Bộ nguồn (PSU) là một thành phần quan trọng của hệ thống máy tính. Kỹ thuật công nghệ ngày càng cao, các linh kiện trong máy tính không ngừng được cải tiến cho nên tiêu chuẩn kỹ thuật của PSU cũng được phát triển liên tục. Chính vì thế, các phương pháp thử nghiệm cũng phải được thường xuyên cập nhật để phù hợp với các tiêu chuẩn đó. Tuy nhiên, để đánh giá chính xác hết được các tiêu chuẩn kỹ thuật của PSU hiện nay thì chúng ta cần có một số thiết bị đo chỉ được trang bị trong các nhà máy hay phòng thí nghiệm điện vì chúng có giá rất cao. Với tiêu chí là làm sao chúng tôi có thể kiểm tra và đưa ra được các kết quả thiết thực nhất, chúng tôi đã đầu tư các trang thiết bị đo đạt cơ bản cộng với các công thức tính toán mà chúng tôi cho là thích hợp nhất với thị trường Việt Nam để giúp người tiêu dùng có thể so sánh, đánh giá và tự chọn cho mình được một sản phẩm PSU đúng nhu cầu sử dụng với chi phí hợp lý nhất.
Cách thử nghiệm PSU của chúng tôi sẽ được nâng cao với chất lượng tốt hơn nữa khi có các trang thiết bị mới để phù hợp với sự thay đổi của các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan tới PSU. Do vậy, thông tin về cách thử nghiệm PSU luôn được cập nhật ở trang này.
A. CÁCH THỬ NGHIỆM BỘ NGUỒN
Sử dụng thiết bị đo:
Có nhiều phương pháp để kiểm tra các thông số kỹ thuật cơ bản của bộ nguồn. Cách tốt nhất để kiểm tra là sử dụng các trang thiết bị đo chuyên dùng, do vậy chúng tôi đã đầu tư một cách nghiêm túc một số trang thiết bị đo để thực hiện được việc kiểm tra và đánh giá PSU nhằm khẳng định mình là một trang thông tin chuyên nghiệp. Chúng tôi xây dựng phòng kiểm tra PSU với các trang thiết bị đo từ các hãng nổi tiếng như ITECH, HIOKI, FLUKE, KIKUSUI, HP,… với các trang thiết bị này, chúng tôi thực hiện các phép thử một cách dễ dàng, chính xác và kiểm soát tốt việc cung cấp năng lượng mà không thể đạt được bằng cách chỉ sử dụng cấu hình có sẵn của một PC. Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu một số thiết bị hiện có và cách thức mà các thiết bị đó tham gia vào quá trình thử nghiệm PSU.
HIOKI AC/DC POWER HiTESTER 3334 – Power Meter
Hioki 3334 là thiết bị đo các thông số công suất và điện áp AC cung cấp cho PSU. Nó cho ra các số đo như: điện áp, dòng điện, công suất hiệu dụng (W), công suất biểu kiến (AV), hệ số công suất (PF) với độ chính xác lên tới 0.2%. Và với khả năng đo trực tiếp tối đa lên tới 30A tương đương với 6600W ở điện áp 220VAC, nó cho phép chúng tôi không những có thể thử nghiệm được các PSU có công suất lớn tới 2000W mà còn có thể đo thử các thiết bị tiêu thụ điện khác như các thiết bị điện gia dụng hay nhiều thiết bị sử dụng cùng lúc.
HIOKI AC/DC POWER HiTESTER 3334 – Power Meter
ITECH IT8702 Programmable DC Electronic Load
Để kiểm tra khả năng cung cấp công suất của một PSU, chúng tôi dùng 2 hệ thống tải giả ITECH IT8702 Programmable DC Electronic Load với 8 module IT8712, mỗi module IT8712 cho phép tải tối đa 300W, tổng công suất của cả hệ thống tải DC mà chúng tôi có là 2400W. Độ chính xác của các kết quả đo mà hệ thống ITECH IT8702 cung cấp rất cao, với giá trị hiển thị đọc được từ 0.0001mV ~ 80VDC hay từ 0.0001mA ~ 60A với độ chính xác đạt 0.05%. Điều chỉnh dòng điện tải tuyến tính trên mỗi bước với giá trị thấp nhất là 1mA, do vậy chúng tôi dễ dàng kiểm soát dòng tải tới 4 số lẽ một cách chính xác.
