Habari marafiki! Kuzingatia sifa za kiufundi za vifaa, unaweza kuona chaguo la PFC katika usambazaji wa umeme, ni nini, kwa nini inahitajika na jinsi inavyofanya kazi, nitakuambia katika uchapishaji wa leo. Nenda.
Hebu tukumbuke kozi ya fizikia ya shule
Wale waliosoma fizikia vizuri shuleni wanakumbuka kwamba nguvu inaweza kuwa hai au tendaji. Nguvu inayotumika ni nguvu inayofanya kazi muhimu - hufanya joto la chuma kuwasha, taa ya incandescent inang'aa, au kuwasha vifaa vya PC.
Katika mizunguko ya tendaji, nguvu ya sasa inaweza kubaki nyuma ya voltage au kuiongoza, ambayo imedhamiriwa na parameter ya cos φ (cosine Phi). Kwa mzigo wa inductive, sasa iko nyuma ya voltage (mzigo wa inductive) au inaongoza (mzigo wa capacitive).
Mwisho huo mara nyingi hupatikana katika nyaya za umeme ngumu zinazotumia capacitors, ikiwa ni pamoja na vifaa vya nguvu vya kompyuta.
Nguvu tendaji haifanyi mzigo wowote muhimu, "tanga" kupitia mizunguko ya umeme na inapokanzwa. Kwa sababu hii kwamba sehemu ya hifadhi ya waya hutolewa. Zaidi ya cos φ, nishati zaidi itatolewa katika mzunguko kwa namna ya joto. 
Nguvu tendaji ya usambazaji wa umeme wa kompyuta
Kwa kuwa capacitors kawaida hutumiwa katika vifaa vya nguvu vya kompyuta uwezo mkubwa, basi sehemu ya tendaji katika mzunguko huo inaonekana. Kwa bahati nzuri, haijazingatiwa na mita ya umeme ya kaya, kwa hivyo mtumiaji hatalazimika kulipia umeme zaidi.
Thamani ya cos φ kwa vifaa vile kawaida hufikia 0.7. Hii ina maana kwamba hifadhi ya nguvu ya wiring lazima iwe angalau 30%. Lakini, kwa kuwa sasa inapita kupitia mzunguko wa ugavi wa umeme katika mapigo mafupi na amplitude ya kutofautiana, hii inapunguza maisha ya huduma ya capacitors na diodes.
Ikiwa mwisho hawana hifadhi kwa suala la nguvu za sasa na huchaguliwa "nyuma nyuma" (kama ilivyo mara nyingi katika vifaa vya nguvu vya bei nafuu), maisha ya huduma ya kifaa hicho hupunguzwa.
Ili kupambana na matukio haya ya tendaji, kirekebishaji cha nguvu, i.e. PFC, hutumiwa.
PFC ni aina gani
Kuna aina mbili za vifaa vya Power Factor Moduli ya kurekebisha:
- Kwa passive - choke ni pamoja na katika mzunguko kati ya capacitors na rectifier;
- Pamoja na kazi - ziada ya kubadili umeme ili kuongeza voltage.
Inductor ni kifaa na upinzani tata, asili ambayo ni symmetrically kinyume na reactivity ya capacitors. Hii kwa kiasi fulani inafanya uwezekano wa kulipa fidia kwa sababu mbaya, lakini cos φ huongezeka kidogo.
Kwa kuongeza, voltage ya pembejeo ya block kuu ya vidhibiti imeimarishwa kwa sehemu. 
PFC inayotumika, ambayo ni, mzunguko unaofanya kazi (APFC), inaweza kuongeza parameta hii hadi 0.95, ambayo ni, kuifanya iwe karibu na bora. Ugavi huo wa nguvu hauwezi kuathiriwa na "dips" za muda mfupi za sasa, kuruhusu kufanya kazi kwa malipo ya capacitors, ambayo ni faida isiyoweza kuepukika.
Inapaswa kuzingatiwa kuwa vipengele vile vya kubuni vinaathiri bei ya kifaa.
Leo unauzwa unaweza kupata vifaa vya nguvu katika kipengele cha fomu ya ATX, zote mbili zilizo na marekebisho ya kipengele cha nguvu na bila PFC. Ikiwa PFC inahitajika au la inapaswa kuamuliwa kulingana na matumizi maalum ya kompyuta. Kwa mfano, kwenye kompyuta ya michezo ya kubahatisha uwepo wake ni wa kuhitajika, lakini sio lazima kabisa.
Ningependa kuteka mawazo yako kwa jambo lifuatalo. Miongoni mwa mambo mengine, PFC inapunguza kiwango cha kelele ya juu-frequency kwenye mistari ya pato. Ugavi huo wa nguvu unapendekezwa kwa matumizi kwa kushirikiana na vifaa vya pembeni kwa ajili ya usindikaji video ya analog na ishara za sauti - kwa mfano, katika studio ya kurekodi.
Lakini hata kama wewe ni amateur wa kawaida ambaye huunganisha gitaa ya umeme kwenye kompyuta iliyo na Gitaa iliyosanikishwa, inashauriwa kutumia usambazaji wa umeme na urekebishaji wa sababu ya nguvu.
Ikiwa unatafuta uteuzi mkubwa wa vifaa sawa, unaweza kuangalia hapa duka la mtandaoni Ninapendekeza tu. Pia nakushauri usome jinsi. Utapata habari kuhusu vyeti.
PFC- hii ni Marekebisho ya Nguvu ya Nguvu, ambayo hutafsiriwa kutoka kwa Kiingereza. kama "marekebisho ya kipengele cha nguvu", pia huitwa "Fidia nguvu tendaji".
Kuhusiana na vifaa vya kubadili nguvu, neno hili linamaanisha uwepo katika usambazaji wa umeme wa seti inayolingana ya vipengele vya mzunguko, ambayo pia huitwa "PFC". Vifaa hivi vimeundwa ili kupunguza nishati tendaji inayotumiwa na usambazaji wa nishati. Vifaa vya umeme visivyo na PFC huunda nguvu kelele ya msukumo kupitia mtandao wa umeme kwa vifaa vya umeme vilivyounganishwa sambamba.
Ili kuhesabu upotovu ulioanzishwa na kuingiliwa, kuna kipengele cha nguvu (KM au Power Factor). Kwa kweli, kipengele (au kipengele cha nguvu) ni uwiano wa nguvu zinazofanya kazi (nguvu zinazotumiwa bila kubadilika na usambazaji wa umeme) kwa jumla, i.e. kwa jumla ya vekta ya nguvu amilifu na tendaji. Kimsingi, kipengele cha nguvu (sio kuchanganyikiwa na ufanisi!) Ni uwiano wa nguvu muhimu na zilizopokelewa, na karibu ni umoja, ni bora zaidi.
Aina za PFC
PFC inakuja katika aina mbili - passive na kazi.
Rahisi na kwa hiyo ya kawaida ni kinachojulikana PFC tulivu. PFC za passive zinatengenezwa kwa kipengee tendaji - throttle. Kwa bahati mbaya, ili kupata ufanisi unaokubalika, vipimo vyake vinalingana na vipimo vya toleo la transformer la ugavi huu wa umeme, ambao hauna faida ya kiuchumi. Vipimo vikubwa vya kijiometri vya inductor hupatikana kwa sababu lazima ifanye kazi kwa mzunguko wa 50Hz (kwa usahihi zaidi, 100Hz kutokana na mara mbili ya mzunguko baada ya kurekebisha) na haiwezi kwa njia yoyote kuwa ndogo kuliko transformer sambamba kwa nguvu sawa. Mara nyingi, kitengo cha usambazaji wa umeme, chini ya kivuli cha "PFC passive", huficha indukta ndogo sana. Kwa usahihi, hakuwezi kuwa na choko cha ukubwa wa kutosha kwa sababu ya nafasi ndogo sana katika mwili wa usambazaji huu wa nguvu. PFC kama hiyo ya mapambo inaweza kuharibu sifa za nguvu za usambazaji wa umeme au kusababisha operesheni isiyo thabiti.
PFC inayotumika ni ugavi mwingine wa kubadili nguvu, ambayo huongeza voltage.
Kwa kuongezea ukweli kwamba PFC inayofanya kazi hutoa kipengele cha nguvu karibu na bora, pia, tofauti na passiv, inaboresha utendaji wa usambazaji wa umeme - kwa kuongeza inaimarisha voltage ya pembejeo ya kiimarishaji kikuu cha kitengo - kitengo kinakuwa nyeti sana. kwa voltage ya mtandao wa chini, pia wakati wa kutumia vitengo vya PFC vinavyotumika vinatengenezwa kwa urahisi na usambazaji wa umeme wa 110 ... 230V, ambao hauhitaji kubadili mwongozo wa voltage ya mtandao.
Pia, utumiaji wa PFC hai inaboresha mwitikio wa usambazaji wa umeme wakati wa muda mfupi (sehemu za sekunde) kuingia kwenye voltage ya mains - kwa wakati kama huo kitengo hufanya kazi kwa kutumia nishati ya capacitors ya kurekebisha-voltage ya juu, ufanisi wa ambayo ni zaidi ya maradufu. Faida nyingine ya kutumia PFC hai ni kwamba ni zaidi kiwango cha chini kuingiliwa kwa juu-frequency kwenye mistari ya pato, i.e. vifaa hivyo vya nguvu vinapendekezwa kwa matumizi ya Kompyuta zilizo na vifaa vya pembeni vilivyoundwa kufanya kazi na nyenzo za sauti/video za analogi.
Mashirika ya kimataifa na PFC
Tume ya Kimataifa ya Ufundi Electrotechnical (IEC) na Shirika la Kimataifa la Viwango (ISO) huweka mipaka juu ya maudhui na viwango vya harmonics katika sasa ya pembejeo ya vifaa vya pili vya nguvu. Matumizi ya vifaa vya umeme ambavyo havikidhi viwango vya mashirika haya ni marufuku katika nchi nyingi, kwa hivyo watengenezaji wa vifaa vikubwa wanapaswa kukumbuka hili.
Sio siri kuwa moja ya vizuizi kuu vya kompyuta ni kitengo cha nguvu. Wakati wa kununua, tunazingatia sifa mbalimbali: nguvu ya juu ya kitengo, sifa za mfumo wa baridi na kiwango cha kelele. Lakini si kila mtu anashangaa PFC ni nini?
Kwa hivyo, wacha tujue PFC inatoa nini
Kuhusiana na kubadili vifaa vya umeme (aina hii tu ya usambazaji wa umeme hutumiwa kwa sasa katika vitengo vya mfumo wa kompyuta), neno hili linamaanisha uwepo katika usambazaji wa nguvu wa seti inayolingana ya vitu vya mzunguko.
Marekebisho ya Kipengele cha Nguvu- iliyotafsiriwa kama "marekebisho ya kipengele cha nguvu", pia huitwa "fidia ya nguvu tendaji".
Kwa kweli, kipengele au kipengele cha nguvu ni uwiano wa nguvu inayotumika (nguvu inayotumiwa bila kubadilika na usambazaji wa umeme) kwa jumla, i.e. kwa jumla ya vekta ya nguvu amilifu na tendaji. Kimsingi, kipengele cha nguvu (sio kuchanganyikiwa na ufanisi!) Ni uwiano wa nguvu muhimu na zilizopokelewa, na karibu ni umoja, ni bora zaidi.
PFC huja katika aina mbili - passiv na kazi.
