为了更好的为双核心Core2处理器提供动力 ,Intel进一步完善ATX 12V2.0电源标准,制定出ATX12V2.2电源标准。目前各大电源厂商均推出符合ATX12V2.2电源标准的产品,2.2标准的电源将逐渐普及消费者面对种类繁多电源该何去何从,我们将用评测告诉您答案。
16款电源横向评测
16款电源合影
我们在市场上看到的电源主要是ATX12V2.0以上的标准,尽管2.2标准已经推出了一年时间,但是2.0标准的电源仍然占有很大一部分市场,就目前主流平台来说,使用2.0版本的电源还是完全可行的,但是对于**用户尤其是双核心双显卡的平台,2.0标准的电源将有可能引起系统的不稳定或者某些隐性故障,所以我们搜罗了市面上常见的16款额定功率300W-480W的ATX12V2.2标准的电源进行详细的评测,希望能成为大家在选购电源产品时的参考依据。
ATX 12V电源标准的诞生时间:
ATX 12V 1.0标准(2000年2月)
ATX 12V 1.1标准(2000年8月)
ATX 12V 1.2标准(2002年2月)
ATX 12V 1.3标准(2003年4月)
ATX 12V 2.0标准(2004年4月)
ATX 12V 2.2标准(2005年3月)
2005年初,intel为双核心处理器而制定了ATX12V2.2电源标准,从整体来看ATX12V2.2标准依然沿用了2.0标准中的双路12V输出设计,只是在2.0标准的基础上进行了修改及强化。为了给双核心**平台提供强劲的供电,使用双核SLI平台的用户,没有足功率输出300W以上的电源是难以应付的,而随着显卡性能及档次的提升,供电需求将会再次提高,所以intel在ATX12V2.2标准中加入了450W的*大输出标准。
在下面的负载交叉图上,我们可以看到Intel标准中所提及的450W电源。如此强劲的输出功率,能够完全**双核平台。
负载交叉图
对于电源厂商来说,Intel的ATX12V2.2标准是一个具有权威性的设计标准。厂家在推出自己的产品时,可以根据产品定位来进行调整。但Intel的标准是在电源的输出能力以及**电器性的基础上提出的,正如标准中要求电源单路12V输出不得大于240VA的标准一样。如果厂家自行推出了超出intel标准的产品,那么就不能被称为符合intelATX12V标准的电源,在**性及稳定性方面也会存在一定隐患。
相对于2.0标准来说,2.2版本并没有提高+12V的持续输电流,反而是有所降低,并且提升了3.3V与5V的输出电流。之所以会这样,与未来SATA硬盘、光驱设备的普及和CPU、GPU功耗将会下降有着很大的关系。
2.2电源标准 350W功率下下三种负载下的电流值 单位:A |
| +12V1 | +12V2 | +5V | +3.3V | -12V | +5VSB |
满载 | 7.9 | 11.9 | 9.5 | 15.9 | 0.3 | 1 |
典型 | 4 | 6 | 4.8 | 7.9 | 0.1 | 1 |
轻载 | 1.6 | 2.4 | 1.9 | 3.2 | 0 | 1 |
2.2电源标准 350W功率下瞬时电流值 单位:A |
| +12V1 | +12V2 | +5V | +3.3V | -12V | +5VSB |
*小 | 1 | 1 | 0.3 | 0.5 | 0 | 0 |
*大 | 10 | 13 | 12 | 20 | 0.3 | 2.5 |
峰值 | 11 | 16.5 | / | / | / | 3.5 |
相比2.0版标准虽然2.2版标准中,将+12V输出在*大输出电流上降低了不少。但在瞬间输出电流上确有很大提高达到了16.5A(12V2)(450W要求19A)并且能持续10ms以上,之所以会这样主要是考虑到Intel双核乃至多核心处理器在启动瞬间,需要较高峰值的电流。
此外ATX12V2.2电源标准还针对节能提出了要求,电脑节能的与电源的能源利用率,即转换效率是密不可分的。转换效率是按电源输入输出的百分比来计算的。当市电被接入电脑后,由于技术方面的原因,会有一部分电力没有做工,而是被转化为热能损失掉。所以提高电源的转换效率不仅能减少PC发热,还将会节约大量能源。
