Testowanie zasilaczy komputerowych

TESTOWANIE ZASILACZY
KOMPUTEROWYCH
AUTORZY: ARTUR STEFAŃSKI, DAWID LASKOWSKI 2F
ZASILACZE
KOMPUTEROWE
ZASILACZ KOMPUTEROWY
Zasilacz komputera − urządzenie, które
służy do przetwarzania napięcia
zmiennego dostarczanego z sieci
energetycznej 220-240V na niskie
napięcia stałe, niezbędne do pracy
komponentów komputera. Zadaniem
zasilacza jest wytworzenie odpowiednich
napięć i zapewnienie utrzymania ich
wartości przy określonym poborze prądu
przez elementy systemu komputerowego.
ZASILACZ KOMPUTEROWY
Najczęściej spotykane zasilacze
komputerowe są dostosowane do
standardu ATX. Włączanie i wyłączenie
zasilacza jest sterowane przez płytę
główną, co daje obsługę takich funkcji jak
tryb czuwania. Najnowsza wersja
standardu ATX dla zasilaczy to 2.31
(z połowy roku 2008).
BUDOWA
ZASILACZA
WYMIARY ZASILACZA ATX
Wymiary zasilacza ATX to:
• szerokość 150 mm,
• wysokość 86 mm,
• głębokość typowo 140 mm, choć
może różnić się w zależności od
producenta.
BUDOWA ZEWNĘTRZNA
• Gniazdo do podłączenia przewodu
zasilającego
• Włącznik
• Wentylatory
• Przewody zasilające płytę główną,
dyski twarde, karty graficzne
• Gniazda do podłączenia przewodów
zasilających
BUDOWA WEWNĘTRZNA
1. Transformator
2. Cewka
3. Kondensatory
4. Układy scalone
5. Układ regulacji obrotów
3
1
4
2
3
wentylatora
5
OZNACZENIA KOLORYSTYCZNE NAPIĘĆ
Lp.
Wartość napięcia
Kolor przewodu
1.
+5V
Czerwony
2.
+ 3,3 V
Pomarańczowy
3.
+ 12 V
Żółty
4.
-5V
Biały
5.
- 12 V
Niebieski
6.
Sygnał włączenia
Szary
7.
Masa
Czarny
ZASILACZ IMPULSOWY
•
Wszystkie nowoczesne komputery używają zasilaczy znanych jako zasilacze
impulsowe (switching power supply). Pomimo bardziej skomplikowanej budowy,
stanowią one znaczne usprawnienie w stosunku do swoich poprzedników pod
względem sprawności, jak i gęstości mocy. Zasilacz impulsowy działa na zasadzie
kontroli średniego napięcia dostarczanego do obciążenia. Odbywa się to poprzez
otwieranie i zamykanie przełącznika (zazwyczaj tranzystora polowego wysokiej
mocy) z wysoką częstotliwością. System jest lepiej znany pod nazwą modulacji
szerokości impulsu, czyli po angielsku Pulse Width Modulation - PWM. Układ PWM
jest najważniejszym układem wyróżniającym ten typ zasilaczy, więc warto
zapamiętać chociaż samą nazwę.
ZASADA DZIAŁANIA
Na początku zasilacz pobiera prąd przemienny o
napięciu ~230V z sieci energetycznej i prostuje go
używając mostka Graetza (mostek wysokiego
napięcia i niskiego prądu), oraz kondensatorów,
następnie prąd jest oczyszczany z szumów prądu
przemiennego. Obecnie w większości zasilaczy,
kolejnym etapem jest korekcja współczynnika mocy
(układ aktywnego, lub pasywnego PFC). Zaraz za
nim mamy parę dużych kondensatorów, które mają
za zadanie wygładzić napięcie zanim zostanie
zmodulowane przez tranzystor bipolarny.
