Перевірка плати блоку живлення води. Діагностика комп'ютерного блоку живлення. Ознаки несправного блока живлення

Здоров'я будь-якого життя живого організму залежить від того, як і чим він харчується. Те саме можна сказати і про комп'ютер — при хорошій і правильній роботі блоку живлення електронні пристрої функціонують «як годинник». І навпаки: якщо живильник барахлить, робота на ПК перетворюється на муку або стає цілком неможливою.

Проблеми комп'ютерного БП виявляються по-різному — від відсутності реакцію спробу включення до епізодичних «глюків». Поговоримо, які симптоми вказують на вихід блоку живлення комп'ютера з ладу і як перевірити його на працездатність і справність, не наражаючи себе на небезпеку.

Повний вихід з ладу та неполадки блоку живлення найчастіше виникають через:

Кидків напруги в електромережі.
Низька якість самого БП.
Невідповідність можливостей БП споживанню навантаження (пристроїв комп'ютера).

Наслідками несправності блока живлення, особливо у поєднанні з невисокою якістю виготовлення, можуть бути не тільки поломки електроніки ПК, але й ураження користувача.

Як виявляються проблеми блоку живлення комп'ютера

Симптоми несправності живильника дуже різноманітні. В тому числі:

Не ввімкнення ПК при натисканні кнопки power або увімкнення після багаторазових натискань.
Писк, тріск, клацання, дим, запах гару з блоку живлення.
Перегорання мережного запобіжника на розподільчому щиті під час увімкнення комп'ютера.
Розряди статичної електрики від корпусу та роз'ємів системного блоку.
Мимовільні вимикання та рестарти ПК у будь-який момент часу, але частіше при високих навантаженнях.
Гальма та зависання намертво (до перезавантаження).
Помилки пам'яті, BSoD (сині екрани смерті).
Пропадання пристроїв із системи (накопичувачів, клавіатури, миші, іншого периферійного обладнання).
Зупинка вентиляторів.
Перегрівання пристроїв через неефективну роботу або зупинку вентиляторів.

Принцип роботи блоку живлення

Щоб розібратися, чи справний блок живлення чи ні, необхідно розуміти базові принципи його роботи. Спрощено його функцію можна описати так: перетворення вхідної змінної напруги побутової електромережі у вихідне постійне кількох рівнів: 12 V, 5 V 5 V SB (чергова напруга), 3,3 V та -12 V.

Від 12-вольтового джерела отримують енергію такі пристрої:

накопичувачі, що підключаються за інтерфейсом SATA;
приводи оптичних дисків;
вентилятори системи охолодження;
процесори;
відеокарти.

Провід лінії 12 V мають жовтий колір.

Від 5 V і 3,3 V живляться:

звуковий, мережевий котролер та переважна більшість мікросхем материнської плати;
оперативна пам'ять;
плати розширення;
периферійні пристрої, що підключаються до USB-портів.

За стандартом ATX лінія 5 V позначається червоним кольором дротів, 5 V SB - фіолетовим, а 3,3 V - помаранчевим.

Від джерела 5 V SB (standby) отримує харчування схема запуску комп'ютера на материнській платі. Джерело -12 V призначене для запитки COM-портів, які сьогодні можна зустріти тільки на дуже старих материнках та спеціалізованих пристроях (наприклад, касах).

Вищезгадані напруги виробляють всі блоки живлення стандарту ATX, незалежно від потужності. Відмінності лише в рівні струмів на кожній лінії: чим потужніший живильник, тим більше струму він віддає пристроям-споживачам.

Інформацію про струми та напруги окремих ліній можна отримати з паспорта БП, який у вигляді етикетки наклеєний на одну із сторін девайсу. Проте, номінальні показники майже завжди відрізняються від реальних. Це зовсім не говорить поганим: коливання значень не більше 5% вважаються нормою. На роботі пристроїв комп'ютера такі незначні відхилення не позначаються.

Крім усього іншого, справний БП виробляє сигнал Power Good або Power OK, який повідомляє материнську плату про те, що він працює як треба і плата може запускати інші пристрої. У нормі цей сигнал має рівень 3-5,5 V і піднімається тільки тоді, коли всі напруги живлення досягли заданих показників. Якщо блок живлення не вироблятиме Power Good, комп'ютер не стартує. Якщо виробляє дуже рано, що теж погано, апарат може увімкнутися і відразу вимкнутись, зависнути при завантаженні або викинути критичну помилку - синій екран смерті.

Сигнал Power Good передається материнській платі по сірому дроту.

Контакти основного роз'єму блоку живлення ATX

З кольоровим маркуванням проводів 12 V, 5 V, 5 V SB, 3,3 V та 3-5,5 V Power Good ми розібралися. Інші контакти мають такі напруги:

Білий:-5 V. Залишається для сумісності зі старими пристроями.
Синій:-12 V.
Чорний: 0 V. Загальний провід чи земля.
Зелений: 3-5 V. Power On. Замикання цього контакту на землю рівнозначно натискання кнопки увімкнення на корпусі комп'ютера. Запускає блок живлення. У момент натискання напруга на контактах кнопки має опускатися до 0V.

Такі ж напруги присутні і на інших роз'ємах, якими закінчуються кабелі блоку живлення, тобто в проекції жовтого дроту завжди має бути 12 V, в червоній проекції - 5 V, в помаранчевої - 3,3 V і т. д.

Як перевірити блок живлення за допомогою мультиметра

Відповідність всіх напруг, які виробляє живильник, заданим рівням та збереження їх значень при будь-яких навантаженнях (якщо вони не перевищують можливостей БП) говорять про те, що девайс працездатний і, швидше за все, справний. А щоб їх визначити, знадобиться мультиметр – недорогий компактний прилад, який можна придбати майже у будь-якому магазині електротоварів.

Мультиметри (тестери), звісно, бувають різні. Серед них є дорогі високоточні моделі з масою додаткових функцій, але для наших завдань досить просто. Для перевірки блоку живлення вимірювання до тисячних часток Вольт нам ні до чого, вистачає десятих і іноді сотих.

Умови проведення вимірів

Вимірювання напруги на виходах блоку живлення слід проводити в умовах, за яких виникає збій. Якщо проблема виявляється в перші секунди і хвилини роботи ПК, показання приладу потрібно знімати відразу після включення. Якщо при інтенсивній роботі – для отримання достовірних результатів комп'ютер слід навантажити, наприклад, важкою грою або призначеною для цього програмою (наприклад, утилітою OCCT, тест Power Supply).

Щоб відстежити зміну напруги живлення в процесі роботи ПК, виміри найкраще проводити безперервно протягом декількох хвилин або десятків хвилин. Якщо з якихось причин це утруднено, можна робити разові виміри через певні часові рамки.

Результат одноразового вимірювання при плаваючій несправності часто не показник, так як у разі нестабільної роботи живильника значення напруг (або одного з них) можуть постійно змінюватися.

Порядок проведення вимірів

Увімкніть комп'ютер і приведіть його до стану, у якому виявляється проблема.
Переключіть мультиметр у режим вимірювання постійної напруги (значок на панелі приладу обведений жовтою рамкою). Встановіть верхню межу шкали, що дорівнює 20 V.
Підключіть чорний щуп до будь-якого металевого майданчика на материнській платі, де напруга дорівнює 0 V (наприклад, біля отвору кріплення), або до контакту в роз'ємі, до якого підходить чорний провід.
Червоний щуп встановіть у зону вимірювання (у роз'єм навпроти відповідного дроту). Число, яке ви побачите на дисплеї тестера, є показник напруги у Вольтах.

Як перевірити працездатність живильника, якщо комп'ютер не вмикається

Одна з найчастіших причин відсутності реакції комп'ютера на натискання кнопки включення - саме непрацездатність блока живлення. Щоб підтвердити або спростувати цю версію, достатньо металевої скріпки або пінцету, за допомогою яких ми зімітуємо натискання кнопки. Пам'ятаєте, трохи раніше ми з'ясували, що для цього потрібно замкнути зелений і чорний провід на 24-контактному роз'ємі БП, яким підключається до материнської плати? Тільки перед цим його потрібно від'єднати від неї.

Підключіть до блоку живлення, від'єднаного від материнської плати та пристроїв комп'ютера, деяке навантаження споживача енергії. Наприклад, оптичний привід, що не використовується, або електричну лампочку. Зверніть увагу, що якщо блок живлення виявиться несправним, підключений пристрій може вийти з ладу. Тому використовуйте те, що не шкода.
Увімкніть блок живлення в мережу.
З'єднайте за допомогою скріпки 2 контакти навпроти зеленого та чорного проводів. Якщо живильник подасть ознаки життя — запустить у собі вентилятор, включить приєднане навантаження, отже, він працездатний. Однак працездатність зовсім не означає справність, тобто цей метод діагностики дозволяє лише диференціювати робочий девайс від неробочого.

Які методи діагностики комп'ютерних блоків живлення існують ще

Перевірки БП за допомогою мультиметра та скріпки достатньо, щоб виявити його несправність приблизно у 70-80% випадків. Якщо ви не плануєте займатися його ремонтом, то цим цілком можна обмежитися. У професійній діагностиці блоків живлення для локалізації дефекту використовують як ці, а й інші методики. В тому числі:

Перевірку пульсацій вихідної напруги за допомогою осцилографа. Це досить дорогий прилад, тому навряд хтось зважиться його купити для разової роботи.
Розбирання, огляд, перевірку напруги та опору елементів друкованої плати на відповідність нормативам. Без спеціальної підготовки займатися цим небезпечно, оскільки блоки живлення акумулюють у деяких частинах напругу побутової електромережі. Випадковий торкання будь-якого елемента під напругою може призвести до ураження струмом.
Вимірювання струмів. Проводиться за допомогою амперметра, вбудованого в тестер, який включають у розрив лінії, що перевіряється. Для створення розриву зазвичай випоюють елементи плати.
Тестування на стендах із спеціально підібраним обладнанням у різних режимах роботи.

