Zasilanie komputerów: Jak zrozumieć pobór prądu i harmoniczne w zasilaczach?
Re: prad komputera
From: "Janusz" <intermar_at_nospam_kki.net.pl>
Subject: Re: prad komputera
Date: Mon, 16 Apr 2001 15:52:01 +0200
Użytkownik "Grzegorz Redlarski" <gred_at_nospam_kki.net.pl> napisał w wiadomości
news:1uibdtsc3a6e9qellsgu5bld69eqrdd405_at_nospam_news.tpi.pl...
BTW, nie jest trudno zrobic uklad ktory z sieci bedzie pobieral mniej
niz 100W a wywali bezpiecznik (termiczny) 10A. Moze nawet daloby sie
wywalic taki bezpiecznik pobierajac mniej niz 20W. Miernik TRMS
powinien pokazac oczywiscie wiecej niz te 10A. Gdyby z jego wskazan
liczyc moc mielibysmy kilka kW, czyli wynik przynajmniej kilkadziesiat
razy zawyzony.
W przypadku komputera, a głównie jego zasilacza impulsowego takiego
przypadku jak opisałeś nie mamy. Wbrew pozorom (duża pojemność filtrująca)
nie mamy w tym przypadku doczynienia z dużym przesunięciem fazowym między
prądem i napięciem. Z punktu widzenia wejścia mamy tylko bardzo odkształconą
charakterystykę U/I. Maksymalne szpilki prądu występuja głównie w momencie
gdy wartość napięcia zasilania zbliza się do wartości maksymalnej.
Przesunięcia fazowego tu w zasadzie nie ma. Typowa definicja cos fi bierze w
tym przypadku w łeb. Wartość skuteczna prądu pobieranego z sieci jest
znacznie mniejsza i w przybliżeniu równa P/U. Przypadek który ty opisałeś
(duży prąd pobierany przy znikomej mocy) mielibyśmy gdyby kondensator
filtrujący podłaczyć bezpośrednio do źródła napięcia przemiennego,
oczywiście zamiast elektrolita musielibyśmy dać coś "normalnego". Normalna
pojemność obciążająca mostek prostowniczy w standardowym zasilaczu wynosi
330/2= 165uF Przy podłączeniu takiej pojemności do 220V~ płynący prąd
wyniósłby 11,4A. W przypadku zasilacza impulsowego takie coś nie ma
oczywiście miejsca, mamy za to generator harmonicznych robiących cyrki w
przewodach i transformatorze zasilającym. W domu to jest niezauważalne, ale
wystarczy pójść do hipermarketu ze ścianą z telewizorów. Ponad 100
włączonych odbiorników potrafi nieźle namieszać w zasilaniu. widmo
harmonicznych promieniowanych przez sieć pokrywa cały zakres fal długich i
średnich .
From: jfox_at_nospam_friko6.onet.pl (J.F.)
Subject: Re: prad komputera
Date: Mon, 16 Apr 2001 21:15:52 GMT
On Mon, 16 Apr 2001 15:52:01 +0200, Janusz wrote:
Użytkownik "Grzegorz Redlarski" <gred_at_nospam_kki.net.pl> napisał w wiadomości
BTW, nie jest trudno zrobic uklad ktory z sieci bedzie pobieral mniej
niz 100W a wywali bezpiecznik (termiczny) 10A. Moze nawet daloby sie
wywalic taki bezpiecznik pobierajac mniej niz 20W. Miernik TRMS
powinien pokazac oczywiscie wiecej niz te 10A.
W przypadku komputera, a głównie jego zasilacza impulsowego takiego
przypadku jak opisałeś nie mamy. Wbrew pozorom (duża pojemność filtrująca)
nie mamy w tym przypadku doczynienia z dużym przesunięciem fazowym między
prądem i napięciem. Z punktu widzenia wejścia mamy tylko bardzo odkształconą
charakterystykę U/I. Maksymalne szpilki prądu występuja głównie w momencie
gdy wartość napięcia zasilania zbliza się do wartości maksymalnej.
Przesunięcia fazowego tu w zasadzie nie ma. Typowa definicja cos fi bierze w
tym przypadku w łeb.
Alez my wcale nie sugerujemy zadnego cos fi..
