Защита в блоках питания ATX для компьютеров
Опубликовано 12.11.2018 автор Андрей Андреев — 0 комментариев
Приветствую вас, друзья! При работе любого электронного устройства могут возникнуть «завихрения», которые при отсутствии страховки, способны вывести его из строя, а в случае с БП в ПК – еще и несколько компонентов в придачу. Тема сегодняшней публикации – защита в блоках питания, с описанием всех необходимых опций. И так начнем.
Power Good
Из-за специфики конструкции устройства, при включении, напряжение на выходе достигает необходимой величины не мгновенно, а по истечении 0,02 секунд.
Для того, чтобы исключить подачу пониженного напряжения к потребителям энергии, что может негативно сказаться на их работе, и обеспечить необходимые номиналы в 3,3, 5 и 12 Вольт, в блоках ATX выделена специальная линия, которая подает сигнал о нормальной работе БП.
Маркируется такой кабель серым цветом и, как и остальные, подключается к материнской плате.
При отсутствии сигнала на линии, компьютер попросту не включится.
Защита от перепадов напряжения
От перенапряжения и его недостатка, компьютер защищает одна и та же схема, отключающая девайс, если напряжение на любой из линий не соответствует номинальному. Обозначается функция английской аббревиатурой UVP / OVP.
Некоторое неудобство в том, что контрольные точки, при достижении которых срабатывает защита, могут находиться на некотором удалении от номинального напряжения, но при этом устройство будет соответствовать спецификации ATX.
Например, допускается подача напряжения до 15 Вольт, однако при длительной работе в таком режиме, комплектующие могут попросту перегореть.
Защита от перегрузки по току
Как мы помним, сила тока – еще одна, не менее важная его характеристика. Согласно международным стандартам оргтехники, один проводник не может передавать более 240 Вольт-Ампер, то есть 240 Ватт, в случае с постоянным током.
Максимально нагруженная цепь с напряжением 12 Вольт передаст не более 20 Ампер.
При таком раскладе создать БП мощностью более 300 Ватт, не получится.
Для обхода этого ограничения, выводы 12 Вольт разбиваются на несколько групп с отдельной защитой по току (OCP) для каждой. При этом некоторые производители откровенно халтурят, используя только одну защитную схему, к которой подключаются все выводы, а срабатывает защита уже при 40 Амперах.
Определить «на глаз», какой именно подход использован, возможно только при разборке устройства и проверке его электрических цепей. Поэтому советую покупать комплектующие только тех брендов, в качестве продукции которых, вы уверены.
Защита от короткого замыкания
От КЗ блок питания защищает простая схема SCP, которая используется уже пару десятков лет. Для активации, достаточно пары транзисторов, при этом вовсе необязательно задействовать систему мониторинга рабочих параметров устройства.
Защита от перегрева
OTP выключает девайс, когда его температура достигает заданного значения. Схема присутствует только в качественных устройствах и базируется на паре термисторов, прикрепленных к радиатору или печатной плате.
Более сложный вариант – когда при превышении температуры, термистор заставляет быстрее вращаться кулер, регулируя рабочие параметры.
Защита по питанию
OPP или OPL – опциональный вид защиты, реализованный, с помощью специального контроллера или мониторинговой микросхемы. Схема контролирует количество тока, потребляемого из сети, и отключает БП при превышении определенного порога.
Найти любые по мощности и прочим характеристикам блоки питания для компьютера, а также все остальные комплектующие, вы можете в этом интернет-магазине.
Также советую ознакомиться с публикациями «Что значит PFC в блоке питания» и «Сертификаты БП для ПК». Рейтинг лучших устройств вы найдете здесь.
Спасибо за внимание и до следующих встреч на страницах моего блога! Подпишитесь на новостную рассылку, чтобы быть в курсе последних обновлений.
С уважением, автор блога Андрей Андреев
Защиты блока питания: OVP/UVP/OPP/SCP/SIP — TECHNODOR
Каждый раз, когда мы говорим об источниках питания, мы говорим о мощности, эффективности./atx-24pin-molex-5aa7bf151d640400371088ec.PNG)
И это один из основных факторов (почти самый важный), поскольку они несут ответственность за защиту нашего оборудования от «электрических аварий». Но когда мы говорим о защите, многие люди задаются вопросом: для чего нужна каждая защита?
Что ж, в сегодняшнем посте мы попытаемся пролить свет на компонент, отвечающий за питание нашего компьютера.
Power Good или сигнал PWR_OK
Когда мы включаем источник в первый раз, напряжение требует времени от 0,01 до 0,09 секунды, чтобы достичь всех выходов, с течением времени это напряжение будет увеличиваться, пока не достигнет правильного значения.Чтобы предотвратить это, все блоки питания включают сигнал под названием «Power-Good» или «Power-OK», который сообщает нам, что линии +3, +5 и + 12V работают правильно в момент включения указанного источника с нуля и если преобразователь имеет достаточно энергии, чтобы гарантировать непрерывный поток.
Остальные средства защиты, которые мы увидим в будущем, работают более или менее, как следует из названия.
OCP (защита от перегрузки по току)
Как видно из названия, это защита, которая действует при превышении определенных уровней тока в схеме источника. Эта защита работает с помощью интегральной схемы и шунтирующего резистора, контролирующего ток. Эти две схемы приводят к тому, что при обнаружении слишком большого скачка тока блок питания немедленно отключается.UVP (защита от пониженного напряжения)
Являясь одним из наиболее распространенных средств защиты почти во всех источниках питания, он работает так же, как и предыдущий. Как только схема обнаруживает, что ток слишком низкий, она отключает источник.OVP (защита от перенапряжения)
В отличие от предыдущего случая, если напряжение в линии превысит допустимые значения, установленные производителем, источник автоматически отключится. Эти значения не допускают более 30% на линии + 12В и до 40% на линии + 5В.SCP (защита от короткого замыкания)
Это наиболее распространенная защита среди всех источников питания.
Как следует из названия: в случае короткого замыкания эта функция отвечает за предотвращение повреждения компонентов самого источника и вашей системы.OPP (защита от перегрузки по мощности)
В случае, если система слишком велика и требует больше мощности, чем может поддерживать источник, эта защита будет активирована путем выключения оборудования. Этот параметр установлен производителем, у некоторых запас на 50-100 Вт больше итогового.OTP (защита от перегрева)
Как видно из названия, когда датчик температуры обнаруживает чрезмерно высокий избыток тепла (либо из-за чрезмерной грязи, либо из-за неисправности вентилятора), источник немедленно отключается, чтобы избежать большего зла.Это основные средства защиты, которые включают в себя наши блоки питания.
УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ДЛЯ ЛЮБОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
Это небольшой блок универсальной защиты от короткого замыкания, что предназначен для использования в сетевых источниках питания. Она специально разработана так, чтобы вписаться в большинство блоков питания без переделки их схемы.
Схема блока защиты БП
Чтобы спаять схему вам понадобится:
- 1 — TL082 сдвоенный ОУ
- 2 — 1n4148 диод
- 1 — tip122 транзистор NPN
- 1 — BC558 PNP транзистор BC557, BC556
- 1 — резистор 2700 ом
- 1 — резистор 1000 ом
- 1 — резистор 10 ком
- 1 — резистор 22 ком
- 1 — потенциометр 10 ком
- 1 — конденсатор 470 мкф
- 1 — конденсатор 1 мкф
- 1 — нормально закрытый выключатель
- 1 — реле модели Т74 «G5LA-14»
Подключение схемы к БП
Здесь резистор с низким значением сопротивления соединен последовательно с выходом источника питания. Как только ток начинает течь через него, появится небольшое падение напряжения и мы будем использовать это падение напряжения, чтобы определить, является ли питание результатом перегрузки или короткого замыкания.
- Если напряжение на неинвертирующем выходе выше, чем на инвертирующем, то на выходе устанавливается «высокий» уровень.
- Если напряжение на неинвертирующем выход ниже, чем на инвертирующем, то на выходе устанавливается «низкий» уровень.
Правда это не имеет ничего общего с логическим 5 вольтовым уровнем обычных микросхем. Когда ОУ находится в «высоком уровне», его выход будет очень близким к положительному потенциалу напряжения питания, поэтому, если питание +12 В, «высокий уровень» будет приближаться к +12 В. Когда ОУ находится в «низком уровне», его выход будет почти на минусе напряжения питания, поэтому, близко к 0 В.
При использовании ОУ в качестве компараторов, мы обычно имеем входной сигнал и опорное напряжение для сравнения этого входного сигнала. Итак, у нас есть резистор с переменным напряжением, которое определяется в соответствии с током, который течет через него и опорным напряжением.
Этот резистор является наиболее важной частью схемы. Он подключен последовательно с питанием выходного. Вам необходимо выбрать резистор, падение напряжения на котором составляет примерно 0.5~0.7 вольт при перегрузке тока, проходящего через него. Ток перегрузки появляется в тот момент, когда схема защиты срабатывает и закрывает выход питания для предотвращения повреждений на нем.
Вы можете выбрать резистор, используя закон Ома. Первое, что нужно определить, является перегрузка током блока питания. Для этого надо знать максимальный допустимый ток блока питания.
Допустим, ваш блок питания может выдать 3 ампера (при этом напряжение блока питания не имеет значения). Итак, мы получили Р= 0,6 В / 3 А. Р = 0.2 Ом. Следующее, что вы должны сделать, это рассчитать рассеиваемую мощность на этом резисторе по формуле: Р=V*I. Если мы используем наш последний пример, то получим: Р=0.6 В * 3 А. Р = 1,8 Вт — 3 или 5 Вт резистора будет более чем достаточно.
Чтобы заставить работать схему, вы должны будете подать на неё напряжение, которое может быть от 9 до 15 В.
Для калибровки подайте напряжение на инвертирующий вход ОУ и поверните потенциометр. Это напряжение будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от стороны, куда вы поворачиваете его. Значение необходимо скорректировать согласно коэффициента усиления входного каскада 0.6 Вольт (что-то около 2.2 до 3 вольт если ваш усилительного каскада похож на мой). Эта процедура занимает некоторое время, и лучший способ для калибровки это метод научного тыка. Вам может потребоваться настроить более высокое напряжение на потенциометре, так чтоб защита не срабатывала на пиках нагрузки. Скачать файл проекта.
Поделитесь полезными схемами
| СХЕМА САМОДЕЛЬНОГО РАДИОЖУЧКА Схема простого самодельного жучка, собранного на планарных радиодеталях. Отлично подходит в качестве миниатюрного радиомикрофона на концертах и других мероприятиях. |
| САМОДЕЛЬНЫЙ ПРОСТОЙ ТЕРМОРЕГУЛЯТОР Работа устройства.  |
| ШТЕКЕРНЫЕ НАКОНЕЧНИКИ Обзор полезного приспособления для проведения электромонтажных и ремонтных работ — штекерные наконечники для кабелей. |
| МОЩНЫЙ РАДИОПЕРЕДАТЧИК FM Приводится схема очень качественного вещательного радиопередатчика на дальность до 5 километров. |
Правильный выбор блока питания
Блок питания, который является комплектующим любого ПК, часто оставляют без внимания, тем самым пользователи допускают ошибку. Именно благодаря данному устройству ваш компьютер стабильно работает при перепадах напряжения, сетевых сбоях, ведь блок питания создаёт постоянный источник питания для ПК.
Поломки и порчи комплектующих часто могут быть вызваны из-за некачественного или неработающего блока питания. Но настоящие причины поломок очень часть сложно, а иногда и вовсе нельзя определить. А ведь не одна тысяча компьютеров пострадала от помех в сети, перепадов напряжения и плохого блока питания.
Не многие пользователи интересуются всеми тестами для оценки блока питания, изучают их разнообразие и отзывы пользователей или описание компьютерных экспертов. Мы предлагаем разобраться с несколькими рекомендациями, которые позволят вам определиться с покупкой того или иного блока питания. Выбрать блок питания для вашего компьютера могут наши компьютерные мастера.
Наши рекомендации основываются на оценке специалистов, отзывах пользователей и характеристиках производителей:
Мощность блока питания
Блок питания для современного компьютера должен обеспечивать несколько функций: это и слаженная работа по обеспечению электропитания, и минимальные показатели реактивной мощности, которая может проявляться из сети и нести вредоносное влияние.
Производитель
Авторитет производителя пусть и обеспечивает некоторый процент стоимости, но также гарантирует качество и долговечность работы комплектующих. Не стоит рисковать деньгами и своим компьютером, покупая блок питания от неизвестного производителя. Все надёжные компании используют одну и ту же базу для создания блока питания.
При желании, усовершенствованные блоки, комплектуются улучшенными модулями подключения кабеля или вентиляторами. Покупая блоки через ОЕМ, производители только клеят свой логотип и бренд. Поэтому, покупая данный элемент вы можете быть уверены в их качестве. Качество блоков питания можно проверить по UL номеру, который располагается под логотипом производителя. Эти данные могут предоставить вам информацию об основных характеристиках и уровнях нагрузки. Так, например, американские производители обязаны иметь сертификат типа Underwriters Laboratories. А в официальной базе http://www.ul.com должны иметься все номера, в том числе и тот, который вы будете покупать. Американские производители маркируют UL-номер начиная буквой «Е». Если на блоке питания отсутствует данная маркировка, то покупку такого элемента лучше отложить.
Защита
Защита блоков питания является разнообразной и зависит от возникающих проблем: OLP – защита от перегрузки; OTP – перегрева; SCP – короткого замыкания; OCP – избыточности тока; UVP – понижения напряжения; OVP – перенапряжения; NLO – работы без нагрузки.