Словом, методів діагностики блоків живлення досить багато, але не всі вони застосовні та доцільні у домашніх умовах. Окрім як дослідних цілей, якщо, звичайно, це цікавить власника.

У наш час багато приладів живляться виносними блоками живлення адаптерами. Коли прилад перестав подавати ознаки життя, потрібно спочатку визначити в якій із частин дефект, у самому апараті, або несправний БП.
Насамперед зовнішній огляд. Вас мають цікавити сліди падіння, переламаний шнур.

Після зовнішнього огляду апарату, що ремонтується, перше що потрібно зробити - перевірка блоку живлення, того що він видає. Не важливо, вбудований блок живлення або адаптер. Недостатньо просто виміряти напругу живлення на виході БП. Потрібне невелике навантаженняа. Без навантаження може показувати 5 вольт, під легким навантаженням буде вже 2 вольти.

З роллю навантаження непогано справляється лампа розжарювання на потрібну напругу. Напруга зазвичай пишеться на адаптерах. Наприклад візьмемо адаптер живлення від роутера. 5.2 вольта 1 ампер. Підключаємо лампочку 6.3 вольта 0.3 ампера, та вимірюємо напругу. Для швидкої перевірки достатньо лампочки. Засвітилася — блок живлення робітник. Рідко зустрічається, щоб напруга сильно відрізнялася від норми.

Лампа на більший струм може не дати запуститися блоку живлення, тому досить слабкого навантаження. У мене на стіні висить набір різних ламп для перевірки.

1 та 2для перевірки комп'ютерних блоків живлення, більше потужністю і менше, відповідно.
3 . Дрібні лампи 3.5 вольт, 6.3 вольт для перевірки адаптерів живлення.
4 . Автомобільна лампа на 12 вольт для перевірки потужних БП на 12 вольт.
5 . Лампа 220 вольт для перевірки телевізійних блоків живлення.
6 . На фото відсутні дві гірлянди із ламп. Дві по 6.3 вольта, для перевірки 12 вольт БП, і 3 по 6,3 для перевірки адаптерів живлення ноутбуків напругою 19 вольт.

Якщо є пристрій, краще перевірити напругу під навантаженням.

Якщо лампочка не горить, краще для початку перевірити апарат свідомо справним БП, якщо є в наявності. Тому що адаптери живлення робляться як правило нерозбірними, і для ремонту його доведеться розколупати. Розбиранням це не назвеш.
Додатковою ознакою несправності блоку живлення, може служити свист з БП або самого апарата, що запитується, що говорить як правило про висохлі електролітичні конденсатори. Наглухо закриті корпуси сприяють цьому.

За таким же методом перевіряються блоки живлення, що стоять усередині апаратів. У старих телевізорах лампа 220 вольт підпаюється замість малої розгортки, і по світінню можна судити про її працездатність. Частково лампа-навантаження підключається ще через те, що деякі блоки живлення (вбудовані) можуть без навантаження видати значно більшу напругу, ніж належить.

- У житті кожного радіоаматора рано чи пізно настає момент, коли йому доводиться починати освоювати дрібний ремонт техніки. Це можуть бути настільні комп'ютерні колонки, планшет, мобільний телефон та ще якісь гаджети. Не помилюся, якщо скажу, що майже кожен радіоаматор намагався лагодити свій комп'ютер. Комусь це вдавалося, а хтось таки ніс його в сервіс-центр.

Діагностика несправностей блока живлення ПК

У цій статті ми розберемо з вами основи самостійної діагностики несправностей блоку живлення ПК.

Давайте припустимо, що нам до рук потрапив блок живлення (БП) від комп'ютера. Тепер потрібно дізнатися як перевірити блок живлення комп'ютера— Спершу нам треба переконатися, чи він робітник? До речі, потрібно враховувати, що чергова напруга +5 Вольт є відразу після підключення мережевого кабелю до блока живлення.

Якщо його немає, то не зайвим буде продзвонити шнур живлення на цілісність жив мультиметром в режимі звукового дзвінка. Також не забуваємо продзвонити кнопку та запобіжник. Якщо з мережним шнуром все ОК, то вмикаємо блок живлення ПК у мережу і запускаємо без материнської плати шляхом замикання двох контактів: PS-ON та COM. PS-ON скорочено з англ. — Power Supply On — дослівно як «джерело живлення увімкнути». COM скорочено від англ. Сommon – загальний. До контакту PS-ON підходить провід зеленого кольору, а "загальний" він мінус - це проводи чорного кольору.

На сучасних БП йде роз'єм 24 Pin. На більш старих – 20 Pin.

Замкнути ці два контакти найпростіше розігнутою канцелярською скріпкою

Хоча теоретично для цієї мети пригодиться будь-який металевий предмет чи проводок. Навіть можна використовувати той самий пінцет.

Методика перевірки блоку живлення

Як перевірити блок живлення комп'ютера? Якщо блок живлення справний, то він повинен відразу ввімкнутися, вентилятор почне обертатися і з'явиться напруга на всіх роз'ємах блоку живлення.

Якщо наш комп'ютер працює зі збоями, то не зайвим буде перевірити на його роз'ємах відповідність величини напруги на його контактах. Та й взагалі, коли комп'ютер глючить і часто вилазить синій екран, непогано було б перевірити напругу у самій системі, завантаживши невелику програму для діагностики ПК. Я рекомендую програму AIDA. У ній відразу можна побачити, чи норма напруга в системі, чи винен у цьому блок живлення чи все-таки «мандіт» материнська плата, або навіть щось інше.

Ось скрін із програми AIDA мого ПК. Як ми бачимо, всі напруження в нормі:

Якщо є якесь пристойне відхилення напруги, це вже ненормально. До речі, купуючи б/в комп'ютер, ЗАВЖДИ закачуйте на нього цю програму і повністю перевіряйте всі напруги та інші параметри системи. Перевірено на гіркому досвіді:-(.

Якщо ж величина напруги сильно відрізняється на самому роз'ємі блоку живлення, то блок треба спробувати відремонтувати, але для цього потрібно знати як перевірити блок живлення комп'ютера. Якщо ви взагалі дуже погано дружите з комп'ютерною технікою та ремонтами, то за відсутності досвіду його краще замінити. Непоодинокі випадки, коли НЕсправний блок живлення при виході з ладу "тягнув" за собою частину комп'ютера. Найчастіше при цьому виходить з ладу материнська плата. Як цього можна уникнути і як перевірити блок живлення комп'ютера?

На блоці живлення економити ніколи не можна і потрібно мати невеликий запас по потужності. Бажано не купувати дешеві блоки живлення NONAME.

Як бути, якщо ви слабо знаєтеся на марках і моделях блоків живлення, а на новий і якісний мамка не дає грошей))? Бажано, щоб у ньому стояв вентилятор 12 див, а не 8 див.

Блок живлення з вентилятором 12 см

Такі вентилятори забезпечують найкраще охолодження радіодеталей блоку живлення. Потрібно пам'ятати ще одне правило: хороший блок живлення не може бути легким. Якщо блок живлення легкий, значить у ньому застосовані радіатори маленького перерізу і такий блок живлення під час роботи перегріватиметься при номінальних навантаженнях. А що відбувається під час перегріву? При перегріві деякі радіоелементи, особливо напівпровідники та конденсатори, змінюють свої номінали і вся схема в цілому працює неправильно, що звичайно ж, позначиться і на роботі блоку живлення.

Також не забувайте хоча б раз на рік чистити свій блок живлення від пилу та добре засвойте як перевірити блок живлення комп'ютера. Пил є "ковдрою" для радіоелементів, під яким вони можуть неправильно функціонувати або навіть "здохнути" від перегріву.

Найчастіша поломка БП - це силові напівпровідники та конденсатори. Якщо є запах горілого кремнію, треба дивитися, що згоріло з діодів або транзисторів. Несправні конденсатори визначаються візуальним оглядом. Розкриті, здуті, з електролітом, що підтікає, - це перша ознака того, що треба терміново їх змінювати.

При заміні слід враховувати, що у блоках живлення стоять конденсатори з низьким еквівалентним послідовним опором (ESR). Так що в цьому випадку вам варто придбати ESR-метром і вибирати конденсатори якомога більше з низьким ESR. Ось невелика табличка опорів для конденсаторів різної ємності та напруги:

Тут треба підбирати конденсатори таким чином, щоб значення опору було не більше ніж зазначено в таблиці.

При заміні конденсаторів важливими є також два параметри: ємність та їх робоча напруга. Вони вказуються на корпусі конденсатора:

Як бути, якщо в магазині є конденсатори потрібного номіналу, але розраховані на більшу робочу напругу? Їх також можна ставити в схеми при ремонті, але потрібно враховувати, що у конденсаторів, розрахованих на більшу робочу напругу, зазвичай і габарити більше.

Якщо у нас блок живлення запускається, то ми вимірюємо напругу на його вихідному розніманні або роз'ємах мультиметром. У більшості випадків при вимірюванні напруги блоків живлення ATX, досить вибрати межу DCV 20 вольт.

Існують два способи діагностики:

- Проведення вимірювань на "гарячу" у включеному пристрої

- Проведення вимірювань в знеструмленому пристрої

Що ж ми можемо поміряти і яким способом проводять ці вимірювання? Нас цікавить вимірювання напруги у вказаних точках блоку живлення, вимірювання опору між певними точками, звукове дзвінок на відсутність або наявність замикання, а також вимірювання сили струму. Давайте розберемо докладніше.

Вимірювання напруги.

Якщо ви ремонтуєте будь-який пристрій і маєте принципову схему на нього, на ній часто вказується, яка напруга повинна бути в контрольних точках на схемі. Зрозуміло, ви не обмежені тільки цими контрольними точками і можете поміряти різницю потенціалів або напругу в будь-якій точці блока живлення або будь-якого іншого пристрою, що ремонтується. Але для цього ви повинні вміти читати схеми та вміти їх аналізувати. Докладніше, як вимірювати напругу мультиметром, можна прочитати у цій статті.

Вимір опору.

