电源峰值和额定的峰值效率怎么定义?

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千瓦级旗舰,海韵P-1200白金电源评测
千瓦级旗舰,海韵P-1200白金电源评测
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◆ 海韵白金P-1200电源测试每一个测试项目的设置参数以及意义可以参考我们的文章《介绍》。我们以往都是测试不大于1000W的电源为主,本次测试海韵1200W的电源,我们更新了测试仪器,以测试更大功率的电源,另外新款的Chroma66202电子功率计能够以积分方式对待机效率进行测试,待机测试的结果更精确。均衡负载测试数据汇总,其中PF值为230Vac下测得转换效率:13.20分(满分15)转换效率方面,在230Vac条件下,海韵白金P-1200电源输出30W时的效率为66.98%,50W输出效率77.55%,75W的效率为83.39%,100W的效率为87.16%,
这部分对应的是轻载方面的效率。从150W开始突破90%效率,大约在200W输出之后效率都保持在92%以上,峰值效率出现在750W时,高达93.67%。而115Vac下的情况,假设要达到白金牌,在20%、50%和100%负载必须达到90%、92%和89%,海韵白金P-1200在这250W、600W和1200W负载时的效率分别为91.35%、92.08%和90.3%,满足80Plus白金牌的效率要求。风扇转速风扇转速测试室温为26℃,海韵白金P-1200电源使用的是鼎鼎大名的山洋电气9S的风扇,
型号9S,比起常见的风扇,山洋9S在同等转速下噪音要明显低了一档。海韵的白金P-1200拥有两种温控方式,分别是S?FC和S?FC,S?FC即是海韵的普通模式,S?FC即是Hybrid模式,多了
一个Fanless,允许电源低载时风扇停转来减少噪音。在普通模式下,风扇起转的转速为1200RPM,一直保持这个转速持续到700W,到满载逐渐提升到2500RPM,风量非常足,噪音都是嗡嗡的风噪,风切声明显
,如果在正常的使用情况下,1200RPM的山洋9S还算比较安静,750W之后到满载,风扇噪声开始明显起来。Hybrid模式下,风扇在150W输出之前都处于停转状态,后面一部分跟普通模式倒没有太大的区别,如果只是普通的上网办公应用,一般不会触发风扇起转。待机效率按Intel ATX12V 2.31规范中的推荐值,5Vsb在100mA/250mA/1A的负载下转换效率应该高于50%、60%、70%,待机空载小于1W。,以适应对5Vsb日渐增长的需求。5Vsb功耗及效率空载纯待机是指电源接通AC而不开机的状态,海韵白金P-1200电源在空载不开机状态消耗0.17W,100mA、250mA和1A的输出效率分别为62.5%、67.04%和73.53%,待机效率表现非常出色。5Vsb电压稳定性电压稳定性:12.72分(满分15)&&海韵白金P-1200电源的三组主电压的输出中,12V、5V和3.3V的偏离值分别在1.25%、1.2%和1.16%,负载调整率分别是-0.11%,-0.12%和0.27%,不到±0.3%,比起宣传中有更好的表现,控制能力近乎变态。纹波及噪声测试:12.69分(满分15)纹波和噪声是电源直流输出里夹杂的交流成分,如果用示波器观察,就会看到电压上下轻微波动,像水波纹一样,所以称之为纹波。按照Intel ATX12V 2.3.1规定,+12V、+5V、+3.3V、-12V和+5VSB的输出纹波与噪声的Vp-p(峰-峰值)分别不得超过120mV、50mV、50mV、120mV和50mV。过高的纹波会干扰数字电路,影响电路工作的稳定性。我们使用数字示波器在20MHz模拟带宽下按照Intel规范给治具板测量点处并接去耦电容,对电源进行满载纹波的测量。示波器截图分为低频下和电源开关频率下的波形,低频下的纹波峰峰值作为打分基准,开关频率下的纹波波形及测量值作为参考。
