Provjera ploče za napajanje vodom. Dijagnostika napajanja računara. Znakovi neispravnog napajanja

Zdravlje svakog živog organizma zavisi od toga kako i čime se hrani. Isto se može reći i za računar - ako napajanje radi dobro i ispravno, elektronski uređaji funkcionišu „kao sat“. I obrnuto: ako se hranilica pokvari, rad na PC-u pretvara se u mučenje ili postaje potpuno nemoguć.

Problemi s napajanjem računala manifestiraju se na različite načine - od nedostatka odgovora do pokušaja uključivanja do povremenih "kvarova". Razgovarajmo o tome koji simptomi ukazuju na kvar napajanja računara i kako provjeriti njegovu funkcionalnost i upotrebljivost bez izlaganja opasnosti.

Do potpunog kvara i kvara napajanja najčešće dolazi zbog:

Prenaponi u električnoj mreži.
Niska kvaliteta same PSU.
Nedosljednosti između mogućnosti napajanja i potrošnje opterećenja (računarski uređaji).

Posljedice kvara napajanja, posebno u kombinaciji sa nekvalitetnom proizvodnjom, mogu biti ne samo kvarovi na PC elektronici, već i strujni udar korisnika.

Kako se manifestuju problemi sa napajanjem računara

Simptomi neispravne hranilice su vrlo raznoliki. Među njima:

Računar se ne uključuje kada pritisnete dugme za napajanje ili se uključuje nakon što ga pritisnete više puta.
Škripa, pucketanje, škljocanje, dim, miris paljevine iz napajanja.
Mrežni osigurač na razvodnoj ploči pregori kada se računar uključi.
Pražnjenja statičkog elektriciteta iz kućišta i konektora sistemske jedinice.
Spontano gašenje i ponovno pokretanje računara u bilo kom trenutku, ali češće pod velikim opterećenjem.
Kočnice i zamrzavanje (do ponovnog pokretanja).
Greške u memoriji, BSoD (plavi ekrani smrti).
Gubitak uređaja iz sistema (drijevi, tastature, miševi, druga periferna oprema).
Zaustavljanje navijača.
Pregrijavanje uređaja zbog neefikasnog rada ili zaustavljanja ventilatora.

Princip rada napajanja

Da biste utvrdili radi li napajanje ili ne, morate razumjeti osnovne principe njegovog rada. Pojednostavljeno, njegova funkcija se može opisati na sljedeći način: pretvaranje ulaznog izmjeničnog napona kućne električne mreže u DC izlaz nekoliko nivoa: 12 V, 5 V 5 V SB (napon u pripravnosti), 3,3 V i -12 V .

Sljedeći uređaji primaju napajanje iz izvora od 12 volti:

diskovi povezani preko SATA interfejsa;
optički pogoni;
Ventilatori rashladnog sistema;
procesori;
video kartice.

Žice od 12 V su žute.

Napaja se od 5 V i 3,3 V:

zvuk, mrežni kontroler i većina mikro krugova matične ploče;
RAM;
ploče za proširenje;
perifernih uređaja povezanih na USB portove.

Prema ATX standardu, linija od 5 V je označena crvenim žicama, 5 V SB ljubičastom, a 3,3 V narandžastom.

Kolo za pokretanje računara na matičnoj ploči prima napajanje od 5 V SB (standby) izvora. Izvor -12 V je dizajniran za napajanje COM portova, koji se danas mogu naći samo na vrlo starim matičnim pločama i specijalizovanim uređajima (na primjer, kasama).

Gore navedeni naponi proizvode sva ATX standardna napajanja, bez obzira na snagu. Jedine razlike su u nivou struja na svakoj liniji: što je napojnik snažniji, to više struje isporučuje potrošačkim uređajima.

Informacije o strujama i naponima pojedinih vodova mogu se dobiti iz pasoša napajanja, koji je zalijepljen u obliku naljepnice na jednu od strana uređaja. Međutim, nominalni pokazatelji se gotovo uvijek razlikuju od stvarnih. To ne znači ništa loše: fluktuacije vrijednosti unutar 5% smatraju se normalnim. Ovakva manja odstupanja ne utiču na rad računarskih uređaja.

Između ostalog, ispravan izvor napajanja proizvodi signal Power Good ili Power OK, koji obavještava matičnu ploču da radi kako treba i ploča može pokrenuti druge uređaje. Normalno, ovaj signal ima nivo od 3-5,5 V i raste samo kada svi naponi napajanja dostignu navedene vrijednosti. Ako napajanje ne proizvodi Power Good, računar se neće pokrenuti. Ako proizvodi prerano, što takođe nije dobro, uređaj se može uključiti i odmah isključiti, zamrznuti tokom pokretanja ili prikazati kritičnu grešku - plavi ekran smrti.

Power Good signal se prenosi na matičnu ploču preko sive žice.

Pinovi konektora ATX glavnog napajanja

Shvatili smo kodiranje boja žica 12 V, 5 V, 5 V SB, 3,3 V i 3-5,5 V Power Good. Preostali kontakti imaju sljedeće napone:

bijela:-5 V. Lijevo za kompatibilnost sa starijim uređajima.
plava:-12 V.
crna: 0 V. Zajednička žica ili uzemljenje.
zelena: 3-5 V. Uključeno. Zatvaranje ovog kontakta na masu je ekvivalentno pritiskanju dugmeta za napajanje na kućištu računara. Pokreće napajanje. U trenutku pritiska, napon na kontaktima dugmeta treba da padne na 0 V.

Isti naponi su prisutni i na ostalim konektorima koji završavaju kablove za napajanje, odnosno u projekciji žute žice uvek treba da bude 12 V, u projekciji crvene žice - 5 V, u projekciji narandžaste žice - 3,3 V itd.

Kako testirati napajanje pomoću multimetra

Usklađenost svih napona koje napona proizvodi sa navedenim razinama i očuvanje njihovih vrijednosti pod bilo kojim opterećenjem (ako ne prelaze mogućnosti napajanja) ukazuju na to da je uređaj u funkciji i, najvjerojatnije, u dobrom stanju radni red. A da biste ih odredili, trebat će vam multimetar - jeftin kompaktni uređaj koji se može kupiti u gotovo svakoj trgovini električne opreme.

Multimetri (testeri), naravno, su različiti. Među njima ima skupih modela visoke preciznosti sa puno dodatnih funkcija, ali za naše potrebe dovoljan je jedan jednostavan. Da bismo provjerili napajanje, nisu nam potrebna mjerenja do hiljaditih dionica volta; dovoljne su desetinke, a ponekad i stotinke.

Uslovi za merenje

Mjerenja napona na izlazima napajanja treba vršiti u uslovima kada dođe do kvara. Ako se problem pojavi u prvim sekundama i minutama rada računara, očitavanja uređaja treba uzeti odmah nakon uključivanja. Ako radite intenzivno, da biste dobili pouzdane rezultate, računar treba učitati, na primjer, teškom igrom ili programom dizajniranim za to (na primjer, OCCT uslužni program, test napajanja).

Da bi se pratile promjene napona napajanja tokom rada računara, mjerenja se najbolje obavljaju kontinuirano tokom nekoliko minuta ili desetina minuta. Ako je to iz nekog razloga teško, možete izvršiti jednokratna mjerenja u određenim vremenskim intervalima.

Rezultat jednog mjerenja tokom plutajućeg kvara često nije pokazatelj, jer u slučaju nestabilnog rada napojnika, vrijednosti napona (ili jedna od njih) mogu se stalno mijenjati.

Postupak uzimanja mjerenja

Uključite računar i dovedite ga u stanje u kojem se pojavio problem.
Prebacite multimetar na način mjerenja DC napona (ikona na instrument tabli je okružena žutim okvirom). Postavite gornju granicu skale na 20 V.
Povežite crnu sondu na bilo koju metalnu pločicu na matičnoj ploči na kojoj je napon 0 V (na primjer, u blizini montažne rupe), ili na pin u konektoru do kojeg ide crna žica.
Postavite crvenu sondu u područje mjerenja (u konektor nasuprot odgovarajuće žice). Broj koji vidite na displeju testera je indikator napona u voltima.

Kako provjeriti funkcionalnost ulagača ako se računar ne uključuje

Jedan od čestih razloga zašto računar ne reaguje na pritisak na dugme za napajanje je upravo kvar napajanja. Da bismo potvrdili ili opovrgli ovu verziju, sve što nam je potrebno je metalna štipaljka ili pinceta, pomoću kojih možemo simulirati pritisak na dugme. Zapamtite, malo ranije smo saznali da za to trebate kratko spojiti zelenu i crnu žicu na 24-pinski konektor jedinice za napajanje, koji je spojen na matičnu ploču? Neposredno prije toga treba ga isključiti iz njega.

Povežite određeno opterećenje - potrošača energije - na napajanje, koje je isključeno sa matične ploče i računarskih uređaja. Na primjer, nekorišteni optički pogon ili sijalica. Imajte na umu da ako je napajanje neispravno, povezani uređaj može biti oštećen. Stoga, koristite ono što vam ne smeta.
Uključite napajanje.
Upotrijebite spajalicu za spajanje 2 igle nasuprot zelene i crne žice. Ako dovod pokazuje znakove života - pokreće ventilator unutra i uključuje priključeno opterećenje, onda je u funkciji. Međutim, performanse ne znače uslužnost, odnosno ova dijagnostička metoda vam omogućava samo da razlikujete radni uređaj od potpuno neradnog.

Koje dijagnostičke metode za napajanje računara još postoje?

Provjera napajanja multimetrom i spajalicom dovoljna je da se utvrdi njegov kvar u oko 70-80% slučajeva. Ako ga ne planirate popraviti u budućnosti, onda se možete ograničiti na ovo. U profesionalnoj dijagnostici izvora napajanja koriste se ne samo ove, već i druge metode za lokalizaciju kvara. Uključujući:

Provjera talasanja izlaznog napona pomoću osciloskopa. Ovo je prilično skup uređaj, pa je malo vjerovatno da će se neko odlučiti kupiti za jednokratni posao.
Demontaža, pregled, provjera napona i otpora elemenata tiskane ploče na usklađenost sa standardima. Opasno je to raditi bez posebne obuke, jer izvori napajanja na nekim dijelovima akumuliraju napon u domaćinstvu. Slučajno dodirivanje bilo kojeg dijela pod naponom može dovesti do strujnog udara.
Mjerenje struje. To se radi pomoću ampermetra ugrađenog u tester, koji je spojen na prekid u liniji koja se testira. Da bi se napravio jaz, elementi ploče se obično odlemljuju.
Ispitivanje na štandovima sa posebno odabranom opremom u različitim režimima rada.

Ukratko, postoji dosta metoda za dijagnosticiranje izvora napajanja, ali nisu sve primjenjive ili preporučljive kod kuće. Osim u istraživačke svrhe, ako je, naravno, vlasnik zainteresovan za ovo.

