Kontrola desky napájení vodou. Diagnostika napájení počítače. Známky vadného napájení

Zdraví každého živého organismu závisí na tom, jak a co jí. Totéž lze říci o počítači - pokud napájecí zdroj funguje dobře a správně, elektronická zařízení fungují „jako hodiny“. A naopak: pokud dojde k poruše podavače, práce na PC se změní v mučení nebo se stane zcela nemožným.

Problémy s napájením počítače se projevují různými způsoby – od nedostatečné odezvy přes pokus o jeho zapnutí až po občasné „závady“. Promluvme si o tom, jaké příznaky naznačují poruchu napájení počítače a jak zkontrolovat jeho funkčnost a provozuschopnost, aniž byste se vystavili nebezpečí.

K úplnému selhání a nefunkčnosti napájecího zdroje dochází nejčastěji z důvodu:

Napěťové rázy v elektrické síti.
Nízká kvalita samotného PSU.
Nesrovnalosti mezi možnostmi napájení a spotřebou zátěže (počítačových zařízení).

Následkem nefunkčního napájecího zdroje, zejména v kombinaci se špatnou kvalitou výroby, mohou být nejen poruchy elektroniky PC, ale také úraz uživatele elektrickým proudem.

Jak se projevují problémy s napájením počítače

Příznaky nefunkčního podavače jsou velmi rozmanité. Mezi nimi:

Počítač se nezapne po stisknutí tlačítka napájení nebo se zapne po jeho vícenásobném stisknutí.
Skřípání, praskání, cvakání, kouř, zápach spáleniny ze zdroje.
Při zapnutí počítače se přepálí síťová pojistka na rozvodné desce.
Výboje statické elektřiny z pouzdra a konektorů systémové jednotky.
Spontánní vypínání a restartování PC kdykoliv, častěji však při vysoké zátěži.
Brzdy a mrazení (až do restartu).
Chyby paměti, BSoD (modré obrazovky smrti).
Ztráta zařízení ze systému (jednotky, klávesnice, myši, další periferní zařízení).
Zastavení fanoušků.
Přehřátí zařízení v důsledku neúčinného provozu nebo zastavení ventilátorů.

Princip činnosti napájecího zdroje

Chcete-li zjistit, zda napájecí zdroj funguje nebo ne, musíte pochopit základní principy jeho fungování. Zjednodušeně lze jeho funkci popsat takto: převod vstupního střídavého napětí domácí elektrické sítě na stejnosměrný výstup několika úrovní: 12 V, 5 V 5 V SB (pohotovostní napětí), 3,3 V a -12 V .

Následující zařízení jsou napájena z 12voltového zdroje:

disky připojené přes rozhraní SATA;
Optické mechaniky;
Ventilátory chladicího systému;
procesory;
grafické karty.

Vodiče vedení 12 V jsou žluté.

Napájení z 5 V a 3,3 V:

zvuk, síťový ovladač a většina mikroobvodů základní desky;
RAM;
rozšiřovací desky;
periferní zařízení připojená k USB portům.

Podle standardu ATX je vedení 5 V označeno červenými vodiči, 5 V SB fialovými a 3,3 V oranžovými.

Spouštěcí obvod počítače na základní desce je napájen z 5 V SB (pohotovostního) zdroje. Zdroj -12 V je určen pro napájení COM portů, které dnes najdeme pouze na velmi starých základních deskách a specializovaných zařízeních (například pokladny).

Výše uvedená napětí jsou produkována všemi standardními napájecími zdroji ATX bez ohledu na výkon. Jediné rozdíly jsou v úrovni proudů na každém vedení: čím výkonnější je napáječ, tím více proudu dodává spotřebním zařízením.

Informace o proudech a napětích jednotlivých linek lze získat z pasportu napájení, který je nalepen ve formě štítku na jedné ze stran zařízení. Nominální ukazatele se však od skutečných téměř vždy liší. To neznamená nic špatného: kolísání hodnot do 5% se považuje za normální. Takové drobné odchylky nemají vliv na provoz počítačových zařízení.

Funkční zdroj mimo jiné produkuje signál Power Good nebo Power OK, který základní desce oznámí, že funguje jak má a deska může spustit další zařízení. Normálně má tento signál úroveň 3-5,5 V a stoupá, až když všechna napájecí napětí dosáhnou specifikovaných hodnot. Pokud zdroj napájení neprodukuje Power Good, počítač se nespustí. Pokud produkuje příliš brzy, což také není dobré, může se zařízení okamžitě zapnout a vypnout, zamrznout během bootování nebo vyvolat kritickou chybu - modrou obrazovku smrti.

