數字開關電源測試詳解
2015-01-28
關于針對電源性能評測我們一般都會列出產品在輕載轉換效率、典型載轉換效率、滿載轉換效率、待機功耗以及功率因數PF五個性能表現。其中最重要的當然是三大狀態下的轉換效率，轉換效率關系到機器日常的功耗表現
對于一些高端平臺來說，轉換效率高2%的電源都可以為你每月節省百元電費。待機功耗相對轉換效率的作用要低一點，這個性能優勢僅能在主機處于待機的時候才能體現到，劣質產品的待機功耗為4-6瓦，而優秀的節能電源待機功耗一般只是2-3瓦，暫時最優秀的節能電源待機功耗是低于1瓦。
功率因數PF與電費毫無關系，因為它僅僅代表了市電網的電能利用率，我們日常應用的電表根本無法計量電能從電網至電源之間的損耗，所以這些電能損耗我們消費者并不需要付款，也即是說無論是主動PFC還是被動PFC電源，輸入同樣功率電能的時候，我們所上繳的電費是相同的。
如何看電源紋波成績
一款再好的電源，在實際輸出的時候電壓不會穩定在一個固定值，在輸出的過程中會出現低頻與高頻之間的周期性波動、周期性毛刺與隨即出現的干擾。周期性的波動被稱為紋波（ripple），而毛刺與非周期性信號被稱為噪聲（noise），過高的紋波有可能導致主板的輸入濾波電容老化較快。
說句實話，一個完全不懂得電源與電路知識的人，很難去理解電源紋波到底是什么，而我們必須通過示波器才能測試得出電源的紋波表現。鑒于測試器材的要求較高，而且紋波表現不達標并不代表穩定性不好，正因為以上兩個重要因素，導致了日常電源評測中很少加入紋波測試項目。
常見的紋波測試示意圖 在一些重點產品或者電源橫評的時候，會適當加入紋波測試項目，如上圖所示，電源紋波測試成績圖一般都是波浪圖，因為這是記載紋波大小的峰值，即波形上沿到下沿的差值，當然這個差值越小越好。
一臺穩定性高的電源在紋波測試當中也不一定合格，這當中到底是什么決定了紋波。用料與內部架構對紋波影響較大，例如采用固態電容、新式Mosfet等元件也能在一定程度上降低紋波，正所謂“一分價錢一分貨”，好的元件意味著增加產品成本，我們可不能對一款性價比高的電源強求有多完美的紋波表現。
有電能流動的電器必定會產生磁場，在磁場中就會形成輻射。也即是說每一個電源都存在輻射，而電源輻射我們怎么才能測試出來。
我們以往的電源電磁輻射測試
我們以往僅在《挑戰80PLUS的戰役 30款中端電源橫評》中加入過電磁輻射測試，測試環境是長城電源工廠的電磁輻射實驗室。
電磁輻射接收天線
電源距離接收天線三米
電磁輻射測試與調控平臺
這是現今業界最為先進的電磁輻射試驗室，整個試驗室由兩間獨立的房間組成，一間是電磁輻射接收信號房，另一房間是放置電磁輻射調控平臺。
電磁輻射測試細節簡介
1.把電源負載調整為80%
2.輻射信號接收天線距地一米
3.當測試運行時機箱會水平旋轉360度
4.電源裝配在機箱里水平距離接收天線三米
輻射測試達標的成績圖
并不達標的輻射測試圖
輻射測試分析與總結
經過筆者對測試過程的關注，發現電源安裝進機箱的時候是人為操作，像進行橫評這種數十次機械式工作的話，測試員難免會出現一些細節上的疏忽，例如機箱側板的安裝扣合得不夠緊密都會影響到最終的輻射成績。正因為上述的原因，我們在測試的結語中有提醒讀者，對輻射測試成績僅作參考。
當然電源的輻射測試成績達標是好的，但只是超過達標線一點兒的話，這又意味著多出來的輻射會對人體造成什么樣的影響呢？那些僅僅超出達標線一點的電源輻射，還比不上日常用手機打一次電話，況且現在很多機箱都主打“零輻射”賣點，如果搭配一個防輻射性能較好的機箱，電源的輻射表現將可以無視。
wordend 噪音與散熱實是兩刃刀
要想電源靜音、散熱性能優勢，視乎是一個奢望，因為在電源全速負載的時候，發熱量較高，如果沒有優良的散熱，電源隨時會因為溫度過熱而燒毀。可惜部分對噪音非常敏感的用戶要求電源必須靜音，在這樣的用戶需求下，主流電源從原來的單8cm風扇升級至雙8cm風扇或者單12cm風扇散熱方案，部分高端產品還采用14cm超大尺寸風扇，這是為了讓風扇在轉速較低的情況也能提供較大的風量。
測試噪音與風扇風量的常用儀器
噪音測試應用到的隔音箱
紅外線轉速測試儀
風扇風量測試儀 噪音測試一般會把電源烘烤到50度在進行輕載測試，在隔音箱內運行讀取最高噪音值；風扇轉速的測試實際上只是一個參考值，畢竟哪位用戶會去考究風扇轉速有多快，主要夠靜音散熱性能過關了就行；風扇風量測試項目同樣是在電源烘烤至50度后在進行的，因為在這個狀態下風扇轉速才是最高。
對噪音別強求 先想好自己的需求再去定指標
常見的電源噪音最低為30dBA，而筆者接觸過噪音最大的是56dBA，如果你的環境溫度已經超過40dBA，你去強求購買一個30dBA噪音表現的電源，是否會覺得自己的要求很無理呢；假設你的CPU散熱風扇與顯卡散熱風扇的噪音都達到了50dBA，還去刻意選購噪音低的電源簡直是耐人尋味。
