Miért olyan károsak a barnulások?
Csak olvasok. Tényleg túlfeszültség-védelemre van szüksége? és nos, szeretném tudni, miért olyan károsak a barnulások. Az ott megadott magyarázat a következő: "A kondenzátorok névleges feszültségük fölé kerülnek". Ennek azonban nincs értelme, ha a tápegységbe táplált energia a szokásos feszültség alatt van. Mi történik egy áramellátással egy áramkimaradáskor, hogy károsodjon?
Van-e beépített védelem a modern tápegységekbe az ilyen károk megelőzése érdekében? Van-e más módja a számítógép védelmének leállási körülmények között, mint az UPS használata?
A feszültségesés akkor van alulfeszültség, ha a váltóáramú tápellátás körülbelül 10% -kal alacsonyabb a névleges értéknél (a névleges érték a legtöbb helyen 110-120 vagy 220-240 értéket jelent). Az Egyesült Államokban a feszültségesés úgy határozható meg, hogy a váltóáramú feszültség csökkenése 99 V alatt van. Az ATX tápegységekre vonatkozó Intel specifikáció kimondja, hogy a 90 és 135 és 180 és 265 közötti feszültségeknek lehetővé kell tenniük az áramellátás megfelelő működését (3.1. Szakasz), így az áramellátás akkor is normálisan fog működni, ha észrevehető feszültségesés történik.
Néhány embernek nagyon rövid áramkimaradása van (kevesebb mint 30 ms vagy kb. 2 AC ciklus), mivel feszültség csökken, mivel a villanykörték pillanatnyilag, de láthatóan elhalványulnak ez idő alatt, hasonlóan a tényleges alacsony feszültségű állapothoz.
Mindkét esetben az Intel alulfeszültség-feltételként definiálja azokat, és az Intel ATX12V tápegység-tervezési útmutató 3.1.3. Szakaszában elmagyarázza, hogy az ATX tápegységnek mely feltételeknek kell megfelelnie ilyen körülmények között.
A tápegységnek tartalmaznia kell védőáramköröket, amelyek biztosítják, hogy a 3.1. Szakasz 1. táblázatában megadott minimum alatti bemeneti feszültség alkalmazása ne okozzon kárt az áramforrásban.
A tápegységek bemeneti szakasza számos érdekes áramkörből áll, amelyek a nap végén egy 308 VAC körüli transzformátort táplálnak, amely ezután táplálja a vezérlő és kondicionáló áramköröket. Ez az áramkör képezi a szabályozási áramkör fő alapját, és ha a tápegység teljes teljesítményénél kevesebbet használ, akkor jelentős alulfeszültségi körülményeket kezelhet, anélkül, hogy kimenne a kimeneti oldalon lévő szabályozásból.
Amikor feszültségesés következik be, az áramellátás a névleges áramot a lehető leghosszabb ideig próbálja leadni (a bejövő feszültség és áram alapján). Ha a szabályozás nem tartható fenn, az alaplap áramellátásának jele kikapcsol. Az alaplap felelős az áramellátásba táplált bekapcsolási jel kikapcsolásáért. Ha ez időben megtörténik, a teljes áramellátás megszakad és kikapcsol.
Ha az alaplap nem, akkor a PSU-nak le kell engednie a síneket, ha túl messzire téved a rendelettől. Ez azonban nem garantálható. A gyengébb tápegységek az alkatrészeket és az alaplapot is alacsony feszültségnek tehetik ki.
Ami ezen a ponton történik, attól függ, hogy ezek az alkatrészek mennyire robusztusak. Ez azonban általában nem jó dolog, mivel az alkatrészek megpróbálják működni az alacsonyabb feszültséget. Ne feledje, hogy a tápegység kikapcsolt állapotban mindig rövid ideig alulfeszültséget szolgáltat (a kimenetek nem kerülnek azonnal 0-ra), így a nagyon rövid feszültség-periódusok rendben vannak. A probléma csak akkor jelentkezik, ha a tápegység hosszabb ideig alulfeszültség állapotban volt. Ez csak akkor történhet meg, ha az áramellátás és az alaplap sem képes észlelni a problémát, és továbbra is megpróbálja elindítani.
Ne feledje, hogy az Intel specifikáció alig több, mint egy ipari irányelv, és nincsenek tanúsító hatóságok. Még jó tápegységekre sincs szükség az ajánlások betartásához. Kedvenc szakaszom a 3.1.5. Láttam, hogy sok drága és olcsó tápegység nem tartja be ezeket az ajánlásokat!
A specifikus hatások a tárgyalt összetevőtől függően különböznek, ami valójában külön vita.
quack - ez az áramkimaradás okától, az elektromos hálózattól és a vezetékhez csatlakoztatott eszközöktől függ. Ha az áramkimaradás oka annak, hogy a generátor nincs megfelelően szinkronizálva az átviteli hálózattal, általában túlfeszültséget jelez (mivel a vezérlés nincs megfelelően beállítva, valószínűleg túlkorrigálódik, ha alkalmazkodik a hálózat frekvenciájához). Ez a mai hálózatokban egyre ritkábban fordul elő, mivel a sok villamos energiát elektronikusan alakítják át ahelyett, hogy a generátor fázisait mechanikusan a hálózathoz igazítanák. De nem minden feszültségesés okozza a feszültség növekedését.
TORTA. P = IE. Teljesítmény = áram szorzó feszültség. Ha feszültségcsökkenés esetén a feszültség alacsonyabb, akkor az áramellátásnak több áramot kell elvezetnie a hálózatból annak érdekében, hogy fenntartsa ugyanolyan teljesítményszintet. Míg a feszültségcsökkenés alatt a feszültségterhelés valóban kisebb, a kompenzáció érdekében a tápegység aktuális terhelése növekszik.
