烈火出真金——2005年度电源横向测试
横向测试
电脑硬件产品不断升级换代,性能不断提升,因此对于电脑电源的要求也有所改变。处理器巨头Intel推出的新一代主板芯片组和处理器在功耗方面不断提升,以往的ATX电源规格逐渐难以应付,特别是高功耗的Pentium D系列处理器对于电源+12V的功率输出要求更高,因此Intel不断推出新的ATX电源设计标准来适应自己的新平台。

ATX电源版本从2000年2月最早发布的12V 1.0版本,已经发展到了现在的12V 2.2版。从12V 2.0版本开始,ATX电源就提供了双路12V输出以适应高功耗CPU和显卡的需要,而12V 2.2版更是针对双核处理器进行了优化。那么我们在选择的时候,只需要看电源的功率和版本就行了吗?其实这样也不正确,从目前主流机型的配置来看,12V 2.0版、甚至是12V 1.3版的电源也完全可以满足要求,而一些高端、比较个性化的配置才会用到12V 2.2版的电源。那么,我们要如何来选择适合自己电脑的电源产品呢?本次测试将会为大家作出解答。
技术与市场篇
ATX电源现状简介
ATX电源标准的变化是与电脑硬件变化息息相关的。随着处理器频率不断提高,功耗也逐渐增加;另一方面,显卡的功耗也在很快地增长,对于电流的需求也越来越大。根据国家强制性安全规则中对于危险能量的限制,电源单路+12V输出不能超过240VA,因此Intel在12V 2.0版本的ATX电源标准中将单路+12V输出增加为两路独立输出,于是我们可以在2.0版的ATX电源上找到+12V1和+12V2两路输出。不过,由于电源总功率是不变的,增加了+12V输出的功率,那么其它输出的功率就会减少,所以我们可以看到,12V 2.0版的电源在+5V这一路上的输出功率相对低版本、同功率的产品要低一些,而12V 2.2版则继续增加了+3.3V和+5V的输出电流。
此外,大家应该已经注意到,我们在提到ATX电源的版本时,都加上了“12V”,这是因为“ATX 2.0”和“ATX 12V 2.0”是不同的,ATX在2.03版之后进入了ATX 12V 1.0的P4时代,所以,它们是不同时代的产品。现在我们提到的2.0、2.2版都是指的ATX 12V 2.0、ATX 12V 2.2版,大家不要搞混淆了。
根据市场主流电脑配置情况来看,例如一台配备了赛扬D、Radeon X550显卡、单硬盘、单光驱的电脑,搭配一台250W的电源也就足够了;即便是用了P4和GeForce 6600GT级别的显卡,一台足300W的电源也能轻松应付;只有经常超频、用到了双核处理器、GeForce 7800GTX这样配置的DIY发烧友,才需要350W甚至是400W以上、2.2版的电源。那么,对于大部分普通消费者来说,盲目选择高功率的电源产品不但浪费了自己的金钱,也浪费了生产资源,所以,我们应该选择最适合自己的电源产品,够用、实用才是最好的。
重要的电源质量指标
电源效率:电源的转化效率,简单地说就是电脑输出的功率占交流输入的功率的百分比,越高越好,一般在轻负载(本次测试是63W)下需要有60%以上,在满负载(本次测试为300W)下需要有70%以上,典型负载(本次测试为200W)下要有75%。效率太低就会造成电能的浪费和电源温度偏高,从节能方面来讲就是不过关的。
