CrossLoad

методом снятия кросс-нагрузочных характеристик.

1. Цель проекта - разработка аппаратной части и программного обеспечения стенда для автоматического тестирования АТХ блоков питания путём снятия кросс-нагрузочных характеристик (КНХ).

Требования к АТХ блокам питания компьютеров стандартизованы и оформлены компанией Intel в документе ATX12V Power Supply Design Guide . В нём вводится понятие Cross Loading Graph (кросс-нагрузочная характеристика- КНХ). На взятых из (8.3) диаграммах, приведённых ниже, показаны требуемые этой спецификацией КНХ для разных по мощности блоков питания.

КНХ имеет вид замкнутой кривой и строится в двумерной системе координат: по абсциссе откладывается значение отдаваемой мощности цепью +12В, по оси ординат -- суммарная мощность по цепям +3,3В и +5В. Ее физический смысл прост -- в каждой точке, соответствующей определенной отдаваемой мощности и находящейся внутри области, ограниченной указанной кривой, БП обязан обеспечить питание нагрузки стабильными напряжениями с заданными точностью и уровнем пульсаций на выходе.

С помощью данного стенда задаются токи и измеряются напряжения во всей площади рабочих нагрузок. Каждая точка соответствует одному измерению. Цвет точки соответствует проценту отклонения измеряемого напряжения от номинального. Получается фигура, напоминающая многоугольник. Потом эта фигура сравнивается с требуемым графиком по спецификации ATX12V и делается вывод о работоспособности БП.

Стенд собирался из деталей, имеющихся у меня в наличии (чтоб не терять время и деньги на пересылку по почте), а в наличии было много вышедших из строя источников бесперебойного питания APC SmartUps 250I, из деталей которых в основном и было разработано и собрано устройство.

Используемые микросхемы
IC1	PIC16F84	IC2	ADC0838CCN
IC101, IC201, IC301	74HC164	IC102, IC202, IC302	DAC08
IC10, IC20, IC30	LM324

Написанная мною программа на языке Visual Basic позволяет управлять токами нагрузки и снимать значения напряжений как в ручном режиме, так и режиме автоматического построения КНХ.

Перед тем, как начать работать с БП, необходимо ввести его предельные параметры --токи по +12В, +5В, +3.3В, а также предельную мощность, которую способен выдать этот БП. Обычно эти параметры можно увидеть на наклейке на БП. Режим ввода включается кнопкой Предел. Окно ввода параметров выглядит следующим образом:

Установки выбираются соответствующими движками. В дальнейшем ни в ручном режиме, ни режиме построения КНХ токи и мощность никогда не превысят введённых значений.

После ввода максимальных значений можно включить БП (кнопкой Вкл). Окно программы приобретёт такой вид:

Изменяя токи соответствующими движками, можно наблюдать за всеми тремя напряжениями и мощностью БП. Кнопкой Выкл можно выключить БП.

Для построения КНХ, необходимо нажать кнопку График КНХ. Окно программы примет вид:

Для управления процессом построения КНХ служат следующие кнопки:

Кнопка Пуск- для запуска построения КНХ, Пауза - временная остановка, Стоп-останов и возврат на начало. При нажатиии на Пуск, стенд в автоматическом режиме начинает построчно строить КНХ в выбранных ранее пределах. При максимально-возможных токах (20А по +12В на 40А по +5В) изображение будет размерностью 128х128 точек, и время построения КНХ составит около 25мин. Кнопка Запись полученннный график в BMP файл.

Ниже показаны некоторые "кадры" процесса построения КНХ:

Цвет каждой точки на графике КНХ соответствует отклонению напряжения от номинального. Соответствие цвета проценту отклонения приведено на след.таблице:

Отклонение в пределах нормы					выше нормы
1%	2%	3%	4%	5%	6%	более 6%

По оси Х ток нагрузки по +12В: изменяется от 0 до 20А. По оси Y ток нагрузки по +5В: изменяется от 0 до 40А.

КНХ для блока питания MacroPower MP-340AR. Белая линия- требуемая КНХ для 300Вт блоков питания по спецификации Power Supply Design Guide v2.01.

Как видно, БП полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к 300Вт блокам питания.

На следующих двух графиках этот же блок питания, но у БП на правом графике при ремонте некорректная замена дросселя групповой стабилизации привела к явному снижению нагрузочной способности и по +12В, и по +5В, причём по +12В он перестал соответствовать требованиям, предъявляемым к 300Вт БП..

Автор проекта: Гирлин Андрей, г.Сургут, E-mail: giran@mail15.com