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80PLUS認證的起源和發展 80PLUS認證是否還有意義

電子工程師 ? 來源:博客園 ? 作者:Lzhdim ? 2020-10-06 17:43 ? 次閱讀

電源設備領域,尤其是PC電源設備領域,經過廠商們多年來的宣傳,80PLUS認證已經成為大家選購電源的一個重要標準。

而在國內市場,跟它剛興起時只有寥寥少數高端產品擁有認證不同,如今擁有80PLUS認證電源產品已經非常普遍,無論是通過認證的產品數量,還是通過認證的整體等級,都有顯著的提高。

測試環境環境溫度較低,驗證結果跟實際使用情況有所偏差

80PLUS認證的起源和發展:電源綜合表現的標桿

80PLUS認證誕生于2004年,它跟3C、UL、CSA等強制性認證標準不同,是一項以自愿性為原則的效率認證計劃,而這項認證的命名來源于它的原始認證標準:在20%負載,50%負載和100%負載的狀態下,最低轉換效率不低于80%,并且在100%負載條件下的功率因數(有功功率 / 視在功率)要大于0.9。

該認證最重要的參數就是轉換效率,假設我們的電源向系統提供300W的功率,但實際上從輸入端獲取的功率為375W,這意味著這個電源的轉換效率為300W÷375W=0.8或80%,而額外多出的75W只產生熱量。

這意味著只要電源的轉換效率越低,它在內部產生的熱量就會越多,而產生的熱量,會影響到電源的性能表現和內部零件的使用壽命,還會增加對電源散熱系統的負荷。因此轉換效率除了影響能耗,也會影響電源的穩定性、可靠性和靜音表現。

在該標準推行的過程中,除了廣大消費者們意識到電源轉換效率的重要性,也使APFC(有源功率因數校正)等高效轉換技術得到快速普及,并且大幅度提高了如今電源產品市場的整體轉換率,而隨著時間的推移,80PLUS認證的標準也跟它誕生初期有了很大的不同。

首先是認證的轉化率標準,隨著電源技術和工藝的進步,最初版本80PLUS規范中要求的標準已經不算太高的門檻,加上只有唯一的認證等級,缺乏差異化,廠家自然也缺乏參與認證的動力。因此在后面的發展中,80PLUS陸續增加了銅牌、銀牌、金牌、鉑金牌和鈦金牌這五種新認證規范,認證的標準也較原始版本有了不同程度的提高。

此外,認證的方式有有不少調整,在原始版本的80PLUS認證中,非冗余電源(不支持多電源同時接入,主要為PC、工作站和小型服務器的電源)需要在115V輸入電壓下滿足規范要求才能通過認證。

在中國等使用220V交流電的國家和地區,80PLUS初期的認證結果跟實際使用對比起來會有一定偏差,因為根據大量的實驗數據證明,同一個寬幅電源在使用230V輸入時與115V輸入相比,整體效率會降低1%~1.5%,而且部分只支持200~240V輸入的非寬幅電源更是無法參加認證,因此在2014年,80PLUS又單獨增加了230V輸入的認證程序。

我們現在要查詢在國內進行銷售的80PLUS認證電源時,寬幅電源(支持輸入電壓為100~240V)可以在80PLUS官網的115V Internal類目下查詢到相關信息,而非寬幅電源則可以在230V EUInternal類目下找到對應的相關信息。

80 PLUS認證的現狀:標準趨于完善

作為普通消費者,我們關注的主要是國內市場家用電源產品的認證表現。

115V Internal 80PLUS 認證標準白牌銅牌銀牌金牌鉑金鈦金10%-----90%20%80%82%85%87%90%92%50%80%85%88%90%92%94%100%80%82%85%87%89%90%

115V輸入模式下,目前的起始標準仍然為80%,最基礎的80PLUS(俗稱白牌)依舊得到保留,目前市面上所有的寬幅電源用的都是這一套標準,也是廠家們用得最多的一套標準。

230V EU Internal 80PLUS 認證標準白牌銅牌銀牌金牌鉑金鈦金10%-----90%20%82%85%87%90%92%94%50%85%88%90%92%94%96%100%82%85%87%89%90%94%

而在230V輸入模式下,雖然認證名稱一樣,不過入門的標準已經提升到82%/85%/82%,而在其他認證環節,除了在10%負載時的鈦金牌認證保持一致,其他認證的標準均較115V有一定提高,對產品的要求也越高,因此只有非寬幅電源(200~240V)才會使用這套標準進行認證。