额定功率:在ATX 12V 2.0版以前的电源上,我们还可以简单地使用+5V输出电流×10的方法来估算电源额定功率的数值,但现在这个办法行不通了。不过我们可以通过交叉负载测试的方法来测试出电源每一路的最大输出。具体方法是:在不超过该路输出最大电流的前提下,逐渐减小其负载电阻,同时测量负载压降和纹波系数,当负载压降和纹波系数超出允许的范围时,记录此时的电流值作为该路输出的最大工作电流。本次测试我们也包括了交叉负载测试(分为230V、264V、180V三种AC输入下,各路输出分别达到高负载状态),同时这项测试也考验电源在各种恶劣电网环境下的工作能力。
功率因数:有功功率与视在功率的比值,就是功率因素。如果功率因数过低,则会对电网造成影响。对于电源来说,功率因数直接反映了PFC电路的效果,一般在轻负载(根据GB17625.1标准,本次测试设定为75W),电源的功率因数要在0.7以上。PFC电路分为主动式和被动式,采用主动式PFC的电源其功率因数可以达到0.9以上,而被动式一般为0.7到0.8。当然,前者的成本也要高不少。
PG/PF:PG信号即Power Good信号,即通电后,要求各路输出的上升时间大于100ms小于500ms,否则无法开机。PF即Power Fail断电保护电压,要求断电后,各路输出的下降时间不小于1ms,这样才能保证UPS电源正常动作。另外还有一项正常关机时间,也要求高于1ms,让硬盘有足够时间保存数据,这些都属于对电源信号的时序要求。
保护测试:过流、过压保护功能都是电源应该具备的功能,根据Intel的标准,都有一定的限制值,必须在这样的限制值范围内实现保护动作,如果保护动作在这个范围外发生或者是一直不发生,都是不符合规范的,特别是没有保护功能这种情况,将是非常危险的,可能会损坏硬件甚至引起火灾。另外,电源对于瞬间高压的冲击也应该有相应的保护功能,我们测试的标准是,在1800V高压持续3秒的冲击下,电源的接地电阻不得大于100mΩ,绝缘电阻不得小于100mΩ。
EMI测试:EMI(Electro Magnetic Interference)电磁干扰也是电源的一项重要指标,当电源的谐波电平在低频段(频率范围150kHz~30MHz)
现在电源线上时,称之为传导干扰。传导干扰到底有什么坏处呢?具体表现就是有可能造成同一供电线路上的电器工作不正常,比如电话有杂音、音箱有异响等等。要抑制传导干扰相对比较容易,只要使用适当的EMI滤波器,就能将电源线上的EMI信号控制在限值内。因此,正规的ATX电源产品都具备EMI滤波电路。本次测试我们也首次加入了对电源EMI传导干扰的测试,这也是国家强制执行的认证标准之一。
待机功耗:我国于2003年12月5日就开始实施《计算机节能产品认证技术要求》,对计算机待机功耗作了明确规定:计算机在关闭方式下的单位时间能耗值应不大于3W;计算机在睡眠方式下的单位时间能耗值应不大于10W;计算机进入睡眠方式的缺省等待时间不大于30min。可见,节能已经受到了相当的重视。本次测试我们要求电源在+5VSB输出为0.3A时的功耗不得大于3W。