Схемы защиты должны на блоке питания быть все. Дешёвые системы, которые оснащены только одной или двумя являются неприемлемыми. Так как корректная работа ПК во многом обеспечивается блоком питания, то и к его выбору необходимо походить ответственно.
В лучшем случае компьютер самостоятельно перегрузит свою работу или же компьютер зависнет, а в худшем стоит ожидать поломки блока питания. А также какого-либо комплектующего. Поэтому рекомендации, которые мы описали необходимо учитывать и не экономить на этой важно детали.
Блок питания ATX 450W PowerCool 120mm (SCP)\(OVP)\(OCP)\(UVP)\24+8\+4 20+4 pin, ATX 12V v.2.3 BOX
ATX V2.3 STANDART 120mm : Блок питания ATX 450W PowerCool 120mm (SCP)\(OVP)\(OCP)\(UVP)\24+8\+4 20+4 pin, ATX 12V v.2.3 BOXтел: +7(495) 946-99-05
E-mail: [email protected]
2.3 BOX
ОписаниеКабель питания (компьютер — розетка) с коннектором IEC-320-C13 в комплекте.
Блок питания ATX 450W PowerCool 120mm (SCP)\(OVP)\(OCP)\(UVP)\24+8\+4 20+4 pin, ATX 12V v.2.3 BOX
Вентилятор голубого цвета из специального композитного политерефталата с добовлением дибутилфталата и дибутилсебацината -данный пластик имеет молекулярную функцию «АНТИПЫЛЬ» которая предотвращает налипание пыли даже в самых сложных местах эксплуатации , тем самым предотвращает разбалансировку вентилятора и в последствии продлевает срок эксплуатации блока питания.
| Охлаждение блока питания | Вентилятор 120х120 мм |
| Входное напряжение | 230 В |
| Блок питания | ATX 12V v. 2.3 |
| Мощность блока питания | 450 Вт |
| Длина шлейфа кабелей | 0,45 м |
| Совместимость | Поддержка EPS 12V v.2.93 |
| Коннектор питания мат.платы | 24+4+4(8),24+4 pin, 20+4 pin(разборный 24-pin коннектор. 4-pin могут отстегиваться в случае необходимости) |
| Коннектор питания видеокарт | 1x 6-pin разъем |
| Разъемы для подключения MOLEX/FDD/SATA | 2/0/3 |
| -технология SCP (Short Circuit Protection) — защита от короткого замыкания на выходе блока питания |
-технология OVP (Over Voltage Protection) — защита от перегрузки по напряжению (от превышения выходных напряжений) блока по выходным напряжениям. Срабатывает при 20-25 % превышении выходного напряжения на любом канале. |
| -технология UVP (Under Voltage Protection) — защита от проседания выходных напряжений. Срабатывает после преодоления 20-25 % барьера. |
| -технология OCP ( Over Current Protection) — защита от перегрузки по току |
ФИО контактного лица, должность *
Телефон (с кодом города) *
E-mail *
О компании
Наименование компании *
Страна, город *
Веб-сайт
Предполагаемый оборот *Менее 5 000$От 5 000$ до 10 000$От 10 000$ до 20 000$От 20 000$ до 50 000$Более 50 000$
Наличие торгового помещения *НетДа
Специализируетесь ли Вы на продажах бытовой техники? *НетДа
Направление деятельности вашей компании *Продажа бытовой техникиПродажа канц-товаров, бизнес-подарков, сувенировПродажа офисной мебелиСистемная интеграцияПродажа цифровой и компьютерной техники
Тема обращения
Начать сотрудничество
Заявка принята!
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов.
У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Подписаться на рассылку PowerCool
Стань другом Powercool
JoomShaperПроизводитель оставляет за собой право вносить изменения в конструкцию оборудования, изменять свойства, производить доработку и модернизацию без предварительного уведомления и публикаций.
5 вещей, на которые следует обращать внимание при выборе блока питания
С появлением видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30-й серии, процессоров AMD Ryzen 5000-й серии и видеокарт серии Radeon RX 6000 мы вступили в эру еще более высокопроизводительных компьютеров. Это вызывает постепенное увеличение спроса на блоки питания высокой мощности.
В магазинах имеется множество блоков питания. Какие же из них лучше отвечают потребностям пользователей, вливающихся в новую волну апгрейда? При выборе подходящей модели следует обратить внимание на несколько факторов:
Мощность
Перед обсуждением прочих параметров следует объяснить самый базовый.
Мощность, указанная в характеристиках блока питания, может отличаться от его действительной мощности. Для хорошего продукта это будет мощность при длительной работе, а для других – лишь пиковая выходная мощность, то есть выдавать ее постоянно они не смогут. На каждом блоке питания имеется этикетка с характеристиками. Также их можно прочитать на его упаковке. Из них вы сможете узнать, какую именно выходную мощность имеет та или иная модель. Далее мы рассмотрим оба типа мощности более детально.
Длительная мощность
Это максимальное значение выходной мощности, которую способен обеспечить блок питания при длительной работе, независимо от входного напряжения и температуры. Как правило, этикетка на задней панели блока питания оформляется в соответствии с правилами по электробезопасности, и на ней должна быть указана именно длительная мощность.
Пиковая мощность
Мощность блока питания, которую тот способен поддерживать в течение короткого времени (менее 10 мс) до активации защитных механизмов, называется пиковой.
Как правило, она в 1,1 раза больше, чем длительная и чаще всего не указывается в таблицах характеристик и на этикетках продуктов. Например, пиковая мощность 850-ваттного блока питания будет составлять примерно 935 Вт (850 Вт х 1,1 = 935 Вт).
У некоторых блоков питания общая выходная мощность, написанная на этикетке, отличается от той, что указана в их названии или описании, поэтому обязательно перед покупкой изучите технические характеристики устройства, чтобы убедиться, что вы получите именно столько ватт, сколько вам требуется.
Безопасность
Еще одним важным аспектом блока питания являются его защитные функции, которые предотвращают повреждение устройства при возникновении внештатных ситуаций. Ниже приведены краткие описания самых популярных из них.
Защита от перегрузок по напряжению (OVP)
При нестабильной работе системы питания могут случиться скачки выходного напряжения. Если оно выйдет за безопасные пределы, блок питания будет отключен, чтобы предотвратить повреждение компонентов компьютера.
После устранения внештатной ситуации его можно будет включить снова.
Допустимые диапазоны напряжений, данные в руководстве компании Intel по проектированию блоков:
Защита от перегрузок по току (OCP)
Если ток на выходных линиях превысит безопасный уровень, блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения компонентов компьютера. Его можно будет снова включить после устранения внештатной ситуации.
Защита от общей перегрузки (OPP)
Если общее энергопотребление компьютера превысит возможности блока питания, тот будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку.
Защита от перегрева (OTP)
Если температура внутри блока питания превысит безопасный уровень, например, из-за плохого отвода тепла или сломавшегося вентилятора, то он будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку. Блок питания можно будет включить вновь, когда температура опустится до приемлемой.
Защита от коротких замыканий (SCP)
При коротком замыкании выходных линий блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения. Его можно будет снова включить после устранения неисправности.
Конструкция шин питания и их характеристики
Блоки питания могут иметь одну или несколько выходных линий с напряжением +12 В. Оба варианта имеют свои плюсы и сферы применения. +12 В – это основное системное напряжение, которое используется и процессором, и видеокартой, и материнской платой, поэтому сила тока на такой линии будет довольно высокой. Понять, какой именно конструктивный вариант используется в том или ином блоке питания, как правило, можно из его технических характеристик.
Одиночная выходная линия
Как подразумевает название, при таком варианте имеется лишь одна выходная линия +12 В, по которой и поставляется весь ток, нужный системным компонентам. Его преимущество состоит в том, что сила тока такой линии может быть сравнительно высока.
В таблице характеристик будет указана лишь одна линия +12 В с максимальной силой тока и мощностью, которые она поддерживает.
Несколько выходных линий
При таком варианте одна внутренняя шина +12 В разделяется на несколько выходных линий, причем на каждой линии имеется свое ограничение по силе тока с соответствующей защитой, и это повышает уровень электробезопасности. В характеристиках блока питания будет указано несколько выходных линий +12 В с максимальной силой тока и мощностью каждой из них. Впрочем, независимо от их числа, общая мощность внутренней шины +12 В останется неизменной. Возьмем для примера модель MPG A850GF. У нее имеется 4 выходных линии +12 В, питающие материнскую плату, процессор и видеокарту, а их общая мощность составляет 850 Вт.
Различные варианты схемотехники и защитных механизмов будут влиять на максимальную мощность блока питания.
Как правило, пиковая мощность больше номинальной в 1,1 раза. При превышении этого порога активируется защита: защита от перегрузки по току или общей перегрузки. Пороговые значения защиты устанавливаются каждым производителем самостоятельно, и для блоков питания с одной выходной линией +12 В их значения практически совпадают. Для устройств с несколькими выходными линиями +12 В защита от перегрузки по току обычно более важна.
В блоках питания MSI серии MPG используется разделение внутренней шины +12 В на четыре выходных линии, и для каждой из них защита от перегрузки по току задана на уровне в 1,35 раза выше, чем ее номинал. Возьмем к примеру модель MPG A850GF. Для каждой выходной линии указана максимальная сила тока в амперах. Умножив это число на лимит перегрузки по току, мы получим максимальную пиковую мощность – столько энергии может получить подключенный к ней процессор или видеокарта. Видеокарты рекомендуется подключать к линиям с большим запасом по току (см. инструкции на нашем официальном сайте).
Уровень защиты от перегрузки по току
+12VCPU: 25A x 1.35 x 12V = 405W+12VVGA1: 40A x 1.35 x 12V = 648W
+12VVGA2: 40A x 1.35 x 12V = 648W
Защита от общей перегрузки устанавливается на уровне в 1,35 раза выше, чем номинальная мощность блока питания. Таким образом, кратковременно выходная мощность может доходить до 1147 Вт (850 Вт x 1,35 = 1147 Вт).
Чтобы сымитировать энергопотребление компьютера при игре в разрешениях 4K и FHD, мы воспользовались игровым бенчмарком. Кроме того, мы применили тест AIDA64 + 3DMark D12X, чтобы оценить потребности системы под максимально высокой нагрузкой.
Ниже представлены компоненты, которые мы использовали в наших тестах.
Тестовая система №1
- Материнская плата: MEG Z490 ACE
- Процессор: Intel i9-10900K (с включенной функцией Turbo Boost)
- Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
- Блок питания: MPG A850GF
Тестовая система №2
- Материнская плата: MEG X570 UNIFY
- Процессор: AMD Ryzen™ 9 5950X (с включенной функцией Game Boost)
- Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
- Блок питания: MPG A850GF
По итогам игровых и стресс-тестов мы можем заключить, что среднее энергопотребление не превышает 600 Вт, а пиковое находится в безопасных пределах (для модели MPG A850GF: 850 Вт x 1,35 = 1147 Вт). Хотя компания NVIDIA официально рекомендует использовать для видеокарты RTX 3090 блок питания мощностью 750 Вт, тесты показывают, что 850-ваттный будет более оптимальным выбором.
Модульная конструкция кабелей и персонализация
Кабели блока питания могут быть фиксированными или отсоединяемыми, в последнем случае – все или некоторые из них. Преимуществами полностью модульной конструкции (при которой все кабели можно отсоединить) являются экономия места и удобство прокладки кабелей. Большинство предлагаемых на сегодняшний день блоков питания высокого класса являются полностью модульными.
Модульная конструкция, например, у продуктов MSI серии MPG, также позволяет пользователю персонализировать внешний вид блока питания путем замены кабелей. Для этого нужно лишь знать, к каким именно разъемам они подключаются.
Распиновка разъемов блоков питания MSI серии MPG.
Сертификация энергоэффективности 80 PLUS
80 Plus – это сертификация энергоэффективности (коэффициента полезного действия) блоков питания. В ней предусмотрено шесть уровней. Чем выше уровень, тем выше КПД и больше экономия энергии. Обычно для достижения лучшей энергоэффективности требуется применять более качественные материалы. Ниже указаны требования стандарта «80 Plus» разных уровней, которым должны отвечать соответствующие блоки питания.
В настоящее время большинство блоков питания высшего сегмента обладают сертификацией Gold, а самые мощные модели – Platinum и Titanium. Геймерам вполне подойдет модель стандарта Gold с полностью модульной конструкцией. Хотя модели стандартов Platinum и Titanium могут похвастать лучшим качеством и эффективностью, их цена будет довольно высока. На уровне Gold КПД остается достаточно высоким, а вот цена удовлетворит большинство пользователей.
Блоки питания MPG A850GF, MPG A750GF и MPG A650GF от MSI – это модели стандарта «80 Plus Gold» с модульной конструкцией. Разделение 12-вольтовой шины на несколько выходных линий повышает уровень электробезопасности. Выбирать конкретную модель следует на основе конфигурации и сценариев использования компьютера. В представленной ниже таблице показаны наши рекомендации по выбору блоков питания MSI для сборок с видеокартами NVIDIA GeForce RTX 30-й серии и процессорами Intel/AMD. Данные по энергопотреблению готовящихся к выходу видеокарт AMD будут предоставлены позже.
