maijs 16, 2009

Voltāžu stabilitāte, trokšņi un „sprogošanās”

Izejošajiem PSU spriegumiem jābūt maksimāli tuvu savām nominālajām vērtībām cik vien tas ir iespējams. Citos vārdos sakot, mēs gribam redzēt +12V līnijā +12V spriegumu, nevis +13V.

Spriegumiem ir tendence kristies, kad palielinās PSU noslodze. SMPS PSU konstanti nolasa izejošos spriegumus, un regulē tos tā, lai izejošais spriegums būtu maksimāli tuvs nominālajām vērtībām līnijā.

Nelielas atšķirības līnijās līdz 5% pozitīvajiem spriegumiem, un līdz 10% negatīvajiem spriegumiem ir pieņemamas (Attēls 28)(-5V līnija mūsdienās vairs netiek izmantota).

Attēls 28

Neskaitot to, ka PSU ir jāspēj izdot maksimāli tuvu spriegumu nominālajām vērtībām, tam arī ir jāpiegādā „tīru” izejošo spriegumu. Perfekts izejošais spriegums būtu tad, ja to osciloskops varētu uzzīmēt kā vienu taisni horizontālu līniju. Taču reāli ir tā, ka šīs līnijas nav pilnībā taisnas, tām ir novērojamas nelielas svārstības, šī parādība tiek saukta par sprogošanos. Attēlā 29 Jūs varat redzēt asumus jeb trokšņus. Sprogošanās un trokšņi kopā nedrīkst pārsniegt 120 mV +12V līnijās un 50mV +5V un +3.3V līnijās. Šīs ir peak-to-peak (amplitūdas) vērtības.

Apskatīsim pāris piemērus, kuri ļaus labāk saprast šo tēmu. Attēlā 29 mēs varam redzēt +12V līniju, kura pieder šādam PSU : PC Power & Cooling Silencer 750 Quad. Osciloskops tika noregulēts pie 0.02V/div, tas nozīmē, ka katrs zaļais kvadrātiņš ir 0.02V (20mV) Y asī. Trokšņu līmenis redzams ir 50mV, kas ir diezgan tālu nu 120mV robežas. Tagad apskatīsim attēlu 30, kurā ir attēlota +12V līnija, kura pieder šādam PSU : StarTech.com WattSmart 650 W. Pēc osciloskopa mērījumiem trokšņu līmenis sasniedza 115.4mV. Tas vēl iekļaujas pieļaujamajās specifikācijās, bet mēs taču vienmēr gribam labāku PSU, kuram trokšņi un sprogošanās būtu ar maksimāli zemām vērtībām. Puse no pieļaujamā ir labiem PSU.

Attēls 29

Attēls 30

Trokšņu līmenis ir tāda lieta, kurai lielākā daļa cilvēku vispār nepievērš uzmanību, taču būtu ļoti ieteicams, pirms jauna PSU iegādes, apskatīt Jūsu noskatītā PSU apskatu, kur būtu arī parādīti šie trokšņu un sprogošanās līmeņi. Liela daļa Web lapu veido PSU apskatus bez osciloskopa, tāpēc var apgalvot, ka šie apskati ir bezjēdzīgi.

Multiple (daudzkārtīgās) +12 V līnijas.

Lai pilnībā atbilstu UL 1950, CSA 950, EN 60950 un IEC 950 specifikāciju prasībām, tad ATX 12V specifikācija pieprasa, ka izejošās līnijas nevar nepārtraukti piegādāt vairāk kā 240 VA (240VA ir tas pats, kas 240W līdzstrāvas ķēdē). Viena lieta, kuru parasti pārprot ir tā, ka tas ir limits uz vadu.

Lai korekti atbilstu šīm prasībām, tad ražotājiem vajadzētu pievienot OCP (Over Current Protection) ķēdi katram izejošajam vadam, kurš iziet no PSU, lai tas samazinātu plūsmu, ja tiek pārsniegti 240W.

