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值得关注的性能三大标杆之一:能效

中关村在线云南站 2009年04月02日 来源:厂商稿 编辑:云南IT我帮您 玖焕 收藏此页

    由于PC主机部件消耗的是+12V、+5V、+3.3V的低压直流电,均由AC 220V市电电压转换而来。转换必然产生损耗,高能效便成为电源产品的性能重要指标之一。对额定输出达到千瓦的大功率电源来说,效率指标则更为重要。

    在电源产品的转换效率方面,代表转换效率的能效指标(Energy-Efficient )和代表电网效率的功率因数校正(Power Factor Correction)是两个不同的概念,极易混淆。

    反映效率指标的 Energy-Efficient 能效指标,是指电源输出输入功率的比值,通过比值反映电源自身的无用损失功耗。而 Power Factor Correction 则是有效功率与总耗电量(视在功率)间的关系,是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。

    高能效电源的电路设计

    高端国产品牌电源中,定位旗舰级的长城巨龙1250SD 是一台具备1250W额定输出功率的大功率电源,其输出功率能满足目前最耗电的AMD 4870X2 双卡Crossfire交火配置、NVIDIA 的GTX295 SLI双卡配置。

    拥有高效率电路架构的巨龙1250SD,无需双层PCB也能获得额定1250W输出功率的性能。

    效率低的电源则需双层电路来实现高功率输出,如上图右方这台输出功率380W的电源,其内部的两层结构PCB线路板。

    采用智能化控制的PWM脉宽调制振荡激励以及有源主动式PFC是当前所有高功率高能效电源的基本电路特征。

    通过采用CM6800AG 这颗目前业界著名的高性能PFC/PWM 集成电路作为巨龙1250SD之主控核心,可实现在90V至265V的大范围市电输入电压波动范围内稳定可靠工作,并获得高达0.999的功率因数,并且在不同的负载水平下,均能获得超越80%的转换效率。

    400W以上电源须采用主动式PFC方可保能效指标,上图为巨龙1250SD中的有源式PFC电路,特征是一颗工作于20~40KHz高频下的环形磁芯线圈。而无源PFC主要部件为一颗外观类似于工频变压器的铁芯式电感线圈。

    高能效电源的相关标准

    目前国内电源产品在能效方面最权威的两大规范是中国的GB国标规范及美国能源署主导的80PLUS规范。

    在GB14714-200 国标规范中,电源产品的能效方面要求分为1、2、3级产品标准,1、2级产品只要求20%负载下≥65%、50%负载下≥72%,额定负载≥70%。而3级产品则需要20%、50%额定负载下≥80%。

    美国能源署倡导的80PLUS规范 则将20%、50%和100%负载环境下的80%能效为门槛,再细分铜牌、银牌和金牌三档,其指标较目前的GB14714-200国标更为严格,是目前业界较高的技术标准。

    在最近的测试中,长城电源的巨龙1250SD,以50%典型负载输出86.66%,20%负载输出253W转换效率84.81%、100%负载输出1247W下转换效率达到82.68%,平均转换效率为84.75%的能效成绩获得了80PLUS的铜牌认证。

    80PLUS官方公布的通过认证电源产品中,获80PLUS认证的产品仍以400W~500W产品居多。长城电源千瓦级别产品获得80PLUS铜牌认证,将再次奠定在国内高功率电源产品中的领导地位。

    功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,而能效则是电源本身的效率。简而言之,PFC能影响电网的效率却不会影响用户的电费,能效则直接关乎用户的电费开支。

    从技术层面看,达到优秀的PFC值相当容易(只需要加上PFC部分电路),但想获得高效率却需要从电路架构设计、器件选配等基础开始做起,并且随着功率提升,难度也陡然加大。

    选购高功率高能效电源必须抛弃过往只看用料豪华或者电源重量的过时观念,而能效指标除了从电路设计上实现,也必须有专业的认证来验证。

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