交叉负载测试(Cross Loading)
交叉负载测试是通过各种不均衡负载考察
电源在此负载下能否保持一个稳定可靠的输出。对于一些电源而言,交叉负载测试是很苛刻的。
考虑到目前的配件功耗发展趋势,我们的交叉负载测试参考了最新的ATX12V 2.31规范交叉负载图,按照该图的要求测试7到8个负载点的各组输出电压,用不同的颜色表示偏离的程度,绿代表偏离不超过±2%,黄代表偏离不超过±4%,红代表偏离不超过±5%,紫色说明电压超出了±5%的范围。前面均衡负载的6个负载点也一并放入交叉负载图中体现。ATX12V仅规定到450W为止,对于500W以上的电源,我们通过EPS12V规范的450W、700W、900W交叉负载图内插出6个负载点进行测试。
上图中绿色代表该负载点电压偏离不超过±2%,黄色代表电压偏离不超过±4%,红色代表电压偏离在4~5%之间。
在整个交叉负载图覆盖的范围内,变化最大的是+12V2(6.2%),可能是因为4pin上通过的电流相对+12V1要多而接入的线和针脚数量反而更少的缘故,结果不算好,但最大偏离±3%左右完全满足要求。+5V和+3.3V整个负载区间的相对变化率控制在3%左右,是不错的表现,总的说来中规中矩,对低端电源的交叉调节性能我们不能要求太苛刻。
小帖士: 如何看交叉负载图?
实际应用中整机的负载不见得是均匀分摊到+12V和+5V、+3.3V输出上面的。就最常见的情况来讲,由于CPU、显卡的电力绝大部分来自+12V,实际运行时+12V总负载可能5至10倍于+5V、+3.3V的总负载(而标称的+12V联合输出功率一般是2到5倍于+5V、+3.3V的联合输出功率,注意这一点)。市面上相当一部分电源采用联合稳压、交叉调节的设计方式,也就是用一组主PWM兼顾+12V与+5V两组的输出电压,会出现+12V负载较重时+5V电压升高(偏重+12V稳压),或+12V跌得很厉害(偏重+5V稳压)的情形。反过来,一些老机器诸如奔三、K7之类往往用+5V给CPU供电,AGP显卡和PCI设备供电也较多地使用+5V和+3.3V这两路供电,这种偏于+5V的负载会使得交叉调节电源的+5V电压偏低或+12V电压偏高。
因此,尽管电源标签上给出了每路的最大输出电流(有时还有最小输出电流),像+12V 15A、+5V 1A、+3.3V 1A这样非均衡的负载下电源却不一定能提供合格的输出,在讨论多电压输出的PC电源时就会引入交叉调节范围的概念。以+12V总功率为横坐标,+5V、+3.3V总功率为纵坐标,可以将电源能够持续工作并提供合格输出的各种负载组合(每个组合表现为图上的一个点,称为“负载点”)的集合画出来,是一片区域,称为交叉调节范围。不同时期的PC在负载上的偏重不同,需要的交叉调节范围也有所不同,这就是ATX12V自1.2版到如今2.3版以来变化最多的地方。
上图直接使用了ATX12V 1.3版本以来300W电源的交叉负载图作为例子(引自Ronliang的展开来说电源第二版)。图中蓝色的线框为ATX12V 1.3版的交叉负载图,蓝色线框区域内的每个点是一组负载,比如+12V 15A、+5V 4A、+3.3V 6A这组负载对应的负载点是(180,40)。ATX12V要求交叉负载图区域内的每一组负载下电源都能提供持续、可靠的输出。图中偏左上的一片属于+5V与+3.3V功率很高而+12V功率很低的部分,右下角的一片属于+12V功率很高而另外两路功率很低的部分,这两个区域都是典型的拉偏负载;蓝色线框的最高点说明1.3版300W要求+5V和+3.3V的联合输出功率最高达到约190W,右侧只到216W正是1.3版300W要求的+12V最大电流18A,右上角这条斜线是直线x+y=300,正是+12V、+5V、+3.3V三个主要输出的总功率等于额定功率300W的最大功率负载点。