Wartość skuteczna prądu pobieranego z sieci jest
znacznie mniejsza i w przybliżeniu równa P/U.
Mylisz sie mocno. Poniewaz prad [i moc] pobierasz wylacznie
w szczytach napiecia sieciowego, to Psr=300V*Isr.
A poniewaz sa to krotkie impulsy, o dosc wysokiej amplitudzie,
to Isk >> Isr [znacznei wieksze].
W przypadku zasilacza impulsowego takie coś nie ma
oczywiście miejsca, mamy za to generator harmonicznych robiących cyrki w
przewodach i transformatorze zasilającym. W domu to jest niezauważalne, ale
wystarczy pójść do hipermarketu ze ścianą z telewizorów. Ponad 100
włączonych odbiorników potrafi nieźle namieszać w zasilaniu.
No coz - od paru lat obowiazuje jakas dyrektywa ECE i pobor pradu ma
byc sinusoidalny - nie wiem jak to w praktyce ..
widmo harmonicznych promieniowanych przez sieć pokrywa cały zakres fal długich i
średnich
To chyba nie z tego powodu - to by musiala byc tysieczna harmoniczna i
wyzej. Predzej jakies zaklocenia impulsowe z przetwornicy wychodza,
albo z odchylania - piloksztaltny przebieg 15kHz ma swoje widmo.
A jak TV 100Hz, albo monitor komputerowy ? Wtedy to nawet
sygnal video slychac i to na UKF.
J.
From: Grzegorz Redlarski <gred_at_nospam_kki.net.pl>
Subject: Re: prad komputera
Date: Wed, 18 Apr 2001 00:11:22 +0200
Mon, 16 Apr 2001 15:52:01 +0200 "Janusz" <intermar_at_nospam_kki.net.pl>
napisal:
Wartość skuteczna prądu pobieranego z sieci jest
znacznie mniejsza i w przybliżeniu równa P/U.
Jesli na wejsciu jest typowy zasilacz - mostek prostowniczy i
wzglednie duzy elektrolit - to prad pobierany jest krotkimi impulsami
(tylko wowczas gdy wartosc chwilowa napiecia przewyzsza wartosc
napiecia na kondensatorze). Wartosc sredniokwadratowa pradu jest tu
znacznie wyzsza od wartosci sredniej (oczywiscie z modulu). Wartosc
srednia wyniesie niewiele wiecej niz P/Ua (Ua - amplituda napiecia).
Wartosc skuteczna pradu bedzie natomiast znacznie wyzsza od P/U.
Poniewaz nadal istnieja watpliwosci co do braku sensu wyznaczania
pobieranej mocy przez pomiar wartosci skutecznej pradu, sprobuje to
pokazac na przykladzie.
Przyjmijmy, ze pobierany prad plynie impulsami o szerokosci 1ms co
10ms. Oczywiscie przebieg rzeczywisty nie jest prostokatny ale jesli
komus nie podoba sie takie uproszczenie niech sobie liczy calki ;-)
(albo zapusci PSPICE).
Przyjmijmy tez, ze podczas przeplywu pradu chilowe napiecie ma wartosc
szczytowa. Wartosc srednia pradu przyjmijmy rowna 1A.
Prad chwilowy w impulsach wyniesie wobec tego 10A.
Moc rzeczywiscie pobierana wynosi SQRT(2)*230V * 10A * 0.1 ~= 325W
Wartosc sredniokwadratowa (czyli skuteczna) natezenia pradu wyniesie
10^2 * 0.1 = 10A. Taka wartosc powinien pokazac nam miernik TRMS. Moc
wyliczona z takiego pomiaru wyniesie 10A * 230V = 2300W. Czyli
znacznie zawyzona.
Zamiast stosowania miernika TRMS proponuje skorzystanie z miernika
wartosci sredniej z modulu. Mniejsza o to czy wyskalowany bedzie w
wartosciach skutecznych (czyli typowy miernik pradu AC) czy tez
wezmiemy po prostu miernik DC wstawiony w mostek Gretza. W drugim
przypadku wartosc pradu mnozymy przez amlitudę. W pierwszym mnozymy
jeszcze dodatkowo przez Pi/(2*sqrt(2)) lub prad mnozymy przez wartosc
skuteczna napiecia pomnozona przez Pi/2. Oczywiscie zakladam
sinusoidalny przebieg napiecia.
