Можно ли включать импульсный блок питания без нагрузки

Обновлено: 07.07.2024

Можно ли включать БП без нагрузки на холостом ходу, или он выдет из строя, новые - старые ? говарят что нельзя. Но я сомневаюсь.

Без нагрузки со строя может и не выйдет, но напруги. скорее всего, будет выдавать неправильные. Хотя бы какой-нить веник или сидюк подцепить.
P.S. Хорошие БП без нагрузки и не запустятся.

Один единственный попадался который без нагрузки не включался. Брендовый какой то был. Там защита от отклонений напряжения от номинала хорошая была. Без нагрузки напряжения не в норме, вот он и выключался.

Где то здесь на форуме была фотография, специалным образом изогнутой скрепки, для включения БП без материнки.

В стандарте ATX, не помню какой точно версии, по этому поводу написано примерно следующее: Блок питания ATX при включении без нагрузки имеет право не включатся вобще, но попытка такого включения не должна приводить к выходу его из строя.

Встречалось штуки три инвина 300 на SG6105, которые уходили в защиту без нагрузки. Проверка выходных резисторов и других узлов показала полную исправность всего. Один из этих блоков уже больше года работает у моего друга.

Можно ли включать БП без нагрузки на холостом ходу, или он выдет из строя, новые - старые ? говарят что нельзя. Но я сомневаюсь.

нельзя включать без нагрузки. Другое дело, что в современных БП она предусмотрена в виде нагрузочного резистора внутри БП.

Аццкий ромбовод Я пока не волшебник - я только учусь! :-P

Еще добавлю: сейчас лежат три дешевых БП - без нагрузки показывают идеальные напруги. С нагрузкой один сразу уходит в защиту, у другого выходные напруги плавают, третий вчера принесли - при проверке спалил 2 тестовых GF2 MX (КЗ по GPU)
И вопрос уже давно назрел - может у кого есть схемка прибора для проверки БП под нагрузкой. Пока пользуюсь прибамбасом на автомобильных лампочках, но вижу, что не то, чего хотелось бы.

"Формоза" как-то торговала собственной разработки приблудой для проверки. Активные нагрузки, управление с компа, на него же мониторинг. Если память не изменяет, максимальная мощность полкиловатта, стоило около 100 долларов. Собрана в корпусе от блока питания.

Кстати тоже была идея сделать, но руки не доходили. Насколько я понял основные неисправности, это выход напряжений из диапазона описанного стандартом АТХ под нагрузкой. И самое важное, уровень выходных пульсаций из за высыхания или медленности кондесаторов. И за этих пульсаций шим не может адекватно регулировать выходное напряжение, и также это лишняя нагрузка на детали мб, в основном на конденсаторы и силовые элементы цепей питания на шимах. Отсюда вывод, что нуцна не сложная схема детекта отклонения напряжений с индикаций самого факта отклонения, и схема индикации наличия завышенного уровня пульсаций. у меня была идея сделать такой прибор, но я плохой схемотехник в разработке. Может професионалы находящиеся здесь помогут накидать такую схему. Предлагаю создать ветку "Тестер БП".

Где-то, мы это обсуждали, даже схема тестера БП была, и мы её ругали.
Я по ссылке схему скачал, куда положить.
Схема есть, а где обсуждали, непомню!!
Михаил.

зы.
Я взял 25Вт резисторы, вырезал разъём с платы и к нему на все питания повесил где
резисторы, а где лампочки. На -5, -12 и 5 дежурки - лампочки 6.3вх0.35А.
На +5в где-то 0.5 Ом на ток около 10А.
На +12в ,на ток - 3-6А
На +3.3В, на ток 6-10А.
Хватает на все случаи.

Причем не столько для себя, сколько для клиентов. Можно оказывать услугу- тестирование компьютерных БП. При клиенте запустил програмку на компьютере, подключил его БП к жутко выглядящему тестеру, пара минут и клиенту печатается график с реальными характеристиками его БП. Клиент видит что он купил, а я доволен что поднял свой рейтинг в его глазах, да и заработал немного на этом тесте.

импульсные БП без нагрузки

Правда ли что импульсные БП нельзя включать без нагрузки? А почему? У них же выходное напряжение стабилизируется, т.е. не может резко вырасти и всё спалить?

Смотря как управлять. Представь, что ты не можешь гасануть полностью импульсы и у твоего ШИМа есть какая-то минимальная ширина импульса, меньше ты её сделать не можешь, пропустить импульс тоже не можешь. Вот ты накачиваешь на выход энергию, накачиваешь, а её оттуда никто не забирает. Да, ШИМ увидит, что напруга больше заданной и сделает ширину импульсов минимально возможной, но импульсы всё равно будут. Такому БП без нагрузки очень быстро придёт кирдык. Но такое было только у древних микрух.