2.2电源标准的转换效率要求 |
| 满载 | 半满载 | 轻载 |
*低转换效率 | 70% | 72% | 65% |
建议转换效率 | 77% | 80% | 75% |
美国80Plus组织,对PC的节能标准,早已制定了相关政策。提倡使用转换效率大于80%的电脑。并拿出一定数量的基金,补贴给符合这一标准的厂商。在新的ATX12V2.2标准中对,对电源的转换效率有了更高的标准。目前对ATX12V2.2电源标准80%转换效率的推荐(非强制)要求。而我国CCC标准要**65%。
一款电源能否稳定的工作很重要的原因在于散热,从下面的PC内部风流图中我们可以清楚地看到电源是PC内部的重要出风口,它的散热效果对整个PC的稳定性起到了非常重要的作用。
常见PC内部风流图
F=故障率,Ae=常数,E=功率,K=玻尔兹曼常量(8.63e-5eV/K),T=结点温度
造成电源故障的原因虽然很多,但高温是其中*重要的因素,温度对电子设备的影响高达60%,其它重要因素是潮湿和灰尘。所以温度和故障率的关系是成正比的,可以用上图公式来表示。
风扇尺寸与风量关系
一般电源中常见的散热风扇尺寸是8cm和12cm,也有少量的电源采用的是9cm和14cm,更有一些**电源采用了被动的散热方式,电源上只有散热片而没有风扇,不过这种电源散热方式对整个PC的散热没有太多帮助。
常见的电源散热设计
前排式与后吹前排式
前排式是传统的电源散热方式,它主要是由一个8cm规格风扇将机箱和电源内部的热量带到机箱外。在PC发展初期,由于电脑整体的发热量较小,这种散热方式没有出现机箱内部和电源内部发热量大而引起的散热矛盾。从奔腾4处理器问世以后,硬件功率的整体提高,电脑整机的散热和电源内部的散热都逐渐矛盾化,单纯依赖传统的排风式电源散热已经无法保证系统的散热平衡。所以很快就被后吹前排式散热方式代替,它相比比传统地前排式多了一个向电源内部吹风的风扇,这种双风扇的结构散热性能不错,但这种结构由于采用了两个风扇,所以噪音比较大。
下吸式与下吸前排式
下吸式又叫大风车散热技术是在电源的底面上加上一个12cm规格的风扇,工作时大风扇将从机箱内带来的风吹向电源内部的元器件,然后通过电源内部产生的压力将热量挤压出去。这种技术看起来相当**,像我们前面说的那样,一方面大尺寸的风扇转速不需要高转速就可以带来大风量,另一方面转速的降低也减小了电源的噪音,所以现在的很多电源纷纷采用了这种散热技术,有的电源甚至采用了静音效果更好的14cm大风扇。由于将散热风扇放置在电源底部的设计非常出色,有些厂商就对这项技术进行了改良。先由电源一个底面的风扇从机箱内向电源内部吹风,然后由一个换气扇将热量带走,从而保证电源内部的散热。这种散热比较依赖外排的风扇,此外两个风扇的噪音也比较大。
直吹式
直吹式是世纪之星电源产品的**设计,它对于电源内部散热性能良好,能够避免电源内部形成滞留热空气,延缓散热工作噪音较低,且成本较低,但是在瓦数大的**电源上散热效果并不理想。
我们常见的电源基本上都是风冷散热设计,工作的时候会产生一定的噪音,要想电源散热效果佳,风扇就要转得更快噪音也就越大,但是静音也是很多用户重视的地方,为了使散热效能和静音之间得到平衡,一般较好的电源都带有智能温控电路,主要是通过热感电阻实现的。当电源内温度升高时,热敏电阻阻值减小,电压逐渐增加,风扇转速也提高。这样就可让机箱内部的温度保持一个较低的水平。在负载很轻的情况下,能够实现静音效果。负载很大时,也能保证良好的散热。
我们先简单介绍一下电源的内部电各种主要元器件及其工作原理。为了能用于驱动机箱内的各中PC设备,电源的作用是把市用高压交流电转换为适合PC使用的低压直流电,通俗点说它就是一个大的变压器。电源的大致转换过程为:
电源工作流程图
