电源80Plus标准

电源80Plus标准 from 标准 80Plus是美国Ecos和EPRI两个组织倡导的节能标准,要求桌上型电脑及服务器的电源转换效率在输出功率为额定功率20%、50%、100% 的情况下均不低于80%,且满载时功率因数不低于0.9。通过了80Plus机构测试认证的电源可以打上80Plus Logo进行销售,标志其产品比普通电源具备更高的转换效率,为电源厂商和电脑厂商的节能产品提供了显著的市场优势。80Plus的标准已经被能源之星 4.0环保标准接纳成为强制要求,被Intel PSDG接纳成为建议标准,下一步还将进一步持续地推动整个电脑产业向普及80Plus电源和提高效率的方向发展。目前台系电源厂商和国际电源零售品牌有 大量产品通过了80Plus认证,整机大厂戴尔、惠普和联想也分别有一批产品通过了认证。就国内大厂来讲,航嘉、长城一共有五款电源通过了这一测试。 从典型负载的效率看,可以把目前的电源分成不到75%、75%、80%、83%、85%、87%等几个档次,每三个百分点的提升就是不小的进步。 开关电源的效 率通常是输出功率在额定功率30~70%时较大,额定功率20%和满负荷时低一些,见上面这个典型的电源效率曲线。我们衡量电源效率时也通常考察20%、 50%、100%,一般称作轻载、典型负载、满载，这三个点。PC电源一般效率在70,90%之间,效率掉到72%以下的电源已经不满足Intel ATX12V v2.3的基本要求,70%/72%/65%，,属于极度过时的机种,效率稍好的电源可以达到接近80%的水平,如75%/80%/75%，。 80Plus的基本要求是80%/80%/80%以上,目前来看达到这一水准的都可以称作不错的节能电源。前不久80Plus在基本要求的基础上推出了铜 奖、银奖、金奖三个更高的效率标准,令效率较高的产品可以更好地体现自己的节能优势。 下图是Intel PSDG中对Climate Savers Computing Initiative,CSCI，计划目标的说明。07年中到08年中为第一阶段,PC需要满足能源之星4.0标准的要求,效率要达到80Plus的基本 要求。08年中到09年中为第二阶段,这个阶段的节能要求被称为80Plus铜奖,轻/中/满载效率要达到82%/85%/82%且中载下PF值达到 0.9。09年中到2010年中为第三阶段,节能要求称为80Plus银奖,效率提升至85%/88%/85%。2010年中到2011年中为第四阶段, 节能要求称为80Plus金奖,效率提升至87%/90%/87%。可以看到,如果实现了第四阶段的目标,电源产品会比目前的转换效率一般略高于75%的 产品节能很多,大大削减了主要从电源产生的能量耗散。CSCI的计划是通过发展现有技术和推进新型节能技术的应用,到2010年将台式机、笔记本和工作站 的功耗削减50%。目前PC电源的龙头台达已经放话说在未来3,5年内可以令90Plus成为业界标准,看来CSCI的这一目标是有强力援助的。从技术上 讲,目前双管正激拓扑的PC电源在220V输入时已经有一些产品相当接近80Plus银奖的要求,而应用了有源箝位、移相全桥ZVS及同步整流等技术的 PC电源如Zippy Serene,230V输入时典型负载效率已经接近89%,满载效率也已经达到86%,如果控制方案对轻载效率加以改善,离80Plus金奖也不远了。 一些名词, 视 在功率,视在功率是交流电电压有效值与电流有效值的乘积。由于开关电源作为负载呈容性,一般情况下输入电压和输入电流基波并不同相,因而视在功率并不能反 映电源每个周期从电网输入的净能量,而是包含了作为能量净输入的有功功率和体现能量在电网、电源之间往复流动的无功功率。 有功功率,在谈论到PC电源时这个概念就是输入功率。有功功率等于电压基波有效值乘以电流基波有效值再乘以功率因数。电源输入的有功功率是电源从电网 真正取得的能量,或者说整个主机包含电源在内“烧掉”的能量。家庭电测量的是用电器本身消耗的能量,是有功功率计。网站用海韵Power Angel等功率分析仪测得整台主机的功率,也是有功功率。 无功功率,这是一个比较抽象的概念,而且在定义上一直争论较多。由于无功功率不涉及转换效率的计算,这里就不赘述了。 输出功率,电源的输出功率就是电源提供给各个用电配件的直流电的总功率,数值上等于一个时刻各组直流输出的电压值与输出电流值乘积的总和。比如一台电 脑的CPU、内存、硬盘、显卡、光驱、外设、风扇等设备从电源取得的总功率为200W,那么电源此时的输出功率就是200W。我们谈论需要多少瓦的电源指 的是这台电源的输出功率需要能够达到多大,而不是这台电源在输入端测得的输入有功功率需要达到多大,注意和前面提到用Power Angel等仪器测得的整机消耗功率,输入功率，。 额定功率,额定功率指的是50度环境温度下电源持续输出能达到的输出功率最大值,一些厂商以40度或45度作为基准，。通俗地可以理解为电源输出功率 在封闭机箱温度下的持续工作安全上限,所谓“安全”可以理解为各路输出电压值和纹波在规定范围内,即输出合格，、各元件温升在安规限制内。因为机箱内温度 一般要高于25度左右的室温,达到40度以上并不是难事,所以考察持续输出时需要以40度以上作为基准,而25度和40,50度环境温度下电源的工作状态 差别还是不小的。“额定”这个单词一般翻译为Rated,但国外及台湾大厂对应额定功率的概念一般被称为“最大功率”或“最大输出功率”,即Max Output Power,对此我们只能评价为“名词之争也许具有中国特色”吧。对于额定功率的理解要抓住“50度”、“最大持续输出”的本质,名词是其次了。 “最大功率”,这是一个被滥用的名词。一些正规厂商以最大功率对应额定功率的概念,一些厂商的“最大功率”则表示25度环境温度下电源可以持续输出的 稍高于额定功率一些的功率,高出30,50W，。对于第二种情况,区分“最大功率”和额定功率的关键点就在于环境温度的严苛与否。最糟糕的一种情况,最大 功率实际上与持续输出没什么关系,可能是电源某个瞬时能够到的峰值输出,或者干脆就是厂商随便写上去的一个数字,也就是虚标,在这种情况下这个数字没有什 么实际意义了,不要让你的配置真正消耗这个功率,否则对配件和电源都存在威胁。 峰值功率,峰值功率一般表示电源在一个较短时间内能输出的最大功率,基本上是这台电源的极限值。Intel在PSDG文档中的定义是“持续不超过17 秒,且1分钟内出现不超过一次”。从寿命的角度考虑,电源器件的参数在满足要求的前提下需要降档使用,即留出一定空间。另外电源也确实可以输出超出能力范 围一截的功率,但此时输出电压和纹波波形可能已经超标,或者元件的温升已经超过了安全范围,这就是峰值功率高于额定功率一定范围的原因。峰值功率是我们无 需关心的数字,然而厂商似乎对这个数字极为热衷,虚标恶习屡禁不止。峰值功率真正发挥作用主要是针对硬盘较多的配置。硬盘在启动的短时间内,盘片加速旋转 需要的功率比平时运转的功率要高出一倍左右,如果有很多硬盘同时启动,按照每块硬盘平时功耗为10W计算,就需要额外的数十瓦在短时间内输出。SATA2 标准集合引入了硬盘交错启动的功能,就可以减少这类主机启动时需要的功率。