" title="Написать письмо">Написать письмо

Статистика

Пользователи : 1
Статьи : 1577
Просмотры материалов : 5981908
 
Нагрузочный тестер БП ПК v.1.0 (18.12.2021). Печать E-mail
2021 - Декабрь
18.12.2021 09:33
Save & Share
Ранее был изобретен колхозный прибор тестирования АКБ ИБП, который трудится в отделе ремонта вычислительной техники уже много лет. За это время ему потребовалось техническое обслуживание. Во время ТО появилась мысль тестировать так же БП ПК, т.к. ранее было доказано: покупные тестеры БП нагрузочного тестирования не проводят, а также врут о работоспособности проводов, тракта от БП к нагрузке.

Ранее был создан прибор тестирования всего тракта БП (можно даже провода гнуть при тесте). Но, опять же, на холостом ходу. Жизнь всегда возвращает допущенные ошибки - и разработать прибор нагрузочного тестирования БП все-таки пришлось. Но пока - Rukojop Edition.


Логика прибора проста. Тупо подключить высокомощный малоомный резистор к линии БП, чтобы создать высокий ток и оценить просадку напряжения, оценить ее нормальность - и вынести итог по состоянию линии.

А вот ее реализация в плане монтажном, особенностей БП и особенностей радиоэлементов - непроста:
- номинал резистора - пришлось выводить эмпирически: выжать максимум тока из БП - но при этом чтобы его защита от КЗ не сработала. До этого было перепробовано несколько номиналов (0.39, 0.55, 2.2Ом) - итогом оказался 1.1Ом. Из этого следует не до конца утвержденный вывод, что высокоамперная нагрузка в ПК повышает амперы дискретно или плавно. Вывод не утвержден, потому что происходит физическое соприкосновение с проводами БП - возникает искра/дуга - возможно, она может приводить к срабатыванию защиты. Для защиты от резкого изменения тока можно было бы использовать индуктивность с варистором - но свойство индуктивности делать напряжение выше подаваемого пока пугает;
- резистора 40Вт хватает для работы без обжигающего состояния - всего несколько секунд, т.к. выбранная мощность в 3 раза меньше получаемой (но при этом получается компактный размер резистора). Как собрать резистор мощностью >=40Вт. Взять прямоугольные керамические резисторы SQP. Любимый герметик, выдерживающий продолжительно 220 градусов на практике, закончился - монолитную температуростойкую конструкцию из резисторов не сделать (термоклея тоже нет). Значит, нужно использовать ножки резисторов как фиксаторы. Но и тут засада: нет нужных номиналов. Начались танцы с последовательными и параллельными соединениями. Выяснилось, что конструкция "резисторы параллельно" - самая крепкая (хоть и колючая - требует 2-3 термоусадки;
- количество резисторов в конструкции - тоже пришлось выводить эмпирически: лучше 4. Это определило номинал резистора в 4.4Ом. Ближайшие покупные к нему 4.7Ом и 3.9Ом - предпочтительно рискнуть и взять 3.9Ом, и не 10Вт - а 20Вт;
- разгадка тайны предохранителей определяет номинал предохранителя 10А, несмотря на теоретический максимальный ток 12.3А (который никогда не будет достижим: максимальное напряжение холостого хода видел не более 12.6В, часть падает на проводах при нагрузке);
- выбор вольтметра тоже непрост. Сначала была концепция использования вольтамперметра, чтобы контролировать и ток. Однако вместо смысла породились проблемы. Китайские вольтамперметры имеют ужасную схему подключения (сделаешь хоть 1 шаг в сторону - например, подключишь амперметр до нагрузки, - словишь КЗ). Мало того выяснилось, что амперметр тупо врет в 2 раза (бракованный попался, не Ruideng) - при этом делает это периодически. Включится - будет измерять правильно. Включится при следующем использовании - будет показывать в 2 раза меньше. Либо с электроникой что-то не то, либо с шунтом: напряжение на приборе при любых включениях неизменно. В итоге, выбор пал на самые простые дешевые вольтметры до 30В. Причем дальнейшее изучение показало, что их потребуется около 8;
- ТО тестера АКБ ИБП показало: клеммы РПИ-М 1.5 немного потемнели, в сравнении с хранимыми в кассетнице из той же партии. Для таких приборов это не критично (включение на несколько секунд) - просто наблюдение. Наблюдением также стало, что выключатель не окислен - а ток через него тек приближенный к максимальному. А ТО потребовалось - потому что китайский вольтамперметр умер. Это породило парадигму отсутствия в конструкции разъемных соединений - только пайка. Возможно, у врущего выше амперметра дело было в самом разъеме.



Первый вариант прибора выглядел ужасно:
- пластиковая стяжка при потенциальной температуре >100 градусов - особенно весело (нет даже хомутов автомобильных, чтобы стянуть нормально). Последовательно-параллельное соединение - хлипкое, параллельное - наоборот: скрученные между собой и пропаянные выводы даже пассатижами гнуть сложно;
- амперметр показывает число, но нужно на него закрывать глаза (глючный вольтамперметр);
- концы проводов созданы специально для втыкания и фиксации в разъеме Molex БП - а таких разъемов уже практически нет;
- нет теплоотвода (ни металлического, ни вентилятора). Если прибор включать на 7с и дольше (идет же отладка) - конструкция сильно печет яйца даже через джинсы.

