Ефективност на захранването на компютъра
Много нови захранвания за компютър се украсяват с 80 + x Логотипи.
- Но колко наистина носи това?
- И колко лошо е старото ми захранване, което не съдържа информация за ефективността, която сега постига?
- И колко все пак се нуждае от моя компютър?
Общ
По въпроса за 80+ е важно да се каже, че Ефективност на по-големи захранвания i.a. поради принципа По-добре отколкото този на малките захранващи устройства. - Чакай, каква степен на ефективност? - Този на същия компютър? - Не!
Разбира се, по-мощният захранващ блок има само по-добра степен на ефективност при съответно по-голямо натоварване. Това не казва нищо за ефективността при определен товар. По-скоро обратното. В същия товар има по-малко захранване обикновено такъв с подобна ефективност по-добра ефективност.
Калкулатор за ефективност
| номинален капацитет | W. | |
| 1-ва точка за измерване | % Натоварване = W | Ефективност % = Консумация W |
| 2-ра точка за измерване | % Натоварване = W | Ефективност % = Консумация W |
| 3-та точка за измерване | % Натоварване = W | Ефективност % = Консумация W |
| собствена консумация | W. | |
| Линейна ефективност | % | |
| Омични загуби | 1/kW | |
| прогноза | % Натоварване = W. | Ефективност% = консумация W |
Ръчно: Въведете характеристиките на вашето захранване в полетата с номинална мощност и ефективност за измерване на точки 1 до 3. Те могат да бъдат намерени или в сертификацията 80+, или в информационния лист за захранването. Сега въведете очакваното потребление на компютъра, когато правите прогноза. След това се оценява ефективността на захранващия блок за вашия компютър.
Опасност: Изчислението не отчита разпределението на натоварването на различните шини. Ако разпределението се отклонява значително от номиналното разпределение на натоварването на захранващия блок, стойностите ще бъдат много неточни. Обикновено действителната ефективност се влошава.
Зависимост на натоварването на ефективността
За всички над 80 години Ефективност захранващ блок без товар е винаги 0%. Това също е логично, защото нищо не излиза и всеки блок за захранване има собствена консумация.
Ако разгледате физическите основи, ефективността на захранването с превключен режим е в използваемо приближение фракционен рационален полином от 2-ри ред:
η = l/(a l 2 + b l + c) с η = ефективност, l = относително натоварване и a, b, c = проектни константи на захранващ блок.
Числата за могат да се използват в проценти или в абсолютни стойности. Резултатът от формулата за ефективност е в същата единица. Стойностите и мерните единици на коефициентите a, b и c обаче се променят.
c представлява самопотребление (в единици с пълен товар), b линейни загуби и квадратични (омични) загуби.
След това се получава стръмно издигаща се крива, която започва от нула с максимум в средата и умерен спад към пълно натоварване. Вижте пример.
Информационни листове
Информационните листове за захранващите блокове обикновено не предоставят подробна информация за зависимостта от ефективността на натоварването, особено при малки товари. Напротив, има някакви пълни глупости. Напр. Произволно начертани криви от маркетинговия отдел в цветни диаграми, които не отговарят на мащаба (напр. В Enermax).
Но при сертифициране 80+ поне 3 измерени стойности са задължителни. И от тези стойности кривата на ефективност може да бъде изчислена доста точно, ако човек използва горната формула като основа.
Ефективността (η1, η2, η3) е дадена за три различни дяла на натоварване (l1, l2, l3). Тогава константите a, b, c водят до следното:
Сега можете да изчислите кривата.
Пример Enermax PRO 82+ при 230V AC
| 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 /%]
с = 0,029
Това, което можете веднага да видите тук, е, че такова захранване не изглежда добре при ниско (празно) натоварване. Да вземем един типичен, прост компютър с бордова графика, която върти палци. Може би му трябва с запис 30W. Ако сега използвам захранване с номинално натоварване от 400W, това се използва само до 7,5%. В горния пример това едва е достатъчно въпреки наистина доброто захранване 70% ефективност!: -О
Е, 150W модел на захранване Alt-PC може да е направил и това. Но преди всички да могат да канибализират старите компютри: трябва да се уверите, че старите захранващи блокове могат да доставят достатъчно мощност на + 12V релса, тъй като по-старите компютри се захранват предимно от + 5V и + 3.3V.
