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¿Por qué son las caídas de tensión tan dañino?

Estaba leyendo http://superuser.com/questions/32840/is-surge-protection-actually-needed y bueno me gustaría saber por qué las caídas de voltaje son tan dañinos. La explicación que dio el "condensadores de conseguir por encima de su tensión nominal", Pero que no tiene ningún sentido si la corriente que llega a la fuente de alimentación es menor que la habitual tensión. Lo que le pasa a una fuente de alimentación en una caída de tensión a los daños?

Es allí cualquier tipo de protección incorporado en los modernos sistemas de alimentación para prevenir tales daños? Hay alguna forma para proteger el equipo de las caídas de tensión en otras condiciones de uso de un UPS?

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Brian Ensink Puntos 7579

Una caída de tensión es un voltaje bajo condición, cuando el suministro de corriente cae por debajo del valor nominal de alrededor de un 10% (Nominal significado o 220-240 110-120 en la mayoría de los lugares). Así en los estados unidos una caída de tensión puede ser definido como el voltaje de CA de caer por debajo del 99V. La especificación de Intel para las fuentes de alimentación ATX especifica que las tensiones entre 90 y 135 y 180 y 265 debe permitir la fuente de alimentación correcta operación (sección 3.1), por lo que el suministro de energía seguirá funcionando normalmente incluso cuando una notable caída de tensión se produce.

Algunas personas también incluyen muy breve poder abandonos (bajo 30mS, o acerca de CA 2 ciclos) como las caídas de tensión, como las bombillas incandescentes brevemente, pero visiblemente, dim durante ese tiempo similar a una real baja tensión de condición.

En cualquier caso, Intel define como bajo voltaje de condiciones, y habla de lo que los requisitos de una fuente de alimentación ATX tiene que seguir en tales condiciones, en la sección 3.1.3 de Intel ATX12V fuente de Alimentación Guía de Diseño de

La fuente de alimentación debe contener los circuitos de protección tales que la aplicación de una tensión de entrada por debajo del mínimo especificado en la Sección 3.1, Tabla 1, no deberá causar daños a la fuente de alimentación.

Normalmente, fuentes de alimentación tiene una entrada de la sección compuesta de un montón de interesantes circuitos que, al final del día, proporciona alrededor de 308 VAC a un transformador, que, a continuación, los poderes de la regulación y de circuitos de acondicionamiento. Este circuito realidad constituye la base principal de los circuitos de regulación, y si usted está utilizando menos de la potencia de la fuente de alimentación puede ser capaz de manejar con una importante baja tensión de condiciones, sin caer fuera de la regulación en el lado de salida.

Cuando una caída de tensión se produce, el suministro intentará entregar la corriente nominal de la medida en que puede (basado en la tensión de entrada y corriente) y si no se puede mantener la regulación va a deassert la Power Good señal que va a la placa base. La placa madre es responsable de deasserting la power on señal que va a la fuente, y si lo hace en el tiempo, luego de que el suministro se va a caer todo su salida y se apagará.

Si la placa base no lo hace, el suministro debe abandonar su rieles cuando cae demasiado lejos fuera de la regulación, pero que no está garantizado, y con la baja calidad de los suministros de energía usted puede encontrar sus componentes y la placa base con la recepción de baja tensión de condiciones.

Lo que sucede en ese punto depende de la solidez de los componentes, pero generalmente no es una buena cosa, como los componentes intento para funcionar a la tensión más baja. Tenga en cuenta que la fuente de alimentación siempre suministra un voltaje bajo en el poder por un breve tiempo (dejar que las salidas a 0 no es instantáneo), de manera muy breve subtensión períodos están bien. El problema sólo se produce si la fuente de alimentación se mantiene en un bajo voltaje de estado por un periodo largo de tiempo, la cual sólo puede ocurrir si tanto la fuente de alimentación y la placa base no se dan cuenta del problema, y continúan para tratar de operar.

Tenga en cuenta que la especificación de Intel no es mucho más que una industria de la pauta, y no hay organismos de certificación. Incluso las buenas fuentes de alimentación no está vinculado por cualquier contrato a seguir sus recomendaciones. Mi sección favorita es 3.1.5. He visto a muchas fuentes de alimentación, caro y barato, no cumple con las recomendaciones!

Los efectos específicos difieren dependiendo del componente que se está discutiendo, que en realidad es una discusión aparte.

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user4698 Puntos 26

El PASTEL. P = IE. Potencia = Corriente de los tiempos de Tensión. Así que si el voltaje es menor en una caída de tensión, una fuente de alimentación tiene que tirar más actual de la red para mantener la misma potencia. Así, mientras que la tensión la tensión es de hecho menor durante una caída de tensión, la corriente de la tensión de la fuente de alimentación aumenta para compensar.

Aquí está la respuesta corta: En una caída de tensión, fuentes de alimentación necesita para dibujar más actual para compensar la baja tensión de alimentación, lo cual es muy estresante para los transistores, alambres, diodos, etc. Ellos también se vuelven menos eficientes, lo que les hace sacar aún más actual, lo que agrava el problema.

Aquí está la respuesta larga: la Mayoría de los equipos (si no todos) el uso de fuentes de alimentación conmutadas. Si todos los elementos de la oferta (los transistores, transformadores, condensadores, diodos, etc.) estaban completamente ideal, un suministro podría tener cualquier voltaje de entrada y producir la potencia deseada en el voltaje deseado (siempre que no fue suficiente corriente a la entrada para mantener P=IE).

Pero esos elementos son todos muy lejos de ser ideal, por lo que todos en el mundo real de los suministros de energía están diseñados para operar dentro de un cierto rango, digamos 80 a 240V. Incluso dentro de la gama están diseñados para la eficiencia (el porcentaje de la potencia en la salida de la oferta en comparación con la potencia necesaria a la entrada), tiende a reducirse a medida que la tensión de entrada se hace inferior. Anandtech ha un buen ejemplo gráfico. El eje X es la potencia en la salida de la fuente (la carga) y el eje Y es el de la eficiencia. Así que este suministro es más eficaz en torno a los 300W.

Para un 120V de entrada, se trata de un 85% de eficiencia, por lo que atrae a unos 300W/0.85 = 353W de la pared para obtener 300W en la salida. La "falta" de 53W es disipada en los circuitos de suministro de energía (que es por lo que su Pc tiene fans - es como su fuente de alimentación tiene una 50W bombilla en una pequeña caja y que necesita para obtener el calor). Puesto que P=es decir, podemos calcular la corriente que necesita desde el enchufe de la pared para producir 300W salida de 120V: I = P/E = 353W/120V = 2.9 A. (estoy ignorando el factor de potencia para mantener esta explicación simple.)

Para un 230V entrada, la eficiencia es del 87%, por lo que sólo tira 344W de la pared, lo cual es bueno. Porque la tensión es mucho mayor, el consumo de corriente es mucho menor: 344W/230V = 1.5 A.

Pero en un 90V caídas de tensión condición, la eficiencia es aún peor que en la 120V: 83.5%. Así que ahora la oferta está tirando de 300W/0.835 = 359W de la pared. Y es tirando aún más actual: 359W/90V = 4A!

Ahora que probablemente no estrés esta fuente de alimentación mucho ya que está clasificado en 650W. Así que vamos a echar un rápido vistazo a lo que sucede en 650W. Para 120V, es 82% de eficiencia -> 793W y el 6,6 de la pared. Pero la eficiencia es aún peor en las altas cargas, por lo que para 90V vemos el 78,5% de eficiencia, lo que significa que 828W y 9.2 de Una! Incluso si la eficiencia se alojó en el 78,5%, si la caída de tensión se fue a 80V tendría que tirar de 10.3 A. Que muchos de los actuales; las cosas comienzan a derretirse si ellos no están diseñados para ese tipo de corriente.

Así que por eso las caídas de voltaje son malos para los suministros de energía. Que necesitan para atraer más actual para compensar la baja tensión de alimentación, lo cual es muy estresante para los transistores, alambres, diodos, etc. Ellos también se vuelven menos eficientes, lo que les hace sacar aún más actual, lo que agrava el problema.

Bono ejemplo: he Aquí una breve explicación de por qué las fuentes de alimentación de obtener menos eficiente como el suministro de voltaje disminuye. Todos los componentes electrónicos (transistores, transformadores, incluso las huellas en la placa de circuito impreso) tienen algún tipo de resistencia equivalente. Cuando un transistor de potencia está encendido "on", tiene una "resistencia", digamos 0.05 ohms. Así que cuando 3A de corriente fluye a través de ese transistor, se ve 3A * 0.05 ohms = 0.15 V a través de los electrodos. Que el 0,15 V * 3A = 0.45 W de potencia que se disipa en el que el transistor. Que desperdicio de energía es el calor en el suministro de energía, no de potencia a la carga. Esa es nuestra 300W escenario, 120V escenario.

En el 90V las caídas de tensión de 300W escenario, el transistor tiene el mismo 0.05 ohmios de la resistencia, pero ahora hay 4A de corriente que pasa a través de él, por lo que los descensos 4A * 0.05 ohms = 0.2 V a través de los electrodos. Que 0,2 V * 4A = 0.8 W de potencia que se disipa en el que el transistor. Para cada dispositivo (y hay un montón de ellos) en la fuente de alimentación que tiene en la resistencia/de la caída de voltaje a través de ella se generan más calor (energía desperdiciada) cuando la tensión de alimentación cae. Así que, en general, y dentro de la razón, voltajes más altos darle mayor eficiencia.

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