Tas nozīmē, ka PSU vajadzētu pievienot OCP ķēdes katram +12 V, +5 V, +3.3 V, +5VSB un -12 V vadam, kurš iziet no PSU. Nejaudīgākiem PSU ir vismaz 20 vadu, kuri iziet no PSU, jaudīgākiem PSU šis skaits ir dubultā. Padomājot par izmaksām, kas būtu nepieciešamas atsevišķu OCP ķēžu izveidei, bet arī vietu, cik šādi mezgli aizņemtu PSU iekšienē, tad šāda metode netiek piekopta.

Šo iemeslu dēļ ražotāji nolēma „paspēlēties” pateicoties faktam, ka gandrīz nekad strāva netiek ņemta no viena vada. Piemēram, strāva, kuru prasa CPU , tiek saņemta no ATX12V, kur ir divi +12V vadi, vai arī no EPS12V, kur ir četri +12V vadi. Strāva videokartēm arī tiek sadalīta uz vairākiem vadiem, jo PEG 6 kontaktu spraudnim ir trīs, bet PEG 8 kontaktu spraudnim ir četri +12V vadi. Citiem vārdiem sakot, Jums vajadzētu CPU, kuram vajadzētu 480W strāvu no ATX12V spraudņa, vai 960W strāvu no EPS12V spraudņa, lai sasniegtu 240VA limitu. Videokartei vajadzētu 720W no 6 kontaktu PEG spraudņa vai 960W no 8 kontaktu PEG spraudņa, lai sasniegtu 240VA limitu.

Daži ražotāji nolēma integrēt vienu OCP ķēdi visiem +12V vadiem, jo uzticas faktam, ka ļoti reti būtu tāds gadījums, ka pa vienu +12V vadu vienā laikā vajadzētu piegādāt vairāk kā 240W. Šo pieeju sauc par vienas līnijas dizainu. Piemēram, daudziem PSU, it sevišķi lētākajiem modeļiem, vispār nav OCP ķēdes.

Citi ražotāji uzskata, ka daži vadi var piegādāt vairāk kā 240W, tāpēc tie ir iestrādājuši vairākas OCP ķēdes. Katra grupa vadu, kura ir pievienota vienai OCP ķēdei tiek saukta par līniju. Tātad, OCP ķēde var būt konfigurēta tā, ka pie 20A strāvas tā atslēgs strāvu no vadu grupas, ja tie kopumā patērēs vairāk kā 20A.

Šīs nav „īstas” līnijas, jo gandrīz vienmēr PSU iekšā ir tikai viena ķēde, kura ģenerē +12V izejas, un tieši tāpēc šīs līnijas sauc par „virtuālajām” līnijām.

Šobrīd populārākais PSU dizains ir daudzkārtīgo ķēžu dizains. Ja PSU izmanto šo tehnoloģiju, tad Jūs redzēsiet vairāk kā vienu +12V līniju, piemēram, +12V1, +12V2, +12V3 utt.

Viena blakus parādība šim daudzkārtīgajam līniju dizainam ir tā, ka var būt uztraukums par to, ja Jūs no vienas līnijas prasīsiet pārāk daudz strāvas, tad tā aizvērsies, jo nostrādās OCP. Piemēram, ja Jums ir CPU un divas videokartes, kuras ir pievienotas vienai līnijai. Tikt galā ar šo problēmu var pavisam vienkārši, pārspraužot vadus tā, lai atsevišķas komponentes ņemtu strāvu no atsevišķām līnijām. Iemesls šai parādībai ir tāds, ka jauda uz atsevišķām līnijām daudzkārtīgu līniju PSU ir zemāka, kā PSU ar vienas līnijas dizainu.

Bet, vajadzētu pievērst uzmanību uz to, ka dažiem PSU it kā ir daudzkārtīgu līniju dizains, taču to OCP ir iestatīts uz tik augstu vērtību, ka tas strādā tāpat kā vienas līnijas dizaina PSU.

Tātad, vienas līnijas dizains ir izmantots PSU, ar vienu OCP ķēdi, vai vispār bez tās, kamēr daudzkārtīgo līniju PSU ir vairāk kā viena OCP ķēde.