Signál Power Good je přenášen na základní desku šedým vodičem.

Piny konektoru hlavního napájení ATX

Zjistili jsme barevné kódování vodičů 12 V, 5 V, 5 V SB, 3,3 V a 3-5,5 V Power Good. Zbývající kontakty mají následující napětí:

Bílý:-5 V. Vlevo pro kompatibilitu se staršími zařízeními.
Modrý:-12 V.
Černá: 0 V. Společný vodič nebo zem.
Zelená: 3-5 V. Zapnutí. Sepnutí tohoto kontaktu k zemi je ekvivalentní stisknutí tlačítka napájení na skříni počítače. Spustí napájení. V okamžiku stisknutí by mělo napětí na kontaktech tlačítka klesnout na 0 V.

Stejná napětí jsou i na ostatních konektorech, které ukončují napájecí kabely, to znamená, že ve žlutém projekci vodiče by mělo být vždy 12 V, v červeném vodičovém výstupku - 5 V, v oranžovém vodičovém výstupku - 3,3 V atd.

Jak otestovat napájecí zdroj pomocí multimetru

Soulad všech napětí, která napáječ produkuje, se stanovenými úrovněmi a zachování jejich hodnot při jakékoli zátěži (pokud nepřekračují možnosti zdroje) naznačují, že zařízení je funkční a pravděpodobně v pořádku. pracovní řád. A k jejich určení budete potřebovat multimetr - levné kompaktní zařízení, které lze zakoupit téměř v každém obchodě s elektrickým zbožím.

Multimetry (testery) jsou samozřejmě různé. Mezi nimi jsou drahé vysoce přesné modely se spoustou doplňkových funkcí, ale pro naše účely stačí jedna jednoduchá. Ke kontrole napájení nepotřebujeme měření až na tisíciny voltu, stačí desetiny a někdy setiny.

Podmínky pro měření

Měření napětí na výstupech napájecího zdroje by mělo být prováděno za podmínek, kdy dojde k poruše. Pokud se problém objeví v prvních sekundách a minutách provozu PC, měly by být hodnoty zařízení provedeny ihned po zapnutí. Pokud intenzivně pracujete, pro získání spolehlivých výsledků by měl být počítač zatížen např. těžkou hrou nebo programem k tomu určeným (např. OCCT utilita, Power Supply test).

Pro sledování změn napájecího napětí během provozu PC je nejlepší provádět měření nepřetržitě po dobu několika minut nebo desítek minut. Pokud je to z nějakého důvodu obtížné, můžete provádět jednorázová měření v určitých časových intervalech.

Výsledek jediného měření při plovoucí poruše často není indikátorem, protože v případě nestabilního provozu podavače se hodnoty napětí (nebo jedna z nich) mohou neustále měnit.

Postup při měření

Zapněte počítač a uveďte jej do stavu, ve kterém se problém vyskytuje.
Přepněte multimetr do režimu měření stejnosměrného napětí (ikona na přístrojové desce je obklopena žlutým rámečkem). Nastavte horní hranici stupnice na 20 V.
Připojte černou sondu k jakékoli kovové podložce na základní desce, kde je napětí 0 V (například v blízkosti montážního otvoru), nebo ke kolíku v konektoru, ke kterému vede černý vodič.
Umístěte červenou sondu do oblasti měření (do konektoru naproti příslušnému vodiči). Číslo, které vidíte na displeji testeru, je indikátor napětí ve voltech.

Jak zkontrolovat funkčnost podavače, pokud se počítač nezapne

Jedním z častých důvodů, proč počítač nereaguje na stisknutí tlačítka napájení, je právě nefunkčnost napájecího zdroje. K potvrzení či vyvrácení této verze nám postačí kovová spona nebo pinzeta, pomocí které nasimulujeme stisknutí tlačítka. Pamatujete si, o něco dříve jsme zjistili, že k tomu je potřeba zkratovat zelený a černý vodič na 24pinovém konektoru napájecího zdroje, který je připojen k základní desce? Těsně předtím je potřeba ho od něj odpojit.

