Controllo della scheda di alimentazione idrica. Diagnostica di un alimentatore per computer. Segni di un alimentatore difettoso

La salute di qualsiasi organismo vivente dipende da come e cosa mangia. Lo stesso si può dire del computer: se l'alimentatore funziona bene e correttamente, i dispositivi elettronici funzionano "come un orologio". E viceversa: se l'alimentatore non funziona correttamente, lavorare su un PC si trasforma in una tortura o diventa del tutto impossibile.

I problemi con l'alimentazione del computer si manifestano in modi diversi: dalla mancanza di risposta al tentativo di accenderlo fino a "problemi tecnici" occasionali. Parliamo di quali sintomi indicano un guasto dell'alimentazione del computer e di come verificarne la funzionalità e la funzionalità senza esporsi al pericolo.

Il guasto completo e il malfunzionamento dell'alimentatore si verificano molto spesso a causa di:

• Sbalzi di tensione nella rete elettrica.
• Bassa qualità dell'alimentatore stesso.
• Incoerenze tra capacità di alimentazione e consumo di carico (dispositivi informatici).

Le conseguenze di un malfunzionamento dell'alimentatore, soprattutto in combinazione con una produzione di bassa qualità, possono essere non solo guasti all'elettronica del PC, ma anche scosse elettriche per l'utente.

Come si manifestano i problemi di alimentazione del computer

I sintomi di un alimentatore malfunzionante sono molto vari. Tra loro:

• Il PC non si accende quando si preme il pulsante di accensione oppure si accende dopo averlo premuto più volte.
• Cigolii, crepitii, clic, fumo, odore di bruciato provenienti dall'alimentatore.
• Il fusibile di rete sul quadro di distribuzione si brucia quando il computer è acceso.
• Scariche di elettricità statica dal case e dai connettori dell'unità di sistema.
• Arresti e riavvii spontanei del PC in qualsiasi momento, ma più spesso sotto carichi elevati.
• Freni e congelamento (fino al riavvio).
• Errori di memoria, BSoD (schermate blu della morte).
• Perdita di dispositivi dal sistema (unità, tastiere, mouse, altre apparecchiature periferiche).
• Fermare i tifosi.
• Surriscaldamento dei dispositivi a causa di un funzionamento inefficace o dell'arresto dei ventilatori.

Principio di funzionamento dell'alimentatore

Per capire se l'alimentatore funziona o meno, è necessario comprendere i principi di base del suo funzionamento. In modo semplificato, la sua funzione può essere descritta come segue: conversione della tensione CA in ingresso di una rete elettrica domestica in un'uscita CC a più livelli: 12 V, 5 V 5 V SB (tensione di standby), 3,3 V e -12 V .

I seguenti dispositivi ricevono alimentazione da una fonte a 12 volt:

• unità collegate tramite interfaccia SATA;
• unità ottiche;
• ventilatori del sistema di raffreddamento;
• processori;
• schede video.

I fili della linea da 12 V sono gialli.

Alimentato da 5 V e 3,3 V:

• suono, controller di rete e la maggior parte dei microcircuiti della scheda madre;
• RAM;
• schede di espansione;
• periferiche collegate alle porte USB.

Secondo lo standard ATX, la linea da 5 V è indicata dai fili rossi, 5 V SB dal viola e 3,3 V dall'arancione.

Il circuito di avvio del computer sulla scheda madre riceve alimentazione da una fonte SB (standby) da 5 V. La sorgente -12 V è progettata per alimentare le porte COM, che oggi si trovano solo su schede madri molto vecchie e dispositivi specializzati (ad esempio registratori di cassa).

Le tensioni sopra indicate sono prodotte da tutti gli alimentatori standard ATX, indipendentemente dalla potenza. Le uniche differenze risiedono nel livello delle correnti su ciascuna linea: più potente è l'alimentatore, maggiore è la corrente che fornisce ai dispositivi di consumo.

Le informazioni sulle correnti e sulle tensioni delle singole linee possono essere ottenute dal passaporto dell'alimentatore, che viene incollato sotto forma di etichetta su uno dei lati del dispositivo. Tuttavia, gli indicatori nominali differiscono quasi sempre da quelli reali. Ciò non significa nulla di negativo: oscillazioni dei valori entro il 5% sono considerate normali. Tali piccole deviazioni non influiscono sul funzionamento dei dispositivi informatici.

Tra le altre cose, un alimentatore funzionante produce un segnale Power Good o Power OK, che notifica alla scheda madre che funziona come dovrebbe e che la scheda può avviare altri dispositivi. Normalmente questo segnale ha un livello di 3-5,5 V e sale solo quando tutte le tensioni di alimentazione hanno raggiunto i valori specificati. Se l'alimentatore non produce Power Good, il computer non si avvierà. Se si attiva troppo presto, il che non va bene, il dispositivo potrebbe accendersi e spegnersi immediatamente, bloccarsi durante l'avvio o generare un errore critico: schermata blu della morte.

Il segnale Power Good viene trasmesso alla scheda madre tramite il filo grigio.

Pin del connettore dell'alimentazione principale ATX

Abbiamo individuato la codifica a colori dei cavi 12 V, 5 V, 5 V SB, 3,3 V e 3-5,5 V Power Good. I restanti contatti hanno le seguenti tensioni:

• Bianco:-5 V. A sinistra per compatibilità con dispositivi meno recenti.
• Blu:-12 V.
• Nero: 0 V. Filo comune o terra.
• Verde: 3-5 V. Accensione. Chiudere questo contatto a terra equivale a premere il pulsante di accensione sul case del computer. Avvia l'alimentazione. Al momento della pressione, la tensione sui contatti del pulsante dovrebbe scendere a 0 V.

Le stesse tensioni sono presenti sugli altri connettori che terminano i cavi di alimentazione, cioè nella proiezione del filo giallo dovrebbero esserci sempre 12 V, nella proiezione del filo rosso - 5 V, nella proiezione del filo arancione - 3,3 V, ecc.

Come testare un alimentatore utilizzando un multimetro

La conformità di tutte le tensioni prodotte dall'alimentatore ai livelli specificati e la conservazione dei loro valori sotto qualsiasi carico (se non superano le capacità dell'alimentatore) indicano che il dispositivo è operativo e, molto probabilmente, in buone condizioni ordine di lavoro. E per determinarli avrai bisogno di un multimetro, un dispositivo compatto ed economico che può essere acquistato in quasi tutti i negozi di articoli elettrici.

I multimetri (tester), ovviamente, sono diversi. Tra questi ci sono modelli costosi di alta precisione con molte funzioni aggiuntive, ma per i nostri scopi ne basta uno semplice. Per controllare l’alimentazione non servono misurazioni fino ai millesimi di volt; bastano decimi e talvolta centesimi.

Condizioni per effettuare le misurazioni

Le misurazioni delle tensioni sulle uscite dell'alimentatore devono essere effettuate in condizioni in cui si verifica un guasto. Se il problema si manifesta nei primi secondi e minuti di funzionamento del PC, le letture del dispositivo dovrebbero essere effettuate immediatamente dopo l'accensione. Se lavori intensamente, per ottenere risultati affidabili, il computer dovrebbe essere caricato, ad esempio, con un gioco pesante o con un programma progettato per questo (ad esempio, l'utilità OCCT, Test dell'alimentazione).

Per tenere traccia delle variazioni delle tensioni di alimentazione durante il funzionamento del PC, è meglio effettuare misurazioni continue per diversi minuti o decine di minuti. Se per qualche motivo ciò risulta difficile, è possibile effettuare misurazioni una tantum a determinati intervalli di tempo.

Il risultato di una singola misurazione durante un guasto flottante spesso non è un indicatore, poiché in caso di funzionamento instabile dell'alimentatore, i valori di tensione (o uno di essi) possono cambiare costantemente.

La procedura per effettuare le misurazioni

• Accendi il computer e portalo nello stato in cui si verifica il problema.
• Passare il multimetro alla modalità di misurazione della tensione CC (l'icona sul quadro strumenti è circondata da una cornice gialla). Impostare il limite superiore della scala su 20 V.
• Collega la sonda nera a qualsiasi pad metallico sulla scheda madre dove la tensione è 0 V (ad esempio, vicino a un foro di montaggio) o a un pin del connettore a cui va il filo nero.
• Posizionare la sonda rossa nella zona di misurazione (nel connettore opposto al filo corrispondente). Il numero visualizzato sul display del tester è l'indicatore di tensione in Volt.

Come verificare la funzionalità dell'alimentatore se il computer non si accende

Uno dei motivi più comuni per cui il computer non risponde alla pressione del pulsante di accensione è proprio il malfunzionamento dell'alimentatore. Per confermare o smentire questa versione, abbiamo solo bisogno di una clip metallica o di una pinzetta, con cui possiamo simulare la pressione di un pulsante. Ricorda, poco prima abbiamo scoperto che per questo è necessario cortocircuitare i fili verde e nero sul connettore a 24 pin dell'alimentatore, che è collegato alla scheda madre? Poco prima deve essere disconnesso da esso.

• Collega un determinato carico, un consumatore di energia, all'alimentatore, che è disconnesso dalla scheda madre e dai dispositivi del computer. Ad esempio, un'unità ottica o una lampadina non utilizzata. Tieni presente che se l'alimentazione è difettosa, il dispositivo collegato potrebbe essere danneggiato. Pertanto, usa ciò che non ti dispiace.
• Collegare l'alimentatore.
• Utilizzare una graffetta per collegare i 2 pin opposti ai fili verde e nero. Se l'alimentatore mostra segni di vita, avvia la ventola interna e accende il carico collegato, quindi è operativo. Tuttavia, le prestazioni non significano manutenibilità, ovvero questo metodo diagnostico consente solo di differenziare un dispositivo funzionante da uno completamente non funzionante.

Quali metodi diagnostici esistono ancora per gli alimentatori dei computer?

È sufficiente controllare l'alimentatore con un multimetro e una graffetta per identificarne il malfunzionamento in circa il 70-80% dei casi. Se non hai intenzione di ripararlo in futuro, puoi limitarti a questo. Nella diagnostica professionale degli alimentatori, non solo questi, ma anche altri metodi vengono utilizzati per localizzare il difetto. Compreso:

• Controllo dell'ondulazione della tensione di uscita utilizzando un oscilloscopio. Questo è un dispositivo piuttosto costoso, quindi è improbabile che qualcuno decida di acquistarlo per un lavoro occasionale.
• Smontaggio, ispezione, controllo tensioni e resistenze degli elementi del circuito stampato per la conformità alle norme. È pericoloso farlo senza una formazione specifica, poiché gli alimentatori accumulano la tensione domestica in alcune parti. Il contatto accidentale con qualsiasi parte sotto tensione può provocare scosse elettriche.
• Misurazione della corrente. Questo viene fatto utilizzando un amperometro integrato nel tester, che è collegato all'interruzione della linea da testare. Per creare uno spazio vuoto, gli elementi della scheda vengono solitamente dissaldati.
• Test su stand con attrezzature appositamente selezionate in varie modalità operative.

