Совместимость блоков питания и ибп
Существуют ли проблемы совместной работы UPS и блоков питания с APFC? Оказывает ли влияние форма выходного сигнала UPS (синусоида или ее аппроксимация) на такую работу? Да, такая проблема существует. Проявляется она с блоками питания с APFC с так называемым "автовольтажем" (Full Range) - модуль APFC в таких блоках способен поддерживать напряжение на своем выходе в широком диапазоне входных напряжений сети - обычно это 85-240V. В момент переключения на батареи UPS мощностью до 1000VA (возможно, и выше) c такими блоками ведут себя неадекватно, в результате чего при достаточной "прожорливости" системного блока (обычно - свыше 200W) происходит перезагрузка компьютера. При этом, UPS как правило, не индицирует состояние "перегрузки", на выходе UPS в течение примерно 1 секунды присутствует сильно заниженное напряжение. К сожалению, многие производители качественных БП применяют APFC с автовольтажем.
Примечание: Симптомы перезагрузки ПК при переходе на батареи при этом напоминают работу UPS c дешевыми "китайскими" блоками питания, в которых нередко установлены входные конденсаторы малой емкости, и эти блоки не выдерживают пропадания сетевого напряжения при переходе UPS на батареи даже в течение 5-10ms, если системный блок достаточно "прожорлив". Поэтому и ответ службы поддержки производителя UPS на вопрос о вышеописанной проблеме будет скорее всего об этом, что, конечно же, не соответствует действительности для (дорогих) автовольтажных блоков с APFC.
Почему возникает эта проблема? Вследствие кратковременного потребления большого тока модулем APFC c широким диапазоном входных напряжений. Проблема в конструкции блоков питания. Точнее в схеме регулировки напряжения на выходе PFC.
Ситуация следущая: PFC следит за напряжением на емкостях фильтра БП. Чтобы это напряжение поддержать постоянным, изменяется "эквивалентное входное сопротивление" выпрямителя с PFC. Например, чтобы взять 500Вт из сети с напряжением 230В нужно эквивалентное сопротивление 105.8 Ом. Если в сети 110В - то 24.2 Ома. Заметная разница, не правда ли? Так вот, это эквивалентное сопротивление меняется обратно пропорционально квадрату среднеквадратичного входнго напряжения. Причем меняется не мнгновенно (чтобы не искажать входной ток). В схеме стабилизации выходного напряжения PFC для этого есть RC-цепочка с постоянной времени около 30мс (исправляюсь: 150мс).
- Пока есть сетевое напряжение - все OK.
- Напряжение сети пропадает. Нагрузка работает на емкостях фильтра БП. Напряжение на этих емкостях падает. PFC воспринимает это как свое личное поражение и снижает эквивалентное входное сопротивление (чтобы взять больше мощности с меньшего напряжения, которого нет). Для APFC с диапазоном от 85В@500Вт это может быть и 14.5Ома. Все OK.
- ИБП подает свое (пусть даже синусоидальное) напряжение 230В. Он это смог бы. Но его нагрузка - PFC! А PFC не лыком шит. Пытается честно отработать заданные "входные Омы". Получается 230В*2^(1/2)/14.5Ом=22.4 Ампера (условно)! На самом деле больше 10А не будет, так как сработает ограничение тока ключа PFC. Это проблема!
- Ток 10А заметно больше 3.6А - номинального для синусоиды 230В@600Вт. UPS либо отключается (может даже не успеть пожаловаться), либо начинает ограничивать ток. В любом случае имеем "сбой питания".
Еще: Из-за PFC UPS могут работать в не оптимальном режиме, вплоть до срабатывания защиты - пограничный случай с пунктом 4. При этом ток на выходе ограничивается защитой UPS, напряжение падает, падает КПД преобразователя ИБП. А PFC более-ли-менее успешно вытягивает из просевшего напряжения нужные ему Ватты (тоже с меньшим КПД). Батарея садится быстро, UPS и БП греются, при увеличении нагрузки - пункт 4. У кого сомнения - проверьте тестером, желательно с RMS AC.
Думаю, это и есть объяснение проблемы.
