现在主流装机思路倾向于使用较大功率的电源,以保证充足的安全余量。
但使用过大功率的电源,是否会存在浪费电力的问题? 用测试数据来说话:
测试样品一共13款,包含各种电路设计,为避免与零售产品冲突,选取范围较为特殊。
样品1
全汉的 RA450 ,80Plus 银牌认证
主动PFC,全汉特有技术的有源钳位单端正激电路,低压侧使用同步整流,3.3V斩波稳压
样品2
350W 工程样品,无认证,目标效率80Plus铜牌
主动PFC,双管正激,低压侧5V和3.3V使用DC-DC生成
样品3
350W 工程样品,无认证,目标效率80Plus金牌
主动PFC,半桥LLC谐振,同步整流,低压侧5V和3.3V使用DC-DC生成
样品4
DPS-275AB-1A,80Plus 金牌认证
主动PFC,半桥LLC谐振,同步整流,低压侧5V和3.3V使用DC-DC生成
样品5
Acbel (康舒)生产的OEM电源,280W
被动PFC,注意,这是专门找来对比研究的被动PFC电源
主电路使用了较为古老的单端正激,输出三组联合稳压
样品6
DPS-250AB-44D
主动PFC,双管正激,肖特基整流,低压侧12V 5V联合稳压,3.3V使用DC-DC生成
样品7
DPS-300AB-9L
主动PFC,单端正激,肖特基整流,低压侧12V 5V联合稳压,3.3V磁放大
样品8
DPS-500YB B ,80Plus 金牌认证
主动PFC,电流源模式不对称半桥(砍了一半的全桥ZVS)
低压侧12V使用同步整流,5V和3.3V使用DC-DC生成
样品9
450W 工程样品,目标效率80Plus白金
主动PFC,半桥LLC,同步整流,DC-DC
样品10
DPS-1500FB B,80Plus 金牌认证
主动PFC,全桥LLC谐振(HCP1300的放大版)
低压使用同步整流生成12V,DC-DC生成5V和3.3V
样品11
DPS-700MB A
古典肌肉电源,主动PFC,双管正激,肖特基整流,双磁放大生成5V和3.3V
样品12
GPS-200DB A
专门找来对比的小功率电源
主动PFC,双管正激,单路磁放大
样品13
海韵 SS-350ES,80Plus 铜牌认证
主动PFC,双管正激,单路磁放大
测试选取的负载条件:
空载,电源短接黑绿线运行的功耗,也就是电源工作的自体损耗
PFC电路,主电路,低压整流DC-DC,监控电路,风扇等等,工作时都会产生损耗。
5W,5V带1A负荷,其他空载,这个是供理论研究的极端状况
对于谐振电路(LLC)的电源来说,这样的负载非常不利,电路进入谐振状态需要消耗功率,导致损耗偏高。
正激电路反而可以占便宜,因为全范围都是硬开关模式。
10W,5V带1A负荷,3.3V带1A负荷,12V带0.14A负荷
这个是C7深度休眠状态的典型负荷,CPU VRM停止运作,12V几乎空载
20W,5V带1A负荷,3.3V带1A负荷,12V带0.97A负荷
这个是通常的低功耗平台(Atom这类),常见负荷情况
40W,5V带2A负荷,3.3V带2A负荷,12V带1.95A负荷
大部分集成显卡主机,闲置状态下的典型负荷
60W,5V带2A负荷,3.3V带2A负荷,12V带3.6A负荷
大部分独立显卡主机,闲置状态下的典型负荷
100W,5V带3A负荷,3.3V带3A负荷,12V带6.25A负荷
大部分集成显卡主机,满载工作时的典型负荷
200W,5V带3A负荷,3.3V带3A负荷,12V带14.6A负荷
中端独立显卡主机,玩游戏时的典型负荷
更高的功率段,大部分电源都可以进入最佳效率区间,也就没必要测试了。
80Plus认证,就是要求 20% 50% 100% 负载下的效率,只要能够通过认证,就没问题。
测试数据:
原始数据如图
经过分析以后的数据,如图
简单研究一下:
1,单端正激的效率确实糟糕,特别是到了高功率区间,都是垫底的节奏,这种电路被淘汰掉,是正确的技术方向。
2,主动PFC轻载时的功率因数都很低,因为EMI电路中的X电容提供了容性电流,导致整体功率因数低,负荷提高以后,容性电流带来的影响减小
3,被动PFC可以实现较为稳定的功率因数,随负载变化不大,但是满载功率因数严重偏低
4,5W输出功率,确实让谐振电路非常头疼,全桥LLC垫底,为了维持振荡状态,浪费大量电力,双管正激最佳,符合预期
5,700W和1500W电源,在轻载区间轮流垫底,效率非常糟糕,浪费大量电力,但是随着功率提升,两者的效率不再是问题
6,200W以下的所有负荷点,350W铜牌电源效率都高于1500W金牌电源,因为1500W金牌电源通过认证的最低点20%是300W,再往下不作要求
7,200W电源(GPS-200DB A)在测试中,小功率尚可,40W以上没有任何优势,被很多电源超过,200W满载排倒数第三,所以,还是要留点余量。
8,低压5V 3.3V生成方式,对轻载效率没有明显影响,至少在这次测试中无法总结出规律
希望本文能够提供有价值的参考。。。。
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