Placă grafică împotriva sursei de alimentare; Noțiuni de bază, cauze ale erorilor și dimensionarea corectă a sursei de alimentare pagina 3
Așadar, acum am ajuns la unitatea de alimentare și dorim să ne ocupăm de problemele care ne pot aștepta pe partea secundară a unei unități moderne de alimentare. Întrucât nu scriu un articol de alimentare cu energie electrică, ci un articol despre o placă grafică, trebuie, desigur, să sortez mai întâi puțin din punct de vedere al conținutului. Prin urmare, pe lângă principiul de lucru propriu-zis, mă interesează doar partea secundară și, în special, sarcina și asamblarea așa-numiților condensatori secundari și discuția eternă despre proiectarea șinelor. Pentru aceasta folosesc acum - cu o anumită intenție - o sursă de alimentare digitală de 860 wați din clasa medie superioară și am rotunjit ușor valorile de tensiune măsurate pentru a menține grafica un pic mai clară.
12 volți nu sunt la fel ca 12 volți!
O sursă de curent ATX curentă se bazează pe principiul unei surse de comutare, ceea ce în sine nu este un lucru rău, atâta timp cât tensiunea generată în procesele de comutare este suficient de netezită după aceea. Dacă vă uitați la linia de 12 volți furnizată în sursa de alimentare cu un oscilograf adecvat, tensiunea continuă continuă continuă de 12 volți se transformă într-un fel de amestec de tensiune alternativă, a cărui valoare medie este, desigur, exact în domeniul de aplicare al specificațiilor ATX. Dar doar rău!
Să luăm acum în considerare starea aproape fără încărcare cu o sursă de alimentare digitală care funcționează cu o frecvență de comutare ușor mai mică. Netezirea este destul de acceptabilă, chiar dacă vedem aici cu o măsurare de rezoluție mai mare că nu sunt disponibile 12 volți constanți, chiar dacă valoarea medie pentru întreaga milisecundă este aproape exact 12 volți. În cele din urmă, totul nu este altceva decât o ondulație reziduală (ondulație).
Dar ce se întâmplă când vârfurile de încărcare ating acum partea secundară deja „pulsantă”? În graficul de mai jos, putem vedea că specificațiile ATX sunt încă respectate în această situație - cel puțin atât timp cât este implicată valoarea medie. Dacă ne uităm la milisecunda măsurată, vom ajunge cu o medie de aproximativ 11,85 volți.
Condensatoarele încărcate de tip impuls din partea secundară au lovit vârfuri destul de sălbatice, a căror frecvență poate fi aproape de două ori mai mare decât frecvența de comutare a sursei de alimentare. De multe ori se poate întâmpla ca următorul vârf de curent să lovească un condensator înainte ca acesta să fie chiar încărcat din nou! Recunoaștem această întâlnire nefericită prin scăderile scurte de tensiune până la aproximativ 11,15 volți.
Într-un test de două surse de alimentare mai simple cu și fără gestionarea cablurilor, care erau de fapt aproape identice, cu excepția plăcii de circuite KM, precum și a unei plăci grafice destul de urâte care generează o mulțime de vârfuri, am ajuns la un rezultat surprinzător la momentul respectiv: Am reușit să constat că condensatorii polimerici suplimentari utilizați în unitatea de alimentare modulară au fost capabili să amortizeze vârfurile destul de bine pe partea de intrare, dacă au fost într-adevăr așezate în mod sensibil. Pe de o parte, solidele sunt mult mai rapide decât condensatoarele electrolitice și, pe de altă parte, capacitatea necesară poate fi mult mai mică datorită duratei scurte a celor mai extreme vârfuri pentru a avea în continuare un efect.
Acest lucru ar trebui cu siguranță să aibă un efect pozitiv asupra durabilității condensatoarelor secundare reale (imaginea de mai jos), chiar dacă de obicei este doar o consecință indirectă. În multe unități de alimentare cu energie electrică, aceste condensatoare polimerice sunt utilizate în principal, de exemplu, pentru a preveni interacțiunile dintre transformatorul principal și placa verticală care apar atunci când sunt separate plăcile principale și de gestionare a cablurilor. Acest efect secundar foarte util observat de noi este luat întotdeauna cu noi, chiar dacă cu siguranță nu a fost luat în considerare la fiecare sursă de alimentare. Ceea ce ar face, de asemenea, arcul condensatorilor electrolitici reali destul de elegant, despre care există încă mult prea multă incertitudine.
VSH redus, Impedanță scăzută și ondulare
În primul rând, să facem un inventar. Deci, de ce are nevoie un condensator secundar bun macar poate sa? Scopul său este să se asigure că unitatea de alimentare poate furniza în mod continuu curenți mari și, de asemenea, să garanteze că fluctuațiile de sarcină pot fi absorbite. Până acum, atât teoretic. Dar Elko (condensator electrolitic) nu este același Elko. Și tocmai aici devine interesant atunci când vorbim despre calitatea fișei tehnice și a fișierului Oportunitate alegerea condensatorului, care nu trebuie neapărat să coincidă!
Să facem un pas mai departe și să ne întrebăm ce ar trebui să facă un astfel de condensator electrolitic deosebit de bine - și în ceea ce privește plăcile noastre grafice sălbatice? Din motive de durabilitate, trebuie să aibă în primul rând cea mai mică rezistență la pierderi interne posibilă (ESR = rezistența echivalentă a seriei). Acesta este motivul pentru care aceste așa-numite versiuni reduse ESR se găsesc adesea pe partea de ieșire în sursele de alimentare sau pe plăcile principale din zona VRM.
Măsurătorile noastre privind consumul de energie, în care intervalele de încărcare se schimbă sporadic, se succed chiar mai repede decât sursa de alimentare în modul comutat pot chiar reîncărca condensatorii, să ne gândim puțin. Mulți producători trec acum la condensatori cu impedanță scăzută foarte speciali - cu siguranță nu fără un motiv întemeiat - în care sunt implicate rezistențe interne scăzute la frecvențe înalte, pe care condensatorii electrolitici standard nu le oferă într-o asemenea perfecțiune. Atât pentru practic. Dar mai multe despre asta mai târziu.
Nu doar capacitatea sau amprenta producătorului determină funcționalitatea optimă a condensatoarelor secundare, ci mai presus de toate un comportament foarte bun la frecvență înaltă (impedanță scăzută la aproximativ 100 KHz), o viteză mare de încărcare și, bineînțeles, valori bune de ondulare. Prin evaluarea protocoalelor de măsurare, în care am monitorizat și semnalul PowerGood, am putut afla întotdeauna ce se întâmplă dacă există deficite de alimentare cu energie aici.
Ca urmare a acestor scurte scăderi de tensiune, se poate întâmpla ca de ex. un cip instalat pe placa principală pentru monitorizarea tensiunii pe pinul corespunzător setează semnalul pentru semnalul PowerGood la nivel scăzut, astfel încât placa principală să oprească sursa de alimentare și nu UVP sau OCP/OPP încorporat în sursa de alimentare, deoarece valorile de declanșare necesare pentru aceasta sunt încă nu au fost realizate!
Problema generală a circuitelor de protecție
Dacă au loc opriri, deși sarcina nominală nu a fost încă atinsă ca valoare medie, atunci cipurile de supraveghere ale unităților de alimentare cu energie fie nu au fost selectate corespunzător (în cazul unităților de alimentare ieftine), fie pragul de răspuns și întârzierea sunt mult prea mici sau prea mici ales pe scurt. Din punctul de vedere al producătorului de surse de alimentare, acesta este un mers pe cablu, în special cu surse de alimentare cu o singură șină foarte puternice. Pentru că ce se întâmplă dacă de ex. O astfel de unitate de alimentare cu o singură șină este scurtcircuitată, iar cablurile de pe linia SATA sunt mult prea subțiri pentru a permite curentului necesar pentru ca circuitele de protecție să răspundă, așa cum se arată în următoarele imagini:
Căutarea salvării numai în circuitele multi-rail ar fi cu siguranță prea scurtă, deoarece valorile limită actuale nu corespund cerințelor plăcilor grafice actuale. Am putea pleda 25 amperi pentru o conexiune PCI-Express, deoarece ar putea furniza cu ușurință un cablu cu două prize cu 8 pini. Dacă mai aveți nevoie de mai mult, trebuie doar să utilizați două șine, fiecare cu un singur conector cu 8 pini. Cu toate acestea, este nefavorabil faptul că multe cipuri de supraveghere care implementează OCP (protecție la supracurent) în unitățile de alimentare pot proteja doar până la 4 canale în total. Acest lucru nu este suficient în spate și în față dacă doriți să protejați CPU și placa de bază, precum și toate conexiunile de unitate, separat. Exact acolo ar trebui să intre în joc sursele de alimentare digitale, deoarece oferă o definiție destul de flexibilă a OCP pe ieșire.