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史上最严苛电源测试

2009-10-27

微型计算机 2009年16期
关键词:电磁辐射风量电源

每年《微型计算机》都会进行电源横向评测,从早前的以功率为诉求,揭露假3c电源的黑幕,到近年来逐步以节能、环保为测试主题,我们_直持续关注着电源行业的发展和进步。而今年的横向评测堪称史上最严苛的一次测试,我们挑选的14款80PIus电源不仅要接受转换效率测试,还要经过电磁传导和电磁辐射的严格检测,同时还会涉及电气性能、风量和噪音的专业测试,这对每款产品来说都是一次严峻的考验。

为什么要测试主流80Plus电源?

纵观当前PC电源市场,按照用户的应用需求和电源功率的对应关系,大致可分为四个层次:

1入门级市场

这类市场主要面向家庭用户,其中大部分家庭用户将电脑用于上网娱乐、日常办公和炒股等,这样的电脑往往采用最低端的硬件配置。另一部分家庭用户除了上述应用之外,还要欣赏1080p高清视频,其电脑通常采用支持高清硬解码的集成显卡主板,如780G、790Gx、MCP78等。由于这两类家庭用户所采用电脑的功耗均不超过300w,因此他们购买的往往是价格在200元左右、额定功率不超过300W的电源。

2中端市场中端市场的电源额定功率在300W到400W之间,用户群主要是普通游戏玩家。这类用户对电脑的游戏性能有一定要求,例如在高分辨率下以中等画质玩转《魔兽世界》、《使命的召唤5》等游戏,其电脑往往采用奔腾双核E5300处理器和GeF0rce 9600 GT显卡这一档次的中低端配件,即使加上超频所需,系统的整体功耗也大多在400W以内。因此这类用户在购机时普遍采用300元左右、300W~400W之间的电源。

3游戏玩家市场

在游戏市场,用户的电脑配置大多从AMDPhenom(羿龙)II x3 720处理器和GeF0rce 9800 GT显卡(或同档次产品)起步,最高可达到酷睿i7 920四核处理器+GeForce GTX 285显卡(或同档次产品)的搭配,这样的电脑配置可以在1920x1080分辨率、中高画质下流畅运行绝大多数游戏。并且可以预见的是,未来想要完美享受《暗黑破坏神3》和《现代战争2》这些游戏大作,至少得采用这类档次的游戏平台,一点折都不能打!而400W到600W电源才能满足中高端电脑的供电需求,因此成为今年游戏玩家关注的焦点也就不足为奇了。

4高端发烧市场

至于600W甚~1000W以上的高端发烧市场,其用户往往是超频玩家或游戏发烧友,其电脑采用高端显卡的双卡SLI或三卡SLI,非600W以上的电源难以承受。

在上述四类电源市场中,400W到600W电源的关注度非常高,但用户在选购时也最为头痛。一是因为主流市场的品牌和型号众多,不论是内地品牌、台系品牌还是国外品牌都针对该市场推出了多个系列和型号的电源产品。二是中高端用户更加看重电源的综合品质,对电源工作的稳定性、节能效果、防辐射性能、散热效果和噪音水平等都较为重视。最后,400W电源到600W电源根据不同的功率、品牌、系列和型号,其价格区间较大,最低在400元左右,最高超过千元。综合考虑之后,微型计算机评测室决定专门针对400W到600W之间的主流80Plus电源进行全面而严格的横向评测,为中高端用户提供最具价值的参考。

测试产品及分类

在本次横向测试中,微型计算机评测室共收集了14款主流80Plus电源。为便于横向比较,我们将其分为两个组。其中400WN450W--组,测试的电源包括1个390W电源:康舒i8 Power 390(由于功率非常接近400W,因此我们也将它加入了本次测试),5个400W电源:长城节电王发烧版、酷冷至尊Real Power Pro 400W,T淦刚500P,侨威天尊400和安耐美环保尖兵80+400W,以及2个450W电源:航嘉多核R85、银欣SST-ST45NF。而500W到600W电源被分为第二组,测试的电源包括3个500W电源:海韵S12I/Bronze 500W、侨威天尊500、Tt暗黑600P,1&525W电源:安耐美魔族82+525W,l&550W电源:酷冷至尊Real Power Pro 550W,以及1个600W电源:银欣SST-ST60F。