точност
Кракът на коня в цялата история е, че цялото това изчисление е достатъчно точно за само едно превключващо захранване. Захранването за компютър се състои от половин дузина захранвания за различни напрежения, които са повече или по-малко свързани. Накратко, прави разлика дали черпите същата мощност при 3.3V или 12V. Като правило можете да кажете: ефективността с по-високите изходни напрежения винаги е по-добра отколкото долните. Това е и една от причините съвременните захранвания да са по-ефективни от старите модели. По-рано токоносимостта при ниски напрежения беше пропорционално по-висока.
Измерете ефективността
За да определите ефективността на захранващ блок, имате нужда от записани и на подадено правомощие. Последните могат да се използват с търговски Измервателен уред за консумация на енергияулавяне. (Но бъдете внимателни, в обращение има всякакви детски играчки, които не показват никакви полезни стойности. Затова се информирайте добре за устройството предварително.)
Трябва да си сложите ушите, за да запишете изхода. За цената на подходящ амперметър, съвместим с постоянен ток, компютърът може да работи с всяко захранване през целия си живот. План Б е да се задълбочите в чантата си с трикове.
Разбира се, процедурата, показана тук, е подходяща и за измерване на максималната консумация на комбинация и за съответно проектиране на захранването. Но бъдете внимателни, не е съвсем тривиално да постигнете максимална консумация на компютъра. Стари класици като Prime95 може да използват процесора наполовина, но нито графичната карта, нито устройствата.
Непряко измерване на ток
Внимание: ако искате да направите това измерване, трябва да знаете какво е токът и къде можете и къде не. Захранващият блок трябва да работи в отворено състояние! Има опасност за живота.
За да определите изходната мощност на захранващ блок, ви е необходима консумацията на енергия на всяка от неговите релси. За да се измери директно с мултицет, трябва да се прекъснат линиите и да се прокара токът през измервателното устройство. Това отнема много време и е рисковано, тъй като компонентите на компютъра могат да бъдат унищожени, ако контактът е хлабав. Поради тази причина тук показвам друг метод, който не изисква промени в кабелните връзки.
Измерете спада на напрежението
Принципът е прост. Измерва се спадът на напрежението, генериран от тока на натоварване на свързващите кабели към захранването. Трябва ти Миливолтметър. Редица прости цифрови мултиметри с разделителна способност 0.1mV в най-малкия обхват на измерване на постояннотоково напрежение също са подходящи, въпреки че нещата са малко по-малко точни. Ако можете да направите малко бърникане, можете също да окачите обикновен усилвател на инструмента пред него, напр. с INA106.
За да се измери спадът на напрежението, захранващият блок трябва да се отвори и измервателните накрайници трябва да се поставят директно в точката на начало на изходящите захранващи кабели в захранващия блок. В зависимост от конструкцията на захранващия блок може да се наложи да извадите платката и да захранвате блока напълно разглобен. След това можете да измервате в лесно достъпните точки за спояване от долната страна.
И от друга страна да използвате целевите точки, например в щепселите. Преходното съпротивление на различните щифтове обаче може да варира при паралелно свързани няколко линии от един и същи цвят. Следователно е по-точно да работите с дънната платка в демонтирано състояние и да използвате точките за запояване от долната страна.
Цялото нещо трябва, разбира се за всеки използвайте щепсел за захранване и всичко останало използвани от него Шини да се извършва. На практика човек ще се ограничи до най-важното. Така че не се нуждаете от черните заземителни линии, при ATX щепсела измервате веднъж за + 3.3V (оранжево), веднъж за + 5V (червено) и веднъж за + 12V (жълто), останалите така или иначе не могат да бъдат измерени по този начин . И когато става въпрос за периферни устройства, всичко, което не е абсолютно необходимо, се залага, без да се консумира много (например CD-ROM). С някои дъски трябва да следите резервното захранване + 5VSB (виолетово).
Измерете съпротивлението на линията
Ако знаете падането на напрежението под товар, тогава се нуждаете само от съпротивлението на връзката, за да определите тока съгласно закона на Ом. Това се получава чрез повторно извършване на същото измерване, докато при изключен и изключен компютър от мрежата известният ток се изпраща през същата линия. Изключително важно е винаги да се измерват точно в същите точки, както преди, и междувременно да не се разделят съединителите.
Откъде да вземете известен ток?