Wakati wa kufanya kazi, usambazaji wa umeme unaobadilisha bila PFCs za ziada hutumia nguvu kutoka kwa usambazaji wa mtandao kwa mipigo fupi, takriban sanjari na kilele cha sinusoid ya voltage ya mains.
Rahisi na kwa hiyo ya kawaida ni kinachojulikana PFC tulivu, ambayo ni indukta ya kawaida ya inductance ya juu kiasi, iliyounganishwa na mtandao katika mfululizo na ugavi wa umeme.
PFC tulivu kwa kiasi fulani hulainisha mapigo ya sasa, kunyoosha kwa wakati - hata hivyo, ili kuathiri sana sababu ya nguvu, kiingilizi cha juu cha inductance inahitajika, vipimo vyake ambavyo haviruhusu kusanikishwa ndani. kitengo cha kompyuta lishe. Kipengele cha kawaida cha nguvu cha usambazaji wa umeme na PFC tulivu ni pekee kuhusu 0.75.
PFC inayotumika ni ugavi mwingine wa kubadili nguvu, ambayo huongeza voltage.
Kama unaweza kuona, sura ya sasa inayotumiwa na usambazaji wa umeme na PFC hai, hutofautiana kidogo sana na matumizi ya mzigo wa kawaida wa kupinga - sababu ya nguvu inayotokana ya kitengo hicho inaweza kufikia 0.95...0.98 wakati wa kufanya kazi kwa mzigo kamili.
Kweli, mzigo unapopungua, sababu ya nguvu hupungua, kwa kiwango cha chini kushuka hadi takriban 0.7 ... 0.75 - yaani, kwa kiwango cha vitalu na PFC tulivu. Walakini, inapaswa kuzingatiwa kuwa viwango vya kilele vya matumizi ya sasa ya vitalu na PFC hai anyway, hata kwa nguvu ya chini wanageuka kuwa dhahiri kidogo kuliko vitalu vingine vyote.
Licha ya hayo PFC inayotumika huhakikisha kipengele cha nguvu kinachokaribia kufaa, pia, tofauti na ile ya kupita kiasi, inaboresha utendakazi wa usambazaji wa umeme - kwa kuongeza inaimarisha voltage ya pembejeo ya kiimarishaji kikuu cha kitengo - kitengo kinakuwa nyeti sana kwa voltage ya chini ya mains, na wakati wa kutumia PFC inayotumika, vitengo. na usambazaji wa umeme wa 110 ... 230V, ambayo hauhitaji kubadili mwongozo wa voltage ya mtandao.
Vifaa vile vya nguvu vina kipengele maalum - uendeshaji wao kwa kushirikiana na UPS za bei nafuu ambazo hutoa ishara ya hatua wakati wa kufanya kazi kwenye betri. inaweza kusababisha utendakazi wa kompyuta, hivyo wazalishaji wanapendekeza kutumia katika kesi hiyo Smart UPS, daima kutoa ishara ya sinusoidal.
Pia kwa kutumia PFC hai inaboresha mwitikio wa usambazaji wa umeme wakati wa muda mfupi (sehemu za sekunde) huingia kwenye voltage kuu - kwa wakati kama huo kitengo hufanya kazi kwa kutumia nishati ya capacitors ya rectifier ya juu-voltage, ufanisi wa ambayo zaidi ya mara mbili. Faida nyingine ya kutumia PFC hai ni kiwango cha chini cha kuingiliwa kwa mzunguko wa juu kwenye mistari ya pato, i.e. vifaa hivyo vya nguvu vinapendekezwa kwa matumizi ya Kompyuta zilizo na vifaa vya pembeni vilivyoundwa kufanya kazi na nyenzo za sauti/video za analogi.
Na sasa nadharia kidogo
Kawaida, classic, kurekebisha mzunguko AC voltage Mtandao wa 220V una daraja la diode na capacitor ya laini. Shida ni kwamba sasa ya malipo ya capacitor hupigwa kwa asili (muda wa karibu 3mS) na, kama matokeo, sasa kubwa sana.
Kwa mfano, kwa usambazaji wa nguvu na mzigo wa 200W, wastani wa sasa kutoka kwa mtandao wa 220V utakuwa 1A, na sasa ya pigo itakuwa mara 4 zaidi. Je, ikiwa kuna vifaa vingi vya nguvu kama hivyo na (au) vina nguvu zaidi? ... basi mikondo itakuwa tu mambo - wiring na matako si kuhimili, na utakuwa kulipa zaidi kwa ajili ya umeme, kwa sababu ubora wa matumizi ya sasa ni sana kuzingatiwa.
Kwa mfano, viwanda vikubwa vina vitengo maalum vya capacitor kwa fidia ya cosine. Katika kisasa teknolojia ya kompyuta Tulikabiliwa na shida zile zile, lakini hakuna mtu ambaye angefunga miundo ya hadithi nyingi, na tukaenda njia nyingine - kwenye vifaa vya umeme waliweka kitu maalum ili kupunguza "msukumo" wa sasa inayotumiwa - PFC.
Aina tofauti zinagawanywa na rangi:
- nyekundu - usambazaji wa umeme wa kawaida bila PFC,
- njano - ole, "ugavi wa umeme wa kawaida na PFC ya passiv",
- kijani - usambazaji wa umeme na PFC ya passiv ya inductance ya kutosha.
Mfano unaonyesha michakato wakati usambazaji wa umeme umewashwa na kuna dip ya muda mfupi kupitia 250mS. Kuongezeka kwa voltage kubwa mbele ya PFC passiv hutokea kwa sababu nishati nyingi hujilimbikiza katika inductor wakati wa malipo ya capacitor laini. Ili kukabiliana na athari hii, ugavi wa umeme huwashwa hatua kwa hatua - kwanza, kupinga huunganishwa katika mfululizo na inductor ili kupunguza sasa ya kuanzia, basi ni ya muda mfupi.
Kwa usambazaji wa umeme bila PFC au kwa PFC ya mapambo ya passive, jukumu hili linachezwa na thermistor maalum yenye upinzani mzuri, i.e. upinzani wake huongezeka sana wakati wa joto. Kwa sasa kubwa, kipengele kama hicho huwaka haraka sana na thamani ya sasa hupungua, basi hupungua kwa sababu ya kupungua kwa sasa na haina athari yoyote kwenye mzunguko. Kwa hivyo, thermistor hufanya kazi zake za kuzuia tu kwa mikondo ya juu sana ya kuanzia.
Kwa PFC tulivu, mapigo ya sasa ya kuwasha sio kubwa sana na thermistor mara nyingi haifanyi kazi yake ya kuzuia. Katika PFC za kawaida, kubwa za kupita, pamoja na thermistor, mzunguko maalum pia umewekwa, lakini katika "jadi", mapambo sio hivyo.
Na kulingana na ratiba zenyewe. PFC ya mapambo ya passiv hutoa kuongezeka kwa voltage ambayo inaweza kusababisha kuvunjika mzunguko wa nguvu PSU, wastani wa voltage ni kidogo chini ya kesi bila_PFC na wakati wa kushindwa kwa nguvu kwa muda mfupi voltage hupungua kwa kiasi kikubwa kuliko without_PFC. Kuna kuzorota kwa wazi kwa mali za nguvu. PFC ya kawaida ya passiv pia ina sifa zake. Ikiwa hatuzingatii kuongezeka kwa awali, ambayo lazima lazima kulipwa na mlolongo wa kubadili, basi tunaweza kusema yafuatayo:
Voltage ya pato imepungua. Hii ni sawa, kwa sababu sio sawa na pembejeo ya kilele, kama kwa aina mbili za kwanza za usambazaji wa umeme, lakini kwa "kaimu" moja. Tofauti kati ya kilele na halisi ni sawa na mzizi wa mbili.
Ripple ya voltage ya pato ni kidogo sana, kwa sababu sehemu ya kazi za laini huhamishiwa kwa inductor.
- Kupungua kwa voltage wakati wa kushindwa kwa nguvu kwa muda mfupi pia ni ndogo kwa sababu sawa.
- Baada ya kushindwa huja kuongezeka. Hili ni dosari muhimu sana na ndiyo sababu kuu kwa nini PFCs zisizo za kawaida sio za kawaida. Splash hii hutokea kwa sababu sawa kwa nini hutokea wakati imewashwa, lakini kwa kesi kuingizwa kwa awali Mzunguko maalum unaweza kusahihisha kitu, lakini kwa mazoezi ni ngumu zaidi kufanya.
- Wakati kuna upotezaji wa muda mfupi wa voltage ya pembejeo, pato haibadilika sana kama katika chaguzi zingine za usambazaji wa nguvu. Hii ni ya thamani sana kwa sababu ... Mabadiliko ya polepole ya voltage ya mzunguko wa udhibiti wa usambazaji wa nguvu hufanya kazi kwa mafanikio sana na hakutakuwa na kuingiliwa kwa pato la usambazaji wa umeme.
Kwa chaguzi nyingine za ugavi wa umeme, katika tukio la kushindwa vile, kuingiliwa kwa hakika kutatokea katika matokeo ya usambazaji wa umeme, ambayo inaweza kuathiri uaminifu wa uendeshaji. Ni mara ngapi kukatika kwa umeme kwa muda mfupi? Kulingana na takwimu, 90% ya hali zote zisizo za kawaida na mtandao wa 220V hutokea katika kesi hiyo tu. Chanzo kikuu cha tukio ni kubadili mfumo wa nguvu na kuunganisha watumiaji wenye nguvu.
Takwimu inaonyesha ufanisi wa PFC katika kupunguza mawimbi ya sasa:
Kwa usambazaji wa umeme bila PFC, ya sasa inafikia 7.5A, PFC ya passiv inaipunguza kwa mara 1.5, na PFC ya kawaida inapunguza sasa zaidi.
Kuchagua usambazaji wa nishati kwa kompyuta yako si rahisi kama inavyoweza kuonekana. Utulivu na maisha ya huduma ya vipengele vya kompyuta itategemea uchaguzi wa ugavi wa umeme, kwa hiyo ni thamani ya kuchukua suala hili kwa uzito zaidi. Katika makala hii nitajaribu kuorodhesha pointi kuu ambazo zitakusaidia kuamua juu ya kuchagua umeme wa kuaminika.
Nguvu.
Katika pato, ugavi wa umeme hutoa voltages zifuatazo: +3.3 v, +5 v, +12 v na baadhi ya msaidizi -12 v na + 5 VSB. Mzigo kuu huanguka kwenye mstari wa +12 V.
Nguvu (W - Watt) huhesabiwa kwa formula P = U x I, ambapo U ni voltage (V - Volts) na mimi ni ya sasa (A - Ampere). Kwa hivyo hitimisho, jinsi mkondo unavyoongezeka kwenye kila mstari, nguvu kubwa zaidi. Lakini si kila kitu ni rahisi sana, hebu tuseme wakati mzigo mzito kwenye mstari wa pamoja +3.3 v na +5 v, nguvu kwenye mstari wa +12 v inaweza kupungua. Wacha tuangalie mfano kulingana na uwekaji lebo ya usambazaji wa umeme wa Cooler Master RS-500-PSAP-J3 - hii ndio picha ya kwanza niliyopata kwenye Mtandao.
Inaonyeshwa kuwa upeo wa jumla wa nguvu kwenye mistari + 3.3V na + 5V = 130W, na pia inaonyeshwa kuwa nguvu ya juu kwenye mstari wa + 12V = 360W. Tafadhali kumbuka kuwa mistari miwili ya kawaida +12V1 na +12V2 ya Amps 20 kila moja imeonyeshwa - hii haimaanishi kuwa jumla ya sasa ni 40A, kwani kwa sasa ya 40A na voltage ya 12V, nguvu itakuwa 480W (12x40=480). ) Kwa kweli, kiwango cha juu kinachowezekana kwenye kila mstari kinaonyeshwa. Upeo halisi wa sasa unaweza kuhesabiwa kwa urahisi kwa kutumia formula I = P / U, I = 360 / 12 = 30 Ampere.