Připojte určitou zátěž – spotřebič energie – k napájecímu zdroji, který je odpojen od základní desky a počítačových zařízení. Například nepoužitá optická mechanika nebo žárovka. Uvědomte si prosím, že pokud je napájecí zdroj vadný, může dojít k poškození připojeného zařízení. Proto použijte to, co vám nevadí.
Zapojte napájecí zdroj.
Pomocí kancelářské sponky spojte 2 kolíky naproti zelenému a černému vodiči. Pokud podavač jeví známky života - spustí ventilátor uvnitř a zapne připojenou zátěž, pak je provozuschopný. Výkon však neznamená provozuschopnost, to znamená, že tato diagnostická metoda umožňuje pouze odlišit fungující zařízení od zcela nefunkčního.

Jaké diagnostické metody pro počítačové zdroje stále existují?

Kontrola napájení pomocí multimetru a kancelářské sponky stačí k identifikaci jeho nefunkčnosti asi v 70-80% případů. Pokud jej v budoucnu neplánujete opravit, můžete se na to omezit. V odborné diagnostice napájecích zdrojů se nejen tyto, ale i další metody využívají k lokalizaci závady. Počítaje v to:

Kontrola zvlnění výstupního napětí pomocí osciloskopu. Jedná se o poměrně drahé zařízení, takže je nepravděpodobné, že by se ho někdo rozhodl koupit na jednorázovou práci.
Demontáž, kontrola, kontrola napětí a odporů prvků plošných spojů z hlediska souladu s normami. Je nebezpečné to dělat bez speciálního školení, protože napájecí zdroje akumulují v některých částech domácí napětí. Náhodný dotyk jakékoli živé části může způsobit úraz elektrickým proudem.
Měření proudu. To se provádí pomocí ampérmetru zabudovaného do testeru, který je připojen k přerušení testovaného vedení. Pro vytvoření mezery se deskové prvky obvykle odpájejí.
Testování na stojanech se speciálně vybraným zařízením v různých provozních režimech.

Stručně řečeno, existuje mnoho metod pro diagnostiku napájecích zdrojů, ale ne všechny jsou použitelné nebo vhodné doma. Až na výzkumné účely, pokud o to má ovšem majitel zájem.

V dnešní době je mnoho zařízení napájeno externími zdroji – adaptéry. Když zařízení přestane vykazovat známky života, musíte nejprve zjistit, která část je vadná, v samotném zařízení nebo je vadný zdroj napájení.
V první řadě externí vyšetření. Měly by vás zajímat stopy po pádu, přetržená šňůra...

Po externí prohlídce opravovaného zařízení je třeba nejprve zkontrolovat napájení a jeho výstupy. Je jedno, zda se jedná o vestavěný zdroj nebo adaptér. Nestačí pouze změřit napájecí napětí na výstupu zdroje. Potřebuje malou zátěž A. Bez zátěže může ukazovat 5 voltů, při lehké zátěži to budou 2 volty.

Žárovka při vhodném napětí dobře funguje jako zátěž.. Napětí je obvykle napsáno na adaptérech. Vezměme si například napájecí adaptér z routeru. 5,2 V 1 ampér. Připojíme 6,3 voltovou 0,3 ampérovou žárovku a změříme napětí. Pro rychlou kontrolu stačí žárovka. Svítí - napájení funguje. Je vzácné, aby se napětí velmi lišilo od normy.

Lampa s vyšším proudem může bránit spuštění zdroje, takže stačí nízkoproudé zatížení. Na vyzkoušení mám na zdi zavěšenou sadu různých lamp.

1 a 2 pro testování počítačových napájecích zdrojů, s větším a menším výkonem.
3 . Malé lampy 3,5 V, 6,3 V pro kontrolu napájecích adaptérů.
4 . 12voltová automobilová lampa pro testování relativně výkonných 12voltových napájecích zdrojů.
5 . 220V lampa pro testování televizních napájecích zdrojů.
6 . Na fotografii chybí dvě girlandy lamp. Dva z 6,3 voltů pro testování 12voltových napájecích zdrojů a 3 z 6,3 pro testování napájecích adaptérů pro notebooky s napětím 19 voltů.

Pokud máte zařízení, je lepší zkontrolovat napětí pod zátěží.

