A számítógép tápellátásának hatékonysága
Számos új számítógépes tápegység díszíti magát 80 + x-rel Logók.
- De mennyit hoz ez valójában?
- És mennyire rossz a régi tápegységem, amely nem tartalmaz információt a most elért hatékonyságról?
- És amúgy mennyire kell a PC-m?
Tábornok
A 80 év feletti témában fontos elmondani, hogy a Nagyobb tápegységek hatékonysága egyebek az elv miatt jobb mint a kis tápegységeké. - Várjon egy percet, milyen hatékonysággal? - Ugyanazon a számítógépen? - Nem!
Természetesen az erősebb tápegység csak jobb hatékonysággal rendelkezik, ennek megfelelően nagyobb terhelés mellett. Ez nem mond semmit egy bizonyos terhelés hatékonyságáról. Inkább az ellenkezője. Nál nél ugyanaz a terhelés van egy kisebb tápegység általában hasonló hatékonyságú jobb hatékonyság.
Hatékonyság kalkulátor
| névleges kapacitás | W. | |
| 1. mérési pont | % Terhelés = W | Hatékonyság % = Fogyasztás W |
| 2. mérési pont | % Terhelés = W | Hatékonyság % = Fogyasztás W |
| 3. mérési pont | % Terhelés = W | Hatékonyság % = Fogyasztás W |
| saját fogyasztás | W. | |
| Lineáris hatékonyság | % | |
| Ohmikus veszteségek | 1/kW | |
| előrejelzés | % Terhelés = W. | Hatékonyság% = fogyasztás W |
Kézikönyv: Adja meg az áramellátás jellemzőit az 1–3 pont mérési névleges teljesítmény és hatásfok mezőiben. Ezek megtalálhatók a 80+ tanúsítványban vagy az áramellátás adatlapján. Most írja be az előrejelzés elkészítésekor a számítógép várható fogyasztását. Ezután megbecsülik a számítógép tápegységének hatékonyságát.
Veszély: A számítás nem veszi figyelembe a különböző gyűjtősínek terheléseloszlását. Ha az eloszlás jelentősen eltér a tápegység névleges terheléseloszlásától, az értékek nagyon pontatlanok lesznek. Jellemzően a tényleges hatékonyság romlik.
A hatékonyság terhelésfüggése
Mind a 80+, a Hatékonyság egy tápegység nincs terhelés mindig 0%. Ez azért is logikus, mert semmi sem jön ki, és minden tápegységnek megvan a saját fogyasztása.
Ha figyelembe vesszük a fizikai alapokat, akkor egy kapcsolt üzemmódú tápegység hatékonysága használható közelítésben a 2. rendű tört racionális polinom:
η = l/(a l 2 + b l + c) η = hatékonysággal, l = relatív terhelés és a, b, c = egy tápegység tervezési állandói.
A számok opcionálisan mind százalékban, mind abszolút értékben használhatók. A hatékonysági képlet eredménye ekkor ugyanabban az egységben van. Az a, b és c együtthatók értékei és mértékegységei azonban változnak.
c az önfogyasztást (teljes terhelés mértékegységeiben), b lineáris veszteséget és másodfokú (ohmos) veszteséget jelenti.
Ezután egy görbét kapunk, amely nullától indul és meredeken emelkedik, középen a maximum és a teljes terhelés felé mérsékelt csökkenés. Lásd a példát.
Adatlapokat
A tápegységek adatlapjai általában nem nyújtanak részletes információkat a hatékonyság terhelésfüggőségéről, különösen kis terhelések esetén. Éppen ellenkezőleg, van némi teljes baromság. Pl. A marketing részleg által önkényesen színes, nem méretarányos diagramokkal rajzolt görbék (pl. Az Enermaxnál).
De 80+ tanúsítás esetén legalább 3 mért érték kötelező. És ezekből az értékekből elég pontosan kiszámíthatja a hatékonysági görbét, ha a fenti képletet használja alapul.
A hatékonyságot (η1, η2, η3) három különböző terhelési részre (l1, l2, l3) adjuk meg. Ekkor az a, b, c állandók a következőképpen alakulnak:
Most kiszámíthatja a görbét.
