Hlavní stránka Hardware Skříně, zdroje, chladiče Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření
Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření
autor: Michal Částka , publikováno 11.8.2009
Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření

Včera jsme si rozebrali teorií a problematiku počítačových zdrojů a hlavně toho, co vlastně budeme měřit. Dneska se podíváme na zařízení, pomocí kterého dokážeme zdroj příslušně zatížit a simulovat tak reálný provoz počítače. Navíc si ještě popíšeme, jakými přístroji budeme měřit.


Pro testování počítačových zdrojů, které dosahují stále vyššího maximálního výkonu bylo nutné vyvinout speciální a přitom jednoduché zařízení, které by dokázalo tyhle zdroje maximálně vytížit. Dnes už nejsou výjimkou sestavy, které v průměru odebírají 200-250W elektrické energie ze sítě a to při běžném pracovním režimu (idle). Pokud si na takové sestavě spustíte hru, nebo náročnější aplikaci, tak se Vám spotřeba může dostat, až k hranici 300-350W nebo i daleko více. Díky tomuto vysokému příkonu jednotlivých komponent se neustále vyvíjejí výkonnější zdroje. Naše testovací zařízení, které bude zdroj uměle zatěžovat je stavěno na výkonovou ztrátu v rozsahu 0-1500W. To by mělo být dostatečné pro všechny dostupné PC zdroje na trhu. Pojďme se podívat, jak to bude vypadat.

Sám se řídím příslovím, že v jednoduchosti je síla a že nemá smysl vymýšlet složité přístroje, když to není potřeba. Při konstruování této testovací pomůcky, jsem použil obyčejné halogenové žárovky, výkonové odpory, výkonové MOSFET tranzistory a sadu vypínačů. Takto šlo levně a snadno udělat plně regulovatelnou odporovou zátěž. Samozřejmě má to i svoje nevýhody a úskalí, viz dále.

Zátěž pro +12V

Z prvního obrázku si můžete všimnout, že všechny +12V větve, budou zatěžovány halogenovými žárovkami. Výhodou halogenových žárovek je, že část energie proměňují do světla. Tímto způsobem se snadno zbavíme velkého množství tepelné energie, aniž bychom museli používat a vymýšlet složité chladící zařízení. Ano, někdo by mohl vznést námitku, že vhodnější by bylo použít výkonové odpory, které mají lineární teplotní závislost a nastavení pracovního bodu je okamžité oproti halogenovým žárovkám. Mám změřeno, že doba ustálení proudu po připojení žárovky na napětí 12V je "téměř" blesková a se vzrůstající teplotou vlákna se proud žárovkou téměř nemění (v řádech miliampérů). Ovšem, všechno má svoje výhody a nevýhody a rozhodně nelze říci, že volba s halogenovými žárovkami je tou nejvhodnější - je to pouze nejjednodušší a nejlevnější.

 Jeden modul pro jednu +12V větev obsahuje čtyři žárovky o příkonu 50W a jednu o příkonu 35W. Dále je použit výkonový FET tranzistor (IRF530), který je schopen plynule regulovat výkon od 0 do 50W. Slouží tu v podstatě jako výkonový regulovatelný rezistor, kterým jednoduše regulujeme odebíraný proud na přesnou hodnotu podle potřeby. Tranzistor je připevněný na pasivním chladiči z hliníku a při velkém ztrátovém výkonu (nad 35W) jsou použity 120mm ventilátory na ochlazování celé pasivní části.

  Nezdá se to, ale jednou +12V větví, může téct, až 20A nebo více. To odpovídá při napětí +12V výkonu o hodnotě 240W, krát čtyři nebo šest +12V větví a máme doma pěkná kamna.

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření

Zátěž pro +5V, +3.3V

Stejným způsobem budu zatěžovat +5V větev, až na to, že použiji obyčejné výkonové rezistory. Jeden rezistor zvládne vyzářit kolem 50W. Pokud má na sobě umístěný pasivní chladič. My použijeme čtyři rezistory (dva, které budou vyzařovat výkon o hodnotě 50W a dva o 25W). Kaskádou přepínačů můžeme jednoduše připojit/odpojit rezistor z napěťové větve a tak snížit nebo zvýšit požadovanou zátěž, jako to bylo u předchozího modulu s halogenovými žárovkami. To stejné je zobrazeno na druhém obrázku pro +3.3V větev. Na výkonových rezistorech jsou umístěné velké pasivní hliníkové chladiče, které jsou pevně spojené s celou konstrukcí. Při velkém ztrátovém výkonu jsou použity vysokootáčkové 120mm ventilátory na dodatečné ochlazení.

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření
 

Pro jemnou regulaci a nastavení přesného proudu +5V a +3.3V větví, jsou tu opět výkonové tranzistory, které jsou schopny vyzářit 0-50W. Díky této konstrukci si pohodlně nastavíme požadovaný proud.

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření
Odpory na kterých není umístěný velký pasivní chladič, slouží k zatížení -12V, a +5Vsb.
 

Zátěž pro +5Vsb, -12V

Na tyto dvě větve budou trvale připojeny odpory o hodnotě 33 (pro -12V) a 2.2 (pro +5Vsb), jako konstantní a neměnná zátěž. Samozřejmě, že budu s tímto vyzařovaným výkonem počítat při výpočtech. Odpory můžete nalézt na modulu pro +5V, +3.3V (není na nich umístěný žádný chladič).

Všechny tyto součástky jsou přišroubované na pevné konstrukci z ocelového plechu tloušťky 1.5mm. Z obrázků to vypadá, že se jedná o "malé" testovací moduly, ale ve skutečnosti, každý dosahuje rozměrů 400x150mm.

K připojení zdroje slouží, jednak klasický velký 24pinový ATX konektor a 6 pinový přídavný napájecí konektor, ale také sada PCI-E konektorů (Pro +12V větve). Pro další +12V větve slouží klasické 4 pinové Molex konektory. Všechny kabely jsou dobře dimenzované pro velké proudové zatížení. Pro měření napětí slouží jednoduché výstupní svorky, které se připojí k voltmetru.

Recenze PC zdrojů - zátěžové zařízení a detaily měření
Ukázka klasického velkého 24 pinového konektoru pro připojení testovaného zdroje.

Více informací a fotografií naleznete v připravovaném datasheetu, který uveřejním v průběhu dalších recenzí. Pro extrémně výkonné zdroje, které disponují fyzicky šesti nezávislými +12V větvemi, budu v průběhu tohoto měsíce vyrábět ještě jeden zatěžovací modul. Naštěstí je těchto zdrojů málo a i přesto, že na některých je napsáno šest nezávislých +12V větví, tak ve skutečnosti mají pouze čtyři.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
155 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 76.7Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.