Будь-яка частина схеми має якийсь опір. Якщо при вимірі опору на екрані мультиметра одиниця, це означає, що в нашому випадку опір вищий за межу вимірювання опору вибраний нами. Наведу приклад, наприклад, ми вимірюємо опір частини схеми, що складається умовно, з резистора відомого нам номіналу та дроселя. Як ми знаємо, дросель — це грубо кажучи, лише шматок дроту, що має невеликий опір, а номінал резистора нам відомий. На екрані мультиметра бачимо опір трохи більше, ніж номінал нашого резистора. Проаналізувавши схему, ми приходимо до висновку, що ці радіодеталі у нас робітники та з ними забезпечений на платі добрий контакт. Хоча спочатку, при нестачі досвіду, бажано продзвонювати всі деталі окремо. Також потрібно враховувати, що паралельно підключені радіодеталі впливають один на одного при вимірі опору. Згадайте паралельне підключення резисторів і все зрозумієте. Докладніше про вимір опору можна прочитати тут.

Звукове продзвонювання.

Якщо лунає звуковий сигнал, це означає, що опір між щупами, а відповідно і ділянкою ланцюга, підключених до її кінців, рано нулю, або близько до цього. З її допомогою ми можемо переконатися у наявності чи відсутності замикання на платі. Також можна знайти є контакт на схемі, чи ні, наприклад, у разі обриву доріжки або непропаю, або подібної несправності.

Вимірювання струму, що протікає в ланцюгу

При вимірюванні сили струму в ланцюзі потрібно втручання в конструкцію плати, наприклад шляхом відпаювання одного з висновків радіодеталі. Тому що, як ми пам'ятаємо, амперметр у нас підключається до розриву ланцюга. Як виміряти силу струму в ланцюзі, можна прочитати у цій статті.

Використовуючи ці чотири методи вимірювання за допомогою одного лише мультиметра, можна зробити діагностику дуже великої кількості несправностей у схемах практично будь-якого електронного пристрою.

Як кажуть, в електриці є дві основні несправності: контакт є там, де його не повинно бути, і немає контакту там, де він має бути. Що означає ця приказка на практиці? Наприклад, при згорянні будь-якої радіодеталі ми отримуємо коротке замикання, яке є аварійним для нашої схеми. Наприклад, це може бути пробою транзистора. У схемах може статися і урвище, при якому струм у нашому ланцюгу текти не може. Наприклад, розрив доріжки або контактів, якими тече струм. Також це може бути обрив дроту тощо. І тут опір стає, умовно кажучи, нескінченності.

Звичайно, є ще третій варіант: зміна параметрів радіодеталі. Наприклад, як у випадку з тим же електролітичним конденсатором, або підгоряння контактів вимикача, і, як наслідок, сильне зростання їх опору. Знаючи ці три варіанти поломок і вміючи проводити аналіз схем і друкованих плат, ви навчитеся легко ремонтувати свої електронні пристрої. Докладніше про ремонт радіоелектронних пристроїв можна прочитати у статті «Основи ремонту».

Ви, як і більшість користувачів персональних комп'ютерів, напевно стикалися з різними проблемами, пов'язаними з виходом з ладу будь-яких життєво важливих компонентів конфігурації. Саме до таких деталей безпосередньо відноситься блок живлення ПК, що має властивість ламатися при недостатньо високому рівні догляду з боку господаря.

У рамках цієї статті ми розглянемо всі актуальні на сьогоднішній день методи перевірки елементів електроживлення ПК на працездатність. Більш того, ми також частково торкнемося аналогічної проблеми, що зустрічається у користувачів ноутбуків.

Як ми сказано вище, БП комп'ютера, незалежно від інших компонентів складання, є важливою деталлю. Внаслідок цього поломка цієї складової може призвести до повного виведення з ладу всього системного блоку, через що діагностика істотно не може.

Якщо ваш ПК не вмикається, можливо, винен зовсім не БП – пам'ятайте про це!

Вся складність діагностики такого роду компонентів у тому, що відсутність живлення у ПК може бути викликано як БП, а й іншими складовими. Особливо це стосується центрального процесора, поломки якого проявляються у величезній різноманітності наслідків.

Як би там не було, діагностувати проблеми в роботі пристрою електроживлення значно простіше, ніж при несправностях інших елементів. Зумовлено такий висновок тим, що компонент, що розглядається, є єдиним можливим джерелом енергії в комп'ютері.

Спосіб 1: Перевірка джерела живлення

Якщо ви в будь-який момент експлуатації вашого ПК виявили його в неробочому стані, потрібно відразу перевірити наявність електроенергії. Переконайтеся, що мережа повністю справна та відповідає вимогам блока живлення.

Іноді можуть виникати перепади електроенергії, проте наслідки обмежуються самостійним вимкненням ПК.

Не буде зайвим перевіряти ще раз шнур підключення БП до мережі на предмет видимих пошкоджень. Оптимальним методом перевірки буде спроба підключення проводу живлення до іншого повністю робочого ПК.

У разі використання ноутбука дії, за винятком наявності проблем з електроенергією, повністю аналогічні описаному вище. Єдиною відмінністю тут є те, що у разі несправностей з кабелем переносного комп'ютера його заміна обійдеться набагато дорожче, ніж при проблемах повноцінного ПК.

Важливо ретельно оглянути та перевірити джерело живлення, будь то розетка або мережевий фільтр. Всі наступні розділи статті будуть націлені безпосередньо на блок живлення, так що дуже важливо заздалегідь вирішити всі проблеми з електроенергією.

Спосіб 2: Використання перемички

Даний метод ідеально підійде для початкового тестування БП щодо його працездатності. Однак варто заздалегідь зробити застереження на те, що якщо ви ніколи раніше не втручалися в роботу електроприладів і не до кінця розумієте принцип роботи ПК, найкращим виходом буде звернення до технічних фахівців.

При виникненні будь-яких ускладнень ви можете наразити своє життя і стан БП серйозної небезпеки!

Вся суть цього розділу статті полягає у використанні вручну зробленої перемички для подальшого замикання контактів блоку живлення. Тут же важливо звернути увагу, що метод користується широкою популярністю серед користувачів і це, у свою чергу, може сильно допомогти у виникненні якихось невідповідностей з інструкцією.

Перш ніж переходити безпосередньо до опису способу, вам потрібно заздалегідь розібрати комп'ютер.

Ви можете дізнатися трохи більше про відключення БП із спеціальної статті.

Розібравшись із вступом, можна переходити до діагностики шляхом використання перемички. І відразу відразу слід зазначити, що насправді цей спосіб нами був вже раніше описаний, оскільки був створений насамперед для можливості запуску БП без використання материнської плати.

Ознайомившись із наведеною нами методикою запуску БП, після подачі електроенергії вам слід приділити увагу вентилятору. Якщо основний кулер пристрою не подає ознак життя, можна сміливо робити висновок про непрацездатність.

Зламаний блок живлення найкраще замінити або віддати на ремонт в сервісний центр.

Якщо після запуску кулер працює справно, а сам БП видає характерні звуки, можна сказати з великою ймовірністю, що пристрій знаходиться в робочому стані. Однак навіть за таких обставин гарантія перевірки далека від ідеальної і тому рекомендуємо зробити більш поглиблений аналіз.

Спосіб 3: Використання мультиметра

Як видно безпосередньо з назви методу, полягає спосіб використання спеціального інженерного приладу "Мультиметра". Вам насамперед знадобиться подібний вимірник, а також вивчити основи його використання.

Зазвичай серед досвідчених користувачів мультиметр називається тестер.

Зверніться до попереднього способу, виконавши всі вимоги щодо тестування. Після цього, переконавшись у працездатності та зберігаючи відкритий доступ до головного кабелю блока живлення, можна переходити до активних дій.

Спочатку потрібно з'ясувати, який саме різновиди кабель використовується у вашому комп'ютері. Усього їх існує два види:

20-пінний;
24-пінний.

Виконати обчислення можна завдяки прочитанню технічної специфікації блока живлення або підрахувавши кількість контактів основного роз'єму вручну.

Залежно від різновиду дроту, рекомендовані дії дещо змінюються.

Підготуйте невеликий, але досить надійний провід, який буде потрібний для замикання певних контактів.

Якщо вами використовується 20-пінний конектор БП, слід замкнути 14 і 15 контакти між собою за допомогою кабелю.

Коли блок живлення оснащений 24-пінним роз'ємом, потрібно замкнути 16 і 17 контакти, також використовуючи раніше підготовлений шматочок дроту.

Виконавши все точно за інструкцією, підключіть БП до електромережі.

При цьому простежте, щоб на момент підключення блока живлення до мережі, з проводом, а точніше його неізольованими кінцями, нічого не перетиналося.

Не забувайте використати захист для рук!

Як і в ранньому методі, після подачі електроенергії БП може не запуститися, що вказує на несправності. Якщо ж кулер все ж таки заробив, можна приступати до більш детальної діагностики шляхом використання тестера.

Всі наведені значення є округленням справжніх показників, так як незначні відмінності все ж таки можуть бути зважаючи на ті чи інші обставини.

Завершивши виконання наших розпоряджень, переконайтеся, що отримані дані відповідають нормативу рівня напруги. Якщо ви помітили досить вагомі відмінності, блок живлення можна вважати частково несправним.

Рівень напруги, що подається до материнки є незалежним від моделі БП.

Так як сам по собі БП є досить складним компонентом персонального комп'ютера, для ремонту найкраще звернутися до фахівців. Особливо це стосується користувачів, які погано знайомі з роботою електричних пристроїв.

Крім сказаного, мультиметр цілком може стати в нагоді в процесі перевірки мережного адаптера ноутбука. І хоча поломки цього різновиду БП є рідкістю, всі вами можуть бути виявлені проблеми, зокрема при експлуатації ноутбука в досить жорстких умовах.

Модель ноутбука на рівень електроенергії, що подається абсолютно ніяк не впливає.

У разі відсутності зазначених показників вам необхідно ще раз уважно вивчити мережевий кабель, як було нами сказано в першому методі. За відсутності видимих дефектів може допомогти тільки повна заміна адаптера.