MPG A850GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A850GF
MPG A750GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A750GF
MPG A650GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A650GF
Функция защиты от перегрузки в блоках питания MEAN WELL
30.03.2020
При организации электропитания электрических и электронных устройств одной из важных функций является защита конечного устройства и источника питания при изменении условий функционирования устройства или его состояния. Так, при выходе из строя устройства или электронных компонентов в его составе может возрасти ток потребления, который может, в свою очередь, привести к выходу из строя источника питания и/или создать возможность возникновения пожара. Поэтому одной из важных функций защиты блока питания является функция защиты от перегрузки (overload protection).
В источниках питания компании MEAN WELL эта функция реализована практически во всех видах корпусных блоков питания, на DIN-рейку и других. По типу реализации есть две основные разновидности: перевод в режим прерывистого питания (hiccup) и режим ограничения выходного тока (constant current limiting) в зависимости от топологии и назначения источника питания. Как правило, переход в режим защиты от перегрузки происходит на 105-150% от номинальной мощности.
Режим прерывистого питания (hiccup) представляет собой периодическое выключение и последующее включение выхода с небольшим периодом, не позволяя блоку питания выдать ток, превышающий максимальный. Для этого режима характерно авто-восстановление выхода при снятии условий, вызвавших перегрузку. Такой режим защиты от перегрузки реализован в блоках питания серий LRS, RS, RSP-200, RSP-320 и других.
Режим ограничения выходного тока представляет собой перевод источника питания в режим стабилизации выходного тока на максимальном уровне. То есть в данном режиме блок питания работает на максимально допустимой для него мощности. Выход из этого режима также происходит как авто-восстановление после снятия условий, вызвавших перегрузку. Этот режим характерен для большинства блоков питания, например, серий HRP, HDR, EDR, NDR и других.
Отдельным видом защиты от перегрузки является автоматическое полное выключение источника питания в серии SE при условии возникновения перегрузки. Выход из режима осуществляется путем повторного включения источника питания (после исчезновения) условий перегрузки.
Еще одной разновидностью является настраиваемая функция защиты от перегрузки для программируемых источников питания моделей большой мощности RSP-2400, RSP-3000, RST-5000, RST-10000. В этих моделях осуществляется выбор требуемого режима защиты от перегрузки с ограничением выходного тока – с последующим отключением через 5 секунд (constant current limiting, shut off after 5 sec), или непрерывной работой в этом режиме (continuous constant current limiting). Выбор режима осуществляется путем установки перемычки на дополнительном разъеме блока питания или установкой DIP переключателя (при наличии) – уточняется по спецификации на блок питания.
Таким образом, понимая характер нагрузки и ее возможное поведение при изменении условий эксплуатации и/или выхода ее из строя, целесообразно подбирать более удобный с точки зрения защиты от перегрузки источник питания.
Предупреждение: следует избегать долговременной работы блока питания в режиме защиты от перегрузки или короткого замыкания, так как это может привести к сокращению срока службы блока питания или его повреждению. Часть моделей блоков питания имеют двухуровневую систему защиты от перегрузки или КЗ. Так, в режиме ограничения уровня выходного тока блок питания может находиться только некоторое предустановленное время, и затем блок питания автоматически выключается или переводится в режим прерывистого питания.
Для консультирования или уточнения информации по источникам питания MEAN WELL обращайтесь по адресу электронной почты [email protected].
| Перегрузка по току падение характеристики | Взаимосвязь между выходным напряжением и выходным током | Trend | Основные модели | Когда происходит падение напряжения, ток на выходе также постепенно падает, и выход возвращается к нормальному уровню автоматически (автоматическое восстановление) , когда состояние перегрузки по току сбрасывается. | S82K: 3 Вт, 7,5 Вт, 15 Вт S8VS: 15 Вт |
| Инвертированное L падение напряжения | Когда происходит падение напряжения, выходной ток остается практически постоянным. Выход возвращается к нормальному уровню автоматически (автоматическое восстановление) , когда состояние перегрузки по току сбрасывается. | S82J: 100 Вт (5 В, 12 В, 15 В), 150 Вт, 300 Вт S82K: 90 Вт, 100 Вт S8TS S8T-DCBU-02 S8VS: 240 Вт S8VM (12, 15 , 24 В): 50 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 300 Вт, 600 Вт, 1500 Вт | |
| Напряжение / падение тока Прерывистый режим | Когда происходит падение напряжения, выходной ток также постепенно падает, а нагрузка самого источника питания уменьшается на (автоматическое восстановление) с использованием прерывистого выхода , когда напряжение падает до определенного уровня или ниже. | S82J: 10 Вт, 25 Вт | |
| Инвертированный L Падение напряжения Прерывистый режим | Когда происходит падение напряжения, выходной ток остается практически постоянным. Нагрузка самого источника питания снижается на (автоматическое восстановление) с использованием прерывистого выхода , когда напряжение падает до определенного уровня или ниже. | S8VS: 30 Вт, 60 Вт, 90 Вт, 120 Вт, 180 Вт S8VM (5 В): 50 Вт, 100 Вт, 150 Вт, 300 Вт, 600 Вт | |
| Постепенный ток увеличение / падение напряжения Прерывистый режим | Когда происходит падение напряжения, выходной ток увеличивается по мере падения напряжения, поддерживает постоянную мощность, а нагрузка самого источника питания уменьшается на (автоматическое восстановление ) с использованием прерывистого выхода , когда напряжение падает до определенного уровня или ниже. | S82J: 50 Вт, 100 Вт (24 В) S82K: 30 Вт, 50 Вт S8VM: 15 Вт, 30 Вт | |
| Инвертированный L падение напряжения Отключение | Когда напряжение происходит падение, выходной ток остается практически постоянным. Если, однако, состояние перегрузки по току продолжается дольше установленного времени, выход будет прерван, и питание необходимо будет снова включить. для восстановления. | S82J: 600 Вт |
SMPS — ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
|
1 ВВЕДЕНИЕ
В компьютерных и профессиональных источниках питания это нормальная практика. для обеспечения полной защиты от перегрузки.Сюда входит защита от короткого замыкания. и ограничения тока на всех выходах.
Методы защиты принимают разные формы, но во всех случаях основная функция предназначен для защиты источника питания независимо от значения или продолжительности от перегрузки, даже в условиях длительного короткого замыкания.
В идеале нагрузка также будет защищена. С этой целью текущий лимит значения не должны превышать указанный номинальный ток нагрузки на более 20%, и пользователь должен выбрать рейтинг питания, соответствующий заявление.Обычно это гарантирует, что источник питания, разъемы, кабели, печатные дорожки и нагрузки полностью защищены от неисправностей условия.
Полная защита относительно дорога и для небольших маломощных устройств. (особенно для расходных материалов с обратным ходом) полная защита не всегда необходима. Такие блоки могут использовать простое ограничение первичной мощности и иметь некоторые области уязвимости для необычных условий частичной перегрузки.
2 ВИДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ
Обычно используются четыре типа защиты от перегрузки:
1.Ограничение мощности
2. Ограничение постоянного выходного тока
3. Предохранители или расцепители
4. Ограничение выходного обратного (возвратного) тока
3 ТИП 1, ОГРАНИЧЕНИЕ ПРЕВОСХОДНОЙ МОЩНОСТИ
Первый тип — это метод защиты с ограничением мощности, часто используемый в устройства обратного хода или поставщики с одним выходом. Это прежде всего сила Поставка техники защиты от короткого замыкания.
Этот и методы, используемые в типах 2 и 4, являются электронными и зависят от о том, что блок питания остается в исправном состоянии.Питания может быть спроектирован так, чтобы отключаться или автоматически перезагружаться, если перегрузка устранена.
В этом типе защиты мощность (обычно на первичной стороне преобразователь трансформатора) находится под постоянным контролем. Если эта мощность превышает заданный предел, затем блок питания отключается или переходит в режим работы с ограничением мощности. В модуле с несколькими выходами мощность будет суммой отдельных выходов.
Действие по ограничению мощности обычно принимает одну из пяти форм:
А.Ограничение первичной мощности; B. Отложенное отключение избыточной мощности; C. Поимпульсный ограничение мощности / перегрузки по току; D. Ограничение постоянной мощности; E. Foldback (возвратное) ограничение мощности
4 ТИП 1, ФОРМА A, ПЕРВИЧНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ
В этой форме ограничения мощности постоянно контролируется первичная мощность. Если нагрузка пытается превысить определенный максимум, входная мощность ограничивается. чтобы предотвратить дальнейшее увеличение.
Обычно форма характеристики отключения выходного тока имеет следующий вид: плохо определяется, когда ограничение первичной мощности используется само по себе.Тем не мение, из-за его низкой стоимости ограничение первичной мощности стало общепринятым. принимается в маломощных и недорогих устройствах (особенно в многопоточных моделях). обратноходовые источники питания).
Следует отметить, что при возникновении неисправности нагрузки в системе с несколькими выходами система, линия, которая была разработана, чтобы обеспечить только небольшую долю от общей мощности можно ожидать, чтобы поддерживать полную выходную мощность, если это единственная линия, которая перегружена.
Часто эти простые системы ограничения первичной мощности обеспечивают полную защиту только для условий короткого замыкания.Область уязвимости может существовать когда применяются частичные перегрузки, особенно когда они применяются к одному выходу системы с несколькими выходами. В этих условиях частичные перегрузки могут привести к возможному отказу источника питания если они сохраняются длительное время; следовательно, лучше снять это напряжение как можно скорее, выключив питание. По этой причине задержка Рекомендуется форма B для техники отключения при повышенной мощности.
5 ТИП 1, ФОРМА B, ЗАЩИТА ОТ ОТКЛЮЧЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОЙ МОЩНОСТИ
Один из самых эффективных методов защиты от перегрузки для маломощных, недорогие расходные материалы — это метод отложенного отключения по мощности.Это работает таким образом, что если мощность нагрузки превышает заранее установленный максимум на время, превышающее установленный короткий безопасный период, источник питания будет выключить, и потребуется цикл выключения входного питания для его сброса к нормальной работе.
Этот метод не только обеспечивает максимальную защиту обоих силовых питания и нагрузки, но он также является наиболее экономичным для небольших установок. Хотя этот метод кажется в целом непопулярным среди большинства пользователей, он должен не стоит пренебрегать, так как имеет смысл отключить питание при возникновении перегрузок.Постоянная перегрузка питания обычно указывает на неисправность в оборудовании, а метод отключения обеспечит полное защита как нагрузки, так и питания.
К сожалению, многие спецификации исключают возможность использования простой тип защиты срабатывания, требующий автоматического восстановления состояние перегрузки. Возможно, что пользователь указал автоматический восстановление из-за предыдущего неудачного опыта (например, «блокировка» или ложные отключения) с возвратными системами или системами аварийного отключения, которые не иметь достаточный запас по току или отложенное отключение.Блок питания проектировщик должен подвергнуть сомнению такие спецификации. Современные импульсные расходные материалы способны передавать токи, значительно превышающие их постоянные номинальное значение на короткие периоды времени, а при отсроченном отключении они не будет «блокироваться», даже если использовалась система отключения.
В системе с задержкой отключения требования к кратковременному переходному току приспосабливается, и подача будет отключена только в том случае, если напряжение превысит безопасные амплитуды на длительные периоды.
Кратковременные переходные токи могут быть обеспечены без ущерба для надежность источника питания или оказывающее очень значительное влияние от стоимости агрегата. Это долгосрочные непрерывные текущие требования которые влияют на стоимость и размер. Обычно в производительность устройства во время сильноточного переходного процесса. Указано допуски по напряжению и значения пульсации могут быть превышены. Типичные примеры нагрузок, подверженных большим, но коротким переходным процессам, будут дискеты и драйверы соленоидов.
6 ТИП 1, ФОРМА C, ИМПУЛЬСНАЯ ПРЕВЫШАЮЩАЯ МОЩНОСТЬ / ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКА
Это особенно полезный метод защиты, который часто используется в дополнение к любой вторичной предельной защите по току.
Входной ток в первичных коммутационных устройствах контролируется в реальном времени.
Если ток превышает установленный предел, включается импульс. прекращено. В устройствах с прерывистым обратным ходом пиковый первичный ток определяет мощность, и, следовательно, этот тип защиты становится настоящей силой предел для таких единиц.
В прямом преобразователе входная мощность зависит от входного тока. и напряжение; следовательно, этот тип защиты обеспечивает первичный ток предел в этом типе схемы.
Однако этот метод по-прежнему обеспечивает полезную меру предела мощности. защита при постоянном входном напряжении.
Основным преимуществом ограничения по быстрому пошаговому току является то, что он обеспечивает защиту первичных коммутационных устройств при необычных переходных процессах. напряжения, например, эффекты насыщения трансформаторной лестницы.
Управление в токовом режиме обеспечивает это первичное пошаговое ограничение тока. как обычная функция техники управления, одно из ее основных преимуществ. (См. Часть 3, раздел 10.)
7 ТИП 1, ФОРМА D, ОГРАНИЧЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ
Постоянное ограничение входной мощности защитит первичную цепь путем ограничения максимальная передаваемая мощность. Однако в случае обратного преобразователя этот метод мало что делает для защиты вторичных выходных компонентов.Например, рассмотрим прерывистый обратноходовой преобразователь, для которого максимальный первичный ток был ограничен, что привело к ограниченной передаваемой мощности.
Когда нагрузка превышает этот предел (снижение сопротивления нагрузки), выход напряжение начинает падать. Однако, поскольку это вход (и, следовательно, выход) произведение вольт-ампер, которое было определено при запуске выходного напряжения чтобы упасть, выходной ток увеличится. (При коротком замыкании вторичный ток будет большим, и общая мощность должна рассеиваться внутри источник питания.) Следовательно, эта форма ограничения мощности обычно используется для дополнять некоторые другие формы ограничения, такие как ограничения вторичного тока.