In breve, esistono diversi metodi per diagnosticare gli alimentatori, ma non tutti sono applicabili o consigliabili a casa. Tranne che per scopi di ricerca, se, ovviamente, il proprietario ne è interessato.

Al giorno d'oggi, molti dispositivi sono alimentati da alimentatori esterni: adattatori. Quando il dispositivo smette di dare segni di vita, è necessario innanzitutto determinare quale parte è difettosa, nel dispositivo stesso, oppure è difettosa l'alimentazione elettrica.
Prima di tutto, un esame esterno. Dovrebbero interessarti le tracce di una caduta, una corda rotta...

Dopo un'ispezione esterna del dispositivo da riparare, la prima cosa da fare è controllare l'alimentazione e le sue prestazioni. Non importa se si tratta di un alimentatore integrato o di un adattatore. Non è sufficiente misurare semplicemente la tensione di alimentazione all'uscita dell'alimentatore. Necessita di un piccolo carico UN. Senza carico potrebbe mostrare 5 volt, con carico leggero sarà 2 volt.

Una lampada a incandescenza con una tensione adeguata funge bene da carico.. La tensione è solitamente scritta sugli adattatori. Ad esempio, prendiamo l'alimentatore dal router. 5,2 volt 1 amp. Colleghiamo una lampadina da 6,3 volt 0,3 ampere e misuriamo la tensione. Per un controllo veloce è sufficiente una lampadina. Si accende: l'alimentatore funziona. È raro che la tensione sia molto diversa dalla norma.

Una lampada con una corrente più elevata può impedire l'avvio dell'alimentazione, quindi è sufficiente un carico a bassa corrente. Ho una serie di lampade diverse appese al muro per testarle.

1 e 2 per testare gli alimentatori dei computer, rispettivamente con più e meno potenza.
3 . Piccole lampade 3,5 volt, 6,3 volt per il controllo degli adattatori di alimentazione.
4 . Una lampada automobilistica da 12 volt per testare alimentatori da 12 volt relativamente potenti.
5 . Lampada da 220 volt per testare alimentatori televisivi.
6 . Nella foto mancano due ghirlande di lampade. Due da 6,3 volt, per testare alimentatori da 12 volt, e 3 da 6,3 per testare adattatori di alimentazione per laptop con una tensione di 19 volt.

Se disponi di un dispositivo, è meglio controllare la tensione sotto carico.

Se la luce non si accende, è meglio controllare prima il dispositivo con un alimentatore sicuramente funzionante, se disponibile. Perché gli adattatori di alimentazione sono generalmente resi non separabili e per ripararli dovrai smontarli. Non puoi chiamarlo smantellamento.
Un ulteriore segno di un malfunzionamento dell'alimentatore può essere un fischio proveniente dall'alimentatore o dal dispositivo stesso, che di solito indica condensatori elettrolitici secchi. I recinti ermeticamente chiusi contribuiscono a questo.

Le alimentazioni all'interno dei dispositivi vengono controllate utilizzando lo stesso metodo. Nei vecchi televisori, invece di una scansione di linea, viene saldata una lampada da 220 volt e dal bagliore è possibile giudicare le sue prestazioni. La lampada di carico è collegata in parte perché alcuni alimentatori (integrati) possono produrre senza carico una tensione significativamente più elevata di quella richiesta.

- nella vita di ogni radioamatore, prima o poi arriva il momento in cui deve iniziare a padroneggiare piccole riparazioni di apparecchiature. Potrebbero essere gli altoparlanti di un computer desktop, un tablet, un telefono cellulare e altri gadget. Non sbaglierò se dico che quasi tutti i radioamatori hanno provato a riparare il proprio computer. Alcune persone ci sono riuscite, ma altre lo hanno comunque portato al centro assistenza.

Diagnosi dei guasti di alimentazione del PC

In questo articolo ti guideremo attraverso le basi dell'autodiagnosi dei guasti dell'alimentatore del PC.

Supponiamo di avere tra le mani un alimentatore (PSU) di un computer. Ora devi scoprire come controllare l'alimentazione del computer— prima dobbiamo assicurarci che funzioni? A proposito, è necessario tenere conto del fatto che la tensione di standby di +5 Volt è presente immediatamente dopo aver collegato il cavo di rete all'alimentazione.

Se non è presente, sarebbe una buona idea testare l'integrità del cavo di alimentazione con un multimetro in modalità test audio. Inoltre, non dimenticare di suonare il pulsante e il fusibile. Se tutto è a posto con il cavo di alimentazione, accendiamo l'alimentazione del PC alla rete e lo avviamo senza scheda madre chiudendo due contatti: PS-ON e COM. PS-ON è un'abbreviazione dell'inglese. - Alimentazione accesa - letteralmente come "accendere l'alimentazione". COM è l'abbreviazione di inglese. Comune - generale. Un filo verde va al contatto PS-ON e quello “comune”, noto anche come meno, è un filo nero.

Gli alimentatori moderni hanno un connettore a 24 pin. Su quelli più vecchi - 20 Pin.

Il modo più semplice per chiudere questi due contatti è con una graffetta raddrizzata

Sebbene in teoria qualsiasi oggetto o filo metallico sarà adatto a questo scopo. Puoi anche usare le stesse pinzette.

Metodo per controllare l'alimentazione

Come controllare l'alimentazione di un computer? Se l'alimentatore funziona, dovrebbe accendersi immediatamente, la ventola inizierà a ruotare e la tensione apparirà su tutti i connettori dell'alimentatore.

Se il nostro computer non funziona correttamente, allora sarebbe utile verificare sui suoi connettori che la tensione sui suoi contatti corrisponda. E in generale, quando il computer è difettoso e appare spesso una schermata blu, sarebbe una buona idea controllare la tensione nel sistema stesso scaricando un piccolo programma di diagnostica per PC. Raccomando il programma AIDA. In esso puoi immediatamente vedere se la tensione nel sistema è normale, se la colpa è dell'alimentatore o se la scheda madre è "obbligatoria" o anche qualcos'altro.

Ecco uno screenshot del programma AIDA sul mio PC. Come possiamo vedere, tutte le tensioni sono normali:

Se c'è una deviazione di tensione decente, allora non è più normale. A proposito, quando acquisti un computer usato, scarica SEMPRE questo programma e controlla completamente tutte le tensioni e gli altri parametri di sistema. Testato da amara esperienza:-(.

Se, tuttavia, il valore della tensione è molto diverso sul connettore di alimentazione stesso, allora dovresti provare a riparare l'unità, ma per questo devi sapere come controllare l'alimentazione del computer. Se generalmente sei pessimo con le apparecchiature e le riparazioni del computer, in assenza di esperienza è meglio sostituirlo. Ci sono spesso casi in cui un alimentatore difettoso, quando si guasta, “trascina” con sé parte del computer. Molto spesso, ciò causa il guasto della scheda madre. Come si può evitare questo e come controllare l'alimentazione del computer?

Non puoi mai risparmiare sull'alimentatore e dovresti sempre avere una piccola riserva di carica. Si consiglia di non acquistare alimentatori NONAME economici.

Cosa fare se hai poca conoscenza di marche e modelli di alimentatori, ma tua madre non ti darà i soldi per uno nuovo e di alta qualità))? È consigliabile che abbia una ventola da 12 cm e non da 8 cm.

Alimentatore con ventola da 12 cm

Tali ventilatori garantiscono un migliore raffreddamento dei componenti radio dell'alimentatore. Devi anche ricordare un'altra regola: un buon alimentatore non può essere leggero. Se l'alimentatore è leggero, significa che utilizza radiatori di piccola sezione e tale alimentatore si surriscalderà durante il funzionamento a carichi nominali. Cosa succede quando si surriscalda? Se surriscaldati, alcuni elementi radio, in particolare semiconduttori e condensatori, cambiano i loro valori e l'intero circuito nel suo insieme non funziona correttamente, il che, ovviamente, influirà sul funzionamento dell'alimentatore.

Inoltre, non dimenticare di pulire l'alimentatore dalla polvere almeno una volta all'anno e di prendertene cura come controllare l'alimentazione del computer. La polvere funge da “coperta” per i radioelementi, sotto la quale possono funzionare in modo errato o addirittura “morire” per surriscaldamento.

Il guasto più comune di un alimentatore riguarda i semiconduttori e i condensatori di potenza. Se c'è odore di silicio bruciato, è necessario guardare cosa è bruciato dai diodi o dai transistor. I condensatori difettosi vengono identificati mediante ispezione visiva. Aperti, gonfi, con perdita di elettrolito: questo è il primo segno che devono essere cambiati urgentemente.

In fase di sostituzione è necessario tenere presente che gli alimentatori contengono condensatori con bassa resistenza serie equivalente (ESR). Quindi, in questo caso, dovresti procurarti un misuratore ESR e scegliere condensatori con la ESR più bassa possibile. Ecco una piccola piastra di resistenze per condensatori di varie capacità e tensioni:

Qui è necessario selezionare i condensatori in modo tale che il valore della resistenza non sia superiore a quello indicato nella tabella.

Quando si sostituiscono i condensatori, sono importanti anche altri due parametri: la capacità e la loro tensione operativa. Sono indicati sul corpo del condensatore:

Cosa succede se il negozio dispone di condensatori della potenza richiesta, ma progettati per una tensione operativa più elevata? Possono anche essere installati nei circuiti durante le riparazioni, ma bisogna tenere presente che i condensatori progettati per tensioni operative più elevate hanno solitamente dimensioni maggiori.

Se il nostro alimentatore si avvia, misuriamo la tensione sul connettore o sui connettori di uscita con un multimetro. Nella maggior parte dei casi, quando si misura la tensione degli alimentatori ATX, è sufficiente selezionare un limite DCV di 20 volt.

Esistono due metodi diagnostici:

— effettuare misurazioni “a caldo” con il dispositivo acceso

— esecuzione di misurazioni in un dispositivo diseccitato

Cosa possiamo misurare e come vengono effettuate queste misurazioni? Siamo interessati a misurare la tensione in punti specifici dell'alimentatore, misurare la resistenza tra determinati punti, verificare l'assenza o la presenza di un cortocircuito e anche misurare l'intensità della corrente. Diamo uno sguardo più da vicino.

Misurazione della tensione.

Se stai riparando un dispositivo e ne disponi di un diagramma schematico, spesso indicherà quale tensione dovrebbe essere nei punti di prova sul diagramma. Naturalmente non sei limitato solo a questi punti di prova e puoi misurare la differenza di potenziale o la tensione in qualsiasi punto dell'alimentatore o di qualsiasi altro dispositivo da riparare. Ma per fare questo, devi essere in grado di leggere i diagrammi ed essere in grado di analizzarli. Puoi leggere ulteriori informazioni su come misurare la tensione con un multimetro in questo articolo.

Misurazione della resistenza.

