ฉันกำลังอ่านจำเป็นต้องใช้ระบบป้องกันไฟกระชากหรือไม่? และฉันก็อยากจะรู้ว่าทำไมการตกไข่ถึงเป็นอันตราย คำอธิบายที่ให้ไว้คือ "ตัวเก็บประจุรับแรงดันไฟฟ้าเกินพิกัด" แต่ก็ไม่สมเหตุสมผลหากกำลังไฟฟ้าที่เข้าสู่ PSU นั้นน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าปกติ จะเกิดอะไรขึ้นกับ PSU ในช่วงที่เกิดความเสียหาย?
มีการป้องกันในตัว PSU สมัยใหม่เพื่อป้องกันความเสียหายดังกล่าวหรือไม่? มีวิธีใดบ้างที่จะปกป้องคอมพิวเตอร์ในสภาวะที่ไม่เป็นปกติเมื่อเทียบกับการใช้ UPS?
คำตอบ:
ภาวะน้ำตาลตกเป็นสภาวะที่มีแรงดันต่ำเมื่อแหล่งจ่ายไฟ AC ลดลงต่ำกว่าค่าเล็กน้อยประมาณ 10% (ความหมายปกติ 110-120 หรือ 220-240 ในสถานที่ส่วนใหญ่) ดังนั้นในสหรัฐอเมริกาอาจมีการตกราวของแรงดันไฟฟ้า AC ต่ำกว่า 99V ข้อมูลจำเพาะของ Intel สำหรับแหล่งจ่ายไฟ ATX ระบุว่าแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 90 และ 135 และ 180 และ 265 ควรอนุญาตให้มีการดำเนินการแหล่งจ่ายไฟที่ถูกต้อง ( ส่วน 3.1 ) ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟจะยังคงทำงานตามปกติ
บางคนยังรวมถึงการใช้พลังงานสั้น ๆ (ภายใต้ 30mS หรือประมาณ 2 รอบ AC) เป็นสีน้ำตาลเนื่องจากหลอดไฟจะสั้น แต่เห็นได้ชัดสลัวในช่วงเวลานั้นคล้ายกับสภาพแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริง
ไม่ว่าในกรณีใด Intel หมายถึงพวกเขาเป็นเงื่อนไขการตกไฟเกินและอธิบายถึงความต้องการของแหล่งจ่ายไฟ ATX ที่ต้องปฏิบัติตามภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวในหัวข้อ 3.1.3 ของคู่มือการออกแบบพาวเวอร์ซัพพลาย ATX12V ของ Intel
แหล่งจ่ายไฟต้องมีวงจรป้องกันที่การใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำกว่าขั้นต่ำที่ระบุไว้ในส่วน 3.1 ตารางที่ 1 จะไม่ทำให้เกิดความเสียหายต่อแหล่งจ่ายไฟ
โดยทั่วไปแหล่งจ่ายไฟจะมีส่วนอินพุตที่ประกอบด้วยวงจรที่น่าสนใจมากมายซึ่งในตอนท้ายของวันจะมีหม้อแปลงประมาณ 308 VAC ให้กับหม้อแปลง วงจรนี้เป็นรูปแบบพื้นฐานที่สำคัญของวงจรควบคุมและหากคุณใช้กำลังไฟน้อยกว่ากำลังไฟเต็มที่อาจสามารถจัดการกับสภาวะที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำโดยไม่หลุดออกจากด้านข้างของวงจร
เมื่อเกิดไฟตกพาวเวอร์ซัพพลายจะพยายามส่งกระแสไฟให้ได้นานเท่าที่จะทำได้ (ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่เข้ามา) และหากไม่สามารถรักษากฎข้อบังคับไว้ได้จะเป็นการPower Goodส่งสัญญาณไปยังเมนบอร์ด มาเธอร์บอร์ดจะรับผิดชอบในการกำจัดpower onสัญญาณที่ส่งไปยังแหล่งจ่ายและหากทำได้ในเวลาที่กำหนดอุปทานจะลดลงจากการส่งออกทั้งหมดและปิด
หากเมนบอร์ดไม่สามารถทำเช่นนี้ได้พาวเวอร์ซัพพลายควรทิ้งรางไว้เมื่อมันอยู่ไกลเกินกว่าข้อบังคับ แต่ก็ไม่รับประกันและด้วยแหล่งจ่ายไฟคุณภาพต่ำคุณอาจพบว่าส่วนประกอบและเมนบอร์ดของคุณได้รับสภาวะแรงดันต่ำเช่นกัน
สิ่งที่เกิดขึ้น ณ จุดนั้นขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของส่วนประกอบเหล่านั้น แต่โดยทั่วไปจะไม่ดีนักเนื่องจากส่วนประกอบพยายามทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ โปรดทราบว่าแหล่งจ่ายไฟจะจ่ายไฟ undervoltage ในช่วงเวลาสั้น ๆ เสมอ (การปล่อยเอาต์พุตไปที่ 0 ไม่ใช่ทันที) ดังนั้นช่วงเวลา undervoltage ที่สั้นมากจึงเป็นเรื่องปกติ ปัญหาเกิดขึ้นหากแหล่งจ่ายไฟยังคงอยู่ในสถานะ undervoltage เป็นเวลานานซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้หากทั้งแหล่งจ่ายไฟและแผงวงจรหลักไม่สามารถรับรู้ปัญหาและพยายามดำเนินการต่อไป
