahu zatížení, v praxi bude výhodnější ten první.

    Protože během testu sledujeme všechny tři hlavní sběrnice zdroje - +12 V, +5 V a +3,3 V - jsou zdroje v článcích prezentovány formou animovaného třísnímkového obrázku, každý snímek což odpovídá odchylce napětí na jedné ze zmíněných pneumatik

    V poslední době se stále více rozšiřují také zdroje s nezávislou stabilizací výstupních napětí, u kterých je klasické zapojení doplněno o další stabilizátory podle obvodu tzv. saturovatelného jádra. Takové bloky vykazují výrazně nižší korelaci mezi výstupními napětími - zpravidla jsou pro ně KNH grafy plné zelené barvy.

    Otáčky ventilátoru a zvýšení teploty

    Účinnost chladicího systému jednotky lze posuzovat ze dvou hledisek – z hlediska hlučnosti a z hlediska vytápění. Je zřejmé, že dosažení dobrého výkonu v obou těchto bodech je velmi problematické: dobrého chlazení lze dosáhnout instalací výkonnějšího ventilátoru, ale pak budeme ztrácet na hluku – a naopak.

    Abychom vyhodnotili účinnost chlazení bloku, postupně měníme jeho zátěž z 50 W na maximální přípustnou, přičemž v každé fázi dáváme bloku 20...30 minut na zahřátí - během této doby jeho teplota dosáhne konstantní úrovně. Po zahřátí se pomocí optického otáčkoměru Velleman DTO2234 změří rychlost otáčení ventilátoru jednotky a pomocí dvoukanálového digitálního teploměru Fluke 54 II se změří teplotní rozdíl mezi studeným vzduchem vstupujícím do jednotky a ohřátým vzduchem, který ji opouští. měřeno.
    Samozřejmě, ideálně by obě čísla měla být minimální. Pokud jsou jak teplota, tak otáčky ventilátoru vysoké, znamená to, že chladicí systém je špatně navržen.

    Všechny moderní jednotky mají samozřejmě nastavitelné otáčky ventilátoru - v praxi se však počáteční otáčky mohou značně lišit (tedy otáčky při minimální zátěži; to je velmi důležité, protože určuje hlučnost jednotky ve chvílích, kdy počítač není ničím zatížen - a proto se ventilátory grafické karty a procesor točí minimální rychlostí), stejně jako graf závislosti rychlosti na zátěži. Například u napájecích zdrojů nižší cenové kategorie se často používá jeden termistor pro regulaci otáček ventilátoru bez dalších obvodů - v tomto případě se otáčky mohou změnit pouze o 10...15%, což je obtížné vyrovnat úprava hovoru.

    Mnoho výrobců napájecích zdrojů uvádí buď hladinu hluku v decibelech, nebo otáčky ventilátoru v otáčkách za minutu. Obojí je často doprovázeno chytrým marketingovým tahem – hlučnost a rychlost se měří při teplotě 18 °C. Výsledný údaj je obvykle velmi krásný (např. hlučnost 16 dBA), ale nenese žádný význam - v reálném počítači bude teplota vzduchu o 10...15 °C vyšší. Dalším trikem, na který jsme narazili, bylo naznačit u jednotky se dvěma různými typy ventilátorů charakteristiku pouze toho pomalejšího.

    Zvlnění výstupního napětí

    Princip činnosti spínaného zdroje - a všechny počítačové jednotky jsou spínané - je založen na provozu snižovacího výkonového transformátoru na frekvenci výrazně vyšší, než je frekvence střídavého proudu v napájecí síti, což umožňuje mnohonásobně zmenšit rozměry tohoto transformátoru.

    Střídavé síťové napětí (s frekvencí 50 nebo 60 Hz, v závislosti na zemi) na vstupu jednotky je usměrněno a vyhlazeno, načež je přivedeno do tranzistorového spínače, který převádí stejnosměrné napětí zpět na střídavé napětí, ale s frekvencí o tři řády vyšší – od 60 do 120 kHz v závislosti na modelu napájení. Toto napětí je přivedeno do vysokofrekvenčního transformátoru, který jej sníží na hodnoty, které potřebujeme (12 V, 5 V...), načež je opět narovnáno a vyhlazeno. V ideálním případě by výstupní napětí jednotky mělo být přísně konstantní - ale ve skutečnosti je samozřejmě nemožné zcela vyhladit střídavý vysokofrekvenční proud. Standard požaduje, aby rozsah (vzdálenost od minima k maximu) zbytkového zvlnění výstupních napětí napájecích zdrojů při maximální zátěži nepřesáhl 50 mV pro sběrnice +5 V a +3,3 V a 120 mV pro sběrnici +12 V.

    Při testování jednotky snímáme oscilogramy jejích hlavních výstupních napětí při maximální zátěži pomocí dvoukanálového osciloskopu Velleman PCSU1000 a prezentujeme je ve formě obecného grafu:


    Horní řádek na něm odpovídá sběrnici +5 V, prostřední řádek - +12 V, spodní - +3,3 V. Na obrázku výše jsou pro větší pohodlí maximální přípustné hodnoty zvlnění jasně zobrazeny vpravo: jak vidíte, do tohoto napájecího zdroje se vejde sběrnice +12 V, snadno se do nich vejde, sběrnice +5 V je obtížná a sběrnice +3,3 V se nevejde vůbec. Vysoké úzké špičky na oscilogramu posledního napětí nám napovídají, že jednotka nezvládá odfiltrování šumu nejvyšší frekvence - zpravidla je to důsledek použití nedostatečně kvalitních elektrolytických kondenzátorů, jejichž účinnost se zvyšující se frekvencí výrazně klesá .

