不單只是數據表 – 真實世界下的PC能效
—— 安森美半導體的Eric Glatfelter、Juan Carlos Pastrana和Laurent Jenck為您闡釋，為何需了解能效規(guī)范標準的要求, 才可幫助優(yōu)化現實生活用的ATX PC電源設計。
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計算機原設備制造商(OEM)正面對商業(yè)、環(huán)保和法規(guī)等多方面的壓力，需要體現他們產品的能效，提供更“綠色” 的臺式個人電腦(PC)和服務器。這使設計這些產品的工程師需要設計出符合諸如美國80 PLUS?、“能源之星” (ENERGY STAR?)和計算產業(yè)拯救氣候行動計劃(CSCI)等能效標準的PC電源。有鑒于此，如今越來越多的半導體公司開始積極地開發(fā)芯片組和參考設計，乍看之下，這些芯片組和參考設計好像幫助設計人員達標。可惜事情并非看來那樣的簡單。
問題是并非所有解決方案都勝任，設計PC電源的工程師需比較市場上不同的設計取舍出最具能效的方案。尤其是某電源設計展現出符合某項給定標準，并不自動地表示這電源設計在PC投入實際應用時將會提供設計人員所期望的目標能效。因此，工程師有必要仔細查看數據表及基本的技術，并完全了解供應商怎樣達到所宣稱的能效。
數據表和標準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，其任務是采用符合80 PLUS銀級性能規(guī)范的ATX電源設計臺式PC。80 PLUS項目由北美地區(qū)的電力公用事業(yè)機構資助，旨在鼓勵在臺式PC和服務器中使用更高能效的電源。為了達到這個目標，80 PLUS銀級規(guī)范要求電腦和服務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
首當其沖的問題在于這是一個以美國為中心的規(guī)范，獲得相關的認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、并希望將這承擔轉化為消費者提供商用優(yōu)勢的PC制造商，必須在完整電壓范圍內體現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，尤其是在輸入段導電損耗的影響問題。當處在輸入電壓范圍的低端時，這些損耗會嚴重影響電源總能效，使維持能效額定值以符合相關標準變得困難。
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用時，才會幾近滿載工作?，F實中，大多數臺式PC極少在滿載條件下工作，據估計，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)”工作相關的損耗占總損耗的百分比較大，并對工作效率有著相應的負面影響。
線纜長度問題
工程師在考慮制造商的宣稱能效時應該留意的另一項因素，是符合性測試和認證過程期間所使用線纜的長度。認證要求中并沒有規(guī)定線纜長度，導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。
現實工作中的臺式PC的外形因數及設計，意指電源和電能提供點之間的線纜長度通常測得為約16英寸(41厘米)，因此，是構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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