Példa Enermax PRO 82+ 230 V AC-on
| 1 | l1 = 20% | η1 = 84% |
| 2 | l2 = 50% | η2 = 88% |
| 3 | l3 = 100% | η3 = 86% |
a = 0,111 = 0,0000111 [1 /% 2]
b = 1,02 = 0,0102 [1 /%]
c = 0,029
Amit itt azonnal láthat, az az, hogy egy ilyen tápegység alacsony (alapjárati) terhelés mellett nem mutat jól. Vegyünk egy tipikusat, egyszerű PC hüvelykujjukat forgató fedélzeti grafikákkal. Talán lemezzel kell neki 30W. Ha most 400 W névleges terhelésű tápegységet használok, akkor ez csak 7,5% -ra hasznosul. A fenti példában ez az igazán jó áramellátás ellenére is alig elég 70% -os hatékonyság!: -O
Nos, egy 150 W-os tápegység Alt-PC is ezt tehette. De mielőtt mindenki kannibalizálni tudná a régi számítógépeket: meg kell győződnie arról, hogy a régi tápegységek elegendő energiát tudnak szolgáltatni a + 12 V-os sínen, mert a régebbi számítógépeket többnyire + 5 V-ról és + 3,3 V-ról táplálták.
pontosság
A ló lába az egész történetben az, hogy ez az egész számítás meglehetősen pontos egyetlen kapcsoló tápegységre. A számítógép tápegysége fél tucat tápegységből áll, különböző feszültségekhez, amelyek többé-kevésbé összekapcsolódnak. Röviden, különbséget jelent, hogy ugyanazt a tápfeszültséget 3,3 V-ra vagy 12 V-ra feszíti. Alapszabályként azt mondhatja: a hatékonyság a magasabb kimeneti feszültségekkel mindig jobb mint az alacsonyabbak. Ez egy másik oka annak, hogy a modern tápegységek hatékonyabbak, mint a régi modellek. Korábban a jelenlegi feszültség alacsony feszültségen arányosan magasabb volt.
Mérje meg a hatékonyságot
A tápegység hatékonyságának meghatározásához szüksége van a felvett és a benyújtott hatalom. Ez utóbbiak kereskedelmi forgalomban is használhatók Teljesítmény-fogyasztásmérőelfog. (De légy óvatos, mindenféle gyermekjáték forgalomban van, amelyek nem mutatnak hasznos értékeket. Tehát előzetesen tájékozódjon a készülékről.)
A kimenet rögzítéséhez fel kell tenned a füledet. Megfelelő egyenáramú bilincs-ampermérő áráért a PC-t bármilyen tápegységgel működtetni lehet teljes élettartama alatt. A B terv az, hogy mélyebben belemélyedjen a trükkökbe.
Természetesen az itt bemutatott eljárás alkalmas egy kombináció maximális fogyasztásának mérésére és az áramellátás ennek megfelelő kialakítására is. De légy óvatos, nem teljesen triviális a PC maximális fogyasztásának elérése. Lehet, hogy olyan régi klasszikusok, mint a Prime95, félig használják a CPU-t, de sem a grafikus kártya, sem a meghajtók.
Indirekt áram mérése
Figyelem: ha meg akarja csinálni ezt a mérést, akkor tudnia kell, hogy mi az áram, és hol lehet és hol nem. A tápegységet nyitott állapotban kell üzemeltetni! Veszély van az életre.
A tápegység kimeneti teljesítményének meghatározásához az egyes energiasínek energiafogyasztására van szükség. Ahhoz, hogy közvetlenül multiméterrel mérje meg, meg kell szakítani a vezetékeket és át kell vezetni az áramot a mérőeszközön. Ez időigényes és kockázatos, mivel a számítógép alkatrészei megsemmisülhetnek, ha az érintkezés laza. Ezért itt egy másik módszert mutatok be, amely nem igényel módosításokat a kábelcsatlakozásokon.