ZASADA DZIAŁANIA
ZABEZPIECZENIA
Zasilacz, dostarczając energię do
poszczególnych elementów komputera,
może stać się też przyczyną ich
uszkodzenia. Ze względu na wahania
parametrów napięcia w sieci
energetycznej, każdy zasilacz powinien
posiadać szereg wbudowanych
zabezpieczeń, chroniących zarówno
komputer, jak i sam zasilacz.
ZABEZPIECZENIA
•
OVP – zabezpieczenie przed zbyt wysokim
napięciem wyjściowym. Działa na każdej linii
wyjściowej zasilacza i aktywuje się, gdy napięcie
jest wyższe o 15% w stosunku do wartości
nominalnej. Wymagane przez normę ATX12V.
•
OCP – zabezpieczenie przed przeciążeniem
stabilizatora. Monitoruje każdą linię zasilającą
z osobna i w przypadku przeciążenia
którejkolwiek z nich powoduje wyłączenie
zasilacza. Wymagane jest przez normę ATX12V.
•
UVP – zabezpieczenie przed zbyt niskim
napięciem na liniach wyjściowych. Jest spotykane
znacznie rzadziej niż OVP, ponieważ zbyt niskie
napięcie nie uszkadza zasilanych podzespołów,
może jednak zmniejszyć ich stabilność.
•
OLP lub OPP – zabezpiecza przed
przeciążeniem całego zasilacza (nie ograniczając
się do poszczególnych linii).
ZABEZPIECZENIA
•
OTP – zabezpieczenie przed przegrzaniem
•
zasilacza. Przegrzanie może pojawić się podczas
przeciążenia, złej cyrkulacji powietrza wynikającej
np. z zakrycia wylotu zasilacza lub z powodu
awarii wentylatora. Wymagane jest przez normę
ATX12V.
•
•
SCP – zabezpieczenie przeciwzwarciowe.
Aktywuje się, kiedy w obwodzie zasilacza pojawi
się zwarcie (czyli opór mniejszy niż 0,1Ω). Pomimo,
że nie jest one obowiązkowe, to znajdziemy je we
wszystkich obecnych zasilaczach.
IOVP i IUVP – zabezpieczenie zasilacza przed
zbyt wysokim lub zbyt niskim napięciem
wejściowym. Stosowane jest głównie w zasilaczach
z manualnym przełącznikiem napięcia wejściowego
(115V lub 230V).
Warto zwrócić uwagę, by zasilacz miał możliwie
wszystkie dostępne zabezpieczenia. Krytycznymi
są te wymagane przez normę ATX12V.
ZŁĄCZE ZASILANIA ATX 24-PIN
Główna wtyczka zasilacza ATX
podłączana do płyty głównej
(w starszych zasilaczach AT wtyczka była
podzielona na dwie oznaczone P8 i P9).
Obecny standard ATX przewiduje 24
piny. Część zasilaczy jest wyposażonych
w złącze 24-pinowe, które można
rozłączyć na dwie części (20+4 piny)
i wykorzystać ze starszymi płytami
o gnieździe 20-pinowym.
ZŁĄCZE ZASILAJĄCE ATX12V 4-PIN
Jest pomocniczym złączem
zasilającym, zapewniającym
niezależne źródło zasilania dla
procesora. Składa się z dwóch
przewodów 12 V (żółty) i dwóch
przewodów masy (czarny).
MOLEX 4-PIN
Jeden z najstarszych wtyków,
wykorzystywany do zasilania dysków
twardych i napędów optycznych typu
ATA, dodatkowych elementów płyty
głównej, kart graficznych i wielu
innych urządzeń Dostarcza napięć
+5V i +12V.
6/8-PIN ZŁĄCZE ZASILANIA PCIE
Wtyczka zasilająca karty graficzne.
