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大家組裝電腦或選購PC電源時,會經常看到一個重要的參數,那就是80plus認證
會發現電源包裝盒上面标有各種X牌電源:白牌電源、銅牌電源、銀牌電源、金牌電源、白金電源、钛金電源,這些個金銀、銅牌指的就是80plus認證。
80plus認證和電源本身的品質有什麼關系?金牌電源就一定比銅牌的好嗎?
今天我們就來詳細了解下電源當中的80plus認證。
想要了解80plus認證,我們首先需要了解兩個概念,轉化率和功率因數。
我們先說轉化率,為了能讓220V的交流電順利的變成純淨的低壓直流電,電源内部會對輸入的220V 50HZ的市電進行大量的轉換。
我們這裡以一個高端的DC2DC電源舉例
220V 50HZ的交流市電在進入電源
會經過一二級EMI濾波,來過濾掉電網當中的雜訊和幹擾,得到純淨的220V 50HZ交流電,
然後經過整流橋變成310V的饅頭波直流電
再經過p f c電路提高功率因素,并轉化成390V的高壓直流電
之後經過開關管變成高頻高壓脈沖交流電
然後再經過變壓器将高頻脈沖交流電變成12V的低壓脈沖交流電
最後再經過整流裝置變成正12V的低壓直流電
之後再次濾波,過濾掉直流電當中的雜訊,得到純淨直流電。
正12V則會直接輸出,其餘的電則會進入DC2DC模塊,繼續轉化成正5V和正3.3V,之後再次濾波後輸出。
而在這個轉化的過程當中,輸入的220V交流電會經過各種電路,開光管、變壓器等等各種元器件。
這些元器件本身都是存在電阻的,有電阻就意味着電流通過的時候會有一部分電能被攔截。最後以熱量的形式損耗
這就導緻了你給一個電源輸入150W的電,但實際上輸出端可能隻有130W的直流電,其中二十瓦的功耗,以熱量的形式散發到空氣當中去了。
換句話說,就是電腦電源在交流變直流的過程當中會有損耗,并不能做到150瓦交流輸出後無損150W直流輸出。
也因為部分電能在轉化的過程中,以熱量的形式散發掉了,所以基本上所有的電腦、電源内部都會有大量的散熱片,并且會配有一個小風扇用于輔助散熱。
而這裡直流輸出端的功率比上交流輸入端的功率,就是我們所說的轉化率。
假設一個80%轉化率的電源輸出端是300W,那輸入端的功耗就需要375W。同理,假設一個90%轉化率的電源,交流輸入端是600W,直流輸出端則為540W
這裡面80%、90%說的就是轉化率了
而我們常說的450W、550W、650W電源
則是直接指的直流輸出端的最大功耗,是不考慮轉化率的直流輸出端的數值。
電源的轉換率也并不是一個固定的數值,在不同的負載下轉化率是不同的,它呈現一個抛物線的形狀。
一般的電源都是在接近百分之四十到50%負載下轉化率最高。
然後是功率因數
在講功率因素之前,我們先簡單認識一下有功功率和無功功率。
有功功率就是你看得見摸得着,産生了實際效果的功率。
比如說一個90%轉化率的電源,供給給電腦拿來用的輸出端功耗是650W,那輸入端就需要720W,其中有72W以熱量的形式散發掉,650W拿去用了,72W變成了熱量。
這兩個功耗都産生了實際效果,650加72等于722就是有功功率。
而電源在工作的過程中,由于電流和電壓存在相位差,以及一些其他的種種原因
會有一部分能量在進入電源以後再次返回發電廠,這部分能量會在發電廠和你的電源之間來回反複橫跳,它不參與你電腦的使用,不做工,所以被我們稱之為無功功率。
無功功率是電源在工作過程中不可避免會産生的,并且無功功率的往返會占用電網設備的容量,造成不良影響,所以我們需要在電源内部增加PFC功率因數矯正電路,來減少無功功率的占比。
同時我們再引入另外一個新的概念,視在功率。
交流電能所提供的總功率,即為視在功率。視在功率包括有功功率和無功功率兩個部分
它們之間的關系成一個直角三角形,視帶功率為s,有功功率為p,無功功率為q,視帶功率與有功功率之間的夾角Φ為功率因數角。
有功功率比上視在功率也就是cos Φ,即為功率因數。
功率因數越接近1有功功率的占比越高,無功功率的占比越少,總功率上真正用來給你做功的部分越多。換句話說就是功率因數反映了視在功率的真正利用率。
講完轉化率和功率因數以後,我們就可以開始講80plus認證了。
80plus認證,本質上就是衡量電源在不同負載下,功率因數和轉化率的一個指标。
由于全世界不同地區的标準電壓不同,所以80plus認證也被分為了115V和230V兩種規格。
目前大部分市面零售電源的80plus認證,都是采用了115V規格去認證的,所以這裡我們主要講下115V的認證規格。
80 plus 115V認證除了钛金牌之外,其餘的都對電源百分之十的負載沒有要求
20%、50%、100%負載下轉化率可以達到80%,并且在100%負載時,功率因數可以達到0.9,即可獲得80plus白牌認證
20%負載轉化率82%,50%負載轉化率85%、100%負載轉化率82%,并且在50%負載下,功率因數可以達到0.9,即可獲得同牌認證。
同理,其它認證則跟上面一樣,隻不過是标準不同罷了。
大家也可以看到,這裡面最嚴格的就是钛金牌認證,所以這就是為什麼很多钛金電源的價格會非常的高。
而當你了解80plus之後,你就會發現80plus認證裡衡量的僅僅隻是轉化率和功率因數這兩個參數,其他的參數包括接口的數量、線材的長度、工作溫度、輸出文波、電壓偏離、保持時間、交叉負載、過載保護等等各種參數,80plus一項都沒有參與測試。
所以這裡就可以解釋文章開頭的那個問題了,金牌電源一定比銅牌好嗎?
電源的好壞,并不僅僅隻參考一個轉化率,上面我們講的那些參數,哪一個都可以用來評價電源的好壞
畢竟電源最本質的工作還是要提供穩定、安全的直流電,電才是電源的核心
轉化率的高低僅僅隻是幫你省下一些電費而已,所以金牌的電源未必會比銅牌的好。
但是話說回來,越高端的電源其用料和方案就會越好,相應的它的轉化率就一定會很好看。
但是轉化率低的電源未必說它很差,也許它的其他參數會比轉化率高的電源好很多,這都是有可能的。反過來說,轉化率高的劣質電源也不是沒有。
因此80plus認證這個參數在選購電源時參考的意義和價值真的不是很大。
轉化率越高的電源,對于輸入的交流電利用率就越高,越多的電會被轉化成直流電輸出,給電腦越少的熱量會被散發掉。
那不同牌子之間的電費消耗究竟能差出多少來呢?接下來我們來算一算。
由于國内的标準市電電壓為220V
所以這裡我們按照230V的80plus認真去做計算。
我們以一個650W的電源來舉例,大部分人的電腦負載應該都在平均300W上下,我們就按照325W /50%負載來計算。
此時不同牌子的轉化率分别為85%、88%、90%、92%、94%、96%,對應的輸入端的功耗分别為382、369、361、353、346、339。
假設我們一天從早上十點起床開始使用電腦,一直用到晚上八點,一共十個小時
耗電量分别為3.82度,3.69、3.61、3.53、3.46、3.39。
我們以石家莊電費平均0.52元一度計算,一天的電費分别為1.98、1.91、1.87、1.83、1.79、1.76,一年的電費分别為725、700、685、669、656、643
五年的電費分别為3625、3501、3425、3349、3283、3217。
金牌電源在使用五年以後也隻能比銅牌少交150的電費,钛金也隻能比白牌少交400的電費。
更何況這個計算方式是确定你每天都能用十個小時,并且每次使用電腦都是基本按照硬件、高負載的情況下來進行計算的,而基本上不可能會有人這麼高強度的使用電腦,所以這個電費差距可能會比實際情況要少得多。
相比起不同牌子之間電源本身的差價來講,可以說幾乎是毛毛雨了。
因此本着省電去買轉化率更高的電源其實是有一點本末倒置了,選購更高規格的、更好的電源,出發點應該是為了電源本身的品質,高轉化率隻是高品質元器件和方案所帶來的附加增益效果罷了.
認證相關的内容,我們就介紹得差不多了,如果你覺得這期文章對你有幫助的話,就記得點贊加收藏哦。
我是霍夫,我們下期見,拜拜。
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