Тестирование блоков питания: обзор Lepa P1700-MA-EU (страница 2)

Тестирование

Цель испытаний - получить количественный и качественный ответ по соответствию исследуемого БП спецификаций и требований ГОСТ'ов по необходимому качеству функционирования. Если говорить кратко, БП должен соответствовать тому, что указано в спецификациях. 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.

К сожалению, на этом пункте тестирование завершилось, блок питания не смог выполнить обязательное требование пункта 8.1 EPS12V.

Тестовый стенд устанавливает уровень «0» в 0.69 вольта, что заведомо ниже границы «1.0 В», определенным спецификаций, но БП или не включался вовсе или переходил к автоколебательному режиму включения-выключения. Уровень включения БП явно ниже 0.7 вольт и ни о каком «гистерезисе» речи уже не идет.

Попробую предположить, что проблема находится в некоей специфической «доработке», которая была реализована в схеме данного БП. Внешний признак «нестандартности» - при включении блока питания происходит щелчок реле. Без детального изучения схемотехники трудно сказать что-то определенное, а потому не стоит делать никаких далеко идущих предположений. Увы, но факт - тестирование окончено, можете расходиться. Компьютерные системы с данным БП могут работать неустойчиво - иметь проблемы с включением, самопроизвольно выключаться.

К сожалению, я уже потратил массу времени на фотографии, а потому банальный возврат БП уже был нецелесообразен - жаль потраченных усилий. Что же, придется искать обходной маршрут.

Для запуска БП с нестандартной спецификацией потребуется некоторая дополнительная оснастка. В данном случае необходимо сдвинуть уровень «0» до 0 (и ниже) вольт. Специальные ключи ставить долго, можно обойтись классическим решение - «вольтдобавкой». Для этого в цепь провода PSON следует установить источник питания 0.5-0.7 вольта, но данное напряжение затруднительно получить в виде автономных источников. Обычная «щелочная» батарейка дает примерно 1.5 вольта, что уже слишком много.

Поход по магазинам выявил отсутствие СЦ/РЦ (Серебряно-Цинковых/Ртутно-Цинковых) элементов с более низким напряжением 1.2 В. Обычные аккумуляторы NiCd, и подобные, использовать не стоит, в виду высокой скорости саморазряда. Остается использовать обычную батарейку на 1.5 вольта с компенсацией излишнего напряжения. Особыми изысканиями заниматься не хотелось и я просто поставил последовательно с батарейкой резистор 1 кОм, ограничивающий излишний ток управления. Это не самый изящный вариант, правильнее было бы добавить к резистору любой кремниевый диод, позволяющий снизить напряжение до целевой величины.

Этот электронный «довесок» описывается для тех, кто будет использовать данный блок питания и у него (возможно) возникнут проблемы с надежностью включения. Всё последующее тестирование будет проводиться с аппаратной доработкой уровня сигнала включения блока питания «PSON».

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 должен 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. Время задержки включения несколько больше типичных 100 мс. Попробую предположить, что это вызвано с нестандартной схемой включения БП, но это мелочи.

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, затем 3.3/5. Характер возрастания канала 12 В показывает наличие схемы «мягкого запуска», какое-либо перерегулирование отсутствует. Каналы 3.3 и 5 В включаются одновременно через 7 мс после стабилизации канала 12 В и явно по его «разрешению». Фронт появления напряжений каналов 3.3 и 5 В не так идеализирован, как 12 В, но все протекает достаточно «мягко».

Единственное замечание к схемной реализации заключается в повышенной величине времени несогласованности выходов, обычно оно находится в интервале 3-5 мс, но и полученное значение удовлетворяет требованиям стандарта, а потому «недостатком» не является, просто «отличие».

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 блока питания в типичных условиях работы и представить результаты измерения на обычных «плоских» графиках.

Нагрузка по выходу 12 вольт

Переменная нагрузка создается по выходу 12В и этот выход демонстрирует изменение (уменьшение) выходного уровня. Похоже, предположение о недостатке полной «съемности» кабелей имеет под собой основание.

Нагрузка по выходу 5 вольт

Нагрузка создается по 5 В, а напряжение снижается и на выходе 12 В. Задайте себе вопрос «почему?».

Нагрузка по выходу 3.3 вольта

Повторяется ситуация с выходом 5 В. С точки зрения подключения, да и управления, каналы 3.3 В и 5 В полностью идентичны и различаются лишь величиной напряжения.

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).

Нагрузочные характеристики:

Блок питания демонстрирует неплохую стабильность выходных напряжений с довольно высокой их зависимостью через общий провод «земли». И всё это «достоинства» полностью съемных кабелей.

Комплексная нагрузочная характеристика

Измерение данной характеристики несет мало смысла, поэтому смотрите сами:

Выход 12 вольт

По мере увеличения тока нагрузки по каналу 12 В его уровень немного снижался и в районе половинной нагрузки пересекает оптимальное значение (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 средней части диаграммы, то в канале 5 В - в верху (наибольшей величине нагрузки по данному выходу). Стоит отметить, что величина нагрузки выше середины графика в работе обычной компьютерной системы не встречается.

«КНХ» по выходу 3.3В не снимается в виду малой величины нагрузки по данному выходу и его реальной не востребованности 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 течении пропуска одного периода. Для сетей бывшего СССР задана частота сети 50 Гц, что означает 20 мс.

Требования стандартов:

Повторюсь – интерес представляет только требование ГОСТ'а, остальные стандарты не имеют законной силы.

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:

Уровень выходного напряжения канала 12 В начал уменьшаться через 15 мс, а сигнал PSOK не был снят ... он даже не уместился на экране. Блок питания просто об этом «забыл».

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 меньше обязательных 20 мс. И эту характеристику БП провалил.

Второй вариант испытания.

Чем дольше время провала сети, тем больше величина всплеска тока потребления сети 220 вольт, других никаких негативных моментов не наблюдается. Очень хороший результат. Ну а если учесть, что величина импульсного тока достаточно мала, то результат прекрасный! Точнее, он был бы таким, если бы не само время удержания сети. Должно быть не менее 20 мс, а что видно по тестированию?

Последний тестовый цикл:

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. Пожалуйста, обратите внимание на небольшой «колебательный» провал на каналах 3.3 и 5 В с момента начала снижения напряжения на выходе 12 В до момента выключения. Здесь четко прослеживается взаимосвязь каналов, либо через общую землю, либо каким-то иным способом.

В виде таблицы:

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

Время удержания сети лишь 12 мс, а должно быть не менее 20 мс. Попробую сделать безосновательное предположение, что кто-то решил сэкономить на накопительном конденсаторе, в угоду уменьшения места на плате.

реклама