掌握了这个窍门,我们再来对比一下ATX12V 1.3版(蓝色)与2.0/2.2版(红色)的交叉负载图。左上方很大一块区域被切掉了,说明偏重+5V、+3.3V的拉偏负载要求降低,对+5V、+3.3V的联合输出功率也大大降低至只有120W。但是右侧伸出了很长一块表示对+12V联合输出功率要求升高(至264W),也向右下角的方向大幅扩张,偏重+12V的负载最大的负载比例达到了13:1之多。仔细回想一下,当时正值Prescott核心奔四、火炉奔腾D和Geforce 6800/7800、X1800/X1900系列等高功耗显卡(同时也是很重的+12V负载)发展的阶段,2.0和2.2版规范为给CPU和显卡留足余量考虑,在+12V输出能力和拉偏负载两方面都提出了很高的要求。
类似的方法我们还可以对比2.2版(红色)和2.3版(绿色)、2.31版(紫色)的交叉负载图范围。可以直观地看到2.3/2.31版的负载图相比2.2版在左上和右下都有了明显缩水,除了左下角整机功耗20~70W的超轻负载区域外,交叉负载图完全被2.2版包了起来。因此可以说2.3版对电源的要求相比2.2版是有明显降低的。
纹波/噪声(AC Ripple & Noise)
PC电源输出的直流电中夹杂着周期性和随机性的交流成分,称为纹波(Ripple)和噪声(Noise),这两部分是我们不想要的,按照ATX12V的要求,+12V、+5V、+3.3V、+5Vsb的输出纹波与噪声的峰-峰值分别不得超过120mV、50mV、50mV和50mV。我们用数字示波器在20MHz模拟带宽下按照规范要求给探头并上去耦电容进行纹波的测量。示波器截图分为低频下的波形和高频下的开关纹波,峰峰值一般以低频波形为准,高频开关纹波作为参考。
注意:纹波和噪声的测量结果随测试环境和操作方式不同而受到很大影响,不同站点之间的纹波测试结果一般不具备可比性,本站的测试结果只适用于与本站其它测试结果进行比较。
12V1
12V2
+3.3V
+5V
+5Vsb
Test1 低频
50%负载12V1
50%负载12V2
50%负载+3.3V
50%负载+5V
50%负载+5Vsb
高频
50%负载12V1
50%负载12V2
50%负载+3.3V
50%负载+5V
50%负载+5Vsb
Test2 低频
75%负载12V1
75%负载12V2
75%负载+3.3V
75%负载+5V
75%负载+5Vsb
高频
75%负载12V1
75%负载12V2
75%负载+3.3V
75%负载+5V
75%负载+5Vsb
Test3 低频
100%负载12V1
100%负载12V2
100%负载+3.3V
100%负载+5V
100%负载+5Vsb
高频
100%负载12V1
100%负载12V2
100%负载+3.3V
100%负载+5V
100%负载+5Vsb
其他项目
其他 低频
110%负载12V
+3.3V最大纹波
+5V最大纹波
+12V最大纹波
待机3A纹波
高频
110%负载12V
+3.3V最大纹波
+5V最大纹波
+12V最大纹波
待机3A纹波
通过测量开关纹波周期我们可以得知这款电源的开关频率大约是63KHz,作为双管正激而言并不算高。半载下+12V、+5V、+3.3V、+5Vsb纹波分别约65mV、20mV、20mV、15mV,只有上限的一半左右;满载下增长至80mV、25mV、25mV、25mV左右,+12V纹波显得有些大,但整体仍然离上限有相当充分的距离。总的来说纹波与噪声的环节AL350A是顺利地通过了。
转换效率、风扇转速、温度与PF值(Efficiency, Fan Speed, Temperature and PF)
首先我们明确一点,转换效率是输出功率与输入有功功率的比值,表征着电源损耗的大小,与PF值无关。转换效率越高的电源越节省电费,不但减少能源浪费,同时也减少产生的废热。AL350A通过了80Plus认证,而我们的测试环境是更加有利于高效率的220V市电(实际230V左右),它理应有80%以上的转换效率。
图中除了AL350A实测效率值外还给出了80plus认证、80plus铜牌认证和国内节能认证要求的效率值作为参考。10%超轻负载下电源能有75%以上的转换效率已属难能可贵,从20%负载起直到满载,电源效率基本上维持在82%以上,最高接近85%的水平,表现用一个词来形容,出色。