Itt van a rövid válasz: Feszültségesés esetén a tápegységeknek nagyobb áramot kell felvenniük, hogy kompenzálják az alacsonyabb tápfeszültséget, ami nagyon megterheli a tranzisztorokat, vezetékeket, diódákat stb. Emellett kevésbé hatékonnyá válnak, még több áramot merítenek, ami tovább súlyosbítja a problémát.
Itt van a hosszú válasz: A legtöbb (ha nem az összes) számítógép kapcsolóüzemű tápegységeket használ. Ha a tápegység minden eleme (a tranzisztorok, transzformátorok, kondenzátorok, diódák stb.) Tökéletesen ideálisak lennének, akkor a tápegység bármilyen bemeneti feszültséget felvehet, és a kívánt feszültségen (amíg elegendő áram van) előállítja a kívánt teljesítményt, amíg a P = IE ).
Ezek az elemek azonban korántsem ideálisak, ezért a valós világ összes tápegységét úgy tervezték, hogy egy meghatározott területen működjön, mint pl B. 80–240 V. A hatékonyság (a tápkimenet teljesítményének százalékos aránya a bemenetnél szükséges teljesítményhez viszonyítva) csökken a bemeneti feszültség csökkenésével. Az Anandtechnek van egy jó példa grafikonja. Az X tengely az áram kimenetének teljesítménye (terhelés), az Y tengely pedig a hatékonyság. Ezért ez a kb. 300 W teljesítmény a leghatékonyabb.
120 V-os bemenetnél a hatásfok kb. 85%. Ezért kb. 300 W/0,85 = 353 W húzódik a falról, hogy a kimenetnél 300 W legyen. A "hiányzó" 53 W az áramkörben elfogyasztott (ezért vannak a számítógépeiben ventilátorok - mintha a tápegységének lenne egy 50 W-os lámpája egy kis dobozban, és el kellene vezetnie a hőt). Mivel P = IE, kiszámíthatjuk azt az áramot, amelyre a hálózati csatlakozónak szüksége van egy 300 W kimenő teljesítményhez 120 V feszültségnél: I = P/E = 353 W/120 V = 2,9 A. (A teljesítménytényezőt figyelmen kívül hagyom tartsa ezt a magyarázatot egyszerűnek.)
230 V-os bemenettel a hatásfok 87%, így csak 344W húzódik le a falról, ami nagyon szép. Mivel a feszültség sokkal nagyobb, az áramfogyasztás sokkal alacsonyabb: 344 W/230 V = 1,5 A.
90 V feszültségesés esetén a hatásfok még rosszabb, mint 120 V esetén: 83,5%. Most az áram 300 W/0,835 = 359 W-ot von le a falról. És még nagyobb teljesítményt merít: 359 W/90 V = 4 A!
Nos, ez valószínűleg nem jelentene nagy terhelést ennek a PSU-nak, mivel 650 W-os névleges teljesítményre képes. Vessünk egy gyors pillantást arra, hogy mi történik 650 W-nál. 120 V feszültség mellett a hatásfok 82% -> 793 W és 6,6 A távolságra a faltól. A hatékonyság azonban még rosszabb nagy terheléseknél. 90 V esetén 78,5% -os hatékonyságot látunk, ami 828 W-ot és 9,2 A-t jelent! Még akkor is, ha a hatékonyság 78,5% marad, a 80 V feszültségesésnek 10,3 A-t kell húznia. Ez sok áram; A dolgok olvadni kezdenek, hacsak nem az ilyen típusú áramra vannak besorolva.
Ezért a feszültségesés káros az áramellátás szempontjából. Több áramot kell húznia az alacsonyabb tápfeszültség kompenzálásához, amely nagyon megterheli a tranzisztorokat, vezetékeket, diódákat stb. Emellett kevésbé hatékonyak, emiatt még több áramot vesznek igénybe, ami súlyosbítja a problémát.
Bónusz példa: Itt van egy rövid magyarázat arra, hogy a tápegységek miért kevésbé hatékonyak, mivel a tápfeszültség csökken. Valamennyi elektronikus alkatrész (tranzisztor, transzformátor, még az áramköri kártya vezetősávja is) hasonló ellenállással rendelkezik. A táptranzisztor bekapcsolásakor bekapcsolási ellenállása például 0,05 ohm. Amikor a 3A áram átfolyik ezen a tranzisztoron, 3A * 0,05 ohm = 0,15V látja a vezetékeit. Ez a 0,15 V * 3 A = 0,45 W teljesítmény, amelyet most ebben a tranzisztorban fogyasztanak. Ez villamosenergia-pazarlás - ez a hő az áramellátásban, nem pedig a terheléshez szükséges áram. Ez a mi 300 W, 120 V forgatókönyvünk.
A 90 V-os leállási 300 W-os forgatókönyv esetén a tranzisztornak ugyanaz az ellenállási értéke 0,05 ohm, de most 4 A áram áramlik át rajta, így 4 A * 0,05 ohm = 0,2 V a vezetékein keresztül leesik. Ez a 0,2 V * 4 A = 0,8 W teljesítmény, amelyet most ebben a tranzisztorban fogyasztanak. Ezért minden olyan eszköz (és sok van) a tápegységben, amely ellenállást/feszültségesést tapasztal, ha a tápfeszültség csökken, több hőt (energiapazarlást) termel. Általánosságban és ésszerű keretek között a magasabb feszültség magasabb hatékonyságot eredményez.