Меню

Способ 3 Расчет мощности с помощью ваттметра



Как проверить мощность блока питания и сколько ватт потребляет компьютер

Всем привет. Чтобы подобрать правильно по мощности блок питания, нужно примерно знать сколько ватт потребляет компьютер.

Например, вы собрали компьютер из комплектующих и не знаете хватит ли блок питания на 500W. Тут два варианта:

  1. Купить БП с большим запасом, переплатив при этом.
  2. Рассчитать мощность ПК и подобрать подходящий к нему БП.

В этой статье я расскажу, как проверить сколько ватт потребляет компьютер и как проверить мощность блока питания.

Определение характеристик компьютера

Для того чтобы вычислить сколько ватт потребляет компьютер, сначала нужно определить характеристики своего ПК. Для этого понадобятся такие данные компьютера:

  • название процессора;
  • объем и тип оперативной памяти;
  • модель видеокарты;
  • сколько вентиляторов используется в корпусе;
  • количество жестких дисков, SSD.

Чтобы узнать какой процессор и объем оперативки, достаточно зайти в свойства системы.

Свойства системы

Свойства системы Windows 10

Видеокарту можно узнать в диспетчере устройств.

диспетчер устройств видеоадаптеры

Диспетчер устройств — видеокарта

Или все эти данные можно узнать в программе CPU-Z — скачать здесь.

Программа CPU-ZНа вкладке ЦП смотрим модель процессора Программа CPU-ZНа вкладке Память в CPU-Z смотрим тип и объем оперативной памяти Программа CPU-ZНа вкладке Графика смотрим название видеокарты

Вступайте в группу ВК по ремонту компьютеров и ноутбуков — https://vk.com/ruslankomp

Обложка группы VK

Помогу решить проблему с ПК или ноутбуком. Вступайте в группу VК — ruslankomp

Способ 1. Расчет мощности потребляемой компьютером

Из полученных данных можно рассчитать мощность компьютера.

Самый простой способ рассчитать мощность компьютера — это онлайн калькулятор.

Характеристики моего подопытного пк следующие:

  1. Процессор: intel xeon e5450 3000Mhz
  2. Оперативная память: 4 гб DDR2 — 2 плашки по 2 гб DDR2
  3. Видеокарта: Nvidia GeForce GTS 250
  4. Твердотельный диск SSD на 120 гб.
  5. Жесткий диск на 500 гб скорость 7200 об/минуту.
  6. Оптический привод DVD.
  7. Клавиатура и мышь стандартные.
  8. Вентилятор на корпусе 80 мм — 1 шт.
  9. Монитор Samsung диагональю 24 дюйм.
  10. Расчет будем брать из того, что компьютер работает 8 часов в сутки.

Вставляем в поля калькулятора свои комплектующие: процессор, оперативная память и видеокарта.

Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор по вычислению мощности ПК

Далее выбираем количество жестких дисков, SSD и CD/DVD приводов. Клавиатура и мышь оставляем стандартные.

Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор по вычислению мощности ПК

Выбираем количество и размер вентиляторов в корпусе. И диагональ монитора.

Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор по вычислению мощности ПК

После ввода всех данных, нажимаем кнопку CALCULATE.

Онлайн калькулятор

Нажимаем Calculate для подсчета мощности

Получаем результат: рекомендованная мощность 203 Ватт.

Онлайн калькулятор

Результат в онлайн калькуляторе

После того, как получили информацию сколько примерно потребляет ваш компьютер, нужно к этой цифре добавить запасные ватты 10-25%. Чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей на максимальной мощности.

Для компьютера который рассчитали в калькуляторе, достаточно блок питания мощностью 350W.

Проверка мощности блока питания компьютера

Чтобы узнать какой мощности блок питания в компьютере, нужно открыть крышку корпуса и посмотреть на наклейке БП.

Например, максимальная мощность блок питания в моем компьютере — 400W. Получается почти двукратный запас по мощности.

Особое внимание обратите на мощность по 12V линии, так как зачастую просадки бывают по этой линии. Например, на фото ниже в блоке питании по 12 вольтовой линии выдает 21 Ампер. Получается мощность 12V * 21A = 252W

Блок питания ПК

Характеристики блока питания

Давайте определим подойдет ли блок питания ниже, к компьютеру, который мы рассчитали в онлайн калькуляторе.

Обратите внимание на рекомендованный в калькуляторе ампераж по линиям:

  • +3.3V = 8.1А;
  • +5V = 10.0A;
  • +12V = 10.5A.

Блок питания с максимальной мощностью 400W (который ниже на фото) вполне потянет этот компьютер.

По линиям сила тока с запасом:

Характеристики БП

  • +3.3V = 18А;
  • +5V = 15A;
  • +12V = 11/13A.

Характеристики БП по линиям +3.3V, +5V, +12V

Способ 2. Ручной метод расчета мощности компьютера

Для ручного расчета, нужно определить мощность потребляемой процессором и видеокартой. Так как эти два компонента потребляют наибольшее количество ватт.

После прибавить значения потребляемой мощности остальных комплектующих компьютера, так как они приблизительно одинаковые.

Чтобы выяснить сколько ватт потребляет процессор и видеокарта будем использовать Aida64 — скачать с оф сайта.

Смотрим в разделе датчики пункт Cpu Package. Это мощность процессора в данный момент времени.

Aida64 мощность процессора

Значение мощности процессора в Aida64

Чтобы выяснить сколько ватт потребляет процессор на максимальной мощности, нужно нагрузить процессор на 100%. Для этого запустим стресс тест в Aida64.