ITECH IT8702 Programmable DC Electronic Load
Ngoài tính năng đo các giá trị công suất, hệ thống tải giả DC ITECH IT8702 còn có các tính năng khác giúp chúng tôi kiểm tra được chế độ bảo vệ của PSU như: quá dòng, quá tải hay chạm tải, đồng thời nó còn có thể mô phỏng sự hoạt động của một tải thực với các dòng điện tăng giảm liên tục trong các khoảng thời gian khác nhau nhằm kiểm tra tính ổn định của PSU giống với điều kiện hoạt động thực tế.
ITECH IT8702 Programmable DC Electronic Load
Có 8 module riêng biệt nên chúng tôi có thể kiểm tra được công suất của từng đường điện áp trên PSU một cách linh hoạt, nhất là với các PSU có nhiều đường 12V. 3 module được tách riêng để kiểm tra các đường điện áp 5VSB, 3.3V và 5V với dòng tải tối đa tương ứng cho mỗi đường là 300W/60A. Còn lại 5 module dành riêng thử nghiệm 5 đường 12V với dòng tải tối đa cho từng đường là 25A/300W. Đối với các PSU có số đường điện 12V nhiều hơn 5, chúng tôi áp dụng phương pháp thử nghiệm như PSU có 1 đường 12V, các đường điện 12V của PSU sẽ được nối lại với nhau thành 1 đường duy nhất, tương ứng như vậy trên DC Electronic Load các module cũng sẽ được nối chung lại với nhau cho tổng dòng tải đạt 125A/1500W. Đường -12V do có giá trị công suất thấp và không quan trọng trong PSU nên việc đầu tư một module riêng là không cần thiết, bằng một tải giả tự thiết kế theo nguyên tắc ổn dòng (CC) với dòng tải tối đa đạt 2A/24W là đủ để kiểm tra đường -12V này.
FLUKE 289 Digital Multimeter
Là đồng đo hiện số cầm tay đa năng, Fluke 289 DMM có độ chính xác DC đạt 0,025% nên được chúng tôi sử dụng như một công cụ kiểm tra điện áp so sánh song song với điện áp mà tải giả đo được và các đường điện hay điểm đo khác trong PSU mà chúng tôi muốn thể hiện thông tin trong các bài viết đánh giá.
FLUKE 289 Digital Multimeter
CENTER 309 Datalogger Thermometer
Là đồng hồ đo nhiệt độ 4 kênh dùng để theo dõi nhiệt độ hoạt động của PSU với sai số chỉ 0.5% trong dải đo từ -2000C tới 13700C, không những vậy nó còn giúp dễ dàng theo dõi nhiệt độ tăng giảm một cách liên tục nhờ tính năng vẽ đồ thị thông qua phần mềm trên PC.
CENTER 309 Datalogger Thermometer
TACHOMETER DT2236B
Là thiết bị đo tốc độ vòng quay dạng không tiếp xúc với cảm biến bằng laser. Sử dụng đo tốc độ vòng quay của quạt với đơn vị tính bằng RPM (vòng/phút), thiết bị này giúp chúng tôi có thể đánh giá được PSU có mạch điều khiển quạt thông minh (smart fan) hay không, tốc độ quạt thấp nhất và cao nhất.
TACHOMETER DT2236B
KIKUSUI TOS 5050
Lưới điện hạ thế sử dụng trong gia đình tại Việt Nam không sử dụng dây tiếp đất nên việc rò rỉ điện ra ngoài vỏ thiết bị sẽ rất nguy hiểm cho người sử dụng, nhất là với thiết kế đặc thù của PSU với các tụ triệt nhiễu điện được nối từ đường mass với lưới điện AC, các tụ điện này nếu có chất lượng kém sẽ cho dòng rò khá lớn có thể gây giật. Do đó việc thử độ cách điện của PSU trước khi kiểm tra các thông số khác là cần thiết. Chúng tôi sử dụng thiết bị thử độ an toàn điện với phương pháp thử Hipot của KIKUSUI model TOS 5050, thiết bị này có khả năng cung cấp một điện áp cao thế tới 5KV với dòng điện tối đa 110mA tương thích với các tiêu chuẩn an toàn điện JIS, UL, CSA, BS và các tiêu chuẩn khác.
