ОГЛАВЛЕНИЕ:

• Вступление
• Упаковка и комплектация
• Спецификация
• Блок питания изнутри
• Преобразователь  дополнительных каналов 5 и 3.3 В
• Методика проведения тестирования
• Тестирование
• PF или COS()
• Уровень помех
• Ток короткого замыкания
• Доработки и изыскания
• Время работы при провале сети 220 вольт
• Выводы

Начнем с простого, выходное сопротивление канала 12 вольт.

Тестирование показало, что выходное сопротивление каналов со съемными кабелями питания PCI-Express порядка 10 мОм. Вообще-то,  слишком много. Тем более что один кабель используется на две нагрузки (если устанавливается пара видеокарт). Что же послужило увеличению внутреннего сопротивления - «модульность» соединения, т.е. наличие разъема, или банально «тонкие провода»? Для выяснения причины померим величину падения напряжения на всём пути от общей шины 12 вольт блока питания до разъема видеокарты.

По исследуемой цепи пропускается ток 10 ампер, за точку «0» принимается напряжение основного канала 12 вольт на плате блока питания. У блока питания два выхода питания PCI-Express и назначение их одинаковое, поэтому измерение будет осуществляться для обеих цепей. Используются следующие контрольные точки:

• А – место припайки проводов питания в плату выходных разъёмов
• В – средний контакт выходного разъема, со стороны печатной платы
• С – контакт разъема на подключенном кабеле
• D – контакт разъема на противоположном конце кабеля
• E – шина нагрузки

В результате, точка А будет характеризовать потери в проводе от блока питания до платы с выходными разъемами; разность B-A потери по печатной плате (напоминаю, ширина трассировки ЯВНО недостаточна); разность C-B качество (внутреннее сопротивление) разъема; D-C потери на кабеле; E-D качество соединения с эмулятором видеокарты.

 Выход 1 – на рисунке трассировки платы выходных разъемов эта цепь помечена номером «1». Выход 2 – цепь с номером «3».

Ну что, довольно отчетливо видно, что второй выход имеет большее внутреннее сопротивление и виной тому потери в печатной плате, как и предполагалось ранее. Причем, на этом мизерном участке цепи потери примерно такие же (40.9 мВ), как и на соединительном кабеле (42.8 мВ). Для обхода этой глупости было попробовано зашунтировать цепи толстым проводом, попутно объединив цепи 1-2-3 на плате. Дело в том, что разделять цепи имело смысл только в БП с раздельной защитой от перегрузки по каналам 12 вольт. Здесь же выход общий, поэтому разделение смысла не имеет, снижается ширина трасс, и вред виден сразу – смотрите цифры измерений.

Впрочем, перед осуществлением этой доработки был выполнен еще один тест – в данном блоке питания два неотключаемых кабеля 12 В для преобразователя процессора. Материнские платы с таким набором разъемов далеко не самые распространенные, так зачем же производитель выпустил БП с такой 'обязательной' конфигурацией? Напоминаю, этот блок питания позиционируется как игровой, и при этом не имеет ни одного встроенного кабеля питания видеокарты. Ну что за дикость.

Вполне логично переделать один из кабелей процессора для питания видеокарты, он то всегда будет востребован. Сразу обращу внимание – без переделки этот кабель НЕЛЬЗЯ использовать для видеокарты! Вставить то его может и удастся, вот только полярность у него прямо противоположная и гарантированно последует короткое замыкание. Кроме того, в разъеме 6+2 эти «+2» имеют соединение с землей. Это означает, что придется разбирать разъем и заново его перебирать. Занятие не слишком веселое, но проверить стоит.

Результаты тестирования в этом файле. «Новоявленный» кабель был использован для нагрузки «VGA:GPU», а оба съемных кабеля PCI-Express пошли на нагрузку «VGA:RAM».

Выходное сопротивление по новому кабелю составило 13 мОм, а по сдвоенным съемным кабелям 6.6 мОм. Результат довольно странен и, скорее всего, вызван увеличением внутреннего сопротивления разъема из-за его ‘переборки’. Мда, переделка кабеля с процессора на видеокарту оказалась не самой удачной мыслью.

Доработка печатной платы. Чуть раньше предлагалось зашунтировать цепи 12 В на кросс плате, что должно снизить потери.

Это было осуществлено и получены следующие результаты. Ранее выходное сопротивление было порядка 10 мОм, после доработки оно уменьшилось до 8 мОм. Это означает снижение падения напряжения под нагрузкой с 0.22 вольта до 0.18 вольта. Стоит ли результат затраченных усилий? … для ручной работы – нет, но при производстве этого БП - несомненно. Потери в 16 ватт на такой маленькой плате уже многовато.