Mérje meg a feszültségesést
Az elv egyszerű. Mérjük a feszültségesést, amelyet a tápegységet összekötő kábelek terhelőárama generál. Neked kell egy Millivoltmérő. Számos egyszerű, 0,1 mV felbontású digitális multiméter a legkisebb egyenfeszültség-mérési tartományban is megfelelő, bár a dolgok kicsit kevésbé pontosak. Ha tud egy kis bütykölést, akkor egy egyszerű hangszererősítőt is felakaszthat maga elé, például az INA106-tal.
A feszültségesés méréséhez meg kell nyitni a tápegységet, és a mérőhegyeket közvetlenül a tápegység kimenő tápkábeleinek kiindulási pontjára kell helyezni. A tápegység típusától függően szükség lehet az áramköri kártya levételére és a tápegység teljesen szétszerelt működtetésére. Ezután az alsó oldalon könnyen hozzáférhető forrasztási pontokon mérhet.
Másrészt a célpontok használatára, például a dugókban. A különböző csapok átmeneti ellenállása azonban változhat, ha több azonos színű vonal párhuzamosan csatlakozik. Ezért pontosabb az alaplapot szétszerelt állapotban működtetni, és az alján lévő forrasztási pontokat használni.
Az egésznek természetesen muszáj mindenki használja a hálózati csatlakozót és mindent használta Buszok kell végrehajtani. A gyakorlatban az ember a lényegre szorítkozik. Tehát nincs szükséged a fekete alapvonalakra, az ATX csatlakozónál egyszer + 3,3 V (narancssárga), egyszer + 5 V (piros) és egyszer + 12 V (sárga) méréseket végez, a többit úgysem lehet így mérni . Ha pedig perifériákról van szó, akkor minden, ami nem feltétlenül szükséges, sok fogyasztás nélkül (pl. CD-ROM) kikapcsolódnak. Néhány táblánál figyelnie kell a készenléti tápellátást + 5VSB (lila).
Mérje meg a vezeték ellenállását
Ha ismeri a feszültségesést terhelés alatt, akkor az áram Ohm törvénye szerinti meghatározásához csak a kapcsolat ellenállására van szükség. Ezt úgy érhetjük el, hogy újra elvégezzük ugyanazt a mérést, miközben ismert áramot küldenünk ugyanazon a vonalon keresztül, kikapcsolt és leválasztott számítógéppel. Alapvető fontosságú, hogy mindig pontosan ugyanazon a ponton mérjünk, mint korábban, és közben ne válasszuk szét a csatlakozókat.
Honnan szerezzen ismert áramot?
Nos, ennek a legegyszerűbb forrása egy régi PC tápegység és egy nagy kerámia ellenállás 8-15Ω között. Az ellenállást sorosan kötik a + 12 V-hoz, ami nagyjából 1A áramot eredményez. Vigyázat, az ellenállás 10 W körül ég. Először is ezt el kell viselnie, másrészt idővel forróvá válik. Tehát tartsa távol az ujjait.
Aki természetesen rendelkezik laboratóriumi tápegységgel, az is használhatja ezt. Fordítsa a kimeneti feszültséget kb. 1 V-ra, a kimeneti áram pedig kb. 1 A-ra. Ez utóbbi értéknek kellően pontosnak kell lennie az olvasáshoz, vagy meg kell mérni.
A jobb oldali példában csak egy régi AT tápegységet használtam, és mindent szabadon repítettem aligátor kapcsokkal. A minimális terhelés érdekében kellően vastag egyenirányító diódát csatlakoztattam előrefelé a mérési csúcsokkal párhuzamosan. Amíg a tesztszondák nincsenek érintkezésben egy vonallal, az áram a diódán keresztül áramlik. Ugyanakkor ez a tesztcsúcsok közötti feszültséget 1 V alatti értékre korlátozza.
Annak érdekében, hogy az áramellátás ne induljon el azonnal, minimum 5 V terhelést kell biztosítania. Ezért tettem egy másik, hasonló ellenállást + 5 V és a föld közé egy másik csatlakozóba. Nem nagyon melegszik. Jellemzően az ATX + 3,3 V-os tápegységeket nem feltétlenül kell betölteni.