โปรดทราบว่าข้อมูลจำเพาะของ Intel นั้นไม่ได้เป็นเพียงแค่แนวทางปฏิบัติในอุตสาหกรรมเท่านั้นและไม่มีหน่วยงานรับรองใด ๆ แม้แต่แหล่งจ่ายไฟที่ดีก็ไม่ผูกพันตามข้อตกลงใด ๆ ที่จะปฏิบัติตามคำแนะนำ ส่วนที่ฉันชอบคือ 3.1.5 ฉันเคยเห็นแหล่งจ่ายไฟมากมายทั้งราคาแพงและราคาถูกไม่สามารถรักษาคำแนะนำเหล่านั้นได้!
ลักษณะพิเศษเฉพาะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่ถูกกล่าวถึงซึ่งเป็นการอภิปรายแยกต่างหาก
พาย. P = IE กำลัง = แรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน ดังนั้นหากแรงดันไฟฟ้าลดลงเป็นสีน้ำตาลแหล่งจ่ายไฟจะต้องดึงกระแสไฟเพิ่มเติมจากแหล่งจ่ายไฟหลักเพื่อรักษาพลังงานเดียวกัน ดังนั้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างแท้จริงในช่วงที่ไฟตก แต่ความเค้นในปัจจุบันของแหล่งจ่ายไฟจะเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชย
นี่คือคำตอบสั้น ๆ :ในช่วงที่ไฟตกอุปกรณ์จ่ายกระแสไฟฟ้าจะต้องดึงกระแสออกมามากขึ้นเพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลงซึ่งเป็นเรื่องที่เครียดมากสำหรับทรานซิสเตอร์, สายไฟ, ไดโอดและอื่น ๆ พวกมันก็มีประสิทธิภาพน้อยลงด้วย ทำให้รุนแรงขึ้นปัญหา
นี่คือคำตอบที่ยาวนาน: พีซีส่วนใหญ่ (ถ้าไม่ทั้งหมด) ใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง หากองค์ประกอบทั้งหมดของแหล่งจ่าย (ทรานซิสเตอร์, หม้อแปลง, ตัวเก็บประจุ, ไดโอดและอื่น ๆ ) เป็นอุดมคติอย่างสมบูรณ์อุปทานสามารถใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุตใด ๆ และผลิตพลังงานที่ต้องการที่แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ (ตราบเท่าที่มีกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่ อินพุตเพื่อรักษา P = IE)
แต่องค์ประกอบเหล่านั้นยังห่างไกลจากอุดมคติดังนั้นแหล่งจ่ายไฟในโลกแห่งความจริงทั้งหมดได้รับการออกแบบให้ทำงานภายในช่วงที่กำหนดเช่น 80 ถึง 240V แม้จะอยู่ในขอบเขตที่ออกแบบมาประสิทธิภาพ (เปอร์เซ็นต์ของกำลังไฟที่เอาต์พุตของแหล่งจ่ายเมื่อเทียบกับกำลังไฟที่ต้องการที่อินพุต) มีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าลดลง Anandtech มีตัวอย่างที่ดีของกราฟ แกน X คือพลังงานที่เอาต์พุตของแหล่งจ่าย (โหลด) และแกน Y คือประสิทธิภาพ ดังนั้นอุปทานนี้จึงมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ประมาณ 300W
สำหรับอินพุต 120V นั้นมีประสิทธิภาพประมาณ 85% ดังนั้นจึงดึงประมาณ 300W / 0.85 = 353W จากผนังเพื่อรับ 300W ที่เอาต์พุต "หายไป" 53W จะกระจายไปในวงจรแหล่งจ่ายไฟ (นั่นเป็นสาเหตุที่พีซีของคุณมีแฟน ๆ - เหมือนว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณมีหลอดไฟ 50W ในกล่องเล็ก ๆ และต้องคลายความร้อน) เนื่องจาก P = IE เราสามารถคำนวณกระแสที่ต้องการจากปลั๊กผนังเพื่อสร้างเอาต์พุต 300W จาก 120V: I = P / E = 353W / 120V = 2.9A (ฉันไม่สนใจตัวประกอบกำลังเพื่อให้คำอธิบายนี้ง่าย)
สำหรับอินพุต 230V ประสิทธิภาพคือ 87% ดังนั้นจึงดึง 344W จากผนังเท่านั้นซึ่งถือว่าดี เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงกว่ามากกระแสดึงจึงต่ำกว่ามาก: 344W / 230V = 1.5A
แต่เมื่ออยู่ในสภาวะที่ไม่มีไฟ 90V ประสิทธิภาพจะแย่ยิ่งกว่าที่ 120V: 83.5% ตอนนี้แหล่งจ่ายกำลังดึง 300W / 0.835 = 359W จากผนัง และมันก็ดึงกระแสได้มากขึ้น: 359W / 90V = 4A!