Danas se mnogi uređaji napajaju eksternim izvorima napajanja - adapterima. Kada uređaj prestane da pokazuje znakove života, prvo morate utvrditi koji dio je neispravan, u samom uređaju ili je napajanje neispravno.
Prije svega, vanjski pregled. Trebalo bi da vas zanimaju tragovi pada, pokidana vrpca...

Nakon eksternog pregleda uređaja koji se popravlja, prvo što treba učiniti je provjeriti napajanje i šta izlazi. Nije bitno da li se radi o ugrađenom napajanju ili adapteru. Nije dovoljno samo izmjeriti napon napajanja na izlazu napajanja. Potrebno je malo opterećenje A. Bez opterećenja može pokazati 5 volti, pod malim opterećenjem će biti 2 volta.

Žarulja sa žarnom niti odgovarajućeg napona dobro djeluje kao opterećenje.. Napon je obično napisan na adapterima. Na primjer, uzmimo strujni adapter iz rutera. 5,2 volti 1 amp. Priključujemo sijalicu od 6,3 volta 0,3 ampera i izmjerimo napon. Za brzu provjeru dovoljna je sijalica. Svijetli - napajanje radi. Rijetko je da se napon jako razlikuje od norme.

Lampa sa višom strujom može spriječiti pokretanje napajanja, pa je dovoljno niskostrujno opterećenje. Imam set različitih lampi okačenih na zid za testiranje.

1 i 2 za testiranje računarskih izvora napajanja, sa više snage, odnosno manje snage.
3 . Male lampe 3,5 volta, 6,3 volta za provjeru strujnih adaptera.
4 . 12-voltna automobilska lampa za testiranje relativno snažnih 12-voltnih izvora napajanja.
5 . Lampa od 220 volti za testiranje televizijskog napajanja.
6 . Na fotografiji nedostaju dva vijenca lampi. Dva od 6,3 volti, za testiranje napajanja od 12 volti, i 3 od 6,3 za testiranje adaptera za napajanje laptopa sa naponom od 19 volti.

Ako imate uređaj, bolje je provjeriti napon pod opterećenjem.

Ako lampica ne svijetli, bolje je prvo provjeriti uređaj sa poznatim dobrim napajanjem, ako postoji. Budući da se adapteri za napajanje obično ne mogu odvojiti, a da biste ga popravili, morat ćete ga rastaviti. Ne možete to nazvati demontažom.
Dodatni znak neispravnog napajanja može biti zvižduk iz jedinice za napajanje ili samog uređaja koji se napaja, što obično ukazuje na suhe elektrolitičke kondenzatore. Čvrsto zatvorena kućišta doprinose tome.

Napajanja unutar uređaja provjeravaju se na isti način. U starim televizorima umjesto linijskog skeniranja zalemljena je lampa od 220 volti, a po sjaju možete ocijeniti njen učinak. Djelomično je lampa opterećenja povezana zbog činjenice da neki izvori napajanja (ugrađeni) mogu proizvesti znatno veći napon bez opterećenja od potrebnog.

— u životu svakog radio-amatera prije ili kasnije dođe vrijeme kada mora početi savladavati manje popravke opreme. To mogu biti zvučnici desktop računara, tablet, mobilni telefon i neki drugi uređaji. Neću pogrešiti ako kažem da je skoro svaki radio-amater pokušao da popravi svoj kompjuter. Neki ljudi su uspjeli, ali drugi su to ipak odnijeli u servisni centar.

Dijagnoza kvarova napajanja računara

U ovom članku ćemo vas provesti kroz osnove samodijagnosticiranja kvarova napajanja računara.

Pretpostavimo da smo dobili jedinicu za napajanje (PSU) iz računara. Sada morate saznati kako provjerite napajanje računara— prvo moramo da se uverimo da li radi? Usput, morate uzeti u obzir da je napon u stanju pripravnosti od +5 Volti prisutan odmah nakon spajanja mrežnog kabela na napajanje.

Ako ga nema, onda bi bilo dobro da testirate integritet kabla za napajanje multimetrom u režimu audio testiranja. Takođe, ne zaboravite da zazvonite dugme i osigurač. Ako je sve u redu sa kablom za napajanje, onda uključujemo napajanje računara na mrežu i pokrećemo ga bez matične ploče zatvaranjem dva kontakta: PS-ON i COM. PS-ON je skraćenica od engleskog. — Power Supply On — doslovno kao „uključite napajanje“. COM je skraćenica za engleski. Uobičajeno - generalno. Zelena žica ide do PS-ON kontakta, a „uobičajena“ žica, poznata i kao minus, je crna žica.

Moderna napajanja imaju 24-pin konektor. Na starijim - 20 pinova.

Najlakši način da zatvorite ova dva kontakta je ispravljenom spajalicom

Iako teoretski, bilo koji metalni predmet ili žica će biti prikladan za ovu svrhu. Možete čak koristiti istu pincetu.

Metoda za provjeru napajanja

Kako provjeriti napajanje računara? Ako napajanje radi, trebalo bi se odmah uključiti, ventilator će početi da se okreće i napon će se pojaviti na svim konektorima napajanja.

Ako je naš računar u kvaru, onda bi bilo korisno provjeriti na njegovim konektorima da li napon na njegovim kontaktima odgovara. I generalno, kada kompjuter greši i često se pojavi plavi ekran, bilo bi dobro da proverite napon u samom sistemu preuzimanjem malog PC dijagnostičkog programa. Preporučujem AIDA program. U njemu se odmah može vidjeti da li je napon u sistemu normalan, da li je krivo napajanje, da li je matična ploča „obavezna“, ili čak nešto drugo.

Evo snimka ekrana iz programa AIDA na mom računaru. Kao što vidimo, svi naponi su normalni:

Ako postoji pristojna devijacija napona, onda to više nije normalno. Inače, prilikom kupovine polovnog računara UVIJEK preuzmite ovaj program na njega i u potpunosti provjerite sve napone i ostale sistemske parametre. Provjereno gorkim iskustvom:-(.

Međutim, ako je vrijednost napona vrlo različita na samom konektoru za napajanje, pokušajte popraviti jedinicu, ali za to morate znati kako provjeriti napajanje računara. Ako ste općenito jako loši s kompjuterskom opremom i popravkama, onda je u nedostatku iskustva bolje zamijeniti je. Često se dešavaju slučajevi da neispravno napajanje, kada pokvari, „vuče” sa sobom deo računara. Najčešće to uzrokuje kvar matične ploče. Kako se to može izbjeći i kako provjeriti napajanje računara?

Nikada ne možete uštedjeti na napajanju i uvijek trebate imati malu rezervu snage. Preporučljivo je da ne kupujete jeftina NONAME napajanja.

Što učiniti ako imate malo znanja o markama i modelima napajanja, ali vam majka neće dati novac za novi, kvalitetan))? Preporučljivo je da ima ventilator od 12 cm, a ne od 8 cm.

Napajanje sa 12 cm ventilatorom

Takvi ventilatori omogućavaju bolje hlađenje radio komponenti napajanja. Također morate zapamtiti još jedno pravilo: dobro napajanje ne može biti lagano. Ako je napajanje lagano, to znači da koristi radijatore malog presjeka i takvo napajanje će se pregrijati tijekom rada pri nazivnim opterećenjima. Šta se dešava kada se pregreje? Prilikom pregrijavanja, neki radioelementi, posebno poluvodiči i kondenzatori, mijenjaju svoje vrijednosti i cijeli krug u cjelini ne radi ispravno, što će, naravno, utjecati na rad napajanja.

Takođe, ne zaboravite da barem jednom godišnje očistite svoje napajanje od prašine i dobro ga pazite kako provjeriti napajanje računara. Prašina djeluje kao "pokrivač" za radioelemente, pod kojim oni mogu funkcionisati nepravilno ili čak "umrijeti" od pregrijavanja.

Najčešći kvar izvora napajanja su energetski poluvodiči i kondenzatori. Ako postoji miris spaljenog silicija, onda morate pogledati što je izgorjelo od dioda ili tranzistora. Neispravni kondenzatori se identifikuju vizuelnim pregledom. Otvoreni, natečeni, sa curenjem elektrolita - ovo je prvi znak da ih hitno treba promijeniti.

Prilikom zamjene potrebno je uzeti u obzir da izvori napajanja sadrže kondenzatore sa niskim ekvivalentnim serijskim otporom (ESR). Dakle, u ovom slučaju, trebali biste nabaviti ESR mjerač i odabrati kondenzatore sa najnižim mogućim ESR-om. Evo male ploče otpora za kondenzatore različitih kapaciteta i napona:

Ovdje je potrebno odabrati kondenzatore na takav način da vrijednost otpora ne bude veća od navedene u tabeli.

Prilikom zamjene kondenzatora važna su još dva parametra: kapacitet i njihov radni napon. Oni su naznačeni na tijelu kondenzatora:

Što ako trgovina ima kondenzatore potrebne klase, ali dizajnirane za veći radni napon? Mogu se ugraditi i u strujne krugove tokom popravki, ali se mora uzeti u obzir da kondenzatori projektovani za veće radne napone obično imaju veće dimenzije.

Ako se naše napajanje pokrene, multimetrom mjerimo napon na njegovom izlaznom konektoru ili konektorima. U većini slučajeva, prilikom mjerenja napona ATX napajanja, dovoljno je odabrati DCV granicu od 20 volti.

Postoje dvije dijagnostičke metode:

— mjerenje „vruće“ sa uključenim uređajem

— obavljanje mjerenja u uređaju bez napona

Šta možemo mjeriti i kako se ta mjerenja provode? Zainteresovani smo za merenje napona na određenim tačkama napajanja, merenje otpora između određenih tačaka, zvučno ispitivanje na odsustvo ili prisustvo kratkog spoja, kao i merenje jačine struje. Pogledajmo izbliza.

Merenje napona.

Ako popravljate uređaj i imate šematski dijagram za njega, on će često pokazati koji napon treba biti na ispitnim točkama na dijagramu. Naravno, niste ograničeni samo na ove ispitne tačke i možete izmjeriti razliku potencijala ili napon u bilo kojoj tački napajanja ili bilo kojeg drugog uređaja koji se popravlja. Ali da biste to učinili, morate biti u stanju čitati dijagrame i moći ih analizirati. Više o tome kako mjeriti napon multimetrom možete pročitati u ovom članku.

Merenje otpora.