Синфазные помехи

Получить синфазные помехи всегда неприятно – они тихо расползаются по всем цепям и сигналам, доставляя массу неприятных последствий. Фон от микрофона или в колонках, которые прекращаются при прикосновении к корпусу системного блока, странное снижение качества работы модема, проблемы с периферией … не самый удачный расклад. Для борьбы с помехами такого вида есть только один действенный способ – качественное заземление. И я имею в виду не просто надежное соединение с цепью «земля» на электрическом щитке, а обобщенное понятие. Соединение может быть надежным, но Ваш сосед может проводить “сварочные работы” и из-за качественного заземления Вы получите весь букет прелестей через общее заземление. У заземления только одна цель – выключить электричество при соединении с ним фазы. Допустимым сопротивлением цепи заземления является несколько Ом. Это означает, что пробой на землю какого-то потребителя сразу почувствуют все, кто заземлен. Не хочется и дальше рассказывать страшилки, я лишь хочу обратить внимание, что заземление не идеальный механизм избавления от помех. Есть и другой момент, на который я хочу обратить внимание – в конференции проводился опрос и 83 процента респондентов сообщили, что  не используют заземление. Я понимаю, почему эксплуатируются устройства без заземления – в старых домах его проведение не являлось обязательным. И лично я вхожу в эти 83 процента, в моей квартире заземление есть только на критичных устройствах – электрическая плита, стиральная машина, холодильник. Остальная аппаратура вполне нормально функционирует без оного. Я понимаю, что это плохо, но так есть и есть у 83 процентов, участвовавших в опросе.

Давайте попробуем убрать «Y» конденсаторы и посмотреть на генераторе помех, во что это выльется. Слева вариант без конденсаторов, справа – при наличии Y конденсаторов на разъеме питания 220 вольт.

Устранение Y конденсаторов снизило уровень помехи в 2 раза. А что же с выходными напряжениями? Может цена снижения помех обошлась слишком дорого и выходные напряжения стали более зашумлены? Для мощности 600 Вт наблюдается следующая картина:

Практически то же, что и до доработки. Да и не должно было повлиять, это совсем разные блоки, сетевой входной фильтр и силовой трансформатор.

Кстати, Вы знаете, зачем ставят фильтры в блоках питания? Чтобы снизить помехи на выходе БП? Вовсе нет, чтобы сам блок питания не создавал помех в сети 220 вольт. Поэтому небольшая поправка в работе фильтра никого не затронет. С другой стороны, блок питания проектируется так, чтобы он не производит высокий уровень помех, иначе он сам создаст себе проблемы – достаточно сгенерировать помеху, а она уж распространится во все стороны, и в питающую сеть и на выходные напряжения. Поэтому, защищать БП не от кого, он сам тихо себя ведет и никому не мешает. Правда, существует технология передачи информации по проводам сети 220 вольт, которая чувствительна к помехам со стороны блоков питания, но эти устройства мало распространены, а потому в расчет не принимаются.

Интересно, почему же устранение конденсаторов уменьшает уровень помехи на выходе блока питания? Давайте обратимся к примерной схеме входного фильтра. Я не ручаюсь за соответствие номеров и точность номиналов, но принцип работы сохранен.

«FG» - корпус блока питания. «L» и «N» - два провода подключения сети 220 вольт.

Синфазная помеха может иметь составляющую токовую или напряжения. В первом случае фильтр должен начинаться с конденсатора, а во втором это требование не обязательно. Для универсальности, принято начинать фильтры с конденсатора, поэтому в схеме присутствуют Y конденсаторы С71, С72 с одной стороны фильтра и С1, С2 с другой. В результате получается CLC фильтр, который весьма эффективно срезает высокие частоты. В качестве «L» здесь участвует сдвоенные дроссель L2. Итак, всё работает, но почему же помехи из сети проникают на выходные напряжения блока питания? Это просто, FG – это корпус. Весь мусор, который есть в сети через C1, C2 и C71, C72 проходит на корпус БП и далее на выходные напряжения. Одно время я занимался передачей цифровой информации по сети 220 вольт, на столько мусора насмотрелся в сети, жуть. Использовать заземление? Отлично, только не забудьте, что у заземляющего проводника конечное сопротивление и индуктивность. Да и частота сигнала помехи довольно высокая (низкочастотные составляющие не пройдут через конденсаторы C1, C2, C71, C72 – у них маленькая емкость). Гм, откуда же получаются низкий уровень помех при измерении у производителя аппаратуры? Попробую предположить, что при проведении замеров прибор подключается прямо к контакту FG, что полностью исключает влияние заземляющего провода и он становится 'идеальным'. Отсюда и нереальные результаты и попытки усложнения фильтра.

Стоит ли делать доработку с устранением Y конденсаторов? Если у Вас нет заземления и надоело щипаться током от корпуса системного блока, то смысл есть. При этом нет необходимости откручивать плату и выпаивать конденсаторы, достаточно выкусить конденсаторы из разъема подключения кабеля питания  220 вольт (или просто изолировать соединение желто-зеленого провода с корпусом) и убрать крепежный винт с прокладыванием изоляционного материала под угол платы. В разделе «Блок питания изнутри» есть картинка внутреннего устройства БП, этот угол расположен около цифры ”1”.