Pokud kontrolka nesvítí, je lepší nejprve zkontrolovat zařízení se známým dobrým napájecím zdrojem, pokud je k dispozici. Protože napájecí adaptéry jsou obvykle neoddělitelné a při opravě je budete muset rozebrat. Nedá se tomu říkat demontáž.
Dodatečným znakem nefunkčního zdroje může být pískání z napájecího zdroje nebo samotného napájeného zařízení, které obvykle indikuje suché elektrolytické kondenzátory. K tomu přispívají těsně uzavřené výběhy.

Stejným způsobem se kontrolují napájecí zdroje uvnitř zařízení. Ve starých televizorech je místo řádkového skenování připájena 220voltová lampa a podle záře můžete posoudit její výkon. Částečně je zátěžová lampa připojena kvůli tomu, že některé zdroje (vestavěné) mohou bez zátěže produkovat výrazně vyšší napětí, než je požadováno.

— v životě každého radioamatéra dříve nebo později přijde chvíle, kdy musí začít zvládat drobné opravy zařízení. Mohou to být reproduktory stolního počítače, tablet, mobilní telefon a některé další gadgety. Nebudu se mýlit, když řeknu, že téměř každý radioamatér se pokusil opravit svůj počítač. Někomu se to povedlo, ale jiní to přesto odnesli do servisního střediska.

Diagnostika poruch napájení PC

V tomto článku vás provedeme základy vlastní diagnostiky poruch napájení PC.

Předpokládejme, že se nám dostal do rukou napájecí zdroj (PSU) z počítače. Nyní musíte zjistit, jak na to zkontrolujte napájení počítače— nejprve se musíme ujistit, zda to funguje? Mimochodem, musíte vzít v úvahu, že pohotovostní napětí +5 Voltů je přítomno ihned po připojení síťového kabelu k napájení.

Pokud tam není, pak by bylo dobré otestovat integritu napájecího kabelu pomocí multimetru v režimu testování zvuku. Nezapomeňte také zazvonit na tlačítko a pojistku. Pokud je s napájecí šňůrou vše v pořádku, pak zapneme napájení PC do sítě a spustíme bez základní desky sepnutím dvou kontaktů: PS-ON a COM. PS-ON je zkratka z angličtiny. — Power Supply On — doslova znamená „zapnout zdroj napájení“. COM je zkratka pro angličtinu. Сommon - obecný. Zelený vodič jde ke kontaktu PS-ON a „běžný“ vodič, známý také jako mínus, je černý vodič.

Moderní napájecí zdroje mají 24pinový konektor. Na starších - 20 Pin.

Nejjednodušší způsob uzavření těchto dvou kontaktů je pomocí narovnané kancelářské sponky

I když teoreticky pro tento účel postačí jakýkoli kovový předmět nebo drát. Můžete dokonce použít stejnou pinzetu.

Způsob kontroly napájení

Jak zkontrolovat napájení počítače? Pokud zdroj funguje, měl by se okamžitě zapnout, ventilátor se začne otáčet a na všech konektorech zdroje se objeví napětí.

Pokud náš počítač nefunguje správně, bylo by užitečné zkontrolovat na jeho konektorech, zda napětí na jeho kontaktech odpovídá. A obecně, když je počítač zabugovaný a často se objevuje modrá obrazovka, bylo by dobré zkontrolovat napětí v samotném systému stažením malého PC diagnostického programu. Doporučuji program AIDA. Okamžitě v něm vidíte, zda je napětí v systému normální, zda je na vině napájení, nebo zda „manduje“ základní deska, nebo dokonce něco jiného.

Zde je snímek obrazovky z programu AIDA na mém PC. Jak vidíme, všechna napětí jsou normální:

Pokud je nějaká slušná odchylka napětí, tak už to není normální. Mimochodem, při koupi použitého počítače si do něj VŽDY stáhněte tento program a plně zkontrolujte všechna napětí a další parametry systému. Vyzkoušeno hořkou zkušeností:-(.

Pokud je však hodnota napětí na samotném napájecím konektoru velmi odlišná, měli byste se pokusit jednotku opravit, ale k tomu potřebujete vědět jak zkontrolovat napájení počítače. Pokud jste obecně velmi špatní s počítačovým vybavením a opravami, pak při absenci zkušeností je lepší jej vyměnit. Často se vyskytují případy, kdy vadný zdroj, když selže, s sebou „táhne“ část počítače. Nejčastěji to způsobuje selhání základní desky. Jak se tomu lze vyhnout a jak zkontrolovat napájení počítače?