Решение - увеличить постоянную времени регулировки PFC до сотен милисекунд и сузить диапазон регулировки до диапазона срабатывания ИБП. Это ухудшит реакцию PFC на всплески и провалы его входного напряжения. Но разве не с этим борется ИБП?
- Delta GPS400(450)-AA-100A (APFC) - а также эти же блоки в Retail-исполнении от Chieftec (та же нумерация) и Asustek - ASUS Atlas A-(40)45GA.
- Fortron FSP-460(550)-60PLN (APFC)
- Chieftec ENH0746GB (APFC)
- Hiper HPU 3S425 - и, вероятнее всего другие БП этой фирмы, т.к. до сих пор БП с автовольтажем от Hiper не встречалось.
- Серия БП FSP Optima Pro 500-550W (230V) (БП этой серии на 600W к сожалению, имеют автовольтаж)
Рекомендации - при покупке БП с APFC для совместной работы с UPS следует обратить внимание на наличие надписей типа "Full Range" или широкого диапазона питающего напряжения, например 110-240V или 85-240V на задней стенке БП - это практически гарантирует потенциальные проблемы. В то же время, наличие переключателя 110/220V или надписи 220V(195-235V) у таких блоков должно обеспечить их нормальную работу. Стоит также отметить, что синусоидальная форма выходного сигнала UPS при работе от батарей не может быть гарантией его нормальной работы c автовольтажными БП с APFC.
Содержание
Подбираем БП по мощности
Как бы просто это не звучало, но для того, чтобы определить мощность будущего блока питания, необходимо сложить потребляемую мощность всех компонентов ПК и сделать небольшой запас, на случай каких-либо изменений или модернизации. Также следует учесть один момент, который заключается в том, что блоки питания от не именитых брендов часто завышают свои характеристики, или указанная мощность БП рассчитана при максимальной нагрузке. Таким образом, если БП будет работать на пике мощности постоянно, это, несомненно, приведет к уменьшению его срока службы и может привести к различным сбоям в питании. Если при выборе вы все же отдали предпочтение малоизвестному бренду, следует покупать БП с запасом мощности хотя бы в полтора раза, а лучше в два раза. Добавлю, что мощность БП следует подбирать из значений номинального потребления всех компонентов ПК, а не пиковых значений. Для покрытия пикового энергопотребления мы как раз и берем БП с запасом мощности.
Что касается реальных цифр, следует сказать, что для офисного ПК или компьютера для бытовых задач хватит БП с мощностью до 400 Вт. Что касается современных ПК для игр, часто приходится использовать БП с мощностью 800-900 Вт и более. При выборе блока питания рекомендую также не забывать о потреблении энергии систем охлаждения и всевозможных декоративных подсветках. Для вашего удобства в интернете можно найти специальный калькулятор для расчета.
Энергоэффективность и КПД
КПД определяет соотношение потребляемой мощности БП к реальной выходной его мощности. Для облегчения задачи выбора «правильного» для вас БП существует специальная стандартизация Energy Star. Если я не ошибаюсь, последняя версия этого стандарта 4.0, но насколько я знаю, обновления в этой версии стандарта было довольно давно. В любом случае, сейчас этот стандарт заключается в следующих требованиях и маркировках:
- 80 Plus. В таких БП эффективность составляет не ниже 80%
- 80 Plus Bronze. Самый распространенный тип, эффективность не ниже 82%
- 80 Plus Silver. В этом стандарте КПД составляет не менее 85%
- 80 Plus Gold. В этом типе КПД превышает 87%
- 80 Plus Platinum. Это самые эффективные устройства с КПД не менее 90%
Эта небольшая деталь крайне важна при выборе и на нее точно следует опираться. Конечно, покупать БП без этой сертификации вообще не стоит. А оптимальным решением по цене и эффективности могут стать блоки с маркировкой 80 Plus Bronze. Эти блоки на сегодняшний день являются самими распространенными. К примеру, если вы приобретаете БП с мощностью 800 Вт со стандартом 80 Plus Bronze, его реальная выходная мощность составит 656 Вт.