    V praxi, pokud rozsah zvlnění zdroje překročí povolené limity, může to negativně ovlivnit stabilitu počítače a také způsobit rušení zvukových karet a podobných zařízení.

    Účinnost

    Pokud jsme výše uvažovali pouze výstupní parametry zdroje, pak při měření účinnosti jsou již zohledněny jeho vstupní parametry - jaké procento výkonu přijatého z napájecí sítě jednotka přemění na výkon, který dodává do zátěže. Rozdíl je samozřejmě ve zbytečném zahřívání samotného bloku.

    Současná verze standardu ATX12V 2.2 ukládá omezení účinnosti jednotky zespodu: minimálně 72 % při jmenovité zátěži, 70 % při maximální a 65 % při nízké zátěži. Kromě toho existují hodnoty doporučené normou (80% účinnost při jmenovité zátěži), stejně jako dobrovolný certifikační program „80+Plus“, podle kterého musí mít napájecí zdroj účinnost minimálně 80 % při jakémkoli zatížení. zatížení od 20 % do maximálně přípustné. Stejné požadavky jako 80+Plus obsahuje nový certifikační program Energy Star verze 4.0.

    V praxi závisí účinnost napájecího zdroje na síťovém napětí: čím vyšší je, tím lepší je účinnost; rozdíl v účinnosti mezi sítěmi 110 V a 220 V je asi 2 %. Kromě toho může být rozdíl v účinnosti mezi různými jednotkami stejného modelu v důsledku odchylek v parametrech součástí také 1...2 %.

    Při našich testech měníme zátěž jednotky po malých krocích z 50 W na maximální možnou a v každém kroku po krátkém zahřátí měříme výkon spotřebovaný jednotkou ze sítě - poměr zátěže výkon k výkonu odebranému ze sítě nám udává účinnost. Výsledkem je graf účinnosti v závislosti na zatížení jednotky.


    Účinnost spínaných zdrojů se zpravidla rychle zvyšuje s rostoucí zátěží, dosahuje maxima a poté pomalu klesá. Tato nelinearita má zajímavý důsledek: z hlediska účinnosti je zpravidla o něco výhodnější koupit jednotku, jejíž jmenovitý výkon je adekvátní výkonu zátěže. Pokud vezmete blok s velkou rezervou výkonu, malé zatížení na něm spadne do oblasti grafu, kde účinnost ještě není maximální (například zatížení 200 wattů na grafu 730- wattový blok zobrazený výše).

    Faktor síly

    Jak víte, v síti střídavého proudu lze uvažovat o dvou typech napájení: aktivní a reaktivní. Jalový výkon se vyskytuje ve dvou případech - buď pokud se zátěžový proud ve fázi neshoduje s napětím sítě (tj. zátěž je indukční nebo kapacitní povahy), nebo když je zátěž nelineární. Počítačový zdroj je jasným druhým případem - pokud nejsou provedena žádná dodatečná opatření, odebírá proud ze sítě v krátkých vysokých pulzech, které se shodují s maximálním síťovým napětím.

    Ve skutečnosti je problém v tom, že pokud se činný výkon zcela přemění v bloku na práci (čímž v tomto případě máme na mysli jak energii dodávanou blokem do zátěže, tak vlastní ohřev), pak se jalový výkon ve skutečnosti nespotřebovává. tím vůbec - je zcela vrácen zpět do sítě. Takříkajíc to jen chodí tam a zpět mezi elektrárnou a blokem. Ale ohřívá dráty, které je spojují, o nic horší než činný výkon... Snaží se proto co nejvíce zbavit jalového výkonu.

    Obvod známý jako aktivní PFC je nejúčinnějším prostředkem pro potlačení jalového výkonu. V jádru se jedná o pulzní měnič, který je navržen tak, aby jeho okamžitý odběr proudu byl přímo úměrný okamžitému napětí v síti – jinými slovy je speciálně vyroben lineárně, a tedy spotřebovává pouze činný výkon. Z výstupu A-PFC je napětí přiváděno do pulsního měniče napájecího zdroje, stejného, ​​který dříve svou nelinearitou vytvářel jalovou zátěž - ale protože se nyní jedná o konstantní napětí, linearita druhého měniče již nehraje roli; je spolehlivě oddělena od napájecí sítě a již ji nemůže ovlivnit.

    Pro odhad relativní hodnoty jalového výkonu se používá pojem jako účiník - jedná se o poměr činného výkonu k součtu činných a jalových výkonů (tento součet se také často nazývá celkový výkon). V konvenčním napájecím zdroji je to asi 0,65 a v napájecím zdroji s A-PFC je to asi 0,97...0,99, to znamená, že použití A-PFC snižuje jalový výkon téměř na nulu.