A pontos áramerősség meghatározásának legjobb módja, figyelembe véve a hálózati ellenállást, az ellenállás feszültségének mérése, miközben a tesztszondák aligátor-kapcsai össze vannak kötve. Ohm törvénye teszi a többit:
Iref = U/R Iref = tesztárammal, U = feszültség az ellenálláson és R = felfelé emelt ellenállásérték.
A teszthegyek megnyomásakor némi erőt kell kifejteni, hogy az érintkezési ellenállás kicsi maradjon. Akkor mondhatja el, hogy igaza van-e, amikor a feszültség már nem csökken. Az eltolás értékét, amely alatt nem jön el, a tesztcsúcsok közvetlen egymáshoz szorításával lehet meghatározni. Ezt az értéket ezután kivonják az összes mért értékből. Nekem szinte pontosan 1mV volt.
Ha helyesen akarja csinálni, akkor jobb, ha az aligátor klipjeit a tábla alján lévő forrasztási pontokhoz rögzíti, és közvetlenül mellette megméri a feszültséget (4 pontos módszer). Ekkor nincs szükség különösebb szilárdságra vagy korrekcióra.
Eredmény
Miután befejezte a fenti ceremóniát az ATX csatlakozó három legfontosabb feszültségével, a CPU-csatlakozó + 12 V-jához és a Molex-csatlakozókon keresztül csatlakoztatott lemezek + 5 V és + 12 V-jához stb., Értékelheti az adatokat.
| +12 V-os CPU | 4,2 mV | 11,0 mV | 1.0A | 10,0 mΩ | 0,42A | 5,05 W |
| +12V ATX | 2,54 mV | 13,6 mV | 12,6mΩ | 0,2A | 2,4 W | |
| +5V ATX | 7,0 mV | 6,1 mV | 5,1 mΩ | 1.37A | 6,9 W | |
| +3.3V ATX | 9,5 mV | 7,2 mV | 6,2 mΩ | 1,56A | 5,15 W | |
| Képlet: | Mért érték | Mért érték | Mért érték | R = Uref/Iref | Ion = Uon/R | P = U · ion |
Összességében 19,5 W. Az adatokat egy tesztkiszolgálón mérjük, AMD Athlon X2 250-vel, ASUS M4A78LT-M LE kártyán, AMD 760 lapkakészlettel és 4 GB-os DDR3 ECC-RAM-mal. A tábla mellett csak egy Intel SSD volt rajta, amivel nálam van
Háttér-információ
Miért kell az áramellátás hatékonyságának ésszerű 2. rendű polinomot követnie?
Nos, a tápegység fogyasztása mind elemi fizikai törvényeket követ. A legegyszerűbb pont maga a tápegység állandó alapfogyasztása. Ezenkívül vannak olyan veszteségek, amelyek a kimeneti áram négyzetétől függenek, pl. Ohmos ellenállások (P = R · I 2). A legtöbb tápegységet azonban impulzusszélesség-modulációval szabályozzák. A kimenő teljesítmény kvadratikusan növekszik a mag áramával, ezért gyakorlatilag csak lineáris teljesítményfüggő veszteségek maradnak meg. Ez vonatkozik a mag hiszterézis veszteségeire is.
Ez azt jelenti, hogy a fogyasztás a kimeneti teljesítmény másodfokú egyenlete. Mivel azonban az ingadozás mértékét a fogyasztásonkénti kimenő teljesítményként definiáljuk, a törtrészes racionális polinom bekövetkezik.
Nem károsítja ez az alkatrészeket, ha bármilyen tesztfolyamot fecskendez be kívülről?
Nem, ha valóban a megfelelő pontokon indul, a mérőáramot rövidre zárják a kábelek és csatlakozók. Ekkor gyakorlatilag nincs áram. És ha nem érti pontosan, a dióda feszültségkorlátozása biztosítja, hogy általában semmi sem történjen - legalábbis addig, amíg a tápcsatlakozásoknál marad.