Uvod i osnovni pojmovi

Potaknuti prilično čestim kvarovima prouzrokovanim nekvalitetnim zamjenskim punjačima za prijenosna računala odlučili smo posvetiti jedan dio stranice na testiranja kvalitete zamjenskih punjača te napajanja za desktop računala.

Kada Vam je potreban novi punjač za laptop imate dvije opcije; orginalni punjač ili zamjenski univerzalni.
Zamjenski punjači nisu nužno lošiji od orginalnih ali često "no name" proizvođači plasiraju uređaje iznimno loše kvalitete koji mogu prouzročiti štetu na vašem uređaju. Za testiranje napajanja i punjača potrebna je skupa oprema pa krajnji korisnik nije u mogućnosti provjeriti kvalitetu onog što kupuje. S obzirom na to, te da posjedujemo laboratorijsku opremu potrebnu za testiranje mi ćemo upravo to i učiniti te usporediti kvalitetu zamjenskih punjača te napajanja za računala na našem tržistu.

U nastavku teksta za one koji žele znati više ćemo pokušati objasniti koja mjerenja ćemo vršiti i zašto su ona bitna: 

Ripple i Noise
Odziv regulacije dinamičnom promjenom opterećenja (transient recovery time)
Efikasnost napajanja
Preko strujna zaštita
Overshoot i Undershoot

Mjerni instrumenti koje ćemo koristiti za testiranja;

Rigol DM3068 lab multimetar
Rigol DP811A Prograbilni lab. izvor napajanja
Maynuo DC elecronic load
UT4202C digitalni osciloskop
Hameg HM303-6 Osciloskop
Uni-T UT71E multimetar

Stabilnost izlaznog napona i tolerancije se mjeri multimetrom ali u različitim uvjetima rada odnosno različitim opterećenjem. Stabilnost izlaznog napona je bitna ali ne i najbitnija s obzirom da većina sklopova na matičnim pločama taj napon pretvara u znatno niži ovisno o aplikaciji, ali ukazuje na kvalitetu dizajna samog napajanja odnosno sposobnost napajanja da regulira izlazni napon ovisno o opterećenju. Oscilacije napona za ATX napajanja ( stolna računala) su definirane standardom te za pojedine izlaze su dopuštena sljedeća odstupanja;

Izlaz [V] Tolerancija Raspon (min. max.) Ripple (p. p. max.)

+5 V ±5% (±0.25 V) +4.75 V to +5.25 V 50 mV

−5 VDC ±10% (±0.50 V) –4.50 V to –5.50 V 50 mV

+12 VDC ±5% (±0.60 V) +11.40 V to +12.60 V 120 mV

−12 VDC ±10% (±1.20 V) –10.80 V to –13.20 V 120 mV

+3.3 VDC ±5% (±0.165 V) +3.135 V to +3.465 V 50 mV

+5 VSB ±5% (±0.25 V) +4.75 V to +5.25 V 50 mV

S obzirom da ćemo se mi ipak baviti pretežno napajanjima za prijenosna računala za koje standarda nažalost nema uspoređivati ćemo vrijednosti s originalnim punjačima te tipičnim specifikacijama za switch topologiju napajanja.

Regulacija opterećenja Odziv promjenom opterećenja PARD(nosie i ripple) Efikasnost

0.05%-0.5% 1-29ms 20-150mVp-p 65-85%

Ripple je iduća vrijednost koja je bitna za dugotrajan i pouzdan rad računala i laptopa jer visoke vrijednosti negativno utječu na vijek trajanja pojedinih komponenti na matičnim pločama.Ripple je izmjenična komponenta u istosmjernom naponu odnosno oscilacija izlaznog napona za vrijeme punjenja/pražnjenja izlaznog kondenzatora. Uvijek je iste frekvencije kao i PWM oscilator .

Na slici lijevo je primjer mjerenja ripple vrijednosti prograbilnog lab. napajanja Rigol DP811A, Vpp je svega 960 mikro volti. Riječ je o iznimno kvalitetnom napajanju.

Noise je znatno više frekvencije i predstavlja sve ostale nepravilnosti mjerene na izlazu napajanja. Nas će tu samo zanimati "switching transient noise" ; šum generiran pri promjeni stanja switching elementa (mosfet). Uzrokuje nepravilnosti rada napajanog uređaja i/ili elektromagnetske smetnje na drugim uređajima.

Kada napon na izlazu padne do određene vrijednosti prekidački element (mosfet) zatvara strujni krug i puni izlazni kondenzator. Prilikom uključenja stvara specifičnan šum vidljiv na slici desno.

Odziv regulacije dinamičnom promjenom opterećenja (transient recovery time) je vrijeme potrebno da regulacija napajanja stabilizira izlazni napon uslijed dinamičke promjene opterećenja izlaza. Odstupanja mogu prouzrokovati nestabilan rad računala.

Na prvoj slici se vidi overshooot napona prilikom nagle promjene opterećenja s max na min, odnosno undershoot kada napajanje naglo opteretimo s maksimalnom deklariranom snagom.

Efikasnost napajanja je pojednostavljeno omjer ukupne snage izlaza s ukupnom snagom ulaza. Jedini negativan utjecaj loših rezultata je uvećani račun za struju i prekomjerno zagrijavanje napajanja.

Snaga koja napajanje isporučuje na izlazu se dijeli s snagom koju napajanje "vuče" na ulazu.

Preko strujna zaštita je zaštita izlaza napajanja od kratkog spoja na izlazu ili nedozvoljenog opterećenja napajanja. Preko strujna zaštita ne štiti samo napajanje nego i uređaj koji se napaja. Ukoliko je računalo u potpunosti ispravno i napajano s adekvatnim napajanjem preko strujna zaštita neće biti aktivna. Ali u slučaju kvara na računalu napajanje bez te zaštite može prouzrokovati znatnu dodatnu štetu na računalu te samom napajanju.

Overshoot je odstupanje izlaznog napona iznad specificirane vrijednosti. Često pri pri startanju napajanja gdje napon od nulte vrijednosti u rastu prema zadanoj vrijednosti te pritom u određenoj mjeri prelazi vrijednost nominalnog napona. Može prouzrokovati štetu na uređaju zbog previsokog napona.

Undershoot je odstupanje izlaznog napona prilikom naglog opterećenja napajanje.

Vrijeme starta napajnja je vrijeme potrebno da napajanje na izlazu potigne referentni napon, mjeri se bez opterećenja i s punim opterećenjem.

Prilikom budućih testiranja napajanja za računala i punjača za prijenosna računala raditi ćemo najbitnije testove koji nam mogu dati uvid u kvalitetu napajanja na testu te ćemo ih direktno uspoređivati.