    Uživatelé a dokonce i recenzenti si často pletou účiník s účinností - ačkoli oba popisují účinnost napájecího zdroje, je to velmi závažná chyba. Rozdíl je v tom, že účiník popisuje účinnost využití napájecího zdroje ze sítě AC - jaké procento výkonu, který jím prochází, jednotka spotřebuje pro svůj provoz, a účinnost je účinnost přeměny výkonu odebíraného ze sítě na výkon dodávaný do zátěže. Nejsou spolu vůbec propojeny, protože, jak bylo napsáno výše, jalový výkon, který určuje hodnotu účiníku, se v bloku prostě na nic nepřevádí, pojem „účinnost přeměny“ nelze spojovat s nemá tedy žádný vliv na účinnost.

    Obecně lze říci, že A-PFC není přínosem pro uživatele, ale pro energetické společnosti, protože snižuje zatížení energetického systému vytvářeného napájecím zdrojem počítače o více než třetinu – a když je počítač na každém stolním počítači, převádí do velmi nápadných čísel. Pro běžného domácího uživatele přitom není prakticky žádný rozdíl, zda jeho zdroj obsahuje A-PFC či nikoliv, a to ani z pohledu placení za elektřinu - domovní elektroměry alespoň zatím berou v úvahu pouze aktivní Napájení. Přesto tvrzení výrobců o tom, jak A-PFC pomáhá vašemu počítači, nejsou nic jiného než obyčejný marketingový hluk.

    Jednou z vedlejších výhod A-PFC je to, že může být snadno navržen tak, aby fungoval v celém rozsahu napětí od 90 do 260 V, čímž se vytvoří univerzální napájecí zdroj, který funguje v jakékoli síti bez ručního přepínání napětí. Navíc, pokud jednotky s přepínači síťového napětí mohou pracovat ve dvou rozsazích - 90...130 V a 180...260 V, ale nelze je provozovat v rozsahu od 130 do 180 V, pak jednotka s A-PFC pokrývá všechny tato napětí v jejich celistvosti. V důsledku toho, pokud jste z nějakého důvodu nuceni pracovat v podmínkách nestabilního napájení, které často klesá pod 180 V, pak vám jednotka s A-PFC buď umožní obejít se bez UPS úplně, nebo výrazně zvýší službu životnost jeho baterie.

    Samotný A-PFC však zatím nezaručuje provoz v plném rozsahu napětí - lze jej navrhnout pouze pro rozsah 180...260 V. S tím se někdy setkáváme u jednotek určených pro Evropu, protože odmítnutí plné- rozsah A-PFC umožňuje mírně snížit jeho náklady.

    Kromě aktivních PFC se v blocích nacházejí i pasivní. Představují nejjednodušší způsob korekce účiníku - jsou pouze velkou tlumivkou zapojenou do série se zdrojem. Díky své indukčnosti mírně vyhlazuje proudové impulsy spotřebovávané jednotkou, čímž snižuje stupeň nelinearity. Vliv P-PFC je velmi malý - účiník se zvyšuje z 0,65 na 0,7...0,75, ale pokud instalace A-PFC vyžaduje seriózní úpravu vysokonapěťových obvodů jednotky, pak lze P-PFC přidány bez sebemenších potíží do jakéhokoli stávajícího napájecího zdroje.

    V našich testech určujeme účiník jednotky pomocí stejného schématu jako účinnost - postupné zvyšování zátěže z 50 W na maximální přípustnou hodnotu. Získaná data jsou prezentována na stejném grafu jako účinnost.

    Práce v tandemu s UPS

    Výše popsaný A-PFC má bohužel nejen výhody, ale i jednu nevýhodu – některé jeho implementace neumí normálně fungovat s nepřerušitelnými zdroji napájení. Ve chvíli, kdy se UPS přepne na baterie, takové A-PFC prudce zvýší svůj odběr, v důsledku čehož se spustí ochrana proti přetížení v UPS a ta se jednoduše vypne.

    Pro posouzení vhodnosti implementace A-PFC v každé konkrétní jednotce ji připojíme k UPS APC SmartUPS SC 620VA a zkontrolujeme jejich provoz ve dvou režimech – nejprve při napájení ze sítě a poté při přechodu na baterie. V obou případech se výkon zátěže na jednotce postupně zvyšuje, dokud se nerozsvítí indikátor přetížení na UPS.

    Pokud je tento zdroj kompatibilní s UPS, pak je přípustný zátěžový výkon jednotky při napájení ze sítě obvykle 340...380 W a při přechodu na baterie - o něco méně, asi 320...340 W. Navíc, pokud byl v době přechodu na baterie výkon vyšší, UPS rozsvítí indikátor přetížení, ale nevypne se.

    Pokud má jednotka výše uvedený problém, pak maximální výkon, při kterém UPS souhlasí s tím, že s ním bude pracovat na baterie, znatelně klesne pod 300 W a pokud je překročen, UPS se úplně vypne buď přímo v okamžiku přechodu na baterie, nebo po pěti až deseti sekundách. Pokud plánujete pořízení UPS, je lepší takovou jednotku nekupovat.

    Naštěstí je v poslední době stále méně jednotek, které nejsou kompatibilní s UPS. Například pokud bloky řady PLN/PFN skupiny FSP měly takové problémy, pak v další řadě GLN/HLN byly zcela opraveny.

    Pokud již vlastníte jednotku, která není schopna normálně pracovat s UPS, pak jsou dvě možnosti (kromě úpravy samotné jednotky, která vyžaduje dobrou znalost elektroniky) - změnit buď jednotku, nebo UPS. První je zpravidla levnější, protože bude nutné zakoupit UPS s alespoň velmi velkou rezervou výkonu nebo dokonce online typ, který mírně řečeno není levný a není nijak odůvodněn. doma.