产品测试篇
测试方案说明
我们都应该认识到一点,单纯地考查电源的最高功率是没有意义的,因为一款电源即便可以输出很高的功率但其它的方面不符合标准的话,也不能算合格,而且单纯的追求高功率也是没有意义的。本次横向测试我们以额定功率为300W、12V 2.0以上版本的ATX电源为主(只对300W的产品进行评奖),同时测试标准也以此为准,另外还选择了几款高功率的电源产品的测试数据作为参考。
测试工具全部采用电源生产线上的专业测试仪器,包括Chroma 6000系列、PM100功率因数分析仪、FA828ATE电子负载、NSLK8126 EMI接收器、SCR3101 EMI测量仪等等。
测试项目分别以额定功率300W的标准对电源的转换效率、功率因数、功率(交叉负载)、时序、安全性、待机功耗进行了全面测试。其实要详细评测一款电源是一件很费时间的事情,需要测试的数据也相当多,如果把这些数据全都列出来的话,大家看起来不太明了,因此我们对于一些结果比较复杂的测试就直接给出经过数据分析后得到的结果,比如“通过”或者是“没通过”。最后,大家可以直接从我们的测试数据表中找到各项测试都过关的产品。
测试产品介绍
AcBel ATX300CT-PN6NN

额定功率:300W
康舒出品的AcBel ATX300CT-PN6NN电源是一款额定功率为300W的ATX 12V 2.0电源,转换效率方面,它在满载的情况下达到了我们的标准,典型负载下的效率比标准低了1%,还算是基本达到标准。在交叉负载的测试中,它在跳变的时候,输出信号纹波有所超标。在时序要求测试中,除了上升时间偏短外,其它表现都还不错,达到了标准,当然,上升时间短并不代表电源就不能用,只是有一定可能在某些主板上出现无法开机的问题。AcBel ATX300CT-PN6NN的安全要求方面做得不错,通过了我们过流、过压保护以及抗电所有的测试。AcBel ATX300CT-PN6NN在轻载75W的情况下,功率因数达到了0.66,稍微偏低了一点,不过在满载情况下可以达到0.77,算不错了。AcBel ATX300CT-PN6NN顺利通过了我们的EMI传导测试,可见它的EMI电路设计是符合标准的。另外,AcBel ATX300CT-PN6NN的待机功耗做得非常好,只有2.4W,比国家要求的标准还要低0.6W。
多彩DLP-550S

额定功率:未标明
多彩DLP-550S采用大风扇设计,因此在噪音控制上做得不错,散热效果也比较好。它的铭牌上只标注了每一路的最大输出电流,并没有直接标出电源的额定功率。多彩DLP-550S在效率测试中达到了我们的标准,时序方面也没有任何问题,过流过压保护都一切正常,而且,它也顺利通过了苛刻的交叉负载测试,证明它的额定功率和负载适应能力达到了应有的水平。多彩DLP-550S的功率因数也比较高,轻载和满载情况下都达到了0.7以上。同样,多彩DLP-550S也顺利通过了EMI传导测试,不过它在待机功耗测试中的表现稍差一点,略微超过了3W的标准值,达到了3.8W。
FSP ATX-300PNF

额定功率:300W
全汉出品的FSP ATX-300PNF也采用了大风扇设计,有利于降低噪音,后面的效率、功率因数、交叉负载测试对于它来说比较轻松。不过它在过流保护测试中,+12V1和+12V2的保护值都偏高了,分别达到了28A和29A。此外,值得一提的是,FSP ATX-300PNF的待机功耗做得很不错,仅仅为2.4W,这一点也是很多大功率电源做不到的。
金河田 ATX-S428

额定功率:300W
金河田 ATX-S428是其“劲霸”系列的一款产品,额定功率为300W,最大功率350W,完全符合Intel 12V 2.2版的规范,具备双路12V输出,是一款针对双核心处理器的电源产品。它配备了14cm大尺寸散热风扇,有利于降低工作温度和噪音。金河田 ATX-S428在实际测试中的表现也很不错,完全通过了我们所有的测试项,在对负载的适应能力上表现得很好,的确算得上一款出色的300W电源。另外,它在待机功耗方面的表现也较好,只有2.9W,达到了低于3W的国家标准。
航嘉磐石355U

额定功率:300W
航嘉推出的磐石355U是一款符合ATX 12V 2.2版标准的电源,额定功率为300W。磐石355U的转换效率相当不错,在轻载、典型负载、满载情况下都达到了0.7以上。交叉负载测试中,磐石355U在各个测试环境下都达到了我们的标准,可见它对于负载变化、输入电压变化的适应能力是不错的。时序方面,磐石355U各项指标都达到标准,这对于电源的兼容性来说是很重要的。过流保护测试中,磐石355U的+12V1和+12V2分别在19A和17A的时候进行保护,符合低于20A的要求。过压保护和高压测试中,磐石355U也达到了测试标准,整体表现优秀。待机功耗方面是磐石355U的强项,仅2.7W的待机功耗算是做得比较出色的了。
长城BTX-500SP


额定功率:400W
长城BTX-500SP是一款服务器电源,额定功率达到了400W,用料和做工看上去的确不俗。测试中它顺利通过了效率以及时序等项目的考核,只是在+12V1和+12V2的过流保护上有点超标,保护临界值达到了28A和26A。另外,长城BTX-500SP在谐波测试中表现不正常,明显超标,因此功率因数也很低,我们怀疑是PFC出了问题,因此拆开外壳进行研究。结果却出人意料,长城BTX-500SP的PFC电感被直接短路了,也就是说PFC电感根本没起作用,那么功率因数低就是很正常的事。起先我们怀疑PFC本身有问题,所以才会被短路掉,不过经测试PFC电感却完全正常……这让工程师也感到奇怪,或许这是个别产品的问题吧。如果不是这一点问题,长城BTX-500SP将是一款比较出色的产品。
惠科HK585F