满载纹波-低频海韵白金P-1200电源在满载时的12V、5V、3.3V低频纹波为32mV、18.8mV和14mV,纹波抑制水平属于优秀级别,保持了海韵电源一贯低纹波的水准。交叉负载测试:8.43分(满分10)交叉负载测试项目我们按照Intel ATX12V 2.3和SSI EPS12V 2.92电源设计指导的要求,制定出1200W电源交叉负载图表。值得注意的是,我们并非原封照搬设计规范,而只选择其中比较有实际意义的4个测试点,分别是交叉负载框里的左下、左上、右上和右下角四个点。这四个点的意义分别为:  左下角(A点):整机最小负载;  左上角(B点):辅路最大负载、12V最小负载,例如多个同时启动的情况;  右上角(C点):辅路最大负载、整机满载;  右下角(D点):12V最大负载、辅路最小负载,例如使用单个运行3D游戏的情况;测试点的X坐标表示总的+12V的输出功率,Y坐标表示+5V和+3.3V的输出功率之和。交叉负载的测试与前面的均匀负载测试的评判标准一致,电压偏离额定值越少越好,除-12V之外各路偏离率允许的值都为±5%。
1200W交叉负载加载图表海韵白金P-1200电源在交叉负载测试中表现出很高的一致性,4个点的各组电压偏离都处于1.1%~1.67%的范围内,表现不错。从条形图可以看出海韵这颗样品出厂时把电压调教得稍高于额定电压,稍高于额定电压有利于减少传输损耗。保持时间测试:5分(满分5)掉电保持时间(Hold-up Time)是指电源掉电之后电压输出值跌出范围允许的5%的时间,我们测量的是+12V、+5V和Power-OK(Power-Good)信号的保持时间。SSI EPS12V 2.92服务器电源设计指导中对输出电压保持时间的要求是电源在75%的负载下保持时间应该大于18ms,而Power-OK信号的保持时间要求是大于17ms。掉电保持时间如此受关注,是因为其很大程度上关系到硬件的寿命,Power-OK保持17ms意味着面临17ms以内的掉电情况时电脑能持续运行而不出现关机、重启的状况,而各路电压保持18ms或者更长的时间,是为了在掉电发生时各个硬件能够做出应急处理,比如机械硬盘的磁头归位
、SSD的掉电保护。海韵白金P-1200电源的保持时间是在75%负载(DC输出900W)的情况下测得。对于12V和5V,及格的标准是保持时间等于或者大于18ms,Power-OK(或者称PG,Power-Good)时间应该等于或者大于17ms。
海韵白金P-1200电源的12V为37ms,5V为38ms,Power-OK为28.4ms,海韵白金P-1200电源的用料厚道,12V、5V和PG的保持时间都比较长。
1.4.2.5.3.海韵白金P-1200电源测试
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fantastic&终极杀人王&:啸叫有些时候是板卡VRM模块的问题,有些时候是电网的问题。跑过动态测试的表示在高频率动态折腾下几乎没有一个电源不叫的
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NISIZHIZHU&一代宗师&:加个UPS会不会好点???
sdaylm&大学生&:UPS
有隔离牛才管用
隔离牛前面自己做个去直流电路 再加大功率滤波器。
这是玩音频的节奏
不过LS说的不全面。真赶上了最后的扼流电感
都能啸叫.........根本是设计问题.....
看来想玩好音响不容易啊
你买不起是真的!
已有2次举报
AShuuuu&高中生&:手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
17:10 已有2次举报
sdaylm&大学生&:几十颗全部......你当台达没QC
17:20 已有1次举报
游客:别闹,海韵的用料一般要比同级的台达好,做工和设计能力可以另说。
台达又不是神,只是个给多少钱办多少事的代工厂,技术肯定是牛没得说,但民用也用在高端电源上,像smart系列和nx系列所谓台达原厂货,请问哪用料好,设计又好啦?
