Nye testrutiner for strømforsyninger
Innhold
Innledning
Da vi i juni 2005 gikk til anskaffelse av en Techred TR-368 testbenk, ble vi en av få testsider på nettet som kunne gi leserne sine en grundig og pålitelig testmetode for strømforsyninger. Etter den tid har vi blitt forbigått av et par utenlandske sider, men nå håper vi og igjen kunne bli blant de beste i klassen.
Nå, nesten to år etter, har vi oppdatert vår testbenk for strømforsyninger betraktelig. Ripple, effektivitet, spenninger og støy er de fire hovedfaktorene som påvirker hvor god en strømforsyning er. Vi kan nå sjekke tre av disse meget nøye, og den fjerde er like rundt hjørnet.
Som eksempel vil vi bruke strømforsyningen SilverStone Element 400 W. Vi vil bruke den som et eksempel på hvordan vi ved en vanlig test, tester strømforsyningen.
Effektbelaster
Med tanke på våre tester av strømforsyninger, som tross alt er en av de viktigste komponentene i datamaskinen, gikk vi til anskaffelse av en Techred TR-368 testbenk i juni 2005. Denne er den samme som vi har brukt siden den gang, uten noen endringer.
Hensikten med TR-368 er å ha en pålitelig og ikke minst standardisert testbenk for strømforsyninger, og som ubarmhjertig vil avsløre feil og svakheter i de strømforsyningene som er tilgjengelige på markedet. Denne gir oss muligheten til å teste strømforsyninger fullt ut, med en meget høy nøyaktighet, som igjen gir oss et meget godt grunnlag for videre sammenligninger av både modeller og merker.
Testbenken kommer selvsagt med alle de nødvendige "features" som trengs for å kunne teste både dagens og morgendagens strømforsyninger til sitt ytterste.
La oss ta en kjapp titt på de generelle spesifikasjonene:
- Støtter alle strømforsyninger av standard
- 6 individuelle linjer (4 positive og 2 negative)
- Variable spenninger (0 ~ 80V avhengig av linje)
- Variabel strøm/motstand (0 ~ 80A avhengig av linje)
- Maksimal belastning på alle linjer, 590 og 970 Watt
- Opp til 5 forhåndsprogrammerte innstillinger
- Tilkoblingsmuligheter for Oscilloskop
Flere spesifikasjoner kan leses på Techreds egne sider, eller i denne PDF-filen.
Hvordan tester vi?
Testrutinene våre er i seg selv nokså enkle, men de krever viss forståelse av de generelle spesifikasjonene for strømforsyninger. Som nevnt i innledningen vil vi bruke en SilverStone Element 400 W strømforsyning som eksempel. Først av alt må vi regne oss fram til den maksimale belastning vi kan sette på hver linje
- Max. samtidig belastning +3,3 V og +5 V er 130 W.
- Max. samtidig belastning +12 V1 og +12 V2 er 255 W.
- Maksimal samtidig kontinuerlig belastning er 400 W
Ut i fra spesifikasjonen kan man se at hver enkelt +12 V-linje kan belastes med henholdsvis 16 og 18 Ampere. Men sannheten har sine modifikasjoner, for om man ser på ”max. samtidig belastning”, vil man raskt legge merke til at 255 Watt vil være langt under det 12 V-linjene blir sammenlagt((16 A+18 A)*12 V=408 Watt). Den samme regelen gjelder forøvrig også de andre spenningene, for eksempel kan ikke spenningene +3,3 V og +5 V ((20*3,3)+(14*5)=136 W), belastes med mer en 130 Watt til sammen.
Vi bruker derfor et eget regneark som gir oss en rimelig god indikasjon på den maksimale samtidige belastning en strømforsyning vil kunne takle. I de grønne feltene fyller vi inn informasjon som produsenten av strømforsyningen har oppgitt, og de røde tallene er det maksimale vi kan belaste strømforsyningen med.
Som man kan se, er det en nokså stor forskjell fra det mange tror er den maksimale belastningen, og de virkelige tallene.
Før vi går videre må vi gjennomgå en liten essensiell ting. Watt, effekten på en strømforsyning, avhenger av to faktorer - strøm og spenning. Watt = Spenning * Strøm ( P = U * I ). Dette betyr at hvis vi øker eller senker spenningen/strømmen, endres også effekten. En strømforsyning på 500 W som leverer veldig dårlige spenninger, kan det hende at kun leverer 470 W nettopp fordi spenningene er lave.
Når tallene er på plass i regnearket, starter vi selve testingen. Vi starter alltid med en nokså lav belastning. 100-200 W er som regel en god start. Dette gir strømforsyningen litt tid til å kjøre seg inn og gjøre seg "varm i trøya", før vi øker belastningen.
På Techred TR-368 legger vi kun inn amperé, så det er de røde tallene i regnearket vi tar som utgangspunkt. La oss si vi skal belaste vår Silverstone Element 400 W med 300 W. Ta bruker vi følgende formel:
(Rødt tall) / (Totalt effekt) * (Belastningseffekt)
+ 5 V = 13,26 / 400 * 300 = 9,94 A
Om alt ser ut til å fungere, lar vi strømforsyningen stå minst 2 timer ved maksimal belastning. Dette er gjort for å verifisere at de oppgitte spesifikasjonene holder over tid, og ikke kun er en maksimal ("peak") effekt.
