Введение

На блоки питания (PSU) в современных компьютерах часто не обращают пристального внимания, однако они играют критически важную роль в обеспечении ПК стабильным и достаточным питанием. Нужен ли вам 300-Вт блок питания для скромной системы малого форм-фактора или 1200-Вт модель для игрового «монстра», качество блока питания будет влиять не только на стабильность работы системы, но и на время её жизни.

Некачественный блок питания неизбежно приводит к различным сбоям… И, к сожалению, некачественных блоков питания на рынке очень много. Именно поэтому мы посчитали нужным начать расширенное тестирование блоков питания, чтобы наши читатели смогли сделать более осмысленный выбор.

Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовое оборудование играет важную роль при проверке разных блоков питания, и подобрать правильную методику и оборудование не так просто. Только с помощью высокоточных измерительных приборов мы можем найти отличия между сравнимыми моделями блоков питания, чтобы они были объективными и повторяемыми. Редакция Tom’s Hardware выполняет все тесты в профессиональных лабораториях, которые используются производителями блоков питания, причём мы получили доступ к оборудованию Chroma. Если вы не в курсе, Chroma — производитель тестового оборудования для блоков питания «номер один».

Во время тестов мы измеряли следующие характеристики:

• энергопотребление в режиме бездействия от сети 230 В;
• пусковой ток на 115 и 230 В;
• эффективность (КПД) при нагрузке 20, 50 и 100% от заявленной максимальной продолжительной мощности от сети 115 и 230 В (в соответствии с правилами сертификации 80 PLUS);
• эффективность при энергопотреблении 25, 50, 85, 300 и 500 Вт от сети 115 и 230 В;
• время удержания нагрузки после потери питания от сети 115 и 230 В;
• тест перегрузки 12 В при 110% нагрузке от заявленной максимальной продолжительной мощности;
• тест короткого замыкания на 115 и 230 В;
• измерение разницы в температуре между нагнетаемым и вытяжным воздухом (максимальная разница) от сети 115 и 230 В.

Кроме упомянутых измерений, редакторы Tom’s Hardware также учитывали эргономику блоков питания и комплект поставки. То есть мы оценивали такие характеристики, как длину и дизайн кабелей, модульность кабелей и все полезные аксессуары. Все важные технические данные мы будем представлять в таблице.

Методика тестирования: измерительное оборудование с высокой точностью

Адекватность тестирования блоков питания зависит от тестовой конфигурации, а также и от используемого измерительного оборудования. Поскольку отличия важных параметров могут быть невелики, то нужно использовать высокоточное оборудование, чтобы зафиксировать чёткую и повторяемую разницу.

Нажмите на картинку для увеличения.

Для всех наших измерений было принципиально важно получить стабильное и чётко заданное входное напряжение. Использование питания прямо от розетки выпадает сразу же, поскольку данный тип питания подвержен влиянию различных факторов, которые могут привести к существенным изменениям. Поэтому использовали высокоточную систему питания Chroma AC Source 6530, которая гарантирует проведение всех тестов с точным переменным напряжением 115 и 230 В, с точной частотой 50 или 60 Гц.

Нажмите на картинку для увеличения.

Мы использовали точный ваттметр Yokogawa WT210 для измерения напряжения и тока, выдаваемых Chroma. Этот прибор подключается напрямую к системе питания, он измеряет напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности и частоту с точностью около 99,9 процентов. С максимальным входным током 26 А, данный прибор идеально подходит для измерения энергопотребления высокопроизводительных систем.

Нам нужно было симулировать чёткие фиксированные нагрузки постоянного тока на разных отдельных линиях во время измерений. Поскольку для нагрузок тоже требуется высокая точность, мы использовали в общей сложности восемь электрических нагрузок Chroma DC из линейки 6330.

Нажмите на картинку для увеличения.