Следующее поколение - это те же 34063, Она транзистор открывает только когда напруга меньше заданной и потом отрубает, когда начинается разряд времязадающего кондёра (собственно, важно не это, а то, что если напруга меньше заданной не упала - она может транзистор и вообще не открывать - пропускать циклы). Но при старте напруга сразу меньше заданной и первые импульсы, которые кондёр выходной заряжают, получаются максимально возможной ширины (в это время единственное, что может сократить импульс - это схема ограничения тока) и накачать она в этот момент может бо'льшую напругу, чем надо. Регулирование происходит по обратной связи, мы же не можем заранее предсказать, сколько энергии заберут с выхода. Вот это поколение микрух впуливает на выход при старте максимум, а потом смотрит - опа, много, в следующий раз начинает впуливать поменьше.

А современные микросхемы всё умеют и мягкий старт и загасить импульсы, когда они не нужны (то есть минимальная ширина импульсов у них получается ноль). Так что современные БП можно как угодно включать, хоть с нагрузкой, хоть без нагрузки. Мягкий старт - это когда не впуливают на выход сразу максимум, а прибавляют по чуть чуть. Дали чуток, смотрят - мало, дали в следующем цикле побольше, мало - дали ещё побольше и так пока не будет в самый раз или пока не кончится стартовое время (или не отработается стартовое количество импульсов). Они короче плавно напругу на выходе поднимают.

А я где-то читал, что импульсные БП делятся на прямоходовые, и обратноходовые. Однотактные и двухтактные. Вот там писали, что то ли у прямоходовых, то ли у обратноходовых, при работе на холостом ходу на обмотке трансформатора возникают большие выбросы напряжения, из-за которых что-то сгорает.

В соответствии с (7) и (9), поддержку режима легкой нагрузки можно обеспечить путем уменьшения среднего значения магнитного потока Ф_СР, желательно без изменения t₁ и, соответственно, ΔФ. Согласно (5), переменная составляющая ΔФ определяется с учетом знака магнитного потока, поэтому, если принять Ф_НАЧ = –Ф_КОН, то, по формуле (8), получим Ф_СР = 0 при произвольных значениях Ф_НАЧ, Ф_КОН.

Что нам это дает? Переменная составляющая магнитного потока ΔФ зависит от соотношения напряжений на входе и выходе преобразователя; от U_ВХ/U_ВЫХ, согласно (9), зависит t₁, а от него, согласно (4), ΔФ. Поэтому ΔФ во время работы преобразователя фактически определяется контуром стабилизации напряжения. Если при 100% мощности преобразователь работает в безразрывном режиме (Ф_НАЧ > 0), то по мере уменьшения тока нагрузки значения Ф_НАЧ и Ф_КОН уменьшаются на одинаковую величину без изменения ΔФ. Эти процессы происходят до тех пор, пока Ф_НАЧ не достигнет нулевого значения (Рисунок 6). С этого момента преобразователь переходит в режим легкой нагрузки, и его дальнейшая работа уже зависит от элементной базы силовой части.

Рисунок 6.

Магнитный поток дросселя при уменьшении
тока нагрузки.

Если ключ S2 сделан на основе неуправляемого полупроводникового диода, то преобразователь перейдет в разрывный режим, при котором ΔФ и Ф_СР уменьшаются одновременно за счет уменьшения t₁. Но если ключи S1 и S2 способны пропускать ток в обоих направлениях, например, при реализации их на основе MOSFET, то преобразователь перейдет в режим принудительной непрерывной проводимости, при котором знаки Ф_НАЧ и Ф_КОН будут отличаться. В этом режиме переменная составляющая ΔФ не изменяется, а уменьшение преобразуемой мощности происходит только за счет уменьшения Ф_СР.

Рисунок 7.

Работа преобразователя в режиме холостого хода.