Svaki dio kola ima neku vrstu otpora. Ako se pri mjerenju otpora nalazi jedan na ekranu multimetra, to znači da je u našem slučaju otpor veći od granice mjerenja otpora koju smo odabrali. Dozvolite mi da vam dam primjer: na primjer, mjerimo otpor dijela kola koji se konvencionalno sastoji od otpornika poznate nam vrijednosti i prigušnice. Kao što znamo, prigušnica je, grubo rečeno, samo komad žice s malim otporom, a znamo vrijednost otpornika. Na ekranu multimetra vidimo otpor nešto veći od vrijednosti našeg otpornika. Analizirajući sklop, dolazimo do zaključka da ove radio komponente rade i da je osiguran dobar kontakt sa njima na ploči. Iako je u početku, ako vam nedostaje iskustva, preporučljivo je nazvati sve detalje zasebno. Također morate uzeti u obzir da paralelno povezane radio komponente utječu jedna na drugu prilikom mjerenja otpora. Zapamtite paralelnu vezu otpornika i sve ćete razumjeti. Više o mjerenju otpora možete pročitati ovdje.

Zvučna verifikacija.

Ako se čuje zvučni signal, to znači da je otpor između sondi, a samim tim i dio kruga spojenog na njegove krajeve, rano nula ili blizu njega. Uz njegovu pomoć možemo provjeriti prisustvo ili odsustvo kratkog spoja na ploči. Također možete otkriti postoji li kontakt na strujnom kolu ili ne, na primjer, u slučaju prekida kolosijeka ili prekida veze, ili sličnog kvara.

Mjerenje protoka struje u strujnom kolu

Prilikom mjerenja struje u kolu potrebna je intervencija u dizajnu ploče, na primjer, lemljenjem jednog od terminala radio komponente. Jer, kao što se sjećamo, naš ampermetar je spojen na otvoreni krug. Kako izmjeriti struju u krugu možete pročitati u ovom članku.

Koristeći ove četiri metode mjerenja sa samo jednim multimetrom, možete dijagnosticirati vrlo veliki broj kvarova u krugovima gotovo svakog elektroničkog uređaja.

Kako kažu, u elektrici postoje dvije glavne greške: kontakt je tamo gdje ga ne bi trebao biti i nema kontakta gdje bi trebao biti. Šta ova izreka znači u praksi? Na primjer, kada bilo koja radio komponenta pregori, dolazimo do kratkog spoja, što je hitan slučaj za naše kolo. Na primjer, ovo može biti kvar tranzistora. U strujnim kolima također može doći do prekida, u kojem struja u našem kolu ne može teći. Na primjer, prekid staze ili kontakata kroz koje teče struja. Može biti i puknuta žica ili slično. U ovom slučaju naš otpor postaje, relativno govoreći, beskonačan.

Naravno, postoji i treća opcija: promjena parametara radio komponente. Na primjer, kao što je slučaj s istim elektrolitičkim kondenzatorom, ili spaljivanje kontakata prekidača, i kao rezultat toga, snažno povećanje njihovog otpora. Poznavajući ove tri opcije kvara i mogućnost analize kola i štampanih ploča, naučićete kako lako popraviti svoje elektronske uređaje. Više o popravku radio-elektronskih uređaja možete pročitati u članku „Osnove popravke“.

Vi ste, kao i većina korisnika personalnih računara, verovatno već naišli na razne probleme povezane sa kvarom bilo koje vitalne komponente konfiguracije. Napajanje računara direktno se odnosi na takve detalje, koji imaju tendenciju da se pokvare ako nivo pažnje od strane vlasnika nije dovoljan.

U ovom članku ćemo pogledati sve trenutno relevantne metode za testiranje funkcionalnosti PC napajanja. Osim toga, djelomično ćemo se dotaknuti i sličnog problema sa kojim se susreću korisnici laptopa.

Kao što smo već rekli, napajanje računara, bez obzira na druge komponente sklopa, je važan dio. Kao rezultat toga, kvar ove komponente može dovesti do potpunog kvara cijele sistemske jedinice, što značajno otežava dijagnostiku.

Ako se vaš računar ne uključuje, možda nije krivo napajanje - zapamtite ovo!

Cijela poteškoća dijagnosticiranja ove vrste komponenti leži u činjenici da nedostatak napajanja u PC-u može biti uzrokovan ne samo napajanjem, već i drugim komponentama. Ovo se posebno odnosi na centralni procesor, čiji se kvar manifestuje velikim brojem posledica.

Bilo kako bilo, dijagnosticiranje problema u radu uređaja za napajanje mnogo je lakše nego u slučaju kvarova drugih elemenata. Ovaj zaključak proizlazi iz činjenice da je dotična komponenta jedini mogući izvor energije u računaru.

Metoda 1: Provjerite napajanje

Ako u bilo kom trenutku tokom rada vašeg računara ustanovite da nije u funkciji, morate odmah proveriti dostupnost električne energije. Uvjerite se da je mreža potpuno funkcionalna i da ispunjava zahtjeve napajanja.

Ponekad može doći do nestanka struje, ali u ovom slučaju posljedice su ograničene na to da se računar sam isključi.

Ne bi bilo suvišno još jednom provjeriti vidljiva oštećenja na kabelu koji povezuje napajanje s mrežom. Najbolja metoda testiranja bi bila da pokušate da povežete kabl za napajanje koji koristite sa drugim računarom koji potpuno radi.

Ako koristite laptop, koraci za otklanjanje problema sa napajanjem potpuno su slični onima koji su gore opisani. Jedina razlika je u tome što ako postoji problem s kabelom prijenosnog računala, njegova zamjena koštat će red veličine više nego ako postoje problemi s punopravnim PC-jem.

Važno je pažljivo pregledati i testirati izvor napajanja, bilo da se radi o utičnici ili štitniku od prenapona. Svi naredni dijelovi članka će biti usmjereni posebno na napajanje, tako da je izuzetno važno unaprijed riješiti sve probleme s električnom energijom.

Metoda 2: Korištenje kratkospojnika

Ova metoda je idealna za početno testiranje napajanja kako bi se utvrdile njegove performanse. Međutim, vrijedi unaprijed rezervirati da ako se nikada prije niste miješali u rad električnih uređaja i ne razumijete u potpunosti princip rada PC-a, najbolje rješenje bi bilo kontaktirati tehničke stručnjake.

Ako dođe do bilo kakvih komplikacija, možete dovesti u ozbiljnu opasnost svoj život i stanje Vašeg PD!

Cijeli smisao ovog odjeljka članka je korištenje ručno izrađenog kratkospojnika za naknadno zatvaranje kontakata napajanja. Važno je napomenuti da je metoda široko popularna među korisnicima i to, zauzvrat, može uvelike pomoći ako se pojave bilo kakve nedosljednosti s uputama.

Prije nego što pređete direktno na opis metode, morat ćete unaprijed rastaviti računar.

Možete saznati nešto više o isključivanju napajanja iz posebnog članka.

Nakon što ste se pozabavili uvodom, možete nastaviti s dijagnostikom pomoću kratkospojnika. I odmah treba napomenuti da smo, zapravo, ovu metodu već opisali ranije, budući da je stvorena prvenstveno da može pokrenuti napajanje bez upotrebe matične ploče.

Nakon što ste se upoznali sa metodom pokretanja PSU koju smo dali, nakon napajanja električnom energijom, obratite pažnju na ventilator. Ako glavni hladnjak uređaja ne pokazuje znakove života, možete sa sigurnošću zaključiti da je neispravan.

Najbolje je zamijeniti pokvareno napajanje ili ga poslati u servisni centar na popravak.

Ako nakon pokretanja hladnjak radi ispravno, a sama jedinica za napajanje ispušta karakteristične zvukove, s velikom vjerovatnoćom možemo reći da je uređaj u radnom stanju. Međutim, čak i pod takvim okolnostima, garancija verifikacije je daleko od idealne i stoga preporučujemo dublju analizu.

Metoda 3: Upotreba multimetra

Kao što se može vidjeti direktno iz naziva metode, metoda uključuje korištenje posebnog inženjerskog uređaja "Multimetar". Prije svega, morat ćete nabaviti takav mjerač, a također naučiti osnove njegove upotrebe.

Tipično, među iskusnim korisnicima, multimetar se naziva tester.

Pogledajte prethodnu metodu nakon što dovršite sva uputstva za testiranje. Nakon toga, nakon što ste se uvjerili da radi i održava otvoren pristup glavnom kabelu napajanja, možete nastaviti s aktivnim radnjama.

Prvo morate saznati koji tip kabela se koristi u vašem računalu. Postoje dvije vrste njih:

20-pin;
24-pin.

Izračun možete izvršiti čitanjem tehničkih specifikacija napajanja ili ručnim prebrojavanjem broja pinova glavnog konektora.

Ovisno o vrsti žice, preporučene radnje se neznatno razlikuju.

Pripremite malu, ali prilično pouzdanu žicu, koja će tada biti potrebna za zatvaranje određenih kontakata.

Ako koristite 20-pinski konektor za napajanje, trebate spojiti pinove 14 i 15 jedan na drugi pomoću kabla.

Kada je napajanje opremljeno 24-pinskim konektorom, morate zatvoriti pinove 16 i 17, također koristeći prethodno pripremljeni komad žice.

Nakon što ste sve izvršili točno prema uputama, priključite napajanje na električnu mrežu.

Istovremeno, pobrinite se da se do trenutka kada priključite napajanje na mrežu ništa ne presijeca sa žicom, odnosno njenim neizoliranim krajevima.

Ne zaboravite koristiti zaštitu za ruke!

Kao iu ranijoj metodi, nakon napajanja električnom energijom, napajanje se možda neće pokrenuti, što direktno ukazuje na kvar. Ako hladnjak radi, možete prijeći na detaljniju dijagnostiku pomoću testera.

Sve navedene vrijednosti su zaokružene brojke, jer zbog određenih okolnosti može doći do manjih razlika.

Nakon što ispunite naše upute, provjerite da li dobiveni podaci odgovaraju standardu naponskog nivoa. Ako primijetite značajne razlike, napajanje se može smatrati djelomično neispravnim.

Nivo napona koji se isporučuje na matičnu ploču je nezavisan od modela PSU.

Budući da je samo napajanje prilično složena komponenta osobnog računala, najbolje je kontaktirati stručnjake za popravke. To se posebno odnosi na korisnike koji su novi u radu s električnim uređajima.

Osim gore navedenog, multimetar bi mogao biti od koristi prilikom provjere mrežnog adaptera laptopa. I iako su kvarovi ovog tipa napajanja rijetki, još uvijek možete pronaći probleme, posebno kada koristite laptop u prilično teškim uvjetima.

Model laptopa uopšte ne utiče na nivo isporučene električne energije.

Ako ovi indikatori nedostaju, morate ponovo pažljivo ispitati mrežni kabel, kao što smo rekli u prvoj metodi. Ako nema vidljivih nedostataka, samo potpuna zamjena adaptera može pomoći.

Metoda 4: Korištenje testera napajanja

U ovom slučaju, za analizu će vam trebati poseban uređaj dizajniran za testiranje napajanja. Zahvaljujući takvom uređaju, možete spojiti pinove PC komponenti i dobiti rezultate.