8 ТИП 1, ФОРМА E, ОТКРЫТЫЙ (REENTRANT) ОГРАНИЧЕНИЕ ПРЕВОСХОДНОЙ МОЩНОСТИ
Этот метод является расширением формы d, в котором цепь контролирует первичный ток и вторичное напряжение, и снижает мощность на выходе напряжение падает. Таким образом, выходной ток может быть уменьшен как сопротивление нагрузки падает, предотвращая чрезмерную нагрузку на вторичные компоненты.Имеет возможный недостаток «локаута» с нелинейным нагрузки.
9 ТИП 2, ОГРАНИЧЕНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ВЫХОДЕ
Источники питания и нагрузки могут быть очень эффективно защищены ограничением максимальный ток, разрешенный для протекания в условиях неисправности. Два типа ограничения тока широко используются, постоянный ток и обратная связь ограничение тока. Первый тип, ограничение постоянного тока, как название подразумевает, ограничивает выходной ток постоянным значением, если ток нагрузки пытается превысить определенный максимум.Показана типовая характеристика на фиг. 1.
РИС. 1 Типичные вольт-амперные характеристики мощности с ограничением по постоянному току
питания, показывая линейные (резистивные) линии нагрузки.
Из этой схемы видно, что по мере увеличения тока нагрузки от низкого значения (R1, высокое сопротивление) до максимального нормального тока значение (R3, среднее сопротивление), ток будет увеличиваться при постоянном напряжение по характеристике P1-P2-P3, которые все токи и напряжения в пределах нормального рабочего диапазона источника питания.
Когда предельный ток достигается на P3, ток не допускается для дальнейшего увеличения. Следовательно, поскольку сопротивление нагрузки продолжает падать к нулю, ток остается почти постоянным, а напряжение должно падают к нулю, характеристика P3-P4. Ограниченная по току область часто не точно указано, и рабочая точка будет где-то в диапазоне P4 — P4 при сопротивлении нагрузки R4.
Поскольку ограничение тока обычно используется в качестве механизма защиты для источника питания характеристика в ограниченном по току диапазоне не может быть четко определен.Диапазон предельного тока P4-P4 может изменяться на до 20%, пока сопротивление нагрузки будет сведено к нулю (короткое замыкание). Если требуется четко определенный диапазон постоянного тока, «постоянный «ток питания».
Ограничение тока обычно применяется ко вторичной обмотке источника питания. конвертер. В системе с несколькими выходами каждый выход будет иметь свой собственный индивидуальное ограничение тока. Текущие лимиты обычно устанавливаются при некотором независимом максимальном значении для каждой выходной линии, независимо от номинальной мощности источника питания.Если все выходы полностью загружены одновременно, общая нагрузка может превышать максимальную номинальную мощность источника питания. Следовательно, ограничение первичной мощности часто предоставляется для дополнения ограничения вторичного тока. В условиях неисправности как первичный, так и вторичный компоненты полностью защищены, и все нагрузки будут иметь ограниченный ток всегда в пределах своих проектных максимумов.
Этот метод ограничения тока несомненно дает пользователю и источнику лучшая защита.Не только токи ограничены значениями, согласованными с проектными рейтингами для каждой линии, но минимальные проблемы возникают с нелинейные или перекрестно связанные нагрузки. Проблемы с локаутом, часто связанные с с системой ограничения фолдбэка полностью исключены. Также автомат восстановление обеспечивается при снятии перегрузки. Более того, такие агрегаты могут работать параллельно, с той лишь оговоркой, что текущий предел должен быть установлен на некоторое значение в пределах непрерывного рабочего диапазона.Этот метод защиты рекомендуется для расходных материалов профессионального уровня, хотя и дороже.
10 ТИП 3, ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯМИ, ОГРАНИЧЕНИЕ ТОКА ИЛИ ОТКЛЮЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА
Тип 3 использует устройства механической или электромеханической токовой защиты, и для их сброса обычно требуется вмешательство оператора. В современные электронные импульсные блоки питания, этот вид защиты обычно используется только в качестве резервной копии электронной защиты самовосстановления. методы.Следовательно, это метод защиты «последней канавы». это требуется для работы только в случае отказа нормальной электронной защиты. В в некоторых случаях может использоваться комбинация методов.
Методы защиты типа 3 включают предохранители, плавкие вставки, плавкие вставки. резисторы, резисторы, термовыключатели, автоматические выключатели, термисторы PTC, и так далее. У всех этих устройств есть свое место, и их следует учитывать. для конкретных приложений.
При использовании предохранителей следует помнить, что токи в превышение номинала предохранителя может быть снято через предохранитель на значительную периоды до отключения предохранителя.
Кроме того, предохранители, работающие при номинальном значении или близком к нему, имеют ограниченный срок службы. и должны периодически заменяться. Помните также, что предохранители рассеиваются мощь и обладают значительным сопротивлением; при использовании в выходных цепях, они часто имеют значения сопротивления намного выше нормального выходного сопротивления. поставки.
Однако предохранители находят хорошее применение. Например, когда небольшой требуется количество логического тока (скажем, несколько сотен миллиампер) от сильноточного выхода, это может быть хорошим применением предохранителя.Ясно, что было бы неразумно разрабатывать печатную плату и соединения, чтобы выдерживать высокий ток, который может протекать по этому маломощному материнская плата в случае короткого замыкания и предохранитель может быть использован в этом приложении, обеспечивая защиту без чрезмерного падения напряжения. Более сложные методы защиты не могут быть оправданы в этом ситуация.
Предохранители или автоматические выключатели также будут использоваться для резервирования электронных защита от перегрузки, такая как защита «ломом» SCR в линейном источники питания во многих приложениях.В таких приложениях производительность предохранителя имеет решающее значение, и тип и номинал предохранителя должны быть тщательно считается.
11 ВИКТОРИНА
1. Каков нормальный критерий защиты от перегрузки для профессионального уровня. Источники питания?
2. Предложите четыре наиболее часто используемых типа защиты от перегрузки.
3. Назовите основные преимущества и ограничения каждого из четырех типов. защиты.
См. Также: Наши другие коммутационные мощности Руководство по снабжению
Что защищает ваш блок питания?
Убедитесь, что ваша система защищена от сбоев источника питания, а также от дополнительных сценариев.
Неопытные инженеры-электронщики часто предполагают, что хорошая шина источника питания просто «случается», в то время как более опытные знают, что надежная, бесшумная шина не дается легко, но необходима для стабильной, стабильной работы и сбоев. -свободная производительность системы. Но источник питания — это нечто большее, чем просто его способность обеспечивать стабильное напряжение постоянного тока, несмотря на изменения нагрузки и линии, переходные процессы в системе, шум и другие отклонения.
Как так? Хороший источник питания не просто обеспечивает, он также защищен от временных и постоянных сбоев, которые могут возникнуть внутри или снаружи, и защищает от причинения непоправимого ущерба системе, которая является ее нагрузкой.
Прежде чем мы рассмотрим различные типы защиты, стоит кратко рассмотреть четыре класса источников питания постоянного тока, также называемых регуляторами или преобразователями постоянного тока в постоянный; обратите внимание, что указанные рейтинги текущей выходной мощности являются приблизительными и не имеют жестких или официальных границ:
1) для больших нагрузок, порядка 20 А и выше, имеется множество готовых к использованию открытых или полностью металлических источников питания как для AC-DC, так и для DC-DC.
2) для умеренных нагрузок от 10 до 20 А есть модульные блоки питания; они часто залиты эпоксидной смолой для физической защиты
3) при токе менее 10 А существует множество доступных ИС, которым требуется несколько внешних пассивных и активных компонентов для работы в качестве полных источников питания
4) наконец, вы можете построить базовый источник питания из отдельных компонентов, таких как диоды и конденсаторы, часто в сочетании с небольшим LDO или контроллером переключения, необходимым
Итак, каковы различные типы защиты?
a) Защита от перегрузки (перегрузки по току / короткого замыкания) (OP), включая классический плавкий предохранитель, защищает источник питания в случае короткого замыкания в тракте нагрузки или начала потребления слишком большого тока.Многие поставляют «самоограничение» в том смысле, что они могут подавать только до определенного количества тока, и поэтому предохранитель не нужен. Стандартный предохранитель, который «перегорает» (размыкает цепь) и прекращает прохождение тока, необходимо заменить вручную; В одних ситуациях это проблема, в других — достоинство. Есть также электронные предохранители с автоматическим самовозвратом.
b) Ограничение по току и обратная связь по току являются расширениями защиты от перегрузки. Если ток, из которого нагрузка получает питание, превышает расчетный предел, функция обратного преобразования тока снижает как выходной ток, так и соответствующее напряжение до значений ниже нормальных рабочих пределов.В крайнем случае, если нагрузка вызывает короткое замыкание, ток ограничивается небольшой долей максимального значения, в то время как выходное напряжение, очевидно, стремится к нулю.
c) Блокировка минимального напряжения (UVLO) гарантирует, что преобразователь постоянного тока в постоянный не будет пытаться работать, когда входное напряжение, которое он видит на своем входе, слишком низкое, Рисунок 1 . Почему это может быть проблемой? Во-первых, выход источника питания может быть неопределенным, если его напряжение постоянного тока слишком низкое, что может вызвать проблемы в системе. Во-вторых, он предотвращает «вампирское» истощение энергии из источника даже при низком напряжении; это может привести к разрядке аккумулятора, который система пытается зарядить.UVLO также помогает правильному функционированию последовательности включения питания (если таковая имеется). В-третьих, сам преобразователь постоянного тока в постоянный может быть поврежден, если он попытается повернуться, когда его собственный вход слишком низкий для правильного функционирования.
Во время различных режимов источника питания, когда он переходит из выключенного состояния в полностью включенное и обратно в выключенное, UVLO следит за тем, чтобы блок питания не пытался включиться и обеспечивать выходной сигнал, если его входное напряжение ниже минимума, необходимого для правильной работы. . (Источник: Texas Instruments)
d) Защита от перенапряжения (OVP) срабатывает, если внутренний сбой в источнике питания вызывает повышение выходного напряжения выше указанного максимума с вероятным повреждением нагрузки.OVP отключает питание или ограничивает выход, когда напряжение превышает заданный уровень. Цепь OVP часто называют «ломом», предположительно потому, что она имеет тот же эффект, что и металлический лом на выходе источника питания. Правильно спроектированный лом работает независимо от самого источника питания.
Лом одного типа будет сброшен (после срабатывания) только при отключении питания; в другом типе он сам сбросится после устранения неисправности выходного напряжения. Последний полезен, когда состояние, вызвавшее срабатывание лома, является временным, а не серьезным отказом в питании.В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.
e) Тепловая перегрузка возникнет, если система охлаждения источника питания неправильно спроектирована или не работает (вентилятор останавливается, поток воздуха блокируется). В этом случае источник питания, вероятно, превысит допустимую температуру, что значительно сократит срок его службы и может даже вызвать немедленную неисправность. Решение простое: цепь измерения температуры внутри или рядом с источником питания переводит источник питания в режим покоя или отключения, если он превышает заданный предел.Некоторые термические отсечки автоматически позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.
f) Защита от обратного подключения блокирует прохождение тока и обнуляет напряжение, если нагрузка подключена в обратном направлении (положительный выход питания к отрицательной нагрузочной шине и наоборот). Это особенно популярно в приложениях, где аккумулятор отсоединяется, а затем снова подключается, например, в автомобиле или где аккумулятор не запирается.
Итак, какие типы защиты вам нужно добавить в свой запас? Конечно, это частично определяется приложением, но также зависит от конструкции поставки (пункты с 1 по 4 выше).Для источников питания в металлическом корпусе или модульных (типы питания 1 и 2) большинство этих режимов защиты обычно являются стандартными и включены (кроме предохранителя). Для типа 3 микросхемы питания могут предлагать некоторые или все функции защиты, но они также могут быть отключены (что необходимо в некоторых особых случаях, но также рискованно). Обратное соединение — это особый случай и добавляется только там, где это имеет смысл. Его можно реализовать с помощью простого диода, но это увеличивает потери на падение напряжения, поэтому необходима идеальная диодная схема.
Относитесь к источнику питания с должным уважением: убедитесь, что он защищен, а также защищает вашу электрическую цепь.Ваш дизайн и система будут вам благодарны.
Номер ссылки
Texas Instruments, Отчет о применении SLVA769A, «Понимание блокировки при пониженном напряжении в силовых устройствах»
Устройства максимальной токовой защиты и максимальной токовой защиты
Перегрузки по току и защитные устройства не новость. Вскоре после того, как Вольта сконструировал свою первую электрохимическую ячейку или Фарадей создал свой первый дисковый генератор, кто-то еще любезно предоставил этим изобретателям их первые нагрузки короткого замыкания.Патенты на механические устройства отключения относятся к концу 1800-х годов, а концепция предохранителя восходит к первому проводу меньшего размера, который соединял генератор с нагрузкой.
В практическом смысле мы можем сказать, что никакой прогресс в электротехнике не может продолжаться без соответствующего прогресса в науке о защите. Электроэнергетическая компания никогда не подключит новый генератор, новый трансформатор или новую электрическую нагрузку к цепи, которая не может автоматически размыкаться с помощью защитного устройства.Точно так же инженер-конструктор никогда не должен разрабатывать новый электронный блок питания, который не защищает автоматически его твердотельные компоненты питания в случае короткого замыкания на выходе. Защита от повреждений, связанных с перегрузкой по току, должна быть неотъемлемой частью любой новой разработки электрического оборудования. Все, что меньше, делает устройство или цепь уязвимыми к повреждению или полному разрушению в течение относительно короткого времени.