Спосіб 4: Використання тестера блоку живлення

У цьому випадку вам для аналізу знадобиться спеціальний прилад для тестування БП. Завдяки такому пристрої можна підключити контакти компонентів ПК і отримати результати.

Вартість такого тестера, як правило, дещо нижча, ніж у повноцінного мультиметра.

Зверніть увагу на те, що саме пристрій може істотно відрізнятися від наведеного нами. І хоча тестери блоків живлення бувають різних моделей, що відрізняються зовні, принцип роботи завжди однаковий.

Прочитайте специфікацію використовуваного вами вимірювача, щоб уникнути труднощів.

До 24-пінного гнізда на корпусі підключіть відповідний провід від БП.

Залежно від особистих переваг, підключіть інші контакти до спеціальних роз'ємів на корпусі.

Рекомендується обов'язково задіяти Molex-конектор.

Бажано додати напругу від жорсткого диска, використовуючи інтерфейс SATA II.

Скористайтесь кнопкою живлення вимірювального приладу для зняття показників роботи БП.

Можливо, кнопку потрібно ненадовго затиснути.

На екрані пристрою будуть представлені підсумкові результати.

Основними з показників є лише три:

+5V - від 4.75 до 5.25 В;
+12V - від 11.4 до 12.6 В;
+3.3V – від 3.14 до 3.47 ст.

Якщо ваші підсумкові вимірювання нижче або вище норми, як і було сказано раніше, блок живлення вимагає негайного ремонту або заміни.

Спосіб 5: Використання системних засобів

У тому числі випадків, коли БП все ще перебуває в робочому стані і дозволяє без особливих труднощів запускати ПК, можна діагностувати несправності системними засобами. При цьому зауважте, що перевірка є обов'язковою лише тоді, коли в поведінці комп'ютера помітні явні проблеми, наприклад, мимовільне увімкнення або вимкнення.

У пропонованій вашій увазі статті дається опис використовуваної нами методики тестування блоків живлення – до цього моменту окремі частини цього опису були розсіяні за різними статтями з тестами блоків живлення, що не надто зручно для бажаючих швидко ознайомитися з методикою її стану на сьогоднішній день.

Даний матеріал оновлюється в міру розвитку та вдосконалення методики, тому деякі відображені в ньому методи можуть не використовуватися в наших старих статтях із тестами блоків живлення – це означає лише те, що метод був розроблений після публікації відповідної статті. Список внесених до статті змін Ви знайдете в кінці.

Статтю можна досить чітко розділити на три частини: у першій ми коротко перерахуємо параметри блоку, що перевіряються, і умови цих перевірок, а також пояснимо технічний зміст даних параметрів. У другій частині ми згадаємо ряд термінів, які часто використовуються виробниками блоків у маркетингових цілях, і дамо їх пояснення. Третя частина буде цікава для охочих детальніше ознайомитися з технічними особливостями побудови та функціонування нашого стенду для тестування блоків живлення.

Направляючим та керівним документом при розробці описаної нижче методики для нас служив стандарт , з останньою версією якого можна ознайомитись на сайті FormFactors.org . Зараз він увійшов як складова частина до більш загального документа під назвою Power Supply Design Guide для Desktop Platform Form Factors, В якому описані блоки не тільки ATX, але і інших форматів (CFX, TFX, SFX і так далі). Незважаючи на те, що формально PSDG не є обов'язковим для виконання для всіх виробників блоків живлення стандартом, ми a priori вважаємо, що якщо для комп'ютерного блоку живлення явно не вказано інше (тобто це блок, що знаходиться у звичайному роздрібному продажу та призначений для загального використання) , а не якісь конкретні моделі комп'ютерів конкретного виробника), він повинен відповідати вимогам PSDG.

Ознайомитись з результатами тестів конкретних моделей блоків живлення можна за нашим каталогом: " Каталог протестованих блоків живлення".

Візуальний огляд блока живлення

Зрозуміло, перший етап тестування візуальний огляд блоку. Крім естетичного задоволення (або, навпаки, розчарування), він дає нам і низку цілком цікавих показників якості виробу.

По-перше, ясна річ, це якість виготовлення корпусу. Товщина металу, жорсткість, особливості збирання (наприклад, корпус може бути виконаний з тонкої сталі, але скріплений сімома-вісьма болтами замість звичайних чотирьох), якість фарбування блоку.

По-друге, якість внутрішнього монтажу. Всі блоки живлення, що проходять через нашу лабораторію, обов'язково розкриваються, вивчаються всередині і фотографуються. Ми не загострюємо уваги на дрібних деталях і не перераховуємо всі знайдені в блоці деталі разом з їх номіналами – це, звичайно, додало б статтям наукоподібності, але на практиці здебільшого безглуздо. Тим не менш, якщо блок виконаний за якоюсь загалом щодо нестандартної схеми, ми намагаємося в загальних рисах описати її, а також пояснити причини, з яких конструктори блоку могли вибрати саме таку схему. І, зрозуміло, якщо ми помічаємо якісь серйозні огріхи як виготовлення – наприклад, неакуратне паяння – ми обов'язково їх згадуємо.

По-третє, паспортні параметри блоку. У випадку, скажімо так, недорогих виробів вже по них часто можна зробити деякі висновки про якість – наприклад, якщо загальна вказана на етикетці потужність блоку виявляється явно більшою за суму творів зазначених там же струмів і напруг.

Також, зрозуміло, ми перераховуємо шлейфи і роз'єми, що є на блоці, і вказуємо їх довжину. Останню ми записуємо як суми, у якій перше число дорівнює відстані від блоку живлення до першого роз'єму, друге – відстані між першим і другим роз'ємами, тощо. Для показаного на малюнку вище шлейфу запис буде виглядати так: "знімний шлейф із трьома роз'ємами живлення SATA-вінчестерів, довжиною 60+15+15 см".

Робота на повній потужності

Найінтуїтивніше зрозуміла і тому найпопулярніша серед користувачів характеристика – повна потужність блоку живлення. На етикетці блоку вказується так звана довготривала потужність, тобто така, з якою блок може працювати необмежений час. Іноді поруч вказується пікова потужність - як правило, з нею блок може працювати не більше хвилини. Деякі не надто сумлінні виробники вказують або тільки пікову потужність, або довгострокову, але лише при кімнатній температурі - відповідно, при роботі всередині реального комп'ютера, де температура повітря вище кімнатної, допустима потужність такого блоку живлення виявляється нижче. Згідно з рекомендаціями ATX 12V Power Supply Design Guide, основного документа у питаннях роботи комп'ютерних блоків живлення, блок повинен працювати із зазначеною на ньому потужністю навантаження при температурі повітря до 50 °C – і деякі виробники згадують цю температуру у явному вигляді, щоб уникнути різночитань.

У наших тестах, втім, перевірка роботи блоку на повній потужності відбувається у пом'якшених умовах – за кімнатної температури близько 22...25 °C. З максимальним допустимим навантаженням блок працює не менше півгодини, якщо за цей час з ним не сталося жодних подій – перевірка вважається успішно пройденою.

На даний момент наша установка дозволяє повністю завантажувати блоки потужністю до 1350 Вт.

Крос-навантажувальні характеристики

Незважаючи на те, що комп'ютерний блок живлення є джерелом декількох різних напруг одночасно, основні з яких +12, +5, +3,3 В, в більшості моделей на перші дві напруги стоїть загальний стабілізатор. У своїй роботі він орієнтується на середнє арифметичне між двома контрольованими напругами - така схема називається "групова стабілізація".

Як мінуси, і плюси такої конструкції очевидні: з одного боку, зниження собівартості, з іншого – залежність напруг друг від друга. Скажімо, якщо ми збільшуємо навантаження на шину +12 В, відповідна напруга просідає і стабілізатор блоку намагається його "витягнути" на колишній рівень – але оскільки він одночасно стабілізує і +5 В, підвищуються обидванапруги. Стабілізатор вважає ситуацію виправленою, коли середнє відхилення обох напруг від номіналу дорівнює нулю - але в даній ситуації це означає, що напруга +12 В виявиться трохи нижче від номіналу, а +5 В - трохи вище; якщо ми ще піднімемо перше, то відразу збільшиться і друге, якщо опустимо друге - знизиться і перше.

Зрозуміло, розробники блоків застосовують деякі зусилля для згладжування цієї проблеми - оцінити їх ефективність найпростіше за допомогою так званих графіків крос-навантажувальних характеристик (скорочено КНХ).

Приклад графіка КНГ

По горизонтальній осі графіка відкладається навантаження на шину +12 В блоку, що тестується (якщо у нього кілька ліній з цією напругою – сумарне навантаження на них), а по вертикальній – сумарне навантаження на шини +5 В і +3,3 В. Відповідно, кожна точка графіка відповідає деякому балансу навантаження блоку між цими шинами. Для більшої наочності ми не просто зображуємо на графіках КНХ зону, в якій вихідні навантаження блоку не виходять за допустимі межі, а ще позначаємо різними кольорами їх відхилення від номіналу – від зеленого (відхилення менше 1 %) до червоного (відхилення від 4 до 5). %). Відхилення понад 5% вважається неприпустимим.

Скажімо, на наведеному вище графіку ми бачимо, що напруга +12 В (він побудований саме для нього) у блоку, що тестується, тримається непогано, значна частина графіка залита зеленим кольором – і лише при сильному дисбалансі навантажень у бік шин +5 В і +3, 3 Воно йде в червоний колір.

Крім того, ліворуч, знизу і праворуч графік обмежений мінімальним і максимальним допустимим навантаженням блоку – а ось нерівний верхній край зобов'язаний своїм походженням напругам, що вийшли за 5-відсоткову межу. Відповідно до стандарту, у цій галузі навантажень блок живлення використовуватись за призначенням вже не може.