Cijena takvog testera u pravilu je nešto niža od cijene punopravnog multimetra.

Imajte na umu da se sam uređaj može značajno razlikovati od prikazanog. I iako testeri napajanja dolaze u različitim modelima koji se razlikuju po izgledu, princip rada je uvijek isti.

Pročitajte specifikacije mjerača koji koristite kako biste izbjegli poteškoće.

Povežite odgovarajuću žicu iz napajanja na 24-pinski konektor na kućištu.

U zavisnosti od vaših ličnih preferencija, povežite ostale kontakte na posebne konektore na kućištu.

Preporučuje se korištenje Molex konektora.

Takođe je preporučljivo dodati napon sa čvrstog diska koristeći SATA II interfejs.

Upotrijebite tipku za uključivanje mjernog uređaja za mjerenje indikatora performansi napajanja.

Možda ćete morati nakratko pritisnuti dugme.

Konačni rezultati će vam biti predstavljeni na ekranu uređaja.

Postoje samo tri glavna indikatora:

+5V – od 4,75 do 5,25 V;
+12V – od 11,4 do 12,6 V;
+3,3V – od 3,14 do 3,47 V.

Ako su vaša konačna mjerenja niža ili veća od normalnog, kao što je ranije navedeno, napajanje zahtijeva hitnu popravku ili zamjenu.

Metod 5: Korištenje sistemskih alata

Uključujući slučajeve kada je napajanje još uvijek u ispravnom stanju i omogućava vam da pokrenete računalo bez ikakvih poteškoća, kvarove možete dijagnosticirati pomoću sistemskih alata. Imajte na umu da je provjera obavezna samo kada postoje očigledni problemi u ponašanju računara, na primjer, spontano uključivanje ili isključivanje.

Članak na koji vam skrećemo pažnju opisuje metodologiju koju koristimo za testiranje izvora napajanja - do sada su pojedini dijelovi ovog opisa bili razbacani po raznim člancima s testovima napajanja, što nije baš zgodno za one koji žele brzo da se upoznaju. sa metodologijom zasnovanom na njenom trenutnom stanju.

Ovaj materijal se ažurira kako se metodologija razvija i poboljšava, tako da se neke od metoda koje se u njemu odražavaju možda neće koristiti u našim starim člancima s testovima napajanja - to samo znači da je metoda razvijena nakon objavljivanja odgovarajućeg članka. Na kraju ćete pronaći listu izmjena unesenih u članak.

Članak se može sasvim jasno podijeliti na tri dijela: u prvom ćemo ukratko navesti parametre bloka koje provjeravamo i uslove za te provjere, te objasniti tehničko značenje ovih parametara. U drugom dijelu ćemo spomenuti niz pojmova koje proizvođači blokova često koriste u marketinške svrhe i objasniti ih. Treći dio će biti od interesa za one koji žele da se detaljnije upoznaju sa tehničkim karakteristikama konstrukcije i rada našeg štanda za ispitivanje napajanja.

Vodič i dokument vodilja za nas u razvoju dolje opisane metodologije bio je standard , čija se najnovija verzija može naći na FormFactors.org. Trenutno je uključen kao sastavni dio općenitijeg dokumenta tzv Vodič za dizajn izvora napajanja za faktore oblika desktop platforme, koji opisuje blokove ne samo ATX-a, već i drugih formata (CFX, TFX, SFX i tako dalje). Iako PSDG nije formalno obavezan standard za sve proizvođače napajanja, mi a priori smatramo da osim ako nije drugačije izričito navedeno za napajanje računara (odnosno, radi se o jedinici koja je u redovnoj maloprodaji i namijenjena je za opću upotrebu, a ne bilo koji određeni model računara određenog proizvođača), mora biti u skladu sa zahtjevima PSDG.

Rezultate testiranja za određene modele napajanja možete pogledati u našem katalogu: " Katalog testiranih izvora napajanja".

Vizuelni pregled napajanja

Naravno, prva faza testiranja je vizuelni pregled bloka. Osim estetskog užitka (ili, obrnuto, razočaranja), to nam daje i niz prilično zanimljivih pokazatelja kvalitete proizvoda.

Prvo je, naravno, kvalitet kućišta. Debljina metala, krutost, karakteristike montaže (npr. kućište može biti od tankog čelika, ali pričvršćeno sa sedam ili osam vijaka umjesto uobičajenih četiri), kvaliteta farbanja bloka...

Drugo, kvaliteta unutrašnje instalacije. Sva napajanja koja prolaze kroz našu laboratoriju se obavezno otvore, pregledaju i fotografišu. Ne fokusiramo se na sitne detalje i ne navodimo sve dijelove koji se nalaze u bloku zajedno s njihovim denominacijama - to bi, naravno, dalo člancima znanstveni izgled, ali u praksi je u većini slučajeva potpuno besmisleno. Međutim, ako je blok napravljen po nekoj generalno relativno nestandardnoj šemi, pokušavamo da ga opišemo uopšteno, kao i da objasnimo razloge zbog kojih bi dizajneri blokova mogli da izaberu takvu šemu. I, naravno, ako primijetimo neke ozbiljne nedostatke u kvaliteti izrade - na primjer, neuredno lemljenje - svakako ćemo ih spomenuti.

Treće, parametri pasoša bloka. U slučaju, recimo, jeftinih proizvoda, često je moguće izvući neke zaključke o kvaliteti na osnovu njih – na primjer, ako se ukupna snaga jedinice koja je navedena na etiketi pokaže da je jasno veća od zbroja proizvode struja i napona koji su tamo naznačeni.

Takođe, naravno, navodimo kablove i konektore dostupne na jedinici i navodimo njihovu dužinu. Potonje zapisujemo kao zbroj u kojem je prvi broj jednak udaljenosti od napajanja do prvog konektora, drugi broj je jednak udaljenosti između prvog i drugog konektora i tako dalje. Za kabl prikazan na gornjoj slici, unos će izgledati ovako: „uklonjivi kabl sa tri konektora za napajanje za SATA čvrste diskove, dužine 60+15+15 cm.“

Rad pune snage

Najintuitivnija i stoga najpopularnija karakteristika među korisnicima je puna snaga napajanja. Oznaka jedinice označava takozvanu dugotrajnu snagu, odnosno snagu s kojom jedinica može raditi neograničeno. Ponekad je pored njega naznačena vršna snaga - u pravilu uređaj može raditi s njim ne više od jedne minute. Neki ne baš savjesni proizvođači navode ili samo vršnu snagu, ili dugotrajnu snagu, ali samo na sobnoj temperaturi - shodno tome, kada rade unutar pravog računara, gdje je temperatura zraka viša od sobne, dopuštena snaga takvog napajanja je niža. Prema preporukama Vodič za dizajn ATX 12V napajanja, osnovni dokument o radu računarskih izvora napajanja, jedinica mora raditi sa snagom opterećenja naznačenom na njoj na temperaturi zraka do 50°C - a neki proizvođači izričito spominju ovu temperaturu kako bi izbjegli odstupanja.

U našim testovima, međutim, rad jedinice pri punoj snazi testiran je u blagim uslovima - na sobnoj temperaturi, oko 22...25 °C. Jedinica radi s maksimalnim dozvoljenim opterećenjem najmanje pola sata, a ako se za to vrijeme ne dogodi nijedan incident s njim, test se smatra uspješno položenim.

Trenutno, naša instalacija nam omogućava da u potpunosti učitamo jedinice snage do 1350 W.

Karakteristike unakrsnog opterećenja

Unatoč činjenici da je napajanje računara izvor nekoliko različitih napona istovremeno, od kojih su glavni +12 V, +5 V, +3,3 V, u većini modela postoji zajednički stabilizator za prva dva napona. U svom radu fokusira se na aritmetičku sredinu između dva kontrolirana napona - ova shema se naziva „grupna stabilizacija“.

Očigledni su i nedostaci i prednosti ovog dizajna: s jedne strane smanjenje troškova, s druge, ovisnost napona jedan o drugom. Recimo, ako povećamo opterećenje na +12 V sabirnici, odgovarajući napon pada i stabilizator jedinice pokušava da ga "povuče" na prethodni nivo - ali, budući da istovremeno stabilizira +5 V, oni se povećavaju oboje voltaža. Stabilizator smatra da je situacija ispravljena kada je prosječno odstupanje oba napona od nominalnog nula - ali u ovoj situaciji to znači da će napon +12 V biti nešto niži od nominalnog, a +5 V će biti nešto veći; ako podignemo prvi, onda će se drugi odmah povećati, ako spustimo drugi, prvi će se također smanjiti.

Naravno, programeri blokova ulažu određene napore da ublaže ovaj problem – najlakši način da se procijeni njihova efikasnost je uz pomoć takozvanih grafova karakteristika unakrsnog opterećenja (skraćeno CLO).

Primjer KNH rasporeda

Horizontalna os grafikona prikazuje opterećenje na +12 V sabirnici jedinice koja se testira (ako ima nekoliko linija sa ovim naponom, ukupno opterećenje na njima), a vertikalna os prikazuje ukupno opterećenje na +5 V i sabirnice +3,3 V. Prema tome, svaka tačka na grafikonu odgovara određenom balansu opterećenja bloka između ovih sabirnica. Radi veće jasnoće, ne samo da prikazujemo na KNH grafovima zonu u kojoj izlazna opterećenja jedinice ne prelaze dozvoljene granice, već i označavamo njihova odstupanja od nominalnog u različitim bojama - od zelene (odstupanje manje od 1%) do crvena (odstupanje od 4 do 5 %). Odstupanje veće od 5% smatra se neprihvatljivim.

Recimo, na gornjem grafikonu vidimo da se napon od +12 V (konstruisan je specijalno za ovo) testirane jedinice dobro održava, značajan deo grafikona je ispunjen zelenom - i to samo sa jakim disbalansom opterećuje prema +5 V i +3 sabirnici, 3V ide crveno.

Osim toga, na lijevoj, donjoj i desnoj strani grafikona ograničeno je minimalno i maksimalno dopušteno opterećenje bloka - ali neravnomjerna gornja ivica nastaje zbog napona koji prelaze granicu od 5 posto. Prema standardu, napajanje se više ne može koristiti za predviđenu svrhu u ovom opsegu opterećenja.

Područje tipičnih opterećenja na KNH grafu

Naravno, takođe je od velike važnosti u kojoj oblasti grafika napon više odstupa od nominalne vrednosti. Na gornjoj slici je zasenčena oblast potrošnje energije koja je tipična za savremene računare - sve njihove najmoćnije komponente (video kartice, procesori...) sada se napajaju preko +12 V magistrale, tako da je opterećenje na može biti veoma velika. Ali na sabirnicama +5 V i +3,3 V, zapravo, ostaju samo hard diskovi i komponente matične ploče, pa njihova potrošnja vrlo rijetko prelazi nekoliko desetina vati čak i kod računala koji su po modernim standardima vrlo moćni.