Na zdroji nikdy neušetříte a vždy byste měli mít malou rezervu výkonu. Je vhodné nekupovat levné zdroje NONAME.

Co dělat, když máte malé znalosti o značkách a modelech napájecích zdrojů, ale vaše matka vám nedá peníze na nový, vysoce kvalitní))? Je vhodné, aby měla 12 cm ventilátor, ne 8 cm.

Napájení s 12 cm ventilátorem

Takové ventilátory zajišťují lepší chlazení rádiových součástí napájecího zdroje. Musíte si také pamatovat ještě jedno pravidlo: dobrý napájecí zdroj nemůže být lehký. Pokud je zdroj lehký, znamená to, že používá radiátory malého průřezu a takový zdroj se při provozu při jmenovité zátěži přehřívá. Co se stane, když se přehřeje? Při přehřátí některé radioprvky, zejména polovodiče a kondenzátory, mění své hodnoty a celý obvod jako celek nefunguje správně, což samozřejmě ovlivní činnost napájecího zdroje.

Nezapomeňte také alespoň jednou ročně vyčistit zdroj od prachu a dobře se o něj starat jak zkontrolovat napájení počítače. Prach funguje jako „deka“ pro radioelementy, pod kterou mohou fungovat nesprávně nebo dokonce „umřít“ přehřátím.

Nejčastější poruchou napájecího zdroje jsou výkonové polovodiče a kondenzátory. Pokud je cítit zápach spáleného křemíku, musíte se podívat na to, co vyhořelo z diod nebo tranzistorů. Vadné kondenzátory jsou identifikovány vizuální kontrolou. Otevřené, oteklé, s unikajícím elektrolytem - to je první známka toho, že je naléhavě nutné je vyměnit.

Při výměně je nutné počítat s tím, že zdroje obsahují kondenzátory s nízkým ekvivalentním sériovým odporem (ESR). V tomto případě byste si tedy měli pořídit měřič ESR a zvolit kondenzátory s co nejnižším ESR. Zde je malá deska odporů pro kondenzátory různých kapacit a napětí:

Zde je nutné zvolit kondenzátory tak, aby hodnota odporu nebyla větší, než je uvedeno v tabulce.

Při výměně kondenzátorů jsou důležité ještě dva parametry: kapacita a jejich provozní napětí. Jsou vyznačeny na těle kondenzátoru:

Co když má obchod kondenzátory požadované jmenovité hodnoty, ale určené pro vyšší provozní napětí? Lze je instalovat i do obvodů při opravách, ale je třeba počítat s tím, že kondenzátory určené pro vyšší provozní napětí mají většinou větší rozměry.

Pokud se náš zdroj rozběhne, pak změříme multimetrem napětí na jeho výstupním konektoru nebo konektorech. Ve většině případů stačí při měření napětí ATX zdrojů zvolit limit DCV 20 voltů.

Existují dvě diagnostické metody:

— provádění měření „za tepla“ se zapnutým zařízením

— provádění měření v zařízení bez napětí

Co můžeme měřit a jak tato měření probíhají? Zajímá nás měření napětí ve specifikovaných bodech napájecího zdroje, měření odporu mezi určitými body, testování zvuku na nepřítomnost nebo přítomnost zkratu a také měření síly proudu. Pojďme se na to blíže podívat.

Měření napětí.

Pokud opravujete zařízení a máte k němu schematický nákres, bude často uvádět, jaké napětí by mělo být v testovacích bodech na schématu. Samozřejmě nejste omezeni pouze na tyto testovací body a můžete měřit potenciálový rozdíl nebo napětí v kterémkoli místě napájecího zdroje nebo jakéhokoli jiného opravovaného zařízení. K tomu však musíte umět číst diagramy a umět je analyzovat. Více o tom, jak měřit napětí pomocí multimetru, si můžete přečíst v tomto článku.

Měření odporu.

