不單只是數(shù)據(jù)表 – 真實世界下的PC能效
—— 安森美半導(dǎo)體的Eric Glatfelter、Juan Carlos Pastrana和Laurent Jenck為您闡釋，為何需了解能效規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求, 才可幫助優(yōu)化現(xiàn)實生活用的ATX PC電源設(shè)計。
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計算機(jī)原設(shè)備制造商(OEM)正面對商業(yè)、環(huán)保和法規(guī)等多方面的壓力，需要體現(xiàn)他們產(chǎn)品的能效，提供更“綠色” 的臺式個人電腦(PC)和服務(wù)器。這使設(shè)計這些產(chǎn)品的工程師需要設(shè)計出符合諸如美國80 PLUS?、“能源之星” (ENERGY STAR?)和計算產(chǎn)業(yè)拯救氣候行動計劃(CSCI)等能效標(biāo)準(zhǔn)的PC電源。有鑒于此，如今越來越多的半導(dǎo)體公司開始積極地開發(fā)芯片組和參考設(shè)計，乍看之下，這些芯片組和參考設(shè)計好像幫助設(shè)計人員達(dá)標(biāo)?？上虑椴⒎强磥砟菢拥暮唵?。
問題是并非所有解決方案都勝任，設(shè)計PC電源的工程師需比較市場上不同的設(shè)計取舍出最具能效的方案。尤其是某電源設(shè)計展現(xiàn)出符合某項給定標(biāo)準(zhǔn)，并不自動地表示這電源設(shè)計在PC投入實際應(yīng)用時將會提供設(shè)計人員所期望的目標(biāo)能效。因此，工程師有必要仔細(xì)查看數(shù)據(jù)表及基本的技術(shù)，并完全了解供應(yīng)商怎樣達(dá)到所宣稱的能效。
數(shù)據(jù)表和標(biāo)準(zhǔn)與真實世界之間的對比
為了說明挑戰(zhàn)之所在，讓我們以某個工程師為例，其任務(wù)是采用符合80 PLUS銀級性能規(guī)范的ATX電源設(shè)計臺式PC。80 PLUS項目由北美地區(qū)的電力公用事業(yè)機(jī)構(gòu)資助，旨在鼓勵在臺式PC和服務(wù)器中使用更高能效的電源。為了達(dá)到這個目標(biāo)，80 PLUS銀級規(guī)范要求電腦和服務(wù)器中的多路輸出電源在20%和100%額定輸出功率時擁有最低85%的能效，而在50%額定輸出功率時能效最低為88%。
表1：80 PLUS多路輸出臺式電腦電源能效目標(biāo)
首當(dāng)其沖的問題在于這是一個以美國為中心的規(guī)范，獲得相關(guān)的認(rèn)證僅需要各能效額定值在115 Vac額定輸入電壓條件下驗證。然而，許多臺式電腦設(shè)計是在全世界銷售和使用，因此，必須能夠提供100 Vac(如日本)至240 Vac(大部分歐洲國家)之間的任何“通用”線路電壓。所以真正致力于提供綠色PC、并希望將這承擔(dān)轉(zhuǎn)化為消費(fèi)者提供商用優(yōu)勢的PC制造商，必須在完整電壓范圍內(nèi)體現(xiàn)出他們宣稱的能效水平。
這個輸入電壓條件變化范圍寬的問題引發(fā)出了一系列的挑戰(zhàn)不可小覷，尤其是在輸入段導(dǎo)電損耗的影響問題。當(dāng)處在輸入電壓范圍的低端時，這些損耗會嚴(yán)重影響電源總能效，使維持能效額定值以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)變得困難。
工程師也必須考慮“實際功率與額定功率之不同”的問題。一個ATX電源可能額定用于 255 W工作，但在真實世界工作中，僅在處理器計算高度密集的應(yīng)用時，才會幾近滿載工作。現(xiàn)實中，大多數(shù)臺式PC極少在滿載條件下工作，據(jù)估計，通常超過2/3的情況是在“輕載”條件下工作。而在輕載條件下，與“常規(guī)(housekeeping)”工作相關(guān)的損耗占總損耗的百分比較大，并對工作效率有著相應(yīng)的負(fù)面影響。
線纜長度問題
工程師在考慮制造商的宣稱能效時應(yīng)該留意的另一項因素，是符合性測試和認(rèn)證過程期間所使用線纜的長度。認(rèn)證要求中并沒有規(guī)定線纜長度，導(dǎo)致某些制造商所宣稱的能效水平是直接在電源輸出端(或是采用不切實際的短線纜上)測得的。
現(xiàn)實工作中的臺式PC的外形因數(shù)及設(shè)計，意指電源和電能提供點(diǎn)之間的線纜長度通常測得為約16英寸(41厘米)，因此，是構(gòu)成總損耗的一個因素。有鑒于此，實驗室仿真真實世界能效需要采用類似長度線纜來測試。
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