Примеры устройств защиты от перегрузки по току многочисленны: предохранители, электромеханические автоматические выключатели и твердотельные выключатели питания.Они используются во всех мыслимых электрических системах, где существует возможность повреждения из-за перегрузки по току. В качестве простого примера рассмотрим типичную электрическую систему промышленной лаборатории, показанную на рисунке 1.1. Мы показываем однолинейную диаграмму радиального распределения электроэнергии, начиная от распределительной подстанции, проходя через промышленное предприятие и заканчивая небольшим лабораторным персональным компьютером. Система называется радиальной, поскольку все ответвительные цепи, включая электрические ответвления, исходят из центральных узловых точек.Для каждого контура имеется только одна линия питания. Существуют и другие распределительные системы сетевого типа для коммунальных предприятий, в которых некоторые питающие линии проходят параллельно. Но радиальная система — самая распространенная и простая в защите.
Защита от перегрузки по току представляет собой последовательное соединение каскадных устройств прерывания тока. Начиная со стороны нагрузки у нас есть двухэлементный плавкий предохранитель на входе блока питания персонального компьютера. Этот предохранитель размыкает цепь на 120 В при любой крупной неисправности компьютера.Большой пусковой ток, который возникает в течение очень короткого времени при первом включении компьютера, маскируется медленным элементом внутри предохранителя. Очень большие токи короткого замыкания обнаруживаются и сбрасываются быстродействующим элементом внутри предохранителя.
Защита от чрезмерной нагрузки на клеммной колодке обеспечивается тепловым выключателем внутри клеммной колодки. Автоматический выключатель зависит от дифференциального расширения разнородных металлов, которое вызывает механическое размыкание электрических контактов.
Однофазная ответвительная цепь на 120 В в лаборатории, которая снабжает штепсельную вилку, имеет свой собственный выключатель ответвления в главной коробке выключателя лаборатории или на щите управления. Этот прерыватель ответвления представляет собой комбинацию термического и магнитного прерывателя или термомагнитного прерывателя. Он имеет биметаллический элемент, который при перегреве от перегрузки по току отключает устройство. Он также имеет вспомогательную магнитную обмотку, которая за счет эффекта соленоида ускоряет реакцию при сильных токах короткого замыкания.
Все ответвленные цепи на данной фазе трехфазной системы лаборатории соединяются в коробке главного выключателя и проходят через главный автоматический выключатель этой фазы, который также является термомагнитным блоком.Этот главный выключатель предназначен исключительно для резервной защиты. Если по какой-либо причине автоматический выключатель ответвления не может прервать перегрузки по току на этой конкретной фазе в лабораторной проводке, главный выключатель откроется через короткое время после того, как выключатель ответвления должен был отключиться.
Резервное копирование — важная функция защиты от перегрузки. В чисто радиальной системе, такой как лабораторная система на рис. 1.1, мы можем легко увидеть каскадное действие, в котором каждое устройство максимальной токовой защиты поддерживает устройства, расположенные ниже по потоку.Если предохранитель блока питания компьютера не работает должным образом, термовыключатель штепсельной вилки сработает после определенной координационной задержки. Если он также выйдет из строя, то прерыватель ответвления должен поддержать их обоих, снова после определенной задержки согласования. Эта координационная задержка необходима резервному устройству, чтобы дать первичному устройству защиты — устройству, которое электрически ближе всего к перегрузке или неисправности — возможность отреагировать первым. Задержка координации является основным средством избирательной защиты резервной системы.
Селективность — это свойство системы защиты, при которой отключается только минимальное количество функций системы, чтобы уменьшить ситуацию перегрузки по току. Выборочно защищенная система подачи энергии будет намного более надежной, чем та, которая не защищена.
Например, в лабораторной системе, показанной на рис. 1.1, короткое замыкание в шнуре питания компьютера должно устраняться только тепловым выключателем в штекерной колодке. Все остальные нагрузки в параллельной цепи, а также остальные нагрузки в лаборатории должны продолжать обслуживаться.Даже если прерыватель в штепсельной розетке не реагирует на неисправность в шнуре питания компьютера, а прерыватель ответвления в коробке главного выключателя принудительно срабатывает, обесточивается только эта конкретная ответвленная цепь. Нагрузки на другие ответвления в лаборатории по-прежнему обслуживаются. Чтобы неисправность в шнуре питания компьютера привела к полному отключению электроэнергии в лаборатории, два последовательно соединенных выключателя должны выйти из строя одновременно — вероятность чего крайне мала.
Способность конкретного устройства защиты от перегрузки по току прерывать данный уровень перегрузки по току зависит от чувствительности устройства. Как правило, все устройства максимальной токовой защиты, независимо от типа или принципов работы, реагируют быстрее, когда уровни максимальной токовой защиты выше.
Для координации защиты от перегрузки по току необходимо, чтобы инженеры-прикладники обладали детальными знаниями общего диапазона срабатывания конкретных устройств защиты. Эта информация содержится в зависимости от времени поездки.кривые тока », обычно называемые кривыми отключения. Кривая время-ток срабатывания отображает диапазон и время отклика для токов, при которых устройство прерывает протекание тока при заданном уровне напряжения в цепи. Например, кривые времени и тока для устройств защиты в нашем лабораторном примере показаны наложенными на Рис. 1.2.
Номинальный ток устройства — это наивысший установившийся уровень тока, при котором устройство не сработает при данной температуре окружающей среды.Ток срабатывания в установившемся режиме называется предельным током срабатывания. Номинальные характеристики двухэлементного предохранителя в блоке питания компьютера, теплового выключателя с клеммной колодкой, термомагнитного выключателя параллельной цепи и термомагнитного выключателя главной цепи составляют 2, 15, 20 и 100 ампер соответственно. Обратите внимание, что, за исключением кривой предохранителя, каждая кривая время-ток отображается в виде заштрихованной области, представляющей диапазон отклика для каждого устройства. Производственные допуски и несоответствия свойств материала несут ответственность за эти полосатые наборы ответов.Информация о времени срабатывания и токе для небольших предохранителей обычно представлена в виде кривой среднего времени плавления с одним значением.
Даже с конечной шириной кривых время-ток мы можем легко увидеть селективность / координацию между различными устройствами защиты. Для любого заданного установившегося уровня перегрузки по току мы считываем график время-ток отключения на этом уровне тока, чтобы определить порядок реакции.
Рассмотрим следующие три примера лабораторной проводки, штепсельной вилки и компьютерной системы.
Пример 1: Отказ компонента в блоке питания компьютера: Предположим, что произошел сбой компонента питания в блоке питания компьютера — скажем, двух ножек мостового выпрямителя — и что результирующий ток короткого замыкания в блоке питания, ограниченный скачком напряжения резистор, составляет 70 ампер.
Из кривой срабатывания предохранителя видно, что этот уровень тока должен сбрасываться примерно за 20 миллисекунд. Если предохранитель не прерывает ток — или, что еще хуже, если предохранитель был заменен постоянным коротким замыканием специалистом по ремонту азартных игр, — тепловой выключатель в штекерной колодке должен размыкать цепь в пределах 0.От 6 до 3,5 секунд. Термомагнитный выключатель ответвления откроет всю ответвленную цепь в течение 3,5–7,0 секунд, если тепловой выключатель также не сработает. Обратите внимание, что для этой конкретной неисправности после выключателя ответвления резервное копирование не предусмотрено. Основной лабораторный термомагнитный блок на 100 ампер будет реагировать только в том случае, если другие нагрузки в пределах всей лаборатории составили более 30 ампер во время отказа источника питания на 70 ампер.
Пример 2: Перегрузка полоски вилки: Предположим, что оператор компьютера пролил напиток и, чтобы высушить беспорядок, вставляет два фена мощностью 1500 Вт в полоску штепсельной вилки.Затем оператор включает их оба одновременно, в результате чего общий ток нагрузки на штепсельную вилку составляет примерно 30 ампер.
Из кривой срабатывания теплового выключателя видно, что блок штекера должен устранить эту перегрузку в течение 5–30 секунд. Обратите внимание на сходство между кривыми срабатывания теплового блока штекерной ленты и термомагнитного блока ответвленной цепи в диапазоне 100 ампер и ниже. Это связано с тем, что для этих уровней токов тепловая часть механизма обнаружения внутри термомагнитного прерывателя ветви является преобладающей.
Пример 3: Короткое замыкание в шнуре питания компьютера: Предположим, что изношенный сетевой шнур окончательно закорочен во время некоторого механического движения. Предположим также, что в цепи, штепсельной колодке и системе сетевого шнура имеется достаточное сопротивление, чтобы ограничить результирующий ток короткого замыкания до 300 ампер. Этот уровень тока составляет 2000% (в 20 раз) номинального тока теплового выключателя штекерной ленты и выходит за пределы нормального диапазона опубликованных спецификаций времени срабатывания для тепловых выключателей (от 100% до 1000% номинального тока).Таким образом, точный диапазон времени срабатывания теплового блока не определен.
При высоких уровнях тока короткого замыкания, в данном случае более 150 ампер, мы можем увидеть преимущество скорости, присущее магнитному обнаружению сверхтоков. Об этом свидетельствует тот факт, что кривая отклика термомагнитного выключателя ветви резко падает при уровнях тока от 150 до 200 ампер. При этих и более высоких токах механизм магнитного обнаружения в термомагнитном блоке является доминирующим.Кривая отклика блока пересекает кривую отклика теплового выключателя вставной полосы (при условии, что она выходит за пределы 1000%), и координация между двумя выключателями теряется. Диапазон срабатывания термомагнитного выключателя на 300 ампер составляет от 8 до 185 миллисекунд. Если и прерыватель цепи вилки, и прерыватель цепи ответвления не срабатывают, главный лабораторный прерыватель должен устранить неисправность в течение 11–40 секунд.
Все, что вам нужно знать о защите источников питания
[nextpage title = ”Введение”]
Это продолжение нашего руководства по анатомии импульсных источников питания, и мы собираемся подробно изучить все средства защиты источников питания, такие как перенапряжение (OVP), пониженное напряжение (UVP), перегрузка по току (OCP), избыточная мощность (OPP), перегрузка (OLP), перегрев (OTP), работа без нагрузки (NLO), а также сигнал хорошего питания.
Обычно блоки питания имеют контрольную интегральную схему на вторичной обмотке (см. Рисунок 1), которая отвечает за защиту блока питания. Защита также может быть построена с использованием автономных компонентов вместо использования готовой интегральной схемы — наиболее распространенной интегральной схемой для этого варианта является LM339, который представляет собой компаратор напряжения. Часто схема контроля строится на небольшой печатной плате, которая присоединяется к основной печатной плате от источника питания.
Рисунок 1: Интегральная схема мониторинга.
В источниках питания, основанных на устаревшей полумостовой топологии, защиту может обеспечивать ШИМ-контроллер, который физически присутствует на вторичной обмотке. Некоторые полумостовые источники питания с улучшенной конструкцией будут иметь контрольную интегральную схему в дополнение к ШИМ-контроллеру.
[nextpage title = «Power Good»]
Когда мы впервые включаем блок питания, напряжения на выходах блока питания не сразу становятся доступными: они повышаются, пока не достигнут своих правильных значений.Это увеличение происходит за доли секунды (максимум 20 мс, точнее 0,02 с).
Чтобы предотвратить подачу на компьютер этих более низких, чем обычно, напряжений, источник питания имеет сигнал, называемый «power good» (также называемый «PWR_OK» или просто «PG»), который сообщает компьютеру, что Выходы +12 В, +5 В и +3,3 В имеют правильное значение, поэтому их можно использовать, а источник питания готов к непрерывной работе. Этот сигнал доступен через восьмой контакт (серый провод) от разъема основного источника питания.
Есть еще одна причина существования этого сигнала: защита от пониженного напряжения (UVP). Как мы увидим на следующей странице, защита от пониженного напряжения отключает источник питания, если на выходах напряжение ниже определенного уровня. Если UVP активен при первом включении источника питания, источник питания никогда не включится, потому что напряжения ниже точки срабатывания UVP. Другими словами, поскольку при первом включении напряжения источника питания на долю секунды ниже их значений, UVP не позволит включить источник питания.Поэтому схема защиты от пониженного напряжения должна дождаться, пока не будет активен сигнал хорошего питания, чтобы включить ее.
Этот сигнал генерируется контрольной интегральной схемой или контроллером ШИМ (в случае источников питания на основе полумостовой топологии).
Ниже вы можете увидеть временную диаграмму для сигнала хорошей мощности, доступного в спецификации ATX12V. «VAC» — это входное переменное напряжение, то есть напряжение от стены. PS_ON # — сигнал включения (т.е.е., вы нажали кнопку «ждущий режим» на корпусе компьютера). «O / P» означает «рабочие точки». А PWR_OK — сигнал хорошего питания.
T1 меньше 500 мс, T2 от 0,1 мс до 20 мс, T3 от 100 до 500 мс, T4 меньше или равно 10 мс, T5 больше или равно 16 мс и T6 больше или равно 1 РС. Просто помните, что мс означает миллисекунду и равняется 0,001 секунде.
Рисунок 2: Электроэнергия, хорошее производство.