作為80PLUS認證的后來者,加上更高的認證標準,通過230V認證的產品總量也只有通過115V認證產品的十一分之一(7257/650),而在高端家用級產品上,更是沒有任何一個產品可以通過230V的鈦金牌認證。

在目前的情況下,基本沒有新的電源產品會選擇進行原始版本的80PLUS認證(也就是常說的白牌),主流市場最常見的是金牌和銅牌認證產品。

而介于金牌和銅牌之間的銀牌就比較尷尬,因為入門的銅牌認證便宜,而再往上點的金牌認證性價比(成本/轉換效率)更高,銀牌處于一個高不成低不就的位置,廠商也不愿意推出相關的產品,而在高端市場,目前主流的產品以鉑金牌為主,能達到鈦金牌標準的電源暫時還在少數。

80PLUS鈦金牌標準除了加入了在額定負載為10%時的轉換效率要求,還增加了低負載水平(20%負載)下的功因數要求,而且這個標準達到了非常夸張的0.95,要知道在電源中的負載越低時,它的APFC轉換器要保持較高的功率因數就會變得非常困難,要實現這一標準,對電源的內部用料和設計都有非常高的需求。

這也是鈦金牌認證中最重要的改變,因為考慮到如今CPU和顯卡的功耗水平,以及電源產品越做越大的額定功率,低負載條件下的表現顯然比滿載功率下更加重要,這個標準的出現可以鼓勵廠商們提升自家產品在低負載狀態下的表現,也更符合如今的實際應用場景。

80PLUS認證的存在問題:測試的局限性被不斷放大

雖然經過這些年的發展,80PLUS認證標準看起來已經非常完善,也充分地考慮到其他硬件的發展,能獲得消費者信賴也在情理之中,但是這個認證體系中的許多問題仍然沒有被解決,甚至變得越來越普遍,也導致了80PLUS認證正在逐漸失去價值的問題。

1、認證的測試的標準較窄,不足以全面地評價電源的轉換效率。

我們在進行電源轉換效率測試時,一般都會以每10%負載率為區間來執行測試,不過在80PLUS認證測試中,除了鈦金牌認證外,其他認證只需要在20%、50%和100%負載的場景下達到對應的標準即可,即便是鈦金牌認證,也只是增加了在10%負載下的轉換率要求,用這幾個特定的負載條件來全面評價一款電源的轉換效率表現,顯然還不夠全面,也為廠商們搞“小動作”留下了操作空間。

如果真的非常在意電源的整體轉換效率表現,在購買前還得查看包括我們PConline在內的評測機構所進行的詳細負載測試(一般為每10%的負載區間)。

2、 跟上一個問題結合在一起的,就是允許廠商們提供“送測版”產品進行測試

由于進行80PLUS認證的產品是由廠商直接提供的送測版產品,而不是從零售市場直接購買回來的零售版,認證結構本身也不監管市面上的零售產品是否和送測的一致。這等于間接允許了廠商們將經過優化的“黃金產品”作為送測樣本,即便是整體表現一般的產品,也可以通過軟硬件的“優化”來提升在這三種特定負載率下的表現,并以此來獲得更好看的認證成績。

這種情況在非一線品牌中比較常見,尤其是那些“性價比超高”的金牌認證電源,廠家通過認證的產品跟你從零售渠道買到的產品可能會存在差異,有一個比較基本的排查方法,就是根據電源銘牌上的型號跟80PLUS認證報告的技術信息進行校對,如果銘牌信息或者外觀樣式跟自己購買的產品有很大區別,就可能存在這個問題。

3、測試環境環境溫度較低,驗證結果跟實際使用情況有所偏差

根據公開的信息,80PLUS的測試認證時交由外部實驗室進行,他們一共會進行20多項測試,可以分為幾大塊,其中就包括交流電與直流電測試、115V和230V的兩個不同電壓環境變化、風扇測試,負載測試等,這些測試項目跟我們常規所認知的測試項目并沒有很大的區別。

但整個測試最大的槽點在于測試溫度,80PLUS的測試環境溫度被控制在23±5℃范圍內,這意味著他們的測試溫度跨度為18~28℃,即便在18℃的測試環境下測試,也是符合規定的,但是在這個測試環境下得到成績,也不符合絕大部分人群的實際使用環境。

作為參考,我們日常測試時的25℃室溫條件下,裸露電源的運行溫度基本都會超過30℃,而將電源安裝到機箱時,它的運行環境溫度則會輕松超過40℃,而當電源的運行溫度越高時,它的理論轉換效率也會相對降低,這意味著80PLUS認證的轉換效率成績一般會略高于實際情況,這也是我們對擁有80PLUS電源認證報告的電源進行評測時,仍需對其進行轉換效率測試的重要原因。