Každá část obvodu má nějaký druh odporu. Pokud je při měření odporu na obrazovce multimetru jeden, znamená to, že v našem případě je odpor vyšší než námi zvolený limit měření odporu. Uvedu příklad: například měříme odpor části obvodu sestávajícího běžně z rezistoru nám známé hodnoty a tlumivky. Jak víme, tlumivka je, zhruba řečeno, jen kus drátu s malým odporem a známe hodnotu rezistoru. Na obrazovce multimetru vidíme odpor o něco větší, než je hodnota našeho odporu. Po analýze obvodu dojdeme k závěru, že tyto rádiové součástky fungují a je s nimi na desce zajištěn dobrý kontakt. I když zpočátku, pokud vám chybí zkušenosti, je vhodné všechny podrobnosti zavolat samostatně. Také je třeba vzít v úvahu, že paralelně zapojené rádiové komponenty se při měření odporu vzájemně ovlivňují. Vzpomeňte si na paralelní zapojení rezistorů a vše pochopíte. Více o měření odporu si můžete přečíst zde.

Zvukové ověření.

Pokud je slyšet zvukový signál, znamená to, že odpor mezi sondami, a tedy částí obvodu připojenou k jejich koncům, je brzy nula nebo je blízko ní. S jeho pomocí můžeme ověřit přítomnost nebo nepřítomnost zkratu na desce. Můžete také zjistit, zda je na okruhu kontakt nebo ne, například při přerušené trati nebo přerušeném spojení nebo podobné poruše.

Měření toku proudu v obvodu

Při měření proudu v obvodu je nutný zásah do konstrukce desky např. připájením jedné z vývodů rádiové součástky. Protože, jak si pamatujeme, náš ampérmetr je připojen k otevřenému obvodu. Jak měřit proud v obvodu si můžete přečíst v tomto článku.

Pomocí těchto čtyř metod měření pouze s jedním multimetrem můžete diagnostikovat velmi velké množství poruch v obvodech téměř jakéhokoli elektronického zařízení.

Jak se říká, v elektrice jsou dvě hlavní chyby: tam, kde by neměl být, je kontakt a tam, kde by měl být, kontakt není. Co toto rčení znamená v praxi? Když například vyhoří jakákoliv rádiová součástka, dojde ke zkratu, což je pro náš obvod nouzový stav. Může to být například porucha tranzistoru. V obvodech může dojít i ke zlomu, ve kterém proud v našem obvodu nemůže téci. Například přerušení dráhy nebo kontaktů, kterými protéká proud. Může to být také přerušený drát nebo podobně. V tomto případě se náš odpor stává, relativně řečeno, nekonečnem.

Samozřejmě je tu ještě třetí možnost: změna parametrů rádiové komponenty. Například, jak je tomu u stejného elektrolytického kondenzátoru, nebo spálení spínacích kontaktů a v důsledku toho silné zvýšení jejich odporu. Když budete znát tyto tři možnosti selhání a budete schopni analyzovat obvody a desky plošných spojů, naučíte se, jak snadno opravit svá elektronická zařízení. Více o opravách radioelektronických zařízení se dočtete v článku „Základy oprav“.

Stejně jako většina uživatelů osobních počítačů jste se pravděpodobně již setkali s různými problémy souvisejícími se selháním jakékoli životně důležité součásti konfigurace. Na takové detaily se přímo vztahuje napájení PC, které má tendenci praskat, pokud je péče ze strany majitele nedostatečná.

V tomto článku se podíváme na všechny aktuálně relevantní metody testování funkčnosti napájecích zdrojů PC. Navíc se také částečně dotkneme podobného problému, se kterým se setkávají uživatelé notebooků.

Jak jsme řekli výše, napájení počítače, bez ohledu na ostatní součásti sestavy, je důležitou součástí. V důsledku toho může porucha této součásti vést k úplnému selhání celé systémové jednotky, což výrazně ztěžuje diagnostiku.

Pokud se váš počítač nezapne, nemusí to být na vině napájecí zdroj – pamatujte si to!

Celá obtížnost diagnostiky tohoto druhu součástek spočívá v tom, že nedostatek energie v PC může být způsoben nejen napájecím zdrojem, ale i jinými součástmi. To platí zejména pro centrální procesor, jehož porucha se projevuje obrovskou rozmanitostí důsledků.

Ať je to jakkoli, diagnostika problémů při provozu napájecího zařízení je mnohem jednodušší než v případě poruch jiných prvků. Tento závěr vyplývá ze skutečnosti, že dotyčná součástka je jediným možným zdrojem energie v počítači.

Metoda 1: Zkontrolujte napájení

Pokud kdykoli během provozu vašeho PC zjistíte, že je nefunkční, musíte okamžitě zkontrolovat dostupnost elektřiny. Ujistěte se, že síť je plně funkční a splňuje požadavky napájecího zdroje.

