Чому випади так шкідливі
Я просто читав. Вам справді потрібен захист від перенапруги? і добре, я хотів би знати, чому випади так шкідливі. Пояснення, подане там, говорить: "Конденсатори виведені вище номінальної напруги". Однак це не має сенсу, якщо потужність, що подається в блок живлення, нижче звичайної напруги. Що трапляється з блоком живлення, який пошкоджує його?
Чи вбудований захист в сучасні джерела живлення для запобігання таким пошкодженням? Чи є інший спосіб захистити ваш комп’ютер в умовах відключення, ніж використання ДБЖ?
Падіння напруги - це стан низької напруги, коли джерело живлення змінного струму опускається приблизно на 10% нижче його номінального значення (номінальне значення в більшості місць означає 110-120 або 220-240). У США падіння напруги можна визначити як падіння напруги змінного струму нижче 99 В. Специфікація Intel для джерел живлення ATX стверджує, що напруги між 90 і 135 і 180 і 265 повинні забезпечувати належну роботу джерела живлення (Розділ 3.1), щоб джерело живлення функціонував нормально, навіть якщо відбувається помітне падіння напруги.
У деяких людей також спостерігаються дуже короткі відключення електроенергії (менше 30 мсек або близько 2 циклів змінного струму) внаслідок падіння напруги, оскільки лампочки ненадовго, але помітно згасають протягом цього часу, подібно до фактичного стану низької напруги.
В обох випадках Intel визначає їх як умови зниженої напруги та пояснює у розділі 3.1.3 Посібника з проектування джерела живлення Intel ATX12V, яким вимогам повинен відповідати блок живлення ATX за таких умов
Блок живлення повинен містити захисні схеми, які забезпечують, щоб подання вхідної напруги нижче мінімуму, зазначеного в Розділі 3.1, Таблиця 1, не спричиняло пошкодження джерела живлення.
Зазвичай джерела живлення мають вхідну секцію, що складається з ряду цікавих схем, які в кінці дня подають трансформатор приблизно 308 В змінного струму, який потім живить схеми управління та кондиціонування. Ця схема фактично становить основну основу схеми регулювання, і якщо ви використовуєте менше, ніж повна потужність джерела живлення, ви потенційно можете мати справу зі значними умовами напруги, не випадаючи з регулювання на вихідній стороні.
Коли відбувається падіння напруги, блок живлення намагається подавати номінальний струм якомога довше (на основі вхідної напруги та струму). Якщо регулювання неможливо підтримати, сигнал про якість живлення на материнській платі відключається. Материнська плата відповідає за відключення сигналу живлення, що подається на джерело живлення. Якщо це трапиться вчасно, весь блок живлення буде перерваний і вимкнений.
Якщо материнська плата цього не зробить, блок живлення повинен відмовитись, якщо він занадто відхиляється від регулювання. Однак цього не можна гарантувати. Неякісні джерела живлення також можуть піддавати ваші компоненти та материнську плату впливу низької напруги.
Те, що відбувається в цей момент, залежить від того, наскільки надійними є ці компоненти. Однак це, як правило, не є добре, оскільки компоненти намагатимуться працювати на нижчій напрузі. Пам'ятайте, що блок живлення завжди забезпечує короткий час низького напруги, коли він вимкнений (виходи не опускаються до 0 відразу), тому дуже короткі періоди низької напруги в порядку. Проблема виникає лише тоді, коли джерело живлення протягом тривалого періоду часу перебуває у стані низької напруги. Це може статися лише в тому випадку, якщо і блок живлення, і материнська плата не можуть виявити проблему і продовжують намагатися розпочати роботу.
Зауважте, що специфікація Intel - це лише щось більше, ніж галузеві рекомендації, і немає сертифікаційних органів. Навіть якісні джерела живлення не потрібні для дотримання рекомендацій. Мій улюблений розділ - 3.1.5. Я бачив, як багато дорогих та дешевих джерел живлення не відповідають цим рекомендаціям!
Конкретні ефекти різняться залежно від обговорюваного компонента, який насправді є окремим обговоренням.
шарлатанство - це залежить від причини відключення електроенергії, електромережі та будь-яких пристроїв, підключених до лінії. Якщо відключення електроенергії відбувається через неправильну синхронізацію генератора з електромережею, зазвичай вказується перенапруга (оскільки регулятор встановлений неправильно, він, швидше за все, буде виправлений, коли адаптується до частоти мережі). Це трапляється все рідше і рідше в сучасних мережах, оскільки багато електроенергії перетворюється в електронному вигляді, замість механічного пристосування фаз генератора до мережі. Але не всі перепади напруги спричиняють підвищення напруги.
ТОРТ. P = IE. Потужність = струм і напруга. Якщо напруга нижча у разі падіння напруги, джерело живлення повинен відводити більше струму від мережі, щоб підтримувати однаковий рівень продуктивності. Хоча навантаження напруги дійсно менше під час падіння напруги, струмове навантаження на джерело живлення збільшується, щоб це компенсувати.