Ogni parte del circuito ha un qualche tipo di resistenza. Se misurando la resistenza ne appare una sullo schermo del multimetro, significa che nel nostro caso la resistenza è superiore al limite di misurazione della resistenza da noi scelto. Faccio un esempio: ad esempio, misuriamo la resistenza di una parte di un circuito costituito convenzionalmente da un resistore di valore a noi noto e da un'induttanza. Come sappiamo, uno starter è, grosso modo, solo un pezzo di filo con una piccola resistenza e conosciamo il valore del resistore. Sullo schermo del multimetro vediamo una resistenza leggermente superiore al valore del nostro resistore. Dopo aver analizzato il circuito, arriviamo alla conclusione che questi componenti radio funzionano e sulla scheda è garantito un buon contatto con essi. Anche se all'inizio, se non hai esperienza, è consigliabile chiamare tutti i dettagli separatamente. È inoltre necessario tenere presente che i componenti radio collegati in parallelo si influenzano a vicenda durante la misurazione della resistenza. Ricorda la connessione parallela dei resistori e capirai tutto. Puoi leggere ulteriori informazioni sulla misurazione della resistenza qui.

Verifica del suono.

Se si sente un segnale acustico, ciò significa che la resistenza tra le sonde, e di conseguenza la sezione del circuito collegata alle sue estremità, è prossima allo zero, o prossima ad esso. Con il suo aiuto possiamo verificare la presenza o l'assenza di un cortocircuito sulla scheda. È inoltre possibile rilevare se è presente o meno un contatto sul circuito, ad esempio in caso di guasto di un binario o di un collegamento interrotto o di un malfunzionamento simile.

Misurazione del flusso di corrente in un circuito

Quando si misura la corrente in un circuito è necessario intervenire sulla progettazione della scheda, ad esempio saldando uno dei terminali del componente radio. Perché, come ricordiamo, il nostro amperometro è collegato a un circuito aperto. Come misurare la corrente in un circuito può essere letto in questo articolo.

Utilizzando questi quattro metodi di misurazione con un solo multimetro è possibile diagnosticare un gran numero di guasti nei circuiti di quasi tutti i dispositivi elettronici.

Come si suol dire, ci sono due difetti principali nell'impianto elettrico: c'è contatto dove non dovrebbe esserci e non c'è contatto dove dovrebbe essercene uno. Cosa significa in pratica questo detto? Ad esempio, quando un componente radio si brucia, si verifica un cortocircuito, che rappresenta un'emergenza per il nostro circuito. Ad esempio, potrebbe trattarsi di un guasto del transistor. Nei circuiti può verificarsi anche un'interruzione in cui la corrente nel nostro circuito non può fluire. Ad esempio, un'interruzione in un binario o in contatti attraverso i quali scorre corrente. Potrebbe anche essere un filo rotto o qualcosa di simile. In questo caso la nostra resistenza diventa, relativamente parlando, infinita.

Naturalmente esiste una terza opzione: modificare i parametri del componente radio. Ad esempio, come nel caso dello stesso condensatore elettrolitico, oppure la bruciatura dei contatti dell'interruttore e, di conseguenza, un forte aumento della loro resistenza. Conoscendo queste tre opzioni di guasto ed essendo in grado di analizzare circuiti e circuiti stampati, imparerai come riparare facilmente i tuoi dispositivi elettronici. Puoi leggere ulteriori informazioni sulla riparazione dei dispositivi radioelettronici nell'articolo "Nozioni di base sulla riparazione".

Tu, come la maggior parte degli utenti di personal computer, probabilmente hai già riscontrato vari problemi associati al guasto di componenti vitali della configurazione. A tali particolari è direttamente collegata l'alimentazione del PC, che tende a rompersi se il livello di attenzione da parte del proprietario è insufficiente.

In questo articolo esamineremo tutti i metodi attualmente rilevanti per testare la funzionalità degli alimentatori per PC. Inoltre, parleremo anche parzialmente di un problema simile riscontrato dagli utenti di laptop.

Come abbiamo detto sopra, l’alimentazione del computer, indipendentemente dagli altri componenti dell’insieme, è una parte importante. Di conseguenza, un guasto di questo componente può portare al guasto completo dell'intera unità di sistema, il che rende la diagnostica notevolmente più difficile.

Se il tuo PC non si accende, la colpa potrebbe non essere l'alimentatore: ricordalo!

Tutta la difficoltà nella diagnosi di questo tipo di componenti sta nel fatto che la mancanza di corrente nel PC può essere causata non solo dall'alimentatore, ma anche da altri componenti. Ciò è particolarmente vero per il processore centrale, il cui fallimento si manifesta in un'enorme varietà di conseguenze.

Comunque sia, diagnosticare i problemi nel funzionamento del dispositivo di alimentazione è molto più semplice che in caso di malfunzionamenti di altri elementi. Questa conclusione è dovuta al fatto che il componente in questione è l'unica fonte di energia possibile nel computer.

Metodo 1: controllare l'alimentazione

Se in qualsiasi momento durante il funzionamento del tuo PC lo trovi non funzionante, devi verificare immediatamente la disponibilità di energia elettrica. Assicurarsi che la rete sia perfettamente funzionante e soddisfi i requisiti dell'alimentazione.

A volte possono verificarsi interruzioni di corrente, ma in questo caso le conseguenze si limitano allo spegnimento automatico del PC.

Non sarebbe superfluo ricontrollare il cavo che collega l'alimentatore alla rete per eventuali danni visibili. Il metodo di test migliore sarebbe provare a collegare il cavo di alimentazione che stai utilizzando a un altro PC perfettamente funzionante.

Se utilizzi un laptop, i passaggi per eliminare i problemi di alimentazione sono del tutto simili a quelli descritti sopra. L'unica differenza qui è che se si verifica un problema con il cavo di un computer portatile, sostituirlo costerà un ordine di grandezza in più rispetto a quando si verificano problemi con un PC a tutti gli effetti.

È importante ispezionare e testare attentamente la fonte di alimentazione, sia essa una presa o un dispositivo di protezione da sovratensione. Tutte le sezioni successive dell'articolo riguarderanno specificamente l'alimentazione, quindi è estremamente importante risolvere in anticipo eventuali problemi con l'energia elettrica.

Metodo 2: utilizzo di un ponticello

Questo metodo è ideale per il test iniziale dell'alimentatore per determinarne le prestazioni. Tuttavia, vale la pena prenotare in anticipo che se non si è mai intervenuto prima con il funzionamento degli apparecchi elettrici e non si comprende appieno il principio di funzionamento di un PC, la soluzione migliore sarebbe contattare specialisti tecnici.

Se si verificano complicazioni, puoi mettere in serio pericolo la tua vita e le condizioni della tua malattia!

Lo scopo di questa sezione dell'articolo è utilizzare un ponticello fatto a mano per chiudere successivamente i contatti dell'alimentatore. È importante notare che il metodo è molto popolare tra gli utenti e questo, a sua volta, può essere di grande aiuto in caso di incongruenze con le istruzioni.

Prima di procedere direttamente alla descrizione del metodo, sarà necessario smontare preventivamente il computer.

Puoi imparare qualcosa in più sullo spegnimento dell'alimentazione dall'articolo dedicato.

Dopo aver affrontato l'introduzione, è possibile procedere alla diagnostica utilizzando il jumper. E subito va notato che, in realtà, questo metodo ci è già stato descritto in precedenza, poiché è stato creato principalmente per poter avviare un alimentatore senza utilizzare una scheda madre.

Dopo aver familiarizzato con il metodo di avvio dell'alimentatore che abbiamo fornito, dopo aver fornito l'elettricità, dovresti prestare attenzione alla ventola. Se il dispositivo di raffreddamento principale del dispositivo non mostra segni di vita, puoi tranquillamente concludere che non è utilizzabile.

È meglio sostituire un alimentatore rotto o inviarlo a un centro di assistenza per la riparazione.

Se dopo l'avvio il dispositivo di raffreddamento funziona correttamente e l'alimentatore stesso emette suoni caratteristici, possiamo dire con un'alta probabilità che il dispositivo è funzionante. Tuttavia, anche in tali circostanze, la garanzia di verifica è tutt’altro che ideale e pertanto consigliamo un’analisi più approfondita.

Metodo 3: utilizzo di un multimetro

Come si può vedere direttamente dal nome del metodo, il metodo prevede l'utilizzo di uno speciale dispositivo ingegneristico "Multimetro". Prima di tutto, dovrai acquisire un misuratore del genere e anche apprendere le basi del suo utilizzo.

In genere, tra gli utenti esperti, un multimetro viene definito tester.

Fare riferimento al metodo precedente dopo aver completato tutte le istruzioni di test. Successivamente, dopo essersi assicurati che funzioni e mantenendo libero l'accesso al cavo di alimentazione principale, è possibile procedere alle azioni attive.

1. Per prima cosa devi scoprire quale tipo specifico di cavo viene utilizzato nel tuo computer. Ne esistono due tipi:

• 20 pin;
• 24 pin.

Puoi effettuare il calcolo leggendo le specifiche tecniche dell'alimentatore oppure contando manualmente il numero di pin del connettore principale.

A seconda del tipo di cavo, le azioni consigliate variano leggermente.

Preparare un filo piccolo ma abbastanza affidabile, che sarà quindi necessario per chiudere determinati contatti.

Se si utilizza un connettore di alimentazione a 20 pin, è necessario collegare tra loro i pin 14 e 15 utilizzando un cavo.

Quando l'alimentatore è dotato di connettore a 24 pin è necessario chiudere i pin 16 e 17, utilizzando anche un pezzo di filo precedentemente preparato.

Dopo aver eseguito tutto esattamente secondo le istruzioni, collegare l'alimentatore alla rete.

Allo stesso tempo, assicurati che nel momento in cui colleghi l'alimentatore alla rete, nulla si interseca con il filo, o meglio le sue estremità non isolate.

Non dimenticare di usare la protezione per le mani!

Come nel metodo precedente, dopo aver fornito l'alimentazione, l'alimentatore potrebbe non avviarsi, il che indica direttamente un malfunzionamento. Se il dispositivo di raffreddamento funziona, è possibile procedere a una diagnostica più dettagliata utilizzando un tester.

Tutti i valori indicati sono cifre arrotondate, poiché a causa di determinate circostanze possono verificarsi piccole differenze.

Dopo aver completato le nostre istruzioni, assicurarsi che i dati ottenuti corrispondano allo standard del livello di tensione. Se si notano differenze significative l'alimentatore può essere considerato parzialmente difettoso.

Il livello di tensione fornito alla scheda madre è indipendente dal modello di alimentatore.

Poiché l'alimentatore stesso è un componente piuttosto complesso di un personal computer, è meglio contattare specialisti per la riparazione. Ciò è particolarmente vero per gli utenti che sono nuovi al funzionamento dei dispositivi elettrici.

Oltre a quanto sopra, un multimetro potrebbe tornare utile quando si controlla l'adattatore di rete di un laptop. E sebbene i guasti a questo tipo di alimentatore siano rari, si possono comunque riscontrare problemi, in particolare quando si utilizza il portatile in condizioni piuttosto difficili.