采用GeForee GTX 260及以下档次显卡的用户可重点关注400WNJ450W电源,而采用GeForee GTX 27Q及更高档次显卡的用户则应该考虑500W到600W电源。

测试环境及测试项目

1电气性能测试

首先我们对每一款电源进行综合性能测试,测试设备主要采用Chroma8000测试仪。Chroma8000是一套综合性的电源自动检测系统,提供了交流/直流电源供应器、电子负载、数位电表、示波器、时序/杂讯分析仪和短路及过电压保护测试器。结合开放式软件PowerProⅢ,提供了丰富的测试功能。同时还使我们可以弹性制定测试项目,以获取最关键的测试成绩。通过Chroma8000测试仪,我们一共选择了8个相关测试项目;

a浪涌电流——应对电网瞬间冲击

浪涌电流指通电瞬间,由电源滤波电容充电产生的巨大峰值电流。如果电源对浪涌电流限制得不好,很容易造成电源元件损坏,并出现插入插座时“打火”、电源整流桥被击穿以及电网波形瞬间下跌造成主机重启等危害。测试时,我们将浪涌电流测试时间设定为5秒钟,如果通过防浪涌测试则显示“Pass”,如果失败则为“Fail”。

b在线调压——防止电压波动过大

在线调压顾名思义就是检测电源运行时调整电压的能力,如果电源的电压在±5%范围内浮动则代表通过测试,反之则表示未通过。

c最小载开机过冲——防止电源损坏

在测试最小载开机过冲时,我们将输入电压Vin=115v、电流频率=60Hz,在这样的环境下开机检测过充电压是否超标。不达标的电源在该环境下开机会在瞬间产生很大的浪涌电流,损坏电源甚至电脑配件。在测试中,如果过冲电压比标准电压高出10%(12V的上限为13,2V),表现未通过测试,如果低于10%,则表示通过最小载开机过冲测试。

d综合调整率与纹波一稳定运行的关键因素

这项测试主要是检测电源在不同电网下的电压校正能力,以及对纹波(直流电压中的交流成分,主要是因为滤波不干净造成的。测试时,我们将输入电压分别设置为180V,230V和264V,测试时间为2秒钟。由三种比较有代表性的输入电压值可以检测出当电源遇到电网不稳定时的电压输出稳定性。如果电压偏移没有超过5%,就表示通过测试。

e转换效率——节能省电的关键要素

转换效率是本次测试最重要的一个测试环节,我们将对电源的满载、典型负载以及轻载三个负载进行测试。测试环境:输入电压Vin=230V,电流频率Fin=50Hz,测试

时间为3秒钟。

满载:将电源负载设置为100%额定功率,检查此时的功率转换效率。

典型负载:将电源负载设置为50%额定功率,检查此时的功率转换效率。

轻载:将电源负载设置为20%额定功率,检查此时的功率转换效率。

f待机功耗——没断电习惯的用户必看

如果关机后,不断电,那么机器就会处于待机状态。而待机功耗就主要是测试待机状态下,电源损耗的功率,这也是体现节能的一个重要环节。我们将检测+5Vsb电压负载0.3A电流时的功率,在同一做工档次的条件下,待机功耗越小越好。

2电磁传导干扰

电磁干扰(ElectroMagnetie Interference简称EMI),是指电磁波与电子器件作用后而产生的干扰现象,分为传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指干扰源通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络;辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,两种干扰都会影响其它系统或本系统内其它子系统的正常工作。而在市场销售上的每一种电气、电子设备需要满足的基本要求是符合EMC标准,相关标准就规定了电磁干扰(EMI)的最大值以及电磁抗扰度或敏感度(EMS)的最小值。具体到本次测试的电磁传导干扰项目,就是检测每一款电源是否会通过电源线对室内电网和市电电网造成干扰。