Ako uporedite gornje grafike dva bloka, možete jasno vidjeti da prvi od njih postaje crven u području koje je beznačajno za moderne računare, ali je drugi, nažalost, suprotan. Stoga, iako su općenito oba bloka pokazala slične rezultate u cijelom rasponu opterećenja, u praksi će prvi biti poželjniji.

Budući da tokom testa pratimo sve tri glavne magistrale napajanja - +12 V, +5 V i +3,3 V - onda su napajanja u člancima predstavljena u obliku animirane slike u tri okvira, svaki okvir od što odgovara odstupanju napona na jednoj od navedenih guma

U posljednje vrijeme sve su rasprostranjeniji i izvori napajanja sa nezavisnom stabilizacijom izlaznih napona, u kojima je klasično kolo dopunjeno dodatnim stabilizatorima prema tzv. saturable jezgrenom kolu. Takvi blokovi pokazuju znatno nižu korelaciju između izlaznih napona - u pravilu su KNH grafovi za njih prepuni zelene boje.

Brzina ventilatora i porast temperature

Efikasnost rashladnog sistema jedinice može se posmatrati iz dve perspektive - sa stanovišta buke i sa stanovišta grejanja. Očigledno je da je postizanje dobrih performansi na obje ove tačke vrlo problematično: dobro hlađenje se može postići ugradnjom snažnijeg ventilatora, ali tada ćemo izgubiti u buci – i obrnuto.

Da bismo procenili efikasnost hlađenja bloka, korak po korak menjamo njegovo opterećenje sa 50 W na maksimalno dozvoljeno, u svakoj fazi dajući bloku 20...30 minuta da se zagreje - za to vreme njegova temperatura dostiže konstantan nivo. Nakon zagrijavanja, pomoću Velleman DTO2234 optičkog tahometra, mjeri se brzina rotacije ventilatora jedinice, a korištenjem dvokanalnog digitalnog termometra Fluke 54 II, temperaturna razlika između hladnog zraka koji ulazi u jedinicu i zagrijanog zraka koji izlazi iz jedinice se mjeri izmjereno.
Naravno, idealno bi bilo da oba broja budu minimalna. Ako su i temperatura i brzina ventilatora visoki, to nam govori da je sistem hlađenja loše dizajniran.

Naravno, sve moderne jedinice imaju podesivu brzinu ventilatora - međutim, u praksi, početna brzina može jako varirati (tj. brzina pri minimalnom opterećenju; to je vrlo važno, jer određuje buku jedinice u trenucima kada računar nije opterećen ničim - pa se stoga ventilatori video kartica i procesora rotiraju minimalnom brzinom), kao i grafikon brzine u odnosu na opterećenje. Na primjer, u izvorima napajanja niže cjenovne kategorije, jedan termistor se često koristi za regulaciju brzine ventilatora bez ikakvih dodatnih krugova - u ovom slučaju brzina se može promijeniti za samo 10...15%, što je teško izjednačiti. podešavanje poziva.

Mnogi proizvođači napajanja navode ili nivo buke u decibelima ili brzinu ventilatora u o/min. I jedno i drugo često je praćeno pametnim marketinškim trikom - buka i brzina se mjere na temperaturi od 18 °C. Rezultirajuća brojka je obično vrlo lijepa (na primjer, nivo buke od 16 dBA), ali nema nikakvo značenje - u pravom kompjuteru temperatura zraka će biti 10...15 °C viša. Još jedan trik na koji smo naišli je da za jedinicu sa dva različita tipa ventilatora naznačimo karakteristike samo sporijeg.

Mreškanje izlaznog napona

Princip rada prekidačkog napajanja - a sve računarske jedinice su komutacione - zasniva se na radu opadajućeg energetskog transformatora na frekvenciji znatno većoj od frekvencije naizmenične struje u napojnoj mreži, što omogućava da smanjite dimenzije ovog transformatora mnogo puta.

Naizmenični mrežni napon (frekvencije 50 ili 60 Hz, zavisno od zemlje) na ulazu jedinice se ispravlja i izravnava, nakon čega se dovodi do tranzistorskog prekidača, koji istosmerni napon ponovo pretvara u naizmenični napon, ali sa frekvencijom tri reda veličine više - od 60 do 120 kHz, ovisno o modelu napajanja. Ovaj napon se dovodi do visokofrekventnog transformatora, koji ga snižava na vrednosti koje su nam potrebne (12 V, 5 V...), nakon čega se ponovo ispravlja i zaglađuje. U idealnom slučaju, izlazni napon jedinice trebao bi biti strogo konstantan - ali u stvarnosti, naravno, nemoguće je potpuno izgladiti izmjeničnu visokofrekventnu struju. Standard zahtijeva da raspon (udaljenost od minimuma do maksimuma) zaostalog talasa izlaznih napona izvora napajanja pri maksimalnom opterećenju ne prelazi 50 mV za sabirnice +5 V i +3,3 V i 120 mV za sabirnicu +12 V.

Prilikom testiranja jedinice uzimamo oscilograme njegovih glavnih izlaznih napona pri maksimalnom opterećenju pomoću Velleman PCSU1000 dvokanalnog osciloskopa i predstavljamo ih u obliku općeg grafikona:

Gornja linija na njemu odgovara sabirnici +5 V, srednja linija - +12 V, donja - +3,3 V. Na gornjoj slici, radi praktičnosti, desno su jasno prikazane maksimalno dozvoljene vrijednosti talasanja: kao što vidite, u ovom napajanju +12 V sabirnica stane u njih se lako uklapa, +5 V sabirnica je teška, a +3,3 V magistrala nikako ne stane. Visoki uski vrhovi na oscilogramu posljednjeg napona govore nam da se jedinica ne može nositi s filtriranjem šuma najviše frekvencije - to je u pravilu posljedica upotrebe nedovoljno dobrih elektrolitskih kondenzatora, čija se efikasnost značajno smanjuje s povećanjem frekvencije. .

U praksi, ako opseg talasanja napajanja premašuje dozvoljene granice, to može negativno uticati na stabilnost računara i takođe uzrokovati smetnje zvučnim karticama i sličnom opremom.

Efikasnost

Ako smo gore uzeli u obzir samo izlazne parametre napajanja, tada se prilikom mjerenja efikasnosti već uzimaju u obzir njegovi ulazni parametri - koji postotak snage primljene iz mreže napajanja jedinica pretvara u snagu koju isporučuje opterećenju. Razlika se, naravno, odnosi na beskorisno grijanje samog bloka.

Trenutna verzija standarda ATX12V 2.2 nameće ograničenje efikasnosti jedinice odozdo: minimalno 72% pri nazivnom opterećenju, 70% pri maksimalnom i 65% pri malom opterećenju. Pored toga, tu su i brojke preporučene standardom (80% efikasnosti pri nazivnom opterećenju), kao i program dobrovoljne certifikacije „80+Plus“, prema kojem napajanje mora imati efikasnost od najmanje 80% pri bilo kom opterećenje od 20% do maksimalno dozvoljenog. Isti zahtjevi kao 80+Plus sadržani su u novom programu certifikacije Energy Star verzija 4.0.

U praksi, efikasnost napajanja zavisi od napona mreže: što je veći, to je bolja efikasnost; razlika u efikasnosti između 110 V i 220 V mreža je oko 2%. Osim toga, razlika u efikasnosti između različitih jedinica istog modela zbog varijacije u parametrima komponenti također može biti 1...2%.

Tokom naših testiranja, mijenjamo opterećenje jedinice u malim koracima od 50 W do maksimalno mogućeg i na svakom koraku, nakon kratkog zagrijavanja, mjerimo snagu koju jedinica troši iz mreže - omjer opterećenja snaga u odnosu na snagu koja se troši iz mreže daje nam efikasnost. Rezultat je grafikon efikasnosti u zavisnosti od opterećenja jedinice.

U pravilu, efikasnost prekidačkih izvora napajanja raste brzo kako raste opterećenje, dostiže maksimum i zatim polako opada. Ova nelinearnost daje zanimljivu posljedicu: sa stanovišta efikasnosti, po pravilu, nešto je isplativije kupiti jedinicu čija je nazivna snaga adekvatna snazi opterećenja. Ako uzmete blok s velikom rezervom snage, tada će malo opterećenje na njemu pasti u područje grafa gdje efikasnost još nije maksimalna (na primjer, opterećenje od 200 vati na grafikonu 730- vat blok prikazan gore).

Faktor snage

Kao što znate, u mreži naizmjenične struje mogu se smatrati dvije vrste energije: aktivna i reaktivna. Reaktivna snaga se javlja u dva slučaja - ili ako se struja opterećenja u fazi ne poklapa sa naponom mreže (odnosno, opterećenje je induktivno ili kapacitivno po prirodi), ili ako je opterećenje nelinearno. Računarsko napajanje je jasan drugi slučaj - ako se ne preduzmu dodatne mjere, troši struju iz mreže kratkim, visokim impulsima koji se poklapaju s maksimalnim naponom mreže.

Zapravo, problem je u tome što ako se aktivna snaga u bloku u potpunosti pretvori u rad (pod tim u ovom slučaju mislimo i na energiju koju blok dovodi do opterećenja i na vlastito grijanje), tada se jalova snaga zapravo ne troši. time uopće - potpuno se vraća nazad u mrežu. Da tako kažem, samo hoda tamo-amo između elektrane i bloka. Ali grije žice koje ih povezuju ništa gore od aktivne snage... Stoga se pokušavaju riješiti reaktivne snage što je više moguće.

Kolo poznato kao aktivni PFC je najefikasnije sredstvo za suzbijanje reaktivne snage. U svojoj osnovi, ovo je impulsni pretvarač, koji je dizajniran tako da je njegova trenutna potrošnja struje direktno proporcionalna trenutnom naponu u mreži - drugim riječima, posebno je napravljen linearno, te stoga troši samo aktivnu snagu. Iz izlaza A-PFC, napon se dovodi do impulsnog pretvarača napajanja, istog onog koji je prethodno stvorio reaktivno opterećenje svojom nelinearnošću - ali pošto je sada konstantan napon, linearnost drugog pretvarača više ne igra ulogu; pouzdano je odvojen od mreže napajanja i više ne može utjecati na nju.

Za procjenu relativne vrijednosti reaktivne snage koristi se koncept kao što je faktor snage - to je omjer aktivne snage prema zbroju aktivne i reaktivne snage (ovaj zbroj se često naziva i ukupna snaga). U konvencionalnom napajanju je oko 0,65, au napajanju sa A-PFC je oko 0,97...0,99, odnosno korištenje A-PFC smanjuje reaktivnu snagu gotovo na nulu.