[nextpage title = «Защита от пониженного и повышенного напряжения (UVP и OVP)»]
Мы собираемся поговорить о защите от пониженного и повышенного напряжения вместе, потому что они построены с использованием одной и той же схемы.Эти средства защиты контролируют выходы +12 В, +5 В и +3,3 В и отключают источник питания в случае, если любой из этих выходов выше (OVP) или ниже (UVP) определенного значения, также называемого «точкой срабатывания». Это самые простые из доступных средств защиты, и они есть почти во всех источниках питания, в том числе в ультра-бюджетных моделях. Это происходит потому, что все контрольные интегральные схемы (контроллеры ШИМ, в случае источников питания низкого уровня на основе полумостовой топологии) реализуют эту защиту, а также потому, что спецификация ATX12V требует OVP.
Одна интересная вещь, о которой большинство людей не знает, — это то, что спецификация ATX12V требует, чтобы все блоки питания ПК имели защиту от перенапряжения (OVP), но защита от пониженного напряжения (UVP) не является обязательной.
Проблема с этими двумя защитами заключается в том, что они обычно настраиваются в точках срабатывания, которые слишком далеки от выходного номинального напряжения. Чтобы получить лучшее представление, рассмотрите точки срабатывания защиты от перенапряжения, требуемые спецификацией ATX12V:
| Выход | Минимум | Типичный | Максимум |
| +12 В | 13.4 В | 15,0 В | 15,6 В |
| +5 В | 5,74 В | 6,3 В | 7,0 В |
| +3,3 В | 3,76 В | 4,2 В | 4,3 В |
Один производитель может создать источник питания с OVP, настроенным на 15,6 В при выходе +12 В или 7 В при +5 В, и при этом соответствовать спецификации ATX12V. Таким образом, этот источник питания может выдавать, скажем, 15 В на выходе +12 В, и защита от перенапряжения не сработает, и это, вероятно, повредит ваши компоненты из-за этого очень высокого напряжения.
Другими словами, в спецификации ATX12V указано, что напряжения должны быть в пределах 5% от их номинальных значений, но когда дело доходит до защиты от перенапряжения, это позволяет производителям настраивать эту защиту до 30% на +12 В, 40% на +5 В и 30% на +3,3 В.
Как производители выбирают триггерные точки OVP и UVP? Выбирая интегральную схему мониторинга (или контроллер ШИМ, в случае источников питания низкого уровня на основе полумостовой топологии), поскольку значения для этих защит жестко запрограммированы внутри этой схемы.
В качестве реального примера рассмотрим популярную интегральную схему мониторинга PS223, которая используется в нескольких доступных на рынке источниках питания. Эта схема обеспечивает следующие триггерные точки для защиты от перенапряжения (OVP):
| Выход | Минимум | Типичный | Максимум |
| +12 В | 13,1 В | 13,8 В | 14.5 В |
| +5 В | 5,7 В | 6,1 В | 6,5 В |
| +3,3 В | 3,7 В | 3,9 В | 4,1 В |
И следующие значения для защиты от пониженного напряжения (UVP):
| Выход | Минимум | Типичный | Максимум |
| +12 В | 8.5 В | 9,0 В | 9,5 В |
| +5 В | 3,3 В | 3,5 В | 3,7 В |
| +3,3 В | 2,0 В | 2,2 В | 2,4 В |
В других схемах будут разные точки запуска.
Еще раз обращаем ваше внимание на то, насколько далеко от номинального напряжения обычно устанавливаются эти защиты. Чтобы они начали действовать, источник питания должен находиться в очень серьезном состоянии.Фактически, по нашему опыту, низкокачественные блоки питания (которые не имеют никакой другой защиты, кроме OVP / UVP) сгорают до того, как эта защита сработает.
[nextpage title = «Защита от перегрузки по току (OCP)»]
Существует множество неправильных представлений о защите от сверхтоков (OCP), и объяснение того, почему существует эта защита, необходимо.
Существует международный стандарт безопасности IEC 60950-1, который гласит, что ни один проводник не может выдерживать более 240 ВА в компьютерном оборудовании.Поскольку компьютерные блоки питания выдают постоянный ток, это означает, что ни один выходной провод блока питания не может выдерживать более 240 Вт.
Таким образом, спецификация ATX12V включает требование схемы защиты от перегрузки по току для отключения любой шины, которая потребляет более 240 Вт.
Когда дело доходит до выхода +12 В, мы имеем, что это соответствует току 20 А (P = V x I; следовательно, I = P / V или 240 Вт / 12 В).
Конечно, этот относительно низкий предел помешал бы производителям строить блоки большей мощности.Поэтому они пришли к идее разбить выход +12 В на две или более группы проводов, каждая из которых имеет собственную защиту от перегрузки по току. Например, две группы проводов с OCP, сконфигурированными на 20 А каждая, удвоят максимально допустимую мощность для выхода +12 В с 240 Вт до 480 Вт.
Каждая группа проводов
с собственной отдельной защитой от перегрузки по току (OCP) называется «шиной» (хотя мы лично предпочитаем термин «виртуальная шина»). Таким образом, источник питания с «двумя шинами» означает, что его провода +12 В разделены на две группы, и каждая группа имеет свою собственную цепь OCP.
Источники питания, которые имеют только одну цепь OCP (или даже не имеют OCP вообще), называются «однорельсовыми».
В настоящее время существует несколько однорельсовых источников питания с ограничением тока более 20 А на шине +12 В. Как это возможно? Если вы обратите внимание, требования IEC 60950-1 относятся к каждому проводнику. Так что если вы возьмете силовую шину и разложите ее на несколько проводов и убедитесь, что ни один из них не выдержит ток более 20 А / 240 Вт, тогда все в порядке.
Таким образом, разница между конструкцией с одной направляющей и конструкцией с несколькими направляющими заключается в наличии более одной цепи OCP для проводов +12 В на последнем.
Некоторые производители добавляют цветную полосу на проводах +12 В (желтые) от источника питания, чтобы обозначить каждую шину, к которой подключен каждый провод.
Источники питания low-end, однако, обычно лгут о наличии двух шин +12. На их этикетках вы увидите описание двух шин +12 В (и даже с некоторыми проводами +12 В — обычно те, которые подключены к кабелю ATX12V / EPS12V — с полосой другого цвета), но внутри блока питания они блоки даже не имеют цепи защиты от перегрузки по току (OCP), и все провода соединены вместе в одном месте, поэтому эти блоки фактически являются однорельсовыми.
Итак, как можно визуально определить наличие разделенных цепей защиты от перегрузки по току? Недостаточно просто смотреть на провода, так как производитель может просто добавить провода разных цветов, чтобы вас обмануть.
Для построения схемы защиты от перегрузки по току необходимы два основных компонента: источник питания должен иметь контрольную интегральную схему, поддерживающую OCP (и с количеством каналов, совместимым с количеством шин, указанным производителем) и датчики тока, также известные как «шунты», которые представляют собой резисторы высокой мощности с известным очень низким сопротивлением.На рисунках 3 и 4 вы можете увидеть наиболее общие физические аспекты этих «шунтов».
Рисунок 3: Пример «шунтов» (датчиков тока).
Рисунок 4: Пример «шунтов» (датчиков тока).
Каждый «шунт» представляет шину +12 В. Два блока питания, изображенные выше, имеют четыре датчика и, следовательно, у них, вероятно, четыре шины +12 В. Если вы проследите за проводами, вы легко узнаете, какие провода к какой рейке подключены.
Но есть одна деталь.Некоторые производители используют одну и ту же печатную плату для продуктов с конструкцией с одной направляющей и конструкцией с несколькими направляющими. Таким образом, вы можете найти источники питания с более чем одним «шунтом», которые на самом деле являются продуктами с одной шиной, потому что, хотя производитель добавил «шунты», все они подключены к одной и той же цепи вместо использования отдельных цепей.
Итак, если вы открываете источник питания и можете найти только один (или не найти) «шунт», это конструкция с одной направляющей; если вы обнаружите более одного «шунта», это, вероятно, конструкция с несколькими шинами (счетчик «шунтов» показывает количество шин +12 В), но это также может быть конструкция с одной направляющей.Вы можете взглянуть на таблицу контрольной интегральной схемы, чтобы узнать, сколько у нее схем защиты от перегрузки по току («каналов OCP»). Если у него только один канал OCP, очевидно, что вы имеете дело с источником питания только с одной шиной.
Хотя теоретически это требуется спецификацией ATX12V, некоторые блоки питания просто не имеют этой защиты или устанавливают ее только на шинах +5 В и +3,3 В, но не на +12 В, что не имеет никакого смысла.
Чтобы вы лучше понимали, как работает эта схема, рассмотрим схему на рис. 5, которая основана на популярной интегральной схеме мониторинга PS223, которая имеет четыре канала OCP.Компоненты, обозначенные как RS5, RS33, RS12 (1) и RS12 (2), являются «шунтами». Обратите внимание, что в этом примере источник питания имеет только две шины +12 В, поскольку два других канала OCP используются для контроля выходов +5 В и +3,3 В.
Рисунок 5: Защита от перегрузки по току.
Точка срабатывания OCP, т. Е. Значение, при котором он сработает, настраивается производителем источника питания вручную, обычно путем выбора значения внешних резисторов, установленных на одном из выводов интегральной схемы (резисторы ROC5, ROC33, ROC12 (1), ROC12 (2) и RI на рисунке 4).
[nextpage title = «Защита от перегрева (OTP)»]
Защита от перегрева, как следует из названия, отключит источник питания, если температура внутри источника питания достигнет определенного уровня. Хотя некоторые интегральные схемы мониторинга имеют такую возможность, не все источники питания реализуют эту защиту. Это дополнительная защита.
Открыв источник питания, вы легко заметите термистор, прикрепленный к вторичному радиатору (однако в некоторых источниках питания используется крошечный датчик, припаянный на стороне припоя печатной платы).Этот термистор подключен к цепи контроллера вентилятора, благодаря чему блок питания регулирует скорость вращения вентилятора в соответствии с внутренней температурой блока питания. Этот термистор не используется для защиты от перегрева: блоки питания с OTP обычно имеют два термистора, один для цепи вентилятора и отдельный для OTP.
Рисунок 6: Блок питания с двумя термисторами и, следовательно, с OTP.
Температура срабатывания защиты от перегрева настраивается производителем источника питания путем выбора номинала резистора, подключенного к интегральной схеме мониторинга (RT на рисунке 5; на этом же рисунке NTC — это термодатчик, NTC означает Отрицательный температурный коэффициент, означающий, что сопротивление этого компонента уменьшается с температурой).
[nextpage title = «Другие средства защиты»]
Защита от превышения мощности / нагрузки (OPP / OLP)
Защита от перегрузки по мощности (OPP) и Защита от перегрузки (OLP) — это два разных названия одного и того же. Это дополнительная защита, которая отключает источник питания в случае, если устройство начинает выдавать больше мощности, чем настроенная точка срабатывания.
В младших блоках питания на основе полумостовой топологии эту защиту выполняет интегральная схема ШИМ-контроллера — разумеется, если она ее поддерживает.В источниках питания с активной схемой PFC эта защита реализована на контроллере PFC.
В обоих случаях схема действительно отслеживает общий ток, потребляемый источником питания от электросети. Если оно превышает определенное значение, срабатывает защита, отключая источник питания.
Защита от короткого замыкания (SCP)
Защита от короткого замыкания, вероятно, является самой старой доступной формой защиты, которая очень проста в реализации (обычно
реализована вне интегральной схемы мониторинга с использованием пары транзисторов).Это необходимая защита, которая отключит источник питания в случае любого выхода на «короткое замыкание», то есть касание линии заземления (черный провод), случайно или в случае возгорания компонента компьютера.
Работа без нагрузки (NLO)
Работа без нагрузки — это необходимая защита, которая позволяет блоку питания включаться и работать правильно, даже если на его выходах нет нагрузки. Это не совсем «защита», подобная тем, что мы видели до сих пор, это скорее требование дизайна.
[nextpage title = «Сравнение интегральных схем для мониторинга»]
В таблице ниже мы сравниваем основные средства защиты, поддерживаемые наиболее популярными интегральными схемами мониторинга. Мы разделяем схемы на два типа: сначала схемы со встроенным ШИМ-контроллером (используются в недорогих источниках питания на основе полумостовой топологии), а затем схемы, используемые в источниках питания с более современной топологией.
Если не указано иное, цепи OVP и UVP контролируют основные положительные напряжения (+12 В, +5 В и +3.Только 3 В).
Obs: ATX2005 также известен под другими названиями, такими как 2005AZ, SDC2005 и т. Д.
* Также контролирует выходы -12 В и -5 В.
** Не контролирует +12 В для этой защиты.
Каковы определения OVP, OPP, OCP, SCP, OTP и BOP?
Каковы определения OVP, OPP, OCP, SCP, OTP и BOP?
Распространенное заблуждение / предположение о стандартах защиты состоит в том, что они установлены с целью защиты всей системы.Это неправда. Эти средства защиты предназначены только для защиты самого устройства, а не всей системы. Это связано с тем, что блок питания не может решить, какую мощность он хочет экспортировать. Он просто реагирует на потребности / требования системы со стороны материнской платы, видеокарты и других напрямую подключенных компонентов.
(V Platinum 1300 Вт)
- OVP (защита от перенапряжения) : функция источника питания, которая отключает устройство или приостанавливает выход, когда напряжение превышает заданный уровень.Обычно он активируется, когда выходное напряжение превышает 110–130%.