连通市电后电流进入电源到达电容和电感组成L型或π型的滤波电路进行滤波,以消除市电中的浪涌电压和干扰信号,提高电源质量。经过滤波后的交流电经二极管桥式整流电路和高压大容量电容滤波后,生成300V的高压直流电压,之后该电压经电阻降压和简单稳压后送入振荡控制电路以生成振荡信号,生成的振荡信号通过电源振荡管放大后,配合高频变压器,会被转变为低压交流电压,低压交流电压再经过一次整流滤波后,就可以生成各种可供设备使用的低压直流电了。另外,在主电压输出端,还设有电压采样反馈电路,将当前电压反馈回振荡控制电路,一旦主电压由于负载变化而产生电压漂移时,振荡控制电路将改变振荡脉宽,以保证输出电压的稳定性。同时,当负载短路时,采样反馈信号也会及时通知振荡控制电路,停止电压的输出,避免电源因过载而损坏。
电源结构图
两级EMI滤波电路
EMI(ElectromagneticInterference)就是电磁干扰。电源是发生EMI的重要来源。电源电路中EMI滤波电路的作用是滤除由电网进来的各种干扰信号,防止电源开关电路形成的高频扰窜电网,或对设备和应用环境造成干扰。完整的EMI滤波电路主要由共模电容、扼流圈和差模电容、扼流圈两个模块组成。劣质电源往往会省掉这一部分电路以节约成本,这样电源的抗干扰能力就会下降,对整个电网信号质量也有一定影响。
高压滤波电容
高压滤波电路部分的作用是将高压直流电中的交流部分过滤掉,输出平滑的直流电。从结构上看来,这部分相对比较简单。主要就是由二极管和电容组成,四个二极管组成全桥电路对交流电进行整流进而转换为脉冲直流电,经过两个高压电容的滤波而变成比较稳定的直流电。从电源制造的角度看来,这两部分也有其各自的标准。二级管的作用主要是用于整流,将交流市电转化成稳定的直流电流,一款标称300W的电源,其电容容量不得小于680uF,此外电容容量还与PFC的类型有关。
开关变压器
电脑使用的开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波,然后通过开关变压器进行降压,输出低电压的交流电。在这个电路中,开关管的*大电流对电源输出功率的大小有一定的限制(通常应用于300W电源的MOS管体积较大,有的电源甚至使用了耐流达到10A的开关管),而高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少,由于工作在很高的频率下,对元件质量的要求和线路的搭配有很高的要求。
控制电路
电路的核心部分,对开关变压器控制以调整输出电压的高低。有了开关变压器还不能够完成一个完整的开关电源电路的转换过程,因为开关管的工作需要有控进行。目前电脑电源上主要采用PWM脉冲宽度调制的方式进行工作,具体地说就是采用专用的控制芯片对两个开关管进行控制,每个开关管都以导通或截止两种状态的方式工作,芯片只要控制一个周期内开关管导通和截止的比例就可以改变输出电压的高低。控制芯片同时还负责电压过载和电流短路保护,避免因电源损坏时导致与其连接的电脑设备毁坏。
低压滤波输出
低压滤波电路是电流输出到PC硬件的上的*后一道关口,这部分电路的作用主要是将+5V和+12V直流电中的纹波过滤掉,输出纯净的直流电信号。低压滤波电路采用了容量更高的滤波电容,通常为2200微法,它将直接影响输出电流的纯度。
一个完整的电源基本上就是由这几个部分和前面介绍的散热风扇组成。
PFC(PowerFactorCorrection)是电脑电源中的一个非常重要的参数,中文是功率因素。它表示电脑电源输出有功功率的能力。功率是能量的传输率的度量,在直流电路中它是电压和电流的乘积。在交流系统里则要复杂些:即有部分交流电流在负载里循环不传输电能,它称为电抗电流或谐波电流,它使视在功率(电压Volt乘电流Amps)大于实际功率。视在功率和实际功率的不等引出了功率因素,功率因素等于实际功率与视在功率的比值。ATX12V2.0以上版本的电源主供电接头在20Pin设计上进行了改进采用了24Pin接口,但是为了照顾旧平台用户,市面上的很多电源主供电接头都采用“分离式”设计或附送一条24Pin→20Pin的转换接头。
功率因素
一般用户都认为计算机之类的设备只需要有功功率,而不需要无功功率。既然无功功率不做功,要它何用!于是他们当然就认为功率因数为1的电源*好。因为它能给出*大输出功率。然而,实际情况并非如此。
事实并非如此