17:29 已有2次举报
海韵只是在低端产品上依然用NCC的电容
看着养眼罢了
看主要功率原件(大到一次侧EMI电路 主变
小到电阻 光耦台达都一丝不苟
台达在负载能力
稳定上 甩海韵几条街都不事......另外我一开始就说的是高端
和海韵P系列
AShuuuu&高中生&:手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
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sdaylm&大学生&:几十颗全部......你当台达没QC
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怪我咯我也不想他叫 虽然工作场所的机子对这种小噪声也不是很敏感 但是还是感觉很不爽
AShuuuu&高中生&:手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
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sdaylm&大学生&:几十颗全部......你当台达没QC
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别闹,海韵的用料一般要比同级的台达好,做工和设计能力可以另说。
台达又不是神,只是个给多少钱办多少事的代工厂,技术肯定是牛没得说,但民用也用在高端电源上,像smart系列和nx系列所谓台达原厂货,请问哪用料好,设计又好啦?
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AShuuuu&高中生&:手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
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几十颗全部......你当台达没QC
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AShuuuu&高中生&:手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
17:10 已有2次举报
确实 让别人代工的bp430确实皮实
手里的十几颗NX350全都啸叫,VP350也有温控失效开机就满速的,倒是海韵代工的没啥问题
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fantastic&终极杀人王&:啸叫有些时候是板卡VRM模块的问题,有些时候是电网的问题。跑过动态测试的表示在高频率动态折腾下几乎没有一个电源不叫的
18:16 已有1次举报
NISIZHIZHU&一代宗师&:加个UPS会不会好点???
有隔离牛才管用
隔离牛前面自己做个去直流电路 再加大功率滤波器。
这是玩音频的节奏
不过LS说的不全面。真赶上了最后的扼流电感
都能啸叫.........根本是设计问题.....
iMelodyFox&博士&:功率不同pcb布局会有区别嘛
是两套不同的PCB,小瓦数的一套可以参考:
功率不同pcb布局会有区别嘛
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测电源のFC
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电源使用效率资料下载
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8.3.1 Baker钳位的工作原理
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8.3.3 变压器型Baker钳位[5]
8.3.4 达林顿...
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《开关电源的原理与设计》 张占松,蔡宣三著
第1篇 PWM开关变换器的基本原理
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1.3 DC-DC变换器主回路使用的元件及其特性
1.3.1 开关
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高频开关电源在高保真音频功放中的应用研究高频开关电源在高保真音频功放中的应用研究
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电源效率的定义:
Pout是输出功率:
Pout = Vo X Io
Pin是输入功率:
Pin = Vin X Iin
这里Iin是电源的平均输入电流或者直流电流。
理想状态下:η=1,即完美的,转换效率是100%,但是现实往往距离理想很远。
损耗的能量,都去哪里了?——热!