Takie obliczenia dadza dokladna wartosc pobieranej mocy przy wyzej
przyjetym zalozeniu, ze caly czas, gdy faktycznie plynie prad, wartosc
chwilowa napiecia rowna jest wartosci szczytowej. Przebieg pradu (w
szczegolnosci szerokosc i amplituda impulsow) nie ma tu znaczenia.
Istotna jest wylacznie wartosc srednia (czyli to co mierzy "zwykly"
miernik). W rzeczywistosci prad plynie rowniez przy wartosciach nieco
nizszych od szczytowej. Z tego powodu rzeczywista moc bedzie nieco
nizsza od tak obliczonej.
gr
PS Pozwolilem sobie zignorowac FUT i odpowiedziec rowniez na grupie.
From: "KLoSS" <klosskls_at_nospam_go2.pl>
Subject: Re: prad komputera
Date: Wed, 18 Apr 2001 21:33:34 +0200
Użytkownik "Grzegorz Redlarski" <gred_at_nospam_kki.net.pl> napisał w wiadomości
news:c18pdtg405ge3nf9mh6jbv4v5ss8ipvrg8_at_nospam_news.tpi.pl...
Mon, 16 Apr 2001 15:52:01 +0200 "Janusz" <intermar_at_nospam_kki.net.pl>
napisal:
Wartość skuteczna prądu pobieranego z sieci jest
znacznie mniejsza i w przybliżeniu równa P/U.
[dlugi opis]
Kiedys sprawdzalem ile pobiera PC metoda domowa i wyszlo ze
P=U*I z dokladnoscia ok. 10% czyli COS nie ma wlasciwie wplywu.
Pomiary byly za pomoca licznika energi elektrycznej (chyba tak to sie
nazywa)
i stopera.
Przy okazji wyszlo ze kilka urzadzen RTV i monitor po wylaczeniu
wylacznikiem
sieciowym pobieraja 1-5 W :-(
od tamtej pory stosuje wszedzie listwy z wyl. sieciowym.
KLoSS
P.S. Aha zasilacz byl to jeszcze AT ale chyba przy ATX idea dzialania sie
nie zmienila.
From: Grzegorz Redlarski <gred_at_nospam_kki.net.pl>
Subject: Re: prad komputera
Date: Thu, 19 Apr 2001 01:21:57 +0200
Wed, 18 Apr 2001 21:33:34 +0200 "KLoSS" <klosskls_at_nospam_go2.pl> napisal(a):
[dlugi opis]
Sorry, ze wyszlo tak dlugo, ale chcialem tym przykladem wyjasnic m.in.
to, ze nie o cosinus fi tutaj biega.
Kiedys sprawdzalem ile pobiera PC metoda domowa i wyszlo ze
P=U*I z dokladnoscia ok. 10% czyli COS nie ma wlasciwie wplywu.
Widze jednak, ze od tego cosinusa nie mozemy sie uwolnic :-(
Przy okazji wyszlo ze kilka urzadzen RTV i monitor po wylaczeniu
wylacznikiem
sieciowym pobieraja 1-5 W :-(
Sporo na ogol pozeraja magnetowidy. Zdaje sie, ze chodzi glownie o
zasilanie obwodow wejsciowych w. cz. aby sygnal mogl docierac do TV. Z
pewnoscia daloby sie to zrobic bardziej energooszczednie ale pewnie
nieco drozej. Zreszta, nie wiem jak jest teraz, moze nowsze
magnetowidy biora mniej pradu na "stendbaju"?
od tamtej pory stosuje wszedzie listwy z wyl. sieciowym.
No niestety, wylaczenie zasilania, zwlaszcza na dluzej, moze powodowac
zapomnie pewnych "drobiazgow" - np. aktualnego czasu.
Moje video glupialo po ok. 1/2 h i musialem zwiekszyc GoldCapa. Teraz
wytrzymuje kilka h bez pradu. Niestety nasze trafo dosc czesto "sie
wylacza" i nieraz wiele ponad godzine trzeba czekac na prad.
gr