Четыре устройства способны генерировать максимальную нагрузку 600 Вт каждое для линий 12 В. Оставшиеся четыре устройства Chroma DC (максимум 300 Вт каждое) отвечали за создание нагрузки для линий 3,3 В, 5 В, 5 В StandBy и -12 В. Три отдельных блока управления использовались для базовой конфигурации и программирования всех тестовых сценариев. Все блоки имели специальную функцию создания управляемого короткого замыкания.

Мы также использовали современный осциллограф Tektronix Scope DPO3034 для графического представления измеряемых результатов. Четырёхканальный 300-МГц осциллограф дал нам значения напряжения, тока, частоты, пульсаций и времени нарастания/спада. Благодаря встроенному интерфейсу Plug’n’Play для ПК, порту LAN и USB-порту для внешних накопителей, осциллограф DPO3034 можно комфортно интегрировать вместе с остальной ИТ-инфраструктурой.

По нажатию клавиши можно сохранять скриншот экрана в виде файла картинки напрямую на внешнем накопителе, подключённом к осциллографу. Кроме всего прочего, наш измерительный зонд Tektronix TCP150 поддерживает токи до 150 А, и его можно назвать важным добавлением к осциллографу для измерения текущего тока.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Энергопотребление в режиме ожидания (Standby)

Нажмите на картинку для увеличения.

Если физический тумблер блока питания не выключен, а сам блок питания не отключён от цепи питания, то он будет потреблять некоторое количество энергии даже при выключенном компьютере. Эта энергия называется мощностью ожидания, она необходима для включения ПК.

Некоторые компьютеры даже обеспечивают достаточную мощность ожидания, чтобы заряжать сотовый телефон в выключенном состоянии ПК через порт USB. Чтобы сравнивать мощность ожидания разных блоков питания, нужно прикладывать постоянную нагрузку к линии ожидания 5 В (5Vsb). Мы выбрали нагрузку 0,25 А, которая соответствует энергопотреблению 1,25 Вт. Тестовые результаты показывают энергию, которую потребляет блок питания, чтобы выдать требуемую мощность 1,25 Вт. Чем больше энергопотребление блока питания, тем хуже его качество в данном отношении.

Пусковой ток

Включение компьютера создаёт очень сильный непродолжительный пик по входному току из-за зарядки конденсаторов и других факторов. Если пусковой ток слишком высокий, то это может негативно повлиять на другие устройства, подключённые к тому же удлинителю/линии питания, или даже на всю электрическую сеть вашей квартиры или дома.

В лабораториях Tom’s Hardware проводятся тщательные тесты всех блоков питания, чтобы гарантировать, что пусковой ток будет оставаться в пределах спецификации ATX — 50 А на 230 В и 100 А на 115 В. Наш измерительный зонд Tektronix TCP150 на 150A позволил получить полезные скриншоты.

Эффективность в соответствии со спецификацией 80 PLUS

Помимо выдаваемой мощности, самой важной характеристикой блока питания является эффективность. Неудивительно, что почти каждый производитель блоков питания сегодня рекламирует соответствие своих продуктов сертификации 80 PLUS. Чтобы соответствовать условиям сертификации, блок питания должен достигать определённой эффективности (КПД) при соответствующих процентных уровнях от максимальной нагрузки.

Различные уровни сертификации (стандартный, Bronze/Бронзовый, Silver/Серебряный и Gold/Золотой) символизируют уровень эффективности, которому соответствует блок питания. Следующий уровень сертификации, а именно Platinum/Платиновый, уже находится в процессе подготовки. Основной акцент сертификация 80 PLUS ставит на нагрузке 50%, которая в повседневных сценариях распространена сильнее всего. В лабораториях Tom’s Hardware мы проверяем, соответствуют ли блоки питания заявленной сертификации 80 PLUS или другим указанным характеристикам. Поскольку данная сертификация получила международное признание, все тесты проводились при напряжении как 115 В, так и 230 В.