Korisnici, pa čak i recenzenti često brkaju faktor snage sa efikasnošću - iako oba opisuju efikasnost napajanja, ovo je vrlo ozbiljna greška. Razlika je u tome što faktor snage opisuje efikasnost napajanja mreže naizmenične struje - koji procenat snage koja prolazi kroz nju jedinica koristi za svoj rad, a efikasnost je efikasnost pretvaranja energije koja se troši iz mreže u snaga koja se dovodi do opterećenja. Oni uopće nisu međusobno povezani, jer se, kao što je gore napisano, reaktivna snaga, koja određuje vrijednost faktora snage, jednostavno ne pretvara u ništa u jedinici, koncept "efikasnosti konverzije" se ne može povezati sa to, dakle, nema uticaja na efikasnost.

Uopšteno govoreći, A-PFC nije koristan za korisnika, već za energetske kompanije, jer smanjuje opterećenje elektroenergetskog sistema koji stvara napajanje računara za više od trećine – a kada postoji računar na svakom desktopu, ovo prevodi se u veoma primetne brojke. Istovremeno, za prosječnog kućnog korisnika praktički nema razlike da li njegovo napajanje sadrži A-PFC ili ne, čak ni sa stanovišta plaćanja električne energije - bar za sada, brojila za kućnu struju uzimaju u obzir samo aktivne moć. Ipak, tvrdnje proizvođača o tome kako A-PFC pomaže vašem računaru nisu ništa drugo do obična marketinška buka.

Jedna od sporednih prednosti A-PFC-a je da se može lako dizajnirati za rad u punom rasponu napona od 90 do 260 V, čime se čini univerzalno napajanje koje radi na bilo kojoj mreži bez ručnog prebacivanja napona. Štaviše, ako jedinice sa prekidačima mrežnog napona mogu raditi u dva raspona - 90...130 V i 180...260 V, ali ne mogu raditi u rasponu od 130 do 180 V, tada jedinica sa A-PFC pokriva sve ove tenzije u potpunosti. Kao rezultat toga, ako ste iz nekog razloga prisiljeni raditi u uvjetima nestabilnog napajanja, koje često pada ispod 180 V, tada će vam jedinica s A-PFC ili omogućiti da u potpunosti bez UPS-a, ili značajno povećati uslugu vijek trajanja njegove baterije.

Međutim, sam A-PFC još ne garantuje rad u punom naponskom opsegu - može biti projektovan samo za opseg od 180...260 V. To se ponekad nalazi u jedinicama namenjenim za Evropu, pošto je odbacivanje pune raspon A-PFC omogućava neznatno smanjenje njegove cijene.

Osim aktivnih PFC-ova, u blokovima se nalaze i pasivni. Predstavljaju najjednostavniji metod korekcije faktora snage - oni su samo veliki induktor povezan serijski sa napajanjem. Zbog svoje induktivnosti, on malo izglađuje trenutne impulse koje troši jedinica, čime se smanjuje stepen nelinearnosti. Učinak P-PFC-a je vrlo mali - faktor snage se povećava sa 0,65 na 0,7...0,75, ali ako instalacija A-PFC-a zahtijeva ozbiljnu modifikaciju visokonaponskih krugova jedinice, tada se P-PFC može dodati bez ikakvih poteškoća u bilo koje postojeće napajanje.

U našim testovima određujemo faktor snage jedinice koristeći istu shemu kao i efikasnost - postupno povećavajući snagu opterećenja od 50 W do maksimalno dozvoljene. Dobijeni podaci su prikazani na istom grafikonu kao i efikasnost.

Rad u tandemu sa UPS-om

Nažalost, gore opisani A-PFC ima ne samo prednosti, već i jedan nedostatak - neke od njegovih implementacija ne mogu normalno raditi s neprekidnim izvorima napajanja. U trenutku kada UPS prelazi na baterije, takvi A-PFC-ovi naglo povećavaju svoju potrošnju, zbog čega se aktivira zaštita od preopterećenja u UPS-u i on se jednostavno isključuje.

Da bismo procijenili adekvatnost implementacije A-PFC-a u svakoj pojedinačnoj jedinici, povezujemo ga sa APC SmartUPS SC 620VA UPS-om i provjeravamo njihov rad u dva načina - prvo kada se napaja iz mreže, a zatim kada se prebacuje na baterije. U oba slučaja, snaga opterećenja na jedinici se postepeno povećava sve dok se indikator preopterećenja na UPS-u ne uključi.

Ako je ovo napajanje kompatibilno s UPS-om, tada je dopuštena snaga opterećenja na jedinici kada se napaja iz mreže obično 340...380 W, a pri prelasku na baterije - nešto manje, oko 320...340 W. Štoviše, ako je u trenutku prelaska na baterije snaga bila veća, UPS uključuje indikator preopterećenja, ali se ne isključuje.

Ako jedinica ima gore navedeni problem, tada maksimalna snaga pri kojoj UPS pristaje raditi s njim na baterije pada primjetno ispod 300 W, a ako je prekoračena, UPS se potpuno isključuje bilo u trenutku prelaska na baterije, ili nakon pet do deset sekundi. Ako planirate nabavku UPS-a, bolje je da ne kupujete takvu jedinicu.

Srećom, u posljednje vrijeme sve je manje jedinica koje nisu kompatibilne s UPS-om. Na primjer, ako su blokovi serije PLN/PFN FSP grupe imali takve probleme, onda su u sljedećoj GLN/HLN seriji oni potpuno ispravljeni.

Ako već posjedujete jedinicu koja ne može normalno raditi s UPS-om, tada postoje dvije opcije (pored modifikacije same jedinice, što zahtijeva dobro poznavanje elektronike) - promijenite ili jedinicu ili UPS. Prvi je, u pravilu, jeftiniji, jer će se UPS morati kupiti s barem vrlo velikom rezervom snage, ili čak online tipa, što, blago rečeno, nije jeftino i nije ni na koji način opravdano kod kuce.

Marketinška buka

Osim tehničkih karakteristika, koje se mogu i trebaju provjeriti tokom testova, proizvođači često vole isporučiti izvore napajanja s puno lijepih natpisa koji govore o tehnologijama koje se koriste u njima. Istovremeno, njihovo je značenje ponekad iskrivljeno, ponekad trivijalno, ponekad se ove tehnologije općenito odnose samo na karakteristike unutarnjeg kola bloka i ne utječu na njegove "vanjske" parametre, već se koriste iz razloga produktivnosti ili cijene. Drugim riječima, lijepe etikete su često samo marketinška buka i bijeli šum koji ne sadrži nikakve vrijedne informacije. Većinu ovih tvrdnji nema previše smisla eksperimentalno testirati, ali u nastavku ćemo pokušati navesti glavne i najčešće kako bi naši čitatelji jasnije razumjeli o čemu imaju posla. Ako mislite da smo propustili neku od karakterističnih točaka, ne ustručavajte se reći nam o tome, svakako ćemo dodati u članak.

Dvostruka izlazna kola +12V

U stara, stara vremena, izvori napajanja su imali po jednu magistralu za svaki od izlaznih napona - +5 V, +12 V, +3,3 V i par negativnih napona, a maksimalna snaga svake sabirnice nije prelazila 150. .200 W, a samo u nekim posebno snažnim serverskim jedinicama opterećenje na pet-voltnoj magistrali moglo bi doseći 50 A, odnosno 250 W. Međutim, s vremenom se situacija promijenila - ukupna snaga koju troše računari je stalno rasla, a njena distribucija između autobusa se pomjerala prema +12 V.

U standardu ATX12V 1.3, preporučena struja sabirnice +12 V je dostigla 18 A... i tu su počeli problemi. Ne, ne sa povećanjem struje, nije bilo posebnih problema s tim, već sa sigurnošću. Činjenica je da, prema EN-60950 standardu, maksimalna snaga na konektorima koji su slobodno dostupni korisniku ne bi trebala prelaziti 240 VA - vjeruje se da velike snage u slučaju kratkih spojeva ili kvara opreme mogu najvjerovatnije dovesti do različitih neugodne posljedice, na primjer, požar. Na 12-voltnoj sabirnici ova snaga se postiže pri struji od 20 A, dok se izlazni konektori napajanja očito smatraju slobodno dostupnim korisniku.

Kao rezultat toga, kada je bilo potrebno dodatno povećati dozvoljenu struju opterećenja za +12 V, programeri standarda ATX12V (odnosno Intel) odlučili su podijeliti ovu sabirnicu na nekoliko, sa strujom od 18 A svaki (razlika od 2 A uključena je kao mala margina). Čisto iz sigurnosnih razloga, nema apsolutno nikakvih drugih razloga za ovu odluku. Neposredna posljedica ovoga je da napajanje zapravo uopće ne mora imati više od jedne +12V šine - samo treba da aktivira zaštitu ako pokuša napuniti bilo koji od svojih 12V konektora sa više od 18A struje. To je sve. Najjednostavniji način da se ovo implementira je instaliranje nekoliko šantova unutar napajanja, od kojih je svaki povezan sa svojom grupom konektora. Ako struja kroz jedan od šantova prelazi 18 A, aktivira se zaštita. Kao rezultat toga, s jedne strane, snaga na bilo kojem od konektora pojedinačno ne može biti veća od 18 A * 12 V = 216 VA, s druge strane, ukupna snaga uklonjena iz različitih konektora može biti veća od ove brojke. I vukovi su nahranjeni, a ovce su sigurne.

Stoga - zapravo - napajanja sa dvije, tri ili četiri +12 V šine praktički se ne nalaze u prirodi. Jednostavno zato što nije potrebno - zašto stavljati gomilu dodatnih dijelova unutar bloka, gdje je ionako poprilično skučeno, kada se može proći sa par šantova i jednostavnim mikro krugom koji će kontrolirati napon na njima (a pošto znamo otpora šantova, da li onda napon odmah i nedvosmisleno implicira veličinu struje koja teče kroz šant)?

Međutim, marketinški odjeli proizvođača napajanja nisu mogli zanemariti takav dar - a sada na kutijama napajanja postoje izreke o tome kako dvije +12 V linije pomažu u povećanju snage i stabilnosti. A ako postoje tri reda...

Ali u redu je ako je to sve. Najnoviji modni trend su napajanja u kojima postoji, takoreći, razdvajanje linija, ali kao da nije. Volim ovo? Vrlo je jednostavno: čim struja na jednoj od linija dostigne dragocenih 18 A, zaštita od preopterećenja... se isključuje. Kao rezultat toga, s jedne strane, sveti natpis “Triple 12V Rails za neviđenu snagu i stabilnost” ne nestaje iz kutije, a s druge strane, pored njega možete dodati neku glupost istim fontom koji, ako potrebno, sva tri reda se spajaju u jedan. Gluposti - jer, kao što je gore rečeno, nikada nisu bili razdvojeni. Općenito je apsolutno nemoguće shvatiti svu dubinu „nove tehnologije“ sa tehničke tačke gledišta: zapravo, oni nam pokušavaju prikazati odsustvo jedne tehnologije kao prisustvo druge.

