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

Общие вопросы

Рекомендации ATX по тестированию блоков питания описывают общую методику, но ее результаты трудны в понимании. Вы видели графики КНХ (комплексная нагрузочная характеристика)? И Вы ее сразу всё поняли? Кстати, форма представления в существующем виде КНХ не входит в стандарт ATX, а потому, извините, является «отсебятиной». Не спорю, подобное графическое представление информации имеет смысл, только постоянно забывают прикладывать к ним словарик для перевода на нормальный язык.

Я же предлагаю использовать принцип типичных конфигураций. Это позволит детерминировать огромное поле КНХ в конкретную конфигурацию компьютера пользователя, которых выходит не так уж и много. Сколько бы ни бились инженеры Intel, AMD и nVidia  с тепловыделением их устройств, но мощность потребления мало меняется со временем. Стоит перейти на более тонкий или эффективный техпроцесс, так сразу в процессоре увеличивается количество ядер. С видеокартами ситуация схожая. В-общем это понятно,  мощность потребления устройств зависит и от других сдерживающих факторов – компоновка системного блока, ограничения печатной платы по передачи тока, система охлаждения. Другим фактором является вполне очевидно желание пользователей снизить шум системного блока, что снижает общее потребление системы. Но, с другой стороны, в игровом компьютере всегда будет ощущаться острая нехватка производительности как видеокарты (или их группы) так и центрального процессора. Второе пересиливает первое, поэтому мощность потребления устройств не может снизиться «по мановению палочки».

В программе тестирования мощность процессора попеременно устанавливается как низкая, средняя и высокая для каждой типичной видеокарты (или их групп). А именно, задействуются следующие мощности потребления (ватт):

Под CPU1, CPU2 и CPU3 понимаются три теста в пределах одного шага. При этом выставляется мощность потребления, эквивалентная выбранной видеокарте, а затем последовательно устанавливается потребление CPU1, CPU 2, CPU 3 для нагрузки  по соответствующему выходу блока питания. Цифры по видеокартам выбраны из следующих соображений:

•  40 Вт – видеокарта в 2D режиме или просто «что-то не слишком производительное»
• 160 Вт – довольно быстрая видеокарта, но не принадлежащая с верхнему сегменту
• 220 Вт – самая производительная (однопроцессорная) видеокарта на данный момент времени, или очень хорошо разогнанная видеокарта предыдущей спецификации
• 320 Вт – или двойная видеокарта или комплект из двух ускорителей по позиции 160 Вт, или просто хорошо разогнанная модель 220 Вт
• 440 Вт – две видеокарты высшей производительности (или двойная с разгоном)
• 650 Вт – две двойных (без разгона) или три по 220 Вт

Если есть сложности, переведу числа в названия:

• 40 Вт – работа в Windows или видеокарта из разряда «затычек»
• 160 Вт – middle-end. Для nNidia это что-то типа GTX560, AMD – HD68хх.
• 220 Вт – TOП. (nNidia: GTX570-580, AMD: HD6950-6970)
• 320 Вт – Двойная видеокарта [SLIx2](nNidia: GTX590, AMD: HD6990) или (middle-end)x2 или TOП 'OC+’ (с разгоном)
• 440 Вт – TOП x2 или  SLIx2 OC+
• 650 Вт – SLIx2 х2 или TOП x3

После того, как Вы выбрали тип и количество видеокарт в своем системном блоке, остается определиться с мощностью процессора (по его энергопотреблению). Тест использует три типа процессора, по потреблению:

• Низкое – двуядерный процессор
• Среднее – у процессора четыре ядра или два с хорошим разгоном
• Высокое – в процессоре больше четырех ядер или он хорошо разогнан

Чтобы не плодить множество аналогичных графиков, повышение мощности процессора выполняется одновременно с ростом потребления видеокарт. В оптимально собранном компьютере примерно так и происходит – если устанавливается более мощная видеокарта или их группа, то одновременно с этим приходится повышать производительность центрального процессора – иначе именно он начнет сдерживать общую эффективность работы системы. Тест написан для типичного случая, а большая часть компьютеров используется для игр. Впрочем, нет необходимости точно устанавливать мощность именного Вашего процессора и видеокарты, ведь, в конечном счете, всё идет из одного источника, канала 12 вольт блока питания. Разбивка по источнику нагрузки (процессор и видеокарта) важно лишь для проверки работы кабельного хозяйства и оценки проникновения помех от одной группы потребителей в другую.