Область типових навантажень на графіку КНХ

Звичайно, велике значення має і те, в якій області графіка напруга сильніше відхиляється від номіналу. На картинці вище штрихуванням зафарбована область енергоспоживання, типова для сучасних комп'ютерів – всі найбільш потужні компоненти (відеокарти, процесори...) нині живляться від шини +12 В, тому навантаження на неї може бути дуже велике. А ось на шинах +5 і +3,3 В, по суті, залишилися тільки жорсткі диски та компоненти материнської плати, так що споживання по них дуже рідко перевищує кілька десятків ват навіть у дуже потужних за сучасними мірками комп'ютерах.

Якщо порівняти наведені вище графіки двох блоків, то добре видно, що перший з них йде в червоний колір в області, несуттєвій для сучасних комп'ютерів, а ось другий, на жаль, навпаки. Тому, хоча в цілому по всьому діапазону навантажень обидва блоки показали схожий результат, на практиці перший буде кращим.

Так як ми в ході тесту контролюємо всі три основні шини блоку живлення - +12 В, +5 В і +3,3 В - то КНХ у статтях подаються у вигляді анімованого трикадрового зображення, кожен з кадрів якого відповідає відхилення напруги на одній із згаданих шин.

Останнім часом також все більшого поширення набувають блоки живлення з незалежною стабілізацією вихідних напруг, в яких класична схема доповнена додатковими стабілізаторами за так званою схемою з серцем, що насичується. Такі блоки демонструють істотно меншу кореляцію між вихідними напругами – як правило, графіки КНХ для них рясніють зеленим кольором.

Швидкість обертання вентилятора та приріст температури

Ефективність системи охолодження блоку можна розглядати з двох позицій – з точки зору шумності та з точки зору нагрівання. Очевидно, що досягти хороших показників за обома цими пунктами дуже проблематично: хороше охолодження можна отримати, встановивши потужніший вентилятор, але тоді ми програємо в шумності – і навпаки.

Для оцінки ефективності охолодження блоку ми крок за кроком змінюємо його навантаження від 50 Вт до максимально допустимого, на кожному етапі даючи блоку 20...30 хвилин на прогрів – за цей час його температура виходить на постійний рівень. Після прогріву за допомогою оптичного тахометра Velleman DTO2234 вимірюється швидкість обертання вентилятора блоку, а за допомогою двоканального цифрового термометра Fluke 54 II – різниця температур між холодним повітрям, що входить до блоку, і підігрітим з нього.
Зрозуміло, в ідеалі обидва числа мають бути мінімальними. Якщо великі і температура, і швидкість вентилятора, це говорить нам про непродуману систему охолодження.

Зрозуміло, всі сучасні блоки мають регулювання швидкості обертання вентилятора - проте на практиці може сильно варіюватися як початкова швидкість (тобто швидкість при мінімальному навантаженні; вона дуже важлива, оскільки визначає шумність блоку в моменти, коли комп'ютер нічим не завантажений - і значить, вентилятори відеокарти та процесора обертаються на мінімальних оборотах), так і графік залежності швидкості від навантаження. Скажімо, в блоках живлення нижньої цінової категорії для регулювання швидкості вентилятора часто використовується один-єдиний терморезистор без будь-яких додаткових схем - при цьому обороти можуть змінюватися всього на 10 ... 15%, що і регулюванням назвати навіть важко.

Багато виробників блоків живлення вказують для них або шумність в децибелах, або швидкість вентилятора в обертах за хвилину. І те, й інше часто супроводжується хитрою маркетинговою хитрощами - вимірюються шумність і оберти при температурі 18 °C. Отримана цифра зазвичай дуже гарна (наприклад, шумність 16 дБА), але не несе в собі ніякого сенсу - в реальному комп'ютері температура повітря буде на 10 ... 15 ° C вище. Ще одним зустрічним нам прийомом було вказівку для блоку з двома різнотипними вентиляторами характеристик тільки повільнішого з них.

Пульсації вихідної напруги

Принцип дії імпульсного блоку живлення - а всі комп'ютерні блоки є імпульсними - заснований на роботі знижуючого силового трансформатора на частоті, значно більшої частоти змінного струму в мережі живлення, що дозволяє багато разів скоротити габарити цього трансформатора.

Змінна напруга мережі (з частотою 50 або 60 Гц, залежно від країни) на вході блоку випрямляється і згладжується, після чого надходить на транзисторний ключ, що перетворює постійну напругу назад на змінну, але вже з частотою на три порядки вище - від 60 до 120 кГц, залежно від моделі блоку живлення. Ця напруга і надходить на високочастотний трансформатор, що знижує його до потрібних нам значень (12, 5, ...), після чого знову випрямляється і згладжується. В ідеалі вихідна напруга блоку має бути строго постійною – але в реальності, звичайно, повністю згладити змінний високочастотний струм неможливо. Стандарт вимагає, щоб розмах (відстань від мінімуму до максимуму) залишкових пульсацій вихідних напруг блоків живлення при максимальному навантаженні не перевищував 50 мВ для шин +5 і +3,3 і 120 мВ для шини +12 В.

В ході тестування блоку ми знімаємо осцилограми його основних вихідних напруг при максимальному навантаженні за допомогою двоканального осцилографа Velleman PCSU1000 та представляємо їх у вигляді загального графіка:

Верхня лінія на ньому відповідає шині +5 В, середня – +12 В, нижня – +3,3 В. На малюнку вище для зручності праворуч наочно проставлені гранично допустимі значення пульсацій: як ви бачите, в даному блоці живлення шина +12 В укладається в них легко, шина +5 В – важко, а шина +3,3 В – не укладається взагалі. Високі вузькі піки на осцилограмі останньої напруги говорять нам про те, що блок не справляється з фільтрацією найбільш високочастотних перешкод – як правило, це є наслідком використання недостатньо хороших електролітичних конденсаторів, ефективність роботи яких сильно знижується зі зростанням частоти.

Насправді вихід розмаху пульсацій блоку живлення за допустимі межі може негативно проводити стабільність роботи комп'ютера, і навіть давати наведення на звукові карти тощо.

Коефіцієнт корисної дії

Якщо вище ми розглядали тільки вихідні параметри блоку живлення, то при вимірюванні ККД вже враховуються його вхідні параметри - який відсоток потужності, що отримується з мережі живлення, блок перетворює на потужність, що віддається їм в навантаження. Різниця, зрозуміло, йде на марне нагрівання самого блоку.

Поточна версія стандарту ATX12V 2.2 накладає обмеження на ККД блоку знизу: мінімум 72% при номінальному навантаженні, 70% при максимальному та 65% при легкому навантаженні. Крім цього, є цифри, що рекомендуються стандартом (ККД 80 % при номінальному навантаженні), а також добровільна програма сертифікації "80+Plus", згідно з якою блок живлення повинен мати ККД не нижче 80 % при будь-якому навантаженні від 20 % до максимально допустимого. Такі ж вимоги, як і "80+Plus", містяться в новій програмі сертифікації Energy Star версії 4.0.

На практиці ККД блоку живлення залежить від напруги мережі: що воно вище, тим краще ККД; різниця в ККД між мережами 110 і 220 становить близько 2 %. Крім того, різниця в ККД між різними екземплярами блоків однієї моделі через розкид параметрів компонентів також може становити 1...2 %.

В ході наших тестів ми невеликими кроками змінюємо навантаження на блок від 50 Вт до максимально можливого і на кожному кроці після невеликого прогріву вимірюємо потужність, що споживається блоком від мережі - відношення потужності навантаження до потужності, що споживається від мережі, і дає нам ККД. В результаті виходить графік залежності ККД від навантаження на блок.

Як правило, у імпульсних блоків живлення ККД швидко росте в міру збільшення навантаження, досягає максимуму і потім повільно знижується. Така нелінійність дає цікавий наслідок: з погляду ККД, як правило, трохи вигідніше купувати блок, паспортна потужність якого адекватна потужності навантаження. Якщо взяти блок з великим запасом потужності, то маленьке навантаження потрапить на ньому в область графіка, де ККД ще не максимальний (наприклад, 200-ватне навантаження на показаному вище графіку 730-ватного блоку).

коефіцієнт потужності

Як відомо, у мережі змінного струму можна розглядати два види потужності: активну та реактивну. Реактивна потужність виникає у двох випадках - або якщо струм навантаження по фазі не збігається з напругою мережі (тобто навантаження має індуктивний або ємнісний характер), або якщо навантаження є нелінійним. Комп'ютерний блок живлення є яскраво виражений другий випадок – якщо не вживати будь-яких додаткових заходів, він споживає струм від мережі короткими високими імпульсами, що збігаються з максимумами напруги.

Власне ж проблема полягає в тому, що, якщо активна потужність цілком перетворюється в блоці в роботу (під якою ми в даному випадку розуміємо як енергію, що віддається блоком у навантаження, так і його власний нагрівання), то реактивна їм насправді не споживається взагалі – вона повністю повертається назад у мережу. Так би мовити, просто гуляє туди-сюди між електростанцією та блоком. А ось проводи, що з'єднують їх, вона при цьому нагріває нітрохи не гірше, ніж потужність активна... Тому від реактивної потужності намагаються в міру можливості позбутися.

Схема, відома під назвою "активний PFC" є найбільш ефективним засобом придушення реактивної потужності. За своєю суттю, це імпульсний перетворювач, який сконструйований так, що миттєвий струм, що споживається, у нього прямо пропорційний миттєвому напрузі в мережі - інакше кажучи, він спеціально зроблений лінійним, а тому споживає тільки активну потужність. З виходу A-PFC напруга подається вже власне на імпульсний перетворювач блоку живлення, той самий, який раніше створював реактивне навантаження своєю нелінійністю – але, оскільки тепер це постійна напруга, то лінійність другого перетворювача ролі більше не грає; він надійно відокремлений від мережі живлення і вплинути на неї більше не може.

Для оцінки відносної величини реактивної потужності застосовують таке поняття, як коефіцієнт потужності – це відношення активної потужності до суми активної та реактивної потужностей (цю суму часто називають повною потужністю). У звичайному блоці живлення він становить близько 0,65, а блоці живлення з A-PFC – близько 0,97...0,99, тобто використання A-PFC зводить реактивну потужність майже нуля.