В следующей таблице приведены критерии, которым должны соответствовать блоки питания для получения уровней сертификации 80 PLUS.

Эффективность энергопотребления при различных нагрузках

Кроме тестов эффективности, которые выполняются для проверки соответствия сертификации 80 PLUS, мы также проводили тесты эффективности блоков питания при различных комбинированных нагрузках. Это позволяет нашим читателям представить эффективность блока питания при некоторых распространённых нагрузках. Чтобы наши нагрузки были максимально близкими к реальности, мы использовали следующие сценарии.

• 25 Вт: компактный ПК на основе Atom «всё в одном» без дискретной видеокарты;
• 50 Вт: офисный ПК без дискретной видеокарты;
• 85 Вт: мультимедийный ПК с дискретной видеокартой;
• 300 Вт: игровой ПК с мощным CPU и современной видеокартой;
• 500 Вт: игровой ПК с high-end CPU и несколькими видеокартами.

Время удержания нагрузки

Хотя современные сети электрического питания отличаются стабильностью и довольно высоким качеством, перепады в сети случаются всегда. У современных блоков питания используются специальные банки конденсаторов, позволяющие справиться с кратковременными перепадами — если они не превышают время удержания нагрузки. Стандарт ATX указывает время удержания нагрузки минимум 16 миллисекунд.

В лабораториях Tom’s Hardware мы постоянно отслеживали выходные напряжения блока питания. После выключения входного питания мы записывали кривые напряжения с помощью осциллографа, чтобы определить время, которое пройдёт до падения напряжения. Измерения проводились как при напряжении 115 В, так и 230 В.

Тест перегрузки

Нажмите на картинку для увеличения.

Заявленная мощность блока питания обычно описывает максимальную мощность, которую он может обеспечивать в течение продолжительного периода работы без каких-либо повреждений. В данном случае подразумевается суммарная мощность по отдельным линиям 3,3, 5, 12, -12 В и 5 В sb. Чтобы проверить, является ли заявленная мощность блока питания предельной, или производитель предусмотрел некоторый запас мощности, мы проводили тесты перегрузки. Нагрузка на линии 12 В была выставлена на уровень 110% от заявленного максимума. Если блок питания справлялся с тестами на протяжении пяти минут без снижения напряжения ниже уровня спецификации ATX 11,4 В (максимальное отклонение 5%), то тест считался пройденным.

Тест короткого замыкания

Критические короткие замыкания случаются нечасто, но вероятность их возникновения по разным причинам существует, и в результате мы часто получаем «мёртвый» блок питания. Впрочем, сегодня многие блоки питания используют специальные цепи, которые предотвращают выход из строя БП в результате короткого замыкания. Чтобы проверить работу защитных цепей, инженеры Tom’s Hardware вручную создавали короткое замыкание на линии 12 В. Блок питания при этом должен сразу же выключаться, чтобы предотвратить перегрев и выход из строя. Если блок питания мог нормально работать после снятия короткого замыкания, то тест считался пройденным.

Тест температуры

Подобно всем другим электрическим устройствам, блок питания работает с некоторым уровнем эффективности (КПД). Энергия, которая не ушла на питание компьютера и периферии, выбрасывается в окружающую среду в виде тепла. В лаборатории Tom’s Hardware мы постоянно отслеживали температуру нагнетаемого и выбрасываемого воздуха, чтобы отслеживать уровень его нагрева — и в тестах мы указывали максимальную измеренную разницу между двумя температурами.

Аксессуары и эргономика

Кроме различных результатов измерений, о которых мы рассказали выше, мы также оценивали набор аксессуаров блока питания и эргономику. Мы обращали внимание на такие детали, как решения монтажа в комплекте поставки, качество конструкции корпуса, модульность подключения кабелей, а также длину отдельных кабелей. Мы также упоминали всё, что делает жизнь пользователя тяжелее или проще.

Оставайтесь с нами! В ближайшие месяцы вас ждут тесты многих блоков питания.