Někdy může dojít k výpadkům proudu, ale v tomto případě jsou důsledky omezeny na to, že se počítač sám vypne.

Nebylo by zbytečné dvakrát zkontrolovat kabel připojující napájecí zdroj k síti, zda není viditelně poškozen. Nejlepší testovací metodou by bylo zkusit připojit napájecí kabel, který používáte, k jinému plně funkčnímu počítači.

Pokud používáte notebook, kroky k odstranění problémů s napájením jsou zcela podobné těm, které jsou popsány výše. Jediný rozdíl je v tom, že pokud je problém s kabelem notebooku, jeho výměna bude stát řádově víc, než když jsou problémy s plnohodnotným PC.

Je důležité pečlivě zkontrolovat a vyzkoušet zdroj napájení, ať už je to zásuvka nebo přepěťová ochrana. Všechny následující části článku budou zaměřeny konkrétně na napájecí zdroj, takže je nesmírně důležité vyřešit jakékoli problémy s elektrickou energií předem.

Metoda 2: Použití propojky

Tato metoda je ideální pro počáteční testování napájecího zdroje za účelem zjištění jeho výkonu. Vyplatí se však předem si rezervovat, že pokud jste nikdy předtím nezasahovali do provozu elektrických spotřebičů a plně nerozumíte principu fungování počítače, nejlepším řešením by bylo kontaktovat technické specialisty.

Pokud se vyskytnou nějaké komplikace, můžete vážně ohrozit svůj život a stav svého PD!

Smyslem této části článku je použít ručně vyrobenou propojku k následnému uzavření kontaktů napájecího zdroje. Je důležité poznamenat, že metoda je mezi uživateli velmi oblíbená a to zase může velmi pomoci, pokud se objeví nějaké nesrovnalosti s pokyny.

Než přistoupíte přímo k popisu metody, budete muset počítač předem rozebrat.

Trochu více o vypínání napájení se dozvíte ve vyhrazeném článku.

Po zvládnutí úvodu můžete přejít k diagnostice pomocí propojky. A hned je třeba poznamenat, že ve skutečnosti jsme tuto metodu již dříve popsali, protože byla vytvořena především proto, aby bylo možné spustit napájení bez použití základní desky.

Poté, co jste se seznámili s metodou spouštění PSU, kterou jsme uvedli, po dodání elektřiny byste měli věnovat pozornost ventilátoru. Pokud hlavní chladič zařízení nejeví známky života, můžete bezpečně usoudit, že je nefunkční.

Nejlepší je vyměnit poškozený napájecí zdroj nebo jej poslat do servisního střediska k opravě.

Pokud po spuštění chladič funguje správně a samotný napájecí zdroj vydává charakteristické zvuky, můžeme s vysokou mírou pravděpodobnosti říci, že je zařízení v provozuschopném stavu. I za takových okolností však není záruka ověření zdaleka ideální, a proto doporučujeme hlubší analýzu.

Metoda 3: Použití multimetru

Jak je patrné přímo z názvu metody, metoda zahrnuje použití speciálního inženýrského zařízení "Multimetr". Nejprve si budete muset takový měřič pořídit a také se naučit základy jeho použití.

Typicky se mezi zkušenými uživateli multimetr označuje jako tester.

Po dokončení všech testovacích pokynů postupujte podle předchozí metody. Poté, co se ujistíte, že funguje a udržuje otevřený přístup k hlavnímu napájecímu kabelu, můžete přistoupit k aktivním akcím.

Nejprve musíte zjistit, jaký konkrétní typ kabelu se ve vašem počítači používá. Existují dva typy:

20-pin;
24pinový.

Výpočet můžete provést přečtením technické specifikace napájecího zdroje nebo ručním spočítáním počtu pinů hlavního konektoru.

V závislosti na typu drátu se doporučené akce mírně liší.

Připravte si malý, ale poměrně spolehlivý drát, který pak bude potřeba k uzavření určitých kontaktů.

Pokud používáte 20pinový napájecí konektor, měli byste propojit kolíky 14 a 15 navzájem pomocí kabelu.

Je-li zdroj vybaven 24pinovým konektorem, je nutné uzavřít kolíky 16 a 17 také pomocí předem připraveného kusu drátu.

Po dokončení všeho přesně podle pokynů připojte napájecí zdroj k síti.