Ось коротка відповідь: У разі падіння напруги джерела живлення повинні подавати більше струму, щоб компенсувати нижчу напругу живлення, що дуже напружує транзистори, дроти, діоди тощо. Вони також стають менш ефективними, отримуючи ще більше електроенергії, погіршуючи проблему.
Ось довга відповідь: Більшість (якщо не всі) ПК використовують джерела живлення в режимі перемикання. Якби всі елементи живлення (транзистори, трансформатори, конденсатори, діоди тощо) були ідеально ідеальними, джерело живлення міг би приймати будь-яку вхідну напругу і виробляти бажану потужність при бажаній напрузі (до тих пір, поки достатньо струму) на вході, щоб підтримувати P = IE ).
Однак ці елементи далеко не ідеальні, тому всі джерела живлення у реальному світі розроблені для роботи в певній області, наприклад Б. від 80 до 240 В. Навіть у тому діапазоні, для якого вони розроблені, ефективність (відсоток потужності на виході джерела живлення порівняно з потужністю, необхідною на вході) має тенденцію до зменшення із зменшенням вхідної напруги. Anandtech має хороший приклад графіка. Вісь X - потужність на виході живлення (навантаження), а вісь Y - ефективність. Тому така потужність близько 300 Вт є найбільш ефективною.
При вході 120 В ефективність становить приблизно 85%. Тому приблизно 300 Вт/0,85 = 353 Вт відводиться від стіни, щоб отримати 300 Вт на виході. "Відсутній" 53 Вт споживається в ланцюзі (саме тому у вашому ПК є вентилятори - це наче ваш блок живлення має лампу потужністю 50 Вт у маленькій коробці і повинен розсіювати тепло). Оскільки P = IE, ми можемо розрахувати струм, необхідний штепсельній витці для вихідної потужності 300 Вт при 120 В: I = P/E = 353 Вт/120 В = 2,9 А. (Я ігнорую коефіцієнт потужності, щоб нехай це пояснення буде простим.)
З входом 230 В ефективність становить 87%, тож від стіни відводиться лише 344 Вт, що дуже приємно. Оскільки напруга набагато вища, споживання енергії значно нижче: 344 Вт/230 В = 1,5 А.
При падінні напруги на 90 В ККД навіть гірший, ніж на 120 В: 83,5%. Тепер подача забирає від стіни 300 Вт/0,835 = 359 Вт. І це залучає ще більше потужності: 359 Вт/90 В = 4 А!
Ну, це, мабуть, не призведе до великого навантаження на цей блок живлення, оскільки він розрахований на 650 Вт. Тож давайте швидко розглянемо, що відбувається при потужності 650 Вт. При 120 В коефіцієнт корисної дії становить 82% -> 793 Вт та 6,6 А від стіни. Однак ефективність ще гірша при великих навантаженнях. Для 90 В ми бачимо ККД 78,5%, що означає 828 Вт і 9,2 А! Навіть якби ККД залишався на рівні 78,5%, падіння напруги на 80 В повинно складати 10,3 А. Це багато електрики; Речі починають танути, якщо вони не призначені для цього типу струму.
Тому падіння напруги погано впливає на джерело живлення. Вам потрібно набирати більше струму, щоб компенсувати нижчу напругу живлення, що дуже напружує транзистори, дроти, діоди тощо. Вони також стають менш ефективними, що змушує їх витрачати ще більше електроенергії, що погіршує проблему.
Бонусний приклад: Ось коротке пояснення, чому джерела живлення стають менш ефективними в міру зменшення напруги живлення. Усі електронні компоненти (транзистори, трансформатори, навіть провідникові доріжки на друкованій платі) мають подібний опір. Коли силовий транзистор увімкнений, він має опір включення, наприклад, 0,05 Ом. Коли через цей транзистор протікає струм 3А, він буде бачити 3А * 0,05 Ом = 0,15 В на своїх відведеннях. Ця напруга 0,15 В * 3 А = 0,45 Вт, яку зараз споживає цей транзистор. Це втрата електроенергії - це тепло в електромережі, а не електроенергія для навантаження. Це наш сценарій 300 Вт, сценарій 120 В.
У сценарії випаду напруги 90 В на 300 Вт транзистор має однакове значення опору 0,05 Ом, але зараз через нього протікає 4 А струму, тому 4 А * 0,05 Ом = 0,2 В через його виводи відвалюватися. Це 0,2 В * 4 А = 0,8 Вт потужності, яку зараз споживає цей транзистор. Отже, будь-який пристрій (а їх багато) в блоці живлення, який зазнає постійного опору/падіння напруги, буде генерувати більше тепла (втрати енергії), коли напруга живлення падає. Загалом, і в межах розумних причин, вищі напруги призводять до вищої ефективності.