Но прибор показал такие результаты, что было решено его дорабатывать потом дальше:
- полученные результаты тестов на 3 БП (SuperPower QoRii 200XA (350Вт), FSP HH-350ATX(PF) (350Вт), Exegate 450NPX (450Вт) шокировали. На этикетках заявленные величины по амперам, по линиям +5В и +12В, - указаны точно больше 10А. Но попытки выжать 4.55А при 5В и 10.1А при 12В из разъемов Molex (то есть, падение напряжения на проводах отсутствует) - полностью провалились. У SuperPower между концами прибора вольтметр показывал 3.8В по +5В и 9.5В по +12В - 3.45 и 8.63А соответственно. У FSP - 4.7В и 10.9В. У Exegate - 3.9В и 10.6В. Понятное дело, что FSP хорошая фирма (и сравнение с NoName это четко показывает), - но что происходит? Измерения были перепроверены поверенным вольтметром Appa 109N - верны;
- в то же время, единственный раз в жизни видел БП, при запрашивании которого 5А по линии 5В - просадки напряжения вообще не наблюдалось. Это было давно, и там использовался резистор 1Ом для оценки "работает или нет". БП был обычным, не серверным;
- естественно, первое впечатление: старые БП не держат нагрузку - и напряжение падает. Но оказалось, что это не так. Воткнутый Appa 109N в Molex в соседнюю линию проводов (но соответствующую такому же номиналу ампер на этикетке) - показал совершенно другие результаты. SuperPower - 12В холостые превращались в 11.5В под нагрузкой другой линии, 5.2В в 5.1В. FSP - 5.13В в 5.03В, 12В в 11.6В. Третий БП к этому моменту отобрали;
- второе впечатление: все производители начали экономить на проводах - и падение происходит на них. Доказательство: втыкание прибора в разные разъемы Molex на одной ветке - показывало разные напряжения (и чем ближе к БП - тем больше). С каждым новым приближением - на 0.1-0.2В. Но эта разница все-таки мала. То есть, падение на проводах есть - но внутри БП падает еще на чем-то. И это что-то - расположено именно после источника напряжения (которое является напряжением холостого хода);
- похоже, это "что-то" - КПД источника. А, точнее, входит в КПД: преобразование переменки в постоянку - нагрев преобразователя, падение на проводах - нагрев проводов, падение между источником постоянки и проводами - нагрев чего-то, уменьшение напряжения холостого хода - нагрев источника напряжения холостого хода. Для SuperPower, получается, по линии 12В теряется 20.8% энергии, по линии 5В - 26.9%. Для FSP - 9.2% по линии 12В, 8.4% по линии 5В;
- с учетом того, что самые ресурсоемкие составляющие ПК (вентиляторы, двигатели HDD/DVD, видеокарта, процессор) работают от 12В - получаются огромные расходы на нагрев и отвод тепла. Выполненный тест, вдобавок, не пытался выжать из некоторых линий даже трети максимального тока - то есть, расходы будут больше, чем 10% для хорошего БП и 20% для плохого.

Поэтому неожиданный вывод. К выбору БП нужно подходить максимально кропотливо:
- в выполненном тесте: минимальная полученная разница потери напряжения при нагрузке между хорошим БП и плохим (уходит в нагрев) - 10%;
- когда процессор и видеокарта сильно загружены, можно условно считать потребление всего ПК в районе 200Вт;
- при средней игре 4 часа в сутки, за 5 лет набежит 7300 часов - 1460кВт - 7300руб при средней цене 5руб/(кВт∙ч).

Потеря 7300руб за срок службы БП - минимально возможная:
- БП даже плохого качества работает больше 5 лет;
- расход 200Вт/ч для игрового ПК, очевидно, - не соответствует действительности и безумно мало;
- потеря 10% - только по одному участку преобразования 230В из розетки до <5В на нагрузке. И чем ближе перемещаться к КПД преобразования напряжения из 230В в постоянное (первый этап преобразования) - тем больше процент на этом участке содержит в себе кВт/ч.

Второй вывод. Несколько, каскадных, этапов вранья производителя о мощности БП:
- мощность в ваттах, указанная на этикетке БП выходная, - недостижима. Напряжение просаживается ниже указанного на этикетке, даже при не максимальном токе, - доказано экспериментально, что это не потери на проводах. FSP тоже нечестен: пишет (входные?) 350Вт в названии модели - а на этикетке признает, что по линиям 3.3В, 5В и 12В суммарная выходная мощность будет всего 275Вт;
- потери на проводах производителем не учитываются: расчет ведется от мощности, выдаваемой БП, - а не от мощности, доходящей до нагрузки. Часть производителей делают провода совсем тонкие - на провода SuperPower смотреть без слез не получается;
- производитель пишет на этикетках дичь. Если перемножить напряжения линий на их амперы и сложить - мощность будет много больше заявленной. Дело в избирательности поведения источника: например, 3.3В/20А и 5В/25А в SuperPower между собой связаны - и больше 120Вт именно суммарно по ним не выжать (у остальных 2 БП - то же самое);
- заявленный производителем процент КПД, в виде "стандартов" типа "80 PLUS", - не соответствует действительности: КПД зависит от степени загрузки БП. Мало того, таких стандартов не существует официально.