Il modello di laptop non influisce affatto sul livello di elettricità fornita.

Se questi indicatori mancano, è necessario esaminare nuovamente attentamente il cavo di rete, come abbiamo detto nel primo metodo. Se non sono presenti difetti visibili, solo la sostituzione completa dell'adattatore può aiutare.

Metodo 4: utilizzo di un tester di alimentazione

In questo caso, per l'analisi sarà necessario un dispositivo speciale progettato per testare l'alimentazione. Grazie a tale dispositivo, puoi collegare i pin dei componenti del PC e ottenere i risultati.

Il costo di un tale tester, di regola, è leggermente inferiore a quello di un multimetro a tutti gli effetti.

Tieni presente che il dispositivo stesso potrebbe differire notevolmente da quello mostrato da noi. E sebbene i tester di alimentazione siano disponibili in diversi modelli che differiscono nell'aspetto, il principio di funzionamento è sempre lo stesso.

1. Leggi le specifiche del contatore che stai utilizzando per evitare difficoltà.



2. Collegare il cavo corrispondente dall'alimentatore al connettore a 24 pin sul case.



3. A seconda delle tue preferenze personali, collega altri contatti a connettori speciali sulla custodia.



4. Si consiglia di utilizzare un connettore Molex.



Si consiglia inoltre di aggiungere tensione dal disco rigido utilizzando l'interfaccia SATA II.

5. Utilizzare il pulsante di accensione del dispositivo di misurazione per acquisire gli indicatori di prestazione dell'alimentatore.



Potrebbe essere necessario premere brevemente il pulsante.

6. I risultati finali ti verranno presentati sullo schermo del dispositivo.



7. Ci sono solo tre indicatori principali:

• +5V – da 4,75 a 5,25 V;
• +12V – da 11,4 a 12,6 V;
• +3,3 V – da 3,14 a 3,47 V.

Se le misurazioni finali sono inferiori o superiori al normale, come affermato in precedenza, l'alimentatore richiede una riparazione o sostituzione immediata.

Metodo 5: utilizzo degli strumenti di sistema

Anche nei casi in cui l'alimentatore funziona ancora e consente di avviare il PC senza difficoltà, è possibile diagnosticare i guasti utilizzando gli strumenti di sistema. Tieni presente che il controllo è obbligatorio solo quando ci sono problemi evidenti nel comportamento del computer, ad esempio accensione o spegnimento spontanei.

L'articolo che portiamo alla vostra attenzione descrive la metodologia che utilizziamo per testare gli alimentatori: fino ad ora, singole parti di questa descrizione erano sparse in vari articoli con test sugli alimentatori, il che non è molto conveniente per coloro che vogliono familiarizzare rapidamente con la metodologia basata sul suo stato attuale.

Questo materiale viene aggiornato man mano che la metodologia si sviluppa e migliora, quindi alcuni dei metodi in esso riflessi potrebbero non essere utilizzati nei nostri vecchi articoli con test di alimentazione - ciò significa solo che il metodo è stato sviluppato dopo la pubblicazione dell'articolo corrispondente. Alla fine troverai l'elenco delle modifiche apportate all'articolo.

L'articolo può essere diviso abbastanza chiaramente in tre parti: nella prima elencheremo brevemente i parametri dei blocchi che controlliamo e le condizioni per tali controlli, oltre a spiegare il significato tecnico di questi parametri. Nella Parte 2 menzioneremo una serie di termini spesso utilizzati dai produttori di blocchi per scopi di marketing e li spiegheremo. La terza parte interesserà coloro che vogliono conoscere più in dettaglio le caratteristiche tecniche della costruzione e del funzionamento del nostro stand per testare gli alimentatori.

Il documento guida e guida per noi nello sviluppo della metodologia descritta di seguito è stato lo standard , la cui versione più recente è disponibile su FormFactors.org. Al momento è incluso come parte integrante di un documento più generale denominato Guida alla progettazione degli alimentatori per fattori di forma della piattaforma desktop, che descrive i blocchi non solo di ATX, ma anche di altri formati (CFX, TFX, SFX e così via). Sebbene PSDG non sia formalmente uno standard obbligatorio per tutti i produttori di alimentatori, riteniamo a priori che, salvo diversa indicazione esplicita, per un alimentatore per computer (ovvero, è un'unità regolarmente venduta al dettaglio e destinata all'uso generale, e non qualsiasi modello di computer specifico di un particolare produttore), deve essere conforme ai requisiti PSDG.

È possibile visualizzare i risultati dei test per modelli di alimentatori specifici nel nostro catalogo: " Catalogo degli alimentatori testati".

Ispezione visiva dell'alimentatore

Naturalmente, la prima fase del test è l'ispezione visiva del blocco. Oltre al piacere estetico (o, al contrario, alla delusione), ci fornisce anche una serie di indicatori piuttosto interessanti della qualità del prodotto.

Innanzitutto, ovviamente, c'è la qualità del caso. Lo spessore del metallo, la rigidità, le caratteristiche di assemblaggio (ad esempio, il corpo può essere in acciaio sottile, ma fissato con sette o otto bulloni invece dei soliti quattro), la qualità della verniciatura del blocco...

In secondo luogo, la qualità dell'installazione interna. Tutti gli alimentatori che transitano nel nostro laboratorio vengono necessariamente aperti, esaminati all'interno e fotografati. Non ci concentriamo sui piccoli dettagli e non elenchiamo tutte le parti trovate nel blocco insieme alle loro denominazioni: questo, ovviamente, darebbe agli articoli un aspetto scientifico, ma in pratica nella maggior parte dei casi è completamente privo di significato. Tuttavia, se un blocco viene realizzato secondo uno schema generalmente relativamente non standard, proviamo a descriverlo in termini generali, oltre a spiegare i motivi per cui i progettisti di blocchi potrebbero scegliere un tale schema. E, naturalmente, se notiamo gravi difetti nella qualità della lavorazione, ad esempio saldature sciatte, li menzioneremo sicuramente.

In terzo luogo, i parametri del passaporto del blocco. Nel caso, ad esempio, di prodotti economici, è spesso possibile trarre alcune conclusioni sulla qualità in base ad essi, ad esempio se la potenza totale dell'unità indicata sull'etichetta risulta essere chiaramente maggiore della somma di i prodotti delle correnti e delle tensioni ivi indicate.


Inoltre, ovviamente, elenchiamo i cavi e i connettori disponibili sull'unità e ne indichiamo la lunghezza. Scriviamo quest'ultima come una somma in cui il primo numero è uguale alla distanza dall'alimentatore al primo connettore, il secondo numero è uguale alla distanza tra il primo ed il secondo connettore e così via. Per il cavo mostrato nella figura sopra, la voce sarà simile a questa: "cavo rimovibile con tre connettori di alimentazione per dischi rigidi SATA, lunghezza 60+15+15 cm."

Funzionamento a piena potenza

La caratteristica più intuitiva e quindi più apprezzata dagli utenti è la piena potenza dell'alimentatore. L'etichetta dell'unità indica la cosiddetta potenza a lungo termine, ovvero la potenza con cui l'unità può funzionare indefinitamente. A volte accanto ad essa è indicata la potenza di picco: di norma, l'unità può funzionare con essa per non più di un minuto. Alcuni produttori non molto coscienziosi indicano solo la potenza di picco o la potenza a lungo termine, ma solo a temperatura ambiente - di conseguenza, quando si lavora all'interno di un vero computer, dove la temperatura dell'aria è superiore alla temperatura ambiente, la potenza consentita di tale alimentatore è più basso. Secondo le raccomandazioni Guida alla progettazione dell'alimentatore ATX 12V, un documento fondamentale sul funzionamento degli alimentatori per computer, l'unità deve funzionare con la potenza di carico indicata su di essa a una temperatura dell'aria fino a 50 ° C - e alcuni produttori menzionano esplicitamente questa temperatura per evitare discrepanze.

Nei nostri test, tuttavia, il funzionamento dell'unità a piena potenza è stato testato in condizioni blande - a temperatura ambiente, circa 22...25 °C. L'unità funziona con il carico massimo consentito per almeno mezz'ora, se durante questo periodo non si verificano incidenti, il test si considera superato con successo.

Al momento la nostra installazione ci consente di caricare a pieno carico unità con una potenza fino a 1350 W.

Caratteristiche di carico trasversale

Nonostante il fatto che l'alimentatore di un computer sia una fonte di diverse tensioni contemporaneamente, le principali sono +12 V, +5 V, +3,3 V, nella maggior parte dei modelli è presente uno stabilizzatore comune per le prime due tensioni. Nel suo lavoro si concentra sulla media aritmetica tra due tensioni controllate: questo schema è chiamato "stabilizzazione di gruppo".

Sia gli svantaggi che i vantaggi di questo design sono evidenti: da un lato la riduzione dei costi, dall'altro la dipendenza delle tensioni l'una dall'altra. Diciamo, se aumentiamo il carico sul bus +12 V, la tensione corrispondente diminuisce e lo stabilizzatore dell'unità cerca di "tirarlo" al livello precedente - ma, poiché stabilizza contemporaneamente +5 V, aumentano Entrambi voltaggio. Lo stabilizzatore considera corretta la situazione quando la deviazione media di entrambe le tensioni dal nominale è pari a zero, ma in questa situazione ciò significa che la tensione di +12 V sarà leggermente inferiore a quella nominale e +5 V sarà leggermente superiore; se alziamo il primo aumenterà subito il secondo, se abbassiamo il secondo diminuirà anche il primo.

Naturalmente, gli sviluppatori di blocchi fanno alcuni sforzi per mitigare questo problema: il modo più semplice per valutare la loro efficacia è con l'aiuto dei cosiddetti grafici delle caratteristiche del carico incrociato (abbreviato CLO).

Esempio di un programma KNH

L'asse orizzontale del grafico mostra il carico sul bus +12 V dell'unità in prova (se ha più linee con questa tensione, il carico totale su di esse), e l'asse verticale mostra il carico totale sul +5 V e bus da +3,3 V. Di conseguenza, ciascun punto sul grafico corrisponde a un determinato bilanciamento del carico di blocco tra questi bus. Per maggiore chiarezza, non solo rappresentiamo sui grafici KNH la zona in cui i carichi di uscita dell'unità non superano i limiti consentiti, ma indichiamo anche le loro deviazioni dal nominale in diversi colori - dal verde (deviazione inferiore all'1%) a rosso (deviazione dal 4 al 5 %). Una deviazione superiore al 5% è considerata inaccettabile.

Diciamo che nel grafico sopra vediamo che la tensione di +12 V (è stata costruita appositamente per questo) dell'unità testata è mantenuta bene, una parte significativa del grafico è piena di verde - e solo con un forte squilibrio di carichi verso i bus +5 V e +3, 3V diventa rosso.

Inoltre, a sinistra, in basso e a destra del grafico è limitato il carico minimo e massimo consentito del blocco, ma il bordo superiore irregolare è dovuto a sollecitazioni superiori al limite del 5%. Secondo la norma in questo intervallo di carico l'alimentatore non può più essere utilizzato per lo scopo previsto.