Pia makini na mstari hapa chini:
+3.3V&+5V&+12Vjumlapatoitakuwasivyokuzidi 427.9W- inageuka kuwa jumla ya nguvu kwenye mistari yote haipaswi kuzidi 427.9W. Kama matokeo, hatupati 490W (130 + 360), lakini 427.9 tu. Tena, ni muhimu kuelewa kwamba ikiwa mzigo kwenye mistari + 3.3V na 5V ni, sema, 100W, kisha uondoe 100W kutoka kwa nguvu ya juu, i.e. 427.9 - 100 = 327.9. Matokeo yake, tunapata 327.9W iliyobaki kwenye mstari wa +12V. Bila shaka, katika kompyuta za kisasa mzigo kwenye mistari ya +3.3V na +5V haiwezekani kuwa zaidi ya 50-60W, hivyo tunaweza kudhani kwa usalama kuwa nguvu kwenye mstari wa +12V itakuwa 360W na 30A ya sasa.
Uhesabuji wa nguvu ya usambazaji wa nguvu.
Ili kuhesabu nguvu ya usambazaji wa umeme, unaweza kutumia kikokotoo hiki http://www.extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp, huduma iko kwa Kiingereza, lakini nadhani unaweza kuibaini.
Kwa uzoefu wangu mwenyewe naweza kusema hivyo kwa mtu yeyote kompyuta ya ofisi Ugavi wa umeme wa 300W unatosha kabisa. Kwa mchezo wa michezo ya kubahatisha, usambazaji wa nguvu wa 400 - 500W ni wa kutosha, kwa wale wenye nguvu zaidi wa michezo ya kubahatisha na kadi ya video yenye nguvu sana au mbili kwenye modi. SLI au Crossfire- kitengo cha 600 - 700W kinahitajika.
Kichakataji kawaida hutumia kutoka 35 hadi 135W, kadi ya video kutoka 30 hadi 340W, ubao wa mama 30-40W, fimbo 1 ya kumbukumbu 3-5W, HDD 10-20W. Pia kumbuka kwamba mzigo kuu huanguka kwenye mstari wa 12V. Ndiyo, na usisahau kuongeza kiasi cha 20-30% kwa siku zijazo.
Ufanisi
Ufanisi wa usambazaji wa umeme hautakuwa muhimu. Ufanisi (mgawo hatua muhimu) ni uwiano wa nguvu ya pato kwa nishati inayotumiwa. Ikiwa ugavi wa umeme unaweza kubadilisha nishati ya umeme bila kupoteza, basi ufanisi wake utakuwa 100%, lakini hii bado haiwezekani.
Acha nikupe mfano: ili usambazaji wa umeme kwa ufanisi wa 80% kutoa nguvu ya pato la 400W, lazima utumie si zaidi ya 500W kutoka kwa mtandao. Ugavi huo wa umeme, lakini kwa ufanisi wa 70%, utatumia takriban 571W. Tena, ikiwa ugavi wa umeme haujapakiwa sana, kwa mfano saa 200W, basi pia itatumia kidogo kutoka kwa mtandao, 250W kwa ufanisi wa 80% na takriban 286 kwa ufanisi wa 70%.
Kuna shirika ambalo hujaribu vifaa vya umeme ili kufikia kiwango fulani cha uthibitishaji. Uthibitisho 80
Pamoja ulifanyika tu kwa mtandao wa umeme wa 115V wa kawaida, kwa mfano huko USA. Kuanzia kiwango cha 80 Plus Shaba, vifaa vya umeme vinajaribiwa kwa matumizi katika usambazaji wa umeme wa 230V. Kwa mfano, kupitisha udhibitisho wa kiwango 80
PamojaShaba Ufanisi wa usambazaji wa umeme unapaswa kuwa 81% kwa mzigo wa 20%, 85% kwa mzigo wa 50% na 81% kwa mzigo 100%.
Uwepo wa moja ya nembo kwenye usambazaji wa umeme unaonyesha kuwa usambazaji wa umeme hukutana na kiwango fulani cha uthibitisho.
Manufaa ya usambazaji wa nguvu wa juu:
Kwanza, nishati kidogo hutolewa kwa namna ya joto, hivyo mfumo wa baridi wa usambazaji wa umeme unahitaji kuondoa joto kidogo, na kwa hiyo kuna kelele kidogo kutoka kwa shabiki. Pili, akiba ndogo kwenye umeme. Tatu, ubora wa data ya BP ni ya juu.
PFC inayotumika au tulivu?
PFC (Marekebisho ya Nguvu ya Nguvu) - Marekebisho ya kipengele cha nguvu. Kipengele cha nguvu ni uwiano wa nguvu inayotumika kwa jumla ya nguvu (inayofanya kazi + tendaji).
Kwa kuwa mzigo halisi kwa kawaida pia una vipengee vya kufata neno na capacitive, nguvu tendaji huongezwa kwa nguvu inayotumika. Mzigo hautumii nguvu tendaji - iliyopokelewa wakati wa nusu ya mzunguko wa voltage ya mtandao, inarudishwa kabisa kwenye mtandao wakati wa mzunguko wa nusu ijayo, kupoteza waya za usambazaji. Inatokea kwamba nguvu tendaji haina matumizi, na inashughulikiwa wakati wowote iwezekanavyo kwa kutumia vifaa mbalimbali vya kurekebisha.
PFC - inaweza kuwa passiv au kazi.
Manufaa ya PFC hai:
PFC Inayotumika hutoa kipengele cha nguvu karibu na bora (inayotumika 0.95-0.98 dhidi ya 0.75 passiv).
PFC hai imetulia voltage ya pembejeo ya kiimarishaji kikuu, usambazaji wa umeme unakuwa nyeti sana kwa voltage ya chini ya mains.
PFC amilifu huboresha mwitikio wa usambazaji wa umeme wakati wa majosho ya muda mfupi katika voltage ya mtandao.
Ubaya wa PFC hai:
Inapunguza kuegemea kwa usambazaji wa umeme, kwani muundo wa usambazaji wa umeme yenyewe unakuwa ngumu zaidi. Inahitajika baridi ya ziada. Kwa ujumla, faida za PFC hai zinazidi hasara zake.
Kimsingi, unaweza kupuuza aina ya PFC. Kwa hali yoyote, unaponunua usambazaji wa umeme na nguvu ya chini, uwezekano mkubwa utakuwa na PFC; unaponunua kitengo chenye nguvu zaidi kutoka 500 W, utapata uwezekano mkubwa wa kupata kitengo na PFC inayotumika.
Mfumo wa baridi wa usambazaji wa nguvu.
Uwepo wa shabiki kwenye usambazaji wa umeme unachukuliwa kuwa wa kawaida, kipenyo chake mara nyingi ni 120, 135 au 140 mm.
Cables na viunganishi.
Zingatia idadi ya viunganishi na urefu wa nyaya zinazotoka kwa usambazaji wa umeme; kulingana na urefu wa kesi, unahitaji kuchagua usambazaji wa umeme na nyaya za urefu unaofaa. Kwa mwili mdogo, urefu wa cm 40-45 ni wa kutosha.
Ugavi wa umeme wa kisasa una viunganisho vifuatavyo:
 |
Kiunganishi cha nguvu cha pini 24 ubao wa mama. Kawaida hutenganisha anwani 20 na 4, wakati mwingine imara. |
|
Soketi ya CPU. Kwa kawaida pini 4, kwa zaidi wasindikaji wenye nguvu Pini 8 hutumiwa. |
|
|
Kiunganishi cha usambazaji wa nguvu wa ziada kwa kadi ya video. 6 na 8 pini. Pini 8 wakati mwingine zilichanganya anwani 6+2. |
|
|
Kiunganishi cha SATA cha kuunganisha anatoa ngumu na anatoa macho. |
|
 |
Kiunganishi cha pini 4 (Molex) cha kuunganisha anatoa ngumu za zamani za IDE na anatoa za macho, pia hutumiwa kuunganisha mashabiki. |
|
Kiunganishi cha pini 4 cha kuunganisha viendeshi vya FDD. |
Cables msimu na viunganishi.
Nyingi zaidi vitalu vyenye nguvu Vifaa vya nguvu sasa vinatumia miunganisho ya kebo ya kawaida na viunganishi. Hii ni rahisi kwa sababu hakuna haja ya kuweka nyaya ambazo hazijatumika ndani ya kesi, na kuna machafuko kidogo na waya; tunawaongeza tu kama inahitajika. Kutokuwepo kwa nyaya zisizohitajika pia kunaboresha mzunguko wa hewa katika kesi hiyo. Kwa kawaida, vifaa hivi vya nguvu vina viunganishi visivyoweza kutolewa tu vya kuwasha ubao-mama na kichakataji.
Watengenezaji.
Watengenezaji wa usambazaji wa umeme wamegawanywa katika vikundi vitatu:
- Wanazalisha bidhaa zao wenyewe - hizi ni chapa kama vile FSP, Enermax, HEC, Seasonic, Delta, Hipro.
- Wanatengeneza bidhaa zao, wakibadilisha uzalishaji kwa makampuni mengine, kwa mfano Corsair, Antec, Silverstone, PC Power & Cooling, Zalman.
- Wanauza tena chini ya chapa yao wenyewe (wengine huathiri ubora na uchaguzi wa vipengele, wengine hawana), kwa mfano Chiftec, Cooler Master, Gigabyte, OCZ, Thermaltake.
Unaweza kununua bidhaa kwa usalama kutoka kwa chapa hizi. Kwenye mtandao unaweza kupata hakiki na majaribio ya vifaa vingi vya nguvu na upite kupitia kwao.
Natumai nakala hii itakusaidia kujibu swali " jinsi ya kuchagua usambazaji wa umeme kwa kompyuta?».
Kwa bahati mbaya, moja ya vipimo kuu vya njia yetu - kupima utulivu wa voltage - haikuweza kujivunia uwazi, kwa sababu ilitumia mifumo yake ya mzigo kwa karibu kila kitengo, ambayo ilifanya kuwa haiwezekani kujadili na kulinganisha matokeo ya vifaa tofauti vya nguvu bila kumbukumbu ya mara kwa mara. kwa vipengele vinavyotumika kwao ruwaza. Kwa maneno mengine, matokeo ya kila moja ya vizuizi vilivyobeba rundo la mikusanyiko na kutoridhishwa - kwa kweli, kulinganisha kuliwezekana mwishoni, vinginevyo hakutakuwa na maana ya kujaribu hata hivyo. moja kwa moja Ulinganisho wa takwimu au grafu, ole, ulifanywa kuwa mgumu sana na kutoridhishwa huku.
Na kifungu hiki, ninawasilisha kwako njia mpya ya kupima vifaa vya nguvu, ambayo imebadilisha njia ya zamani ya kupima utulivu wa voltage na inatoa picha ya kuona na wakati huo huo matokeo sahihi sana na yenye lengo, inafaa kwa kulinganisha vifaa tofauti vya nguvu. , wote kwa namba maalum na kwa urahisi " kwa jicho ", kulingana na kuonekana kwa grafu zinazosababisha. Msingi ni mbinu ya kuunda kile kinachoitwa sifa za mzigo mtambuka wa vifaa vya umeme, iliyotengenezwa na kutumiwa na wenzetu kutoka kwa uchapishaji wa ITC Online, lakini imeboreshwa kwa kiasi kikubwa ili kuongeza zaidi maudhui ya habari na uwazi.