Aida 64 стресс тест

Мощность процессора под нагрузкой около 70 Ватт

Как видно мощность процессора около 70w. По паспорту максимальное у этого процессора 90W.

Таким же образом можно узнать сколько ватт потребляет видеокарта, нагрузив видеокарту в стресс тесте Aida64.

Aida64 Stress GPU

Стресс тест видеокарты в программе Aida64

Ещё одна программа, которая определяет максимальную мощность процессора и видеокарты — HWinfo64

При запуске программы, поставьте галочку Sensors-only и нажмите Run.

Программа HWinfo64

Запуск программы HWinfo64

Строка CPU Package Power покажет максимальную мощность процессора.

Мощность процессора в HWinfo64

Потребляемая мощность процессора Xeon E5 2640 — 69.5 ватт

Строки GPU chip Power показывает мощность видеокарты.

Мощность видеокарты в HWinfo64

Потребляемая мощность видеокарты

Список приблизительных значений мощности других комплектующих

  • Материнская плата — 50-100W в большинстве случаев — 50 ватт.
  • Одна планка ОЗУ — 1-5w, в среднем 3 ватт.
  • Жесткий диск — 15-25w.
  • SSD — 2-3w.
  • DVD привод — 30-40w.
  • Вентиляторы — 5-10w.

Используя полученные мощности процессора и видеокарты, можно рассчитать мощность компьютера. Например:

  • Процессор Xeon e5-2640 по паспорту — 90w;
  • Видеокарта Nvidia GeForce 1660 super — 125w;
  • Материнская плата — 50w;
  • Оперативная память 16 гб — 15w;
  • Жёсткий диск, dvd rom и ssd — 60w;
  • Вентиляторы — 10w;
  • И получаем в сумме 90+120+50+15+60+10=330w

Естественно блок питания нужно выбирать с запасом. Для видеокарты Nvidia GeForce 1660 super производитель рекомендует блок питания не ниже 450 Ватт.

Способ 3. Расчет мощности с помощью ваттметра

Еще один способ, определить сколько потребляет компьютер — использовать устройство ваттметр.

Ваттметр

Устройство ваттметр для измерения мощности ПК

Купить такой ваттметр можете — здесь.

Для этого нужно вилку от блок питания компьютера подключить в устройство ваттметр, а сам ваттметр подключить в розетку.

Включить компьютер и смотреть за показателями ваттметра. При разных нагрузках мощность будет меняться.

Более подробно,как вычислить мощность компьютера под нагрузкой с помощью ваттметра, смотрите в этом видео.

Подведем итоги:

  1. Узнаем характеристики комплектующих компьютера.
  2. Рассчитываем мощность с помощью онлайн калькулятора,
    — или вручную с помощью программы Aida64 или HWinfo;
    — или используя устройство для измерения ватт.
  3. Определяем какой мощности нам нужен БП и сверяем характеристики на наклейке блока питания.

При покупке блока питания советую выбирать устройства от известных производителей: Seasonic, Be quiet, Fractal Design, Chieftec, Xilence, Cooler Master, Deepсool, FSP.

Если у вас возникли вопросы по поводу компьютера, то можете задать их в группе ВК — вступайте.

Обложка группы VK

Помогу решить проблему с ПК или ноутбуком. Вступайте в группу VК — ruslankomp

Источник

Ваттметр

Содержание

  1. Что такое ваттметр
  2. Мощность постоянного тока
  3. Ваттметры для постоянного тока
  4. Мощность переменного тока
  5. Ваттметр цифровой на сетевое напряжение
  6. Косинус фи и реактивная нагрузка
  7. Косинус фи и активная нагрузка
  8. Где купить ваттметр

Что такое ваттметр

Думаю, все вы курсе, что электрический ток может выполнять работу. Например, вскипятить воду в электрочайнике, перемолоть кофе в кофемолке, согреть курицу в микроволновке и так далее. Все эти бытовые приборы являются нагрузкой для домашней сети. Но, как вы знаете, некоторые приборы “крутят” счетчик очень быстро, а некоторые приборы почти не потребляют электрический ток.

Если включить чайник и лампочку накаливания в вашей комнате и оставить на час, то чайник “съест” электроэнергии намного больше, чем та же самая лампа накаливания. Дело в том, что чайник обладает большей мощностью, чем лампочка. В этом случае можно сказать, что мощность чайника будет больше, чем мощность лампы в единицу времени, например, за секунду. Чтобы точно измерить, во сколько раз чайник потребляет электрической энергии больше, чем лампочка, нам нужно измерить мощность чайника и лампочки.

Ваттметр – это прибор, который измеряет потребляемую мощность какой-либо нагрузки. Выделяют три группы ваттметров:

  • низкой частоты и постоянного тока
  • радиочастотные ваттметры
  • оптические ваттметры

Так как наш сайт посвящен электронике и электротехнике, то мы будем в этой статье рассматривать только ваттметры постоянного тока и низкой частоты. Под низкой частотой подразумевается частота в 50-60 Герц.

Мощность постоянного тока

Итак, вы уже все в курсе, что любая нагрузка для электрического тока потребляет какую-либо мощность. Мощность постоянного тока выражается формулой:

P – это мощность, которая выражается в Ваттах (Вт,W)

I – сила тока, которую потребляет нагрузка, выражается в Амперах

U – напряжение, которое подается на нагрузку, выражается в Вольтах

Поэтому, чтобы найти мощность какой-либо нагрузки, которая подсоединена к постоянному току, достаточно перемножить значение силы тока и напряжения. Например, на этом фото мы видим вентилятор от компьютера, который подцепили к лабораторному блоку питания. Его мощность, как не трудно догадаться, составила P=IU=0,18 Ампер x 12 Вольт =2,16 Ватт.