Area dei carichi tipici sul grafico KNH

Naturalmente è anche di grande importanza in quale area del grafico la tensione si discosta maggiormente dal valore nominale. Nell'immagine sopra, l'area del consumo energetico tipico dei computer moderni è ombreggiata: tutti i componenti più potenti (schede video, processori...) sono ora alimentati dal bus +12 V, quindi il carico può essere molto grande. Ma sui bus +5 V e +3,3 V, infatti, rimangono solo i dischi rigidi e i componenti della scheda madre, quindi il loro consumo molto raramente supera diverse decine di watt anche nei computer molto potenti per gli standard moderni.

Se confronti i grafici sopra dei due blocchi, puoi vedere chiaramente che il primo diventa rosso in un'area insignificante per i computer moderni, ma il secondo, ahimè, è il contrario. Pertanto, sebbene in generale entrambi i blocchi abbiano mostrato risultati simili nell’intero intervallo di carico, in pratica sarà preferibile il primo.

Poiché durante il test monitoriamo tutti e tre i bus principali dell'alimentatore - +12 V, +5 V e +3,3 V - gli alimentatori negli articoli vengono presentati sotto forma di un'immagine animata a tre fotogrammi, ciascun fotogramma di che corrisponde alla deviazione di tensione su uno dei pneumatici menzionati

Recentemente sono diventati sempre più diffusi anche gli alimentatori con stabilizzazione indipendente delle tensioni di uscita, in cui il circuito classico è integrato con stabilizzatori aggiuntivi secondo il cosiddetto circuito a nucleo saturabile. Tali blocchi dimostrano una correlazione significativamente inferiore tra le tensioni di uscita: di norma, i grafici KNH per essi sono pieni di colore verde.

Aumento della velocità della ventola e della temperatura

L'efficienza del sistema di raffreddamento dell'unità può essere considerata da due punti di vista: dal punto di vista del rumore e dal punto di vista del riscaldamento. Ovviamente, ottenere buone prestazioni su entrambi questi punti è molto problematico: un buon raffreddamento può essere ottenuto installando una ventola più potente, ma poi si perderà in rumore - e viceversa.

Per valutare l'efficienza di raffreddamento del blocco, cambiamo passo dopo passo il suo carico da 50 W al massimo consentito, dando al blocco in ogni fase 20...30 minuti per riscaldarsi - durante questo periodo la sua temperatura raggiunge un livello costante. Dopo il riscaldamento, utilizzando un tachimetro ottico Velleman DTO2234, viene misurata la velocità di rotazione della ventola dell'unità e, utilizzando un termometro digitale a due canali Fluke 54 II, viene misurata la differenza di temperatura tra l'aria fredda in ingresso nell'unità e l'aria riscaldata in uscita. misurato.
Naturalmente, idealmente entrambi i numeri dovrebbero essere minimi. Se sia la temperatura che la velocità della ventola sono elevate, questo ci dice che il sistema di raffreddamento è mal progettato.

Naturalmente, tutte le unità moderne hanno una velocità della ventola regolabile, tuttavia, in pratica, la velocità iniziale può variare notevolmente (cioè la velocità con carico minimo; questo è molto importante, poiché determina il rumore dell'unità nei momenti in cui il computer non viene caricato nulla - e quindi le ventole, la scheda video e il processore ruotano alla velocità minima), oltre a un grafico della velocità rispetto al carico. Ad esempio, negli alimentatori della categoria di prezzo più bassa, per regolare la velocità della ventola viene spesso utilizzato un singolo termistore senza circuiti aggiuntivi - in questo caso la velocità può variare solo del 10...15%, il che è difficile anche da adeguamento delle chiamate.

Molti produttori di alimentatori specificano il livello di rumore in decibel o la velocità della ventola in giri al minuto. Entrambi sono spesso accompagnati da un'abile strategia di marketing: rumore e velocità vengono misurati ad una temperatura di 18 °C. Il valore risultante è solitamente molto bello (ad esempio, un livello di rumore di 16 dBA), ma non ha alcun significato: in un vero computer la temperatura dell'aria sarà di 10...15 °C più alta. Un altro accorgimento in cui ci siamo imbattuti è stato quello di indicare per un'unità con due diverse tipologie di ventilatori le caratteristiche solo di quello più lento.

Ondulazione della tensione di uscita

Il principio di funzionamento di un alimentatore a commutazione - e tutte le unità informatiche commutano - si basa sul funzionamento di un trasformatore di potenza step-down a una frequenza significativamente superiore alla frequenza della corrente alternata nella rete di alimentazione, il che rende possibile ridurre molte volte le dimensioni di questo trasformatore.

La tensione di rete alternata (con una frequenza di 50 o 60 Hz, a seconda del paese) all'ingresso dell'unità viene raddrizzata e livellata, dopodiché viene fornita a un interruttore a transistor, che converte la tensione continua in tensione alternata, ma con una frequenza superiore di tre ordini di grandezza: da 60 a 120 kHz, a seconda del modello di alimentazione. Questa tensione viene fornita ad un trasformatore ad alta frequenza, che la abbassa ai valori di cui abbiamo bisogno (12 V, 5 V...), dopodiché viene raddrizzata e livellata nuovamente. Idealmente, la tensione di uscita dell'unità dovrebbe essere rigorosamente costante, ma in realtà, ovviamente, è impossibile appianare completamente la corrente alternata ad alta frequenza. Standard richiede che l'intervallo (distanza dal minimo al massimo) dell'ondulazione residua delle tensioni di uscita degli alimentatori a carico massimo non superi 50 mV per i bus +5 V e +3,3 V e 120 mV per il bus +12 V.

Durante il test dell'unità, prendiamo gli oscillogrammi delle sue tensioni di uscita principali al carico massimo utilizzando un oscilloscopio a doppio canale Velleman PCSU1000 e li presentiamo sotto forma di un grafico generale:

La linea superiore su di esso corrisponde al bus +5 V, la linea centrale – +12 V, quella inferiore – +3,3 V. Nell'immagine sopra, per comodità, i valori di ondulazione massimi consentiti sono chiaramente mostrati a destra: come puoi vedere, in questo alimentatore il bus +12 V si adatta è facile, il bus +5 V è difficile e il bus +3,3 V non si adatta affatto. Picchi alti e stretti sull'oscillogramma dell'ultima tensione ci dicono che l'unità non è in grado di far fronte al filtraggio del rumore alla frequenza più alta - di norma, questa è una conseguenza dell'uso di condensatori elettrolitici insufficientemente buoni, la cui efficienza diminuisce significativamente con l'aumentare della frequenza .

In pratica, se l'intervallo di ondulazione dell'alimentatore supera i limiti consentiti, ciò può influire negativamente sulla stabilità del computer e causare anche interferenze con schede audio e apparecchiature simili.

Efficienza

Se sopra abbiamo considerato solo i parametri di uscita dell'alimentatore, quindi quando si misura l'efficienza, vengono già presi in considerazione i suoi parametri di ingresso: quale percentuale della potenza ricevuta dalla rete di alimentazione l'unità converte nella potenza che fornisce al carico. La differenza, ovviamente, sta nell'inutile riscaldamento del blocco stesso.

L'attuale versione dello standard ATX12V 2.2 impone un limite inferiore all'efficienza dell'unità: un minimo del 72% a carico nominale, 70% al massimo e 65% a carico leggero. A questi si aggiungono i valori consigliati dalla norma (efficienza dell'80% al carico nominale), nonché il programma di certificazione volontaria “80+Plus”, secondo il quale l'alimentatore deve avere in ogni momento un'efficienza pari ad almeno l'80%. carico dal 20% al massimo consentito. Gli stessi requisiti di 80+Plus sono contenuti nel nuovo programma di certificazione Energy Star versione 4.0.

In pratica, l'efficienza dell'alimentatore dipende dalla tensione di rete: più è alta, migliore è l'efficienza; la differenza di efficienza tra reti a 110 V e 220 V è di circa il 2%. Inoltre, la differenza di efficienza tra diverse unità dello stesso modello dovuta alla variazione dei parametri dei componenti può essere anche dell'1...2%.

Durante i nostri test, modifichiamo il carico sull'unità a piccoli passi da 50 W al massimo possibile e ad ogni passo, dopo un breve riscaldamento, misuriamo la potenza consumata dall'unità dalla rete - il rapporto del carico l'energia consumata dalla rete ci dà l'efficienza. Il risultato è un grafico dell'efficienza in base al carico dell'unità.

Di norma, l'efficienza degli alimentatori a commutazione aumenta rapidamente all'aumentare del carico, raggiunge il massimo e poi diminuisce lentamente. Questa non linearità dà una conseguenza interessante: dal punto di vista dell'efficienza, di norma, è leggermente più vantaggioso acquistare un'unità la cui potenza nominale sia adeguata alla potenza del carico. Se prendi un blocco con una grande riserva di carica, un piccolo carico su di esso cadrà nell'area del grafico in cui l'efficienza non è ancora massima (ad esempio, un carico di 200 watt sul grafico di un 730- blocco di watt mostrato sopra).

Fattore di potenza

Come sapete, in una rete a corrente alternata si possono considerare due tipi di potenza: attiva e reattiva. La potenza reattiva si verifica in due casi: o se la corrente di carico in fase non coincide con la tensione di rete (ovvero, il carico è di natura induttiva o capacitiva), oppure se il carico non è lineare. Un chiaro secondo caso è un alimentatore per computer: se non vengono adottate misure aggiuntive, consuma la corrente dalla rete in impulsi brevi e elevati che coincidono con la tensione di rete massima.

In realtà il problema è che se la potenza attiva viene interamente convertita nel blocco in lavoro (con questo intendiamo in questo caso sia l'energia fornita dal blocco al carico sia il proprio riscaldamento), allora la potenza reattiva non viene effettivamente consumata da esso - viene completamente restituito alla rete. Per così dire, cammina avanti e indietro tra la centrale elettrica e l'isolato. Ma riscalda i fili che li collegano non peggio della potenza attiva... Pertanto, cercano di sbarazzarsi il più possibile della potenza reattiva.

Un circuito noto come PFC attivo è il mezzo più efficace per sopprimere la potenza reattiva. Fondamentalmente, si tratta di un convertitore di impulsi, progettato in modo tale che il suo consumo di corrente istantaneo sia direttamente proporzionale alla tensione istantanea nella rete - in altre parole, è appositamente reso lineare e quindi consuma solo potenza attiva. Dall'uscita dell'A-PFC, la tensione viene fornita al convertitore di impulsi dell'alimentatore, lo stesso che in precedenza creava un carico reattivo con la sua non linearità - ma poiché ora è una tensione costante, la linearità del secondo convertitore non ha più un ruolo; è separato in modo affidabile dalla rete di alimentazione e non può più influenzarla.