Pia katika makala nitaelezea kwa undani zaidi au chini nyanja mbalimbali uendeshaji wa vifaa vya umeme vya kompyuta, ili wasomaji ambao hawaelewi mzunguko wa vifaa vya kubadili umeme waweze kuelewa ni nini hizi au vigezo vya usambazaji wa umeme vilivyopimwa wakati wa kupima vinamaanisha na wapi wanatoka. Wale kati yenu ambao wanafahamu vizuri muundo na uendeshaji wa kubadili vifaa vya umeme unaweza kusogeza mara moja sehemu mbili za kwanza za makala hadi maelezo ya vifaa vya majaribio na mbinu ya majaribio ambayo sisi hutumia.
Vifaa vya umeme vya laini na vya kubadili
Kama inavyojulikana, chanzo cha elektroniki ugavi wa umeme ni kifaa, kwa njia moja au nyingine kutatua tatizo kubadilisha, kudhibiti au kuimarisha nguvu za umeme zinazotolewa kwa mzigo.Njia rahisi zaidi na bado inayotumiwa sana ya kudhibiti ni kunyonya kwa nguvu nyingi katika kifaa cha kudhibiti, yaani, uharibifu wake wa banal kwa namna ya joto. Vifaa vya nguvu vinavyofanya kazi kwenye kanuni hii huitwa linear.
Hapo juu ni mchoro wa chanzo kama hicho - kiimarishaji cha voltage ya mstari. Voltage ya kaya ya 220V imepunguzwa na transformer T1 hadi kiwango kinachohitajika, baada ya hapo inarekebishwa na daraja la diode D1. Kwa wazi, voltage iliyorekebishwa lazima iwe ya juu zaidi kuliko voltage ya pato ya utulivu chini ya hali yoyote - kwa maneno mengine, nguvu ya ziada inahitajika; Hii inafuatia kutoka kwa kanuni ya uendeshaji wa kiimarishaji cha mstari. Katika kesi hii, nguvu hii hutolewa kama joto kwenye transistor Q1, ambayo inadhibitiwa na mzunguko fulani wa U1 ili voltage ya pato Uout iko katika kiwango kinachohitajika.
Mpango huu una mbili mapungufu makubwa. Kwanza, mzunguko wa chini wa kubadilisha sasa katika mtandao wa usambazaji (50 au 60 Hz, kulingana na nchi) huamua vipimo vikubwa vya jumla na uzito wa kibadilishaji cha chini - transformer yenye nguvu ya 200-300 W itakuwa na uzito kadhaa. kilo (bila kutaja ukweli kwamba katika vidhibiti vya mstari ni muhimu kutumia transfoma yenye nguvu mara mbili zaidi ya nguvu ya juu ya mzigo, kwa sababu ufanisi wa utulivu wa mstari ni karibu 50%, na transformer lazima itengenezwe kwa nguvu kamili; ikiwa ni pamoja na kile kinachoingia kwenye joto kwenye kiimarishaji yenyewe). Pili, voltage katika pato la transformer lazima katika hali zote kuzidi jumla ya voltage ya pato ya utulivu na kushuka kwa kiwango cha chini cha voltage kwenye transistor ya kudhibiti; Hii ina maana kwamba kwa ujumla transistor itabidi kuondokana na nguvu ya ziada inayoonekana, ambayo itaathiri vibaya ufanisi wa kifaa kizima.
Ili kuondokana na mapungufu haya, kinachojulikana kuwa vidhibiti vya voltage vinatengenezwa, ambayo udhibiti wa nguvu hutokea bila uharibifu wa nguvu katika kifaa cha kudhibiti yenyewe. Kwa fomu yake rahisi, kifaa kama hicho kinaweza kuwakilishwa kama swichi ya kawaida (jukumu la ambayo inaweza pia kuchezwa na transistor), iliyounganishwa kwa safu na mzigo. Katika mpango kama huo wastani sasa inapita kupitia mzigo inategemea si tu juu ya upinzani wa mzigo na voltage ya usambazaji, lakini pia juu ya mzunguko wa kubadili kubadili - juu ni, juu ya sasa. Kwa hivyo, kwa kubadilisha mzunguko wa kubadili, tunaweza kudhibiti sasa wastani kwa njia ya mzigo, na kwa hakika, hakuna nguvu itatolewa kabisa kwenye swichi yenyewe - kwa kuwa iko katika majimbo mawili tu: ama wazi kabisa au imefungwa kabisa. Katika kesi ya kwanza, kushuka kwa voltage juu yake ni sifuri, katika kesi ya pili, sasa inapita ndani yake ni sawa na sifuri, na kisha nguvu iliyotolewa juu yake, sawa na bidhaa ya sasa na voltage, pia ni daima. sufuri. Kwa kweli, kwa kweli, kila kitu ni tofauti kidogo - ikiwa transistors hutumiwa kama swichi, kwanza, hata katika hali ya wazi, voltage ndogo hushuka juu yao, na pili, mchakato wa kubadili haufanyiki mara moja. Hata hivyo, hasara hizi ni matokeo ya madhara, na ni kidogo sana kuliko nguvu ya ziada iliyotengwa kwa kifaa cha kudhibiti kidhibiti cha mstari.
Ikiwa tunalinganisha namba, ufanisi wa utulivu wa kawaida wa mstari ni 25 ... 50%, wakati ufanisi wa utulivu wa kubadili unaweza kuzidi 90%.
Kwa kuongezea, ikiwa tunaweka swichi kwenye kiimarishaji cha mapigo kabla ya kibadilishaji cha kushuka (kwa wazi, kwa ujumla, hakuna tofauti yoyote juu ya kudhibiti voltage ya pembejeo au pato la kibadilishaji - zinaunganishwa bila usawa), basi tunapata fursa ya kuamua mzunguko wa uendeshaji wa transformer bila kujali mzunguko wa mtandao wa usambazaji. Na kwa kuwa vipimo vya transformer hupungua na ongezeko lake mzunguko wa uendeshaji, basi hii inaruhusu matumizi ya transfoma za kushuka chini katika vidhibiti vya kunde ambavyo ni vya ukubwa wa toy ikilinganishwa na wenzao wa mstari, ambayo inatoa faida kubwa katika ukubwa wa kifaa kilichomalizika. Kwa mfano, transformer yenye mzunguko wa 50 Hz na nguvu ya 100 W ina uzito wa kilo mbili tu, wakati transformer yenye nguvu sawa, lakini kwa mzunguko wa 35 kHz ina uzito wa gramu 35 tu. Hii, kwa kweli, inathiri sana vipimo na uzito wa chanzo kizima cha nguvu - ikiwa tunahesabu uwiano wa nguvu ya pato la chanzo kwa kiasi chake, basi kwa usambazaji wa umeme unaofanya kazi kwa mzunguko wa makumi kadhaa ya kilohertz, itakuwa takriban 4-5 W/cu. inchi, wakati kwa kiimarishaji cha mstari takwimu hii ni 0.3 tu ... 1 W/cu. inchi. Zaidi ya hayo, kwa kuongezeka kwa mzunguko, msongamano wa nguvu wa usambazaji wa umeme unaogeuka unaweza kufikia hadi 75 W/m3. inch, ambayo haipatikani kabisa kwa vyanzo vya mstari hata kwa baridi ya maji (takwimu zinatolewa kutoka kwa kitabu na Irving M. Gottlieb "Power Supplies. Inverters, Converters, Linear na Switching Stabilizers").
Kwa kuongezea, na muundo huu, kiimarishaji cha mapigo inategemea kidogo sana juu ya thamani ya voltage ya pembejeo - baada ya yote, kibadilishaji cha chini ni nyeti kwa hili, na tunapowasha swichi kabla yake, tunaweza kudhibiti voltage. na mara kwa mara ya uendeshaji wake kama tunavyohitaji. Ipasavyo, vidhibiti vya kubadili vinaweza kuhimili kushuka kwa voltage ya hadi 20% ya thamani ya kawaida bila matatizo yoyote, wakati wale wa mstari wanaweza tu kufikia operesheni kwa kupunguza voltage ya mtandao kwa kupunguza zaidi ufanisi wa chini tayari.
Mbali na transformer, matumizi masafa ya juu inakuwezesha sana (makumi ya nyakati) kupunguza uwezo na, ipasavyo, vipimo vya capacitors laini (C1 na C2 kwenye mchoro hapo juu). Ukweli, huu ni upanga wenye ncha mbili - kwanza, sio capacitors zote za elektroni zinazoweza kufanya kazi kawaida kwa masafa kama haya, na pili, licha ya kila kitu, katika usambazaji wa umeme wa kubadili ni ngumu sana kupata anuwai ya pato. chini ya 20 mV, wakati iko kwenye mstari, ikiwa ni lazima, bila gharama maalum, kiwango cha ripple kinaweza kupunguzwa hadi 5 mV, na hata chini.
Ni dhahiri kwamba kibadilishaji kinachofanya kazi kwa mzunguko wa makumi kadhaa ya kilohertz ni chanzo cha kuingilia kati sio tu kwenye mzigo wake mwenyewe, bali pia kwenye mtandao wa usambazaji, na pia kwenye hewa ya redio. Kwa hivyo, wakati wa kubuni vifaa vya umeme vya kubadili, inahitajika kulipa kipaumbele kwa kichungi kwa pembejeo yake (kinyume na imani maarufu, hailindi sana usambazaji wa umeme kutokana na kuingiliwa kwa nje, lakini inalinda vifaa vingine kutokana na kuingiliwa na hii. usambazaji wa umeme), na kinga ya sumakuumeme ya usambazaji wa umeme yenyewe , ambayo katika kesi ya vitengo vya kazi nzito inamaanisha kutumia casing ya chuma. Vitalu vya mstari vifaa vya umeme, kama nilivyoona hapo juu, ingawa ni nyeti zaidi kwa kuingiliwa kwa nje, hazijiletei usumbufu wowote, na kwa hivyo hauitaji hatua maalum za kulinda vifaa vinavyozunguka.
Mbali na hilo, vyanzo vya pulsed vifaa vya umeme vinahitaji vifaa vya elektroniki ngumu zaidi (na, ipasavyo, ghali) kuliko wenzao wa mstari. Faida ya bei ya vitengo vya kunde ni dhahiri kwa bidhaa zenye nguvu, ambapo bei imedhamiriwa na gharama. kibadilishaji cha nguvu na kuondolewa kwa joto muhimu, na kwa hiyo vyanzo vya mstari na vipimo vyao vikubwa na ufanisi wa chini ni kupoteza wazi; hata hivyo, kadiri vijenzi vya kubadilishia umeme vinavyokuwa nafuu, vinazidi kuweka vyanzo vya laini vya umeme vya chini - kwa hivyo si vya kawaida tena. vitalu vya msukumo usambazaji wa nguvu katika vitengo vya watts (kwa mfano, kifaa cha kuchaji simu za rununu), ingawa miaka michache iliyopita, kwa nguvu kama hizo, faida za vyanzo vya mstari zilikuwa dhahiri.
Ikiwa tunazungumza juu ya kazi ambazo parameta ya kuamua ni vipimo, basi vifaa vya nguvu vya kubadili ni nje ya ushindani - na hila zote za muundo, haiwezekani kupata msongamano sawa wa nguvu kutoka kwa chanzo cha mstari kama kutoka kwa pulsed.