Користувачі і навіть автори оглядів часто плутають коефіцієнт потужності з коефіцієнтом корисної дії – незважаючи на те, що обидва описують ефективність блоку живлення, це дуже груба помилка. Різниця в тому, що коефіцієнт потужності визначає ефективність використання блоком живлення мережі змінного струму - який відсоток проходить через неї потужності блок використовує для своєї роботи, а ККД - вже ефективність перетворення спожитої від мережі потужності в потужність, що віддається в навантаження. Один з одним вони не пов'язані взагалі ніяк, тому що, як було написано вище, реактивна потужність, що визначає величину коефіцієнта потужності, в блоці просто ні в що не перетворюється, з нею не можна пов'язати поняття "ефективність перетворення", отже, вона ніяк не впливає на ККД.

Взагалі кажучи, A-PFC вигідний не користувачеві, а енергетичним компаніям, оскільки він знижує навантаження на енергосистему, що створюється блоком живлення комп'ютера, більш ніж на третину – а коли комп'ютер стоїть на кожному робочому столі, це виливається у помітні цифри. У той же час для звичайного домашнього користувача немає ніякої різниці, є в складі його блоку живлення A-PFC чи ні, навіть з точки зору оплати електроенергії – принаймні поки що побутові електролічильники враховують лише активну потужність. Проте заяви виробників про те, як A-PFC допомагає вашому комп'ютеру – не більше ніж звичайний маркетинговий шум.

Одним з побічних плюсів A-PFC є те, що його можна легко спроектувати для роботи в повному діапазоні напруги від 90 до 260 В, зробивши таким чином універсальний блок живлення, що працює в будь-якій мережі без ручного перемикання напруги. Більше того, якщо блоки з перемикачами напруги мережі можуть працювати у двох діапазонах – 90...130 В та 180...260 В, але при цьому їх не можна запустити в діапазоні від 130 до 180 В, то блок з A-PFC покриває всі ці напруги цілком. В результаті, якщо ви з якихось причин змушені працювати в умовах нестабільного електроживлення, що часто просідає нижче 180 В, то блок з A-PFC дозволить або взагалі обійтися без ДБЖ, або значно збільшити термін служби акумулятора.

Втім, сам по собі A-PFC ще не гарантує роботу в повному діапазоні напруги – він може бути розрахований тільки на діапазон 180...260 В. Це іноді зустрічається в блоках, призначених для Європи, оскільки відмова від повнодіапазонного A-PFC дозволяє трохи зменшити його собівартість.

Крім активних PFC, блоки також зустрічаються і пасивні. Вони є найпростішим способом корекції коефіцієнта потужності – це лише великий дросель, включений послідовно з блоком живлення. За рахунок власної індуктивності він трохи згладжує імпульси струму, споживані блоком, тим самим знижуючи ступінь нелінійності. Ефект від P-PFC дуже невеликий - коефіцієнт потужності збільшується з 0,65 до 0,7 ... 0,75, зате, якщо установка A-PFC вимагає серйозної переробки високовольтних ланцюгів блоку, то P-PFC може бути доданий у будь-який існуючий блок живлення.

У наших тестах ми визначаємо коефіцієнт потужності блоку за тією ж схемою, що і ККД – поступово збільшуючи потужність навантаження від 50 Вт до максимально допустимої. Отримані дані надаються на тому ж графіку, що і ККД.

Робота в парі з ДБЖ

На жаль, описані вище A-PFC має не тільки переваги, але й один недолік – деякі його реалізації не можуть нормально працювати із блоками безперебійного живлення. У момент переходу ДБЖ на батареї такі A-PFC стрибком збільшують своє споживання, внаслідок чого ДБЖ спрацьовує захист від перевантаження і він просто відключається.

Для оцінки адекватності реалізації A-PFC у кожному конкретному блоці ми підключаємо його до ДБЖ APC SmartUPS SC 620VA та перевіряємо їх роботу у двох режимах – спочатку при живленні від мережі, а потім при переході на батареї. В обох випадках потужність навантаження на блок поступово збільшується до того моменту, поки на ДБЖ не ввімкнеться індикатор навантаження.

Якщо цей блок живлення сумісний з ДБЖ, то допустима потужність навантаження на блок при живленні від мережі зазвичай становить 340...380 Вт, а при переході на батареї трохи менше, близько 320...340 Вт. При цьому, якщо в момент переходу на батареї потужність була вищою, ДБЖ включає індикатор перевантаження, але не вимикається.

Якщо ж блок має зазначену вище проблему, то максимальна потужність, при якій ДБЖ погоджується з ним працювати на батареях, падає помітно нижче 300 Вт, а при її перевищенні ДБЖ повністю вимикається або прямо в момент переходу на батареї, або через п'ять-десять секунд. . Якщо ви плануєте придбати ДБЖ, такий блок краще не купувати.

На щастя, останнім часом блоків, несумісних з ДБЖ, залишається все менше. Скажімо, якщо такі проблеми мали блоки серій PLN/PFN компанії FSP Group, то вже в наступних серіях GLN/HLN вони були повністю виправлені.

Якщо ви вже є власником блоку, нездатного нормально працювати з ДБЖ, то виходів два (крім доопрацювання самого блоку, навіщо потрібно хороше знання електроніки) – змінювати або блок, або ДБЖ. Перше, як правило, дешевше, оскільки ДБЖ потрібно купувати як мінімум з дуже великим запасом за потужністю, а то й зовсім - online-типу, що недешево і в домашніх умовах нічим не виправдано.

Маркетинговий шум

Крім технічних характеристик, які можна і потрібно перевіряти в ході тестів, виробники часто люблять постачати блоки живлення масою гарних написів, що оповідають про використані в них технології. При цьому їхній сенс іноді спотворений, іноді тривіальний, іноді ці технології взагалі відносяться лише до особливостей внутрішньої схемотехніки блоку і не впливають на його "зовнішні" параметри, а використовуються з міркувань технологічності чи собівартості. Інакше кажучи, найчастіше красиві ярлики є звичайним маркетинговим шумом, причому – білим, що не містить у собі жодної цінної інформації. Більшість з таких заяв не має великого сенсу перевіряти експериментально, проте нижче ми намагатимемося перерахувати основні, які найчастіше зустрічаються, щоб наші читачі могли більш ясно уявляти, з чим мають справу. Якщо ви вважаєте, що ми пропустили якийсь із характерних пунктів – не соромтеся сказати нам про це, ми обов'язково доповнимо статтю.

Dual +12V output circuits

У старі-старі часи блоки живлення мали по одній шині на кожну з вихідних напруг - +5, +12, +3,3 і пару негативних напруг, а максимальна потужність кожної з шин не перевищувала 150 ... 200 Вт, і лише деяких особливо потужних серверних блоках навантаження на п'ятивольтову шину могла досягати 50 А, тобто 250 Вт. Проте згодом ситуація змінювалася – загальна споживана комп'ютерами потужність все зростала, та її розподіл між шинами зрушувалося убік +12 У.

У стандарті ATX12V 1.3 рекомендований струм шини +12 В досяг 18 А... і тут і почалися проблеми. Ні, не з підвищенням струму, з цим жодних особливих проблем не було, а з безпекою. Справа в тому, що, згідно стандарту EN-60950, максимальна потужність на вільно доступних користувачеві роз'ємах не повинна перевищувати 240 ВА - вважається, що великі потужності у разі замикань або відмови обладнання вже з великою ймовірністю можуть призводити до різних неприємних наслідків, наприклад, до спалаху. На 12-вольтовій шині така потужність досягається при струмі 20 А, при цьому вихідні роз'єми блоку живлення, очевидно, вважаються вільно доступними для користувача.

В результаті, коли потрібно ще більше збільшити допустимий струм навантаження на +12 В, розробниками стандарту ATX12V (тобто компанією Intel) було вирішено розділити цю шину на кілька зі струмом по 18 А кожна (різниця в 2 А закладалася як невеликий запас). Виключно з вимог безпеки, жодних інших причин у цього рішення немає. Негайним наслідком цього є те, що блоку живлення насправді зовсім не потрібно мати більше однієї шини +12 В – йому лише потрібно, щоб при спробі навантажити будь-який його 12-вольтовий роз'єм струмом більше 18 А спрацьовував захист. І все. Найпростіший спосіб реалізації цього полягає в установці всередині блоку живлення кількох шунтів, до кожного з яких підключено свою групу роз'ємів. Якщо струм через один із шунтів перевищує 18 А – спрацьовує захист. В результаті, з одного боку, на жодному з роз'ємів окремо потужність не може перевищити 18 А * 12 В = 216 ВА, з іншого боку, сумарна потужність, що знімається з різних роз'ємів, може бути і більше цієї цифри. І вовки ситі, і вівці цілі.

Тому – насправді – блоків живлення із двома, трьома чи чотирма шинами +12 В у природі практично не зустрічається. Просто тому, що це не треба - навіщо городити всередині блоку, де і так дуже тісно, купу додаткових деталей, коли можна обійтися парою-трійкою шунтів та простенькою мікросхемою, яка контролюватиме напругу на них (а оскільки опір шунтів нам відомий, то з напруги негайно і однозначно випливає величина струму, що протікає через шунт)?

Однак маркетингові відділи виробників блоків живлення не могли пройти повз такий подарунок - і ось вже на коробках блоків живлення красуються вислови про те, як дві лінії +12 В допомагають збільшити потужність і стабільність. А якщо ліній три...

Але добре, якби цим справа обмежилася. Останнє віяння моди - це блоки живлення, в яких поділ ліній як би є, а ні. Як це? Дуже просто: як тільки струм на одній з ліній досягає заповітних 18 А, захист від перевантаження відключається. В результаті, з одного боку, і сакральний напис "Triple 12V Rails for unprecedented power and stability" з коробки нікуди не зникає, а з іншого, можна ще поряд таким же шрифтом додати якусь нісенітницю про те, що при необхідності всі три лінії в одну об'єднуються. Нісенітниця - тому що, як сказано вище, вони ніколи і не роз'єднувалися. Збагнути ж усю глибину "нової технології" з технічної точки зору взагалі рішуче неможливо: по суті, відсутність однієї технології нам намагаються піднести як наявність іншої.