Większość nowoczesnych zasilaczy jest
wyposażone w 6-pinowe złącze
przeznaczone dla kart graficznych
PCI-Express. Może ono dostarczyć do 75
watów mocy. W najnowszych konstrukcjach
wprowadzono złącze 8-pinowe. Ze względu
na kompatybilność wstecz stosuje się także
złącza 6+2 piny, co pozwala zasilać karty
PCI Express z gniazdami zarówno 6 jak
i 8-pinowymi.
MOLEX MINI LUB FLOPPY 4-PIN
Jeden z najmniejszych wtyków,
zasilający stacje dyskietek.
W niektórych przypadkach dostarcza
też dodatkową moc do kart wideo
AGP. Jest to mniejsza odmiana złącza
typu Molex.
EPS12V 8-PIN ZŁĄCZE SERWEROWE
To złącze serwerowe wymagane
przez normę dla zasilaczy
serwerowych EPS12V v1.6. Służy ono
do zasilania procesorów w
mocniejszych serwerach. Podobnie jak
złącze PCIe, składa się wyłącznie
z linii 12 V (żółty) i z masy (czarny).
ZŁĄCZE ZASILANIA SATA
SATA jest następcą złącz zasilania
typu Molex. Wtyczka zasilania SATA
ma 15 pinów zasilające dyski twarde
i napędy optyczne standardu Serial
ATA. Dostarcza napięcia: +3,3V, +5V
i +12V.
TESTOWANIE
ZASILACZY ATX
TESTOWANIE ZASILACZY ATX
Po opanowaniu teorii dotyczącej zasilaczy
komputerowych można przystąpić do ich
testowania.
Do poprawnego wykonania testu potrzebne
będą:
•
•
•
•
Multimetr (miernik)
Tester zasilaczy (opcjonalnie)
Dysk twardy jako obciążenie
Oporniki (opcjonalnie)
Z UŻYCIEM MULTIMETRU
Pierwszym krokiem do wykonania jest
uruchomienie zasilacza. Aby to zrobić
trzeba połączyć ze sobą piny 15 i 16,
czyli sygnał zasilania (zielony) z masą
GND (czarny). Teraz można
bezpiecznie podłączyć zasilacz do
sieci ~230V.
Z UŻYCIEM MULTIMETRU
Kolejnym krokiem jest obciążenie
zasilacza. Aby to zrobić wystarczy
podłączyć dysk twardy do zasilacza.
W ten sposób jednocześnie obciążamy
linie +5V i +12V. Użycie dysku SATA
pozwoli na obciążenie także linii +3.3V.
Innym sposobem na obciążenie zasilacza
jest podłączenie oporników np. 10ohm
5W.
Z UŻYCIEM MULTIMETRU
Ostatnim krokiem jest sprawdzenie miernikiem
napięć. Przy pomiarze należy zwracać uwagę
również na ich stabilność. Na tym etapie
konieczna jest wiedza na temat wyprowadzeń
zasilacza.
Aby sprawdzić napięcia podłączamy miernik
między linię zasilającą, a masą.
•
•
•
+12V żółty-czarny
+5V czerwony-czarny
+3.3V pomarańczowo-czarny
Z UŻYCIEM TESTERA
Należy podłączyć wtyczki zasilacza
do odpowiednich gniazd w testerze.
Uruchomić zasilacz. Teraz można
z testera odczytać napięcia.
Większość testerów nieprawidłowe
napięcia lub ich niestabilność
sygnalizuje za pomocą dźwięku lub
kontrolek.
Z UŻYCIEM TESTERA
Teraz wystarczy sprawdzić czy napięcia otrzymane w testach mieszą sią w zakresach
zdefiniowanych przez normę ATX,
Napięcie
Kolor kabla
Minimum
Maksimum
12 V
Żółty
11,40 V
12,60 V
5V
Czerwony
4,17 V
5,25 V
3,3 V
Pomarańczowy
3,14 V
3,14 V
Oraz czy wahania napięć nie przekroczyły 0,4V.
KONIEC
AUTORZY: ARTUR STEFAŃSKI, DAWID LASKOWSKI 2F