Форм-фактор и типы подключения
Не стоит забывать о том, что существуют разные форм-факторы БП, это сделано для совместимости с различными типами корпусов ПК. Самым распространенным типом БП и корпусов для них являются устройства с маркировкой ATX. Но еще существуют БП с другими форм-факторами SFX, TFX и EPS. Эта характеристика обязательно будет указана на БП.
Также обращаю ваше внимание на то, что существует два типа подключения оборудования к БП.
Стандартный тип. В этом типе все разъемы для подключения оборудования уже стационарно установлены и их нельзя поменять. То есть провода с разъемами буквально впаяны в БП. Это классическое и самое распространенное решение. Такие БП бывают с разными разъемами для ЦПУ (к примеру, на 4 или 8 контактов), а также могут отличаться по разъемам для материнских плат (на 24 контакта и на 20 контактов для старых моделей или серверных плат). Также на такие БП могут быть абсолютно со всеми возможные разъемы. Обычно используется самые распространенные современные разъемы, но все же перед покупкой стоит этот момент проверить.
Модульный тип. Это более дорогое решение, обычно используется в ПК с прозрачной крышкой корпуса. В таком типе устройства к БП подключается только то оборудование, которое установлено в ПК в данный момент. Таким образом, можно избежать лишнего нагромождения неиспользуемых проводов.
Что такое PFC
PFC – это система, обеспечивающая автоматическую коррекцию выходной мощности в зависимости от входящих изменений в токе. Очень полезная и необходимая функция, особенно при использовании дорогостоящего оборудования. Также стоит знать, что система PFC делится на два типа: PPFS, APFC.
PPFS – это пассивная система, обычно применяется в более дешевых моделях БП, такая система обладает небольшой способностью сглаживания токов.
APFC – это активная система, уже более дорогая, поскольку она выполнена на отдельной плате, и по сути является еще одним питающим элементом. Такая система может сглаживать большие перепады в токе и обеспечивает стабильную выходную мощность и ток.
Применяем знания на практике
Исходя из вышеизложенной базовой информации, можно приступить к выбору блока питания. Для начала определяемся с форм-фактором и типом подключения БП. Затем подбираем мощностью будущего БП, исходя из суммарного энергетического потребления вашего оборудования опираясь на запас и КПД (стандартизацию Energy Star). Также можно обратить внимание на охлаждение блока питания. Здесь чем больше лопасти вентилятора, тем меньше производят они шума и лучше охлаждают. Также есть модели БП с пассивным охлаждением, в таких моделях для отвода тепла используется большой алюминиевый радиатор.
Ну, а на этом все, надеюсь, публикация была полезна для вас. Спасибо, что дочитали статью до конца. Также можете посетить мой блог на сайте. Там вы найдете еще больше различных статей и обзоры разных устройств.
Стабильная работа компьютера напрямую зависит от качественного напряжения которое мы подпитываем его. Поскольку многим из нас не подвластно контролировать качество напряжения в сети, но зато мы можем с помощью добротного блока питания подстраховать нас от нежелательных проблем.
Итак, современные многоядерные процессоры, видеокарты (уже модно стало ставить их парами), различные USB-приборы (зачастую запитывающиеся от компьютера) вынуждают нас приобретать все более мощные блоки питания (БП). А между тем, практически все современные БП уважаемых брэндов с мощностью от 450 Вт оснащаются устройствами коррекции коэффициента мощности (PFC - Power Factor Correction).
Что такое PFC и что нам от этого?
В мире все не идеально, и кроме активной мощности, которая тратится непосредственно на работу компьютера, в сетях переменного тока присутствует еще и реактивная мощность, порождаемая работой индуктивностей и мощностей, и являющаяся паразитной. Так вот PFC - это и есть, по своей сути, компенсация реактивной мощности.
Без PFC почти треть мощности создаёт дополнительную нагрузку на электропроводку, не производя никакой полезной работы.
Пассивный RFC
Является наиболее простым и распространенным, и представляет собой обычный дроссель большой емкости (и размеров), включенный последовательно с блоком питания. Надо сказать, что проблему он практически не решает, а места занимает много.