То есть, БП - это еще та печка, преобразующая деньги в тепло. И мощность выходная здесь имеет мало значения. Перед покупкой БП нужно не просто правильно выбрать фирму - а правильно выбрать модель этой фирмы. Искать в интернете нагрузочные тесты конкретных БП и т.д. Возможно, главным критерием отбора БП (из прочих одинаковых по заявленным ТТХ) является его вес.

Возвращаясь к прибору. Полученные результаты вносят ряд изменений:
- сейчас создать печатную плату 100x100мм стоит 1200-1300руб (минимальная цена с максимальной толщиной). Если ранее, для тестера ИБП, создание данной платы было экономически нецелесообразно - то теперь есть смысл рассмотреть возможность создания такой платы с двумя тестерами сразу;
- при контроле напряжения нагрузки - нужно контролировать и напряжения холостого хода. Значит, исходя из особенностей БП (несколько отдельных линий +12В, наличие -12В и т.д.), - вольтметров должно быть около 10 (или система переключения одного вольтметра по линиям);
- раз пошла такая пляска - можно дополнить конструкцию длинными проводами, выходными разъемами и т.д. Но выходные ответные разъемы Molex и SATA редки - можно попробовать другое решение (пока на стадии формирования);
- внезапное озарение: в разработанном тестере БП светодиодном - втыкаться резистором в оголенные контакты угловых разъемов - можно смотреть напряжение и нагрузки линии, и напряжение соседней линии. Но здесь есть опасности: у БП не на всех контактах разъема 20+4pin провода одинакового сечения (провод может быть не рассчитан на 10А), можно промахнуться резистором (попав в -12В, спалив эту цепь, спалив БП). Поэтому пока аккуратно втыкаться резистором можно только в оголенные проводники разъемов "не 20+4pin".



(добавлено 20.12.2021) На алиэкспрессе есть резисторы 100Вт (в радиаторе, плоское дно, с отверстием под винт). 1Ом - 114руб. Взял попробовать.

Цементные резисторы на алиэкспрессе в 3 раза дешевле, чем в чиподипе.

(добавлено 23.12.2021) Замыкание напряжений +5В и +12В резистором 1.1Ом не приводит к порче БП. Протестированы нагрузочно, после замыкания, те же ветки +5В и +12В - падения напряжения те же.

Доработка светодиодного тестера до нагрузочного - получилась достаточно простая:
- одноклавишный трехпозиционный шестиконтактный двухполюсный переключатель (ON)-OFF-(ON) на 16А, коммутирующий нагрузочный резистор к +5В→GND или +12В→GND. А от прибора светодиодного на рисунке - просто кинуть толстые провода к такому переключателю. Соответственно, таких выключателей можно делать несколько, кидая провода с обратной стороны контактов на плате - учитывая толщину проводов, подходящих к этим контактам;
- вольтметр, подсоединенный параллельно нагрузочному резистору, при этом потребуется всего 1.



Итого, комбинация 2 приборов порождает экономичный прибор глубокого тестирования БП ПК.

(добавлено 01.01.2022) В чиподипе еще остались резисторы дешевле, чем на алиэкспресс: SQP, 20Вт (48руб/шт). В чиподипе еще обнаружилась продажа залежалого товара (см. С5-35В 25Вт, так и пишут время изготовления: 2012 год, 90-е).

(добавлено 14.02.2022) Пришел резистор. Точность - 1%, как заявлено в лоте. Продавец - "FXI Electronics Co., Ltd.".
Обновлено ( 14.02.2022 19:36 )
 
 

Последние новости


©2008-2022. All Rights Reserved. Разработчик - " title="Сергей Белов">Сергей Белов. Материалы сайта предоставляются по принципу "как есть". Автор не несет никакой ответственности и не гарантирует отсутствие неправильных сведений и ошибок. Вся ответственность за использование материалов лежит полностью на читателях. Размещение материалов данного сайта на иных сайтах запрещено без указания активной ссылки на данный сайт-первоисточник (ГК РФ: ст.1259 п.1 + ст.1274 п.1-3).

Много статей не имеет срока устаревания. Есть смысл смотреть и 2011, и даже 2008 год. Политика сайта: написать статью, а потом обновлять ее много лет.
Открыта карта ВТБ для материальной поддержки сайта: 5368 2902 0040 0838.

Рекламодателям! Перестаньте спамить мне на почту с предложениями о размещении рекламы на этом сайте. Я никогда спамером/рекламщиком не был и не буду!
Top.Mail.Ru