我们会越来越关注电源的效率:
1、很多设备,都是电池供电,提高效率有效提升待机时间:手机、对讲机、特斯拉汽车。
2、大功率设备,例如:服务器、显卡,有效节能会给运营者带来极大的成本优化。
3、效率低下的电源,带来很高的温升。在高温的环境下,会影响整个系统的可靠性。按照一般经验10℃的温升,会增加失效率加倍。
对于电源工程师来说:提高电源效率,降低电源温升,是重要工作之一。所以我们要准确测试我们设计的电源的效率,来评估我们的电源设计的水平。
由于二次电源相对一次电源比较简单,所以我们这里描述一次电源的测量方法。二次电源参考一次电源,或者选择四个万用表的方法,都可以进行测量。
一次电源的测试方法:
直流输出功率仅等于电压与电流的乘积,只需两个万用表即可测量出大小。我们将用一个高精度 万用表来测量输出到负载的电流,用一个标准万用表来测量电源的输出电压。 由于交流系统中电压与电流之间存在相位角,因此不能简单地将 RMS 输入电压与 RMS 输入电流 相乘来计算输入功率。只有电源消耗的有功功率(P)才是必须考虑的。而返回到电源的无功功率 Q 则不应考虑进来。
瓦特表的优点是可以准确测量输入功率,原因在于它能自动校正功率因数。如果没有瓦特表,则 可使用两个万用表来测量输入电压和电流。但这种替代性方法与使用瓦特表相比,测量结果的准确性不高。
关于瓦特表(功率表)
功率表,英文名称为wattmeter,也被称为瓦特表,它是一种用来测量有功功率值的仪表,电功率包括有功功率、无功功率和视在功率。主要应用与电力、电测与计量等领域。若按功率计在测试系统中的连接方式进行分类的话,有终端式和通过式两种。
功率表原理及构成
功率表主要由功率传感器和功率指示器两部分组成。功率传感器也称功率计探头,它把高频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。功率指示器包括信号放大、变换和显示器。显示器直接显示功率值。功率传感器和功率指示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构的需要,一台功率计要配若干个不同功能的功率表探头。
功率表原理
通过式功率表:它是利用某种耦合装置,如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率,送入功率计度量,传输的总功率等于功率表指示值乘以比例系数。
测热电阻型功率表:它主要是使用热变电阻做功率传感元件,热变电阻值的温度系数较大。被测信号的功率被热变电阻吸收后产生热量,使其自身温度升高,电阻值发生显著变化,利用电阻电桥测量电阻值的变化,显示功率值。
量热式功率计典型的热效应功率表:这类功率表主要是利用隔热负载吸收高频信号功率,使负载的温度升高,再利用热电偶元件测量负载的温度变化量,根据产生的热量计算高频功率值。
功率测试需要设备:
1. 一个可程控交流电源供应器或一个自耦变压器
2. 一个电子负载
3. 一个瓦特表和两个数字万用表(其中最好有一个高精度数字万用表,用来测量电流)或者四个数字万用表(其中,一个为真有效值、高精度万用表,用来测量输入电流;一个为高精度万用表,用来测量输出电流)
注释:在使用万用表时,您需要根据要测量的电压和电流值将万用表设置在合适的量程内,这一点非常重要。
连接输出万用表
直接将电压表跨接到电路板输出端,并与电子负载连接。测量输出端电压时,会不计与负载相连的电缆上的压降。在有些应用中,比如手机充电器或笔记本电脑适配器中,必须计算电缆中的损耗,此时需要从负载测量输出电压。然后将高精度电流表与负载串联,测量输出电流。
交流接通注意事项
如果使用的器件采用开/关控制方案,在检测输入电压下快速装上电源,使输出达到满载,这时就可以测量出最差情况下的效率。不过,在大容量电容充电时,装上电源会产生非常大的浪涌电流。如果输入电流表设置为低量程,这会导致其中的保险丝熔断。
如果采用四个万用表的方法,在低输入电压和最高负载下快速装上电源后,首先应测量电源的浪涌电流。然后查阅万用表的数据手册,确认它是否能够在高输入电压下承载如此高的峰值电流。
使用瓦特表的测量方法
1)调节输入电压为额定电压,输出负载为半载和满载,记录功率计显示的输入功率Pi;
2)记录电压表示数UO和电流表示数IO;
3)在输入端用万用表交流电压档测得输入电压Vi ,用交流电流档测得输入电流ii;