Активный PFC
Представляет собой еще один импульсный источник питания, причем повышающий напряжение. Результирующий коэффициент мощности такого блока может достигать 0,95. 0,98 при работе с полной нагрузкой.
Помимо того, что активный PFC обеспечивает близкий к идеальному коэффициент мощности, он еще и улучшает работу блока питания - дополнительно стабилизирует входное напряжение основного стабилизатора блока: блок становится заметно менее чувствительным к пониженному сетевому напряжению.
Также при использовании активного PFC достаточно легко разрабатываются блоки с универсальным питанием 110. 230В, не требующие ручного переключения напряжения сети.
Также использование активного PFC улучшает реакцию блока питания во время кратковременных (доли секунды) провалов сетевого напряжения - в такие моменты блок работает за счет энергии конденсаторов высоковольтного выпрямителя. Ещё одним преимуществом использования активного PFC является более низкий уровень высокочастотных помех на выходных линиях, то есть такие БП рекомендуются для использования в ПК с периферией, предназначенной для работы с аналоговым аудио/видео материалом.
Одним словом, все говорит в пользу использования БП с активным PFC - именно он и обеспечит тот высококачественный бензин для наших компьютеров!
Скрытая проблема о котором и не догадывались: ИБП для БП с активным PFC
Вот, купили вы компьютер - не пожалели денег на блок питания и все такое. Работаете, играете, все в порядке - душа радуется. К сожалению не все так легко и просто как нам хотелось бы, так как сеть у нас не идеальная, то мы будем иметь дело со скачками и провалами электричества.
Ну, тут все просто, - скажете вы. Покупайте ИБП (Источник Бесперебойного Питания - бесперебойник), втыкай в него монитор и системный блок, и всегда успеешь сделать Shut Down (Отключение) своей Винде. Главное - чтобы мощность ИБП (он же UPS - Uninterruptible Power Supply) coответствовала мощности блока питания компьютера плюс потребляемая мощность монитора.
Но дело в том, что эксплуатация БП с активным PFC совместно с дешёвыми ИБП, выдающими ступенчатый сигнал при работе от батарей, может приводить к сбоям в работе компьютера, поэтому производители рекомендуют использовать в таких случаях ИБП класса Smart, всегда подающие на выход синусоидальный сигнал.
Есть еще один нюанс. Все ИБП грубо делятся на резервные, линейно-интерактивые и непрерывного действия (OnLine). Для первых двух время переключения питания с внешней сети на батареи составляет несколько миллисекунд, и этого в случае обычных блоков питания оказывается достаточно. А вот БП с активным PFC при исчезновении питания мгновенно и резко увеличивает потребление электричества в несколько раз. При этом ваш бесперебойник либо отключается, либо сгорает, а компьютер аварийно обесточивается со всеми вытекающими аппаратными, программными и финансовыми последствиями.
Есть 4 варианта выхода из сложившейся ситуации:
Раз уж вы приобрели классный блок питания с активной компенсацией мощности, а электричество у вас часто пропадает или просто скачет (как и везде в нашей стране, где электросети не рассчитаны на всеобщую компьютеризацию), и существование без бесперебойника радостным не назовешь, тогда выбирайте способ решения проблемы сами.
1. Самый дешевый (но не всегда приемлемый). Поменять БП на другой, без активной PFC.
2. Обходиться без UPS. Это чревато тем, что может сгореть материнка (финансовые затраты), может слететь система (затраты времени на ее переустановку), но хуже всего, что может накрыться винт, и вся ваша работа может накрыться медным тазом прямо перед сдачей заказчику.
3. Самый верный выход (не из дешевых, затраты - от 300 у.е.). Покупка ИБП непрерывного действия (OnLine). В таких источниках бесперебойного питания применяется технология двойного преобразования напряжения, что обеспечивает превосходную защиту, как обычных компьютеров, так и серверов.
Механизм двойного преобразования напряжения позволяет устранить все помехи, возникающие в сети электропитания. Выпрямитель преобразует переменное напряжение электросети в постоянное. Постоянное напряжение используется для зарядки батарей и питания инвертора. Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное (с сигналом синусоидальной формы), которое непрерывно питает компьютер.