Når vi tester en strømforsyning, ser vi helst at spenningene ikke avviker med mer enn 3 %. Er spenningene innenfor 3 %, er strømforsyningen godkjent og vi vil ikke klage på spenningene. Hvis spenningene avviker mer, men ikke over 5%, er den fortsatt godkjent, men vi bemerker avviket som noe stort. Avviker spenningene med mer enn 5%, er det ikke godkjent slik vi ser det.
Oscilloskop
Oscilloskop
Strømforsyninger får vekselspenning inn, og gir ut likespenning som benyttes av komponentene i maskinen din. Under denne prosessen kan det hende at deler av vekselspenningen følger med over til likespenningen, noe som ikke er bra.
Klikk for større versjon.
Det vi snakker om er "ripple" - ujevnheter i likespenningen. En likespenning skal som de fleste vet være helt glatt (hel trukket linje), men det er den sjelden. Det som ofte oppstår er at rester av vekselspenningen ligger igjen på toppen (stiplet linje), noe som er uønsket. Vi har tidligere gått igjennom akkurat dette emnet, og hvordan det oppstår i guiden "Elektronikkens verden".
For å se ripplen har vi gått til innkjøp av et GoodWill Instek GDS-2062 Oscilloskop. Den har to kanaler, kan vise ned til 2mV og har selvsagt mulighet for overføring til PC. Du kan lese mer om ocsilloskopet på produsentens produktsider.
For å måle ripple bruker vi ganske enkelt kretsen som er spesifisert på side 23 i ATX 2.2 standarden. Vi bruker to prober(gul og blå). Ripplen blir da gul minus blå, altså den røde linjen som i dette tilfellet ligger på 21 mV.
Noen produsenter oppgir hvor stor ripplen på strømforsyningen skal være, men det er få produsenter som er flinke til dette. Ripplen skal ikke overstige 50 mV på +5 V og +3,3 V-linjene. På +12 V-linjene skal den ikke bli større enn 120 mV
Effektmåler, Kr/W
Effektmåler
En strømforsyning drar en viss mengde Watt fra strømnettet i huset, og gir deg en gitt effekt inne i datamaskinen din til å drive komponentene. Effekten som strømforsyningen trekker fra strømnettet vil alltid være større enn den effekten man får ut. Det meste av tapet skjer i form av varme. En strømforsyning med et lavt tap er ofte av god kvalitet, i tillegg til at den gjør seg godt på strømregningen din.
Denne effektivitetsgraden oppgis i prosent fra strømforsyningsprodusentene. På enkelte andre komponenter kan dette bli oppgitt i cosφ, men vi skal holde oss til prosent.
Effektmåleren vi har skaffet er en Etech PM300, et enkelt men pålitelig effektmeter. Det har en rekke funksjoner for daglig bruk i hjemmet, men vi holder oss til funksjonen som måler effekt.
Effektivitetsgraden i prosent regner vi ganske enkelt ut ved å måle effekten strømforsyningen trekker fra strømnettet og effekten vi belaster strømforsyningen med på vår Techred TR-368. Vi setter da tallene inn i følgende formel:
Effektivitetsgrad = ( Effekt ut / Effekt inn ) * 100
Med en slik effektmåler ønsker vi å kunne teste hvor effektiv strømforsyningen er. ATX 2.2 standarden sier at strømforsyningen alltid skal ha en effektivitet på 70 % eller høyere ved maksimal belastning, 72 % ved middels belastning og 65 % ved lav belastning. Men, det er anbefalt at strømforsyningen ligger på eller over 77 % ved full belastning, 80 % ved middels belastning og 75 % ved lav belastning.
Under ser dere grafen for vårt eksempel, Silverstone Element 400 W.
Krone per Watt (kr/W)
En ny graf vi også kommer til å begynne med, er krone per Watt. Dette er en graf som kun forteller deg hvor mye hver enkelt Watt i strømforsyningen koster, uavhegig av hvor bra eller dårlig strømforsyningen scorer på de andre testene. Prisene vi tar utgangspunkt i er enten veiledende priser, eller prisene hentet fra vår prisguide den dagen vi skriver testen. Et eksempel på en slik graf ser dere under.
Oppsummering
Gjennom anskaffelsen av Techred TR-368, GW Instek GDS 2062 og Etech PM300 sitter vi nå med en meget solid og kraftig testbenk som ubarmhjertig vil avsløre svakheter og dårlige konstruksjoner i alle strømforsyninger på dagens marked. Testbenken har en nøyaktighet og pålitelighet som skal til for at du som leser kan sammenligne strømforsyninger opp mot hverandre på en enkel måte.
Vi håper dette er noe du setter pris på, da strømforsyningen er en helt vital komponent i maskinen. Den siste hovedfaktoren som nå gjenstår å teste er støy. En standardisert testbenk for dette er ikke lagt unna :)
