Проведення випробувань комп’ютерного блока живлення на дію лінійних навантажень. Звіт до лабораторної роботи . Робота № 100908

Проведення випробувань комп’ютерного блока живлення на дію лінійних навантажень

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

EOM

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2020

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки ВСП ТЕХНІЧНИЙ КОЛЕДЖ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Звіт до Лабораторна робота №9 На тему: « Проведення випробувань комп’ютерного блока живлення на дію лінійних навантажень.» З предмету «TO EOM» Львів 2020 Блок жи́влення — вторинне джерело живлення, призначене для забезпечення живлення електроприладу електричною енергією, при відповідності вимогам її параметрів: напруги, струму, і т. д. шляхом перетворення енергії інших джерел живлення[1]. У побуті, найчастіше, блок живлення перетворює змінну напругу величиною 220 В і частотою 50 Гц (в Україні та багатьох інших країнах, саме таку напругу і частоту має побутова електромережа), в задану постійну напругу. За способом перетворення рівня напруги блоки живлення поділяються на: безтрансформаторний трансформаторні блоки живлення; імпульсні блоки живлення. За конструктивним виконанням: вбудовані; зовнішні. За областю використання: побутові; промислові. Завдання вторинного джерела живлення Забезпечення передачі потужності — передача заданої потужності з найменшими втратами і дотриманням заданих характеристик на виході без шкоди для себе. Зазвичай потужність джерела живлення беруть з деяким запасом. Перетворення форми напруги — перетворення змінної напруги в постійну, і навпаки, а також перетворення частоти, формування імпульсів напруги і т. д. Найчастіше необхідно перетворення змінної напруги промислової частоти в постійну. Перетворення величини напруги — як підвищення, так і зниження. Нерідко необхідно мати набір з декількох напруг різної величини для живлення різних кіл. Стабілізація — напруга, струм та інші параметри на виході джерела живлення повинні лежати в певних межах, в залежності від його призначення при впливі великої кількості дестабілізуючих факторів: зміни напруги на вході, струму навантаження і т. д. Найчастіше необхідна стабілізація напруги на навантаженні, однак іноді (наприклад, для зарядки акумуляторів) необхідна стабілізація струму. Захист — напруга, або струм навантаження у разі несправності (наприклад, короткого замикання) будь-яких кіл може перевищити допустимі межі і вивести електроприлад, або саме джерело живлення з ладу. Також у багатьох випадках вимагається захист від проходження струму по небажаному шляху: наприклад проходження струму через землю при дотику людини або стороннього предмета до струмоведучих частин. Гальванічна розв'язка кіл — один із заходів захисту від протікання струму по небажаному шляху. Регулювання — в процесі експлуатації може знадобитися зміна якихось параметрів для забезпечення правильної роботи електроприладу. Керування — може включати регулювання, включення / відключення яких-небудь кіл, або джерела живлення в цілому. Може бути як безпосереднім (за допомогою органів управління на корпусі пристрою), так і дистанційним, а також програмним (забезпечення включення / вимикання, регулювання в заданий час або з настанням якихось подій). Контроль — відображення параметрів на вході і на