При отсутствии напряжения в сети питание инвертора осуществляется при помощи батарей, таким образом, компьютер не останется без электричества ни на мгновение!
4. Тоже выход. Не дешевле предыдущего, но более громоздкий - это покупка линейно-интерактивного ИБП типа Smart (с синусоидой на выходе) с запасом по мощности в 3-5 раз (это обязательное условие!). Стоить он будет в тех же пределах, что и OnLine, но весить будет гораздо больше! Да и вентилятор в нем будет помощнее (и погромче).
Вот такие мины заложил мир компьютеров в кошельки наивных пользователей:))) Может вы, уважаемый читатель, думаете, что мы преувеличиваем проблему? - Отнюдь. Вот и на сайтах уважаемых производителей UPS (например, АРС) так об этом и пишут - не работают, мол, резервные и линейно-интерактивные ИБП с активными PFC!
Как правильно построить систему охлаждения в компьютере. Выбор кулеров и радиаторов
Конфигурация ПК:
i7-8700k
Thermalright Macho Rev.B
MSI Z370M MORTAR
550W Be Quiet Straight Power 11
Samsung 970 PRO
64Gb DDR4 2666MHz Kingston HyperX Fury
Нужно выбрать ИБП максимально тихий, желательно с подключением rj-45 чтобы стоял в другом углу комнаты.
Громкая работа во время переключение на аккум - не важно, главное чтобы не гудел, когда все норм с электричеством.
В пределах 10к рублей, Москва.
Сам ПК будет есть не больше 300 ватт, но почитал про БП с APFC, и ничего не понял, одни говорят нужно чуть ли не в 2 раза больше мощности от максимальной мощности БП взять. Другие говорят нужно в 2 раза больше от потребляемой мощности, третьи - что нужна чистая синусоида на выходе, четвертые - что для APFC только онлайновые подойдут. Кто реально имел опыт - подскажите, какой выбрать?
Выбор ИБП для ЖК ТВ
Помогите определится. Имеется в наличии несколько ИБП: ippon back power pro 500.
Выбор ИБП для дома
Короче надо купить ИБП для обычного домашенго компа, на котором смотрю фильмы, лажу в инете, короче.
Выбор ИБП для ПК с запасом времени 10 - 15 мин
Здравствуйте. Посоветуйте как правильно расчитать мощность ИБП чтобы было запас времени 10 - 15.
Выбор ИБП для компа + монитор + телевизор
Здравствуйте! Дано: 1) системный блок с видеокартой MSI GeForce GTX 1060 GAMING X 6 Гб, блоком.
одни говорят нужно чуть ли не в 2 раза больше мощности от максимальной мощности БП взять. Другие говорят нужно в 2 раза больше от потребляемой мощности,
Q: Существуют ли проблемы совместной работы UPS и блоков питания с APFC? Оказывает ли влияние форма выходного сигнала UPS (синусоида или ее аппроксимация) на такую работу?
A: Да, такая проблема существует. Проявляется она с блоками питания с APFC с так называемым "автовольтажем" (Full Range) - модуль APFC в таких блоках способен поддерживать напряжение на своем выходе в широком диапазоне входных напряжений сети - обычно это 85-240V. В момент переключения на батареи UPS мощностью до 1000VA (возможно, и выше) c такими блоками ведут себя неадекватно, в результате чего при достаточной "прожорливости" системного блока (обычно - свыше 200W) происходит перезагрузка компьютера. При этом, UPS как правило, не индицирует состояние "перегрузки", на выходе UPS в течение примерно 1 секунды присутствует сильно заниженное напряжение. К сожалению, многие производители качественных БП применяют APFC с автовольтажем.
Q: Почему возникает эта проблема?
A: Вследствие кратковременного потребления большого тока модулем APFC c широким диапазоном входных напряжений. Подробное пояснение от участника конференции Nikolay_Po.
Симптомы перезагрузки ПК при переходе на батареи при этом напоминают работу UPS c дешевыми "китайскими" блоками питания, в которых нередко установлены входные конденсаторы малой емкости, и эти блоки не выдерживают пропадания сетевого напряжения при переходе UPS на батареи даже в течение 5-10ms, если системный блок достаточно "прожорлив". Поэтому и ответ службы поддержки производителя UPS на вопрос о вышеописанной проблеме будет скорее всего об этом, что, конечно же, не соответствует действительности для (дорогих) автовольтажных блоков с APFC.