對于一些高端平臺來說，轉換效率高2%的電源都可以為你每月節省百元電費。待機功耗相對轉換效率的作用要低一點，這個性能優勢僅能在主機處于待機的時候才能體現到，劣質產品的待機功耗為4-6瓦，而優秀的節能電源待機功耗一般只是2-3瓦，暫時最優秀的節能電源待機功耗是低于1瓦。
功率因數PF與電費毫無關系，因為它僅僅代表了市電網的電能利用率，我們日常應用的電表根本無法計量電能從電網至電源之間的損耗，所以這些電能損耗我們消費者并不需要付款，也即是說無論是主動PFC還是被動PFC電源，輸入同樣功率電能的時候，我們所上繳的電費是相同的。
如何看電源紋波成績
一款再好的電源，在實際輸出的時候電壓不會穩定在一個固定值，在輸出的過程中會出現低頻與高頻之間的周期性波動、周期性毛刺與隨即出現的干擾。周期性的波動被稱為紋波（ripple），而毛刺與非周期性信號被稱為噪聲（noise），過高的紋波有可能導致主板的輸入濾波電容老化較快。
說句實話，一個完全不懂得電源與電路知識的人，很難去理解電源紋波到底是什么，而我們必須通過示波器才能測試得出電源的紋波表現。鑒于測試器材的要求較高，而且紋波表現不達標并不代表穩定性不好，正因為以上兩個重要因素，導致了日常電源評測中很少加入紋波測試項目。
常見的紋波測試示意圖 在一些重點產品或者電源橫評的時候，會適當加入紋波測試項目，如上圖所示，電源紋波測試成績圖一般都是波浪圖，因為這是記載紋波大小的峰值，即波形上沿到下沿的差值，當然這個差值越小越好。
一臺穩定性高的電源在紋波測試當中也不一定合格，這當中到底是什么決定了紋波。用料與內部架構對紋波影響較大，例如采用固態電容、新式Mosfet等元件也能在一定程度上降低紋波，正所謂“一分價錢一分貨”，好的元件意味著增加產品成本，我們可不能對一款性價比高的電源強求有多完美的紋波表現。
有電能流動的電器必定會產生磁場，在磁場中就會形成輻射。也即是說每一個電源都存在輻射，而電源輻射我們怎么才能測試出來。
我們以往的電源電磁輻射測試
我們以往僅在《挑戰80PLUS的戰役 30款中端電源橫評》中加入過電磁輻射測試，測試環境是長城電源工廠的電磁輻射實驗室。
電磁輻射接收天線
電源距離接收天線三米
電磁輻射測試與調控平臺
這是現今業界最為先進的電磁輻射試驗室，整個試驗室由兩間獨立的房間組成，一間是電磁輻射接收信號房，另一房間是放置電磁輻射調控平臺。
電磁輻射測試細節簡介
1.把電源負載調整為80%
2.輻射信號接收天線距地一米
3.當測試運行時機箱會水平旋轉360度
4.電源裝配在機箱里水平距離接收天線三米
輻射測試達標的成績圖
并不達標的輻射測試圖
輻射測試分析與總結
經過筆者對測試過程的關注，發現電源安裝進機箱的時候是人為操作，像進行橫評這種數十次機械式工作的話，測試員難免會出現一些細節上的疏忽，例如機箱側板的安裝扣合得不夠緊密都會影響到最終的輻射成績。正因為上述的原因，我們在測試的結語中有提醒讀者，對輻射測試成績僅作參考。
當然電源的輻射測試成績達標是好的，但只是超過達標線一點兒的話，這又意味著多出來的輻射會對人體造成什么樣的影響呢？那些僅僅超出達標線一點的電源輻射，還比不上日常用手機打一次電話，況且現在很多機箱都主打“零輻射”賣點，如果搭配一個防輻射性能較好的機箱，電源的輻射表現將可以無視。
wordend 噪音與散熱實是兩刃刀
要想電源靜音、散熱性能優勢，視乎是一個奢望，因為在電源全速負載的時候，發熱量較高，如果沒有優良的散熱，電源隨時會因為溫度過熱而燒毀。可惜部分對噪音非常敏感的用戶要求電源必須靜音，在這樣的用戶需求下，主流電源從原來的單8cm風扇升級至雙8cm風扇或者單12cm風扇散熱方案，部分高端產品還采用14cm超大尺寸風扇，這是為了讓風扇在轉速較低的情況也能提供較大的風量。
測試噪音與風扇風量的常用儀器
噪音測試應用到的隔音箱
紅外線轉速測試儀
風扇風量測試儀 噪音測試一般會把電源烘烤到50度在進行輕載測試，在隔音箱內運行讀取最高噪音值；風扇轉速的測試實際上只是一個參考值，畢竟哪位用戶會去考究風扇轉速有多快，主要夠靜音散熱性能過關了就行；風扇風量測試項目同樣是在電源烘烤至50度后在進行的，因為在這個狀態下風扇轉速才是最高。
對噪音別強求 先想好自己的需求再去定指標
常見的電源噪音最低為30dBA，而筆者接觸過噪音最大的是56dBA，如果你的環境溫度已經超過40dBA，你去強求購買一個30dBA噪音表現的電源，是否會覺得自己的要求很無理呢；假設你的CPU散熱風扇與顯卡散熱風扇的噪音都達到了50dBA，還去刻意選購噪音低的電源簡直是耐人尋味。
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