виході джерела живлення, включення / вимикання кіл, спрацьовування захистів. Також може бути безпосереднім або дистанційним. Лінійне навантаження залежить від потужності Л 60 -; 180 а /см. Малі значення А вибираються при малих потужностях (порядку 100 ea), a великі - при потужностях, що вимірюються в кіловольт-амперах. Схема подачі живлення Для СТАНДАРТУ АТХ Стандарт АТХ прийшов на зміну стандарту АТ в 1995 році. При цьому компанією Intel був визначений формат на виготовлення системних модулів АТХ (AT extensions). Внесення змін передбачалося в системну плату і корпус, що, природно, відбилося і на блоці живлення. Конструктивні зміни торкнулися раніше усього роз'єму системної плати - він став єдиним 20-контактним, з ключем, що не дозволяє неправильно вставити роз'єм в системну плату. Ця конструкція роз'єму зберігалася в цьому стандарті до версії 2.1 (АТХ ver. 2.1), а також в стандарті ATX12V до версії 1.3 (ATX12V ver. 1.3). Пізніші версії почали комплектуватися 24-контактним роз'ємом, що має назву Extended АТХ (ЕАТХ). Різниця між 20- і 24-контактним роз'ємом в тому, що в останньому додано 4 контакти розширення : +12V, +5V, +3,3V і GND. Інші 20 контактів за розводкою ідентичні один одному. Зустрічаються виконання БЖ, в яких контакти розширення виконані окремо, але у разі використання в платах з 24-контактним роз'ємом підстиковуються до основної 20-контактної вилки БЖ. Таблиця 1.1. Розводка роз'єму живлення системної плати формату АТХ Номер контакту Сигнал, В Колір Номер контакту Сигнал, В Колір 1 3.3В Помаранчевий 11 3.3В Помаранчевий 2 3.3В Помаранчевий 12 --12В Синій 3 Загальний Чорний 13 Загальний Чорний 4 5В Червоний 14 PS ON Зелений 5 Загальний Чорний 15 Загальний Чорний 6 5В Червоний 16 Загальний Чорний 7 Загальний Чорний 17 Загальний Чорний 8 PWR_OK Сірий 18 --5В Білий 9 5В SB Фіолетовий 19 5В Червоний 10 12В Жовтий 20 5В Червоний / Рис. 1.1. 20-контактний роз'єм системної плати згідно із стандартом АТХ / Рис. 1.2. 24-контактный роз'єм розширеного формату ЕАТХ Таблиця 1.2. Розводка роз'єму живлення системної плати формату ЕАТХ Номер контакту Сигнал В Колір Номер контакту Сигнал, В Колір 1 3.3В Помаранчевий 13 3.3В Помаранчевий 2 3.3В Помаранчевий 14 --12В Синій 3 Загальний Чорний 15 Загальний Чорний 4 5В Червоний 16 PS_ON Зелений 5 Загальний Чорний 17 Загальний Чорний 6 5В Червоний 18 Загальний Чорний 7 Загальний Чорний 19 Загальний Чорний 8 PWR ОК Сірий 20 --5В Білий 9 5B_SB Фіолетовий 21 5В Червоний 10 12В Жовтий 22 5В Червоний 11 12В Жовтий 23 5В Червоний 12 3 3В Помаранчевий 24 Загальний Чорний Для стандарту АТХ 12V. З часом процесори почали споживати таку потужність, що живити їх від стабілізаторів +5 В стало неприйнятно. Споживана потужність зросла. Відповідно при незмінній напрузі 5В вимагається збільшувати струм, що доводиться на відповідну шину живлення. Це спричиняє за собою просідання напруги на омічному опорі провідників, їх нагрів, а в місцях роз'ємного з'єднання - призводить до їх обгорання. Необхідно було забезпечити магістралі живлення з дуже малим власним опором (досягається за рахунок збільшення діаметрів проводів, розширенням площі друкованих провідників на материнських платах і платах БЖ). Таким чином, було розумніше перейти на подачу збільшеної напруги, що і було зроблено у рамках стандарту ATX12V. Напруга, що подається, стала такою, що