按照ATX12V 2.31规范推荐的标准,100mA、250mA和1A负载下+5Vsb的效率应分别不低于50%、60%、70%,这是一个比较高的要求。此外欧洲的蓝天使(Blue Angel)认证要求空载待机功耗不高于1W,中国现行的节能认证要求300mA负载下输入功率不高于3W(也就是效率不低于50%),我们参考这些标准来衡量待机转换效率。AL350A的待机电源效率并不算低,能满足空载待机功耗不高于1W的要求,但250mA和1A负载下都未能达到ATX12V推荐值,250mA负载下效率离50%这道门槛还有微小的距离。这样的待机效率不算差,但我们期望能看到更好的表现。
根据外包装上的宣传,电源的风扇在一定条件下是不会启动的。实际上在我们进行10%~20%轻负载测试时电源风扇一直一动不动,因此曲线上没有结果。50%负载下电源风扇很快开始旋转,转速稳定在1000rpm出头,噪音不明显,也没有听到气流吹到挡风片发出的异音或轴承噪音。随着输出增加,转速一路上升至1300rpm,风噪也逐渐变得可闻,110%超频负载下转速达到最高1400rpm,风噪已经相当明显并且有类似扇叶抖动的声音。考虑50%负载以内的表现,AL350A的静音仍然是可圈可点的。
beta版测试平台的温度数据并不是十分准确,仅供参考,半载温升7度左右,满载温升12度左右,温度控制得很好。
220V市电输入,超低负载下PF只有被动PFC水平,从半载起PF值达到0.9以上并稳步上升,80Plus水准应有的表现。
测试总结与评分
我们的总结与评分环节将从七个方面给被测电源打分,分别是电压稳定性、纹波与噪声、转换效率、静音程度、内部做工、外观与功能、性价比。
电压稳定性(Voltage Stability)方面,110%超频负载轻松通过,结合均衡负载与交叉调节的结果,AL350A在均衡负载下每路输出的负载调节率都控制在3%以内,+12V输出精确度达±1%,交叉负载测试中偏离不超过3%,非常棒,9分。
纹波与噪声(Ripple & Noise)方面,低压几路都比较干净,+12V最高80mV有点偏大要扣掉一分,8分。
转换效率(Efficiency)方面,220V市电输入下从20%负载起基本维持在82%以上的水平直到满载为止,10%负载也有75%以上的效率,空载待机不高于1W。表现较好,8.5分。
静音程度(Quietness)方面,轻载下风扇大胆地停转,起转点直到50%负载为止靠低转速实现低噪音,是比较安静的型号,8.5分。
内部做工(Build Quality)方面,我们不能指望千元电源上的高规格用料降临这款低瓦数产品,然而它的用料规格和品牌以及内部细节的一些处理都属于较好水平,8分。
外观与功能(Exterior Quality)方面,外观处理得不错,SATA刺破头设计,D型头用易插拔设计,这些都是加分点;但主要线材长度偏短,只适合用普通
机箱和小机箱的低端使用者,扣一分,另外只有24pin包线,其它线材全部裸露,再扣半分,7.5分。
性价比(Value)方面,媒体报价399元对于一款入门电源而言偏高,但实际零售价格……请自行查询淘宝,再加上质保已经确认为三年,我们认为性价比这个环节可以打8.5分,值得考虑。
总评分数:(9+8+8.5+8.5+8+7.5+8.5)/7=8.3分。
评测者的感想:
并不是每个用户都想要500W以上的大电源,在追求节能和静音的同时,大部分用户会注意控制购买电源的支出,功率满足自己的需求即可。Glacial Power AL350A在本次测试中表现出了令人满意的性能,在输出品质、静音、效率上都有很好的表现。对于预算有限的入门用户而言,这样的性能完全超出了同价位传统意义上的“主流经济电源”。
AL350A在如此“入门级”的定位之下隐藏着这样扎实的内功,这是在测试之前我们完全没有预料到的,也希望这样的好产品能多多出现,将经济型电源的品质带上一个台阶。
转自:http://www.itocp.com/bbs/thread-24294-1-1.html