Ваттметры для постоянного тока

Вы ведь не будете каждый раз таскать с собой громоздкий блок питания или два мультиметра, которые будут измерять и ток и напряжение? Поэтому, в настоящее время ваттметры представляют из себя законченные приборы, которые очень легко соединяются с потребляемой нагрузкой. На Алиэкспрессе я находил вот такие ваттметры для постоянного тока, которые показывают сразу и ток, и напряжение, и потребляемую мощность нагрузки. К проводам, где написано SOURCE цепляем источник постоянного тока, а к проводам LOAD цепляем нагрузку. Все элементарно и просто!

Читайте также:  Ремонт принтеров и мфу Canon в Москве

Некоторые из них идут в комплекте со шунтом

Источник

Цифровой ваттметр переменного тока

Microchip PIC18F252

Каждый, наверное, когда-нибудь задумывался над вопросом, сколько потребляет тот или иной бытовой электроприбор. Например, сколько энергии потребляет телевизор в дежурном режиме? Как изменяется энергопотребление холодильника в различных режимах работы? Для этих целей вам потребуется ваттметр переменного тока, и в статье мы подробно рассмотрим конструкцию одного из вариантов прибора (Рисунок 1).

Цифровой ваттметр переменного тока
Рисунок 1. Цифровой ваттметр переменного тока.

Разрабатывать такие приборы для постоянного тока не имеет смысла ввиду того, что в этом случае все очень просто вычисляется с помощью известных законов и математических формул, при этом из измерительных приборов потребуется только амперметр. Для переменного тока все немного сложнее и раньше аналоговые ваттметры для переменного тока, хоть и обеспечивали высокую точность, были сложны в производстве, не говоря уже о цифровых ваттметрах и возможности сборки подобных приборов в домашних условиях. Современные технологии и элементная база позволяют проектировать многофункциональные устройства при минимальных затратах. Дешевые микроконтроллеры (МК) с богатой периферией и мощными вычислительными способностями заметно упрощают создание различных систем автоматизации и управления. Интегрированная прецизионная аналоговая периферия, а в некоторых МК и подсистема цифровой обработки сигналов, дают возможность разрабатывать многофункциональные измерительные приборы.

Цифровой ваттметр, конструкцию которого мы рассмотрим, предназначен для измерения потребляемой мощности устройств, подключенных к сети переменного напряжения 207 – 235 В / 50 Гц. Основным элементом ваттметра является 8-разрядный PIC микроконтроллер компании Microchip серии PIC18F252, который с помощью внешних АЦП выполняет измерение протекающег через нагрузку тока, напряжения на нагрузке, вычисляет действующее значение напряжения (эффективное значение) в сети, действующее значение тока и среднее значение потребляемой мощности. Все указанные параметры отображаются на двухстрочном символьном ЖК индикаторе.

Прибор не имеет отдельного источника питания. Используется встроенный сетевой блок питания, благодаря чему микроконтроллерная часть прибора полностью изолирована от аналоговых узлов, находящихся под напряжением сети.

Принципиальная схема

Схема и проект печатной платы разработаны в бесплатной среде проектирования SoloPCB tools. Принципиальная схема прибора изображена на Рисунке 2. Полный список примененных компонентов приведен в Таблице 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема цифрового ваттметра
переменного тока.

Для вычисления потребляемой мощности нам необходимо знать напряжение на нагрузке и потребляемый нагрузкой ток. Напряжение, которое должно быть измерено, является напряжением сети переменного тока, поэтому необходимо учитывать, что оно может быть в диапазоне 207 В – 253 В. С целью повышения точности измерений необходимо выполнять измерение напряжения сети, а не использовать в расчетах фиксированное среднее значение 230 В.

Линии сети электропитания подключаются к разъему J1 (AC IN, вход переменного напряжения). Аналоговый узел для измерения напряжения сети состоит из резистивного делителя (R1, R2 R3), прецизионного источника опорного напряжения (U3) и АЦП (U5). Резистивный делитель, включенный между фазой и нейтралью, предназначен для понижающего масштабирования напряжения с коэффициентом R1/(R1+R2+R3)=1/201. Таким образом мы понижаем пиковое значение напряжения величиной ±320 В в уровня ±1.59 В. Затем с помощью источника опорного напряжения REF03 (Analog Devices) мы задаем смещение этого напряжения вверх на величину 2.5 В, и в результате диапазон ±320 В будет соответствовать входному диапазону АЦП 0.91 В – 4.09 В.

После масштабирования и смещения напряжение на резисторе R2 считывается аналого-цифровым преобразователем (U5) MCP3202 (Microchip) и передается в 12-разрядном формате по интерфейсу SPI в микроконтроллер. Для изолирования микроконтроллера от аналоговых узлов используются высокоскоростные оптопары HCPL-0630. Второй канал АЦП используется для измерения опорного напряжения 2.5 В – это значение будет использоваться в качестве поправочного коэффициента в расчетах.

Линии сети переменного тока, нейтраль и заземление от разъема J1 непосредственно подключаются к выходному разъему J2 (AC OUT), линия фазы проходит через датчик тока (U4) ACS712-20A компании Allegro. Это малошумящий аналоговый датчик тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой от измеряемой линии и возможностью измерения постоянного и переменного тока. Для повышения шумовых характеристик и точности измерений имеется вывод для подключения фильтрующего конденсатора. При нулевом токе выходное напряжение датчика составляет 2.5 В. При протекании тока через выводы IP+ и IP- выходное напряжение датчика меняется в соответствии с масштабным коэффициентом 100 мВ/А, следовательно, при протекающем токе +20 А выходное напряжение составит 4.5 В и 0.5 В при токе -20 А. Аналоговое значение датчика тока преобразуется в цифровую форму с помощью еще одной микросхемы АЦП MCP3202.

Датчик тока имеет диапазон измерений ±20 А, но, учитывая ограничения по току для разъемов и держателя предохранителя, узел измерения переменного тока защищен предохранителем 16 А, включенным в фазовую линию.

Для питания аналоговых узлов и микроконтроллерной части используется трансформаторный блок питания (Рисунок 3). Трансформатор имеет две идентичные вторичные обмотки, с которых снимается переменное напряжение 6 В. Далее напряжение выпрямляется и стабилизируется с помощью микросхемы 78L05 (U1, U2) с типовой схемой включения. Светодиоды D2 и D3 предназначены для индикации напряжения питания.

Цифровой ваттметр переменного тока
Рисунок 3. Входной и выходной разъемы, трансформатор
блока питания ваттметра.

В ваттметре используется 8-разрядный МК PIC18F252. Он выполняет считывание значений напряжения и тока, выполняет вычисление их среднеквадратичных значений и среднее значение потребляемой мощности. Непосредственно к МК подключен ЖК индикатор, на котором отображаются указанные значения. Может использоваться как 4-, так и 8-битный режим работы. Для работы с внешними АЦП используется интегрированный в МК модуль SPI интерфейса. Несмотря на то, что в схеме используется кварцевый резонатор 20 МГц, микроконтроллер тактируется частотой 5 МГц. Для программирования микроконтроллера предусмотрен разъем ICSP (J3) (Рисунок 4).

Цифровой ваттметр переменного тока
Рисунок 4. Микроконтроллер, АЦП, элементы гальванической
развязки на печатной плате ваттметра.

Список использованных компонентов

Обозначение
в схеме
Наименование,
номинал
Корпус,
примечание
U1, U2 78L05 SOT-89
U3 REF03 SO-8
U4 ACS712-20A SO-8
U5, U10 MCP3202-BI/SN SO-8
U6, U7, U8 HCPL-0630 SO-8
U9 PIC18F252-I/SO SO-28
BR1, BR2 Диодный мост DF08S 800 В / 1 А
TR1 Трансформатор
HR-E3013051
2 × 6 В, 1.5 VA
LCD1 TC1602D Двухстрочный
ЖК индикатор
C1, C18 470 мкФ 25 В 10 мм × 10 мм
C2, C17 100 мкФ 16 В 6.3 мм × 5.4 мм
C11, C12 22 пФ 50 В smd 0805, керамика
C9 1 нФ 50 В smd 0805, керамика
C2, C4, C5, C6, C7,
C8,C10, C13, C22, C14,
C15, C16, C17, C20
100 нФ 50 В smd 0805, керамика
C21 1 мкФ 25 В smd 1206, керамика
R16 0 Ом smd 0805, 1%
R2, R3 1 МОм
R5, R6, R17 1 кОм
R1, R14, R15, R18,
R19
10 кОм
R7, R8, R9, R13 2.5 кОм
R4, R10, R11, R12 330 Ом
D2, D3 Красный светодиод smd 0805
D1 Диод Шоттки SS14 1 А / 40 В, корпус SMA
Y1 Кварцевый резонатор 20 МГц
F1 Держатель предохранителя Для поверхностного
монтажа
J1, J2 Винтовой клемник 1×3 шаг 5.2 мм
J3 Штыревой разъем 1×5 шаг 2.5 мм

Печатная плата

Проект печатной платы тоже выполнен в среде SoloPCB. Проектирование прибора в качестве портативного устройства было хорошей идеей, при этом контур печатной платы был спроектирован в Autocad и затем экспортирован в среду SoloPCB (Рисунок 5).

Цифровой ваттметр переменного тока: проект печатной платы
Рисунок 5. Вид проекта печатной платы цифрового
ваттметра в среде SoloPCB.

Печатные проводники силовых линий (фаза, нейтраль, заземление), соединяющие входной (AC IN) и выходной (AC OUT) разъемы, сделаны широкими, насколько это возможно, все блокировочные конденсаторы расположены как можно ближе к микросхемам. Шины аналоговой (AGND) и цифровой «земли» (DGND) выполнены отдельными. Все компоненты расположены на верхнем слое.

Примечание:

При проектировании схемы и печатной платы в среде SoloPCB некоторые элементы, которые отсутствовали в библиотеках, были созданы вручную. Библиотека этих элементов входит в состав архива с проектными файлами, который вы сможете скачать в секции загрузок.

Программа микроконтроллера

Как мы заметили выше, микроконтроллер считывает значения напряжения и тока каждую 1 мс и накапливает 40 измерений каждого параметра, что соответствует двум периодам для частоты 50 Гц. Затем выполняется вычисление действующих значений и потребляемой мощности. Период 1 мс генерируется с помощью встроенного таймера Timer A, работающего в 16-битном режиме с выработкой сигнала прерывания по переполнению.