дорівнює + 12В. А щоб не перевантажувати єдиний існуючий провід живлячої шини, був введений додатковий 4-контактний роз'єм, два контакти якого були задіяні під живлення +12В, а два інших - під "землю". Новий чотириконтактний роз'єм отримав назву ATX12V, або P4 Ready. / Рис. 1.3. Додатковий 4-контактний роз'єм Таблиця 1.3. Розводка роз'єму живлення системної плати формату ATX12V Номер контакту Сигнал, В Колір Номер контакту Сигнал, В Колір 1 Загальний Чорний 13 +12В Жовтий 2 Загальний Чорний 14 +12В Жовтий Цей роз'єм виявився дуже доречним. Малий розмір роз'єму дозволив розташувати його безпосередньо у стабілізатора живлення процесора і чипсету материнської плати, завдяки чому зменшився шлях проходження широких друкарських провідників шини живлення. Показаний прийом дав початок стандарту живлення ATX12V ver. 1.0, а роз'їм Р4 Ready став основним роз'ємом живлення процесорів Intel і AMD. Для СТАНДАРТУ EPS12V. Для забезпечення необхідної потужності живлення багатоядерних процесорів Intel і AMI), а також серверних процесорів Хеоn і Opteron використовується широкий 8 - контактний роз'єм EPS12V, який іноді також називають ATX12V. Для стандарту AMD – GES. Формат ATX - GES був розроблений AMD для високопродуктивних платформ на наборах логіки AMD 760МР/760МРХ. У системах, забезпечених графічним акселератором AGP Pro, місткою дисковою підсистемою і вимогливими до живлення периферійними пристроями необхідно забезпечити гарантоване підведення потужності до процесорів. Для цього на відміну від стандартного 20-контактного ATX роз'єму використовується два: один 24-контактний і один 8-контактний. Останній призначений виключно для живлення процесорного блоку. Схему можна побачити нижче (див. рис. 1.5). Специфікація AMD GES визначає інтерфейс живлення для двопроцесорних серверних материнських плат під Athlon МР, наприклад, таких як Tyan Thunder К7Х (S2468GN, S2468UGN) і Thunder К7 (S2462UNG, S2462NG). Таблиця 1.4. Розводка роз'єму живлення системної плати формату EPS12V Номер контакту Сигнал, В Колір Номер контакту Сигнал В Колір 1 Загальний Чорний 5 + + 12В Жовтий 2 Загальний Чорний 6 + + 12В Жовтий 3 Загальний Чорний 7 ++12В Жовтий 4 Загальний Чорний 8 ++12В Жовтий Зустрічається також 6-контактний роз'єм типу AUX, що з'явився в стандарті ATX12V ver.1.3. Роз'єм застосовувався для живлення старих процесорів Intel. Таблиця 1.5. Розводка роз'єму живлення системної плати формату AUX Номер контакту Сигнал В Колір Номер контакту Сигнал В Колір 1 Загальний Чорний 4 3.3В Помаранчевий 2 Загальний Чорний 5 3.3В Помаранчевий 3 Загальний Чорний 6 5В Червоний / Рис. 1.4. 6-контактный роз'єм типу AUX Для стандартів SFX12V, CFX12V, LFX12V, TFX12V Ці стандарти диктуються конструктивними особливостями джерел. В основному вони призначені для корпусів малих розмірів і системних блоків з малим споживанням. Тим самим їх відмінна риса - відсутність блоків з потужністю більше 300Вт. Простіше кажучи, блоки живлення цього стандарту є урізаним варіантом стандарту ATX12V. Розводка електричних роз'ємів у усіх стандартів повністю співпадає із стандартом ATX12V. / Рис. 1.5. Система роз'ємів у рамках стандарту AMD - GES 1.2. Розширена специфікація АТХ Розширена специфікація блоку живлення АТХ передбачає передачу інформації від давачів вентилятора на системну плату, яка контролює температуру повітря і швидкість обертання