De ce sunt defectele atât de dăunătoare
Tocmai am citit. Chiar aveți nevoie de protecție la supratensiune? și bine, aș vrea să știu de ce sunt atât de dăunătoare defectele. Explicația dată acolo citește „Condensatoarele sunt aduse peste tensiunea lor nominală”. Totuși, acest lucru nu are sens dacă puterea alimentată în unitatea de alimentare este sub tensiunea obișnuită. Ce se întâmplă cu o sursă de alimentare într-o întrerupere pentru a o deteriora?
Există o protecție încorporată în sursele de alimentare moderne pentru a preveni astfel de daune? Există vreo altă modalitate de a vă proteja computerul în condiții de întrerupere decât prin utilizarea unui UPS?
O cădere de tensiune este o condiție de subtensiune atunci când sursa de curent alternativ scade cu aproximativ 10% sub valoarea sa nominală (valoarea nominală înseamnă 110-120 sau 220-240 în majoritatea locurilor). În Statele Unite, o cădere de tensiune poate fi definită ca o scădere a tensiunii AC sub 99V. Specificațiile Intel pentru sursele de alimentare ATX afirmă că tensiunile cuprinse între 90 și 135, precum și 180 și 265 ar trebui să permită sursei de alimentare să funcționeze corect (secțiunea 3.1), astfel încât sursa de alimentare să funcționeze normal, chiar dacă are loc o scădere de tensiune notabilă.
Unii oameni au, de asemenea, întreruperi foarte scurte de curent (mai puțin de 30 msec sau aproximativ 2 cicluri de curent alternativ) ca cădere de tensiune, deoarece becurile se estompează momentan, dar vizibil în acest timp, similar cu o stare reală de joasă tensiune.
În ambele cazuri, Intel le definește ca fiind condiții de subtensiune și explică în secțiunea 3.1.3 din Ghidul de proiectare a sursei de alimentare Intel ATX12V ce cerințe trebuie să îndeplinească o sursă de alimentare ATX în astfel de condiții.
Sursa de alimentare trebuie să conțină circuite de protecție care să asigure că aplicarea unei tensiuni de intrare sub minimul specificat în secțiunea 3.1, tabelul 1 nu provoacă daune sursei de alimentare.
De obicei, sursele de alimentare au o secțiune de intrare formată dintr-o serie de circuite interesante care la sfârșitul zilei alimentează un transformator de aproximativ 308 VAC, care alimentează apoi circuitele de control și condiționare. Acest circuit formează de fapt baza principală a circuitului de reglare și, dacă utilizați mai puțin decât puterea maximă a alimentatorului, puteți face față unor condiții semnificative de subtensiune fără a cădea din reglare pe partea de ieșire.
Când apare o cădere de tensiune, sursa de alimentare încearcă să furnizeze curentul nominal cât mai mult timp posibil (pe baza tensiunii și curentului de intrare). Dacă regulamentul nu poate fi menținut, semnalul de putere bună către placa de bază este dezactivat. Placa de bază este responsabilă pentru dezactivarea semnalului de alimentare furnizat la sursa de alimentare. Dacă acest lucru se întâmplă în timp, întreaga sursă de alimentare va fi întreruptă și oprită.
Dacă placa de bază nu o face, alimentatorul ar trebui să renunțe la șine dacă se îndepărtează prea mult de reglementare. Cu toate acestea, acest lucru nu poate fi garantat. Sursele de alimentare inferioare pot expune componentele și placa de bază la condiții de tensiune scăzută.
Ce se întâmplă în acest moment depinde de cât de robuste sunt aceste componente. Cu toate acestea, acest lucru nu este în general un lucru bun, deoarece componentele vor încerca să funcționeze la tensiunea mai mică. Amintiți-vă că unitatea de alimentare furnizează întotdeauna o subtensiune pentru o perioadă scurtă de timp când este oprită (ieșirile nu sunt reduse la 0 imediat), deci perioadele de scurtă tensiune foarte scurte sunt în regulă. Problema apare numai atunci când sursa de alimentare a fost într-o stare de subtensiune pentru o perioadă extinsă de timp. Acest lucru se poate întâmpla numai dacă atât sursa de alimentare, cât și placa de bază nu reușesc să detecteze problema și să continue să încerce să pornească.
Rețineți că specificația Intel este puțin mai mult decât un ghid industrial și nu există autorități de certificare. Chiar și surse de alimentare bune nu sunt necesare pentru a urma recomandările. Secțiunea mea preferată este 3.1.5. Am văzut că multe surse de alimentare scumpe și ieftine nu respectă aceste recomandări!
Efectele specifice diferă în funcție de componenta discutată, care este de fapt o discuție separată.
cearcan - acest lucru depinde de motivul căderii de curent, de rețeaua electrică și de orice dispozitiv conectat la linie. Dacă o pană de curent se datorează faptului că un generator nu este sincronizat corect cu rețeaua de transmisie, este de obicei afișată o supratensiune (deoarece controlul nu este setat corect, va fi probabil supracorectat atunci când se adaptează la frecvența rețelei). Acest lucru se întâmplă din ce în ce mai rar în rețelele de astăzi, deoarece o mulțime de energie electrică este convertită electronic în loc să se adapteze mecanic fazele generatorului la rețea. Dar nu toate căderile de tensiune determină creșterea tensiunii.