KIKUSUI TOS 5050
Các công cụ hỗ trợ:
Plug-in-board
Một công cụ do chúng tôi tự thiết kế, giúp chúng tôi kết nối PSU với tải ITECH IT8702 DC Electronic Load. Plug-in-board này được thiết kế với khả năng kết nối được 6 đường 12V riêng biệt, trên đó còn tích hợp thêm mạch ổn dòng điều chỉnh được để kiểm tra riêng công suất đường -12V, các điểm đo dành cho máy hiện sóng (Oscilloscope) có các tụ lọc 0.1uF và 10uF theo đúng tiêu chuẩn Advanced Technology Extended (ATX) cho kết quả đo các gợn nhiễu trên đường DC một cách chính xác nhất, ngoài ra nó còn có một số đầu kết nối với tủ nhiệt nhằm điều khiển đồng bộ và thử nghiệm được tính năng bảo vệ quá áp.
Plug-in-board
Số lượng đầu kết nối trên Plus-in-board có 12 đầu cắm EPS12V, 12 đầu cắm PCI-E 8 pin, 24 đầu cắm IDE, 24 đầu cắm nguồn cho SATA và 1 đầu ATX12V 24 pin. Tại sao phải cần nhiều đầu cắm như vậy? Chúng tôi dùng nhiều đầu cắm như vậy là để có thể cắm hết số đầu cắm có trên PSU, nhờ vậy nên các số đo về điện áp của chúng tôi sẽ chính xác hơn, chia đều dòng tải cho tất cả các cáp điện, giảm tối đa hiện tượng sụt áp do điện trở tiếp xúc tại các chân cắm khi dòng tải lớn.
Variac – Variable AC Transformer
Biến áp điều chỉnh được điện áp AC ra cung cấp cho PSU, giúp chúng tôi khống chế điện áp cho PSU trong một dãi từ 0V đến 250VAC. Variac còn giúp mô phỏng được điện áp đầu vào thay đổi trong khi thử nghiệm nhằm đánh giá được chất lượng của mạch PFC trong PSU, sự thay đổi này sẽ được Power Meter ghi nhận lại ngay sau đó qua việc thể hiện các giá trị Volt, Watts và PF, từ đó cho thấy khả năng điều chỉnh hệ số PF của mạch PFC trong PSU hoạt động như thế nào ở các mức điện áp AC được cung cấp. Tương ứng như vậy với hiệu suất hoạt động của PSU khi điện áp AC vào thay đổi.
Variac – Variable AC Transformer
Tủ nhiệt
Cũng lại là một công cụ do chúng tôi tự thiết kế. Tủ nhiệt tạo ra một môi trường nhiệt độ giống với môi trường hoạt động thực tế của PSU ở trong thùng máy, nhiệt độ này thường được chọn ở khoảng 450C. Để điều khiển và ổn định nhiệt độ trong tủ nhiệt chúng tôi dùng 2 bộ điều khiển nhiệt độ cao cấp của hãng Omron model E5CN để điều khiển các thanh nhiệt trở với cơ chế vận hành thật đơn giản, không khí sẽ được làm nóng lên khi đi qua các thanh nhiệt này, bộ điều khiển nhiệt độ sẽ đo nhiệt độ không khí trước khi vào PSU và tắt/mở thanh nhiệt để cố định nhiệt độ không khí ở mức mà chúng tôi mong muốn.
Không những vậy, với tủ nhiệt chúng tôi còn có thể kiểm tra được tính năng bảo vệ quá nhiệt của PSU khi nâng mức nhiệt độ không khí lên trên 600C. Nhằm tiết kiệm không gian làm việc, phía trước bản điều khiển của tủ nhiệt còn được thiết kế thêm một bộ nguồn ổn áp DC điều chỉnh được từ 1.2V tới 20V, nguồn ổn áp này dùng để kiểm tra tính năng bảo vệ quá áp.
Ampe kềm
Ampe kềm
Công cụ đo dòng điện AC/DC gián tiếp.
HP 4263A LCR Meter
Là một thiết bị không tham giai vào quá trình kiểm tra công suất của PSU nhưng nó giúp chúng tôi đánh giá được chất lượng linh kiện của PSU ở các bài viết đánh giá mang tính chuyên sâu về điện tử. HP 4263A LCR Meter là một thiết bị đo chuyên dùng các giá trị của cuộn cảm (L), tụ điện (C), điện trở (R) và biến áp với độ chính xác cao. Đặt biệt nó có tính năng đo hệ số phẩm chất của tụ điện khá hữu dụng.
HP 4263A LCR Meter