Для цього призначається додатковий (необов'язковий) джгут з роз'ємом. Сигнал давача швидкості вентилятора FanM блоку живлення виробляє за кожен оберт ротора по два імпульси. Зміною напруги від + 12В до 0 на виведенні FanC здійснюється управління швидкістю вентилятора. Нижній рівень напруги (0..1 В) відповідає повній зупинці двигуна. При напрузі, більшій 10,5В, двигун обертається з максимальною швидкістю. Напруга живлення +6В відповідає половинній швидкості обертання вентилятора. При непідключеному роз'ємі вентилятор обертається з максимальною швидкістю. Додатковий роз'єм також має контакти ізольованої від схемної землі джерела напруги 8..40В. Ці контакти відповідно до стандарту позначаються як 1394V(+) 1394R(-) і призначені для живлення пристроїв IEEE - 1394 (FireWire). Через коло +3,3 В Sense є можливість дистанційного керування (від материнської плати) залежно від навантаження стабілізатором напруги +3,3B. / Рис. 1.6. Додатковий роз'єм 1.4. Вимоги до сигналів Відповідно до специфікації на материнську плату формату АТХ і АТХ 12V прийняті наступні вимоги до сигналів: - Сигнал PS-ON в активному стані має рівень логічного нуля, призначений для включення вихідної напруги +3.3В, +5В, -5В, +12В і -12В. В стані логічної одиниці або коли сигнал не активний, напруга на виході джерел відсутня. Якщо ж сигнал PS-ON має нульовий потенціал або корпус, то на виході з'являється живляча напруга необхідних значень. У режимі зупинки високий рівень сигналу підтримується в значенні +5В резисторами навантажень, які приєднуються до виходу відповідного джерела живлення. Таблиця 1.6. Розводка додаткового роз'єму Номер контакту Сигнал, В Колір Номер контакту Сигнал, В Колір 1 FanM Білий 4 1394R Білий з синіми смужками 2 FanC Білий з синіми смужками 5 1394V Білий з синіми смужками 3 3.3 У Sense Білий з синіми смужками 6 Відсутній Сигнал +5B_SB є напругою чергового режиму, використовується колами програмного керування джерелом живлення для підтримки їх в працездатному стані при вимкнених основних джерелах живлення. Ця лінія повинна забезпечувати навантаження 2,5А. Максимальне навантаження на цій лінії допускається до 3,5А протягом 3 с. Сигнал PW-OK (на принципових схемах застосовується позначення P.G. чи Power Good): наявність сигналу логічної одиниці свідчить про вихідну напругу +, що сформувалася, 5B_SB і +3.3В, що перевищили нижній пороговий рівень для цього джерела живлення. Якщо ця напруга є меншою нижнього порогового рівня, то сигнал PW-OK набуває значення логічного нуля. На рис. 1.7 показані рекомендовані до застосування часові характеристики сигналу PS-ON, сигналу +5B_SB і сигналу PW-OK. Числові значення сигналів наводяться нижче: 100 мс < Т3 < 500 мс; Т4 < 10 мс, Т5 > 16 мс; Т6 > 1 мс 0.01 мс<Т2<20мс Т1 < 500 мс / Рис. 1.7. Рекомендовані до застосування часові характеристики сигналів 1.5. Розподіл навантажень для блоків стандарту АТХ12 V. Перехід до нового стандарту (стандарту AFX12V) полягав у зміні вхідної напруги стабілізатора живлення процесора. Крім того, джерела повинні забезпечувати живлення плат PCI Express, вінчестерів Serial АТА і інших пристроїв нових технологій. Іншими словами, живлення основних споживачів, таких як процесор і відеокарта, було переведене на шину + 12В. З таблиці 1.7 видно, що з кожною новою версією стандарту (на прикладі джерела потужністю 300Вт) здатність