TORT. P = IE. Putere = curent de tensiune. Dacă tensiunea este mai mică în cazul unei căderi de tensiune, o sursă de alimentare trebuie să extragă mai mult curent din rețea pentru a menține același nivel de performanță. În timp ce sarcina de tensiune este într-adevăr mai mică în timpul unei căderi de tensiune, sarcina de curent pe sursa de alimentare crește pentru a compensa acest lucru.
Iată răspunsul scurt: În cazul unei căderi de tensiune, sursele de alimentare trebuie să consume mai mult curent pentru a compensa tensiunea de alimentare mai mică, care este foarte stresantă pentru tranzistoare, fire, diode etc. De asemenea, devin mai puțin eficienți, ceea ce îi face să tragă și mai multă energie electrică, înrăutățind problema.
Iată răspunsul lung: Majoritatea computerelor (dacă nu toate) folosesc surse de alimentare cu comutare. Dacă toate elementele de alimentare (tranzistoarele, transformatoarele, condensatoarele, diodele etc.) ar fi perfect ideale, o sursă ar putea lua orice tensiune de intrare și ar putea produce puterea dorită la tensiunea dorită (atâta timp cât există suficient curent) intrare pentru a menține P = IE ).
Cu toate acestea, aceste elemente sunt departe de a fi ideale, astfel încât toate sursele de alimentare din lumea reală sunt proiectate să funcționeze într-o anumită zonă, cum ar fi B. 80 - 240 V. Chiar și în intervalul pentru care sunt proiectate, eficiența (procentul de putere la ieșirea sursei comparativ cu puterea necesară la intrare) tinde să scadă odată cu scăderea tensiunii de intrare. Anandtech are un bun exemplu de grafic. Axa X este puterea la ieșirea sursei (sarcina), iar axa Y este eficiența. Prin urmare, această alimentare de aproximativ 300 W este cea mai eficientă.
Cu o intrare de 120 V, randamentul este de aproximativ 85%. Prin urmare, aproximativ 300 W/0,85 = 353 W sunt extrase din perete pentru a obține 300 W la ieșire. 53 "lipsa" de 53W este consumată în circuit (de aceea calculatoarele dvs. au ventilatoare - este ca și cum sursa dvs. de alimentare ar avea o lampă de 50W într-o cutie mică și ar trebui să disipeze căldura). Deoarece P = IE, putem calcula curentul de care are nevoie mufa de alimentare pentru o putere de ieșire de 300 W la 120 V: I = P/E = 353 W/120 V = 2,9 A. (Ignor factorul de putere pentru a păstrați această explicație simplă.)
Cu o intrare de 230V, eficiența este de 87%, deci doar 344W sunt extrase din perete, ceea ce este foarte frumos. Deoarece tensiunea este mult mai mare, consumul de energie este mult mai mic: 344 W/230 V = 1,5 A.
Cu o cădere de tensiune de 90 V, eficiența este chiar mai slabă decât cu 120 V: 83,5%. Acum alimentarea atrage 300 W/0,835 = 359 W din perete. Și atrage și mai multă putere: 359 W/90 V = 4 A!
Ei bine, probabil că nu ar pune o încărcătură mare pe acest alimentator, deoarece este evaluat la 650W. Deci, să aruncăm o privire rapidă la ceea ce se întâmplă la 650W. La 120 V eficiența este de 82% -> 793 W și la 6,6 A distanță de perete. Cu toate acestea, eficiența este și mai slabă la sarcini mari. Pentru 90 V vedem o eficiență de 78,5%, ceea ce înseamnă 828 W și 9,2 A! Chiar dacă eficiența a rămas la 78,5%, o cădere de tensiune de 80 V ar trebui să atragă 10,3 A. Este multă energie electrică; Lucrurile încep să se topească dacă nu sunt evaluate pentru acest tip de curent.
Prin urmare, căderile de tensiune sunt rele pentru sursa de alimentare. Trebuie să trageți mai mult curent pentru a compensa tensiunea de alimentare mai mică, care este foarte stresantă pe tranzistoare, fire, diode etc. De asemenea, devin mai puțin eficienți, ceea ce îi face să tragă și mai multă energie electrică, ceea ce înrăutățește problema.
Exemplu bonus: Iată o scurtă explicație a motivului pentru care sursele de alimentare devin mai puțin eficiente pe măsură ce tensiunea de alimentare scade. Toate componentele electronice (tranzistoare, transformatoare, chiar și pistele conductoare de pe placa de circuit) au o rezistență similară. Când un tranzistor de putere este pornit, acesta are o rezistență la pornire de, de exemplu, 0,05 ohmi. Când curentul 3A curge prin acest tranzistor, acesta va vedea 3A * 0,05 ohmi = 0,15 V peste conductorii săi. Această putere de 0,15 V * 3 A = 0,45 W consumată acum în acest tranzistor. Aceasta este o risipă de energie electrică - este căldură în sursa de alimentare, nu electricitate pentru sarcină. Acesta este scenariul nostru de 300 W, 120 V.
În scenariul de întrerupere de 90 V de 300 W, tranzistorul are aceeași valoare de rezistență de 0,05 ohmi, dar acum curge 4 A de curent prin el, deci 4 A * 0,05 ohmi = 0,2 V peste conductorii săi a cadea. Această putere de 0,2 V * 4 A = 0,8 W consumată acum în acest tranzistor. Prin urmare, orice dispozitiv (și există multe) din sursa de alimentare care suferă o rezistență la pornire/cădere de tensiune va genera mai multă căldură (risipă de energie) atunci când tensiunea de alimentare scade. În general, și în limitele rațiunii, tensiunile mai mari duc la eficiență mai mare.