4、虛標或者假標現象無法被監管,認證徽章真假難辨

跟3C認證、能效認證、PFC認證等由我國監管機構指定的認證標準不同,80PLUS認證在我國(事實上在全球范圍內也是如此)都沒有任何強制性監管措施,基本是一種“靠自覺”的標準,即便你貼了標但是沒通過對應的認證,照樣可以上市銷售,除了被發現后可能影響口碑,基本沒有任何的實際風險,以往甚至發生過某知名廠商被發現“假標”后,再去補充進行認證這種“先上車后補票”的迷惑行為。

當年的振華HX450Wsf-450p14xe(HX),就是以舊產品(HX450Wsf-450p14xe)已經送測并通過認證,新款電源的設計方案沒變為名,號稱“不需要重新送測”,并且在沒有送測認證的前提下一直掛著80PLUS金牌認證標識進行銷售,在被消費者發現通過認證的具體型號有差異、且新舊產品內部用料和設計完全不一致后,才后補完成認證。

這些現象在80PLUS認證出現以來一直屢見不鮮,更不用說一些“野雞”品牌隨意掛牌,甚至整出85PLUS、90PLUS、80PLUS小金牌等“原創”認證,不過多年過去了,依然沒有一個機構可以對這些造假行為進行監管,99%的消費者在購買前也不會先去80PLUS認證列表中進行相關查詢,購買前更不可能獲得把電源拆解進行對比的機會,有問題的產品也很難被暴露出來。

5、流程存在漏洞,代工廠產品可以免檢獲得認證

如果說上面的這些行為是電源廠商“不老實”,80PLUS認證中廣泛存在的“貼牌”現象就是認證程序有明顯漏洞。由于部分品牌電源廠商采用代工廠的公版方案直接貼牌,80PLUS認證的標準也為這種產品“量身定做”了標準。

在這個標準中,如果代工廠按照已經通過某級別80PLUS認證的電源方案出貨給品牌廠商,但由于這批新電源已經更換了品牌和型號名稱,并不會出現在80PLUS官方認證列表中,這款“新”產品也就沒有正式獲得80PLUS認證,這時就需要品牌商再次向認證機構提交申請并提供“全新包裝”后的送測產品。

而在此時,80PLUS認證標準的迷惑行為現在又出現了,由于它們認為這款全新送測的電源與原來代工廠公版方案的電源完全相同,因此不會把品牌廠商送測的電源重新進行測試,而是根據已通過認證的代工廠原版測試資料直接提供一個“新”的測試報告,并直接批準通過認證。

著名套娃:僑威DSA400V和OCZ400SXS

這種送測認證模式的收費也“十分良心”,品牌廠商只需要以“打折”的價格即可獲得官方認證資格,這種標準也導致80PLUS認證列表存在著大量的“復制粘貼”測試結果:除了產品型號和產品圖外,整份報告的所有測試數據居然一模一樣,這個認證費的確有點過于好賺了。而這種標準的存在,也為一大堆用料縮水、性能下降的“套娃”產品提供了生存空間。

總結:消費者需要一個更嚴謹的認證標準

除了以上這些問題,80PLUS標準還有缺少待機功耗要求、對各輸出電路的轉換效率檢測不足、測試設備沒有統一型號標準等問題,不過作為一個付費的自愿認證標準,它的很多標準都針對廠商的實際需求進行優化也算在情理之中。

在電源技術已經跟80PLUS提出初期有了質變的今天,通過這個認證依然是個重要的參考標準,但由于上面提到的這些問題被逐漸暴露,而且影響變得越來越大,特別是測試流程上存在的漏洞,讓我們無法保證自己買到的“80PLUS”認證產品能完全達到廠商們宣稱的標準,但我們卻需要為這個認證標牌的溢價買單。

經過上面的解析和例子我們不難看出,如今我們在選購電源時,只看80PLUS認證和轉換率已經遠遠不夠,我們需要從各方面了解更多關于目標電源產品的信息,要盡可能避開小眾品牌,而且要選購可以被明確查到測試數據的產品(最起碼能在80PLUS認證列表上查到),多關注電源在12V、5V和3.3V輸出上的電壓偏移率上的表現(關乎穩定性),不能盲目追求“低價高牌”的產品。

而對于80PLUS認證本身,越發明顯的商業化傾向導致了其在可參考性上的不斷下降,或許需要一個交由非營利機構主導的規范認證(參考其他電器的能效標識認證),用更加全面的標準來約束電源產品檢測的流程,才能為消費者提供一個更適合作為購買參考的電源產品標準。

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