
三年前也就是06年初,Ronliang在水木社区发表了关于PC电源的第一篇综述性文章《闲谈2005年的计算机电源》,很早地介绍了关于PC电源在输出规格、节能静音等方面的概念和发展趋势,并很早地提到了80Plus规范。
当时这篇文章只是小范围地传播开来,有很多未尽之处,也有很多在今天看来认识不足的地方。一年多前即07年底,Ronliang发表了他在电源方面最重量级的作品,即PC电源系列三部曲,分为FAQs与展开来说电源、厂商及品牌篇(内地部分)、厂商及品牌篇(台厂及国际品牌),对当时PC电源的各种关键概念进行了透彻的澄清,并对比较知名的国内、国际生产厂商和品牌做了介绍。
这三篇文章旋即被转载到无数国内论坛,在多个论坛成为精华,并且时不时地还会被人掐头去尾当成自己的原创去申精:P。
相信作为国内玩家的你对于许多厂商以及海盗船这类新品牌的认识就是源于这篇文章的,不管你是否意识到,过去的一年里你读过他的文章。整个2008年,国际和国内的电源市场都发生了巨变,一年前尚未进入内地的品牌已经在抢滩内地市场,一两年前的老产品正在被一批新产品接替。回首一年前的文章,顿觉沧海桑田、天翻地覆。
08年底,已经毕业步入职场的Ronliang用入职前的最后一点空闲完成了2.0版的PC电源介绍,对这一年来发生变化的内容进行了更新,对一年前只是简单提及的内容做了全面且详尽的分析。不管是你是老读者还是新读者,相信这篇文章都会给你带来前所未有的感受,让你对电源的认识迈上一个新的台阶。
你是否对“2.31版”、“80Plus银牌”、“单路12V”、“主动PFC”之类的名词一头雾水?
你是否还在犹豫大瓦数是否更费电、要不要选大风车和模组化接线?
你是否面对“海盗船”、“OCZ”这样的新面孔不知底细?
你是否看到论坛上玩家们高谈阔论“益衡”、“侨威”而不知其来龙去脉?
你是否觉得“这个电源看上去很好,可是我根本不知道它好在哪里”?
你是否觉得,自己在网站上论坛上看过许多电源方面的知识,可是它们之间相互矛盾,含糊不清,不知道该听谁的?
亲爱的玩家,这篇文章就是为你而写的。
| 现在连看很多的电源官方广告都在宣称主动PFC,转换效率更高(满载时高达99%),更省电。实际上学电的人都知道,在交流电中功率因数校正电路 (PFC)跟电源的转换效率并没有关系。 功率因数是有功功率和视在功率的比值。电源的功率因数越接近1,那么在电源的输入电源线上的无谓的电流流动就越小。而体现在家里的电表上也只是这一点点的完全可以忽略的区别。 那么现在有人说主动PFC电源更费电是怎么回事呢? 主动PFC的实现需要专门的主动PFC控制电路,这个控制电路本身是要消耗电能的,输入功率越低、输入 电压越低,就越低效。而被动PFC仅仅是串接了一个大电感,损耗相对主动PFC来说要小一些。 单讲PFC这个环节,主动PFC确实是更费电,也没有被动 PFC可靠。但是如果看整个电源,带有主动PFC往往档次更高、更先进,实际的整体上的转换效率在统计意义上更高,也更加环保,而且主动PFC的产品还均 具有宽幅电压自动适应的特性。 结论是什么呢?考虑效率的话,不用关心是主动PFC还是被动PF |
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对于那些12V多于2路的电源,因为没有标准来约束,分配完全取决于厂家自己。大部分厂商的产品文档在12V的分路方法上语焉不详。而且有的时候即使是统 同一型号的电源,版本和版本之间就会不一样。要确定这个还是要依实际到手的产品而定。每路12V在线材颜色上是有变化的,可以依此来确定。
*对于EPS12V标准的工作站/服务器电源产品,会有更多另外的EPS12V标准的约束。
对一般用户来说,电源的铭牌上有用的信息主要是电源的额定功率,电源版本和电源的输出能力的表格。
对于电源来说功率一般有额定功率和峰值功率两个指标,额定功率是指电源在一定温度下长时间持续输出的最大功率。峰值功率是指电源短时间内(例如17秒)可以输出的最大功率。电源的标准可以说相当的丰富,有厂商自己定义的标准,也有一些业界统一的标准。我们最常见的电源标准是由Intel领导制订的ATX 12V标准。详细制订了电源的功率输出,效率,信号时序,噪音,接头,铭牌/标签等要求。其中尺寸、固定螺钉位置等细节承接早期IBM的PS2的内部标准 而来,因此现在ATX规格的电源有的时候也被称作PS2尺寸的电源。现在最新的ATX12V是2.31版。分别就不同时期的硬件发展做出修订。细节上的更 改非常多。详细的变化可以查阅Intel标准文档的Changelog,主要说来
1.3标准开始引入cpu辅助4pin接口;电源的额定输出功率的标准是,电源可以在一定的环境温度下,可以持续的(24*7)输出一定功率,并且输出电压、纹波等指标满足标准,转换效率没有暴 跌,MTBF数值也满足一定的水准。更深入一点说,是电源内部不存在温度失控的点,所有器件均能保持合理的工作温度。这些标准任何一点满足不了,我们就可 以认为,这个电源存在某种程度的虚标。 右图是Intel的ATX12V标准对300W电源的交叉负载能力(Cross Loading)的要求的演进,对应的封闭框框起来的范围就是要求满足该规范的电源必须能够正常输出的功率组合。 |
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电源的转换效率是指直流输出的功率与交流输入的功率(有功功率)之比。这是一款电源省电与否的标志。效率越高不但越省电,而且发热越低,对电源的静音和稳定性都有好处。近些年PC电源的技术进步,相当一部分体现在效率的提高上(具体的技术这里暂时省略)。 电源的效率受实际的负载的影响最大,其次受温度和输入电压也有一定的影响。一般来说,温度升高,效率会略有降低;对于主动PFC的电源,输入电压升 高,效率也会提高。电源的效率相对负载的变化情况比较复杂,按照ATX12V 2.3中的测试条件,电源一般在典型负载(50%)左右达到最大效率。当然,还是有些特殊的电源的。比如有的电源满载的效率不比典型负载的时候差,有的电 源有着比一般电源更出色的轻载性能。上图给出了两个80PLUS铜牌产品的电源的效率随输出功率而变化的曲线。 曾经有一个说法,就是高效率的电源内部会相对比较空,过多的元件不宜于效率的提升。典型的例子就是FSP的GreenPower,Seasonic 的电源内部也较空。实际上这是不对的。GreenPower元件少主要的考虑是欧洲的WEEE法案,元件少的产品要付的资源回收费用也就小。而现在服务器 工作站级的产品也都在普及能源之星4.0的标准,符合80plus的服务器产品也越来越多了。OCZ的FSP OEM的ProXstream 1000W (已停产)就是个80plus的双层PCB的电源,类似的例子还有Dell的XPS 7系列的750W/1000W产品,也都是80plus认证的双层PCB的电源。台达电子宣称,在2010年将量产”90plus”的产品,也同样会应用 在服务器电源产品领域。 |
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| 随着时间的推移,国际上环保节能标准也在逐步提高。2007年下半年,Google和Intel牵头建立起更进一步的CSCI(Climate Savers Computing Initiative)组织,旨在使2010年,降低计算机产品50%的能源消耗,同80plus协作,制定出金、银、铜牌三个进一步的标准,并在未来的 几年内逐渐推广。新的标准和推广进度如下表所示: | |||
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电源的噪音大部分是风扇,再就是里面元件(主要是电感)的震动噪音。后者基本上可以认为是电路设计、选择的元件质量的问题和生产过程中加固胶的工艺等问题 引起的电源内部线圈的振动。这种线圈(电源输入端的EMI、PFC线圈以及输出侧的线圈)的振动,有的时候轻微,例如不少机器候随鼠标拖动网页滚动条而变 化的“电流声”;有的时候就会很大,例如和一些显卡的供电电路在一定的负载条件下谐振而发出的啸叫,这种声音的成因比较复杂,这里无法详细展开,主要讨论 电源的风扇转动发出的声音。 电源的噪音和高性能是一对矛盾体。风扇转速高,散热好,性能和稳定性就会提升,而噪音就会大。如果为了噪音,降低风扇转速的话就要牺牲性能和稳定性。解决 这两个矛盾的办法就是提高电源的效率,以此来降低发热。因此现在在静音方面走在前列的厂商,基本上在效率上也走在前列。 静音的另一个要求是功耗,以现在的水平,除非是全无扇电源,在满载的时候是不会安静的。所以一般打造静音系统的时候,总功耗不能高,而且不宜超过电源的典型负载(50%)太远。 |
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| PC用电源是多路输出的AC-DC开关电源。而各组输出按标准要求分别采用了不同颜色的导线。例如5V输出用的是红线,3.3V桔黄色,黑线是地线,各路 12V稍有区别,但都是黄色或者黄色和其他颜色的搭配。用下图给出了24针主板电源接口的示意图。一般来说判断电源是否挂掉了的短接绿线和黑线,实际上就 是通过PS_ON给电源一个开机的信号。其他的电源接口,4pin(2*2)、6pin和8pin是一侧地线一侧12V;4pin的D口和软驱供电都是一 根12V一根5V两根地线;而SATA供电接口则是12V/5V/3.3V各一根外加两根地线。 电源的接口丰富不丰富也是个衡量零售电源的标准。丰富的接口可以免去转接的麻烦。包了蛇皮网的电源线也更利于机箱内的空间整理。当前流行的模组接线方式因 为可以自由管理插线也很受玩家们的喜欢。其实电源的接线也能看出一个电源的品质的。例如电线两端是不是带有EMI的磁环;例如线的插头的镀金(例如 Delta的铍铜材质也很先进);例如所用电线的粗细AWG18甚至更粗的电线;例如带不带足够的8pin和6pin接口等等。虽是细节但也体现问题。比 如高端显卡用的PCI-E的6pin/8pin电源接口,传输功率大,要求就要高。如果电源本身不带足够的接口,需要转接,如果转接的线材不够精细、正规 的话,也很容易出问题... |
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现在国内很多厂商在炒作这个概念,例如“待机功耗低于0.7W”。那么这个待机功耗是指什么呢?
首先实际上待机功耗应该是一个整机的概念,而不是电源的概念。整机一接上电源,电源的5Vsb待机电路就开始工作,主板等设备就要从5Vsb取电, 虽然很少。电源自身的APFC、控制电路等部分也会有或多或少的功耗消耗。对整机来说,有两个功耗。一个是standby level的功耗。也是off mode。对应于ACPI电源管理中的S4或者S5(也就是一般说的休眠)。或者是关机的功耗。数值上应该是一致的。只要电源跟市电不彻底断开,就会产生 耗电。
另外还有一个sleep mode的功耗,对应电源管理的S3状态。也就是我们一般说的待机。这个功耗数值比前一个S4/S5状态下的要大...内地篇
现在中关村市场上售出的大多数的电源,都是额定功率300W以及以下的产品。这也是国内众多品牌最集中的区间。拼得最厉害的方面是价格,同档次的电源,比对手卖便宜20-30就有很大的优势。因此这个档次的电源对生产成本很敏感。现在因为国内的通货膨胀,因为国际铜等金属价格的飞涨(最近倒是降下来了),再就是人力成本也在上升,电源在总体的成本上不比往年低,但不是所有消费者都意识到电源的成本在涨,花两百多买一个行货电源一点都不算奢侈。一般消费者对电源的要求无是两点:电源够用,能带得起机器来;再就是电源不怎么吵。在此基础上越便宜越好,买机箱的时候“原配”的就再“合适”不过了。至于电源符合不符合规范标准的要求,输出水平到底怎样,会不会成为其他配件的“杀手”,消费者并不那么关心。本来也是,即使是不合格的电源,大部分情况下也只是慢性的危害。比如保护不好的电源也不是一定会烧主板或者自燃。输出不稳定的电源也不会一下子把硬盘搞挂。即使是很不合格的电源产品,在一般用户环境中也不会一定就引发多了不得的问题。
因此,国内这些电源厂商同质化的倾向很严重。打开那些大厂的电源看内部,每个都有自己鲜明的特色。而在国内厂商的这些产品则几乎千篇一律。什么航嘉长城金和田大水牛的,老一点的小功率型号基本都差不多。电源的好坏基本上比得不是哪个厂商技术好,而是比谁更厚道一点,或者谁更善于做渠道,更会忽悠消费者。
再就是缩水成风,不合格产品多。某国内媒体曾经做过一个横向评测,结果300W以下的电源实在是惨不忍睹,不合格的作假的。纸糊的PFC,和完全没接入电路的PFC;容量小得多的电容等等。有些大厂的产品也都不能免俗。控制成本是对的,但控制得太厉害了也就没法保证品质了。反正选择这个档次产品的消费者也没有期待太多?
再就是小动作不断。习惯于按峰值功率定名或者定型号。国内的航嘉长城带头玩这种把戏。把瓦数忽悠大了就好卖高价了,利益的核心所在啊
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