很长一段时间电源市场风平浪静,大家的主要关注点也就是 金牌 白金牌 钛金牌 ,效率不断提高就行了。
本站的大量评测也表明,正规厂家的电源,其他参数(电压,纹波,动态)都符合规范要求,无需过多操心。
直到最新的CPU/GPU搅局。。。。
Intel最新一代的CPU和NVidia最新一代的GPU都有瞬时峰值功耗,并且这个数值高得惊人。
持续时间毫秒级,对于散热系统而言,这样的峰值功耗并不是问题。
但对于电源来说,瞬时的超高电流,却成了大问题。。。。
理论计算如下:
热方面:
假设瞬时峰值功耗500W,持续时间50ms,则Q=Pt=500W*0.05s=25J (热量单位焦耳 J)
散热器重量200克,按纯铜考虑(实际上铝的比热容更高,更加有利,铜是最不利的)
铜的比热容是 0.39×10^3J/(kg·℃) ,也就是 390J/(kg·℃)
25J热量全部用于加热0.2kg铜,可以使温度升高0.32度,对于散热器而言,这点温度小菜一碟。
铜的比热容是0.39×10^3J/(kg·℃)
铁的比热容是0.46×10^3J/(kg·℃)
铝的比热容是0.88×10^3 J/(kg·℃)
实际使用中铜的蓄热较多,因为铜密度很大,相同体积下,铜的质量远远高于铝。
电方面:
主流电源的输出滤波电容容量通常在20000uF以内,按最大20000uF计算。
20000uF电容,在电压12V时,储存的电场能量为:W=1/2CU²
注意电容的容量是微法,10^-6 计量单位。。。。所以算出来真的很小很小,只有1.44焦耳
25焦耳的瞬时电力需求,仅靠输出电容储能绝对不够,必须依靠电源主电路的快速动态响应。
我们再计算一下电源主电容的储能情况,按560uF/450V主电容考虑,实际PFC电压385V
W=1/2CU²=41.5焦耳
也就是说,主电容那里也有不小的压力,这一瞬时电力需求,还要从PFC那边(也就是交流输入)榨取很大一部分
另一方面,500W瞬时功耗意味着12V 40A以上
对于导线和接插件而言,50ms不算什么,但对于电源内部的过流保护电路,这就是巨大的考验。
如果过流保护设置非常严格,并且非常灵敏,瞬时的高电流足以触发过流保护,导致电源停机。
50ms的峰值功耗,对于散热来说,小菜一碟,对于电源,确是要了命。。。。
动态响应速度不够,输出电容电压快速跌落->欠压保护关机
动态响应速度够了,主电容储能不足/PFC响应迟缓->高压快速跌落,主电路停振->欠压保护关机
动态响应速度够,主电容也大,PFC也猛,但是过流保护太灵敏->直接由过流保护执行关机
更要命的是,这瞬时负载只持续50ms,过后会卸载回正常数值。
卸载后的电压恢复过程,稍有不慎,就有可能触发过压保护,导致关机。
(主电路刚刚开足马力疯狂输出,负载却卸掉了,多余的电力会导致严重的过电压)
所以。。。。是时候给我这里的存量样品电源来一波12V 38A Step极限动态测试了。。。。
(机器最大只能加到38A Step,旋钮拧到底)
能有多少个幸存,全看运气。。。。
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