看完就能明白 PCPOP電源動態(tài)測試方法
泡泡網(wǎng)機(jī)箱電源頻道3月10日 這次測試的目的是：改進(jìn)之前的動態(tài)負(fù)載測試方法。先來看看同事們關(guān)于動態(tài)負(fù)載測試提出的疑問。
Q0：什么是好電源？
A0：穩(wěn)定的電源。
Q1：什么叫穩(wěn)定的電源？
A1：輸出電壓紋絲不動，比如給CPU的電壓總是12.000V。
Q2：上一行說的那么穩(wěn)定的電源，有賣么？
A2：沒有。
Q3：那怎么辦？
A3：買電壓變化小的電源。
Q4：動態(tài)測試是什么？
A4：設(shè)置兩個瓦數(shù)，讓電源在這兩個狀態(tài)快速切換。
Q6：怎么測試動態(tài)？
A6：12V和5V分別測試。
Q7：12V怎么測動態(tài)？
A7：見這張表12V動態(tài)測試
Q8：5V怎么測動態(tài)？
A8：見這張表5V動態(tài)測試
Q9：動態(tài)測試怎么看性能好壞？
A9：看這個動態(tài)過程中的電壓浮動值，浮動值包含3部分，我們只需用第3部分來衡量動態(tài)性能。
Q10：哪3個部分？
A10：1 寄生電感造成的電壓尖刺；
2 靜態(tài)壓差；
3 動態(tài)過程中產(chǎn)生電壓過沖和下沖的浮動
Q11：什么是寄生電感造成的電壓尖刺？
A11：看第二頁
Q12：什么是靜態(tài)壓差？
A12：看第三頁
Q13：什么是動態(tài)過程中產(chǎn)生電壓過沖和下沖的浮動
A13：看第三頁
Q11：什么是寄生電感造成的電壓尖刺？
A11：首先要明確“尖刺”，它描述的是電壓突然變化的情況，我們來看一個例子。
電感尖刺
尖刺的出現(xiàn)并不是電源中的某個具體電感元件造成的，而是一些元件的寄生參數(shù)，比如電容中有寄生電感，輸出導(dǎo)線上有寄生電感，以上圖為例，在尖刺產(chǎn)生時，就是負(fù)載突然消失的時刻，也就是說流過這些寄生電感上的電流要減小了。
有條自然法則，電感上的電流是連續(xù)的（不可能出現(xiàn)某時刻電流從3A突變?yōu)?A），電感是一種盡量維持其內(nèi)流過電流恒定的元件，所以在負(fù)載電流突然減小時，電感把之前存儲的磁場能竭盡全力的釋放出去，以維持電流恒定。
在沒有放電回路的情況下，快速變化的電流會讓某電感上這樣的電壓V=L×△I/△t，（V是電感上電壓、L是電感的感值、△I是電流變化、△t是時間變化），從這個公式可知：
1 負(fù)載電流變化得越快，電感上產(chǎn)生的尖刺就越大
2 電感的感值越大，電感上產(chǎn)品的尖刺就越大
第1條在我們的評測中是固定的，因為電源規(guī)范中動態(tài)負(fù)載電流變化率是1A/us，所以可以影響尖刺大小的因素只剩下電感的感值了。
剛才我們說過導(dǎo)線上也一樣有寄生電感，它大致可按每英寸20nH合算，所以同一款電源如果一個線材長度50cm，另個線材長度100cm。在動態(tài)負(fù)載下那個線材超長的電源會有更高的電感尖刺出現(xiàn)。
假如兩個完全一樣的電源線材相差25.4cm，則按上述規(guī)則計算出的電感尖刺差別將有20×10-9×1×106×10=0.2V，而負(fù)載到來和負(fù)載撤銷都會有尖刺，所以同一個電源因為線材的差別，在我們之前的動態(tài)測試中會造成400mV的差別。
包含尖刺時波動815.2mv