Od dosad poznatih slučajeva, kompanije Topower i Seasonic, odnosno brendovi koji svoje jedinice prodaju pod svojom robnom markom, zapaženi su u oblasti promocije „samopreklopne zaštite“ u masama.

Zaštita od kratkog spoja (SCP)

Zaštita od kratkog spoja na izlazu bloka. Obavezno prema dokumentu Vodič za dizajn ATX12V napajanja– što znači da je prisutan u svim blokovima koji tvrde da su u skladu sa standardom. Čak i one na kojima na kutiji nema natpisa "SCP".

Zaštita od preopterećenja (OPP)

Zaštita od preopterećenja jedinice zasnovana na ukupnoj snazi na svim izlazima. Obavezno.

Zaštita od prekomjerne struje (OCP)

Zaštita od preopterećenja (ali još ne kratkog spoja) bilo kojeg od izlaza jedinice pojedinačno. Prisutno na mnogim, ali ne svim blokovima - i ne za sve izlaze. Nije obavezno.

Zaštita od previsoke temperature (OTP)

Zaštita od pregrijavanja bloka. Nije tako uobičajeno i nije obavezno.

Zaštita od prenapona (OVP)

Zaštita od prekoračenja izlaznih napona. To je obavezno, ali je, u stvari, dizajnirano u slučaju ozbiljnog kvara jedinice - zaštita se aktivira samo kada bilo koji od izlaznih napona premaši nominalnu vrijednost za 20...25%. Drugim riječima, ako vaš uređaj proizvodi 13 V umjesto 12 V, preporučljivo je zamijeniti ga što je prije moguće, ali njegova zaštita ne mora funkcionirati, jer je dizajnirana za kritičnije situacije koje prijete trenutnim kvarom opreme. priključen na jedinicu.

Podnaponska zaštita (UVP)

Zaštita od podcjenjivanja izlaznih napona. Naravno, prenizak napon, za razliku od previsokog, ne dovodi do fatalnih posljedica po računar, ali može uzrokovati kvarove, recimo, u radu tvrdog diska. Opet, zaštita se aktivira kada napon padne za 20...25%.

Najlonski rukav

Meke pletene najlonske cijevi u koje su skrivene izlazne žice napajanja - malo olakšavaju polaganje žica unutar sistemske jedinice, sprječavajući njihovo zaplitanje.

Nažalost, mnogi proizvođači su prešli s nesumnjivo dobre ideje korištenja najlonskih cijevi na debele plastične cijevi, često dopunjene zaštitom i slojem boje koji svijetli u ultraljubičastom svjetlu. Svjetleća boja je, naravno, stvar ukusa, ali žice za napajanje treba zaštititi ništa više nego što je ribama potreban kišobran. Ali debele cijevi čine kabele elastičnim i nesavitljivim, što ne samo da sprječava njihovo postavljanje u kućište, već jednostavno predstavlja opasnost za konektore za napajanje, koji podnose znatnu silu od kablova koji se opiru savijanju.

To se često radi navodno radi poboljšanja hlađenja sistemske jedinice - ali, uvjeravam vas, pakovanje žica za napajanje u cijevi ima vrlo malo utjecaja na protok zraka unutar kućišta.

Podrška za dvojezgreni procesor

Zapravo, ništa više od prelijepe etikete. Dvojezgarni procesori ne zahtijevaju nikakvu posebnu podršku od izvora napajanja.

SLI i CrossFire podrška

Još jedna lijepa oznaka, koja ukazuje na prisustvo dovoljnog broja konektora za napajanje video kartice i sposobnost proizvodnje energije koja se smatra dovoljnim za napajanje SLI sistema. Ništa više.

Ponekad proizvođač blokova dobije neku vrstu odgovarajućeg certifikata od proizvođača video kartice, ali to ne znači ništa osim spomenute dostupnosti konektora i velike snage - a često potonje znatno premašuje potrebe tipičnog SLI ili CrossFire sistema. Uostalom, proizvođač treba na neki način opravdati kupcima potrebu za kupovinom bloka suludo velike snage, pa zašto to ne učiniti tako da samo na njega zalijepi oznaku “SLI Certified”?..

Komponente industrijske klase

Još jednom predivna etiketa! Po pravilu, komponente industrijske klase podrazumevaju delove koji rade u širokom temperaturnom opsegu - ali iskreno, zašto stavljati mikrokolo u napajanje koje može da radi na temperaturama od -45 °C ako ova jedinica i dalje neće biti izložena hladno?.

Ponekad industrijske komponente podrazumijevaju kondenzatore dizajnirane za rad na temperaturama do 105 °C, ali ovdje je općenito sve banalno: kondenzatori u izlaznim krugovima napajanja, zagrijavaju se sami, pa čak i nalaze se pored vrućih prigušnica , uvijek su dizajnirani na maksimalnoj temperaturi od 105 °C. U suprotnom, njihov radni vek ispada prekratak (naravno, temperatura u napajanju je mnogo niža od 105 °C, ali problem je što bilo koji Povećanje temperature će smanjiti vijek trajanja kondenzatora - ali što je viša maksimalna dozvoljena radna temperatura kondenzatora, to će biti manji učinak zagrijavanja na njegov vijek trajanja).

Ulazni visokonaponski kondenzatori rade praktički na temperaturi okoline, tako da upotreba nešto jeftinijih kondenzatora od 85 stupnjeva ni na koji način ne utiče na vijek trajanja napajanja.

Napredni dizajn dvostrukog prebacivanja naprijed

Mamiti kupca lijepim, ali potpuno nerazumljivim riječima omiljena je zabava marketinških odjela.

U ovom slučaju govorimo o topologiji napajanja, odnosno općem principu konstrukcije njegovog kola. Postoji prilično veliki broj različitih topologija - pa se, osim pravog dvotranzistorskog jednociklusnog pretvarača naprijed, u računalnim jedinicama mogu naći i jednotranzistorski jednociklični konvertori naprijed, kao i polumostni potisni povući naprijed pretvarače. Svi ovi pojmovi su od interesa samo za stručnjake za elektroniku, za prosječnog korisnika oni u suštini ništa ne znače.

Izbor određene topologije napajanja određen je iz više razloga - rasponom i cijenom tranzistora sa potrebnim karakteristikama (a značajno se razlikuju ovisno o topologiji), transformatorima, upravljačkim mikro krugovima... Na primjer, jednotranzistor naprijed verzija je jednostavna i jeftina, ali zahtijeva korištenje visokonaponskog tranzistora i visokonaponskih dioda na izlazu bloka, pa se koristi samo u jeftinim blokovima male snage (cijena visokonaponskih dioda i visokonaponskih dioda). snaga tranzistora je previsoka). Polumosna push-pull verzija je malo komplikovanija, ali je napon na tranzistorima u njoj upola manji... Generalno, uglavnom je to pitanje dostupnosti i cijene potrebnih komponenti. Na primjer, možemo sa sigurnošću predvidjeti da će se prije ili kasnije sinhroni ispravljači početi koristiti u sekundarnim krugovima napajanja računara - u ovoj tehnologiji nema ništa posebno novo, poznato je već dugo, jednostavno je preskupo i koristi koje pruža ne pokrivaju troškove.

Dizajn dvostrukog transformatora

Upotreba dva energetska transformatora, koja se nalazi u napajanjima velike snage (obično od kilovata) - kao u prethodnom paragrafu, čisto je inženjersko rješenje, koje samo po sebi, općenito, ne utječe na karakteristike jedinice na bilo koji uočljiv način - jednostavno je u nekim slučajevima prikladnije raspodijeliti značajnu snagu modernih jedinica na dva transformatora. Na primjer, ako se jedan transformator pune snage ne može ugurati u visinske dimenzije jedinice. Međutim, neki proizvođači predstavljaju topologiju sa dva transformatora koja im omogućava postizanje veće stabilnosti, pouzdanosti i tako dalje, što nije sasvim tačno.

RoHS (smanjenje opasnih supstanci)

Nova direktiva EU koja ograničava upotrebu određenog broja opasnih supstanci u elektronskoj opremi od 1. jula 2006. Zabranjeni su olovo, živa, kadmijum, heksavalentni hrom i dva bromidna jedinjenja - za napajanje to znači, pre svega, prelazak na bezolovne lemove. S jedne strane, naravno, svi smo za životnu sredinu i protiv teških metala - ali, s druge strane, nagli prelazak na upotrebu novih materijala može imati vrlo neugodne posljedice u budućnosti. Dakle, mnogi su itekako svjesni priče s Fujitsu MPG tvrdim diskovima, u kojoj je masovni kvar Cirrus Logic kontrolera bio uzrokovan pakovanjem u kutije napravljene od novog "eko-prijateljskog" spoja iz Sumitomo Bakelita: komponenti uključenih u njega. doprinijelo je migraciji bakra i srebra i formiranju skakača između staza unutar tijela čipa, što je dovelo do gotovo garantovanog kvara čipa nakon godinu-dvije rada. Kompleks je ukinut, učesnici priče su razmenili gomilu tužbi, a vlasnici podataka koji su umrli zajedno sa hard diskovima mogli su samo da gledaju šta se dešava.

Korištena oprema

Naravno, prvi prioritet prilikom testiranja napajanja je provjeriti njegov rad pri različitim snagama opterećenja, do maksimuma. Dugo vremena, u raznim recenzijama, autori su u tu svrhu koristili obične računare u koje je ugrađena testirana jedinica. Ova shema je imala dva glavna nedostatka: prvo, nije moguće kontrolirati potrošnju energije iz bloka na bilo koji fleksibilan način, i drugo, teško je adekvatno učitati blokove koji imaju veliku rezervu snage. Drugi problem je posebno došao do izražaja poslednjih godina, kada su proizvođači napajanja započeli pravu trku za maksimalnom snagom, usled čega su mogućnosti njihovih proizvoda daleko nadmašile potrebe tipičnog računara. Naravno, možemo reći da budući da kompjuter ne zahtijeva snagu veću od 500 W, onda nema smisla testirati jedinice pri većim opterećenjima – s druge strane, pošto smo općenito počeli testirati proizvode sa većom nazivnom snagom, bilo bi čudno da barem nije moguće formalno testirati njihove performanse u cijelom dozvoljenom opsegu opterećenja.

Za testiranje izvora napajanja u našem laboratoriju koristimo podesivo opterećenje sa softverskom kontrolom. Sistem se oslanja na dobro poznato svojstvo izolovanih tranzistora sa efektom polja (MOSFET-a): oni ograničavaju protok struje kroz kolo drejn-izvor u zavisnosti od napona gejta.

Gore je prikazano najjednostavniji sklop strujnog stabilizatora na tranzistoru s efektom polja: spajanjem kola na napajanje sa izlaznim naponom +V i rotiranjem dugmeta promjenjivog otpornika R1 mijenjamo napon na kapiji tranzistora VT1, čime se mijenja struja I koja teče kroz njega - od nule do maksimuma (određeno karakteristikama tranzistora i/ili napajanja koje se testira).

