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大家组装电脑或选购PC电源时,会经常看到一个重要的参数,那就是80plus认证

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会发现电源包装盒上面标有各种X牌电源:白牌电源、铜牌电源、银牌电源、金牌电源、白金电源、钛金电源,这些个金银、铜牌指的就是80plus认证。

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80plus认证和电源本身的品质有什么关系?金牌电源就一定比铜牌的好吗?

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今天我们就来详细了解下电源当中的80plus认证。

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想要了解80plus认证,我们首先需要了解两个概念,转化率和功率因数。

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我们先说转化率,为了能让220V的交流电顺利的变成纯净的低压直流电,电源内部会对输入的220V 50HZ的市电进行大量的转换。

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我们这里以一个高端的DC2DC电源举例

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220V 50HZ的交流市电在进入电源

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会经过一二级EMI滤波,来过滤掉电网当中的杂讯和干扰,得到纯净的220V 50HZ交流电,

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然后经过整流桥变成310V的馒头波直流电

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再经过p f c电路提高功率因素,并转化成390V的高压直流电

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之后经过开关管变成高频高压脉冲交流电

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然后再经过变压器将高频脉冲交流电变成12V的低压脉冲交流电

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最后再经过整流装置变成正12V的低压直流电

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之后再次滤波,过滤掉直流电当中的杂讯,得到纯净直流电。

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正12V则会直接输出,其余的电则会进入DC2DC模块,继续转化成正5V和正3.3V,之后再次滤波后输出。

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而在这个转化的过程当中,输入的220V交流电会经过各种电路,开光管、变压器等等各种元器件。

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这些元器件本身都是存在电阻的,有电阻就意味着电流通过的时候会有一部分电能被拦截。最后以热量的形式损耗

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这就导致了你给一个电源输入150W的电,但实际上输出端可能只有130W的直流电,其中二十瓦的功耗,以热量的形式散发到空气当中去了。

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换句话说,就是电脑电源在交流变直流的过程当中会有损耗,并不能做到150瓦交流输出后无损150W直流输出。

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也因为部分电能在转化的过程中,以热量的形式散发掉了,所以基本上所有的电脑、电源内部都会有大量的散热片,并且会配有一个小风扇用于辅助散热。

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而这里直流输出端的功率比上交流输入端的功率,就是我们所说的转化率。

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假设一个80%转化率的电源输出端是300W,那输入端的功耗就需要375W。同理,假设一个90%转化率的电源,交流输入端是600W,直流输出端则为540W

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这里面80%、90%说的就是转化率了

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而我们常说的450W、550W、650W电源

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则是直接指的直流输出端的最大功耗,是不考虑转化率的直流输出端的数值。

电源的转换率也并不是一个固定的数值,在不同的负载下转化率是不同的,它呈现一个抛物线的形状。

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一般的电源都是在接近百分之四十到50%负载下转化率最高。

然后是功率因数

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在讲功率因素之前,我们先简单认识一下有功功率和无功功率。

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有功功率就是你看得见摸得着,产生了实际效果的功率。

比如说一个90%转化率的电源,供给给电脑拿来用的输出端功耗是650W,那输入端就需要720W,其中有72W以热量的形式散发掉,650W拿去用了,72W变成了热量。

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这两个功耗都产生了实际效果,650加72等于722就是有功功率。

而电源在工作的过程中,由于电流和电压存在相位差,以及一些其他的种种原因

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会有一部分能量在进入电源以后再次返回发电厂,这部分能量会在发电厂和你的电源之间来回反复横跳,它不参与你电脑的使用,不做工,所以被我们称之为无功功率。

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无功功率是电源在工作过程中不可避免会产生的,并且无功功率的往返会占用电网设备的容量,造成不良影响,所以我们需要在电源内部增加PFC功率因数矫正电路,来减少无功功率的占比。

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同时我们再引入另外一个新的概念,视在功率。

交流电能所提供的总功率,即为视在功率。视在功率包括有功功率和无功功率两个部分

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它们之间的关系成一个直角三角形,视带功率为s,有功功率为p,无功功率为q,视带功率与有功功率之间的夹角Φ为功率因数角。