额定功率:400W
惠科HK585F额定功率为400W,+5V的最大输出相当夸张,达到了45A。当然,它是定位高端的产品,针对的是DIY用户。从测试情况来看,它在功率因数、效率以及时序方面,都能达到我们的测试标准,基于300W标准的交叉负载测试对它来说也只是小菜一碟,只是在过流保护方面,+12V1和+12V2的保护值略微超出我们的标准,不过幅度并不大。另外,它的待机功耗稍高,达到了5.9W,几乎是标准值的两倍了,看来这一点值得改进一下。
世纪之星ST-ATX340

额定功率:300W
世纪之星ST-ATX340额定功率为300W,采用了主动式PFC电路,因此它的功率因数非常高,轻载和满载情况下都达到了0.9以上,十分出色,相对被动式PFC有很明显的优势。它在时序测试中也达到了我们的标准,交叉负载测试也能顺利通过,可见在功率和负载适应能力上是值得信赖的。不过它在EMI传导测试中有轻微超标现象,即传导测试的波形图中在低频部分有超过65dBμV的点,500kHz到30MHz部分则表现相对平稳。另外,它的待机功耗有些偏高,达到了5.1W。
Thermaltake XP550PP

额定功率:450W
Thermaltake XP550PP是一款面向高端的电源,额定功率高达450W,整体用料和做工都比较豪华,适合使用双核处理器和GeForce 7800GTX这样的发烧用户。由于本身规格比较高,Thermaltake XP550PP很轻松地完成了我们的各项测试,就算是待机功耗,它也只有2.8W,这对于高功率电源来说是很不错的了。如果不考虑价格,Thermaltake XP550PP是DIY玩家不错的选择。
鑫谷 SG-400ATX-PFC

额定功率:300W
鑫谷 SG-400ATX-PFC的外观比较漂亮,采用大风扇散热,额定功率为300W,鑫谷 SG-400ATX-PFC满载下的效率能达到70%以上,它顺利地通过了交叉负载的测试,对于负载变化、输入电压变化的适应能力较强。时序方面,鑫谷 SG-400ATX-PFC达到我们的标准。过流保护测试中,鑫谷 SG-400ATX-PFC的+12V1和+12V2在18A的时候进行保护,符合低于20A的要求。总的来说,鑫谷 SG-400ATX-PFC各项性能指标都表现不错,只是在待机功耗方面有一定超标,达到了4.9W。
工程师点评
也许不少读者都注意到了,我们的这次电源横测没有像以前其它媒体那样考查电源的最大功率。其实,我们应该知道,对于大多数的用户来说,300W的电源,甚至是250W的电源都是够用的,但不少厂商、媒体过分炒作电源要高功率才好的概念,使得不少消费者走入了误区,不管自己的电脑是否需要,都盲目地去选择大功率的电源,造成了不必要的浪费;另一方面,也是由于追求电源大功率这一股风,使得厂商为了迎合消费者的需求,不断开发和生产大功率的电源,而最终这些电源大都只在消费者手中发挥了很小一部分功效,为提大功率而增加的生产资源被白白地浪费掉了,这也是一种不小的浪费。那么,是不是大功率电源就完全一无是处呢?这也不正确,对于追求高性能的硬件发烧友来说,由于使用的电脑配置很高,功耗很大,一款大功率、新版本的电源仍然是值得选择的;此外,有特殊需求的用户,比如搞图形、视频处理,需要使用多个(5个以上)硬盘,这时也需要一款12V 2.2版的大功率的电源。当然,这一部分比较个性化的用户毕竟是少数。总之一句话,我们需要根据自己的实际情况选择合适的电源,才能避免浪费。根据目前情况来看,ATX 12V 1.3版的电源对于大多数用户来说都是够用的。如果新购机的话,12V 2.0版的也足够了,当然对于DIY 玩家来说,支持双核的12V 2.2版电源是个比较超前的选择。
从我们测试的情况来看,参加测试的300W电源基本上都可以通过我们的测试,不过仍然有一部分参测产品在EMI传导测试和待机功耗测试上有些超标。另外,也有产品在交叉负载测试中表现不是很理想,在负载跳变的时候输出纹波超标。整体表现不错的300W产品有航嘉的磐石355U、金河田ATX-S428。
鉴于航嘉磐石355U和金河田ATX-S428完全通过了我们的测试,而且表现出色,特授予它们“编辑推荐奖”。