Дальнейшее уменьшение тока нагрузки приведет к еще большему смещению магнитного потока дросселя в отрицательную область. При полном отключении нагрузки преобразователь перейдет в режим холостого хода, особенностью которого является соблюдение равенства Ф_НАЧ = –Ф_КОН. В этом режиме между конденсаторами С1 и С2 происходит обмен энергией величиной W_ХХ (Рисунок 7):

При замыкании ключа S1 энергия W_ХХ из дросселя L1 вначале передается в конденсатор С1 до тех пор, пока магнитный поток не достигнет нулевого значения, и дроссель L1 не разрядится. После этого под действием напряжения на конденсаторе С1 энергия снова начнет поступать в дроссель, но уже при другой полярности магнитного потока. К моменту размыкания ключа S1 в дросселе L1 будет содержаться W_ХХ энергии, которая после коммутации ключей S1 и S2 начнет передаваться в конденсатор С2. В середине второго этапа преобразования, после полного разряда дросселя, под действием напряжения на конденсаторе С2 магнитный поток снова изменит знак, и дроссель начнет потреблять энергию из конденсатора С2.

Очевидным достоинством принудительной непрерывной проводимости при легкой нагрузке является полная управляемость преобразователя. В этом режиме длительности t₁ и t₂ не зависят от тока нагрузки, что обеспечивает максимально эффективную регулировку выходного напряжения, в отличие от разрывного режима и режима пропуска импульсов. К недостаткам следует отнести повышенные потери из-за вынужденного преобразования энергии W_ХХ, что для некоторых приложений может быть серьезной проблемой.

Режим принудительной непрерывной проводимости возможен только в случаях, когда ключи S1 и S2 обеспечивают протекание тока в обоих направлениях, ведь при переменном магнитном потоке, в соответствии с законом полного тока, ток в обмотках также будет переменным. Для рассматриваемого обратноходового преобразователя, в котором ток всегда протекает только по одной обмотке, связь токов I₁ и I₂ обмоток W₁ и W₂ с магнитным потоком F будет определяться формулами:

Из доступной элементной базы пропускать ток в обоих направлениях могут только MOSFET, поэтому режим принудительной непрерывной проводимости возможен лишь в синхронных преобразователях на основе этого типа полупроводниковых приборов (Рисунок 8). Если хоть один из ключей S1 и S2 выполнен на основе биполярных транзисторов, IGBT, диодов или других элементов, в которых ток может протекать только в одном направлении, для реализации режима принудительной непрерывной проводимости необходимо принимать дополнительные меры.

Рисунок 8.

Синхронный и несинхронный преобразователи.

Также становится очевидной и роль конденсаторов С1 и С2, которые выступают не только в качестве фильтров, но еще и в качестве накопителей энергии, принципиально необходимых для работы при легкой нагрузке.

Режим рекуперации

А что произойдет, если среднее значение магнитного потока дросселя Ф_СР будет иметь знак, противоположный ΔФ, например, если Ф_НАЧ < 0 и Ф_КОН < 0, при соблюдении условия Ф_НАЧ < Ф_КОН? В этом случае, согласно (7), W_ИМП < 0, и энергия через преобразователь пойдет в обратном направлении – с выхода на вход (Рисунок 9).

Рисунок 9.

Режим рекуперации.

Когда такой режим необходим? Например, если вход преобразователя подключен к системной питающей шине, а выход – к аккумуляторной батарее, содержащей аварийный запас энергии (Рисунок 10). В нормальном режиме система питается от основного источника, а преобразователь выполняет функцию зарядного устройства, при этом энергия передается с входа на выход преобразователя, что соответствует режиму передачи. Если аккумулятор заряжен, то энергия никуда не передается, и преобразователь работает в режиме холостого хода. При аварии основного источника энергия из аккумулятора через преобразователь, работающий в режиме рекуперации, поступает на шину питания, обеспечивая питанием нагрузку.

Рисунок 10.

Пример работы преобразователя в трех режимах.

Необходимо отметить, что переход из одного режима в другой происходит автоматически, без какого-либо участия со стороны контроллера, основной задачей которого в этом случае является только поддержание нужного соотношения t₁/t₂ так, чтобы, согласно (9), обеспечить или требуемое значение U_ВХ/U_ВЫХ, или требуемый ток нагрузки.

Заключение

Для того чтобы режим легкой нагрузки не создавал проблем, магнитный поток дросселя должен иметь возможность изменять свою полярность. Если это условие не выполняется, то чем «легче» нагрузка, тем сложнее обеспечить стабильное напряжение на выходе, поскольку при однополярном магнитном потоке дросселя импульсный преобразователь без нагрузки работать не может в принципе.

При DC/DC преобразовании это проще всего обеспечить при помощи синхронных преобразователей на основе MOSFET. Также это автоматически выполняется в AC/AC преобразователях, поскольку в них протекание переменного тока через силовые ключи, впрочем, как и работа на реактивную нагрузку, является обязательным условием. В остальных случаях необходимо внимательно прорабатывать режим легкой нагрузки, для обеспечения требуемых точности, надежности, КПД и прочих характеристик преобразователя.