Vifaa vya nguvu vya kompyuta
Hivi sasa, vifaa vyote vya nguvu vinavyotumiwa kwenye kompyuta vinabadilika. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba ili kuhakikisha vipimo vinavyofaa na utaftaji wa joto, wiani wa nguvu na ufanisi inahitajika, ambayo kimsingi haiwezi kupatikana kwa usambazaji wa umeme wa nguvu kama hizo - kwa mfano, msongamano wa nguvu wa usambazaji wa umeme wa kawaida wa ATX ni 2. .5 W/cu. inchi (kulingana na nguvu yake ya pato), na ufanisi ni angalau 68% wakati wa kufanya kazi na mzigo wa juu.Kielelezo hapo juu ni mchoro wa kizuizi kilichorahisishwa cha usambazaji wa umeme wa kawaida wa kompyuta. Chini, kwa kutumia mfano wa kitengo cha Macropower MP-300AR, mpangilio wa kawaida wa vipengele katika block halisi usambazaji wa nguvu (katika vitengo vingi vya mifano mingine hakutakuwa na tofauti kubwa):
Voltage ya 220V hupitia kichujio cha sehemu mbili au tatu ambacho hulinda vifaa vingine vilivyounganishwa kwenye mtandao kutoka. iliyoundwa na block kuingiliwa kwa usambazaji wa umeme. Baada ya chujio, voltage hutolewa kwa rectifier D1, na kutoka humo kwa hiari (lakini inazidi kuwa ya kawaida katika vitengo vipya) mzunguko wa kurekebisha sababu ya nguvu (PFC - Power Factor Correction). Maelezo zaidi kuhusu PFC ni nini na kwa nini inahitajika itajadiliwa hapa chini.Sasa ningependa kukaa kwa undani zaidi juu ya chujio, kwa sababu kuna maswali kadhaa yanayohusiana nayo ambayo mara nyingi huulizwa na watumiaji.
Ugavi wa umeme bila PFC
Katika oscillogram hapo juu, "boriti" ya kijani ni voltage ya mtandao, na ya njano ni ya sasa inayotumiwa na umeme wa mtandao. Na picha hii, kipengele cha nguvu kinageuka kuwa takriban 0.7 - ambayo ni, karibu theluthi moja ya nguvu huwasha waya bila matokeo, bila kutoa yoyote. kazi muhimu. Na ikiwa kwa watumiaji wa kibinafsi takwimu hii haina yenye umuhimu mkubwa, kwa sababu mita za umeme za makazi zinazingatia tu nguvu hai, basi kwa ofisi kubwa na kwa ujumla majengo yoyote ambapo kompyuta nyingi zinafanya kazi wakati huo huo, sababu ya chini ya nguvu inawakilisha tatizo linaloonekana, kwa sababu wiring zote za umeme na vifaa vinavyohusiana lazima vihesabiwe kulingana na nguvu kamili- kwa maneno mengine, kwa sababu ya nguvu ya 0.7, inapaswa kuwa ya tatu yenye nguvu zaidi kuliko inaweza kuwa ikiwa ugavi wa umeme haukutumia nguvu tendaji. Sababu ya chini ya nguvu pia huathiri uteuzi wa vyanzo usambazaji wa umeme usioweza kukatika- kwao, kizuizi ni jumla, sio nguvu inayofanya kazi.
Ipasavyo, katika Hivi majuzi Vifaa vya kurekebisha kipengele cha nguvu (PFC) vinazidi kuwa maarufu. Rahisi zaidi na kwa hiyo ni ya kawaida zaidi ni kinachojulikana kama PFC ya passive, ambayo ni inductor ya kawaida ya inductance ya juu, iliyounganishwa na mtandao katika mfululizo na usambazaji wa umeme.
Ugavi wa umeme wa PFC usio na nguvu
Ugavi wa umeme na PFC inayotumika
Kama unavyoona, sura ya sasa inayotumiwa na usambazaji wa umeme na PFC hai hutofautiana kidogo sana na ile ya mzigo wa kawaida wa kupinga - sababu ya nguvu ya kitengo kama hicho inaweza kufikia 0.95 ... 0.98 wakati wa kufanya kazi kwa mzigo kamili. . Kweli, mzigo unapopungua, sababu ya nguvu hupungua, kwa kiwango cha chini kushuka kwa takriban 0.7 ... 0.75 - yaani, kwa kiwango cha vitengo na PFC passive. Walakini, ikumbukwe kwamba viwango vya kilele vya matumizi ya sasa kwa vitalu vilivyo na PFC hai bado, hata kwa nguvu ya chini, ni chini sana kuliko kwa vizuizi vingine vyote.
Grafu hapa chini inaonyesha matokeo ya kipimo cha majaribio cha utegemezi wa kipengele cha nguvu kwenye mzigo kwenye usambazaji wa umeme kwa vitengo vitatu - bila PFC kabisa, na PFC ya passiv na, hatimaye, na PFC hai.
Sio tu kwamba PFC inayotumika hutoa kipengele cha nguvu kinachokaribia kufaa, lakini tofauti na PFC tulivu, inaboresha utendakazi wa usambazaji wa nishati. Kwanza, kwa kuongeza inaimarisha voltage ya pembejeo ya kiimarishaji kikuu cha kitengo - sio tu kwamba kitengo kinakuwa nyeti sana kwa voltage ya mtandao wa chini, lakini pia wakati wa kutumia PFC inayofanya kazi, vitengo vilivyo na usambazaji wa umeme wa 110 ... 230V. zinatengenezwa kwa urahisi kabisa, ambazo hazihitaji mwongozo wa kubadilisha voltage ya mains. Pili, matumizi ya PFC hai inaboresha mwitikio wa usambazaji wa umeme wakati wa muda mfupi (sehemu za sekunde) kuingia kwenye voltage ya mtandao - kwa wakati kama huo kitengo hufanya kazi kwa kutumia nishati ya capacitors ya rectifier ya juu-voltage C1 na C2, na nishati hii ni sawia na mraba wa voltage juu yao; kama nilivyoona hapo juu, wakati wa kutumia PFC inayofanya kazi, voltage hii hufikia 400V dhidi ya 310V ya kawaida - kwa hivyo, ufanisi wa kutumia capacitors zaidi ya mara mbili (kwa sababu ya ukweli kwamba nishati iliyohifadhiwa kwenye capacitors iko mbali na kumalizika kabisa, ufanisi unakua. hata kwa kasi zaidi kuliko voltage ya capacitor ya mraba).
Kwa kweli, PFC inayofanya kazi ina shida mbili tu - kwanza, kama shida yoyote ya muundo kwa ujumla, inapunguza kuegemea kwa usambazaji wa umeme, na pili, pia ina ufanisi zaidi ya 100%, na kwa hivyo inahitaji baridi (hata hivyo, kwenye upande mwingine , PFC hai hupunguza kidogo hasara katika chujio cha pembejeo na katika inverter yenyewe, ili hakuna tone la jumla la ufanisi wa kitengo). Hata hivyo, manufaa ya kutumia PFC amilifu huzidi hasara hizi katika visa vingi.
Kwa hivyo, ikiwa unahitaji kitengo kilicho na urekebishaji wa sababu ya nguvu, basi kwanza kabisa unapaswa kuzingatia mifano iliyo na PFC inayofanya kazi - tu hutoa sababu nzuri ya nguvu, wakati pia inaboresha sana sifa zingine za usambazaji wa umeme. Kwa mtazamo wa watumiaji wa nyumbani, vitengo vilivyo na PFC hai vitakuwa muhimu kwa wamiliki wa UPS za nguvu za chini: wacha tuseme tayari unayo UPS yenye uwezo wa 500 VA, ambayo 50 VA inatumiwa na mfuatiliaji wa LCD, na 450 VA inasalia kwa kitengo cha mfumo, na utaboresha mwisho ngazi ya kisasa- na usanidi mbaya wa kisasa unaweza kutumia hadi 300 W kutoka kwa usambazaji wa umeme kwa kiwango cha juu zaidi. Katika kesi hii, kwenye usambazaji wa umeme na sababu ya nguvu ya 0.7 na ufanisi wa 80% (hii ni takwimu ya kawaida kwa block nzuri) tunapata jumla ya nguvu zinazotumiwa kutoka kwa mtandao 300/(0.75*0.8) = 500 VA, na kwenye block sawa na sababu ya nguvu ya 0.95 - kwa mtiririko huo, 300/(0.95*0.8) = 395 VA. Kama unavyoona, katika kesi ya usambazaji wa umeme bila PFC, kuchukua nafasi ya UPS na yenye nguvu zaidi hakuwezi kuepukika, vinginevyo katika tukio la kukatika kwa umeme kwa wakati mbaya, ya sasa haiwezi kukabiliana na mzigo, na. katika kesi ya kitengo na PFC hai, kuna hata hifadhi ndogo ya 55 VA iliyoachwa Kwa njia nzuri, bila shaka, katika hesabu hii ni lazima pia kuzingatia ukweli kwamba pato ni gharama nafuu. UPS voltage haina sinusoidal, lakini sura ya trapezoidal - hata hivyo, nambari kamili tu zilizopatikana zitabadilika, wakati faida ya usambazaji wa umeme na PFC hai itabaki.
Na kwa kumalizia sehemu hii, ningependa kufuta hadithi moja inayohusishwa na PFC: watumiaji wengi huchanganya kipengele cha nguvu na ufanisi, wakati wao ni kiasi tofauti kabisa. Ufanisi, kwa ufafanuzi, ni sawa na uwiano wa nguvu ya pato la usambazaji wa umeme kwa nguvu inayotumika inayotumia kutoka kwa mtandao, wakati sababu ya nguvu ni uwiano wa nguvu inayotumika inayotumiwa kutoka kwa mtandao hadi jumla ya nguvu inayotumiwa kutoka kwa mtandao. mtandao. Kufunga mzunguko wa PFC kwenye usambazaji wa umeme huathiri nguvu inayotumika ambayo hutumia moja kwa moja tu - kwa sababu ya ukweli kwamba PFC yenyewe hutumia nguvu fulani, pamoja na voltage ya pembejeo ya mabadiliko kuu ya utulivu; Kazi kuu ya PFC ni kupunguza nguvu tendaji zinazotumiwa na kitengo, ambacho hazizingatiwi katika hesabu ya ufanisi. Kwa hiyo, hakuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya ufanisi na kipengele cha nguvu.
Stendi ya kupima ugavi wa umeme
Stendi kuu ya kupima vifaa vya nguvu katika maabara yetu ni usakinishaji wa nusu-otomatiki ambao hukuruhusu kuweka mzigo unaohitajika kwenye mabasi ya +5V, +12V, +3.3V na +5V ya hali ya kusubiri ya kitengo chini ya majaribio, wakati wakati huo huo kupima voltages za pato zinazofanana.
Vifaa vya ufungaji vinategemea 4-channel Maxim MX7226 DAC, matokeo ambayo yanaunganishwa na vyanzo vya sasa. Mwisho ulifanyika amplifiers za uendeshaji LM324D na yenye nguvu transistors za athari za shamba IRFP064N imewekwa kwenye radiators na baridi ya hewa ya kulazimishwa.
Kila moja ya transistors ina utaftaji wa nguvu wa juu wa 200 W, na kwa kuwa transistors tatu kama hizo hutumiwa katika kila njia yenye nguvu zaidi ya mzigo (+5V na +12V), usakinishaji hukuruhusu kujaribu yoyote iliyopo. wakati huu Ugavi wa umeme wa ATX, hadi wenye nguvu zaidi - hata kwa kuzingatia kupungua kwa utawanyiko wa nguvu unaoruhusiwa wa transistors kadiri hali ya joto inavyoongezeka, nguvu inayoruhusiwa ya mzigo kwa kila chaneli ni angalau 400 W.
Ili kupima mikondo ya mzigo uliowekwa na voltages za pato za kitengo chini ya mtihani, ufungaji hutumia ADC mbili za 4-channel Maxim MX7824 - ADC moja inawajibika kwa mikondo, nyingine kwa voltages.
Udhibiti wote wa usanikishaji, kutoka kwa kuwasha usambazaji wa umeme chini ya jaribio na kuishia na kufanya vipimo vyote vinavyowezekana, pamoja na kurekodi na kusindika matokeo yao, hufanywa kutoka kwa kompyuta kupitia. Bandari ya LPT. Programu iliandikwa mahsusi kwa madhumuni haya, ambayo hukuruhusu kuweka mzigo wa sasa kwa uhuru kwenye kila moja ya mabasi, na pia kufanya vipimo vya kawaida vya vifaa vya umeme (kwa mfano, kuunda tabia ya mzigo, ambayo itajadiliwa. chini) kwa ukamilifu mode otomatiki.
Mbali na ufungaji kuu, vifaa viwili vya msaidizi pia hutumiwa kupima vitalu. Kwanza, ni jenereta ya mapigo ya mraba yenye masafa ya kutofautisha kutoka 60 Hz hadi 40 kHz:
Jenereta imeunganishwa kwa usambazaji wa umeme chini ya jaribio kwa namna ya mzigo - kwa kutumia swichi unaweza kuchagua ikiwa itaunganishwa kwa basi ya +12V au +5V, katika hali zote mbili kilele cha sasa cha mzigo unaounda ni. takriban 1.3 A. Hii inakuruhusu kukadiria ni kiasi gani cha umeme kilichojaribiwa vizuri humenyuka kwa mipigo ya mzigo wa mstatili yenye nguvu kiasi, ikifuatana na masafa kutoka makumi ya hertz hadi makumi ya kilohertz.
Pili, kurekodi oscillograms ya sasa inayotumiwa na umeme na, wakati huo huo, voltage ya usambazaji, shunt ya kawaida yenye vipinga vya waya vya nguvu hutumiwa. upinzani kamili Takriban 0.61 ohm
Wakati wa kupima ugavi wa umeme, probes ya oscilloscope ya digital ya njia mbili imeunganishwa kwenye bodi hii - moja ya njia zake hurekodi oscillogram ya voltage ya mtandao, na nyingine - oscillogram ya sasa inayotumiwa na umeme. Ifuatayo, oscillograms zinazosababishwa zinasindika na programu ndogo iliyoandikwa kwa kusudi hili, ambayo huhesabu mara moja vigezo vyote vya maslahi kwetu - nguvu inayotumika, tendaji na inayoonekana inayotumiwa nayo na, ipasavyo, sababu ya nguvu na ufanisi wa nguvu. usambazaji.
Kuchukua oscillograms, oscilloscope ya "virtual" ya digital mbili hutumiwa (virtuality katika kesi hii ina maana kwamba oscilloscope hii ni bodi iliyowekwa kwenye kompyuta na, tofauti na oscilloscopes ya kawaida, haiwezi kufanya kazi bila kompyuta, kwa sababu haina yake mwenyewe. vifaa vya kudhibiti na kuonyesha habari ) M221 iliyotengenezwa na kampuni ya Kislovakia ETC. Oscilloscope ina bandwidth ya analog ya 100 MHz, kasi ya juu ya digitalization ishara ya kiholela Sampuli milioni 20 kwa sekunde na unyeti kutoka 50 mV/div hadi 10 V/div. Mbali na kupima ufanisi na kipengele cha nguvu cha vifaa vya umeme vilivyojaribiwa, oscilloscope hutumiwa kutathmini safu, umbo na muundo wa mzunguko wa ripple ya pato la umeme.
Ili kutathmini haraka mikondo na voltages wakati wa mchakato wa upimaji, na pia kwa upimaji wa mara kwa mara wa vifaa vingine vya kupimia, maabara yetu hutumia multimeter ya Uni-Trend UT70D, ambayo hukuruhusu kupima mikondo na voltages kwa usahihi mzuri sana, pamoja na zile zisizo za sinusoidal. , ambayo ni muhimu sana wakati wa kupima vifaa vya nguvu bila marekebisho ya sababu ya nguvu - nyingi vyombo vya kupimia, isiyo na alama ya "TrueRMS" haiwezi kupima vya kutosha mikondo inayobadilika na voltages ambazo umbo lake hutofautiana na sinusoid.
Kupima joto ndani ya usambazaji wa nguvu tunayotumia thermometer ya digital Fluke 54 Series II yenye thermocouples 80PK-1 na 80PK-3A (majina yote ya miundo yametoka kwenye katalogi ya Fluke). Kwa bahati mbaya, kipimajoto cha dijiti cha infrared ambacho tulikuwa nacho kilionyesha usahihi usioridhisha wa kipimo kwenye nyuso za chuma zinazong'aa (kwa mfano, kwenye viambata vya joto vya alumini vya vifaa vya nguvu), ambayo ilitulazimisha kubadili kutumia kipimajoto cha thermocouple.
Ili kupima kasi ya mashabiki wa usambazaji wa nguvu, tachometer ya macho Velleman DTO2234 hutumiwa. Inakuruhusu kupima kasi ya shabiki kwenye usambazaji wa umeme uliofungwa bila shida kidogo, ambayo ni, bila kusumbua serikali yake ya asili ya joto - unahitaji tu kushikilia kamba nyembamba ya nyenzo za kutafakari kwenye moja ya vile vile vya shabiki.
Na hatimaye, kuhakikisha kwamba vifaa vyote vya nguvu vina sawa voltage ya mtandao, bila kujali mabadiliko yake ya kila siku, na pia kuhakikisha uwezo wa kupima vitengo kwa kuongezeka au kupungua kwa voltage ya usambazaji, huunganishwa kwenye mtandao kupitia autotransformer ya maabara ya Wusley TDGC2-2000 yenye nguvu inayoruhusiwa ya mzigo wa hadi 2 kW na voltage. mipaka ya udhibiti kutoka 0 hadi 250V.
Mbinu ya kupima vifaa vya nguvu
Mtihani wa kwanza na muhimu zaidi kwa usambazaji wowote wa umeme ni ujenzi wa kinachojulikana kama tabia ya mzigo. Kama nilivyosema tayari katika sehemu ya kinadharia ya kifungu hicho, kila voltage ya pato la usambazaji wa umeme inategemea mzigo sio tu kwenye basi inayolingana, lakini pia kwenye mizigo kwenye mabasi mengine yote.Kiwango cha ATX hutoa upungufu wa juu unaoruhusiwa wa voltages za pato kutoka kwa nominella - hii ni 5% kwa voltages zote chanya za pato (+12V, +5V na +3.3V) na 10% kwa voltages hasi za pato (-5V na -12V, ambayo , hata hivyo, katika vitalu vya kisasa tu mwisho bado). Tabia ya upakiaji wa msalaba (CLC) ya block ni eneo la mchanganyiko wa mzigo ambao hakuna voltage ya pato inapita zaidi ya mipaka inayoruhusiwa.
Mfumo wa ugavi wa umeme hujengwa kwa namna ya eneo kwenye ndege, ambapo mzigo kwenye basi ya +12V hupangwa kando ya mhimili wa kuratibu usawa, na jumla ya mzigo kwenye basi ya +5V na +3.3V imepangwa kando ya wima. mhimili wa kuratibu. Wakati wa kujenga kitengo cha usambazaji wa umeme, usakinishaji wa kupima vifaa vya umeme katika hali ya kiotomatiki kabisa hubadilisha mzigo kwenye mabasi haya kwa hatua ya 5 W na, ikiwa voltages zote za pato za kitengo katika hatua hii ziko ndani ya mfumo maalum, huweka uhakika juu ya ndege, rangi ambayo ni kutoka kijani hadi nyekundu - inalingana na kupotoka kwa kila voltage katika hatua fulani kutoka kwa thamani ya majina. Kwa kuwa usanidi tunaotumia hudhibiti voltages kuu tatu za pato, kwa kila ugavi wa umeme tunapata, kwa mtiririko huo, grafu tatu (kwa kila voltage), ambayo eneo moja litapigwa kwa rangi tofauti. Sura ya eneo kwa zote tatu ni sawa, kwani imedhamiriwa sio kwa kila voltages kando, lakini kwa zote kwa pamoja, na kupotoka ni zaidi ya mipaka inayoruhusiwa. yoyote ya voltages inamaanisha kuwa hatua inayolingana haitakuwa kwenye grafu kila mtu mkazo; Kivuli cha eneo hilo ni tofauti kwa sababu kinajengwa kila mmoja kwa kila voltage. Chini ni mfano wa mfumo wa usambazaji wa nguvu kwa Macropower MP-360AR Ver. 2, iliyotiwa rangi kwa mujibu wa kupotoka kwa voltage +12V (katika vifungu nitatoa picha za uhuishaji ambazo voltages zote tatu zitaonyeshwa kwa zamu, voltage ya sasa imeonyeshwa kwenye kona ya juu ya kulia ya grafu, juu ya kiwango cha rangi):
Kwenye grafu hii, kila nukta inalingana kabisa na hatua moja ya kipimo, na kwa urahisi wakati wa mchakato wa kipimo, pointi ambapo voltages ziko nje ya mipaka inayoruhusiwa zinaonyeshwa kwa ukubwa wa kijivu na ndogo - hii ni muhimu kwa urahisi wa ufuatiliaji wa majaribio. maendeleo ya vipimo kwa wakati halisi. Baada ya vipimo kukamilika, data iliyopatikana inasindika kwa kutumia tafsiri mbili - kwa hivyo badala ya vidokezo vya mtu binafsi, eneo lenye kivuli na kingo wazi ni rahisi zaidi kwa utambuzi:
Kwa hivyo tunaona nini kwenye grafu hii? Ugavi wa umeme uliojaribiwa unakabiliana vyema na mzigo kwenye basi la +12V - ina uwezo wa kutoa voltages zinazohitajika kwa mzigo wa juu kwenye basi hili na 5W tu kwenye basi ya +5V (5W ni thamani ya awali katika vipimo vyetu; kwa vitengo vyenye nguvu vinavyofanya kazi bila utulivu kwenye mizigo hiyo ya mwanga, huongezeka hadi 15 W au 25 W).
Mpaka laini wa wima katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu inamaanisha kuwa hapa kitengo kimefikia kikomo cha nguvu cha basi ya +12V (kwa kitengo hiki ni 300W), na usakinishaji haukuongeza sasa mzigo zaidi ili kuepusha. kushindwa kwa usambazaji wa umeme. Hapo juu, mpaka wa wima hugeuka kuwa ulioelekezwa (kona ya juu ya kulia ya grafu) - hii ndio eneo ambalo usakinishaji ulifikia nguvu ya juu ya usambazaji wa umeme (katika kesi hii ni 340W), na kwa hivyo, mzigo unapoongezeka. kwa + 5V, ililazimika kupunguza mzigo kwa +12V, ili kuzuia tena usambazaji wa umeme kutoka kwa kushindwa au ulinzi wake kutokana na kukwama.
Tunaendelea kuzunguka contour kinyume cha saa. Juu ya grafu, mstari ulioelekezwa hugeuka kuwa laini ya gorofa - hii ndio eneo ambalo usakinishaji ulifikia kiwango cha juu kinachoruhusiwa cha +5V, na kisha haukuongeza nguvu kwenye basi hili tena, ingawa usambazaji wa umeme. voltages zinazozalishwa ndani ya mipaka ya kawaida.
Na hatimaye, katika sehemu ya juu ya kushoto ya grafu tunaona mstari usio na usawa wa mteremko, ambao haujaelezewa wazi na kikomo cha nguvu - baada ya yote, mzigo wa +12V katika eneo hili ni mdogo sana. Lakini mstari huu unaelezewa kikamilifu na rangi nyekundu ya grafu - na mzigo mkubwa wa +5V na mzigo mdogo wa +12V, voltage kwenye basi +12V ilifikia kupotoka kwa 5%, na hivyo kuashiria mpaka wa KNH.
Kwa hivyo, kutoka kwa grafu hii tunaweza kusema hivyo block hii Ugavi wa umeme hudumisha kiwango cha voltages za pato vizuri na hukuruhusu kupata nguvu iliyotangazwa kutoka kwake bila shida yoyote, lakini itakuwa vyema kwa mifumo ya kisasa zaidi na usambazaji wa umeme kwa processor na kadi ya video kutoka +12V, kwa sababu inakubali kubeba mzigo kuelekea basi hili bora zaidi kuliko shehena ya shehena kuelekea basi +5V.
Kwa kulinganisha, hebu tuangalie usambazaji wa nguvu wa usambazaji wa umeme wa bei nafuu - L&C LC-B300ATX na nguvu iliyobainishwa ya 300W. Grafu katika kesi hii imejengwa tena kwa voltage ya +12V:
Tofauti kutoka kwa MP-360AR ni dhahiri mara moja. Kwanza, mstari wa chini wa contour hauna usawa tena - upande wa kulia huanza kwenda juu, na rangi nyekundu inaonyesha kuwa hii haikusababishwa tu na voltage inayozidi + 5V (ambayo hutokea mara nyingi na mzigo mkubwa. ya +12V), lakini pia kushuka kwa voltage ya +12V. Pili, hakuna "rafu" ya juu ya usawa kwenye mzunguko; sehemu ya juu ya grafu inalingana na mzigo wa +5V wa karibu 150W - ambayo inamaanisha kuwa kiwango cha juu cha 180W kilichoahidiwa na mtengenezaji kwa basi hili hakiwezi kupatikana kwa mazoezi, kwa kanuni, chini ya mchanganyiko wowote wa mzigo. Tatu, licha ya nguvu ya juu iliyotangazwa kwenye reli za +5V na +3.3V ikilinganishwa na MP-360AR (180W dhidi ya 130W), inaonekana wazi kuwa mstari ulioinama katika sehemu ya juu kushoto ya grafu ya MP-360AR ulianza. kwa nguvu ya mzigo kwa +5V zaidi ya 80 W, wakati LC-B300 ina takriban 50 W. Hii inamaanisha kuwa, licha ya nguvu kubwa iliyotangazwa rasmi kwenye basi ya +5V ya LC-B300 ikilinganishwa na MP-360AR, kwa vitendo, katika hali nyingi itawezekana kupata nguvu kubwa zaidi kwenye basi hili kutoka kwa kitengo kilichotengenezwa na Nguvu kubwa.
Nadhani wasomaji wasikivu tayari wamegundua kuwa ikiwa grafu zote mbili zimepangwa kwa kiwango sawa, PCB ya kizuizi cha Macropower itageuka kuwa iliyoinuliwa sana kwenye mhimili wa +12V ikilinganishwa na PCB ya kizuizi cha L&C. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba vitalu hivi viwili ni vya matoleo tofauti Kiwango cha Ugavi wa Umeme cha ATX/ATX12V, ambapo usambazaji tofauti wa mzigo kati ya mabasi ya usambazaji wa nishati ulizingatiwa kuwa bora. Kwa kulinganisha, takwimu hapa chini inaonyesha CNCs ambayo, kulingana na Intel (kama mkusanyaji wa familia nzima ya viwango vya ATX), vifaa vya umeme vinapaswa kuwa na miaka tofauti:
Kama unavyoona, awali kiwango cha ATX kilidhaniwa matumizi hasa kutoka kwa mabasi ya +5V na +3.3V - na hakika, karibu vifaa vyote vya kompyuta viliwezeshwa kutoka kwa voltages hizi; kwa +12V, mzigo unaoonekana uliundwa tu na mechanics ya anatoa ngumu na anatoa za macho.
Hata hivyo, baada ya muda, hali ilianza kubadilika - wasindikaji wakawa na nguvu zaidi na zaidi, na kuwawezesha kutoka +5V kuliunda matatizo kadhaa kwa watengenezaji wa bodi ya mama. Kwanza, wakati huo tayari ilikuwa wazi kwamba ongezeko la matumizi ya nguvu ya wasindikaji itaendelea zaidi, ambayo itasababisha matumizi makubwa ya sasa ya +5V, na kwa hiyo kutakuwa na tatizo la kusambaza mikondo kama hiyo kwenye ubao wa mama - kiwango. kiunganishi hakiwezi kustahimili. Pili, kiunganishi cha nguvu cha ubao-mama kitalazimika kubanwa karibu na VRM ya kichakataji, au basi iliyoundwa kwa mikondo ya juu italazimika kuburutwa kutoka kwayo kupitia ubao mzima hadi kwenye VRM, ambayo ni ngumu tena...
Katika suala hili, Intel ilipendekeza kiwango cha ATX12V, kulingana na ambayo processor lazima iwe na nguvu kutoka kwa basi ya +12V - ni wazi, kwa matumizi sawa ya nguvu hii inamaanisha mara 2.4 chini ya sasa. Walakini, kwa kuwa kiunganishi kikuu cha ATX kina waya moja tu ya +12V, ilikuwa ni lazima kuanzisha kiunganishi cha ziada cha 4-pin ATX12V ... hata hivyo, na Intel hii iliua ndege wawili kwa jiwe moja - sio tu kutatua tatizo mapema. ya viunganishi vya kuteketezwa kwa sababu ya mikondo ya juu sana ya mzigo, lakini pia muundo wa PCB uliorahisishwa kwa watengenezaji wa ubao wa mama, kwa sababu kuweka kiunganishi kidogo cha pini 4 moja kwa moja karibu na VRM ni rahisi zaidi kuliko kuweka kiunganishi kikubwa cha pini 20.
Kwa bahati mbaya, Kampuni ya AMD haikuunga mkono mpango wa Intel, na kwa hivyo wamiliki wengi wa bodi za mama kwa Soketi A, ambayo hata kati ya zile zinazouzwa sasa, 20-25% bado hawana kiunganishi cha ATX12V, walipata shida ambazo Intel ilizungumza miaka minne iliyopita - na ujio wa wasindikaji wenye nguvu wa jukwaa hili, ripoti za kwanza zilionekana juu ya mawasiliano ya kuteketezwa ya usambazaji wa umeme, na juu ya usawa mkubwa katika voltages za pato lake (kama unaweza kuona kutoka kwa PCB zilizo hapo juu, hata vitengo vya bei nafuu vinaweza kukabiliana vyema na +12V. mizigo)...
Kwa kweli, hasara pekee ya kiufundi kutoka kwa kuanzishwa kwa ATX12V ni kupungua kidogo kwa ufanisi wa VRM, kwa sababu ufanisi wa kubadilisha fedha yoyote hupungua kwa ongezeko la tofauti kati ya pembejeo na pato voltages. Walakini, hii ilitatuliwa zaidi na kuongezeka kwa ufanisi wa usambazaji wa umeme yenyewe - kama kwa watengenezaji wa ubao wa mama, kwa watengenezaji wa usambazaji wa umeme, uamuzi wa kuzingatia matumizi kuu kwenye basi ya +12V umerahisisha sana muundo wa vitengo.
Kama unavyoona kwenye grafu, matoleo ya ATX12V hadi na kujumuisha 1.2 yalitofautiana na ATX ya kawaida tu katika ongezeko la matumizi yanayoruhusiwa kwenye basi la +12V. Mabadiliko makubwa zaidi yalitokea katika toleo la 1.3 - kwa mara ya kwanza katika historia nzima ya maendeleo ya vifaa vya umeme vya kompyuta, ilianzisha mzigo unaoruhusiwa unaohitajika kwenye basi ya +5V. ilipungua, wakati mzigo kwenye basi ya +12V uliongezeka zaidi - kwa kweli, urekebishaji wa vifaa vya umeme kwa mifumo ya kisasa zaidi imeanza, ambayo watumiaji wachache na wachache wanabaki kwenye basi ya +5V (wasindikaji wamekuwa wakiendeshwa na +12V kwa muda mrefu. , na sasa kadi za video zimefuata mkondo huo). Tofauti na mifano ya awali, ugavi wa umeme wa ATX12V 1.3 hauhitajiki tena kudumisha voltages thabiti chini ya mizigo mizito kwa +5V na kwa mizigo nyepesi kwa +12V.
Na hatimaye, toleo la hivi karibuni leo ni ATX12V 2.0. Kama unavyoona kwa urahisi, nguvu ya usambazaji wa umeme kwenye basi ya +5V imepungua zaidi - sasa ni 130W tu; lakini nguvu inayoruhusiwa ya mzigo kwenye +12V imeongezeka kwa kiasi kikubwa. Kwa kuongezea, vitengo vya ATX12V 2.0 vilipata kiunganishi cha nguvu cha ubao wa mama wa pini 24 badala ya pini 20 ya zamani - ikiwa miaka minne iliyopita kiunganishi cha zamani hakikutosha tena kuwezesha processor, ndiyo sababu ATX12V iligunduliwa, sasa mkondo unaoruhusiwa. ya kiunganishi haitoshi tena kuwasha kichakataji PCI Express kart. Pia, vyanzo viwili vya +12V vilionekana kwenye vizuizi vya ATX12V, lakini kwa kweli ndani ya kizuizi ni chanzo kimoja, mipaka ya sasa ya safari ya ulinzi ni tofauti - kulingana na mahitaji ya usalama ya kiwango cha IEC-60950, mikondo ya zaidi ya 20A ni. hairuhusiwi kwenye basi ya +12V, ndiyo sababu ni muhimu kugawanya tairi hii katika sehemu mbili. Walakini, katika hali ambapo kufuata kiwango hiki hakuhitajiki, watengenezaji wanaweza tu kutofunga mzunguko unaolingana - basi usambazaji wa umeme wa ATX12V 2.0 na mikondo kwenye mabasi ya +12V, sema, 10A na 15A, inaweza kuzingatiwa kwa usalama kama usambazaji wa umeme. na basi moja ya +12V yenye 25A ya sasa.
