pc電源基礎(chǔ)知識(shí)講座-資料下載頁(yè)
2025-08-16 23:52本頁(yè)面
【正文】 點(diǎn)：你不能控制PC的功耗，而且很難喂飽高瓦數(shù)電源。在電源廠商開始功率競(jìng)賽的今天，他們的產(chǎn)品的性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過典型PC的需求，因此第二個(gè)缺點(diǎn)是非常致命的。當(dāng)然可能有人會(huì)說(shuō)，如果實(shí)際PC的功耗小于500W，那么測(cè)試電源在負(fù)載500W以上時(shí)的性能沒有意義。但是，如果測(cè)試一款高瓦數(shù)電源卻不測(cè)試整個(gè)負(fù)載范圍，那將是很奇怪的。在我們的實(shí)驗(yàn)室中，我們采用了可編程控制的可調(diào)節(jié)負(fù)載。測(cè)試平臺(tái)基于大家熟知的MOSFET特性：MOSFET根據(jù)門電壓的大小限制流過漏源電路的電流大小。上圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的基于MOSFET的電流調(diào)節(jié)器：輸出電壓+V接被測(cè)電源，調(diào)節(jié)變阻器R1可以改變MOSFET的門電壓VT1，于是改變了流過MOSFET的電流I的大小，范圍從0至最大值(由晶體管特性和被測(cè)電源決定)。然而，這個(gè)電路不是完美的。即使門電壓保持不變，當(dāng)MOSFET發(fā)熱時(shí)，它的特性稍有改變，電流I也隨之改變。為了解決這個(gè)問題，我們需要在電路中加入第二個(gè)電阻R2和一個(gè)運(yùn)放DA1。當(dāng)MOSFET開路時(shí)，電流I流過漏源電路，流過電阻R2。根據(jù)歐姆定律，R2上的電壓U = R2*I。這個(gè)電壓加在運(yùn)放DA1的反相輸入端，正相輸入端加上可變電阻R1上的控制電壓U1。運(yùn)放的性質(zhì)是改變輸出電壓使得正相、反相輸入端的電壓趨于一致。這里，運(yùn)放的輸出電壓是MOSFET的門電壓，可以調(diào)節(jié)流過它的電流。假設(shè)電阻R2 = 1Ω，我們?cè)O(shè)置R1上的電壓為1V。然后運(yùn)放會(huì)改變它的輸出電壓使得R2上的壓降也為1V，電流I = 1V/1Ω = 1A。如果我們?cè)O(shè)置R1的電壓為2V，則I = 2A。如果因?yàn)镸OSFET的發(fā)熱，電流I發(fā)生變化，R2上的壓降也相應(yīng)地改變，運(yùn)放會(huì)快速調(diào)整輸出電壓使電流I恢復(fù)原來(lái)的數(shù)值。于是，我們獲得了一個(gè)完美的可控負(fù)載，只要調(diào)節(jié)控制桿，就可以得到從0至最大值平滑變化的電流。這個(gè)電流可以很好地保持在設(shè)定值上。這個(gè)設(shè)備很小巧，比用一堆亂七八糟的低阻值電阻經(jīng)過串聯(lián)啊并聯(lián)啊來(lái)測(cè)電源要容易多了。耗散在MOSFET上的最大功率取決與它的熱阻、晶圓的最大允許溫度、其上安裝的散熱器的溫度。我們選用的型號(hào)是International Rectifier IRFP264N，晶圓最大允許溫度為175℃，℃/W。測(cè)試平臺(tái)的冷卻系統(tǒng)可以保持散熱器的溫度在80℃以下，伴隨著巨大的噪音……于是，耗散在MOSFET上的最大功率為(175 80)/ = 150W。有時(shí)候一組負(fù)載不夠，可以并聯(lián)多組兩個(gè)MOSFET并聯(lián)在一個(gè)運(yùn)放上也是可以的，不過最大耗散功率是單個(gè)MOSFET情況下的1/2。(略去一堆介紹如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試的)。上圖就是現(xiàn)在測(cè)試平臺(tái)的現(xiàn)狀?，F(xiàn)在能測(cè)的最大功率是1350W(+12V為1100W，+5V和+250W)。我們寫了一個(gè)特別的程序來(lái)控制測(cè)試平臺(tái)，并使測(cè)試自動(dòng)化。截圖如上圖所示，功能如下： 手動(dòng)設(shè)置各通道的負(fù)載： 第一+12V從0A到44A 第二+12V從0A到48A +5V從0A到35A + 實(shí)時(shí)跟蹤被測(cè)電源的上述各路輸出 自動(dòng)測(cè)量和繪制被測(cè)電源的交叉負(fù)載圖 自動(dòng)測(cè)量和繪制電源效率、功率因素與負(fù)載的關(guān)系圖 半自動(dòng)繪制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與負(fù)載的關(guān)系圖 半自動(dòng)校準(zhǔn)測(cè)試平臺(tái)其中最有價(jià)值的是自動(dòng)繪制交叉負(fù)載圖，因?yàn)槭謩?dòng)測(cè)量的工作量相當(dāng)大。[效率和功率因素測(cè)試]我們采用額外的設(shè)備測(cè)量電源的效率和功率因素：電源經(jīng)由一個(gè)分流器接入220V電網(wǎng)。Velleman PCSU1000示波器也接到分流器上。屏幕上顯示了電源消耗的電流的波形圖，我們可以計(jì)算電源在電網(wǎng)上消耗功率。電源的負(fù)載已知，我們能夠計(jì)算出效率。(這個(gè)示波器功能比較強(qiáng)大？)為了保證精度，我們?cè)跍y(cè)量輸出功率時(shí)將輸出電壓的偏離考慮進(jìn)去。例如，如果負(fù)載是10A時(shí)，+，那么功率則是10A* = 117W。[Velleman PCSU1000示波器]這個(gè)示波器還被用來(lái)測(cè)量輸出電壓紋波，測(cè)量+5V、+12V和+。示波器的接法有所不同——有兩個(gè)并聯(lián)電容。這種接法是《ATX Power Supply Design Guide》建議的：[輸出電壓紋波測(cè)量]我們的示波器是雙通道的，于是我們每次測(cè)量一路的紋波，測(cè)量三次，得到的三條曲線都整合在一張圖中。示波器的設(shè)置在左下角?？v坐標(biāo)為50mV/div，橫坐標(biāo)為10us/div。每次測(cè)量縱坐標(biāo)保持不變，橫坐標(biāo)可以改變：有些電源的輸出含有低頻脈動(dòng)，我們會(huì)提供另外一個(gè)波形圖，橫坐標(biāo)為2ms/div。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速用光學(xué)轉(zhuǎn)速計(jì)Velleman DTO2234測(cè)量。我們還用雙通道熱偶溫度計(jì)Fluke 54 II測(cè)量電源前后的溫升。一個(gè)探頭測(cè)量室溫，另一個(gè)測(cè)量電源出風(fēng)口的溫度。為了提高結(jié)果的重復(fù)性，我們將第二個(gè)探頭固定在相對(duì)與電源的一個(gè)不變的位置上。對(duì)于所有被測(cè)電源這個(gè)位置都是一致的
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1