假设有一台计算机,当交流市电输入后进行整流,就得到脉动直流电压,若不将脉动电压进行任何工,就直接提供给计算机电路,毫无疑问,电路根本无法正常工作。虽然这时计算机的功率因数接近于1,但却没有任何意义。为了让计算机电路能正常工作,必须向其提供平滑了的直流电压。这个“平滑”工作必须由接在计算机电源整流器后面的滤波电容器C来完成。
这个滤波器就像一个水库,电容器里面必须储存足够数量的电荷,在整流半波之间的空白时,使电路上的工作电压仍不间断,能保持正常电平。换句话说,即使在两个脉动半波之间无输入电能时,UC的电压电平也无显著的变化,这个功能是靠电容器内的储能来实现的,储存在电容器内的这部分能量就是无功功率。所以说,计算机是靠无功功率的支持,才能保证电路正确运用有功功率实现正常运行的。
一般来说PFC主要分为两种,一种是无源PFC(也称被动PFC),一种是有源PFC(也称主动PFC)。无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,但无源PFC的功率因子不是很高,只能达到0.7~0.8;有源PFC由电感电容及电子元器件组成,体积小,可以达到很高的功率因素,输入电压可以从80V到264V,但成本要高出无源PFC一些,而无源PFC在理论上讲待机时相比有源PFC的功耗将更低。
被动和主动PFC的特征
通常被动PFC会有一颗矽钢片制成的工频电感,它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差,使电流趋向于正弦化以提高功率因素,而主动PFC则没有,取而代之的是电路板或者电子模块,这也是主动PFC电源较轻的主要原因。
主板电源接头
主板辅助供电接头
先前的主板辅助供电部分使用的都是4Pin接口,先今很多主板上已经采用了8Pin接口,为了有更好的兼容性有些电源采用了4+4的接头设计,一般情况下4Pin可插在8pin的接口上不会出现主板烧毁的问题,但有些主板可能无法正常启动。
硬盘、光驱供电接头
现今SATA硬盘已经成为**的主流的,所以SATA供电接头成为当今电源的必备接头,而有些品牌的硬盘为了照顾老的用户提供了SATA和大4Pin的供电接口,由于光驱向SATA的转移还处于起步阶段所以大4Pin接头现今主要被用在光驱供电以及其它外置设备供电上。
显卡接头和软驱接头
**显卡的功耗已经到了必须使用独立供电才能正常运转地步,所以6Pin接头主要为显卡提供动力,ATX12V2.2标准主要是针对双核心双显卡的用户设计,所以6Pin接头在电源中的的位置很重要,软驱被淘汰是不争的事实,专门为软驱供电的小4Pin接头现在很少被用到。
电源线缆
当今的电源线缆来越来越多,这就导致了电源安装到狭小的机箱内部后线缆非常凌乱,有些厂商为了让电脑内部错落有致,特意为线缆包了蛇皮王这样既美观又不会让机箱的内部显得凌乱不堪。更有一些厂商的电源使用了线缆电源的分离设计,这样可以按需安装不会出现很多闲置不用的接头在机箱里。
接头上的小设计
相信很多用户都遇到过,大4Pin接头插上后很难拔出的窘境,有些厂商就使用了带有方便卡子的接头,使用的时候只要挤压卡子接头就很容易的拔除非常方便。
通常来讲一款电源获得认证项目越多,说明该电源的质量的越可靠,当然必须是真正通过这些认证的产品,而非那些标注虚假标准认证的电源。
CCC认证
CCC三种认证 LOGO
CCC认证常被称为3C认证,它是“中国国家强制性产品认证(ChinaCompulsoryCerlification)”的简称。PC电源上常见的3C认证有两个版本:CCC(S)和CCC(S&E),CCC(S)只代表通过了**标准只有同时获取**及电磁兼容认证的产品,才会被授予CCC(S&E)标志。
FCC认证
FCC认证 LOGO
FCC是一项关于电磁干扰的认证。电源在工作时内部会产生较强的电磁干扰。如果不加以屏蔽就可能对显示器、主板和其他电器设备造成影响,甚至给人体带来危害。所以国际上对电磁干扰有严格的规定,通用的标准有FCC-A工业标准和FCC-B民用标准两种,只有符合后者的电源才是**无害的。
UL认证
UL认证 LOGO
UL(保险商试验所)是美国*具权威性、非盈利性的民间**测试机构,它主要对各种设备、系统和材料进行**性试验和检查,确认是否对生命财产存在危险,并将检验结果公布出来。UL出版了几百种标准,其中大多数被ANSI(美国国家标准协会)所采纳。现在UL认证已成为全球*严格的认证之一。
CSA认证
CSA认证 LOGO
CSA是加拿大标准协会的简称,它是加拿大头个专门制定工业标准的非盈利性机构,也是世界上*有名的认证机构之一。在北美市场上销售的电子、电器等产品都要取得CSA**方面的认证。该标准主要对产品、工艺、材料的测试手段、服务的**性和材料等方面作出了规定。
CE认证
CE认证 LOGO
CE就是"欧盟"拉丁文的缩写,它是欧盟所推行的一种证明产品符合其指定要求的合格产品标志。CE标志是强制性的通行证,也是电源生产制造的基本认证标准之一,它要求电源产品必须保护使用者的健康**及符合环保基本要求。
一般来讲,电源的**认证以德国基于1EC-380标准制定的VDE-0806标准*为严格,我国的国家标准则是GB4943-1995《信息技术设备(包括电气设备)的**》。无论是哪一国制定的标准,大都从爬电距离、抗电强度、漏电流、温度等几个方面做出了严格规定,下面我们就来看看关于认证电源的要求。
爬电距离要求
爬电距离
爬电距离指沿绝缘表面测得的两个导电器件之间或导电器件与设备界面之间的*短距离。UL、CSA和VDE**标准强调了爬电距离的**要求,这是为了防止器件间或器件和地之间打火从而威胁到人身**。
抗电强度要求
高压可控硅抗电
在交流输入线之间或交流输入与机壳之间由零电压加到交流1500V或直流2200V时,不击穿或拉电弧即为合格。
漏电流的要求
漏电的来源
UL和CSA认证均要求暴露、不带电的金属部分均应与大地相接。漏电流的测量是通过在这些部分与大地之间接一个1.5kΩ的电阻,测其漏电流。开关电源的漏电流,在260V交流输入下,不应超过3.5mA。
温度的要求
电源温控
**标准对电器的温度要求很重视,同时要求材料有阻燃性。对开关电源来说,内部温升不应超过65℃,如果环境温度是25℃,电源的元器件的温度应小于90℃。不符合**标准的电源在刚开始用时对使用者并没有什么直接的**影响,但用久了以后,由于潮湿的空气和灰尘的影响可能导致高压区短路,不但造成电源本身损坏,还会严重影响电网,从而对其他电器造成不利影响。
电磁干扰的要求
电磁干扰
国际上通用的标准有FCC-A(工业标准)、FCC-B(民用标准),电源应符合民用标准。电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰。传导干扰通过电源线传播,频率为30MHz以下,主要干扰音频频段。由于PC用开关电源有金属壳作屏蔽,所以电源干扰更多地体现为传导干扰。传导干扰的大小是衡量计算机电源品质的重要标准,它包括两个方面的含义:一是防止电网上电磁干扰通过电源本身产生的电磁干扰进入电网,影响主机系统正常工作;二是防止主机本身产生的电磁干扰进入电网,影响其他电器
无源PFC电源介绍
长城集团是中央直属的专门从事计算机及相关产业发展的大型企业集团,产品包括PC机、笔记本电脑、服务器、ATM机、税控收款机、投影机、数字电视、网络电表等,可以说IT领域长城基本都涉及了,长城的电源给人的感觉一直是中规中矩,品质稳定,这次长城送测的电源是BTX-400SEL-P4。
长城BTX-400SEL-P4
采用直径为6mm蜂窝状散热孔,相比起传统电源的网眼镂空设计,BTX-400SEL-P4在电源散热性能方面要更加出色。
两级EMI滤波电路
两级EMI电路基本符合要求,EMI电路的作用是可以有效的滤除电网中的高频杂波和同相干扰电流,使电源的输出电流更加纯净。
高压滤波及低压输出
长城BTX-400SEL-P4采用了两颗680μF的高压滤波电容,低压输出部分用料很下功夫,采用了两颗大的扼流线圈。
开关变压器及电源拆解图
电源内部空间错落有致,散热篇覆盖了发热量比较大的开关变压器和低压输出部分的电路。
电源铭牌
长城的这款电源无论是做工还是用料都秉承了长城电源严谨实用的特点,散热部分采用了大风车式设计,工作噪音小,电源铭牌非常标准,额定和*高功率都清楚地标注,不足之处在于**EMI滤波电路部分设计比较简单。