После получения всех выборок выполняется вычисление действующих (среднеквадратичных) значений напряжения и тока по формуле:

Следует заметить, что полученные выборки содержат также фазовое соотношение между напряжением и током. Таким образом, активная мощность переменного тока, которая вычисляется по формуле (V×I×cosθ), может быть получена вычислением средней мощности с использованием следующей формулы:

Все вычисленные значения отображаются на экране ЖК индикатора. Для работы с индикатором применяется библиотека lcd.h для компилятора CCS C.

На рисунках ниже изображены измерения с помощью цифрового ваттметра: Рисунок 6 – потребляемая мощность паяльной станции в режиме нагрева, Рисунок 7 — водонагревателя мощностью 2 кВт.

Цифровой ваттметр переменного тока
Рисунок 6. Измерение потребляемой мощности паяльной
станции с помощью цифрового ваттметра.
Цифровой ваттметр переменного тока
Рисунок 7. Измерение потребляемой мощности 2 кВт
водонагревателя.

Загрузки

Листинг исходного кода программы микроконтроллера (компилятор CCS C) – скачать

Читайте также:  Блоки питания от принтеров epson eps 72u

Проектные файлы SoloPCB (схема, печатная плата, библиотеки элементов) – скачать

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

Источник

ЛАБОРАТОРНЫЙ БП С ЦИФРОВЫМ АМПЕРВОЛЬТМЕТРОМ

ЛАБОРАТОРНЫЙ БП С ЦИФРОВЫМ АМПЕРВОЛЬТМЕТРОМ

В печатной плате я бы посоветовал предусмотреть место под конденсатор 0,1-2 мкФ на 12-й вывод МК, на случай если надо будет сглаживать пульсации и помехи, которые будет ловить входной усилитель. Элементы входной части на ОУ (R3, R4, RV2) необходимо подбирать в зависимости от номинала шунта (R101) и тока измерения.

Электросхема самого блока питания особеностей особых не имеет. Эта рабочая схема функционирует стабильно, печатная плата без ошибок. Его схема и описание работы взяты с сайта vrtp.ru:

Это схема и разводка упрощенного варианта блока питания, на одном проходнике VT2 – TIP147. Нумерация схемы совпадает с предыдущей, удалены элементы, относящиеся к 3 проходникам. Размер платы, как и в предыдущем варианте, 120 х 55 мм. Попутно совет, если не удастся убрать самовозбуд на ВЧ в режиме источника напряжения, — попробуйте совсем убрать конденсатор С21.

Что касается VD8 – (он включен в эмиттер VT3), то, с помощью этого стабилитрона смещается рабочая точка выходного напряжения ОУ DA1.1 в середину напряжения опоры и питания = +12.25 Вольт. Так что выходное напряжение этого ОУ всегда держится около этого предела (5.6 + 0.7 = 6.3 Вольт). А назначение VD10 и VD11 – увеличить напряжение включения (засветки) соответствующих светодиодов HL1 и HL2. Дело в том, что на макете я применял яркие светодиоды, поэтому наличием одних резисторов R21 и R22 не обошлось. Чтобы не было лишней подсветки «чужого” светодиода, и пришлось поставить стабилитроны. При смене режимов стабилизации «напряжение-ток”, происходит погасание одного, а лишь потом засветка другого светодиода.

При использовании других светодиодов, менее ярких, возможно, придется подобрать (чаще всего уменьшить) напряжение стабилизации стабилитронов VD10 и VD11. Что касается стабилитронов VD10, VD11 – то, тут все зависит от желания получить требуемую яркость индикации, и, чтобы не было засветки «чужого” светодиода.

А вот к выбору стабилитрона VD8 нужно относиться поосторожней. Схема в принципе, допускает изменение его напряжения стабилизации в довольно широких пределах (от 3 до 6 вольт), но, есть некоторые нюансы. Резисторы R14 и R16 образуют делитель, уменьшающий напряжение на базе VT3 при ограничении тока. Мысленно замкните нижний вывод R16 на землю, и прикиньте, сколько будет на базе VT3, при МАХ выходном напряжении DA1.1 (считаем = 11 вольт), в нашем случае, на базе VT3 будет около 4.2 вольт.

Это напряжение должно быть МЕНЬШЕ, чем сумма напряжения стабилитрона VD8 и падения на переходе БЭ транзистора VT3 (3.3 + 0.7 = 4 вольта). Иначе, ОУ DA1.2 не сможет закрыть VT3 при перегрузке по току. Напряжение -5 вольт, мы здесь специально не учитываем, создавая тем самым некоторый запас. А если попроще, то, уменьшив напряжение стабилизации VD8, лучше пропорционально этому уменьшить и номинал R16. В нашем случае, при применении VD8 = 3.3 вольтам, оно будет = 3.6 кОм. Правда, при этом уменьшится яркость HL1 в момент ограничения тока, но, это, легко восстановить подбором VD10.

Собрал данную схему (с однополярным питанием, без минусовой подпорки). Все работает нормально, но при токах больше 0,5А на выходе появляются пульсации 50-100мВ (до этого 10-20) и растут с увеличением нагрузки. Пробежался по схеме осциллографом. Пульсации идут начиная с эмиттера VT1, соответственно и дальше по схеме они везде. Поменял транзистор — без толку. Поменял ТЛку-тот же результат. поигрался емкостями 0,1мкф по питанию-ноль эмоций. Пробовал увеличить емкость С8, помогает но не сильно. На халяву ткнул емкость 1000,0х16в между базой VT1 и входным минусом. На выходе при 2,5А — ВСЕГО 2мВ пульсации, и так во всем диапазоне напряжений и токов!

Еще совет, а попробуйте увеличить С7 до 47. 220 мкФ, и глянуть величину пульсаций при этом. Кстати, можно попробовать, подключить С7 между управляющим выводом TL431 и базой VT1, а не между управляющим выводом и катодом TL431, как изначально на схеме. Предыдущие опыты закончились установкой кондера довольно большой емкости в базу Т1. Уменьшение емкости приводило к увеличению пульсаций. А также имел место «синусоподобный» выход на режим. Манипуляции вокруг не принесли желаемых результатов. Но. все убрал и поставил емкость параллельно резистору Р4-30Ком, 22мкф, плюсом к эмиттеру Т1. Получил пульсации 2,5мВ при токе нагрузки 2,9А(больше транс не держит), во всем диапазоне напряжений. Выход на режим стал линейно нарастающим, без всяких всплесков. Емкость менее 10 мкф увеличивает пульсации, а более 22-х уже не уменьшает их. Честно говоря объяснения сему факту найти не могу.

1) Сама идея применить обычный дешевый ОУ хороша, в описании к вышеуказанной схеме подробно разжевано, что и как. Повторяться не буду, скажу лишь, что основа ее схемотехники, это работа ОУ с входными сигналами, находящимися в середине динамического диапазона, то есть в середине его питания (поэтому и не нужно отрицательное смещение для ОУ). Именно для этого и введен делитель, в 2 раза понижающий напряжение опоры, и в эту точку подается выходное напряжение, уменьшенное (смасштабированное) через соответствующий резистор R21. Для этого и применены резисторы R10, R11, R21, — этот кусок схемы повторяет прототип, про который я рассказал выше.

2) Резистор R1 – служит для разрядки силовых электролитов после выключения, это типовое решение. Все-таки 15000 мкФ – это довольно большая емкость. Дело в том, что при вышеописанном включении ООС (про резисторы R10, R11, R21 – я писАл выше), напряжение, на входах ОУ и не должно быть в районе нуля, то есть земли. Оно меняется от 4 до 6 вольт (или около того), как и в схеме прототипа. Поэтому в схеме есть резистор R8, он ограничивает диапазон изменения этого самого напряжения, не от нуля. Какой смысл далее уменьшать опорное напряжение на входе ОУ, когда на выходе блока уже и есть тот самый ноль.

3) Считаю, что отсутствие отрицательного смещения это не недостаток, а преимущество схемы, хотя на вкус и цвет – сами знаете… Разве добавка двух-трех резисторов – это сложнее, чем собирать выпрямитель для отрицательного напряжения, фильтр, стабилизатор, — мне кажется, что нет.

4) Стабилитрон VD5 – смещает рабочую точку выходного напряжения ОУ DA1.1 – в середину динамического диапазона, то есть в середину питания. Напряжение выхода ОУ никогда не снижается ниже 5…6 вольт, что нам и требуется, в общем-то, для применения в качестве ОУ обычных, а не Rail-to-Rail, и т. п.

5) Применение в качестве транзистора VT2 – составной структуры типа Дарлингтон, решает сразу две задачи. Во-первых, сильно разгружает по току транзистор VT3 (не надо ставить его на теплоотвод и т. п.), который работает с практически полным входным напряжением схемы, а во-вторых, — позволяет применить в качестве запараллеленных проходников обычные транзисторы, с довольно небольшим коэффициентом усиления, практически не заботясь об их подборе. Попробовать, конечно, можно, поставить на место VT2 обычный транзистор, но, как вам сказать, все это до поры, до времени. Я не просто так акцентировал внимание собирающих на том, что в качестве VT2 – нужен только СОСТАВНОЙ P-N-P транзистор типа Дарлингтон.

6) Что получилось насчет МАХ выходного тока, вам лучше спросить у алфизика. Он, по-моему, снял с этой схемы что-то около 12 ампер выходного тока, я сам удивился. Думаю, комментарии тут излишни, хотя я считаю, что для схемы с непрерывным регулированием такой ток чересчур избыточен. Возникнут другие проблемы, отвода тепла, надежности, и так далее, и тому подобное. Но, как говорится это на усмотрение пользователя, если нравится, как работает схема, что тут еще скажешь.

7) Выбор транзисторов подразумевает, что они имеют требуемый запас по своему допустимому напряжению. Надеюсь, понимаете, что если входное напряжение планируется около 50 вольт, то и транзисторы должны иметь предел как минимум в 80…100 вольт. Но, это касается, в общем-то любой схемы, а не только этой.

Диод VD2 позволяет разрядиться конденсатору фильтра опоры С8 после выключения блока, стабилитроны VD6 и VD7 – задают режим поочередного свечения индикаторных светодиодов HL1 и HL2. Диод VD4 перепускает значительный выброс напряжения на клеммах блока на его входные электролиты для защиты самих проходников (на всякий случай, мало ли какую индуктивную нагрузку подключат к этим самым клеммам).

Диод VD8 защищает проходные транзисторы от попадания на выход слишком большого отрицательного напряжения. Конденсаторы С16 и С17 – обычный тандем конденсаторов на выходе блока питания. Резистор R29 создает небольшую подгрузку выхода для блока питания, при этом улучшаются его динамические параметры, кроме того, при регулировании выходного напряжения в уменьшение – быстрее разряжается выходной С17, это удобнее. Конденсатор С15 устраняет возможность самовозбуда схемы ограничения выходного тока.

Чтобы открыть обычный (не составной . ) кремниевый NPN транзистор, на его базу надо подать напряжение примерно на 0.7 вольта бОльшее, чем на эмиттере. Так вот, если убрать стабилитрон VD5 (соединить эмиттер VT3 с землей), тогда чтобы открыть VT3 на его базе (то есть на выходе ОУ DA1.1) должен быть потенциал + 0.7 вольта. Никакого напряжения около 5…6 вольт мы на выходе ОУ не получим, он будет работать вблизи потенциала земли, а для обычного ОУ, питающегося однополяркой это не есть хорошо. Я для того и поставил стабилитрон VD5, чтобы сместить рабочую точку выходного напряжения ОУ в середину его питания. Резюме – этот стабилитрон нужен обязательно.

Если вам нравится классика (хотя все относительно), сделайте схему с отрицательным смещением, в чем вопрос я не понял. Ведь насильно вас никто не принуждает собирать именно эту схему. На вывод 6 и заведена обратная связь с выхода через резистор R21, просто туда подается и половинное напряжение опоры, созданное с помощью резисторов R10, R11.

Если нет возможности запитать кулер с отдельной обмотки, — его питание лучше брать с входных электролитов через небольшой помехоподавляющий дроссель. Излишек ограничьте резистором, или простеньким стабилизатором, можно даже совмещенным с регулятором вращения по температуре. Не советую брать питание кулера с опоры, она на то и опора, чтобы быть без всяких наводок и помех.

Попутно совет, лучше вход стабилизатора опоры (это — коллектор VT1, верхний вывод резистора R2 и катод VD2) подключить отдельным проводом сразу к плюсу входных электролитов С6, меньше будет влияние пульсаций при МАХ выходных токах.

Когда я говорил про «два-три резистора”, я имел ввиду добавку именно R10, R11. Именно с их помощью получается так, что нам не нужно подавать на входы ОУ напряжение, равное нулю, чтобы получить на выходе блока этот самый ноль. Почитайте повнимательнее описание схемы-прототипа, там это подробно описано. Вообще, фишка этой схемы в том, что ОУ, регулирующий напряжение не работает на краях своего динамического диапазона, а именно в середине. Поэтому в нее и можно ставить обычный ОУ.

Насчет TL431. Для того, чтобы на этом стабилизаторе не было полного входного напряжения — как раз и введен разгружающий каскад на транзисторе VT1. Прикиньте сами, на его эмиттере 12.5 вольт (так рассчитан делитель R4 и R5 в стабилизаторе опоры), значит, на его базе будет напряжение на 0.7 вольта бОльше, то есть 13.2 вольт. А весь оставшийся излишек напряжения будет падать на транзисторе VT1, ток через TL431 ограничен резистором R3. Резистор R2 задает открывающее напряжение на базе VT1, а TL431 регулируя это напряжение — как раз и стабилизирует напряжение опоры. Конечно, транзистор VT1 будет рассеивать небольшую мощность, я и указывал, что его желательно поставить на небольшой теплоотвод типа флажка, место на плате для этого предусмотрено.

И еще, советую вам обратить внимание на последнюю версию схемы (посты 337288 и 337290). Выход схемы ограничения по току подключен на вход ОУ DA1.1, то есть не внутрь ООС по напряжению, а «снаружи», если так можно выразиться. При превышении уставки тока, транзистор VT7 открывается, и шунтирует вход DA1.1, ограничивая ток на выходе блока. Это схемное решение позволяет избавиться от выбросов на выходе, при выходе из режима ограничения тока. При условии, конечно, что сам по себе канал регулирования напряжения нормально скорректирован с точки зрения ООС.

Источник

Обзор блока питания MSI MPG A850GF.

Блок питания MSI MPG A850GF является старшей моделью в линейке MSI Performance Gaming мощностью 850 Вт, но не самый мощный среди всего модельного ряда, который производитель скоро расширит и пополнит киловаттной версией и более.

Герой обзора получил сертификат 80 Plus Gold, что говорит о высокой энергетической эффективности, оснащен полностью модульной системой плоских кабелей и заявлено использование высококачественных японских конденсаторов.

Технические характеристики

  • Модель: MSI MPG A850GF
  • Заявленная мощность: 850 Вт
  • OEM-производитель: Channel Well Technology (CWT)
  • Коррекция коэффициента мощности: Активная
  • КПД: 80 Plus Gold
  • Модульность: Да (полная)
  • Коррекция фактора мощности: Active PFC + LLC + DC-DC
  • Параметры входного напряжения / тока: 100-240 В ±10%
  • Технологии защиты: OCP, OVP, UVP, SCP, OTP, OPP
  • Система охлаждения: Вентилятор 140 мм
  • Полупассивный режим охлаждения: Нет
  • Габариты: 150 x 160 x 86 мм
  • Гарантия: 5 лет

Упаковка и комплектация

Герой обзора поставляется в большой черной коробке с золотой окантовкой, намекающая на сертификат 80 Plus Gold. Стиль оформления сдержанный, строгий.

На лицевой панели мы можем познакомиться с изображением блока питания MSI MPG A850GF воочию, выделены основные достоинства продукта. С обратной стороны представлена таблица технических характеристик, описание проводов и разъемов, указаны размеры.

Внутреннее содержимое упаковано согласно заповедям производителей блоков питания: последний находится в мягком материале, в антистатичном пакете. В отдельной сумке находятся кабели питания, рядом расположились инструкция и гарантийный талон, шнур питания.