    Marketingový hluk

    Kromě technických charakteristik, které mohou a měly by být kontrolovány při testech, výrobci často rádi dodávají napájecí zdroje se spoustou krásných nápisů vypovídajících o technologiích v nich použitých. Zároveň je jejich význam někdy zkreslený, někdy triviální, někdy se tyto technologie obecně týkají pouze vlastností vnitřního obvodu bloku a neovlivňují jeho „externí“ parametry, ale jsou používány z důvodů vyrobitelnosti nebo nákladů. Jinými slovy, krásné štítky jsou často pouhým marketingovým šumem a bílým šumem, který neobsahuje žádné cenné informace. Většinu těchto tvrzení nemá příliš smysl experimentálně testovat, níže se však pokusíme uvést ty hlavní a nejčastější, aby naši čtenáři jasněji pochopili, s čím mají co do činění. Pokud si myslíte, že jsme přehlédli některý z charakteristických bodů, neváhejte nám o tom říci, článek určitě doplníme.

    Dva výstupní obvody +12V

    Za starých časů měly napájecí zdroje jednu sběrnici pro každé z výstupních napětí - +5 V, +12 V, +3,3 V a několik záporných napětí a maximální výkon každé sběrnice nepřesáhl 150. 0,200 W a pouze u některých zvláště výkonných serverových jednotek mohlo zatížení pětivoltové sběrnice dosáhnout 50 A, tedy 250 W. Postupem času se však situace změnila - celkový výkon spotřebovaný počítači stále rostl a jeho rozdělení mezi sběrnice se posouvalo směrem k +12 V.

    Ve standardu ATX12V 1.3 dosahoval doporučený proud sběrnice +12 V 18 A... a zde začaly problémy. Ne, ne se zvýšením proudu, s tím nebyly žádné zvláštní problémy, ale s bezpečností. Faktem je, že podle normy EN-60950 by maximální výkon na konektorech volně přístupných uživateli neměl překročit 240 VA - má se za to, že vysoké výkony v případě zkratu nebo poruchy zařízení mohou s největší pravděpodobností vést k různým nepříjemné následky, například požár. Na 12voltové sběrnici je tohoto výkonu dosaženo při proudu 20 A, přičemž výstupní konektory zdroje jsou samozřejmě považovány za volně přístupné uživateli.

    V důsledku toho, když bylo nutné dále zvýšit přípustný zatěžovací proud o +12 V, rozhodli se vývojáři standardu ATX12V (tedy Intel) tuto sběrnici rozdělit na několik, každá s proudem 18 A (rozdíl 2 A byla zahrnuta jako malá rezerva). Čistě z bezpečnostních důvodů pro toto rozhodnutí neexistují absolutně žádné jiné důvody. Bezprostředním důsledkem toho je, že napájecí zdroj vlastně vůbec nemusí mít více než jednu +12V lištu – stačí spustit ochranu, pokud se pokusí zatížit některý ze svých 12V konektorů proudem více než 18A. To je vše. Nejjednodušší způsob, jak to provést, je nainstalovat několik bočníků do napájecího zdroje, z nichž každý je připojen k vlastní skupině konektorů. Pokud proud přes jeden z bočníků překročí 18 A, ochrana se spustí. Výsledkem je, že na jedné straně výkon na žádném z konektorů jednotlivě nemůže překročit 18 A * 12 V = 216 VA, na druhé straně může být celkový výkon odebíraný z různých konektorů vyšší než tento údaj. A vlci jsou nakrmeni a ovce jsou v bezpečí.

    Zdroje se dvěma, třemi nebo čtyřmi +12 V kolejnicemi se proto v přírodě prakticky nevyskytují. Jednoduše proto, že to není nutné – proč dávat hromadu přídavných dílů dovnitř bloku, kde už je to docela stísněné, když si vystačíte s pár bočníky a jednoduchým mikroobvodem, který na nich bude řídit napětí (a jelikož známe tzv. odpor bočníků, pak napětí bezprostředně a jednoznačně implikuje velikost proudu procházejícího bočníkem)?

    Marketingová oddělení výrobců napájecích zdrojů však nemohla takový dárek ignorovat - a nyní se na krabicích napájecích zdrojů objevují výroky o tom, jak dvě vedení +12 V pomáhají zvýšit výkon a stabilitu. A když jsou tři řádky...

    Ale je to v pořádku, pokud je to všechno. Posledním módním trendem jsou napájecí zdroje, ve kterých je jakoby oddělení vedení, ale jakoby ne. Takhle? Je to velmi jednoduché: jakmile proud na jednom z vedení dosáhne ceněných 18 A, ochrana proti přetížení... se vypne. Díky tomu na jedné straně z krabice nezmizí posvátný nápis „Triple 12V Rails pro nevídaný výkon a stabilitu“ a na druhou stranu vedle něj můžete stejným písmem přidat nějaký nesmysl, který pokud všechny tři řádky se spojí do jedné. Nesmysl - protože, jak bylo uvedeno výše, nikdy nebyli odděleni. Z technického hlediska je obecně absolutně nemožné pochopit celou hloubku „nové technologie“: ve skutečnosti se nám snaží prezentovat absenci jedné technologie jako přítomnost jiné.