Per stimare il valore relativo della potenza reattiva, viene utilizzato un concetto come il fattore di potenza: questo è il rapporto tra la potenza attiva e la somma delle potenze attiva e reattiva (questa somma è spesso chiamata anche potenza totale). In un alimentatore convenzionale è di circa 0,65, mentre in un alimentatore con A-PFC è di circa 0,97...0,99, ovvero l'uso di A-PFC riduce la potenza reattiva quasi a zero.

Gli utenti e persino i revisori spesso confondono il fattore di potenza con l'efficienza: sebbene entrambi descrivano l'efficienza di un alimentatore, questo è un errore molto grave. La differenza è che il fattore di potenza descrive l'efficienza dell'utilizzo della rete CA da parte dell'alimentatore: quale percentuale della potenza che la attraversa l'unità utilizza per il suo funzionamento, e l'efficienza è l'efficienza di conversione della potenza consumata dalla rete in la potenza fornita al carico. Non sono affatto collegati tra loro, perché, come è stato scritto sopra, la potenza reattiva, che determina il valore del fattore di potenza, semplicemente non viene convertita in nulla nell'unità, il concetto di "efficienza di conversione" non può essere associato a esso, pertanto, non ha alcun effetto sull'efficienza.

In generale, l'A-PFC è vantaggioso non per l'utente, ma per le aziende energetiche, poiché riduce di oltre un terzo il carico sul sistema energetico creato dall'alimentazione del computer - e quando c'è un computer su ogni desktop, questo si traduce in numeri molto notevoli. Allo stesso tempo, per un normale utente domestico non c'è praticamente alcuna differenza se il suo alimentatore contiene o meno A-PFC, anche dal punto di vista del pagamento dell'elettricità - almeno per ora, i contatori elettrici domestici tengono conto solo dei contatori attivi energia. Tuttavia, le affermazioni dei produttori su come A-PFC aiuta il tuo computer non sono altro che normale rumore di marketing.

Uno dei vantaggi collaterali dell'A-PFC è che può essere facilmente progettato per funzionare sull'intero intervallo di tensione da 90 a 260 V, creando così un alimentatore universale che funziona su qualsiasi rete senza commutazione manuale della tensione. Inoltre, se le unità con interruttori della tensione di rete possono funzionare in due intervalli: 90...130 V e 180...260 V, ma non possono funzionare nell'intervallo da 130 a 180 V, allora un'unità con A-PFC copre tutti tutte queste tensioni. Di conseguenza, se per qualche motivo sei costretto a lavorare in condizioni di alimentazione instabile, che spesso scende al di sotto di 180 V, un'unità con A-PFC ti consentirà di fare a meno dell'UPS o di aumentare significativamente il servizio durata della sua batteria.

Tuttavia, l'A-PFC stesso non garantisce ancora il funzionamento nell'intero intervallo di tensione: può essere progettato solo per un intervallo di 180...260 V. Ciò si riscontra talvolta nelle unità destinate all'Europa, poiché il rifiuto dell'intero intervallo di tensione la gamma A-PFC consente di ridurne leggermente il costo.

Oltre ai PFC attivi, in blocchi si trovano anche quelli passivi. Rappresentano il metodo più semplice per la correzione del fattore di potenza: sono solo un grande induttore collegato in serie all'alimentazione. Grazie alla sua induttanza, attenua leggermente gli impulsi di corrente consumati dall'unità, riducendo così il grado di non linearità. L'effetto del P-PFC è molto piccolo: il fattore di potenza aumenta da 0,65 a 0,7...0,75, ma se l'installazione di A-PFC richiede una modifica significativa dei circuiti ad alta tensione dell'unità, allora il P-PFC può essere aggiunto senza la minima difficoltà in qualsiasi alimentatore esistente.

Nei nostri test, determiniamo il fattore di potenza dell'unità utilizzando lo stesso schema dell'efficienza, aumentando gradualmente la potenza di carico da 50 W al massimo consentito. I dati ottenuti sono presentati sullo stesso grafico dell'efficienza.

Lavorare in tandem con un UPS

Sfortunatamente, l'A-PFC sopra descritto presenta non solo vantaggi, ma anche uno svantaggio: alcune delle sue implementazioni non possono funzionare normalmente con gruppi di continuità. Nel momento in cui l'UPS passa alle batterie, tali A-PFC aumentano bruscamente il loro consumo, a seguito del quale viene attivata la protezione da sovraccarico nell'UPS e si spegne semplicemente.

Per valutare l'adeguatezza dell'implementazione A-PFC in ciascuna unità specifica, la colleghiamo a un UPS APC SmartUPS SC 620VA e ne controlliamo il funzionamento in due modalità: prima quando alimentato dalla rete e poi quando si passa alle batterie. In entrambi i casi, la potenza del carico sull'unità aumenta gradualmente fino all'accensione dell'indicatore di sovraccarico sull'UPS.

Se questo alimentatore è compatibile con un UPS, la potenza di carico consentita sull'unità quando alimentata dalla rete è solitamente di 340...380 W e quando si passa alle batterie - un po' meno, circa 320...340 W. Inoltre, se al momento del passaggio alle batterie la potenza era maggiore, l'UPS accende l'indicatore di sovraccarico, ma non si spegne.

Se l'unità presenta il problema di cui sopra, la potenza massima alla quale l'UPS accetta di funzionare con le batterie scende notevolmente al di sotto di 300 W e, se viene superata, l'UPS si spegne completamente al momento del passaggio alle batterie, o dopo cinque-dieci secondi. Se hai intenzione di acquistare un UPS, è meglio non acquistare un'unità del genere.

Fortunatamente, ultimamente sono sempre meno le unità incompatibili con l'UPS. Se ad esempio i blocchi della serie PLN/PFN del gruppo FSP presentavano tali problemi, nella serie GLN/HLN successiva questi problemi venivano completamente corretti.

Se possiedi già un'unità che non è in grado di funzionare normalmente con un UPS, ci sono due opzioni (oltre a modificare l'unità stessa, che richiede una buona conoscenza di elettronica): cambiare l'unità o l'UPS. Il primo, di regola, è più economico, poiché dovrai acquistare un UPS con almeno una riserva di carica molto ampia, o anche di tipo online, che, per usare un eufemismo, non è economico e non è giustificato in alcun modo a casa.

Rumore di marketing

Oltre alle caratteristiche tecniche, che possono e devono essere verificate durante i test, i produttori spesso preferiscono fornire agli alimentatori molte belle iscrizioni che raccontano le tecnologie utilizzate in essi. Allo stesso tempo, il loro significato è a volte distorto, a volte banale, a volte queste tecnologie si riferiscono generalmente solo alle caratteristiche del circuito interno del blocco e non influenzano i suoi parametri “esterni”, ma vengono utilizzate per ragioni di producibilità o costo. In altre parole, le belle etichette sono spesso mero rumore di marketing e rumore bianco che non contiene informazioni preziose. La maggior parte di queste affermazioni non ha molto senso testarle sperimentalmente, ma di seguito cercheremo di elencare quelle principali e più comuni in modo che i nostri lettori possano capire più chiaramente con cosa hanno a che fare. Se ritieni che ci sia sfuggito qualche punto caratteristico, non esitare a comunicarcelo, lo aggiungeremo sicuramente all'articolo.

Doppi circuiti di uscita +12V

Ai vecchi tempi, gli alimentatori avevano un bus per ciascuna delle tensioni di uscita: +5 V, +12 V, +3,3 V e un paio di tensioni negative, e la potenza massima di ciascun bus non superava 150.. .200 W, e solo in alcune unità server particolarmente potenti il ​​carico sul bus a cinque volt potrebbe raggiungere 50 A, ovvero 250 W. Tuttavia, nel tempo, la situazione è cambiata: la potenza totale consumata dai computer ha continuato a crescere e la sua distribuzione tra gli autobus si è spostata verso +12 V.

Nello standard ATX12V 1.3 la corrente consigliata del bus +12 V ha raggiunto i 18 A... ed è qui che sono iniziati i problemi. No, non con l'aumento della corrente, non ci sono stati particolari problemi, ma con la sicurezza. Il fatto è che, secondo lo standard EN-60950, la potenza massima sui connettori liberamente accessibili all'utente non deve superare i 240 VA - si ritiene che potenze elevate in caso di cortocircuiti o guasti alle apparecchiature possano molto probabilmente portare a vari conseguenze spiacevoli, ad esempio il fuoco. Su un bus a 12 volt tale potenza si ottiene con una corrente di 20 A, mentre i connettori di uscita dell'alimentatore sono ovviamente considerati liberamente accessibili all'utente.

Di conseguenza, quando è stato necessario aumentare ulteriormente la corrente di carico consentita di +12 V, gli sviluppatori dello standard ATX12V (ovvero Intel) hanno deciso di dividere questo bus in più, con una corrente di 18 A ciascuno (la differenza di 2 A è stato incluso come un piccolo margine). Puramente per ragioni di sicurezza, non ci sono assolutamente altre ragioni per questa decisione. La conseguenza immediata di ciò è che l'alimentatore non ha bisogno di avere più di un canale da +12V: deve solo attivare la protezione se tenta di caricare uno qualsiasi dei suoi connettori da 12V con più di 18A di corrente. È tutto. Il modo più semplice per implementare ciò è installare diversi shunt all'interno dell'alimentatore, ciascuno dei quali è collegato al proprio gruppo di connettori. Se la corrente che attraversa uno degli shunt supera i 18 A, la protezione interviene. Di conseguenza, da un lato la potenza su ciascuno dei connettori singolarmente non può superare 18 A * 12 V = 216 VA, dall'altro la potenza totale prelevata dai diversi connettori può essere maggiore di questa cifra. E i lupi sono nutriti e le pecore sono al sicuro.

Quindi - di fatto - in natura non si trovano praticamente alimentatori con due, tre o quattro rail +12 V. Semplicemente perché non è necessario: perché mettere un mucchio di parti aggiuntive all'interno del blocco, dove è già abbastanza angusto, quando puoi cavartela con un paio di shunt e un semplice microcircuito che controllerà la tensione su di essi (e poiché conosciamo il resistenza degli shunt, allora la tensione implica immediatamente e inequivocabilmente l'entità della corrente che scorre attraverso lo shunt)?

Tuttavia, i dipartimenti marketing dei produttori di alimentatori non potevano ignorare un simile regalo - e ora sulle scatole degli alimentatori ci sono indicazioni su come due linee +12 V aiutano ad aumentare la potenza e la stabilità. E se ci sono tre righe...

Ma va bene se è tutto quello che c'è da fare. L'ultima tendenza della moda sono gli alimentatori in cui c'è, per così dire, una separazione delle linee, ma è come se non lo fosse. Come questo? È molto semplice: non appena la corrente su una delle linee raggiunge i preziosi 18 A, la protezione da sovraccarico... viene disattivata. Di conseguenza, da un lato, la sacra iscrizione "Triple 12V Rails per potenza e stabilità senza precedenti" non scompare dalla scatola e, dall'altro, è possibile aggiungere accanto ad essa alcune sciocchezze nello stesso carattere che, se necessario, tutte e tre le linee si fondono in una sola. Sciocchezze, perché, come detto sopra, non sono mai stati separati. In genere è assolutamente impossibile comprendere tutta la profondità della “nuova tecnologia” da un punto di vista tecnico: cercano infatti di presentarci l'assenza di una tecnologia come la presenza di un'altra.