我们使用的EMI电磁传导干扰测试仪的是德国罗德与施瓦茨公司(ROHDE&SCHWARZ;)的ESPl3测试接收机。罗德与施瓦茨公司的总部位于德国慕尼黑,成立至今已有76年,主要从事无线通讯领域的测试和测量。ESPl3测试接收机具有9kHz到3GHz测试频段,被各电源厂商和测试机构广泛用于EMI预认证测试。

每款电源在测试时,测试成绩会直接显示在ESPl3测试接收机的液晶屏上。测试采用欧洲~EN55055A标准(即EMI最大值),测试成绩的单位为dBgV(分贝微伏),电源从9kHz到3GHz~程测试电磁传导干扰。

3电磁辐射干扰

电磁辐射干扰也是EMI电磁干扰的一种,也被简称为电磁辐射。电磁辐射是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。人体生命活动包含一系列的生物电活动,这些生物电对环境的电磁波非常敏感,因此电磁辐射可以对人体造成影响和损害。因此在市场上销售的电气、电子设备也要符合相应的EMC标准。本次测试的电磁辐射干扰项目即是检验参测电源是否符合安全标准。

我们在专业的电磁兼容测试室进行电磁辐射干扰。该电磁兼容测试室按照10m法半电波暗室标准建造,除地面安装反射接地平板之外,其余5个内表面均安装了吸波材料,以屏蔽来自外部的电磁辐射干扰。

电磁兼容测试室内的测试仪器包括电磁波采集设备、控制器和频谱分析仪。其中电磁波采集设备采用德国maturo公司的天线塔Compact Antena Mast CAM4,00~P,maturo公司是一家专业电磁兼容测试辅助设备厂商,它的产品被世界各地大多数的主流实验室及测试点所采用,Compact Antena Mast CAM 4,00-P天线塔主要用来固定天线,并能在lm-4m范围内实现天线的自动升降。控制器采用maturo公司配套的MCU控制器。频谱分析仪则采用罗德与施瓦茨公司的ESCI测试接收机。

每款电源测试之后会生成测试报告。测试采用欧洲的EN55022标准(即EMI最大值),测试成绩的单位为dBuV/m(分贝微伏/米),电源在30MHz到1GHz全频段测试电磁辐射干扰。我们将电源置于机箱内,并将机箱所有可能泄漏辐射量的部位封闭,并将电源通电。在测试时,每个频率都要测试电源360。全方位的电磁辐射值,取其中的一个最大值作为该频率的最终成绩,所有频率的成绩相连形成电磁辐射干扰的曲线图,并且测试两遍分别得到水平和垂直方向的成绩。电源在任一频率下的水平值或垂直值超过EN55022标准即表示辐射值偏高。由于消费者普遍对电磁辐射较为关注,因此我们将对每款电源的电磁辐射传导的测试成绩进行讲解,指出该电源在哪部分频段范围内的值偏高。

4最大风量、最大风扇转速和最大噪音

从用户的使用感受上来说,由于中高端游戏平台的发热量相当可观,所以电源的风量、风扇转速和噪音也是值得关注的重点。理论上,风量、风扇转速和噪音三者均是成正比的关系。但由于不同品牌、不同型号的电源在风扇和风道设计上不尽相同,那么噪音是否与散热效果成正比,我们将在测试中进行检验。

本项目的测试仪器主要有MENTEK公司的可程式恒温恒湿试验箱、LongWin公司的AMCA210一99风洞和BSWA 805声级计。具体测试方法为:先将电源放人可程式恒温恒湿试验箱,设定70度恒温,放置加热一小时后取出,立即用声级计测试其噪音水平(测试距离0,5m),再用风洞测试电源风扇的风量和转速。电源在高温状态时,风扇将以最大转速运行,从而以最大风量进行散热,而噪音也会达到最大。测试成绩中,噪音单位是dBA(分贝)、风量的单位是CFM(立方英尺份),转速的单位是RPM(转/分)。

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