Zároveň se ujistěte, že v době, kdy připojíte zdroj do sítě, se s drátem, respektive jeho neizolovanými konci, nic nekříží.

Nezapomeňte používat ochranu rukou!

Stejně jako v předchozí metodě se po připojení napájení nemusí napájení spustit, což přímo indikuje poruchu. Pokud chladič funguje, můžete přistoupit k podrobnější diagnostice pomocí testeru.

Všechny uvedené hodnoty jsou zaokrouhlené, protože za určitých okolností se mohou stále vyskytovat drobné rozdíly.

Po dokončení našich pokynů se ujistěte, že získané údaje odpovídají normě úrovně napětí. Pokud zaznamenáte výrazné rozdíly, lze napájecí zdroj považovat za částečně vadný.

Úroveň napětí dodávaná na základní desku je nezávislá na modelu PSU.

Vzhledem k tomu, že napájecí zdroj je sám o sobě poměrně složitou součástí osobního počítače, je nejlepší kontaktovat specialisty pro opravy. To platí zejména pro uživatele, kteří s provozem elektrických zařízení začínají.

Kromě výše uvedeného se při kontrole síťového adaptéru notebooku může hodit multimetr. A ačkoli jsou poruchy tohoto typu napájení vzácné, stále můžete narazit na problémy, zejména při provozu notebooku v poměrně drsných podmínkách.

Model notebooku vůbec neovlivňuje úroveň dodávané elektřiny.

Pokud tyto indikátory chybí, musíte znovu pečlivě prozkoumat síťový kabel, jak jsme řekli v první metodě. Pokud nejsou viditelné závady, může pomoci pouze kompletní výměna adaptéru.

Metoda 4: Použití testeru napájecího zdroje

V tomto případě budete pro analýzu potřebovat speciální zařízení určené pro testování napájecího zdroje. Díky takovému zařízení můžete propojit piny komponent PC a získat výsledky.

Náklady na takový tester jsou zpravidla o něco nižší než náklady na plnohodnotný multimetr.

Upozorňujeme, že samotné zařízení se může výrazně lišit od toho, které jsme zobrazili. A přestože zkoušečky napájecích zdrojů přicházejí v různých modelech, které se liší vzhledem, princip fungování je vždy stejný.

Přečtěte si specifikace měřiče, který používáte, abyste se vyhnuli potížím.

Připojte odpovídající vodič z napájecího zdroje do 24pinového konektoru na pouzdru.

V závislosti na vašich osobních preferencích připojte další kontakty ke speciálním konektorům na pouzdru.

Doporučuje se použít konektor Molex.

Vhodné je také přidat napětí z pevného disku pomocí rozhraní SATA II.

Pomocí tlačítka napájení měřicího zařízení zjistěte ukazatele výkonu napájecího zdroje.

Možná budete muset krátce stisknout tlačítko.

Konečné výsledky se vám zobrazí na obrazovce zařízení.

Existují pouze tři hlavní ukazatele:

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

Pokud jsou vaše konečné naměřené hodnoty nižší nebo vyšší než normálně, jak bylo uvedeno výše, vyžaduje napájecí zdroj okamžitou opravu nebo výměnu.

Metoda 5: Použití systémových nástrojů

Včetně případů, kdy je napájecí zdroj stále funkční a umožňuje bezproblémové spuštění PC, můžete poruchy diagnostikovat pomocí systémových nástrojů. Upozorňujeme, že kontrola je povinná pouze v případě zjevných problémů v chování počítače, například při samovolném zapnutí nebo vypnutí.

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 rychlosti versus zatížení. 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 - alespoň prozatím domácí elektroměry zohledňují 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. Nejjednodušším způsobem, 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 vyšším zatížení – 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 kbytes) s přípustnou teplotou krystalu 175 °C a tepelným odporem krystalu vůči chladiči 0,63 °C/W a chladicí systém instalace nám umožňuje zachovat teplota chladiče 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 hodnotná je samozřejmě automatická konstrukce KNH grafů: vyžadují měření výstupních napětí jednotky pro všechny pro ni přípustné kombinace zátěží, což znamená velmi velké množství 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 k jednotce - při všech testech je tedy senzor ve stejné poloze vzhledem k napájecímu zdroji, což zajišťuje stejné podmínky pro všechny účastníci testování.

Konečný graf současně zobrazuje otáčky ventilátoru a rozdíl teplot vzduchu - to umožňuje v některých případech 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