Е, най-лесният източник за това е старо захранване за компютър и голям керамичен резистор от 8 до 15Ω. Резисторът е свързан последователно с + 12V, което води до ток от около 1А. Внимание, резисторът изгаря около 10W. На първо място, трябва да понесе това и, второ, с времето се нагорещява. Така че дръжте пръстите си на разстояние.
Всеки, който има лабораторно захранване, разбира се, също може да използва това. Намалете изходното напрежение до приблизително 1V и изходния ток до приблизително 1A. Последната стойност трябва да бъде сравнително точна за четене или трябва да бъде измерена.
В примера вдясно току-що използвах стар AT захранващ блок и свързвах всичко свободно летящо с алигаторни скоби. За да има минимално натоварване, свързах достатъчно дебел токоизправителен диод в посока напред, успоредна на измервателните накрайници. Докато тестовите сонди не са в контакт с линия, токът протича през диода. В същото време това ограничава напрежението между тестовите накрайници до по-малко от 1V.
За да не се изключи незабавно захранването отново, трябва да осигурите минимално натоварване от + 5V. Ето защо поставих втори, подобен резистор между + 5V и земя в различен съединител. Не става много горещо. Обикновено захранванията + 3.3V на ATX не е задължително да бъдат заредени.
Най-добрият начин за определяне на точния ток, като се вземе предвид съпротивлението на линията, е измерването на напрежението на резистора, докато алигаторовите скоби за тестовите сонди са свързани. Законът на Ом прави останалото:
Iref = U/R с Iref = изпитвателен ток, U = напрежение на резистора и R = изтласкана стойност на съпротивлението.
При натискане на съветите за изпитване трябва да приложите някаква сила, така че контактното съпротивление да остане малко. Можете да разберете дали сте прави, когато напрежението вече не спада. Стойността на изместването, под която не се достига, се определя чрез просто натискане на тестовите върхове директно заедно. След това тази стойност се изважда от всички измерени стойности. За мен беше почти точно 1mV.
Ако искате да го направите по-правилно, по-добре закрепете скобите на алигатора към точките за запояване в долната част на дъската и измервайте напрежението непосредствено до тях (метод с 4 точки). Тогава не се изисква специална здравина и корекция.
Резултат
Когато трите най-важни напрежения на щепсела ATX, за + 12V на щепсела на процесора и за + 5V и + 12V на дисковете, свързани чрез щепсели Molex и т.н., са преминали през горната церемония, данните могат да бъдат оценени.
| +12V процесор | 4.2mV | 11.0mV | 1.0A | 10.0mΩ | 0.42А | 5.05W |
| +12V ATX | 2.54mV | 13.6VV | 12,6Ω | 0,2А | 2.4W | |
| +5V ATX | 7.0mV | 6.1mV | 5.1mΩ | 1,37А | 6,9W | |
| +3.3V ATX | 9.5mV | 7.2mV | 6.2mΩ | 1,56А | 5.15W | |
| Формула: | Измерена стойност | Измерена стойност | Измерена стойност | R = Uref/Iref | Йон = Uon/R | P = U · йон |
Всичко на всичко 19,5W. Данните се измерват на тестов сървър с AMD Athlon X2 250 на платка ASUS M4A78LT-M LE с чипсет AMD 760 и 4GB DDR3 ECC-RAM. До дъската имаше само един Intel SSD на него, с който разполагам
Обща информация
Защо ефективността на захранването трябва да следва рационален полином от 2-ри ред?
Е, консумацията на захранването следва всички елементарни физически закони. Най-простата точка е постоянното основно потребление на самото захранване.В допълнение има загуби, които зависят от квадрата на изходния ток, напр. възникват от омични съпротивления (P = R · I 2). Повечето захранвания обаче се регулират с широчинно-импулсна модулация. Изходната мощност се увеличава квадратично с тока в сърцевината и следователно ефективно остават само линейни загуби, зависими от мощността. Това се отнася и за загубите от хистерезис в сърцевината.
Това означава, че потреблението е квадратно уравнение на изходната мощност. Тъй като обаче степента на флуктуация се определя като изходна мощност на потребление, се получава дробният рационален полином.
Това не уврежда ли компонентите, ако инжектирате тестови потоци отвън?
Не, ако наистина започнете в правилните точки, измервателният ток ще бъде късо съединен от кабелите и съединителите. Тогава на практика изобщо няма мощност. И ако не се разберете точно, ограничението на напрежението на диода гарантира, че обикновено нищо не се случва - поне докато останете на захранващите връзки.