4)按下式计算效率和功率因数:
效率=直流输出功率/交流输入有功功率
=[(U0×I0)/Pi]×100%
功率因数=输入有功功率/输入视在功率
= Pi /(Vi×ii〕
UO………………输出电压值(V〕
IO………………额定负载电流和半载电流(A)
Pi ………………整流设备交流输入功率(W)
Vi ………………交流输入电压 (V)
ii ……………… 交流输入电流 (A)
5. 判定标准:
额定输入额定输出情况下,一次电源的输出效率和功率因数应符合其标称值。
6. 注意事项:
若为多路输出,应按以下公式进行效率计算:
效率=直流输出功率/交流输入有功功率
={(UO1×IO1+UO2×IO2 +……+UON×ION〕/ Pi}×100%
7、测试时注意电压输出的实际值:
电源输出端仪表的测量结果为 4.97 伏和 4.005安。电子负载的电压读数为 4.48 伏。这是由于输出电缆和万用表电压检测元件上出现了 490 mV 的压降,从而突现了测量电源输出端电压的重要性。
因此,输出功率 = 4.97 V x 4.005 A = 19.90 瓦。瓦特表读数显示输入功率为 25.76瓦。因此,电源效率 = 19.90 瓦/25.76 瓦 = 77.3%。
万用表方法(在没有瓦特表的情况下,选择)
使用万用表时,可以在二极管整流器级将交流电转换为直流电之后来测量输入功率,从而避开功率因数的影响。为提高测量准确性,必须将直流总线级之前的元件中的损耗计算在内。
二极管整流桥通常是输入级中损耗最大的元件,因为在最差情况下每个二极管中的压降可达到 0.9伏。对于阻抗或压降非常大且可测量的其它元件,使用这种方法也可以计算出其损耗大小。
连接万用表(测试输入电流的有效值)
断开整流桥与大容量电容 C2 之间的直流总线。断开大容量电容后面的直流总线后,需要用万用表来测量电源的高频开关电流,而万用表无法对此进行准确测量。
然后,焊接两条可用来连接万用表和电路的导线。连接一个真有效值、高精度万用表组,测量断路上的电流。使用另一个万用表组测量电压,将它分别连接到直流正极和大容量电容的负极。
用万用表测量时,输出功率测试方法没有变化:电源仍提供 4.97 伏电压,4.008 安电流和 19.92 瓦输出功率。
在输入端,直流总线电压为151.6 伏,输入电流为 0.166 安。输入功率计算如下:
Vin X Iin = 151.6 0.166 = 25.1656 W
现在,必须将整流桥的功率损耗计算在内:
功率损耗估计值 = 最差情况下的二极管总压降 输入电流
= 1.8V X 0.166 A
因此,总输入功率 = 25.1656 W + 0.299 W= 25.46 W
采用这种测量方法,可计算得出电源效率:
19.92 W/25.46 W= 78.2%
与使用瓦特表测量计算得出的 77.3%相比,我们可以看出,用四个万用表进行测量,最后的误差为 0.9%。
提高准确度
我们可以通过调整输入功率来提高这种测量方法的准确度,在计算时,除二极管整流桥的损耗外,还应将其他输入级元件,如浪涌限制器、共模扼流圈和数字万用表的电流检测元件的损耗包括在内。要计算这些损耗,需要测量各元件在正常工作情况下的压降,然后用该压降值乘以测得的输入电流。将这些损耗计算在内,将会增大总输入功率并降低计算得出的效率。不过,用这种方法测得的结果始终不会像用瓦特表测量输入功率一样准确。
测量一系列输入及输出值,确定损耗原因
电源效率与输入电压和输出负载有关。评估电源时,通常需要在几个不同的输入电压水平下测量效率,以便更好地判断出电路中的损耗究竟在何处。把得出的结果绘制在图表中,说明满载条件下效率与输入电压的关系。
低输入电压下效率下降,这通常是由于电路中的阻性元件产生的导通损耗造成的。这些损耗之所以会在低输入电压下增加,是因为需要较高的电流来维持相同的输出功率。而高输入电压下的效率下降,通常是由于开关损耗造成的。这些损耗来自寄生电容。在高输入电压下损耗增加,是因为寄生电容会在更高的电压下充放电。确定损耗原因并采取纠正措施后,将会得到以下曲线图。
参考文档:
Power Integrations, Inc.网站
《精通开关电源设计》
《一次电源测试规范》
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