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有功功率比上视在功率也就是cos Φ,即为功率因数。

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功率因数越接近1有功功率的占比越高,无功功率的占比越少,总功率上真正用来给你做功的部分越多。换句话说就是功率因数反映了视在功率的真正利用率。

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讲完转化率和功率因数以后,我们就可以开始讲80plus认证了。

80plus认证,本质上就是衡量电源在不同负载下,功率因数和转化率的一个指标。

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由于全世界不同地区的标准电压不同,所以80plus认证也被分为了115V和230V两种规格。

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目前大部分市面零售电源的80plus认证,都是采用了115V规格去认证的,所以这里我们主要讲下115V的认证规格。

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80 plus 115V认证除了钛金牌之外,其余的都对电源百分之十的负载没有要求

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20%、50%、100%负载下转化率可以达到80%,并且在100%负载时,功率因数可以达到0.9,即可获得80plus白牌认证

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20%负载转化率82%,50%负载转化率85%、100%负载转化率82%,并且在50%负载下,功率因数可以达到0.9,即可获得同牌认证。

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同理,其它认证则跟上面一样,只不过是标准不同罢了。

大家也可以看到,这里面最严格的就是钛金牌认证,所以这就是为什么很多钛金电源的价格会非常的高。

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而当你了解80plus之后,你就会发现80plus认证里衡量的仅仅只是转化率和功率因数这两个参数,其他的参数包括接口的数量、线材的长度、工作温度、输出文波、电压偏离、保持时间、交叉负载、过载保护等等各种参数,80plus一项都没有参与测试。

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所以这里就可以解释文章开头的那个问题了,金牌电源一定比铜牌好吗?

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电源的好坏,并不仅仅只参考一个转化率,上面我们讲的那些参数,哪一个都可以用来评价电源的好坏

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毕竟电源最本质的工作还是要提供稳定、安全的直流电,电才是电源的核心

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转化率的高低仅仅只是帮你省下一些电费而已,所以金牌的电源未必会比铜牌的好。

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但是话说回来,越高端的电源其用料和方案就会越好,相应的它的转化率就一定会很好看。

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但是转化率低的电源未必说它很差,也许它的其他参数会比转化率高的电源好很多,这都是有可能的。反过来说,转化率高的劣质电源也不是没有。

因此80plus认证这个参数在选购电源时参考的意义和价值真的不是很大。

转化率越高的电源,对于输入的交流电利用率就越高,越多的电会被转化成直流电输出,给电脑越少的热量会被散发掉。

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那不同牌子之间的电费消耗究竟能差出多少来呢?接下来我们来算一算。

由于国内的标准市电电压为220V

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所以这里我们按照230V的80plus认真去做计算。

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我们以一个650W的电源来举例,大部分人的电脑负载应该都在平均300W上下,我们就按照325W /50%负载来计算。

此时不同牌子的转化率分别为85%、88%、90%、92%、94%、96%,对应的输入端的功耗分别为382、369、361、353、346、339。

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假设我们一天从早上十点起床开始使用电脑,一直用到晚上八点,一共十个小时

耗电量分别为3.82度,3.69、3.61、3.53、3.46、3.39。

我们以石家庄电费平均0.52元一度计算,一天的电费分别为1.98、1.91、1.87、1.83、1.79、1.76,一年的电费分别为725、700、685、669、656、643

五年的电费分别为3625、3501、3425、3349、3283、3217。

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金牌电源在使用五年以后也只能比铜牌少交150的电费,钛金也只能比白牌少交400的电费。

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更何况这个计算方式是确定你每天都能用十个小时,并且每次使用电脑都是基本按照硬件、高负载的情况下来进行计算的,而基本上不可能会有人这么高强度的使用电脑,所以这个电费差距可能会比实际情况要少得多。

相比起不同牌子之间电源本身的差价来讲,可以说几乎是毛毛雨了。

因此本着省电去买转化率更高的电源其实是有一点本末倒置了,选购更高规格的、更好的电源,出发点应该是为了电源本身的品质,高转化率只是高品质元器件和方案所带来的附加增益效果罢了.

认证相关的内容,我们就介绍得差不多了,如果你觉得这期文章对你有帮助的话,就记得点赞加收藏哦。

我是霍夫,我们下期见,拜拜。

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