В таблице не указана мощность нагрузки по каналу 5 вольт – она монотонно повышается от 20 до 44 Вт. Современные устройства потребляют весьма незначительную мощность по каналу 5 вольт, а потому нет необходимости заострять внимание на этой нагрузке. По каналу 3.3 вольта нагрузки не создается вовсе. Это недостаток, но не существенный – напряжение 3.3 В формируется из элементов цепи 5 вольт, поэтому косвенно его нагружает. Обратите внимание, на группу 5 и 3.3 часто накладывают общее ограничение по мощности – причина та же. Если же блок питания использует отдельные независимые модули DC/DC преобразователей для формирования напряжений 5 и 3.3 вольта, то недостаток стенда может проявиться сильнее. Но, это ограничение сделано не от хорошей жизни и в дальнейшем будет исправлено.

Шаг номер 7 в таблице пока не определен, но из общей логики понятно, что там будет 880 Вт.

Стенд

Устройство тестового стенда максимально приближено к реальным – используется корпус обычного системного блока, на который установлена материнская плата (без компонентов). Блок питания монтируется на свое обычное место и его кабели подключаются к этой материнской плате на свои «законные» места. Для «видеокарт» в места разъемов PCI Express установлены колодки для подключения кабелей питания 6+2. Все эти меры предприняты для адекватного распределения цепи «земля». Как показали замеры, основная часть тока по земляному проводу протекает по корпусу системного блока и трассировке материнской платы, а вовсе не по черным проводам от блока питания. Игнорирование этого факта приводит к недостоверным результатам измерений работы блока питания в составе системного блока. Если же БП используется для зажигания лампочек или как зарядное устройство автомобильного аккумулятора и вообще не подключен компьютеру, то мой тестовый стенд перестанет соответствовать условиям Вашего применения, а потому полученные данные окажутся не совсем корректны.

Чем больше мощность блока питания, тем острее проблема корректности тестового стенда – токи становятся всё больше и больше, а требования к четкости удержания напряжения только возрастают.

Тесты

Исследование качества работы блока питания ведется в несколько этапов:

• DC Load – постепенное повышение мощности нагрузки и измерение уровня пульсаций
• Impulse Load – аналогично предыдущему, но ток потребления устанавливается переменным во времени. Интерес представляет не только общий уровень пульсаций в канале, но и проникновение помех из одного канала в другой. Для большей наглядности частота изменения тока нагрузки в каналах различна – за базовую берется частота процессорной нагрузки, а в других нагрузках она удваивается от канала к каналу (VGA:GPU = х2; VGA:RAM = х4; 5V = х8)
• 220V sinus – максимальная* мощность, блок питания работает от сети 220 вольт с обычной формой напряжения (синусоидальной)
• 220V meander – аналогично предыдущему, но напряжение прямоугольной формы (довольно часто бывает при работе от UPS)
• 187-242V (random) – форма напряжения синусоидальная, но напряжение меняется в рамках нормального напряжения сети 220 В + 10% / - 15% (187-242 В)
• Length of a failure  –  измерение времени отсутствия напряжения сети, не вызывающее отключение блока питания
• HDD Emulation – просто импульсная нагрузка по выходу 12 В на разъеме Molex. Полезная информация примерно такая-же, как и в тесте ‘Impulse Load', отличие в механизме и месте генерации помех. Данный режим эмулирует ток потребления жесткого диска в динамических условиях (разгон мотора привода дисков, позиционирование)
• Измерение эффективности работы выходов 5 В, 12 В, источника дежурного напряжения и канала 3.3 вольта.

Примечание: (*) – нагрузка может быть снижена, если блок питания не проходит тест на полной мощности.

Генератор помех в сети 220 вольт не имеет программного управления, потому измерение влияния синфазных и дифференциальных помех проводится на том же стенде, но не попадает в общий отчет тестирования.