我們之前衡量動態(tài)負(fù)載的浮動值時是把尖刺也算進(jìn)其中的，測試了幾款電源后我也發(fā)現(xiàn)很多不怎么樣的電源在動態(tài)負(fù)載下浮動值就很小，好電源測出的浮動值反而比較大，原因是好電源的線材往往比較長，電壓尖刺會比較高。
去掉尖刺后波動597.5mv
我們希望通過測試展現(xiàn)出電源的動態(tài)性能，這些線材造成的大大的尖刺把瞬態(tài)變化造成的電壓波動淹沒了，所以這次改進(jìn)的目的是驅(qū)除尖刺對動態(tài)下電壓浮動的評估。
濾波電容隨處不在
可能有人說不管電源設(shè)計怎么樣，輸出了尖刺就是不好啊，實際上不是這樣的，因為電源輸出的電流總要給板卡，在板卡上簡單的幾顆電容就可以完全濾掉這些尖刺，所以對大部分板卡來說，電源在動態(tài)下輸入是否穩(wěn)定還是取決于瞬態(tài)變化下電壓值浮動的大小。而我們驅(qū)除尖刺的方法也完全和這些板卡濾除尖刺的方法是一摸一樣的，簡單的加上一顆電容就好。
通過幾次試驗，我發(fā)現(xiàn)加稍大的電容不但去掉了尖刺，也削弱了很多波動值，為了能更明顯的體現(xiàn)出動態(tài)負(fù)載下電源性能的差異還是選擇容量小一些的吧，我使用的是日化的470uF固態(tài)電容一枚。
Q12：什么是靜態(tài)壓差？
A12：電源在重負(fù)載時輸出的電壓會比輕負(fù)載低一些，看下圖。
Q12的圖形化解釋
輕負(fù)載相當(dāng)于動態(tài)負(fù)載中的狀態(tài)1，重負(fù)載相當(dāng)于動態(tài)負(fù)載中的狀態(tài)2，在切換的時候他們本就會存在一定的壓差，這個壓差應(yīng)該屬于靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的范疇，但在我們之前的測試中，動態(tài)負(fù)責(zé)浮動值不但包含了電感尖刺也包含了這部分壓差。
這也不是我們需要的，因為它反映的只是靜態(tài)負(fù)載下的壓差。
Q13：如何衡量“動態(tài)過程中產(chǎn)生電壓過沖和下沖的浮動”？
A13：所有的浮動值減去“電感尖刺”和“靜態(tài)壓差”就是“動態(tài)過程中產(chǎn)生電壓過沖和下沖的浮動”了。
之前測試動態(tài)浮動值的3部分
如果您看明白之前說的內(nèi)容，應(yīng)該明白我們測試動態(tài)時只需要衡量紅色區(qū)域的大小，這個區(qū)域越小越好，而在之前泡泡網(wǎng)的動態(tài)負(fù)載測試中，我們衡量的是3個區(qū)域之和，有失公允，所以才必須修改方法。
由于幾路負(fù)載的精確同步很難做到，所以暫時只能使用一組300瓦的負(fù)載儀測試動態(tài)，300瓦的跳變基本可以模擬兩張GTX560 SLI從桌面到游戲中復(fù)雜場面功耗跳變的情況。從負(fù)載的強(qiáng)度上看，12V跳變對每個電源大約是從90瓦往上跳30%的額定功率。
12V動態(tài)負(fù)載參數(shù)
5V動態(tài)負(fù)載參數(shù)
5V的跳變不會造成總功率上多大的變化，但對5V的輸出能力看，即便可以達(dá)到那路輸出的50%額定值以上。
總結(jié)：
這就是2011年婦女節(jié)對電源動態(tài)負(fù)載的調(diào)整，這肯定不是最后一次，我估計勞動節(jié)、建軍節(jié)也免不了再調(diào)整，最終只有一個目的：讓測試公平合理一些。■<
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