З відомих нам випадків поки що на ниві просування в маси "захисту, що самовідключається" відзначилися компанії Topower і Seasonic, а також, відповідно, бренди, що продають їх блоки під своєю маркою.

Short circuit protection (SCP)

Захист від короткого замикання блоку. Є обов'язковою згідно з документом ATX12V Power Supply Design Guide– отже, присутній у всіх блоках, які претендують на відповідність стандарту. Навіть у тих, де на коробці немає напису "SCP".

Overpower (overload) protection (OPP)

Захист від перевантаження блоку за сумарною потужністю по всіх виходах. Є обов'язковою.

Overcurrent protection (OCP)

Захист від перевантаження (але ще короткого замикання) будь-якого з виходів блоку окремо. Є на багатьох, але не на всіх блоках – і не для всіх виходів. Обов'язковою не є.

Overemperature protection (OTP)

Захист від перегріву блоку. Зустрічається не так часто і обов'язковою не є.

Overvoltage protection (OVP)

Захист від перевищення вихідної напруги. Є обов'язковою, але, по суті, розрахована на випадок серйозної несправності блоку – захист спрацьовує лише за 20...25 % перевищення будь-якої вихідної напруги над номіналом. Інакше кажучи, якщо Ваш блок видає 13 В замість 12 В - його бажано якнайшвидше замінити, але його захист при цьому спрацьовувати не зобов'язана, тому що розрахована на більш критичні ситуації, що загрожують негайним виходом підключеного до блоку обладнання з ладу.

Undervoltage protection (UVP)

Захист від заниження вихідної напруги. Зрозуміло, занадто низька напруга, на відміну від надто високого, до фатальних наслідків для комп'ютера не призводить, але може спричинити збої, скажімо, у роботі жорсткого диска. Знову ж таки, захист спрацьовує при просіданні напруги на 20...25 %.

Nylon sleeve

М'які плетені нейлонові трубочки, в які прибрані вихідні дроти блоку живлення – вони трохи полегшують укладання проводів усередині системного блоку, не даючи їм переплутуватися.

На жаль, багато виробників від безумовно гарної ідеї використання нейлонових трубочок перейшли до товстих пластикових трубок, часто доповненим екрануванням і шаром фарби, що світиться в ультрафіолеті. Фарба, що світиться - це, звичайно, справа смаку, а ось екранування проводам блоку живлення потрібно не більше, ніж рибі парасолька. Зате товсті трубки роблять шлейфи пружними і негнучкими, що не тільки заважає їх укладати в корпусі, але просто представляє небезпеку для роз'ємів живлення, на які припадає чимала сила, що чинить опір згинання шлейфів.

Найчастіше подається це нібито задля покращення охолодження системного блоку – але, запевняю вас, упаковка проводів блоку живлення у трубки на потоки повітря всередині корпусу впливає дуже слабко.

Dual core CPU support

По суті, не більш ніж гарна етикетка. Двоядерні процесори не вимагають від блоку живлення жодної спеціальної підтримки.

SLI and CrossFire support

Ще одна гарна етикетка, що означає наявність достатньої кількості роз'ємів живлення відеокарт та здатності видавати потужність, що вважається достатньою для живлення SLI-системи. Нічого більше.

Іноді виробник блоку отримує від виробника відеокарт якийсь відповідний сертифікат, але й він не означає нічого, крім вищезгаданої наявності роз'ємів і великої потужності – при цьому часто остання значно перевищує потреби типової SLI або CrossFire-системи. Адже треба ж виробнику якось обгрунтувати перед покупцями необхідність придбання блоку дуже великої потужності, то чому б і не зробити цього, наклеївши етикетку "SLI Certified" тільки на нього?

Industrial class components

І знову гарна етикетка! Як правило, під компонентами промислового класу маються на увазі деталі, що працюють у широкому діапазоні температур - але, право слово, навіщо в блок живлення ставити мікросхему, здатну працювати при температурі від -45 ° C, якщо побувати на морозі цього блоку все одно не доведеться? .

Іноді під промисловими компонентами розуміються конденсатори, розраховані на роботу при температурі до 105 ° C, але тут, загалом, теж все банально: конденсатори у вихідних ланцюгах блоку живлення, що гріються самі по собі та ще й розташовані поряд з гарячими дроселями, завжди розраховані на 105 ° C максимальної температури. В іншому випадку термін їх роботи виявляється занадто маленьким (звичайно, температура в блоці живлення набагато нижче 105 ° C, проте проблема полягає в тому, що будь-якепідвищення температури знижує термін служби конденсаторів – але чим вище максимально допустима робоча температура конденсатора, тим меншим буде вплив нагрівання на його термін служби).

Вхідні високовольтні конденсатори працюють практично при температурі навколишнього повітря, тому використання дешевших 85-градусних конденсаторів ніяк на термін життя блоку живлення не впливає.

Advanced double forward switching design

Заманювати покупця красивими, але зовсім незрозумілими йому словами - улюблене заняття маркетингових відділів.

У разі йдеться про топологію блоку живлення, тобто загальному принципу побудови його схеми. Існує досить велика кількість різних топологій - так, крім власне двотранзисторного однотактного прямоходового перетворювача (double forward converter), в комп'ютерних блоках можна також зустріти однотранзисторні однотактні прямоходові перетворювачі (forward converter), а також напівмостові двотактні прямоходові перетворювачі (converter). Всі ці терміни цікаві лише фахівцям-електронникам, для звичайного користувача вони по суті нічого не означають.

Вибір конкретної топології блоку живлення визначається багатьма причинами - асортиментом і ціною транзисторів з необхідними характеристиками (а вони серйозно відрізняються в залежності від топології), трансформаторів, керуючих мікросхем... Скажімо, однотранзисторний прямоходовий варіант простий і дешевий, але вимагає використання високовольтного транзистора діодів на виході блоку, тому він використовується тільки в недорогих малопотужних блоках (вартість високовольтних діодів і транзисторів великої потужності занадто велика). Напівмостовий двотактний варіант трохи складніший, зате напруга на транзисторах у ньому вдвічі менша... Загалом, в основному це питання наявності та вартості необхідних компонентів. Наприклад, можна з упевненістю прогнозувати, що рано чи пізно у вторинних ланцюгах комп'ютерних блоків живлення почнуть використовуватися синхронні випрямлячі - нічого особливо нового в цій технології немає, відома вона давно, просто поки що занадто дорога і переваги, що нею покриваються, не покривають витрати.

Double transformer design

Використання двох силових трансформаторів, яке зустрічається в блоках живлення великої потужності (як правило, від кіловата) - як і в попередньому пункті, суто інженерне рішення, яке саме по собі взагалі не впливає на характеристики блоку якось помітним чином - просто у деяких випадках зручніше розподілити чималу потужність сучасних блоків двома трансформаторами. Наприклад, якщо один трансформатор повної потужності не вдається втиснути габарити блоку по висоті. Тим не менш, деякі виробники подають двотрансформаторну топологію як дозволяє досягти більшої стабільності, надійності і так далі, що не зовсім правильно.

RoHS (Reduction of Hazardous Substances)

Нова директива Євросоюзу, що обмежує використання низки шкідливих речовин в електронному устаткуванні, починаючи з 1 липня 2006 року. Під заборону потрапили свинець, ртуть, кадмій, шестивалентний хром і дві бромідні сполуки – для блоків живлення це означає, насамперед, перехід на безсвинцеві припої. З одного боку, звичайно, ми всі за екологію і проти важких металів – але, з іншого боку, різкий перехід на використання нових матеріалів може мати надалі неприємні наслідки. Так, багато хто добре знає історію з жорсткими дисками Fujitsu MPG, в яких масовий вихід з ладу контролерів Cirrus Logic був викликаний упаковкою їх у корпуси з нового "екологічного" компаунду компанії Sumitomo Bakelite: компоненти, що входять до нього, сприяли міграції міді і срібла та утворенню перемичок між доріжками всередині корпусу мікросхеми, що призводило до практично гарантованої відмови чіпа через рік-два експлуатації. Компаунд зняли з провадження, учасники історії обмінялися пачкою судових позовів, а власникам даних, загиблих разом з вінчестерами, залишалося лише спостерігати за тим, що відбувається.

Використовуване обладнання

Зрозуміло, що першочерговим завданням при тестуванні блоку живлення є перевірка його роботи на різних потужностях навантаження, аж до максимальної. Довгий час у різних оглядах автори використовували для цієї мети звичайні комп'ютери, в які встановлювався блок, що перевіряється. Така схема мала два основних недоліки: по-перше, немає можливості гнучко контролювати споживану від блоку потужність, по-друге, важко адекватно навантажити блоки, що мають великий запас потужності. Друга проблема особливо яскраво стала виявлятися останніми роками, коли виробники блоків живлення влаштували справжню гонку за максимальною потужністю, внаслідок чого можливості їх виробів набагато перевершили потреби типового комп'ютера. Звичайно, можна говорити про те, якщо для комп'ютера не потрібна потужність більше 500 Вт, то і немає великого сенсу тестувати блоки на більшому навантаженні - з іншого боку, якщо ми взагалі взялися випробовувати вироби з більшою паспортною потужністю, то було б дивно хоча б формально не перевірити їхню працездатність у всьому допустимому діапазоні навантажень.

Для тестування блоків живлення у нашій лабораторії використовується регульоване навантаження із програмним керуванням. Робота системи побудована на одному добре відомому властивості польових транзисторів із ізольованим затвором (MOSFET): вони обмежують струм, що протікає через ланцюг, струм залежно від напруги на затворі.