Međutim, takva shema nije baš savršena: kada se tranzistor zagrije, njegove karakteristike će "lebdjeti", što znači da će se i struja I promijeniti, iako će kontrolni napon na kapiji ostati konstantan. Da biste riješili ovaj problem, trebate dodati drugi otpornik R2 i operacijsko pojačalo DA1 u krug:

Kada je tranzistor uključen, struja I teče kroz njegov drejn-izvorni krug i otpornik R2. Napon na potonjem je jednak, prema Ohmovom zakonu, U=R2*I. Iz otpornika se ovaj napon dovodi na invertni ulaz operativnog pojačala DA1; neinvertujući ulaz istog op-pojačala prima kontrolni napon U1 od promjenjivog otpornika R1. Osobine svakog operacionog pojačala su takve da kada se uključi na ovaj način, pokušava da održi napon na svojim ulazima istim; to radi promjenom izlaznog napona, koji u našem krugu ide do kapije tranzistora s efektom polja i, u skladu s tim, regulira struju koja teče kroz njega.

Recimo otpor R2 = 1 Ohm, a napon na otporniku R1 postavljamo na 1 V: tada će op-pojačalo promijeniti svoj izlazni napon tako da otpornik R2 također padne 1 volt - prema tome, struja I će biti postavljena na 1 V / 1 Ohm = 1 A. Ako R1 postavimo na napon od 2 V, op-pojačalo će odgovoriti postavljanjem struje I = 2 A, i tako dalje. Ako se struja I i, shodno tome, napon na otporniku R2 promijeni zbog zagrijavanja tranzistora, op-pojačalo će odmah podesiti svoj izlazni napon tako da ih vrati nazad.

Kao što vidite, dobili smo odlično kontrolisano opterećenje, koje vam omogućava da nesmetano, okretanjem jednog dugmeta, menjate struju u opsegu od nule do maksimuma, a kada je jednom podešena, njena vrednost se automatski održava koliko god želite, a istovremeno je i vrlo kompaktan. Takva shema je, naravno, za red veličine prikladnija od glomaznog skupa otpornika niskog otpora povezanih u grupama na napajanje koje se testira.

Maksimalna snaga koju troši tranzistor određena je njegovim toplinskim otporom, maksimalnom dopuštenom temperaturom kristala i temperaturom radijatora na koji je ugrađen. Naša instalacija koristi tranzistore International Rectifier IRFP264N (PDF, 168 kbajta) sa dozvoljenom temperaturom kristala od 175 °C i termičkom otpornošću kristala na hladnjak od 0,63 °C/W, a sistem hlađenja instalacije nam omogućava da zadržimo temperatura radijatora ispod tranzistora unutar 80 °C (da, ventilatori potrebni za to su prilično bučni...). Dakle, maksimalna snaga koju troši jedan tranzistor je (175-80)/0,63 = 150 W. Da bi se postigla potrebna snaga, koristi se paralelna veza nekoliko gore opisanih opterećenja, kojima se upravljački signal napaja iz istog DAC-a; Također možete koristiti paralelno povezivanje dva tranzistora sa jednim op-amp, u kom slučaju se maksimalna disipacija snage povećava za jedan i po puta u odnosu na jedan tranzistor.

Ostao je samo jedan korak do potpuno automatiziranog testnog stola: zamijenite varijabilni otpornik kompjuterski kontroliranim DAC-om - i moći ćemo programski prilagoditi opterećenje. Povezivanjem nekoliko takvih opterećenja na višekanalni DAC i odmah instaliranjem višekanalnog ADC-a koji mjeri izlazne napone jedinice koja se testira u realnom vremenu, dobićemo punopravni testni sistem za testiranje napajanja računara u cijelom raspon dopuštenih opterećenja i bilo koje njihove kombinacije:

Fotografija iznad prikazuje naš testni sistem u njegovom trenutnom obliku. Na gornja dva bloka radijatora, hlađena snažnim ventilatorima standardne veličine 120x120x38 mm, nalaze se tranzistori opterećenja za 12-voltne kanale; skromniji radijator hladi tranzistore opterećenja kanala +5 V i +3,3 V, a u sivom bloku, spojenom kablom na LPT port kontrolnog računara, nalaze se gore pomenuti DAC, ADC i pripadajuća elektronika . Sa dimenzijama 290x270x200 mm, omogućava vam testiranje izvora napajanja snage do 1350 W (do 1100 W na +12 V sabirnici i do 250 W na +5 V i +3,3 V sabirnicama).

Za kontrolu stalka i automatizaciju nekih testova, napisan je poseban program, čija je snimka zaslona prikazana iznad. Omogućava:

ručno podesite opterećenje za svaki od četiri dostupna kanala:

prvi kanal +12 V, od 0 do 44 A;
drugi kanal +12 V, od 0 do 48 A;
kanal +5 V, od 0 do 35 A;
kanal +3,3 V, od 0 do 25 A;

pratiti napon ispitivanog napajanja na navedenim magistralama u realnom vremenu;
automatski mjeri i crta karakteristike unakrsnog opterećenja (CLC) za specificirano napajanje;
automatski mjeri i iscrtava grafikone efikasnosti i faktora snage jedinice u zavisnosti od opterećenja;
u poluautomatskom načinu rada, graditi grafikone ovisnosti brzina ventilatora jedinice o opterećenju;
kalibrirajte instalaciju u poluautomatskom načinu rada kako biste dobili najpreciznije rezultate.

Od posebne vrijednosti je, naravno, automatska konstrukcija KNH grafova: oni zahtijevaju mjerenje izlaznih napona jedinice za sve kombinacije opterećenja koje su za nju dozvoljene, što znači vrlo veliki broj mjerenja - da bi se takvo ispitivanje izvršilo ručno, zahtijevaju priličnu dozu upornosti i višak slobodnog vremena. Program, na osnovu pasoških karakteristika bloka unesenog u njega, gradi mapu dozvoljenih opterećenja za njega i zatim prolazi kroz nju u datom intervalu, u svakom koraku mjereći napone koje generiše blok i iscrtavajući ih na grafikonu ; cijeli proces traje od 15 do 30 minuta, ovisno o snazi jedinice i koraku mjerenja - i, što je najvažnije, ne zahtijeva ljudsku intervenciju.

Mjerenje efikasnosti i faktora snage

Za mjerenje efikasnosti jedinice i njenog faktora snage koristi se dodatna oprema: jedinica koja se testira je povezana na mrežu od 220 V preko šanta, a Velleman PCSU1000 osciloskop je povezan na šant. Shodno tome, na njegovom ekranu vidimo oscilogram struje koju troši jedinica, što znači da možemo izračunati snagu koju troši iz mreže, a znajući snagu opterećenja koju smo instalirali na jedinicu, njegovu efikasnost. Mjerenja se izvode u potpuno automatskom režimu: gore opisani program PSUCheck može primiti sve potrebne podatke direktno iz softvera osciloskopa, koji je povezan sa računarom preko USB interfejsa.

Da bi se osigurala maksimalna točnost rezultata, izlazna snaga jedinice se mjeri uzimajući u obzir fluktuacije njenih napona: recimo, ako pod opterećenjem od 10 A izlazni napon sabirnice +12 V padne na 11,7 V, tada će se odgovarajući Termin pri izračunavanju efikasnosti bit će jednak 10 A * 11,7 V = 117 W.

Osciloskop Velleman PCSU1000

Isti osciloskop se takođe koristi za merenje opsega talasanja izlaznih napona izvora napajanja. Mjerenja se vrše na sabirnicama +5 V, +12 V i +3,3 V pri maksimalnom dozvoljenom opterećenju jedinice, osciloskop je povezan pomoću diferencijalnog kola sa dva shunt kondenzatora (ovo je veza preporučena u Vodič za dizajn ATX napajanja):

Merenje od vrha do vrha

Osciloskop koji se koristi je dvokanalni, shodno tome, amplituda talasa se može mjeriti na samo jednoj magistrali u isto vrijeme. Da bismo dobili potpunu sliku, mjerenja ponavljamo tri puta, a tri rezultirajuća oscilograma - po jedan za svaku od tri praćene sabirnice - kombinuju se u jednu sliku:

Postavke osciloskopa su prikazane u donjem lijevom kutu slike: u ovom slučaju, vertikalna skala je 50 mV/div, a horizontalna skala je 10 μs/div. Po pravilu, vertikalna skala je nepromenjena u svim našim merenjima, ali horizontalna skala se može promeniti - neki blokovi imaju niskofrekventne talase na izlazu, za šta predstavljamo drugi oscilogram, sa horizontalnom skalom od 2 ms/div.

Brzina ventilatora jedinice - ovisno o opterećenju - mjeri se u poluautomatskom načinu rada: optički tahometar Velleman DTO2234 koji koristimo nema sučelje s računalom, pa se očitanja moraju unositi ručno. Tokom ovog procesa, snaga opterećenja na jedinici se mijenja u koracima od 50 W do maksimalno dozvoljene; u svakom koraku jedinica se drži najmanje 20 minuta, nakon čega se mjeri brzina rotacije njenog ventilatora.

Istovremeno mjerimo povećanje temperature zraka koji prolazi kroz blok. Mjerenja se vrše pomoću dvokanalnog termopara Fluke 54 II, čiji jedan senzor određuje temperaturu zraka u prostoriji, a drugi - temperaturu zraka koji izlazi iz izvora napajanja. Za veću ponovljivost rezultata, drugi senzor pričvršćujemo na posebno postolje sa fiksnom visinom i rastojanjem od jedinice - tako je u svim testovima senzor u istom položaju u odnosu na napajanje, što osigurava jednake uslove za sve učesnike testiranja.

Konačni grafikon istovremeno prikazuje brzine ventilatora i razliku u temperaturama zraka - to u nekim slučajevima omogućava bolju procjenu nijansi rada rashladnog sistema jedinice.

Po potrebi se koristi Uni-Trend UT70D digitalni multimetar za kontrolu tačnosti mjerenja i kalibraciju instalacije. Instalacija je kalibrirana proizvoljnim brojem mjernih točaka smještenih u proizvoljnim dijelovima dostupnog raspona - drugim riječima, za kalibraciju napona na nju je priključeno podesivo napajanje čiji se izlazni napon mijenja u malim koracima od 1. .2 V do maksimuma izmjerenog instalacijom na datom kanalu. U svakom koraku, tačna vrijednost napona koju pokazuje multimetar se unosi u program za kontrolu instalacije, na osnovu čega program izračunava tablicu korekcija. Ova metoda kalibracije omogućava dobru tačnost mjerenja u cijelom dostupnom rasponu vrijednosti.

Lista promjena u metodologiji testiranja

30.10.2007 – prva verzija članka