Только несколько реальных примеров "проблемных" БП:
1. Delta GPS400(450)-AA-100A (APFC) - а также эти же блоки в Retail-исполнении от Chieftec (та же нумерация) и Asustek - ASUS Atlas A-(40)45GA.
2. Fortron FSP-460(550)-60PLN (APFC)
3. Chieftec ENH0746GB (APFC)
И несколько примеров "беспроблемных" БП c APFC:
1. Hiper HPU 3S425 - и, вероятнее всего другие БП этой фирмы, т.к. до сих пор БП с автовольтажем от Hiper не встречалось.
2. Серия БП FSP Optima Pro 500-550W (230V) (БП этой серии на 600W к сожалению, имеют автовольтаж)
Рекомендации - при покупке БП с APFC для совместной работы с UPS следует обратить внимание на наличие надписей типа "Full Range" или широкого диапазона питающего напряжения, например 110-240V или 85-240V на задней стенке БП - это практически гарантирует потенциальные проблемы. В то же время, наличие переключателя 110/220V или надписи 220V(195-235V) у таких блоков должно обеспечить их нормальную работу.
Стоит также отметить, что синусоидальная форма выходного сигнала UPS при работе от батарей не может быть гарантией его нормальной работы c автовольтажными БП с APFC.
Дело в том, что в сети встречал противоречивые данные о совместной работе БП с активной автоматической коррекцией мощности (APFC) — и бесперебойников.
С одной стороны, вроде как при отключении питания, ИБП в связке с таким блоком питания не держит нагрузку и сразу же выключается.
С другой стороны, для совместной работы с ИБП с ломаной синусоидой на выходе советуют брать БП с большим запасом по мощности (чтобы нагрузка составляла 50% от рекомендуемой). Или предлагают для блоков питания с APFC покупать бесперебойник с чистым синусоидальным напряжением на выходе.
Можно, правда, встретить утверждения, что проблема совместимости блоков питания с APFC и источников бесперебойного питания уже в прошлом. Но мне, например, не ясно, как тогда определить «новые», беспроблемные модели ИБП.
В общем, был бы очень признателен за прояснение этого вопроса. А то вызывающих доверие блоков питания с пассивной коррекцией (или вообще без технологии автоматической коррекции мощности) становится всё меньше.
В ответ получил всего два коммента:
- там большой ток в первый момент идет, и на UPS срабатывает защита по перегрузке. По совместимости сложно. На ixbt как-то была статья модификации БП (по-моему замена одного конденсатора) позволявшего уменьшить ток.
- Лучше консультироваться в магазине — они могут попробовать. Были случаи когда сгорали силовые транзисторы UPS с какого-то раза.
Автор статьи в личке пообещал опубликовать цельную статью. Но прошло уже полгода, а статьи всё нет. И юзернейм перестал отвечать на письма. Всё, что было конструктивного в переписке - следующее заявление:
Йо, короче, очень заморочились наши спецы и провели целое исследование. Скорее всего в августе будет пост целый, но в двух словах «всё очень сложно». То влияет, то не влияет, эмпирическим путём можно найти совместимые модели, или самому переделывать заменой конденсаторов несовместимые в совместимые.
Самое смешное, что в данный момент у меня как раз блок питания с APFC работает в связке с ИБП линейно-интерактивной архитектуры. И за три года никаких проблем не было. Очевидно это тот случай, когда проявилась "случайная совместимость, выявляемая эмпирическим путём"
Единственное, что напрягает - данные о напряжении по версии AIDA64 v4.2 (пардон за тавтологию). Как уже упоминалось на geektimes, я совершенный болван в отношении железа, поэтому замерить показания прибором - руками не вырос. Мучаюсь теперь, не являются ли эти показания следствием использования моего блока питания с UPSом. спойлер Вдруг есть здесь знающие люди, способные дать вразумительные разъяснения?
Был бы крайне благодарен!
Читайте также: