Тестирование блоков питания: обзор Aresze EPS 1200ELA (страница 2)

Тестирование

Цель испытаний – получить количественный и качественный ответ на соответствие исследуемого БП спецификациям и требованиям ГОСТ'ов по необходимому качеству функционирования. Если говорить кратко, БП должен соответствовать тому, что указано в характеристиках.

Процесс исследования состоит из определенного набора тестов, описанных в методике тестирования.

Включение

При установке сигнала PSON в активное состояние блок питания обязан включиться за очень небольшой интервал времени, при этом выходные напряжения должны появиться максимально быстро и достаточно синхронно. Не допускается каких-либо перенапряжений и провалов. Дабы не загружать статью множеством численных данных, все желающие ознакомиться с параметрами включения/выключения могут изучить описание пункта 6.9. EPS12V Power Supply Design Guide любой редакции V2.9х.

Включение/выключение:

На данной диаграмме отображены три режима блока питания:

• Включение - состояние до момента перехода БП в рабочее состояние. Индикатором является установка сигнала PSOK;
• Нагрузка - после перехода PSOK в рабочее состояние (‘1’) выставляется низкая величина мощности нагрузки, затем уровень потребления повышается до 50% номинальной мощности БП;
• Выключение – после установки 50 процентной нагрузки на БП снимается сигнал управления PSON, что обязывает его выключиться. При этом блок питания обязан проработать еще небольшое время, а сигнал PSOK обязан сбросится до момента снижения выходных напряжений БП.

Полученные характеристики:

Блок питания демонстрирует нормальные характеристики без каких-либо отклонений. Рассмотрим процесс появления напряжений более подробно:

По характеру появления напряжений четко прослеживается топология с отдельными преобразователями 3.3 и 5 вольт. При включении устройства запуск происходит четко последовательно 12->5->3.3. С одной стороны, это гарантирует выполнение строгого правила, обязывающего исключать вероятность появление бОльшего напряжения на выходе с меньшим номинальным напряжением. С другой, это потенциальная проблема. Впрочем, если такая топология и последовательность появления напряжений не вызывает трудностей в наборе микросхем материнской платы, то это уже не наша проблема.

Выходные напряжения появляются очень «мягко», без какого-либо перерегулирования на всех участках. При этом уровень выходного напряжения устанавливается сразу, без последующей «доводки». Отличный результат! Схема частотной коррекции фильтров слежения обратной связи настроена очень грамотно.

Нагрузочная характеристика

Процесс испытания состоит в последовательном изменении тока нагрузки по каждому выходу блока питания с измерением отклика по всем выходам. При этом по другим каналам устанавливается «типичная» минимальная и максимальная величина тока нагрузки. Данный прием позволяет оценить нагрузочную кривую БП в типичных условиях работы и представить результаты измерения на обычных «плоских» графиках.

Нагрузка по выходу 12 вольт

Переменная нагрузка создается по выходу 12 В, но только этот канал практически не изменяет уровень напряжения. Наибольшее изменение следует по выходу 5 В, но само значение (100 мВ) достаточно мало и на этот пустяк не стоит обращать внимание.

Нагрузка по выходу 5 вольт

Никаких аномалий, переменная нагрузка по выходу 5 В и только он изменяет свой уровень. Само снижение уровня не большое (90 мВ) и совершенно не существенно.

Нагрузка по выходу 3.3 вольта

Повторяется ситуация с выходом 5 В - при нагрузке на данном канале его уровень немного снижается. При этом другие два выхода свое состояние не изменяют. Величина уменьшения канала 3.3 В несколько выше предыдущего случая (190 мВ), что довольно много для столь «низковольтового» выхода, но опасности не представляет.

Во всех режимах нагрузки БП демонстрирует высокую стабильность выходных напряжений и почти полное отсутствие влияние меры нагрузки в одном канале на выходной уровень остальных каналов. Очень хороший результат!

Если не возражаете, пара определений:

• Выходное сопротивление R(a) = отношение уменьшения напряжения на выходе к приращению тока на нем же;
• Переходное сопротивление R(a)(b) = отношение уменьшения напряжения на выходе (а) к приращению тока на выходе (b).

Блок питания демонстрирует феноменально низкое выходное сопротивление по каналу 12 В, очень хорошее по 5 В и нормальное по 3.3. С учетом низкого тока нагрузки по выходам 3.3/5 в современном компьютере можно сказать, что результаты теста «отличные».

Комплексная нагрузочная характеристика

Самая бессмысленная характеристика. Но ее «требуют», поэтому смотрите сами.

Выход 12 вольт

По мере увеличения тока нагрузки по каналу 12 В его уровень немного снижался и на максимальной мощности нагрузки БП уровень практически совпал с номинальным значением 12 вольт. Можно отметить полное отсутствие взаимного влияния каналов 12 В и 5 В.

Выход 5 вольт

Ситуация повторяет выход 12 В, но ‘в профиль’. Если для предыдущего графика приближение к номинальному уровню следовало в правой части диаграммы, до в канале 5 В - вверху. В обоих случаях это произошло при наибольшей нагрузке на выход.

«КНХ» по выходу 3.3 В не снимается в виду малой величины нагрузки по данному выходу и его реальной невостребованности для работы внешних устройств.

Время удержания сети

Блок питания работает от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Но не существует ничего идеального, в сети может происходить различного рода нарушения - от кратковременных дефектов (искажения формы, помехи) до более длительных снижений/повышения уровня, вплоть до непродолжительных отключений. Блок питания обязан (и это обязательство закреплено ГОСТ'ом) сохранить свое функционирование в течение пропуска одного периода. Для сетей бывшего СССР задана частота сети 50 Гц, что означает 20 мс.

Исследование выполняется двумя способами - «классическим» (и неправильным), по измерению времени удержания после отключения сети, и вторым - с перебором времени отсутствия сети до факта выхода БП из рабочего режима (отключения). Последний вариант корректнее отображает реальные условия работы и предоставляет много дополнительной информации, полезной для подключения БП к слабой сети или бесперебойному источнику. Вначале «классика», отключение сети:

Блок питания снял сигнал PSOK через 17 мс, при этом уровень канала 12 В снизился ниже уровня «ниминал-10%» через 16 мс. Требования ГОСТ'а оговаривает, что должно быть наоборот - БП обязан вначале снять PSOK и лишь после этого могут снижаться выходные напряжения (не менее 1 мс). Эту очередность блок питания провалил. Сама величина удержания в 17 мс меньше обязательных 20 мс. И эту характеристику БП провалил.

Второй вариант испытания.

Да уж. Чем дольше время провала сети, тем больше величина всплеска по каналу 12 В. При максимальных временах провала величина завышения доходит до +5%. Прямо скажем, неожиданный результат. И очень неприятный.

Как и в предыдущем варианте проверки, отключение БП произошло при снижении уровня канала 12 В ниже некоторого уровня, при этом выходы 3.3 и 5 вольт сохранили функционирование еще некоторое время.

Последний тестовый цикл:

Величина выброса по 12 В не уместилась на экране, ее примерное значение +4%.

Блок питания выключился как раз в тот момент, когда начало появляться напряжение сети, результат перед вами - жуть. БП снял PSOK, но сам же проигнорировал собственный сигнал состояния и начал включаться (или «продолжил работать»). В результате узел soft-start (мягкий запуск) не сработал и на выходных напряжениях возник всплеск с колебательным процессом. Посмотрите режим включения, приведенный ранее - там не наблюдается даже намек на такое безобразие. Вот и нашли прокол разработчика. Эх.

В виде таблицы:

Блок питания полностью провалил данное испытание. Как по величине времени удержания сети, так и по очередности сигнализации отключения.

Попробуем разобраться, почему заведомо качественный блок питания отчаянно проваливает тест, должна же быть причина. Если с «кЭтайскими» изделиями все понятно заранее, «гиперэкономия», то от фирменной продукции чего-то провального ждать не приходится,… но вот случается. Причина в стране происхождения. Модель БП сделана под «американцев», у них сеть 60 Гц и требования стандарта оговаривают не 20 мс, а 16 мс. Посмотрите сами, тестирование вернуло время 15.6 мс, а значит, БП спроектирован правильно и он (почти) соответствует спецификациям,… но не этой страны. Если бы его продавали в Америке, то – никаких проблем! Однако если блоки продают здесь, то они обязаны быть модифицированы. И каким образом это будут делать?

Время выдержки определяется величиной емкости накопительного конденсатора. Увеличение времени с 16 до 20 мс требует повышения номинальной емкости на 25%. Гм, я бы хотел посмотреть на сам процесс, как в сверхплотную набивку БП будут ставить конденсатор емкостью в 1.25 раза больше той, на что спроектирована печатная плата. Так что – стандарт есть, нормы ГОСТ'а обязывают, но всем до лампочки. Нормальные (не «американские») модели БП встречаются, но чтобы в массовом порядке – увы.

реклама