Tra i casi a noi noti finora, le società Topower e Seasonic, nonché, rispettivamente, i marchi che vendono le loro unità con il proprio marchio, sono stati notati nel campo della promozione della "protezione di commutazione automatica" tra le masse.

Protezione da cortocircuito (SCP)

Blocca la protezione da cortocircuito dell'uscita. Obbligatorio secondo il documento Guida alla progettazione dell'alimentatore ATX12V– il che significa che è presente in tutti i blocchi che dichiarano di essere conformi allo standard. Anche quelli dove sulla scatola non è presente la scritta "SCP".

Protezione da sovratensione (sovraccarico) (OPP)

Protezione contro il sovraccarico dell'unità in base alla potenza totale su tutte le uscite. È obbligatorio.

Protezione da sovracorrente (OCP)

Protezione contro il sovraccarico (ma non ancora contro il cortocircuito) di una qualsiasi delle uscite dell'unità singolarmente. Presente su molti, ma non su tutti i blocchi e non su tutte le uscite. Non obbligatorio.

Protezione da sovratemperatura (OTP)

Protezione contro il surriscaldamento del blocco. Non è così comune e non è obbligatorio.

Protezione da sovratensione (OVP)

Protezione contro il superamento delle tensioni di uscita. È obbligatorio, ma in realtà è progettato in caso di grave malfunzionamento dell'unità: la protezione viene attivata solo quando una qualsiasi delle tensioni di uscita supera il valore nominale del 20...25%. In altre parole, se il vostro apparecchio produce 13 V invece di 12 V, è consigliabile sostituirlo il più rapidamente possibile, ma la sua protezione non deve funzionare, perché è progettata per situazioni più critiche che minacciano un guasto immediato dell'apparecchiatura. collegato all'unità.

Protezione da sottotensione (UVP)

Protezione contro la sottostima delle tensioni di uscita. Naturalmente, una tensione troppo bassa, a differenza di una tensione troppo alta, non porta a conseguenze fatali per il computer, ma può causare guasti, ad esempio, nel funzionamento del disco rigido. Anche in questo caso la protezione interviene quando la tensione scende del 20...25%.

Manica in nylon

Tubi di nylon intrecciati morbidi in cui sono nascosti i cavi di uscita dell'alimentatore: facilitano leggermente la posa dei cavi all'interno dell'unità di sistema, evitando che si aggroviglino.

Sfortunatamente, molti produttori sono passati dall'idea indubbiamente buona di utilizzare tubi di nylon a tubi di plastica spessi, spesso integrati con schermatura e uno strato di vernice che brilla alla luce ultravioletta. La vernice brillante è, ovviamente, una questione di gusti, ma i cavi di alimentazione non hanno bisogno di essere schermati più di quanto un pesce abbia bisogno di un ombrello. Ma i tubi spessi rendono i cavi elastici e poco flessibili, il che non solo impedisce loro di essere inseriti nella custodia, ma rappresenta semplicemente un pericolo per i connettori di alimentazione, che sopportano una notevole forza dai cavi che resistono alla flessione.

Questo viene spesso fatto presumibilmente per migliorare il raffreddamento dell'unità di sistema, ma ti assicuro che il confezionamento dei cavi di alimentazione in tubi ha un effetto minimo sul flusso d'aria all'interno del case.

Supporto CPU dual-core

In effetti, niente più che una bella etichetta. I processori dual-core non richiedono alcun supporto speciale da parte dell'alimentatore.

Supporto SLI e CrossFire

Altra bellissima etichetta, che indica la presenza di un numero sufficiente di connettori di alimentazione della scheda video e la capacità di produrre potenza considerata sufficiente ad alimentare un sistema SLI. Niente di più.

A volte il produttore del blocco riceve una sorta di certificato corrispondente dal produttore della scheda video, ma ciò non significa altro che la suddetta disponibilità di connettori e potenza elevata - e spesso quest'ultima supera significativamente le esigenze di un tipico sistema SLI o CrossFire. Dopotutto, il produttore deve in qualche modo giustificare agli acquirenti la necessità di acquistare un blocco di potenza follemente elevata, quindi perché non farlo attaccando l'etichetta "Certificato SLI" solo su di esso?..

Componenti di classe industriale

Ancora una volta una bellissima etichetta! Di norma, per componenti di livello industriale si intendono parti che funzionano in un ampio intervallo di temperature, ma onestamente, perché inserire nell'alimentatore un microcircuito che possa funzionare a temperature da -45 °C se questa unità non sarà comunque esposta alle Freddo? .

A volte per componenti industriali si intendono condensatori progettati per funzionare a temperature fino a 105 °C, ma qui, in generale, tutto è anche banale: condensatori nei circuiti di uscita dell'alimentatore, che si riscaldano da soli e persino posizionati accanto a induttanze calde , sono sempre progettati per una temperatura massima di 105 °C. Altrimenti la loro vita operativa risulta essere troppo breve (ovviamente la temperatura nell'alimentatore è molto inferiore a 105 °C, ma il problema è che Qualunque Un aumento della temperatura ridurrà la durata dei condensatori, ma maggiore è la temperatura operativa massima consentita di un condensatore, minore sarà l'effetto del riscaldamento sulla sua durata).

I condensatori ad alta tensione in ingresso funzionano praticamente a temperatura ambiente, quindi l'uso di condensatori da 85 gradi leggermente più economici non influisce in alcun modo sulla durata dell'alimentatore.

Design avanzato a doppia commutazione in avanti

Attirare l'acquirente con parole belle ma del tutto incomprensibili è il passatempo preferito dei dipartimenti di marketing.

In questo caso stiamo parlando della topologia dell'alimentatore, cioè del principio generale di costruzione del suo circuito. Esistono numerose topologie diverse, quindi, oltre all'effettivo convertitore forward a ciclo singolo a due transistor, nelle unità computer è possibile trovare anche convertitori forward a ciclo singolo a transistor singolo, nonché push-bridge a mezzo ponte. tirare avanti i convertitori. Tutti questi termini interessano solo agli specialisti di elettronica, per l'utente medio non significano praticamente nulla.

La scelta di una specifica topologia di alimentazione è determinata da molti motivi: gamma e prezzo dei transistor con le caratteristiche necessarie (e differiscono in modo significativo a seconda della topologia), trasformatori, microcircuiti di controllo... Ad esempio, un forward a transistor singolo La versione è semplice ed economica, ma richiede l'uso di un transistor ad alta tensione e diodi ad alta tensione all'uscita del blocco, quindi viene utilizzata solo in blocchi economici a bassa potenza (il costo dei diodi ad alta tensione e dei diodi ad alta tensione transistor di potenza è troppo alto). La versione push-pull a mezzo ponte è un po' più complicata, ma la tensione sui transistor al suo interno è la metà... In generale, è principalmente una questione di disponibilità e costo dei componenti necessari. Ad esempio, possiamo prevedere con sicurezza che prima o poi i raddrizzatori sincroni inizieranno ad essere utilizzati nei circuiti secondari degli alimentatori dei computer: non c'è nulla di particolarmente nuovo in questa tecnologia, è nota da molto tempo, è semplicemente troppo costosa e i benefici che offre non coprono i costi.

Design a doppio trasformatore

L'uso di due trasformatori di potenza, che si trova negli alimentatori ad alta potenza (solitamente da un kilowatt) - come nel paragrafo precedente, è una soluzione puramente ingegneristica, che di per sé, in generale, non influisce sulle caratteristiche dell'unità in alcun modo evidente: semplicemente in alcuni casi è più conveniente distribuire la notevole potenza delle unità moderne su due trasformatori. Ad esempio, se un trasformatore a piena potenza non può essere inserito nelle dimensioni dell'altezza dell'unità. Tuttavia, alcuni produttori presentano una topologia a due trasformatori che consente loro di ottenere maggiore stabilità, affidabilità e così via, il che non è del tutto vero.

RoHS (Riduzione delle sostanze pericolose)

Nuova direttiva UE che limita l'uso di una serie di sostanze pericolose nelle apparecchiature elettroniche dal 1° luglio 2006. Sono stati vietati piombo, mercurio, cadmio, cromo esavalente e due composti di bromuro: per gli alimentatori ciò significa, prima di tutto, il passaggio alle saldature senza piombo. Da un lato, ovviamente, siamo tutti a favore dell'ambiente e contro i metalli pesanti, ma, dall'altro, un improvviso passaggio all'uso di nuovi materiali può avere conseguenze molto spiacevoli in futuro. Pertanto, molti conoscono bene la storia degli hard disk Fujitsu MPG, in cui il massiccio guasto dei controller Cirrus Logic è stato causato dall'imballaggio in custodie realizzate con il nuovo composto "ecologico" di Sumitomo Bakelite: i componenti in esso contenuti ha contribuito alla migrazione di rame e argento e alla formazione di ponticelli tra le tracce all'interno del corpo del chip, che hanno portato a un guasto quasi garantito del chip dopo un anno o due di funzionamento. Il complesso è stato interrotto, i partecipanti alla storia si sono scambiati una serie di cause legali e i proprietari dei dati che sono morti insieme ai dischi rigidi hanno potuto solo guardare cosa stava succedendo.

Equipaggiamento utilizzato

Naturalmente, la prima priorità quando si testa un alimentatore è verificarne il funzionamento a varie potenze di carico, fino al massimo. Per molto tempo, in varie revisioni, gli autori hanno utilizzato a questo scopo normali computer, su cui era installata l'unità in prova. Questo schema presentava due inconvenienti principali: in primo luogo, non è possibile controllare in modo flessibile la potenza consumata dal blocco e, in secondo luogo, è difficile caricare adeguatamente i blocchi con una grande riserva di carica. Il secondo problema è diventato particolarmente pronunciato negli ultimi anni, quando i produttori di alimentatori hanno iniziato una vera corsa per la massima potenza, a seguito della quale le capacità dei loro prodotti hanno superato di gran lunga le esigenze di un tipico computer. Naturalmente possiamo dire che, poiché un computer non richiede una potenza superiore a 500 W, non ha molto senso testare le unità con carichi più elevati - d'altra parte, poiché generalmente abbiamo iniziato a testare prodotti con una potenza nominale più elevata, sarebbe strano quantomeno non sia possibile testare formalmente le loro prestazioni sull'intero intervallo di carico consentito.

Per testare gli alimentatori nel nostro laboratorio utilizziamo un carico regolabile con controllo software. Il sistema si basa su una proprietà ben nota dei transistor ad effetto di campo con gate isolato (MOSFET): limitano il flusso di corrente attraverso il circuito drain-source in base alla tensione di gate.