навантаження лінії +12В збільшується, а ліній +3.3В і +5В - знижується. Таблиця 1.7. Максимальне споживання у рамках різних стандартів АТХ Максимальне споживання ++3.3B, ампер ++5B, ампер ++12В ампер ++5B_SB ампер --5В ампер --12В ампер Стандарт АТХ 20 30 12 1.5 0.3 0.8 ATX12V ver. 1.1 28 30 15 2.0 0.3 0.8 ATX12V ver. 1.3 27 26 18 2.0 0.8 ATX12Vver.2.0 20 20 I 8+14 2.0 - 0.3 ATX12V ver.2.2 18 12 8+13 2.5 - 0.3 З графи +12В видно, що, починаючи із стандарту АТХ 12V ver.2.x, відповідна напруга розділена на дві лінії: лінія +12V1 сполучена з роз'ємами живлення АТХ і периферійних пристроїв, a +12V2 - з роз'ємом P4Ready. Насправді ці шини в блоці живлення організовані від одного внутрішнього джерела, а потім розділені з метою забезпечення кіл захисту на кожну лінію. Іноді джерела старих версій видають за нові, при цьому роз'єм P4Ready може бути організований за допомогою перехідника від роз'єму живлення вінчестера. У будь-якому випадку величина струму на цій лінії не має бути меншою 10А і в цьому непогано переконатися при встановленні джерела в системний блок. Справедливо і зворотне - сучасне джерело формату ATX12V не зможе працювати в застаріваючих системах, наприклад на платформі Socket А. Параметри вихідної напруги БЖ для стандарту ATX12V ver2.2 в залежності виконання за потужністю зведені в таблиці. 1.8. Пікове споживання лінії живлення процесора на лінії +12V2 може тривати не більше 10 мс з можливим просіданням напруги до 11В. На інших лініях час дії пікового струму може досягати 17 секунд, але при цьому не повинно повторюватися частіше одного разу на хвилину. Пікове споживання може виникнути, наприклад, у момент запуску усієї системи. Допуск за значеннями вихідної напруги зведений в таблицю. 1.9. У моменти пікового споживання потужності зміна напруги по лініях + 12V допускається до ±10%. На рис. 1.8 приводяться діаграми навантажень, так звані крос-наванатжувальні характеристики (КНХ) блоків живлення стандарту ATX12V ver2.2. Таблиця 1.8. Параметри вихідної напруги БП для стандарту ATX12V ver.2.2 залежно від виконання по потужності ++3 3V ++5 V ++12V1 ++12 V2 Хв. Макс. Хв. Макс. Хв. Макс. Пік. Хв. Макс Пік 250W 0,5 14 0,3 12 1 8 9 1 13 16,5 300W 0,5 18 0,3 12 1 8 9 1 13 16,5 350W 0,5 20 0,3 12 1 10 11 1 13 16,5 400W 0,5 20 0,3 14 1 14 15 1 13 16,5 450W 0,5 22 0,3 15 1 14 15 , 1 16 19 - 12V ++5VSB Хв. Макс. Хв. Макс. Пік. 250W 0 0,3 0 2,5 3,5 300W 0 0,3 0 2,5 3,5 350W 0 0,3 0 2,5 3,5 400W 0 0,3 0 2,5 3,5 450W 0 0,3 0 2,5 3,5 Таблиця 1.9. Допуск по значеннях вихідної напруги Вихід Допуск Хв. Ном. Макс. ++3.3V ±5% 3,14 В 3,3 В 3,47 В ++5V ±5% 4,75 В 5,0 В 5,25 В ++12V1 ±5% 11,4В 12,0 В 12,6В + + 12 V2 ±5% 11,4В 12,0 В 12,6В -- 12 V ±10% -- 10,8 В -- 12,0 В -- 13,2 В + + 5 VSB ±5% 4,75 В 5,1 В 5,25 В За віссю Х приводиться максимальне навантаження на шині +12В, розподілене лініями + 12V1 і + 12V2, а на осі Y - сумарне навантаження на шинах +3,3В і +5В. Площа всередині контуру є областю допустимих значень. Так, для блоку живлення потужністю 300 Вт, навантаженого сумарною потужністю на шинах + 12V1 і +12V2 100Вт, максимальна сумарна потужність на шинах +3,3B і +5В має бути забезпечена не менше 120 Вт. Інші 80 Вт розподіляються за допомогою додаткових виходів.

Звіт до лабораторної роботи

kakaduka

30.10.2024 01:10-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись