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第一:為何菜鳥(niǎo)攢機(jī)頻繁受挫
隨著電源市場(chǎng)新品新技術(shù)的不斷增加,各種各樣的品牌與型號(hào)充斥著全世界每一家電腦城。一時(shí)間消費(fèi)者選擇的范圍大了,但是弄虛作假的也多了。所以消費(fèi)者如何去選購(gòu)一款優(yōu)質(zhì)的或者說(shuō)適合自己的產(chǎn)品就尤為重要了。
根據(jù)筆者的調(diào)查,有較多的用戶對(duì)電源測(cè)試文章中的一些數(shù)據(jù)、項(xiàng)目都不了解。所以選購(gòu)電源的時(shí)候自然會(huì)發(fā)暈,但是當(dāng)大家看懂電源測(cè)試項(xiàng)目了以后就會(huì)對(duì)選購(gòu)電源有一個(gè)相對(duì)清晰的脈絡(luò)了。
為什么說(shuō)菜鳥(niǎo)必看,因?yàn)楫?dāng)別人向你推薦一款電源的時(shí)候??赡軐?duì)方還停留在這個(gè)品牌好,這個(gè)瓦數(shù)大這樣的外行評(píng)論水平,但是此時(shí)菜鳥(niǎo)已經(jīng)對(duì)這個(gè)人產(chǎn)生了來(lái)自心底的敬畏??墒侨绻氤蔀橐幻嬲?a href="http://m.xsypw.cn/v/tag/3822/" target="_blank">DIYer,去崇拜這樣一位偽高手是十分不明智的。
在2009年,我們的團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)制定過(guò)電源測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)作,我們基本上每一臺(tái)電源的測(cè)試均是按照這個(gè)規(guī)范來(lái)執(zhí)行的。所以本文也將圍繞著這個(gè)規(guī)范來(lái)向用戶展示每個(gè)項(xiàng)目所決定電源的哪一項(xiàng)優(yōu)劣。
● 規(guī)范之一:工業(yè)級(jí)電子負(fù)載測(cè)試儀
正所謂工欲善其事必先利其器,所以想把一個(gè)電源測(cè)試的面面俱到?jīng)]有一個(gè)合適的工具是不行的。中關(guān)村在線為了給廣大用戶提供權(quán)威的檢測(cè)數(shù)據(jù)撒下重金購(gòu)買(mǎi)了當(dāng)下先進(jìn)的儀器確保每個(gè)參數(shù)的誤差都在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
第二:電源測(cè)試的起源及目標(biāo)
首先,我們需要知道電源是個(gè)什么東西。電源并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的小盒子,它相當(dāng)于我們?nèi)梭w的心臟,源源不斷的向計(jì)算機(jī)提供能量。電源的功能是把220V的高壓市電轉(zhuǎn)化為電腦所需的+3.3V、+5V、+12V等低壓直流電。
既然是電能轉(zhuǎn)換,其中必然有電能轉(zhuǎn)換的速度(額定功率)、電能轉(zhuǎn)換中的損耗(轉(zhuǎn)換效率)、電能轉(zhuǎn)換的品質(zhì)(電壓穩(wěn)定,輸出紋波),還有電源的工作噪音(靜音效果)、電源適用于什么平臺(tái)(插頭規(guī)格)、轉(zhuǎn)換器的工作壽命(電源用料)。
上面七個(gè)黑字部分共同組成一款電源的性能,在傳統(tǒng)電源測(cè)試中,我們只能分析額定功率、內(nèi)部做工與插頭規(guī)格,而最關(guān)鍵的轉(zhuǎn)換效率、電壓穩(wěn)定、輸出紋波、靜音散熱都無(wú)法測(cè)試。為了破除攢機(jī)選配件的最大迷題,我們巨資購(gòu)置了用于測(cè)試這些參數(shù)的相關(guān)設(shè)備,所以PBzone能夠徹底挖掘出一款電源的品質(zhì)。
謹(jǐn)防奸商忽悠
PBzone無(wú)意定義電源“好”或者“壞”的標(biāo)準(zhǔn),而是希望告訴消費(fèi)者電源的七大參數(shù)所代表的意義,然后把任何一款電源都按照這七大參數(shù)測(cè)試出結(jié)果。我們認(rèn)為,與其定義所有產(chǎn)品的好與壞,不如把所有參數(shù)與數(shù)據(jù)都放在用戶面前,讓消費(fèi)者根據(jù)自己的需求來(lái)選擇。我們選擇這么做的原因是,電源的黑幕太重,如果我們無(wú)力揭開(kāi),就只能寄托于更多了解電源的消費(fèi)者。
第三:文字說(shuō)明七種測(cè)試項(xiàng)目及意義
● 額定功率
電能轉(zhuǎn)換的速度其實(shí)就是電源的額定功率,它的意思是電源在單位時(shí)間內(nèi)能轉(zhuǎn)換出的最大能量,單位是焦耳/秒。功率代表了“速度”的概念,功率確實(shí)是越大越好,但越大功率的電源就越貴,而我們沒(méi)必要為200瓦就夠用的電腦配置買(mǎi)400瓦的電源。
● 轉(zhuǎn)換效率
轉(zhuǎn)換效率代表了省電能力。電能進(jìn)入電源到從線材輸出的轉(zhuǎn)化過(guò)程伴隨著大量的損耗,100瓦進(jìn)去后出來(lái)的可能是60瓦,也可能是80瓦。如果100瓦能量轉(zhuǎn)換成60瓦就意味著轉(zhuǎn)換效率是60%,如果是80瓦就是80%,設(shè)計(jì)方案越先進(jìn),用料越好的電源損耗越低,轉(zhuǎn)換效率就越高。為什么需要高效率?因?yàn)閾p失的那部分功率也算進(jìn)你的電費(fèi)里。
● 電壓穩(wěn)定
穩(wěn)定是電源最高貴的品質(zhì)。220V市電進(jìn)入電源,理想狀態(tài)下電源線材輸出的是+12V、+5V、+3.3V的低壓電,但世界上還不存在精確到死人心電圖一樣的輸出電壓,電源輸出的是類(lèi)似+12.1、+4.9、+3.4這樣上下波動(dòng)的電壓,相應(yīng)的,CPU、顯卡、北橋等元件的工作電壓也會(huì)上下波動(dòng),輸出電壓頻繁大幅波動(dòng)會(huì)對(duì)硬件造成傷害,影響系統(tǒng)穩(wěn)定。
● 輸出紋波
紋波與電壓一樣代表電源品質(zhì),完美的低壓直流應(yīng)該是非常平滑的波形,但實(shí)際上經(jīng)過(guò)電容濾波的直流波形仍舊有小幅波動(dòng),這個(gè)波動(dòng)就是紋波。電流紋波對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是比較難理解的概念,大家只需要知道兩款電源比轉(zhuǎn)換效率與輸出電壓都不相上下時(shí),紋波可以作為最后的仲裁者。
● 靜音與散熱
靜音與散熱效果其實(shí)都取決于風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越低越靜音,但散熱性能越差;風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高噪音越高,散熱性能越好。廠商在設(shè)定風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)考慮到電源壽命的問(wèn)題,因?yàn)楦邷貢?huì)使電源壽命銳減,承諾的3年保修期很可能達(dá)不到,所以一般電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)速都比較大,噪音較高,值得用戶關(guān)注。
● 線材規(guī)格
1000瓦電源如果只有1個(gè)顯卡供電插頭,也無(wú)法使用GTX 260這樣的中端顯卡吧?雖然實(shí)際情況沒(méi)這么夸張,但不少電源都忽視接口規(guī)格與線材長(zhǎng)度,導(dǎo)致空有強(qiáng)大性能卻無(wú)法使用,或者出現(xiàn)與機(jī)箱不兼容的情況。
● 內(nèi)部用料
內(nèi)部用料決定了電源的使用壽命,很多優(yōu)秀電源之所以能夠使用長(zhǎng)達(dá)5年之久,是因?yàn)閮?nèi)部使用了比較寬裕的用料,優(yōu)秀的用料能夠提升電源的綜合品質(zhì)。
下面我們來(lái)詳細(xì)說(shuō)明針對(duì)這七點(diǎn)的PBzone測(cè)試設(shè)備與測(cè)試方案。
第四:電流電壓都是系統(tǒng)穩(wěn)定的前提
我們?nèi)粘Y?gòu)買(mǎi)電源常說(shuō)的,300W,400W,500W其實(shí)是電源選購(gòu)中最為容易理解的參數(shù)。電源功率是描述電源輸出能力的概念,300瓦額定功率就意味著電源每秒能輸出300焦耳能量供給主板、顯卡、硬盤(pán)等配件。更好的顯卡或者更多的硬盤(pán)都會(huì)對(duì)功率提出更高要求,如果功率無(wú)法滿足需求,電腦就會(huì)罷工。
前面我們說(shuō)過(guò)電源是把220V高壓交流轉(zhuǎn)換成+12V、+5V、+3.3V、-12V、+5VSB這樣的低壓直流電,這幾路的功率大小是由電源設(shè)計(jì)及用料來(lái)決定的,它們的輸出能力總和就是額定功率,廠商會(huì)按照一款電源在50℃下能夠持續(xù)輸出的功率來(lái)設(shè)定這個(gè)數(shù)值。
額定功率是幾路低壓輸出功率之和
不過(guò)正如筆者剛剛所說(shuō),電源的額定功率是工廠自行設(shè)定的。換句話說(shuō)就是如果用戶買(mǎi)到的是不良廠家胡亂寫(xiě)的功率,那就沒(méi)有任何參考價(jià)值了。胡亂寫(xiě)的電源什么樣,這個(gè)后文會(huì)有介紹。
一般電腦的功率配比
上圖是一般電腦的功率配比,可以說(shuō)大部分電腦都可以按照上表計(jì)算。對(duì)于當(dāng)前的計(jì)算機(jī)配置來(lái)說(shuō),顯卡功耗超過(guò)CPU已經(jīng)是再正常不過(guò)的事情了,所以給顯卡供電的電流大小就很重要。因電流不足導(dǎo)致的藍(lán)屏,黑屏現(xiàn)象比比皆是。
● PBzone電源額定功率測(cè)試設(shè)定
在實(shí)際測(cè)試中,我們會(huì)分別讓電源額定功率滿載與+12V滿載,記錄兩種滿載測(cè)試的電壓與紋波,然后與Intel在ATX12V 2.31標(biāo)準(zhǔn)相比較,如果沒(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)則視為額定功率達(dá)標(biāo)。
Intel對(duì)電源電壓穩(wěn)定的規(guī)定
電壓測(cè)試范例
電源的穩(wěn)定與否與電源是否穩(wěn)壓有著極大的關(guān)系。和上文所說(shuō)的電流要夠量一個(gè)道理,電壓決定了使用電源供電的硬件是否穩(wěn)定。在我們的測(cè)試規(guī)范里,我們會(huì)分別測(cè)試3.3V、5V、12V在10%到100% 負(fù)載下的電壓情況。最終結(jié)果會(huì)以圖表的形式出現(xiàn),從上圖我們可以看到5V的超標(biāo)范圍是上限5.25和下線4.75。如果沒(méi)有超過(guò)則說(shuō)明這款電源的電壓穩(wěn)定測(cè)試通過(guò)。
第五:電源紋波好壞如同聲音波譜
● 電源輸出紋波簡(jiǎn)介
理想狀態(tài)時(shí),電源輸出的直流電壓應(yīng)為一固定值, 但是很多時(shí)候它是通過(guò)交流電壓整流、濾波后得來(lái)的,或多或少會(huì)有剩余的交流成分,這種包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào)我們稱(chēng)之為紋波。較大的紋波會(huì)影響CPU與GPU正常工作,這個(gè)數(shù)值越小越好。
● 判定紋波的標(biāo)準(zhǔn)
Intel在ATX12V 2.31規(guī)范中規(guī)定+12V輸出紋波不得超過(guò)120毫伏,+3.3V與+5V紋波不得超過(guò)50毫伏,這個(gè)量對(duì)于大多品牌電源是非常寬裕的,筆者測(cè)試過(guò)的絕大多數(shù)電源都不會(huì)超過(guò)這個(gè)數(shù)值,但幾乎所有山寨電源在滿載時(shí)紋波都會(huì)超標(biāo),內(nèi)部用料設(shè)計(jì)可想而知。
其實(shí),我們完全可以把電源的紋波圖案和聲音的波譜聯(lián)系到一起。當(dāng)聲音震動(dòng)頻率十分高時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)聲音波譜雜亂甚至高低偏離十分明顯的情況。這和電源紋波中的表現(xiàn)情況是相對(duì)一樣的。
Intel ATX12V 2.31對(duì)電源紋波的規(guī)定
● PBzone輸出紋波測(cè)試設(shè)定
電源每路輸出負(fù)載的紋波值與該路的電流值有很大關(guān)系,一般電源在輕載下紋波是絕不會(huì)超標(biāo)的,所以我們記錄三種狀態(tài)下的紋波:100%負(fù)載、+12V聯(lián)合輸出滿載、+3.3V輸出滿載,+5V輸出滿載。在測(cè)試三路輸出滿載時(shí),我們把其中一路按照銘牌標(biāo)稱(chēng)滿載,另外兩路的電流均設(shè)定為2A。
測(cè)試紋波使用的數(shù)字示波器
紋波測(cè)試結(jié)果其實(shí)不難看懂,上面兩張圖分別是高頻與低頻的截圖,兩種紋波值相加即為最終結(jié)果。請(qǐng)大家單擊一張圖放大,會(huì)發(fā)現(xiàn)圖的最下面一行有兩個(gè)數(shù)值,縱向分度值20.0mV,和橫向分度值10.0us。我們只需要關(guān)注mV這個(gè)數(shù)值,20.0mV代表Y軸網(wǎng)格每一格等于20mV,第一張圖的波峰與波谷相隔大致一個(gè)網(wǎng)格,就意味著10.0us的高頻紋波峰-峰值大約是20mV*1=20mV。此外還要注意代表低頻的10.0ms,即右圖,右圖中除去毛刺后的高頻紋波峰-峰值大約是1個(gè)網(wǎng)格即20.0mV。高頻與低頻相加即為該路輸出的紋波值,兩者相加為40mV,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Intel規(guī)定的120mV,所以測(cè)試結(jié)果可以說(shuō)非常優(yōu)秀。
第六:換效率測(cè)試設(shè)定電源省錢(qián)分析
● 2個(gè)參數(shù)影響節(jié)能
功率因數(shù)與轉(zhuǎn)換效率均能夠影響節(jié)能,簡(jiǎn)單地說(shuō),功率因素決定電源對(duì)市電的利用率,轉(zhuǎn)換效率決定有多少能源能夠真正被硬件使用,前者可以減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān),后者真正為用戶節(jié)能。
轉(zhuǎn)換效率為什么重要呢?假設(shè)A電源轉(zhuǎn)換效率是75%,B電源轉(zhuǎn)換效率是85%,兩個(gè)電源額定功率均是450W,每天開(kāi)機(jī)滿載5小時(shí),B電源一年的省電量:[(450÷75%)-(450÷85%)]×5×365÷1000=128.8度電。國(guó)家規(guī)定的電費(fèi)是0.52元/度,B電源每年可以節(jié)省67元人民幣!電源的3年保修期內(nèi)就是201元,其實(shí)不僅僅是金錢(qián),轉(zhuǎn)換效率也會(huì)影響到靜音和使用壽命。
● 80%是效率及格標(biāo)準(zhǔn)
我們遵循80Plus認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判定電源轉(zhuǎn)換效率與功率因素的優(yōu)劣。對(duì)國(guó)內(nèi)電源市場(chǎng)不甚了解的用戶請(qǐng)看此文:一塊錢(qián)買(mǎi)幾瓦才劃算? 國(guó)內(nèi)電源市場(chǎng)剖析;對(duì)80Plus有興趣的用戶請(qǐng)看此文:80Plus電源市場(chǎng)格局分析。
80Plus認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
80Plus是美國(guó)Ecos和EPRI兩個(gè)組織倡導(dǎo)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定了桌上型電腦及服務(wù)器的電源轉(zhuǎn)換效率在輸出功率為額定功率20%、50%、100%情況下的轉(zhuǎn)換效率,分為白牌、銅牌、銀牌、金牌認(rèn)證。
● PBzone電源轉(zhuǎn)換效率測(cè)試設(shè)定
在PBzone電源測(cè)試中,我們把電源額定功率分為從10%到100%十種負(fù)載,記錄十種負(fù)載下的轉(zhuǎn)換效率。在把負(fù)載劃分給每路輸出時(shí),默認(rèn)的情況下我們把+12V聯(lián)合輸出功率設(shè)定為85%,15%給+3.3V、+5V、+5VSB。如果電源的+12V聯(lián)合輸出無(wú)法達(dá)到額定功率的85%,則按照+12V聯(lián)合輸出與+3.3V&5V聯(lián)合輸出的比例來(lái)分配。
靜音與散熱測(cè)試電源最奢侈屬性
● 散熱與靜音兩全代價(jià)高
電源的靜音與散熱效果其實(shí)都取決于風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越低越靜音,但散熱性能越差;風(fēng)扇轉(zhuǎn)速越高噪音越高,散熱性能越好。廠商在設(shè)定風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí)首先考慮的是散熱問(wèn)題,因?yàn)樯崤c電源壽命相關(guān),高溫會(huì)使電源壽命銳減,承諾的3年保修期很可能達(dá)不到,所以一般電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)速都比較大,噪音普遍較高。
靜音電源是如何設(shè)計(jì)的呢?首先轉(zhuǎn)換效率必須足夠高,假設(shè)一個(gè)500瓦電源的轉(zhuǎn)換效率是80%,那就意味著有100瓦電能會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量,而如果轉(zhuǎn)換效率是90%的話,就只有50瓦能量轉(zhuǎn)化成熱量,散熱工作量會(huì)降低一半!風(fēng)扇轉(zhuǎn)速自然可以放置較低水準(zhǔn),靜音隨之而來(lái)。
再者靜音電源內(nèi)部還要使用高耐溫值元器件,只有使用較高耐溫值的元器件,電源才敢于無(wú)視稍高的溫度,大膽把風(fēng)扇轉(zhuǎn)速放低,但這種做法會(huì)帶來(lái)一定的成本。
● PBzone散熱與靜音測(cè)試
我們暫時(shí)無(wú)法測(cè)試噪音值,只能記錄電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,以此來(lái)代表電源在各個(gè)負(fù)載下的靜音效果。
測(cè)試風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí),我們會(huì)記錄從10%到100%十種負(fù)載下的轉(zhuǎn)速,使用的儀器為光電轉(zhuǎn)速計(jì);測(cè)試溫度時(shí),我們把萬(wàn)用表的溫敏電阻頭放置在電源后方出風(fēng)的最熱處,同樣記錄十種負(fù)載下的溫度。
市售的靜音電源是非常稀少的,因?yàn)楦咝孰娫幢容^稀少,敢于犧牲壽命換取靜音效果的就更少了,所以真正的靜音電源往往具備80Plus銅牌或以上的轉(zhuǎn)換效率,內(nèi)部使用優(yōu)秀元件的高端產(chǎn)品。
電源線材規(guī)格與全文總結(jié)展望
電源線材規(guī)格與內(nèi)部用料解析很難統(tǒng)一成規(guī)范的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),我們?cè)谙旅媪谐龀R?guī)做法:
● 電源線材測(cè)試設(shè)定
電源線材的屬性有三種:接口規(guī)格、接線長(zhǎng)度、線材用料。接線的長(zhǎng)度及接口我們會(huì)按照用途來(lái)做成圖表,接線用料則用照片說(shuō)明。
接線用料說(shuō)明
● 電源內(nèi)部用料解析
電源內(nèi)部用料剖析仍舊按照EMI濾波、高壓濾波、變壓器區(qū)、低壓濾波四部分來(lái)敘述。
內(nèi)部用料設(shè)計(jì)
電源內(nèi)部設(shè)計(jì)的實(shí)力其實(shí)在前面的轉(zhuǎn)換效率、電壓穩(wěn)定、紋波方面可以體現(xiàn)出來(lái),不過(guò)內(nèi)部用料還可以告訴我們其他一些東西,例如電源用料的余量可以看出品質(zhì)與壽命,做工細(xì)節(jié)可以看出工藝水準(zhǔn)。
PBzone的理念是開(kāi)放與專(zhuān)業(yè)
PBzone測(cè)試規(guī)范的目的不是要與80Plus碰撞,事實(shí)上80Plus定位于效率規(guī)范,并且只會(huì)放出符合要求的電源測(cè)試數(shù)據(jù),而PBzone則不同,我們會(huì)測(cè)試任何國(guó)內(nèi)消費(fèi)者可能接觸到的電源產(chǎn)品,我們不排除不過(guò)濾,僅僅是為了用測(cè)試數(shù)據(jù)還原一款電源的內(nèi)在。
PBzone測(cè)試規(guī)范基于我們對(duì)電源行業(yè)的了解,在90%的DIYer都只知道額定功率與轉(zhuǎn)換效率的大環(huán)境下,普及與傳播電源常識(shí)是唯一有價(jià)值的事情,而圖形化的、直觀的測(cè)試數(shù)據(jù)是普通用戶了解電源的最好途徑,PBzone不只是要樹(shù)立標(biāo)準(zhǔn),我們更專(zhuān)注于讓電源的一切都明明白白。
評(píng)論
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