Sopra è mostrato il circuito più semplice di uno stabilizzatore di corrente su un transistor ad effetto di campo: collegando il circuito a un alimentatore con una tensione di uscita di +V e ruotando la manopola del resistore variabile R1, cambiamo la tensione al gate del transistor VT1, modificando così la corrente I che lo attraversa, da zero al massimo (determinato dalle caratteristiche del transistor e/o dell'alimentatore da testare).

Tuttavia, un tale schema non è molto perfetto: quando il transistor si riscalda, le sue caratteristiche “fluttueranno”, il che significa che cambierà anche la corrente I, sebbene la tensione di controllo al gate rimarrà costante. Per combattere questo problema, è necessario aggiungere al circuito un secondo resistore R2 e un amplificatore operazionale DA1:

Quando il transistor è acceso, la corrente I scorre attraverso il suo circuito drain-source e il resistore R2. La tensione su quest'ultimo è uguale, secondo la legge di Ohm, U=R2*I. Dal resistore questa tensione viene fornita all'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1; l'ingresso non invertente dello stesso amplificatore operazionale riceve la tensione di controllo U1 dal resistore variabile R1. Le proprietà di qualsiasi amplificatore operazionale sono tali che, quando acceso in questo modo, cerca di mantenere la stessa tensione ai suoi ingressi; lo fa modificando la sua tensione di uscita, che nel nostro circuito va al gate del transistor ad effetto di campo e, di conseguenza, regola la corrente che lo attraversa.

Diciamo che la resistenza R2 = 1 Ohm e impostiamo la tensione sul resistore R1 su 1 V: quindi l'amplificatore operazionale cambierà la sua tensione di uscita in modo che anche il resistore R2 scenda di 1 volt - di conseguenza, la corrente I sarà impostata uguale a 1 V / 1 Ohm = 1 A. Se impostiamo R1 su una tensione di 2 V, l'amplificatore operazionale risponderà impostando la corrente I = 2 A e così via. Se la corrente I e, di conseguenza, la tensione ai capi del resistore R2 cambiano a causa del riscaldamento del transistor, l'amplificatore operazionale regolerà immediatamente la sua tensione di uscita in modo da riportarla indietro.

Come potete vedere, abbiamo ricevuto un ottimo carico controllato, che consente di modificare agevolmente, ruotando una manopola, la corrente nell'intervallo da zero al massimo e, una volta impostato, il suo valore viene mantenuto automaticamente per tutto il tempo desiderato, e allo stesso tempo è anche molto compatto. Un tale schema, ovviamente, è molto più conveniente di un insieme ingombrante di resistori a bassa resistenza collegati in gruppi all'alimentatore da testare.

La potenza massima dissipata da un transistor è determinata dalla sua resistenza termica, dalla temperatura massima consentita del cristallo e dalla temperatura del radiatore su cui è installato. La nostra installazione utilizza transistor International Rectifier IRFP264N (PDF, 168 kbyte) con una temperatura del cristallo consentita di 175 °C e una resistenza termica cristallo-dissipatore di 0,63 °C/W, e il sistema di raffreddamento dell'installazione ci consente di mantenere la temperatura del radiatore sotto il transistor entro 80 °C (sì, le ventole necessarie per questo sono piuttosto rumorose...). Pertanto, la potenza massima dissipata da un transistor è (175-80)/0,63 = 150 W. Per ottenere la potenza richiesta viene utilizzato il collegamento in parallelo di più carichi sopra descritti, il cui segnale di controllo viene fornito dallo stesso DAC; È inoltre possibile utilizzare la connessione parallela di due transistor con un amplificatore operazionale, nel qual caso la massima dissipazione di potenza aumenta di una volta e mezza rispetto a un transistor.

Resta solo un passo per realizzare un banco di prova completamente automatizzato: sostituire il resistore variabile con un DAC controllato da computer e saremo in grado di regolare il carico in modo programmatico. Collegando diversi carichi di questo tipo a un DAC multicanale e installando immediatamente un ADC multicanale che misura le tensioni di uscita dell'unità in prova in tempo reale, otterremo un sistema di test completo per testare gli alimentatori dei computer sull'intero gamma di carichi ammissibili e eventuali combinazioni di essi:

La foto sopra mostra il nostro sistema di test nella sua forma attuale. Sui due blocchi superiori di radiatori, raffreddati da potenti ventole di dimensioni standard 120x120x38 mm, sono presenti transistor di carico per canali a 12 volt; un radiatore più modesto raffredda i transistor di carico dei canali +5 V e +3,3 V, e nel blocco grigio, collegato tramite un cavo alla porta LPT del computer di controllo, si trovano i suddetti DAC, ADC e la relativa elettronica . Con dimensioni di 290x270x200 mm, permette di testare alimentatori con potenza fino a 1350 W (fino a 1100 W sul bus +12 V e fino a 250 W sui bus +5 V e +3,3 V).

Per controllare lo stand e automatizzare alcuni test, è stato scritto un programma speciale, il cui screenshot è presentato sopra. Permette:

impostare manualmente il carico su ciascuno dei quattro canali disponibili:

primo canale +12 V, da 0 a 44 A;
secondo canale +12 V, da 0 a 48 A;
canale +5 V, da 0 a 35 A;
canale +3,3 V, da 0 a 25 A;

monitorare in tempo reale la tensione dell'alimentatore testato sui bus specificati;
misurare e tracciare automaticamente le caratteristiche di carico incrociato (CLC) per un alimentatore specifico;
misurare e tracciare automaticamente i grafici dell'efficienza e del fattore di potenza dell'unità in base al carico;
in modalità semiautomatica, crea grafici sulla dipendenza della velocità dei ventilatori dell'unità dal carico;
calibrare l'installazione in modalità semiautomatica per ottenere i risultati più accurati.

Di particolare valore, ovviamente, è la costruzione automatica dei grafici KNH: richiedono la misurazione delle tensioni di uscita dell'unità per tutte le combinazioni di carichi consentite per esso, il che significa un numero molto elevato di misurazioni: eseguire tale test manualmente sarebbe richiedono una discreta dose di perseveranza e un eccesso di tempo libero. Il programma, in base alle caratteristiche del passaporto del blocco inserito in esso, costruisce una mappa dei carichi consentiti per esso e poi la esamina ad un determinato intervallo, misurando ad ogni passaggio le tensioni generate dal blocco e tracciandole su un grafico ; l'intero processo dura dai 15 ai 30 minuti, a seconda della potenza dell'unità e della fase di misurazione e, soprattutto, non richiede l'intervento umano.

Misure di efficienza e fattore di potenza

Per misurare l'efficienza dell'unità e il suo fattore di potenza, viene utilizzata un'apparecchiatura aggiuntiva: l'unità in prova è collegata a una rete a 220 V tramite uno shunt e un oscilloscopio Velleman PCSU1000 è collegato allo shunt. Di conseguenza, sul suo schermo vediamo un oscillogramma della corrente consumata dall'unità, il che significa che possiamo calcolare la potenza che consuma dalla rete e, conoscendo la potenza del carico che abbiamo installato sull'unità, la sua efficienza. Le misurazioni vengono effettuate in modalità completamente automatica: il programma PSUCheck sopra descritto può ricevere tutti i dati necessari direttamente dal software dell'oscilloscopio, che è collegato al computer tramite un'interfaccia USB.

Per garantire la massima precisione del risultato, la potenza di uscita dell'unità viene misurata tenendo conto delle fluttuazioni delle sue tensioni: ad esempio, se sotto un carico di 10 A la tensione di uscita del bus +12 V scende a 11,7 V, quindi il corrispondente termine nel calcolo dell'efficienza sarà pari a 10 A * 11,7 V = 117 W.

Oscilloscopio Velleman PCSU1000

Lo stesso oscilloscopio viene utilizzato anche per misurare l'intervallo di ondulazione delle tensioni di uscita dell'alimentatore. Le misurazioni vengono effettuate sui bus +5 V, +12 V e +3,3 V al carico massimo consentito sull'unità, l'oscilloscopio è collegato utilizzando un circuito differenziale con due condensatori di shunt (questa è la connessione consigliata in Guida alla progettazione dell'alimentatore ATX):

Misurazione picco-picco

L'oscilloscopio utilizzato è a due canali, pertanto l'ampiezza del ripple può essere misurata su un solo bus alla volta. Per avere un quadro completo, ripetiamo le misurazioni tre volte e i tre oscillogrammi risultanti, uno per ciascuno dei tre bus monitorati, vengono combinati in un'unica immagine:

Le impostazioni dell'oscilloscopio sono indicate nell'angolo inferiore sinistro dell'immagine: in questo caso la scala verticale è 50 mV/div e la scala orizzontale è 10 μs/div. Di norma, la scala verticale rimane invariata in tutte le nostre misurazioni, ma la scala orizzontale può cambiare: alcuni blocchi presentano increspature a bassa frequenza in uscita, per le quali presentiamo un altro oscillogramma, con una scala orizzontale di 2 ms/div.

La velocità delle ventole dell'unità, a seconda del carico su di essa, viene misurata in modalità semiautomatica: il tachimetro ottico Velleman DTO2234 che utilizziamo non ha un'interfaccia con un computer, quindi le sue letture devono essere inserite manualmente. Durante questo processo, la potenza di carico sull'unità cambia a passi da 50 W al massimo consentito; ad ogni passo, l'unità viene mantenuta per almeno 20 minuti, dopodiché viene misurata la velocità di rotazione della sua ventola.

Allo stesso tempo, misuriamo l'aumento della temperatura dell'aria che passa attraverso il blocco. Le misurazioni vengono eseguite utilizzando un termometro a termocoppia a due canali Fluke 54 II, uno dei cui sensori determina la temperatura dell'aria nella stanza e l'altro la temperatura dell'aria in uscita dall'alimentatore. Per una maggiore ripetibilità dei risultati, colleghiamo il secondo sensore a un supporto speciale con un'altezza e una distanza fisse dall'unità - quindi, in tutti i test, il sensore si trova nella stessa posizione rispetto all'alimentatore, il che garantisce condizioni uguali per tutti partecipanti al test.

Il grafico finale mostra contemporaneamente la velocità della ventola e la differenza nella temperatura dell'aria: ciò consente, in alcuni casi, di valutare meglio le sfumature del funzionamento del sistema di raffreddamento dell'unità.

Se necessario, viene utilizzato un multimetro digitale Uni-Trend UT70D per controllare la precisione delle misurazioni e calibrare l'installazione. L'installazione è calibrata da un numero arbitrario di punti di misurazione situati in sezioni arbitrarie dell'intervallo disponibile - in altre parole, per la calibrazione della tensione, ad esso è collegato un alimentatore regolabile, la cui tensione di uscita cambia a piccoli passi da 1.. .2 V al massimo misurato dall'installazione su un dato canale. Ad ogni passaggio, l'esatto valore di tensione mostrato dal multimetro viene inserito nel programma di controllo dell'installazione, in base al quale il programma calcola la tabella di correzione. Questo metodo di calibrazione consente una buona precisione di misurazione sull'intero intervallo di valori disponibile.

Elenco delle modifiche alla metodologia di test

30/10/2007 – prima versione dell'articolo