ตอนนี้อาจจะไม่เน้นแหล่งจ่ายไฟนี้มากเพราะมันได้รับการจัดอันดับที่ 650W ลองมาดูกันอย่างรวดเร็วว่าเกิดอะไรขึ้นกับ 650W สำหรับ 120V นั้นมีประสิทธิภาพ 82% -> 793W และ 6.6A จากผนัง แต่ประสิทธิภาพนั้นแย่ยิ่งกว่าเมื่อโหลดสูงดังนั้นสำหรับ 90V เราเห็นประสิทธิภาพ 78.5% ซึ่งหมายถึง 828W และ 9.2A! แม้ว่าประสิทธิภาพจะอยู่ที่ 78.5% ถ้าการตกต่ำกว่า 80V นั้นจำเป็นต้องดึง 10.3A นั่นเป็นจำนวนมากในปัจจุบัน สิ่งต่าง ๆ เริ่มละลายถ้าไม่ได้ออกแบบมาสำหรับกระแสนั้น
นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมสีน้ำตาลถึงไม่ดีสำหรับแหล่งจ่ายไฟ พวกเขาจำเป็นต้องวาดกระแสมากขึ้นเพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าซึ่งเป็นเรื่องที่เครียดมากสำหรับทรานซิสเตอร์, สายไฟ, ไดโอดและอื่น ๆ พวกเขายังมีประสิทธิภาพน้อยลงซึ่งทำให้พวกเขาวาดกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น
ตัวอย่างโบนัส:ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายอย่างรวดเร็วว่าทำไมอุปกรณ์ไฟฟ้าจึงมีประสิทธิภาพลดลงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลง ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด (ทรานซิสเตอร์, หม้อแปลง, แม้แต่ร่องรอยบนแผงวงจรพิมพ์) มีความต้านทานเท่ากัน เมื่อทรานซิสเตอร์กำลังเปิดสวิตช์ "เปิด" จะมี "ความต้านทาน" สมมติว่า 0.05 โอห์ม ดังนั้นเมื่อ 3A ของกระแสไหลผ่านทรานซิสเตอร์นั้นจะเห็น 3A * 0.05ohms = 0.15V ข้ามเส้นนำ นั่นคือ 0.15V * 3A = 0.45W พลังงานที่ตอนนี้กำลังกระจายไปในทรานซิสเตอร์นั้น นั่นคือพลังงานสิ้นเปลือง - คือความร้อนในแหล่งจ่ายไฟไม่ใช่กำลังสำหรับโหลด นั่นคือสถานการณ์ของเรา 300W, สถานการณ์ 120V
ในสถานการณ์ 90V สีน้ำตาล 300W ทรานซิสเตอร์มีความต้านทาน 0.05ohm เท่าเดิม แต่ตอนนี้มี 4A ของกระแสไฟฟ้าไหลผ่านดังนั้นมันจึงลดลง 4A * 0.05ohms = 0.2V ข้ามเส้นนำ 0.2V * 4A = 0.8W ของพลังงานที่ตอนนี้กำลังกระจายในทรานซิสเตอร์นั้น ดังนั้นอุปกรณ์แต่ละตัว (และมีจำนวนมาก) ในแหล่งจ่ายไฟที่มีความต้านทาน / แรงดันตกคร่อมจะทำให้เกิดความร้อนมากขึ้น (สิ้นเปลืองพลังงาน) เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายลดลง ดังนั้นโดยทั่วไปและด้วยเหตุผลแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะให้ประสิทธิภาพที่สูงกว่า