    Z dosud nám známých případů byly v oblasti propagace „samopřepínací ochrany“ mezi masy zaznamenány společnosti Topower a Seasonic, respektive značky, které prodávají své jednotky pod vlastní značkou.

    Ochrana proti zkratu (SCP)

    Ochrana proti zkratu na výstupu bloku. Povinné podle dokumentu Průvodce designem napájecího zdroje ATX12V– což znamená, že je přítomen ve všech blocích, které tvrdí, že splňují normu. I ty, kde na krabici není nápis „SCP“.

    Ochrana proti přetížení (OPP)

    Ochrana proti přetížení jednotky na základě celkového výkonu na všech výstupech. Je povinná.

    Nadproudová ochrana (OCP)

    Ochrana proti přetížení (ale ještě ne zkratu) kteréhokoli z výstupů jednotky jednotlivě. Přítomno na mnoha, ale ne na všech blocích – a ne na všech výstupech. Nepovinné.

    Ochrana proti přehřátí (OTP)

    Ochrana proti přehřátí bloku. Není to tak běžné a není to povinné.

    Přepěťová ochrana (OVP)

    Ochrana proti překročení výstupního napětí. Je to povinné, ale ve skutečnosti je navrženo pro případ vážné poruchy jednotky - ochrana se spustí pouze tehdy, když některé z výstupních napětí překročí jmenovitou hodnotu o 20...25%. Jinými slovy, pokud vaše jednotka vyrábí 13 V místo 12 V, je vhodné ji co nejrychleji vyměnit, ale její ochrana nemusí fungovat, protože je určena pro krizovější situace, které hrozí okamžitým selháním zařízení. připojený k jednotce.

    Podpěťová ochrana (UVP)

    Ochrana proti podcenění výstupních napětí. Příliš nízké napětí, na rozdíl od příliš vysokého, samozřejmě nevede k fatálním následkům pro počítač, ale může způsobit poruchy, řekněme, při provozu pevného disku. Opět platí, že ochrana se spustí při poklesu napětí o 20...25%.

    Nylonový rukáv

    Měkké pletené nylonové trubky, ve kterých jsou zastrčeny výstupní vodiče napájecího zdroje - trochu usnadňují pokládání vodičů uvnitř systémové jednotky a zabraňují jejich zamotání.

    Bohužel mnoho výrobců přešlo od nepochybně dobrého nápadu použití nylonových trubic k tlustým plastovým trubicím, často doplněným stíněním a vrstvou barvy, která září v ultrafialovém světle. Zářící barva je samozřejmě věcí vkusu, ale napájecí vodiče nepotřebují stínění víc, než ryba potřebuje deštník. Ale tlusté trubky dělají kabely elastickými a neohebnými, což nejen brání jejich umístění do pouzdra, ale jednoduše představuje nebezpečí pro napájecí konektory, které nesou značnou sílu od kabelů, které odolávají ohybu.

    Často se to dělá údajně kvůli zlepšení chlazení systémové jednotky - ale ujišťuji vás, že balení napájecích vodičů do trubek má velmi malý vliv na proudění vzduchu uvnitř skříně.

    Podpora dvoujádrového CPU

    Ve skutečnosti nic jiného než krásný štítek. Dvoujádrové procesory nevyžadují žádnou speciální podporu ze strany napájecího zdroje.

    Podpora SLI a CrossFire

    Další krásný štítek označující přítomnost dostatečného počtu napájecích konektorů grafické karty a schopnost produkovat energii, která je považována za dostatečnou pro napájení systému SLI. Nic víc.

    Někdy výrobce bloku obdrží od výrobce grafické karty nějaký odpovídající certifikát, ale to neznamená nic jiného než výše zmíněnou dostupnost konektorů a vysoký výkon - a ten často výrazně převyšuje potřeby typického systému SLI nebo CrossFire. Koneckonců, výrobce musí nějakým způsobem zdůvodnit kupujícím potřebu nákupu bloku šíleně vysokého výkonu, tak proč to neudělat tak, že na něj nalepí štítek „SLI Certified“?..

    Komponenty průmyslové třídy

    Opět krásná etiketa! Průmyslové komponenty zpravidla znamenají díly, které pracují v širokém teplotním rozsahu – ale upřímně, proč dávat do napájecího zdroje mikroobvod, který může pracovat při teplotách od -45 °C, když tato jednotka stále nebude vystavena Studený? .

    Někdy se průmyslovými součástmi rozumí kondenzátory navržené pro provoz při teplotách do 105 °C, ale zde je obecně vše také banální: kondenzátory ve výstupních obvodech napájecího zdroje, které se samy ohřívají, a dokonce se nacházejí vedle horkých tlumivek. , jsou vždy navrženy na maximální teplotu 105 °C. V opačném případě se jejich životnost ukazuje jako příliš krátká (teplota v napájecím zdroji je samozřejmě mnohem nižší než 105 °C, ale problém je v tom, že žádný Zvýšení teploty sníží životnost kondenzátorů - ale čím vyšší je maximální přípustná provozní teplota kondenzátoru, tím menší bude vliv zahřívání na jeho životnost).

    Vstupní vysokonapěťové kondenzátory pracují prakticky při okolní teplotě, takže použití o něco levnějších 85stupňových kondenzátorů nijak neovlivňuje životnost zdroje.

    Pokročilý design dvojitého dopředného přepínání

    Lákat kupujícího krásnými, ale zcela nesrozumitelnými slovy je oblíbenou zábavou marketingových oddělení.

    V tomto případě mluvíme o topologii napájecího zdroje, tedy o obecném principu konstrukce jeho obvodu. Existuje poměrně velké množství různých topologií - takže kromě vlastního dvoutranzistorového jednocyklového dopředného měniče se v počítačových jednotkách můžete setkat i s jednotranzistorovými jednocyklovými dopřednými měniči, stejně jako polomůstkové push- vytáhněte převodníky dopředu. Všechny tyto pojmy zajímají pouze specialisty na elektroniku, pro běžného uživatele v podstatě nic neznamenají.

    Volba konkrétní topologie zdroje je dána mnoha důvody - rozsahem a cenou tranzistorů s potřebnými charakteristikami (a výrazně se liší v závislosti na topologii), transformátorů, řídicích mikroobvodů... Například jednotranzistorový vpřed verze je jednoduchá a levná, ale vyžaduje použití vysokonapěťového tranzistoru a vysokonapěťových diod na výstupu bloku, takže se používá pouze v levných nízkopříkonových blocích (cena vysokonapěťových diod a vysokonapěťových diod výkonových tranzistorů je příliš vysoký). Poloviční můstek push-pull verze je trochu složitější, ale napětí na tranzistorech v ní je poloviční... Obecně jde především o dostupnost a cenu potřebných součástek. Můžeme například s jistotou předvídat, že dříve nebo později se v sekundárních obvodech počítačových zdrojů začnou používat synchronní usměrňovače - v této technologii není nic zvlášť nového, je známá již dlouhou dobu, je prostě příliš drahá a výhody, které poskytuje, nepokryjí náklady.

    Konstrukce dvojitého transformátoru

    Použití dvou výkonových transformátorů, které se nacházejí u výkonových zdrojů (obvykle od kilowattu) - stejně jako v předchozím odstavci, je čistě inženýrské řešení, které samo o sobě obecně neovlivňuje vlastnosti jednotky jakýmkoliv znatelným způsobem - prostě v některých případech je výhodnější rozdělit značný výkon moderních jednotek na dva transformátory. Například pokud jeden plný výkonový transformátor nelze vtěsnat do výškových rozměrů jednotky. Někteří výrobci však prezentují topologii dvou transformátorů, která jim umožňuje dosáhnout větší stability, spolehlivosti atd., což není tak úplně pravda.

    RoHS (Reduction of Hazardous Substances)

    Nová směrnice EU omezující používání řady nebezpečných látek v elektronických zařízeních od 1. července 2006. Olovo, rtuť, kadmium, šestimocný chrom a dvě bromidové sloučeniny byly zakázány - pro napájecí zdroje to znamená především přechod na bezolovnaté pájky. Na jednu stranu jsme samozřejmě všichni pro životní prostředí a proti těžkým kovům – ale na druhou stranu náhlý přechod na používání nových materiálů může mít do budoucna velmi nepříjemné následky. Mnozí si tedy dobře uvědomují příběh pevných disků Fujitsu MPG, ve kterém bylo masivní selhání řadičů Cirrus Logic způsobeno jejich zabalením do pouzder vyrobených z nové „ekologické“ směsi od Sumitomo Bakelite: součásti v ní obsažené přispěl k migraci mědi a stříbra a vzniku propojek mezi stopami uvnitř těla čipu, což vedlo k téměř zaručenému selhání čipu po roce nebo dvou provozu. Komplex byl ukončen, účastníci příběhu si vyměnili spoustu soudních sporů a majitelé dat, která zemřela spolu s pevnými disky, mohli jen sledovat, co se děje.

    Použité vybavení

    Samozřejmě, že první prioritou při testování napájecího zdroje je kontrola jeho provozu při různých výkonech zátěže až do maxima. Autoři k tomuto účelu dlouho v různých recenzích používali běžné počítače, do kterých se testovaná jednotka instalovala. Toto schéma mělo dvě hlavní nevýhody: zaprvé není možné žádným flexibilním způsobem regulovat výkon odebíraný z bloku a zadruhé je obtížné adekvátně zatížit bloky, které mají velkou rezervu výkonu. Druhý problém se projevil zvláště v posledních letech, kdy výrobci napájecích zdrojů zahájili skutečný závod o maximální výkon, v důsledku čehož možnosti jejich produktů daleko převyšovaly potřeby typického počítače. Samozřejmě můžeme říci, že vzhledem k tomu, že počítač nevyžaduje výkon větší než 500 W, nemá smysl testovat jednotky při vyšší zátěži – na druhou stranu, protože jsme obecně začali testovat produkty s vyšším jmenovitým výkonem, bylo by zvláštní, přinejmenším není možné formálně otestovat jejich výkon v celém povoleném rozsahu zatížení.

    Pro testování napájecích zdrojů v naší laboratoři používáme nastavitelnou zátěž se softwarovým ovládáním. Systém spoléhá na dobře známou vlastnost izolovaných hradlových tranzistorů s efektem pole (MOSFET): omezují tok proudu obvodem kolektor-zdroj v závislosti na napětí hradla.

    Výše je znázorněn nejjednodušší obvod stabilizátoru proudu na tranzistoru s efektem pole: připojením obvodu ke zdroji s výstupním napětím +V a otáčením knoflíku proměnného odporu R1 měníme napětí na hradle tranzistoru. VT1, čímž se mění proud I, který jím protéká - z nuly na maximum (určeno charakteristikou tranzistoru a/nebo testovaného zdroje).

    Takové schéma však není příliš dokonalé: když se tranzistor zahřeje, jeho charakteristiky budou „plavat“, což znamená, že se změní i proud I, i když řídicí napětí na bráně zůstane konstantní. Chcete-li tento problém vyřešit, musíte do obvodu přidat druhý rezistor R2 a operační zesilovač DA1:

    Když je tranzistor zapnutý, proud I protéká jeho obvodem kolektor-zdroj a rezistorem R2. Napětí na druhém se rovná, podle Ohmova zákona, U=R2*I. Z rezistoru je toto napětí přiváděno na invertující vstup operačního zesilovače DA1; neinvertující vstup stejného operačního zesilovače přijímá řídicí napětí U1 z proměnného rezistoru R1. Vlastnosti jakéhokoliv operačního zesilovače jsou takové, že při takto zapnutém se snaží udržet napětí na svých vstupech stejné; dělá to změnou svého výstupního napětí, které v našem obvodu jde do brány tranzistoru s efektem pole a podle toho reguluje proud, který jím protéká.

    Řekněme, že odpor R2 = 1 Ohm a nastavíme napětí na rezistoru R1 na 1 V: poté operační zesilovač změní své výstupní napětí tak, že odpor R2 také klesne o 1 volt - podle toho bude proud I nastaven na 1 V / 1 Ohm = 1 A. Pokud nastavíme R1 na napětí 2 V, operační zesilovač zareaguje nastavením proudu I = 2 A atd. Pokud se proud I a v souladu s tím napětí na rezistoru R2 změní v důsledku zahřívání tranzistoru, operační zesilovač okamžitě upraví své výstupní napětí tak, aby je vrátil zpět.

    Jak vidíte, dostali jsme vynikající řízenou zátěž, která umožňuje plynule otáčením jednoho knoflíku měnit proud v rozsahu od nuly do maxima a po nastavení se jeho hodnota automaticky udržuje po libovolně dlouhou dobu, a zároveň je také velmi skladný. Takové schéma je samozřejmě o řád pohodlnější než objemná sada nízkoodporových odporů připojených ve skupinách k testovanému zdroji napájení.

    Maximální výkon rozptýlený tranzistorem je určen jeho tepelným odporem, maximální přípustnou teplotou krystalu a teplotou radiátoru, na kterém je instalován. Naše instalace používá tranzistory International Rectifier IRFP264N (PDF, 168 kb) s přípustnou teplotou krystalu 175 °C a tepelným odporem krystalu vůči chladiči 0,63 °C/W a chladicí systém instalace nám umožňuje udržovat teplotu chladič pod tranzistorem do 80 °C (ano, ventilátory k tomu potřebné jsou dost hlučné...). Maximální výkon rozptýlený jedním tranzistorem je tedy (175-80)/0,63 = 150 W. Pro dosažení požadovaného výkonu se používá paralelní zapojení několika výše popsaných zátěží, do kterých je přiváděn řídicí signál ze stejného DAC; Můžete také použít paralelní zapojení dvou tranzistorů s jedním operačním zesilovačem, v takovém případě se maximální ztrátový výkon zvýší jedenapůlkrát oproti jednomu tranzistoru.

    K plně automatizované zkušební stolici zbývá už jen jeden krok: vyměnit proměnný odpor za počítačem řízený DAC – a budeme moci programově upravit zátěž. Připojením několika takových zátěží k vícekanálovému DAC a okamžitou instalací vícekanálového ADC, který měří výstupní napětí testované jednotky v reálném čase, získáme plnohodnotný testovací systém pro testování počítačových napájecích zdrojů v celém rozsahu. rozsah přípustného zatížení a jakékoli jejich kombinace:

    Výše uvedená fotografie ukazuje náš testovací systém v aktuální podobě. Na horních dvou blocích radiátorů, chlazených výkonnými ventilátory standardní velikosti 120x120x38 mm, jsou zátěžové tranzistory pro 12voltové kanály; skromnější chladič chladí zátěžové tranzistory kanálů +5 V a +3,3 V a v šedém bloku, propojeném kabelem s LPT portem řídicího počítače, je umístěn výše zmíněný DAC, ADC a související elektronika . S rozměry 290x270x200 mm umožňuje testovat zdroje s výkonem až 1350 W (až 1100 W na sběrnici +12 V a až 250 W na sběrnicích +5 V a +3,3 V).


    Pro ovládání stojanu a automatizaci některých testů byl napsán speciální program, jehož snímek obrazovky je uveden výše. To umožňuje:

    ručně nastavte zátěž na každém ze čtyř dostupných kanálů:

    první kanál +12 V, od 0 do 44 A;
    druhý kanál +12 V, od 0 do 48 A;
    kanál +5 V, od 0 do 35 A;
    kanál +3,3 V, od 0 do 25 A;

    sledovat napětí testovaného zdroje na zadaných sběrnicích v reálném čase;
    automaticky měřit a vykreslovat charakteristiky křížového zatížení (CLC) pro specifikovaný napájecí zdroj;
    automaticky měřit a vykreslovat grafy účinnosti a účiníku jednotky v závislosti na zatížení;
    v poloautomatickém režimu sestavte grafy závislosti otáček ventilátoru jednotky na zatížení;
    kalibrujte instalaci v poloautomatickém režimu, abyste získali co nejpřesnější výsledky.

    Obzvláště cenná je samozřejmě automatická konstrukce KNH grafů: ty vyžadují měření výstupních napětí jednotky pro všechny pro ni přípustné kombinace zatížení, což znamená velmi velký počet měření - provést takový test ručně by znamenalo vyžadují pořádnou dávku vytrvalosti a přemíru volného času. Program na základě pasových charakteristik bloku, které jsou do něj vloženy, sestaví pro něj mapu přípustného zatížení a poté ji prochází v daném intervalu, přičemž v každém kroku měří napětí generované blokem a vykresluje je do grafu. ; celý proces trvá 15 až 30 minut v závislosti na výkonu jednotky a kroku měření – a hlavně nevyžaduje zásah člověka.



    Měření účinnosti a účiníku


    Pro měření účinnosti jednotky a jejího účiníku se používá další zařízení: testovaná jednotka je připojena k síti 220 V přes bočník a osciloskop Velleman PCSU1000 je připojen k bočníku. Podle toho na jeho obrazovce vidíme oscilogram proudu spotřebovaného jednotkou, což znamená, že můžeme vypočítat výkon, který spotřebovává ze sítě, a pokud známe výkon zátěže, kterou jsme na jednotku nainstalovali, její účinnost. Měření se provádějí v plně automatickém režimu: výše popsaný program PSUCheck dokáže přijímat všechna potřebná data přímo ze softwaru osciloskopu, který je připojen k počítači přes USB rozhraní.

    Pro zajištění maximální přesnosti výsledku je výstupní výkon jednotky měřen s ohledem na kolísání jeho napětí: řekněme, pokud při zatížení 10 A výstupní napětí sběrnice +12 V klesne na 11,7 V, pak odpovídající termín při výpočtu účinnosti se bude rovnat 10 A * 11,7 V = 117 W.


    Osciloskop Velleman PCSU1000


    Stejný osciloskop se také používá k měření rozsahu zvlnění výstupních napětí napájecího zdroje. Měření se provádí na sběrnicích +5 V, +12 V a +3,3 V při maximálním povoleném zatížení jednotky, osciloskop je připojen pomocí diferenciálního obvodu se dvěma bočníkovými kondenzátory (toto zapojení je doporučeno v Průvodce designem napájecího zdroje ATX):



    Měření od vrcholu k vrcholu


    Použitý osciloskop je dvoukanálový, takže amplitudu zvlnění lze měřit vždy pouze na jedné sběrnici. Abychom získali úplný obrázek, zopakujeme měření třikrát a tři výsledné oscilogramy - jeden pro každou ze tří sledovaných sběrnic - se spojí do jednoho obrázku:


    Nastavení osciloskopu je uvedeno v levém dolním rohu obrázku: v tomto případě je vertikální měřítko 50 mV/dílek a horizontální měřítko je 10 μs/dílek. Vertikální měřítko je zpravidla při všech našich měřeních neměnné, ale horizontální měřítko se může měnit - některé bloky mají na výstupu nízkofrekvenční vlnění, pro které uvádíme další oscilogram, s horizontálním měřítkem 2 ms/div.

    Rychlost ventilátorů jednotky - v závislosti na jejím zatížení - se měří v poloautomatickém režimu: námi používaný optický tachometr Velleman DTO2234 nemá rozhraní s počítačem, takže jeho hodnoty je nutné zadávat ručně. Během tohoto procesu se zátěžový výkon jednotky mění v krocích z 50 W na maximálně přípustné, v každém kroku je jednotka udržována po dobu minimálně 20 minut, poté se měří otáčky jejího ventilátoru.


    Zároveň měříme zvýšení teploty vzduchu procházejícího blokem. Měření se provádějí pomocí dvoukanálového termočlánkového teploměru Fluke 54 II, jehož jeden ze snímačů určuje teplotu vzduchu v místnosti a druhý - teplotu vzduchu opouštějícího zdroj. Pro větší opakovatelnost výsledků připevníme druhý senzor na speciální stojan s pevnou výškou a vzdáleností od jednotky - při všech testech je tedy senzor ve stejné poloze vůči zdroji, což zajišťuje stejné podmínky pro všechny účastníci testování.

    Konečný graf současně zobrazuje otáčky ventilátoru a rozdíl teplot vzduchu - to v některých případech umožňuje lépe posoudit nuance provozu chladicího systému jednotky.

    V případě potřeby se pro kontrolu přesnosti měření a kalibraci instalace používá digitální multimetr Uni-Trend UT70D. Instalace je kalibrována libovolným počtem měřicích bodů umístěných v libovolných úsecích dostupného rozsahu - jinými slovy, pro kalibraci napětí je k ní připojen regulovatelný napájecí zdroj, jehož výstupní napětí se mění v malých krocích od 1. .2 V na maximum naměřené instalací na daném kanálu. V každém kroku je do instalačního řídicího programu zadána přesná hodnota napětí, kterou ukazuje multimetr, na základě čehož program vypočítá korekční tabulku. Tato metoda kalibrace umožňuje dobrou přesnost měření v celém dostupném rozsahu hodnot.

    Seznam změn v metodice testování


    30.10.2007 – první verze článku
    říct přátelům