В комплект входят 10 плоских кабелей в мягкой прорезиненной оплетке. Основная схема проводов и длина:

  • один на питание материнской платы (600 мм);
  • два с одним 8-контактным (4+4) разъемом (700 мм);
  • два с одним 8-контактным (6+2) разъемом для питания видеокарт PCI-E (500 мм);
  • два с двумя 8-контактными (6+2) разъемами для питания видеокарт PCI-E (500+150 мм);
  • два с четырьмя разъемами питания для SATA-устройств (500+150+150+150 мм);
  • один с четырьмя разъемами питания для IDE-устройств и одним для FDD-устройств (500+150+150+150+150 мм).

Внешний вид и схемотехника

Дизайн блока питания MSI MPG A850GF выполнен в соответствии с канонами других производителей с классическими габаритами 150 х 160 х 86 мм. Внешний вид неприступен, вычернен, обезличен.

Боковые грани украшают логотипы производителя MSI с наименованием модели и нейтральными вставками.

Новинка оснащена крупным вентилятором типоразмера 140 мм с сетчатой перфорацией шестиугольников — пчелиных сот. На одном винте располагается гарантийная пломба: всего необходимо открутить шесть винтов по периметру. На основании располагается информационная наклейка с указанием вольт-амперных характеристик: MSI MPG A850GF наделен четырьмя виртуальными линиями (по одной на материнскую плату и процессор, две — на видеокарту).

Блок питания MSI MPG A850GF также выполнен по популярной модульной схеме с возможностью отключения незадействующих плоских кабелей. Стоит отметить, что четыре коннектора 8-Pin наделены единым коннектором, но только один предназначен для CPU, а три — для видеокарты. Необходимо внимательно изучить инструкцию.

Как и многие одноклассники, блок питания MSI MPG A850GF состоит из двух «П»-половинок корпуса. К верхней крепится вентилятор 140 мм с 2-Pin подключением, скорость вращения меняется автоматически. Пассивный режим работы отсутствует. Это модель HA1425M12B-Z производства Hong Hua с силой тока 0,36 А, основанный на двойном шарикоподшипнике качения с номинальной скоростью вращения 1600 об/мин.

Блок питания MSI MPG A850GF похож на ранее изученную младшую модель MPG A750GF не только внешне, но и внутренне. Как предполагалось еще в обзоре 750 Вт версии, более мощная версия построена на идентичной платформе CWT. Кратко пройдемся по основным моментам.

EMI-фильтр построена на основе использования двух Y-конденсаторов и одном X-конденсаторе. Высоковольтный фильтр заменен на более мощный: теперь это электролитический конденсатор производства Nippon Chemi-Con емкостью 680 мкФ на 450 В и рабочей температурой 105°C серии KMZ.

Фотографии DC-DC преобразователя и супервизоров Sitronix ST9S429-PG14 и EST EST.7618.

Тестовый стенд

  • Материнская плата: ASUS ROG Z490 Maximus XII Formula;
  • Процессор: Intel Core i5-10600K;
  • Система охлаждения: be quiet! Shadow Rock 3 White;
  • Термоинтерфейс: Noctua NT-H1;
  • Оперативная память: Team Xtreem 8Pack (2 x 8 Гбайт);
  • Видеокарта:
    • GeForce RTX 3070 Ti ;
    • GeForce RTX 3080 Ti ;
  • Накопители: Western Digital Black SN750 1 Тбайт;
  • Блок питания: MSI MPG A850GF;
  • Корпус: открытый стенд;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Уровень шума измерялся при помощи цифрового шумомера TM-102 с погрешностью измерений не более 0.5 дБА. Измерения проводились с расстояния 0.3 м. Уровень фонового шума в помещении – не более 28 дБА. Все системные вентиляторы отключались. Дополнительно снимались показания потребляемой мощности с помощью ваттметра Robiton PM-2 и температуры ИК-термометром Fluke 59 Max. Температура воздуха во время проведения замеров составляла 25 градусов Цельсия.

Тестирование

С блоком питания MSI MPG A850GF были представлены и предоставлены видеокарты GeForce RTX 3070 Ti и RTX 3080 Ti, на основе которых проводилось тестирование.

Результаты замера основных линий в зависимости от нагрузки.

В сравнении с прошлой моделью MSI MPG A750GF мощная версия на 850 Вт имела чуть более громкий вентилятор, который при минимальной нагрузке капельку «стучал», но потом данная особенность исчезла и повторить ее не смог. Однако MSI MPG A850GF громче MPG A750GF при той же нагрузке.

Заключение

Блок питания MSI MPG A850GF является логическим продолжением ранее рассмотренной версии MPG A750GF, на идентичной платформе, но более емкими конденсаторами. Герой обзора имеет основные достоинства своего сегмента — модульность, сертификат 80 Plus Gold, стабилизации, но до полной идиллии не хватает пассивного режима работы вентилятора, хотя некоторые это посчитают плюсом.

Однако одна кратковременная, но все же неприятная особенность у MSI MPG A850GF проявилась: после извлечения блок питания сильно пах пластмассой, едкий запах, который несвойственен даже продуктам среднего класса. Его источали и корпус, и провода.

Подводя итоги, MSI MPG A850GF — это хороший блок питания для достаточно мощной конфигурации, способный с легкостью обеспечить старший графический ускоритель.

  • Хорошие нагрузочные способности;
  • Полностью модульная система плоских кабелей;
  • Отличная стабилизация напряжений;
  • Наличие трех выделенных разъемов PCIe (6+2)-pin;
  • Сертификация 80 Plus Gold;
  • Гарантия 5 лет.
  • Вначале сильный запах пластмассы из коробки;
  • Стоимость.

Источник