Kwa hivyo, ikiwa tunarudi kwenye vitengo vilivyojadiliwa hapo juu, tunaweza kusema kwamba MP-360AR Ver. 2 inatii kiwango cha ATX12V 2.0, na LC-B300 inatii kiwango cha ATX12V 1.2, hivyo basi tofauti katika PCB zao. Walakini, sababu, kwa kweli, sio tu katika kufuata rasmi na matoleo tofauti ya kiwango - kumbuka jinsi nilivyolalamika kuwa katika mazoezi haiwezekani kupata nguvu iliyotangazwa ya +5V kutoka kwa LC-B300 ... na sasa hebu tuongeze nguvu. Intel KNH iliyopendekezwa kwenye grafu yake kwa vizuizi vya 300-watt ATX12V 1.2:
Kama unavyoona, kifaa hakiendani na mahitaji ya kawaida ya modeli za wati 300 kuhusu mzigo unaoruhusiwa wa +5V, kwa hivyo inaweza kuzingatiwa kama wati 300 tu kwa tahadhari kwamba wati hizi sio sawa sana. Kwa kulinganisha, unaweza kuangalia grafu ya MP-360AR sawa, lakini kwa PCB iliyopendekezwa kwa vitengo 350 vya ATX12V 2.0:
Kama unaweza kuona, mechi ni karibu kamili. Nadhani maoni ni jamaa ubora wa kulinganisha Vitalu hivi viwili ni vya ziada.
Kwa ujumla, kufuata sheria kali sana Mahitaji ya Intel ni ngumu sana kuunganishwa na KNKh - hakuna vitengo vingi ambavyo vinaweza kujivunia hii, hata hivyo, ukiukwaji mkubwa wa mapendekezo, kama ilivyo kwa LC-B300, ni nadra.
Kuhusu rangi za KNH, tunaweza kusema kwamba bora, bila shaka, ni sare rangi ya kijani... hata hivyo, bora, kama tunavyojua, kwa kawaida haliwezi kupatikana. Hali ni ya kawaida wakati kila volti, isipokuwa +3.3V iliyotulia, inapitia safu nzima kutoka kijani kibichi au manjano-kijani kwenye ncha moja ya grafu hadi nyekundu kwa nyingine; pia hutokea kwamba hakuna rangi ya kijani. kwenye KNKh kabisa - hii ina maana kwamba voltage awali ilikuwa overestimated. Hali mbaya zaidi ni wakati voltage yoyote inapita kupitia safu nzima ya rangi mara mbili - kutoka nyekundu kwenye makali moja kupitia kijani katikati hadi nyekundu kwenye makali mengine ya mzunguko. Hali hii, kwa mfano, inaonekana katika LC-B300 iliyojadiliwa hapo juu na ina maana kwamba kwa makali moja ya PCB voltage imeshuka kwa kiasi kikubwa (kwa wazi, na mzigo mdogo wa + 5V na mzigo mkubwa wa +12V, mwisho unaweza. tone tu), na kwa makali mengine - kinyume chake, imeongezeka sana; kwa maneno mengine, utulivu wake unaacha kuhitajika ...
Na, ili kukamilisha maelezo ya KNKh, nitatoa mfano wa usambazaji bora wa umeme. Hapo juu, tayari nilitaja katika kupitisha vifaa vya umeme vya Antec na OCZ na vidhibiti-saidizi tofauti kwenye kila basi kuu; hapa chini ninakuletea usikivu wa umeme uliopimwa kwa majaribio ya kitengo cha OCZ Technology PowerStream OCZ-470ADJ (hii tayari ni picha kamili na voltages zote tatu, kipindi cha mabadiliko ya sura ni sekunde 5.):
Kama unaweza kuona, sio tu zote Mzunguko wa KNH umedhamiriwa tu na mzigo wa juu unaoruhusiwa wa usambazaji wa umeme, kwa hivyo hakuna voltage moja hata ilikuja karibu na kupotoka kwa asilimia 5. Kwa bahati mbaya, vifaa vya umeme kama hivyo bado ni ghali ...
Bila shaka, kupima vifaa vya umeme haishii na ujenzi wa vitengo vya usambazaji wa nguvu. Kwanza, vitengo vyote vinajaribiwa kwa uthabiti chini ya mzigo wa mara kwa mara kutoka sifuri hadi kiwango cha juu katika nyongeza za 75 W. Kwa njia hii imedhamiriwa ikiwa kizuizi kinaweza kuhimili mzigo kamili.
Pili, mzigo unapoongezeka, joto la makusanyiko ya diode ya kitengo na kasi ya mzunguko wa shabiki hupimwa, ambayo karibu vifaa vyote vya kisasa vya nguvu hutegemea joto kwa njia moja au nyingine.
Hata hivyo, matokeo ya vipimo vya joto yanapaswa kutibiwa na wasiwasi fulani - vifaa vingi vya nguvu vina miundo tofauti ya radiators na eneo la makusanyiko ya diode juu yao, na kwa hiyo vipimo vya joto vina hitilafu kubwa. Walakini, katika hali mbaya, wakati usambazaji wa umeme uko karibu na kifo kutokana na kuongezeka kwa joto (na hii wakati mwingine hufanyika katika mifano ya bei rahisi), usomaji wa thermometer unaweza kuvutia - kwa mfano, katika mazoezi yangu kulikuwa na vitengo ambavyo radiators zilikua. moto zaidi chini ya mzigo kamili mamia ya digrii.
Kuvutia zaidi ni vipimo vya kasi ya mzunguko wa shabiki - licha ya ukweli kwamba wazalishaji wote wanadai udhibiti wao wa joto, utekelezaji wa vitendo inaweza kuwa tofauti sana. Kama sheria, kwa vitalu vya chini bei mbalimbali kasi ya shabiki wa awali tayari ni kuhusu 2000 ... 2200 rpm. na inapopata joto hubadilika tu kwa 10 ... 15%, wakati kwa vitalu vya ubora wa juu kasi ya awali inaweza kuwa 1000 tu ... 1400 rpm, mara mbili wakati wa joto kwa nguvu kamili. Kwa wazi, ikiwa katika kesi ya kwanza ugavi wa umeme utakuwa na kelele daima, basi katika kesi ya pili watumiaji wa mifumo isiyo na nguvu sana ambayo hupakia ugavi wa umeme inaweza kuhesabu kimya.
Pia, wakati ugavi wa umeme unafanya kazi kwa nguvu kamili, amplitude ya ripple ya voltages zake za pato hupimwa. Acha nikukumbushe kwamba, kulingana na kiwango, safu ya ripple katika safu hadi 10 MHz haipaswi kuzidi 50 mV kwa basi + 5V na 120 mV kwa basi +12V. Kwa mazoezi, mawimbi yanayoonekana ya masafa mawili yanaweza kuwapo kwenye pato la kitengo - karibu 60 kHz na 100 Hz. Ya kwanza ni matokeo ya uendeshaji wa kiimarishaji cha PWM cha kitengo (kawaida mzunguko wake ni karibu 60 kHz) na iko kwa kiwango kimoja au kingine kwenye vifaa vyote vya nguvu. Chini ni oscillogram ya ripples ya kawaida katika mzunguko wa uendeshaji wa PWM, kijani- basi +5V, njano - +12V:
Kama unavyoona, hii ndio kesi wakati ripple kwenye basi ya +5V imepita zaidi ya mipaka inayokubalika ya 50 mV. Oscillogram inaonyesha hasa sura ya classic ya ripples vile - triangular, ingawa katika vifaa vya gharama kubwa zaidi ya nguvu wakati byte kawaida laini nje na chokes imewekwa kwenye pato.
Mzunguko wa pili ni mara mbili ya mzunguko wa mtandao wa ugavi (50 Hz), ambao hufikia pato kwa kawaida kutokana na uwezo wa kutosha wa capacitors ya kurekebisha voltage ya juu, makosa katika mzunguko, au muundo mbaya wa kibadilishaji nguvu au bodi ya mzunguko iliyochapishwa kuzuia. Kama kanuni, mabadiliko haya (katika makala ambayo yanatolewa kwa msingi wa 4 ms/div) huzingatiwa katika vitengo vingi vya bei ya chini na ni nadra sana katika mifano ya hali ya kati. Upeo wa ripples hizi hukua kwa uwiano wa mzigo kwenye usambazaji wa nguvu na, kwa kiwango cha juu, pia wakati mwingine unaweza kwenda zaidi ya mipaka inayoruhusiwa.
Pia, kwa mzigo wa 150 W, jenereta ya mstatili wa mstatili tayari iliyotajwa hapo juu katika sehemu ya awali ya makala imeunganishwa na ugavi wa umeme, baada ya hapo amplitude ya mapigo hupimwa kwa kutumia oscilloscope. rafiki waya wa umeme, yaani, sio kwenye moja ambayo jenereta imeunganishwa. Hii inakagua mwitikio wa jumla wa kitengo kwa mzigo kama huo wa kunde, na, haswa, jinsi itakavyokandamiza usumbufu kutoka kwa kila kifaa kilichounganishwa nayo. Hata hivyo, kutokana na kuwepo kwa upandaji mkali wa voltage wakati jenereta inapogeuka, usahihi wa kipimo sio juu sana, lakini wakati mwingine hitimisho la kuvutia linaweza kutolewa kutoka kwa vipimo hivi.
Na hatimaye, vipimo vya ufanisi na sababu ya nguvu ya vitengo. Labda hii ndio sehemu muhimu zaidi na ya kufurahisha - kama uzoefu umeonyesha, vigezo hivi viko karibu kabisa kwa vizuizi anuwai, na kwa kuwa kwa idadi kubwa ya watumiaji haijalishi, kwani kushuka kwao kidogo hakuna athari kwenye utendakazi. kompyuta (na mabadiliko makubwa kati ya mifano tofauti vitalu vya aina moja hazizingatiwi), basi vipimo vinafanywa tu katika hali nadra sana. Kwa hivyo, kipengele cha nguvu kinapimwa kwa vitengo ambavyo marekebisho yake yanatangazwa, na ufanisi ni ama pamoja na kipengele cha nguvu (kwa kweli, thamani ya ufanisi hupatikana kwa moja kwa moja, hakuna vipimo vya ziada vinavyohitajika kwa hili), au ikiwa kwa moja. sababu au nyingine kuna tuhuma kwamba kizuizi hiki kinapita zaidi ya mipaka inayoruhusiwa, ambayo hutokea mara chache sana.
Mwishoni, ningependa pia kusema kwamba sijapima na sitapima, licha ya uwezekano unaowezekana. Nina mtazamo hasi sana kuelekea vipimo ambavyo hupima kiwango cha juu kabisa cha pato la umeme na usambazaji wa umeme - wakati wa jaribio mzigo kwenye kitengo huongezeka hadi ulinzi umeanzishwa au kitengo kinawaka tu. Vipimo kama hivyo hutoa kutawanya sana katika matokeo, sio tu kulingana na mfano maalum wa block, lakini pia kulingana na jinsi majaribio hupakia - ambayo ni, jinsi mzigo unasambazwa kwenye mabasi ya kuzuia. Kwa kuongezea, kwa utendaji wa kawaida wa kompyuta, kinachohitajika sio uwezo fulani uliokadiriwa wa usambazaji wa umeme kushikilia nguvu kama hizo, lakini uwezo wa kutoa voltages na ripples ndani ya uvumilivu ulioanzishwa na kiwango, ambacho, kwa bahati mbaya. , si kawaida kuzingatiwa katika vipimo hivyo. Kwa hivyo, nambari zilizopatikana katika majaribio kama haya, ingawa ni nzuri sana, lakini, ole, hazina uhusiano mwingi na ukweli.
Kwa hivyo, mbinu ambayo tumeunda kwa sasa ya kupima vifaa vya umeme inaruhusu sisi sio tu kusoma tabia ya usambazaji wa umeme kwa undani zaidi, lakini pia kulinganisha wazi vifaa tofauti vya umeme - na hii imekuwa shukrani wazi kwa ujenzi wa msalaba- sifa za mzigo, ambazo zinaweza kutumika kwa malengo na bila kutoridhishwa kwa ziada sema block fulani ni nini.