- OPP (Защита от превышения мощности) : предотвращает повреждение в результате чрезмерной выходной мощности. Обычно это активируется, когда мощность подключенных компонентов достигает 130–150%.
- OCP (защита от перегрузки по току) : защищает от потенциально опасных последствий подачи слишком большого тока в блок питания. Это может привести к перегрузке или короткому замыканию устройства, потенциально создавая неправильный ток и повреждая блок питания или подключенные компоненты, такие как материнская плата.Он будет активирован, когда экспортный ток достигнет 130–150%.
Как ни странно, эта настройка защиты часто является основной причиной нестабильности системы. Это связано с тем, что иногда материнская плата и видеокарта нагружены до такой степени, что ток требует установки этой защиты преждевременно, поскольку система работает правильно, но величина тока выходит за пределы заранее определенного диапазона безопасности, в конечном итоге срабатывая OCP и выключение системы.
- SCP (Защита от короткого замыкания) : Предотвращает возгорание материнской платы из-за высокой температуры на выходе.
- OTP (Защита от перегрева) : Отключает источник питания, когда внутренняя температура превышает максимально безопасную рабочую температуру.
- BOP (Защита от перегорания) : Предотвращает повреждение блока питания из-за внезапного падения напряжения в нестабильных электрических сетях.
Блок питания обычно берет на себя ответственность за отключение системы, но на самом деле основная причина довольно сложна и часто имеет несколько основных причин, работающих в тандеме.Перед инженерами блоков питания стоит задача найти способ преодолеть эти сложности и предоставить пользователям стабильный блок питания, который будет удовлетворять потребности системы в питании, не перегорая при этом.
Защита питания компьютера — iFixit
Даже самый лучший источник питания беспомощен без надежного и стабильного источника переменного тока. Просто подключите вашу систему к розетке и надеясь на лучшее, рано или поздно вернется к катастрофе.До того, как мы наладились, мы потеряли много часов работы из-за сбоев питания и более одной системы из-за повреждения молнией. Все это можно было предотвратить, если бы мы только установили надлежащую защиту по электропитанию. Есть два типа защиты по мощности.
Пассивная защита электропитания защищает вашу систему от скачков и других аномалий электропитания, которые могут повредить систему или привести к ее зависанию, но ничего не делает для защиты от сбоев электропитания. Наиболее распространенной формой пассивной защиты питания является знакомая розетка с ограничителем перенапряжения.
Активная защита электропитания обеспечивает резервное питание, позволяя системе продолжать работу при сбое сетевого питания. Наиболее распространенной формой активной защиты питания является резервный источник питания с резервным питанием от батарей. Большинство устройств защиты от активной мощности также обеспечивают, по крайней мере, минимальную пассивную защиту.
В этом разделе мы кратко рассмотрим оба типа защиты.
Лучший первый шаг в защите вашего компьютера от скачков напряжения, скачков напряжения и прочего мусора на линии электропередачи — это установка в той или иной форме пассивной защиты электропитания.Существует огромное количество доступных устройств пассивной защиты питания, от розеток за 5 долларов, продаваемых в хозяйственных магазинах, до кондиционеров питания за 500 долларов, продаваемых специализированными поставщиками. Как и следовало ожидать, более дорогие устройства превосходят по надежности, уровню защиты, который они обеспечивают, и их способности противостоять повреждениям.
Вам не нужно тратить 500 долларов на пассивную защиту питания, но мы рекомендуем использовать высококачественные устройства защиты от перенапряжения во всех ваших системах. Выбирайте топовые модели APC (http: // www.apc.com), Belkin (http://www.belkin.com) или Tripp Lite (http://www.tripplite.com), и вы не ошибетесь. Планируйте потратить не менее 40–50 долларов на высококачественный сетевой фильтр с базовой защитой переменного тока и до 100 долларов на устройство аналогичного качества с дополнительными функциями, такими как видео и широкополосные Интернет-порты. Рис. 16-17 На рисунке показан сетевой фильтр Tripp Lite HT10DBS за 90 долларов, который разработан для систем домашнего кинотеатра, но в равной степени подходит для защиты нашей компьютерной комнаты.
Рисунок 16-17: Устройство защиты от перенапряжения Tripp Lite HT10DBS (изображение любезно предоставлено Tripp Lite)
QUIS CUSTODIET IPSOS CUSTODES?
Древние римляне размышляли над вопросом: кто будет охранять стражей? Когда дело доходит до устройств защиты от перенапряжения, возникает вопрос: что защитит эти устройства защиты? Ответ: эшелонированная защита .Лучшая первая линия защиты — это подавитель перенапряжения для всего дома. Эти относительно недорогие устройства подключаются между электросетью и панелью выключателя у служебного входа, откуда в ваш дом поступает электроэнергия. Хороший ограничитель перенапряжения для всего дома надежно рассеивает сильные перенапряжения и сверхтоки, например, возникающие при ударах молнии поблизости. Ограничитель перенапряжения для всего дома не заменяет использование индивидуальных ограничителей на чувствительном оборудовании, но он снижает выбросы и скачки напряжения до уровня, с которым могут легко справиться отдельные устройства защиты.
В большинстве юрисдикций эти устройства должен устанавливать лицензированный электрик. Даже если там, где вы живете, это не так, мы рекомендуем платить квалифицированному специалисту, который выполнит эту работу. Либо так, либо пусть ваш супруг будет рядом с дефибриллятором 2 x 4 и комплектом для ожогов на случай, если вы возьмете не тот провод.
Не оставляйте заднюю дверь открытой
При установке защиты электропитания обязательно защитите каждый кабель, который подключается к вашей системе. Бесполезно защищать линию питания переменного тока, если вы оставите линию факсимильной связи, линию кабельного телевидения или линию кабельного модема незащищенными.Скачки и пики могут приходить на любой провод, который прямо или косвенно подключается к вашему компьютеру.
Для корпорации активная защита мощности может означать что угодно, вплоть до резервных генераторов и альтернативных электрических сетей. Однако в домашних условиях или в среде SOHO под активной защитой питания подразумевается резервный источник питания.
ОНИ ГОВОРЯТ UPS, МЫ ГОВОРИМ BPS
На самом деле существует разница между источником бесперебойного питания (ИБП) и резервным источником питания (SPS) , но при обычном использовании теперь устройство, правильно называемое SPS, обозначается как ИБП.Мы называем устройство любого типа резервным источником питания (BPS) , что позволяет обойти проблему терминологии.
BPS состоит из батареи и некоторых вспомогательных схем и предназначен для подачи питания на ваш ПК на короткий период в случае сбоя в электросети. Эта временная отсрочка позволяет вам сохранить вашу работу и корректно выключить компьютер. BPS различаются по качеству питания, которое они подают, сколько мощности они могут подавать и как долго они могут ее подавать.BPS также регулируют энергоснабжение, чтобы защитить оборудование от скачков, скачков напряжения, падений, отключений и электрических помех.
Все BPS имеют три общих элемента: аккумулятор , который накапливает электроэнергию от сбоев питания; инвертор , который преобразует напряжение постоянного тока, подаваемое батареей, в напряжение переменного тока, требуемое нагрузкой; и схема зарядки , которая преобразует мощность переменного тока в напряжение постоянного тока, необходимое для зарядки аккумулятора. IEEE распознает три категории BPS:
Онлайн-ИБП (часто называемый истинным ИБП или ИБП с двойным преобразованием , чтобы отличить его от SPS) подключает нагрузку непосредственно к инвертору, который преобразует постоянное напряжение, подаваемое батареей, в стандартное переменное напряжение. .Схема зарядки постоянно заряжает аккумулятор во время работы ИБП, а оборудование всегда работает от аккумуляторной батареи, подаваемой инвертором. Онлайн-ИБП стоят больше, чем SPS, описанные вкратце, но имеют два преимущества. Поскольку ПК постоянно работает от батареи, время переключения отсутствует, и нет переключателя, который мог бы выйти из строя. Кроме того, поскольку компьютер не подключается к электросети, он эффективно изолирован от проблем с сетью переменного тока.
Линейно-интерактивный ИБП , также называемый онлайн-ИБП с одинарным преобразованием, отличается от онлайн-ИБП тем, что нагрузка обычно работает в основном от электросети, пока эта мощность доступна.Вместо того, чтобы преобразовывать сетевое питание в постоянный ток, использовать его для зарядки батареи, а затем повторно преобразовывать его в переменный ток для нагрузки (часть «двойного преобразования»), линейно-интерактивный ИБП в нормальных условиях подает питание из электросети непосредственно на нагрузку. Незначительные колебания мощности электросети сглаживаются инвертором, использующим аккумуляторную батарею. Определяющими характеристиками линейно-интерактивного ИБП является то, что инвертор работает постоянно, а нагрузка всегда динамически распределяется между инвертором и электросетью. Во время обычной работы электросеть может поддерживать 99% нагрузки, а инвертор — только 1%.Во время отключения инвертор может поддерживать 10% или более нагрузки. Только во время отключения электроэнергии инвертор принимает на себя 100% нагрузки. Настоящий линейно-интерактивный ИБП не имеет времени переключения, потому что инвертор и сетевое питание динамически распределяют нагрузку в любое время, поэтому сбой питания просто означает, что инвертор мгновенно принимает на себя 100% нагрузки. Хотя линейно-интерактивные блоки не изолируют нагрузку от линии переменного тока в той степени, в какой это делает онлайн-ИБП, они довольно хорошо поддерживают чистый и стабильный переменный ток к нагрузке.Линейно-интерактивные ИБП распространены в центрах обработки данных, но редко встречаются в среде ПК.
Наиболее распространенной формой BPS, используемой с ПК, является автономный источник питания , иногда называемый резервным источником питания (SPS) . Маркетологи BPS не любят «режим ожидания» и откровенно ненавидят «автономный режим», поэтому автономные источники питания всегда описываются как «бесперебойные» источники питания, а это не так. Определяющими характеристиками SPS являются наличие переключателя и то, что инвертор не всегда работает.Во время нормальной работы коммутатор направляет сетевое питание непосредственно на нагрузку. При отключении сетевого питания этот переключатель быстро отключает нагрузку от электросети и снова подключает ее к инвертору, который продолжает питать оборудование от батареи. SPS дешевле, чем онлайн и линейно-интерактивные устройства, потому что они могут использовать относительно недорогой инвертор, рассчитанный на низкий рабочий цикл и короткое время работы.
ПОДОЖДИТЕ ТОЛЬКО МОМЕНТ, ПОЖАЛУЙСТА
Большинство блоков питания ПК имеют достаточное время ожидания, чтобы продолжать подавать питание на систему в течение нескольких миллисекунд, необходимых SPS для переключения на питание от батареи.Это не обязательно верно для внешних устройств, которые питаются от блока питания, которому может не хватить «инерции», чтобы поддерживать питание внешнего устройства в течение времени, необходимого для переключения SPS на питание от батареи. Для некритичных устройств с внешним питанием, таких как динамики, это не имеет значения. Но это может иметь очень большое значение для внешнего жесткого диска, который может привести к повреждению данных в случае кратковременного сбоя питания, включая сбои, которые слишком короткие, чтобы индикаторы мерцали.
Мы никогда не задумывались об этой проблеме, пока один из наших читателей не указал на нее.Оглядываясь назад, это может объяснить несколько загадочных сообщений о повреждении внешних жестких дисков USB без каких-либо очевидных объяснений.
В отличие от сетевых и линейно-интерактивных устройств, SPS не кондиционируют и не регенерируют входящий переменный ток перед подачей его на нагрузку. Вместо этого они пропускают электроэнергию переменного тока через пассивный фильтр, аналогичный обычному ограничителю перенапряжения, а это означает, что SPS не обеспечивают такое чистое питание, как сетевые и линейно-интерактивные устройства. Теоретически у SPS есть еще один недостаток по сравнению с онлайновыми и линейно-интерактивными устройствами.Фактическое время переключения может быть значительно больше номинального в условиях длительного низкого напряжения и с частично разряженными батареями. Поскольку время поддержки блока питания ПК уменьшается в условиях предельного низкого напряжения, теоретически для переключения SPS может потребоваться больше времени, чем время поддержки блока питания ПК, что приведет к сбою системы. На практике хорошие SPS имеют типичное время переключения от 2 до 4 мс и максимальное время переключения 10 мс или меньше, а хорошие блоки питания ПК имеют время удержания 20 мс или больше при номинальном напряжении и 15 мс или больше во время устойчивого предельного напряжения. условия пониженного напряжения, что означает, что это редко является проблемой.Распространены два типа СПС:
Специалист по маркетингу
В настоящее время даже лучшие производители описывают свои линейно-импульсные модели как «линейно-интерактивные» устройства. Хотя мы предпочитаем зарезервировать термин «линейно-интерактивный» для онлайн-ИБП с дельта-преобразованием, это, вероятно, проигрышная битва. Нет ничего плохого в хорошем блоке линейного усиления. Фактически, это лучший выбор для большинства домашних и SOHO-приложений. Мы используем линейные повышающие устройства Falcon Electric для защиты нескольких наших собственных систем.