Вище показана найпростіша схема стабілізатора струму на польовому транзисторі: підключивши схему до блоку живлення з вихідною напругою +V і обертаючи ручку змінного резистора R1, ми змінюємо напругу на затворі транзистора VT1, тим самим змінюючи і поточний через нього струм I - від нуля визначається характеристиками транзистора та/або тестованого блоку живлення).

Втім, така схема не надто досконала: при нагріванні транзистора його характеристики "попливуть", а значить, буде змінюватися і струм I, хоча напруга, що управляє, на затворі залишиться постійним. Для боротьби з цією проблемою необхідно додати у схему другий резистор R2 та операційний підсилювач DA1:

Коли транзистор відкритий, струм I протікає через його ланцюг стік-витік та резистор R2. Напруга на останньому дорівнює, згідно із законом Ома, U=R2*I. З резистора ця напруга надходить на вхід, що інвертує, операційного підсилювача DA1; на неінвертуючий вхід цього ж ОУ надходить керуюча напруга U1 змінного резистора R1. Властивості будь-якого операційного підсилювача такі, що при такому включенні він намагається підтримувати напругу на входах однаковим; робить він це за допомогою зміни своєї вихідної напруги, яка в нашій схемі надходить на затвор польового транзистора і, відповідно, регулює струм, що протікає через нього.

Допустимо, опір R2 = 1 Ом, а на резисторі R1 ми встановили напругу 1 В: тоді ОУ так змінить свою вихідну напругу, щоб на резисторі R2 також падав 1 вольт - відповідно, струм I встановиться рівним 1 В / 1 Ом = 1 А. Якщо ми встановимо R1 на напругу 2 - ОУ відреагує установкою струму I = 2 А, і так далі. Якщо струм I і, відповідно, напруга на резисторі R2 зміняться через розігрів транзистора, ОУ відразу скоригує свою вихідну напругу так, щоб повернути їх назад.

Як бачите, ми отримали відмінне кероване навантаження, яке дозволяє плавно, поворотом однієї ручки, змінювати струм в діапазоні від нуля до максимуму, а одного разу встановлене значення автоматично підтримує скільки завгодно довго, та при цьому ще й дуже компактна. Така схема, зрозуміло, набагато зручніше громіздкого набору низькоомних резисторів, групами підключаються до тестованого блоку живлення.

Максимальна потужність, що розсіюється на транзисторі, визначається його тепловим опором, гранично допустимою температурою кристала та температурою радіатора, на якому він встановлений. У нашій установці використовуються транзистори International Rectifier IRFP264N (PDF , 168 кбайт) з допустимою температурою кристала 175 °C і тепловим опором кристал-радіатор 0,63 °C/Вт, а система охолодження установки дозволяє утримувати температуру радіатора під транзистором в межах (Так, необхідні для цього вентилятори - дуже галасливі ...). Таким чином, максимальна потужність, що розсіюється на одному транзисторі, дорівнює (175-80)/0,63 = 150 Вт. Для досягнення потрібної потужності використовується паралельне включення кількох описаних вище навантажень, керуючий сигнал на які подається з одного й того ЦАПа; можна також використовувати паралельне включення двох транзисторів при одному ОУ, в такому випадку гранична потужність, що розсіюється, збільшується в півтора рази в порівнянні з одним транзистором.

До повністю автоматизованого тестового стенду залишається один крок: замінити змінний резистор на ЦАП, керований комп'ютером – і ми зможемо регулювати програмне навантаження. Підключивши кілька таких навантажень до багатоканального ЦАП і встановивши тут же багатоканальний АЦП, що вимірює вихідні напруги блоку, що тестується в реальному часі, ми отримаємо повноцінну тестову систему для перевірки комп'ютерних блоків живлення у всьому діапазоні допустимих навантажень при будь-яких їх комбінаціях:

Вище на фотографії представлена наша тестова система у її поточному вигляді. На верхніх двох блоках радіаторів, що охолоджуються потужними вентиляторами типорозміру 120x120x38 мм, розташовані транзистори навантаження 12-вольтових каналів; більш скромний радіатор охолоджує транзистори навантаження каналів +5 і +3,3, а в сірому блоці, що підключається шлейфом до LPT-порту керуючого комп'ютера, розташовані вищезгадані ЦАП, АЦП і супутня електроніка. При габаритах 290х270х200 мм вона дозволяє випробовувати блоки живлення потужністю до 1350 Вт (до 1100 Вт по шині +12 В і до 250 Вт по шинах +5 і +3,3 В).

Для управління стендом та автоматизації деяких тестів було написано спеціальну програму, знімок екрану якої представлений вище. Вона дозволяє:

вручну встановлювати навантаження на кожен із чотирьох наявних каналів:

перший канал +12, від 0 до 44 А;
другий канал +12, від 0 до 48 А;
канал +5, від 0 до 35 А;
канал +3,3, від 0 до 25 А;

в реальному часі контролювати напруги блоку живлення на зазначених шинах;
автоматично вимірювати та будувати графіки крос-навантажувальних характеристик (КНГ) для зазначеного блоку живлення;
автоматично вимірювати та будувати графіки залежності ККД та коефіцієнта потужності блоку залежно від навантаження;
у напівавтоматичному режимі будувати графіки залежності швидкостей вентиляторів блоку від навантаження;
в напівавтоматичному режимі калібрувати установку для отримання максимально точних результатів.

Особливу цінність, звичайно, є автоматична побудова графіків КНХ: для них потрібно провести вимірювання вихідної напруги блоку при всіх допустимих для нього комбінаціях навантажень, що означає дуже велику кількість вимірювань - для проведення такого тесту вручну знадобилася б неабияка посидючість і надлишок вільного часу. Програма ж на основі введених у неї паспортних характеристик блоку будує карту допустимих для нього навантажень і далі проходить по ній із заданим інтервалом, на кожному кроці вимірюючи напруги, що видаються блоком, і наносячи їх на графік; весь процес займає від 15 до 30 хвилин, залежно від потужності блоку та кроку вимірів – і, головне, не потребує втручання людини.

Вимірювання ККД та коефіцієнта потужності

Для вимірювання ККД блоку та його коефіцієнта потужності використовується додаткове обладнання: блок, що тестується, включається в мережу 220 В через шунт, до шунта ж підключається осцилограф Velleman PCSU1000. Відповідно, на його екрані ми бачимо осцилограму споживаного блоком струму, а значить, можемо розрахувати споживану ним від мережі потужність, а знаючи встановлену нами потужність навантаження на блок - і його ККД. Вимірювання проводяться в автоматичному режимі: описана вище програма PSUCheck вміє отримувати всі необхідні дані безпосередньо з ПЗ осцилографа, що підключається до комп'ютера по USB-інтерфейсу.

Для забезпечення максимальної точності результату вихідна потужність блоку вимірюється з урахуванням коливань його напруги: скажімо, якщо при навантаженні 10 А вихідна напруга шини +12 В просіла до 11,7 В, то відповідний доданок при розрахунку ККД буде дорівнює 10 А * 11,7 В = 117 Вт.

Осцилограф Velleman PCSU1000

Цей осцилограф використовується і для вимірювання розмаху пульсацій вихідних напруг блоку живлення. Вимірювання виробляються на шинах +5 В, +12 В і +3,3 В при максимально допустимому навантаженні на блок, осцилограф підключається за диференціальною схемою з двома конденсаторами, що шунтують (саме таке підключення рекомендується в ATX Power Supply Design Guide):

Вимірювання розмаху пульсацій

Осцилограф – двоканальний, відповідно, за один раз можна виміряти розмах пульсацій тільки на одній шині. Для отримання повної картини ми повторюємо вимірювання тричі, а три отримані осцилограми – по одній для кожної з трьох шин, що контролюються – зводимо в одну картинку:

Налаштування осцилографа вказано в лівому нижньому куті картинки: у цьому випадку вертикальний масштаб дорівнює 50 мВ/поділ, а горизонтальний – 10 мкс/поділ. Як правило, вертикальний масштаб у всіх наших вимірах незмінний, а ось горизонтальний може змінюватися – деякі блоки мають на виході низькочастотні пульсації, для них ми наводимо ще одну осцилограму з горизонтальним масштабом 2 мс/діл.

Швидкість вентиляторів блоку - залежно від навантаження на нього - вимірюється в напівавтоматичному режимі: оптичний тахометр Velleman DTO2234, що використовується нами, інтерфейсу з комп'ютером не має, тому його показання доводиться заносити вручну. В ході цього процесу потужність навантаження на блок кроками змінюється від 50 Вт до максимально допустимої, на кожному кроці блок витримується не менше 20 хвилин, після чого вимірюється швидкість обертання вентилятора.

Одночасно ми вимірюємо приріст температури повітря, що проходить через блок. Вимірювання проводяться за допомогою двоканального термопарного термометра Fluke 54 II, один із датчиків якого визначає температуру повітря в кімнаті, а інший – температуру повітря на виході з блоку живлення. Для більшої повторюваності результатів другий датчик ми закріплюємо на спеціальній підставці з фіксованою висотою та відстанню до блоку – таким чином, у всіх тестах датчик знаходиться в одній позиції щодо блоку живлення, що забезпечує рівні умови для всіх учасників тестування.

На підсумковому графіку одночасно відкладаються швидкості вентиляторів та різниця температур повітря – це дозволяє в деяких випадках краще оцінити нюанси роботи системи охолодження блоку.

При необхідності для контролю точності вимірювання та калібрування установки використовується цифровий мультиметр Uni-Trend UT70D. Установка калібрується за довільною кількістю точок вимірювань, розташованих у довільних ділянках доступного діапазону – інакше кажучи, для калібрування за напругою до неї підключається регульований блок живлення, вихідна напруга якого невеликими кроками змінюється від 1...2 до максимально вимірюваного установкою на даному каналі. На кожному кроці програму керування установкою вводиться точне значення напруги, що показується мультиметром, за підсумками чого програма розраховує коригувальну таблицю. Такий спосіб калібрування дозволяє забезпечити хорошу точність вимірювань у всьому доступному діапазоні значень.

Перелік змін у методиці тестування

30.10.2007 – перша версія статті