A стандартный SPS имеет только два режима полной мощности от сети или от полной батареи. Пока сетевое питание находится в пределах порогового напряжения (которое может быть установлено на многих устройствах), SPS просто передает сетевое питание на оборудование. Когда мощность в сети падает ниже порогового значения, SPS переводит нагрузку со 100% мощности сети на 100% от батареи. Некоторые стандартные SPS также переключаются на аккумулятор, когда напряжение в сети превышает верхний порог. Это означает, что SPS переключается на аккумулятор каждый раз, когда происходит скачок напряжения, провисание или отключение электроэнергии, что может происходить довольно часто.Такой подход по принципу «все или ничего» часто переключает батарею, что сокращает срок ее службы. Что еще более важно, частые сигналы тревоги при незначительных проблемах с питанием заставляют многих людей выключать сигнал тревоги, что может задержать распознавание фактического отключения питания до такой степени, что батарея разрядится и работа будет потеряна. Большинство моделей SPS начального уровня являются стандартными SPS. Например, серия Back-UPS компании American Power Conversion (APC) представляет собой стандартные источники бесперебойного питания.
A line-boost SPS добавляет режим line-boost к двум режимам стандартного SPS.Линейно-импульсный SPS иногда рекламируется как линейно-интерактивный ИБП, но это не так. В отличие от линейно-интерактивных устройств, которые используют питание от батареи для повышения выходного напряжения переменного тока до номинального, устройства линейного повышения просто имеют дополнительный отвод трансформатора, который они используют для увеличения выходного напряжения на фиксированный процент (обычно от 12% до 15%), когда входное напряжение падает ниже порогового значения. Например, когда входное напряжение переменного тока падает до 100 В переменного тока, линейно-интерактивный блок использует питание от батареи, чтобы повысить его номинальное напряжение с 15 В до 115 В переменного тока. Для входа 95 В переменного тока линейно-интерактивный блок повышает номинальное напряжение с 20 В до 115 В переменного тока.Для входа 100 В переменного тока блок линейного повышения использует дополнительный отвод для повышения выходного напряжения на фиксированный процент (мы предполагаем, что 12%), что дает выход 112 В переменного тока. Для входа 95 В переменного тока блок линейного повышения повышает его на тот же фиксированный процент, в данном случае до 106,4 В переменного тока. Это означает, что выходное напряжение следует за входным напряжением для блоков линейного повышения, с результирующими переходными процессами и скачками тока на стороне нагрузки при включении и выключении инвертора. Большинство моделей SPS для ПК среднего и высокого класса — это линейные SPS. Например, серии Back-UPS Pro и Smart-UPS от American Power Conversion (APC) представляют собой линейные ИБП с повышенным напряжением.
Вот наиболее важные характеристики BPS:
Номинальная мощность ВА BPS определяет максимальную мощность, которую может выдать блок, и определяется мощностью инвертора. Номинальная мощность в ВА — это произведение номинального выходного переменного напряжения и максимальной силы тока инвертора. Например, блок на 120 В и 650 ВА может выдавать около 5,4 А (650 ВА / 120 В). Подключение нагрузки, превышающей номинальную силу тока инвертора, приводит к перегрузке инвертора и вскоре его выходу из строя, если BPS не имеет схемы ограничения тока.Ватты равны ВА только при 100% резистивных нагрузках (например, лампочка). Если нагрузка включает в себя емкостные или индуктивные компоненты, как и блоки питания ПК, потребляемая мощность в ВА равна мощности, деленной на коэффициент мощности (PF) нагрузки . Блоки питания ПК без PFC обычно имеют коэффициент мощности от 0,65 до 0,7. Например, один из наших SPS рассчитан на 1000 ВА, но всего на 670 Вт, что означает, что производитель предполагает коэффициент мощности 0,67 при номинальной мощности для этого устройства.
Время работы BPS определяется многими факторами, в том числе типом и состоянием батареи, емкостью в ампер-часах; состояние заряда; температура окружающей среды; КПД инвертора; и процентная нагрузка.Из них процентная нагрузка наиболее изменчива. Количество ампер-часов, которое может обеспечить батарея, зависит от того, сколько ампер вы потребляете от нее, а это означает, что зависимость между нагрузкой и временем работы не является линейной. Например, SPS на 600 ВА может обеспечивать 600 ВА в течение 5 минут, но 300 ВА (половину нагрузки) в течение 20 минут (в четыре раза дольше). Удвоение нагрузки сокращает время работы более чем вдвое; уменьшение нагрузки вдвое увеличивает время работы более чем в два раза.
ВА ОТНОСИТЕЛЬНО ВРЕМЕНИ РАБОТЫ
Многие люди считают, что рейтинг VA и время работы каким-то образом связаны.Это не так, за исключением того, что блоки с более высокими номинальными значениями VA обычно также имеют большую батарею, которая обеспечивает более длительное время работы для данной нагрузки, как потому, что сама батарея больше, так и потому, что блок выдает меньше ампер, чем его номинальный максимум. Однако вполне возможно построить BPS с очень высоким номиналом VA и крошечной батареей или наоборот.
Напряжение переменного тока в электросети номинально представляет собой синусоидальную форму волны, для которой предназначены блоки питания и другое оборудование.Форма выходного сигнала, генерируемого BPS, варьируется. В порядке увеличения желательности (и цены) выходные формы волны включают в себя: прямоугольную волну , пилообразную волну, модифицированную прямоугольную волну (часто несколько обманчиво называемую , близкую к синусоиде, ступенчатое приближение к синусоиде, модифицированная синусоида или ступенчатая синусоида ). wave маркетологи отчаянно пытаются добавить сюда слова «синусоида», особенно для единиц, которые этого не заслуживают). Самые дешевые устройства генерируют прямоугольный сигнал на выходе, который, по сути, представляет собой биполярное напряжение постоянного тока с почти нулевым временем нарастания и спада, что позволяет маскироваться под переменный ток.Устройства среднего уровня обычно обеспечивают выход псевдосинусоидальной волны, которая может быть чем угодно, от очень близкого приближения к синусоиде до чего-то не намного лучше, чем неизмененная прямоугольная волна. Форма выходного сигнала определяется инвертором. Инвертор — самый дорогой компонент BPS. Лучшие инверторы, которые генерируют синусоидальную волну или близкое приближение, более дороги, поэтому качество выходного сигнала обычно близко коррелирует с ценой за единицу. Удивительно, но однажды мы видели спецификации безымянного BPS, в которых форма выходного сигнала указывалась как «чистая прямоугольная волна», предположительно с намерением сбить покупателей с толку «чистой» (Хорошая вещь) и «прямоугольной волной» (Плохая вещь).
БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ, ИСПОЛЬЗУЯ ПОДАВИТЕЛЬ ПЕРЕГРУЗКИ С SPS
Мы слышали сообщения о пожарах, вызванных подключением ограничителя перенапряжения между BPS и ПК. Хотя мы не смогли проверить отчеты, вполне логично, что подача мощности прямоугольной волны на ограничитель перенапряжения, предназначенный для приема синусоидального сигнала, может вызвать его перегрев. С другой стороны, нет ничего плохого в использовании ограничителя перенапряжения между BPS и настенной розеткой. Фактически, мы рекомендуем его как для обеспечения повышенной защиты от скачков, достигающих ПК, так и для защиты самого BPS.
При выборе BPS руководствуйтесь следующими рекомендациями:
В настоящее время вы можете купить BPS за 40 долларов в крупных магазинах. Это не очень хорошие BPS, правда, но они лучше, чем ничего. Когда новый, дешевый BPS может дать вам всего пару минут работы; по мере старения батареи время работы может снизиться до нескольких секунд. Тем не менее, подавляющее большинство отключений электроэнергии длятся одну секунду или меньше, поэтому даже пятисекундное время работы обеспечивает некоторую защиту.
Следующий шаг — это SPS потребительского уровня, например, один из блоков APC Back-UPS или Back-UPS Pro.Эти устройства обеспечивают гораздо лучшую защиту и гораздо более длительное время работы, чем устройства низкого уровня. Мы считаем эти устройства минимальными для «серьезной» защиты электропитания и используем их в некоторых из наших вторичных систем. Еще лучше — линейные повышающие устройства, такие как APC Smart-UPS и серии SMP и SUP Falcon Electric (http://www.falconups.com), которые мы считаем минимально приемлемыми для важных систем. Наконец, есть настоящие ИБП, такие как блоки серий Falcon Electric SG и SSG, которые мы используем на серверах и основных настольных системах.
ЗАЩИТИТЕ BPS
Купите ли вы дешевый ИБП за 40 долларов или онлайн-ИБП за 1000 долларов, не используйте его отдельно. Всегда устанавливайте сетевой фильтр между розеткой на стене и BPS. Устройство за 40 долларов не обеспечивает достаточной защиты от скачков и скачков напряжения, поэтому сетевой фильтр необходим для защиты вашего оборудования. ИБП за 1000 долларов прекрасно защищает ваш компьютер, но заслуживает защиты самостоятельно. Если в проводе происходит сильный скачок напряжения или скачок напряжения, гораздо лучше купить новый сетевой фильтр за 50 долларов, чем новый ИБП за 1000 долларов.
Вы можете рассчитать требования в ВА, проверив максимальную силу тока, указанную на блоке питания ПК и на каждом другом компоненте, который будет питать ИБП. Суммируйте эти максимальные значения силы тока и умножьте на номинальное напряжение переменного тока, чтобы определить требования в ВА. Проблема с этим методом заключается в том, что он требует много времени и приводит к гораздо более высокой ВА, чем вам действительно нужно. Лучшим методом является использование одного из инструментов определения размера, которые большинство производителей BPS предоставляют на своих веб-сайтах. Например, APC UPS Selector (http: // www.apc.com/sizing/selectors.cfm) позволяет указать конфигурацию системы, необходимое время выполнения и допуск на рост. На основе этой информации он возвращает список подходящих моделей APC с расчетным временем работы для каждой.
Если вам нужно защитить несколько компьютеров в непосредственной близости, подумайте о покупке одного устройства большего размера, а не нескольких недорогих устройств меньшего размера. Устройство большего размера, вероятно, будет стоить меньше при той же совокупной ВА и времени работы и, вероятно, обеспечит превосходные функции (такие как линейное усиление и лучшая форма сигнала).
Самые дешевые устройства обеспечивают выходной сигнал прямоугольной формы, который блоки питания ПК могут использовать в течение коротких периодов времени без повреждений. Тем не менее, работа компьютера с прямоугольной волной в течение длительного времени приводит к перегрузке источника питания и, в конечном итоге, к его повреждению. Кроме того, блоки прямоугольной формы совершенно не подходят для других электронных устройств, которые они могут быстро повредить. Покупайте блок прямоугольной формы, только если альтернативный вариант вообще не может позволить себе BPS. Для общего использования купите устройство, которое имитирует синусоидальную волну, если вы планируете проработать ПК в течение 10 минут или меньше на резервном питании, прежде чем выключать его.Купите устройство с истинной синусоидой, если вы планируете использовать ПК в течение продолжительных периодов времени от резервного питания или если вы также планируете питать оборудование, которое не переносит мощность псевдосинусоид (например, некоторые дисплеи).
Итак, что мы на самом деле используем? В течение многих лет мы использовали и рекомендовали исключительно агрегаты APC. Затем преждевременно вышел из строя один из наших блоков APC Smart-UPS. Мы списали это на невезение. Затем, пару месяцев спустя, отказал Back-UPS Pro. Затем Back-UPS. Потом еще один Smart-UPS. Это также не было отказом батареи, чего мы ожидаем от любого ИБП.Это были отказы инверторов или схем управления, и всем, кроме одного, отказавшим блокам было два года или меньше.
Очевидно, четыре сбоя — это не статистическая вселенная, даже среди ограниченного числа единиц, которые мы запускаем, но это заставило нас задуматься. Затем мы начали получать сообщения от читателей, чей опыт был похож на наш собственный. Как и мы, они без проблем использовали блоки APC в течение многих лет, и, как и мы, в последнее время они начали испытывать более высокий уровень преждевременных отказов своих новых блоков APC.Очевидно, и это ничего не доказало, но мы очень забеспокоились.
Однажды мы разговаривали с нашим другом и коллегой Джерри Пурнеллем, который более 20 лет вел колонку BYTE «Chaos Manor». Мы рассказали ему о нашей озабоченности по поводу количества отказов БТР. «Поговорите с Falcon Electric, — сказал Джерри, — я использую их ИБП в течение многих лет. Они пуленепробиваемые. Один из моих даже был сбит с ног в результате землетрясения и ни разу не промахнулся».
Мы поверили Джерри на слове и заказали немного Falcon Electric (http: // www.falconups.com) единиц. После их исследования и тестирования мы решили, что Джерри был прав. Falcon Electric выпускает лучшие ИБП, поэтому мы их стандартизировали. Список клиентов Falcon сильно смещен в сторону военных, промышленных, телекоммуникационных и медицинских организаций, что было немаловажным фактором в нашем решении. Этим ребятам нужна прочная надежная защита электропитания, и того, что достаточно для НАТО, Lucent и General Atomics, достаточно для нас.
Роберт использует ИБП Falcon Electric 2 кВА серии SG Plus, показанный на рис. 16-18 , для защиты всех своих офисных серверов и настольных систем.Эти устройства напоминают стандартный мини-башенный ПК (включая охлаждающие вентиляторы). Устройство внизу, как вы, возможно, уже догадались, представляет собой внешний аккумуляторный блок, который продлевает время работы достаточно долго, чтобы выдержать около 95% перебоев в подаче электроэнергии, от которых мы, вероятно, столкнемся. Барбара использует аналогичный онлайн-ИБП Falcon Electric в своем офисе, и мы запускаем большинство наших вторичных систем на линейных повышающих установках серий SMP и SUP Falcon Electric. С тех пор, как мы перешли на устройства Falcon Electric, мы пережили десятки гроз и несколько отключений электроэнергии, и у нас никогда не было ни малейших сбоев.