استاندارد یا گواهی 80 PLUS برای منابع تغذیه چیست؟

استاندارد 80 PLUS برای منبع تغذیه سرور به چه معنا می باشد؟

در دنیای منبع تغذیه سرور یا PowerSupply، برنامه 80 PLUS یک پدیده جدید نیست. اما اهمیت آن یا حداقل ارتباط آن با حفظ انرژی، با گذشت سال ها افزایش یافته است.

80 PLUS در اوایل سال 2004 توسط Ecos Consulting راه اندازی شد. در آن سال یک برنامه صدور گواهینامه بهره وری داوطلبانه بود که کارایی منبع تغذیه را آزمایش میکند، هیچ تولید کننده ای یا برندی مجبور به داشتن استاندارد 80 PLUS برای PSU های خود نبود. این برنامه نام خود را از حداقل 80% بازدهی که پاور ساپلای برای ارائه در سطح اول خود با لود 20%، 50% و به صورت لود کامل، همراه با ضریب توان یا PF حداقل 0.9 با لود کامل ارائه می کند، گرفته است.

تاریخچه تکامل استاندارد 80 PLUS

این برنامه به بسیاری از کاربران کمک می کند تا اهمیت شناخت کارایی در منابع تغذیه را درک کنند. همچنین به محبوبیت مبدل های فعال ضریب اصلاح یا APFC کمک کرده است. در سال 2007، Energy Star برنامه 80 PLUS را تصویب کرد و علی رغم کمبودهایی که دارد، در حال حاضر از محبوب ترین برنامه های صدور گواهینامه بهره وری است.

برنامه 80 پلاس در ابتدا نیاز به کارایی بالاتر از 80% در 3 سطح مختلف، همراه با یک بررسی Power Supply واحد داشت تا بتواند مجوز واجد شرایط بودن را دریافت کند. با این حال، با گذشت سال ها و تکامل تکنولوژی PSU ها (امکان بهره وری بالاتر)، ناگزیر سطح صدور سرتیفیکیشن باید در این برنامه بروز شود.

در ابتدا، منابع تغذیه non-redundant به طور انحصاری با ورودی 115 ولت، با داشتن بخش redundant با 230 ولت، مجوز دریافت کردند. بعدها یک certification program برای PSU های 230 ولت مورد استفاده در دسک تاپ، workstation و اپلیکیشن های سرور در پیکربندی non-redundant معرفی شد.

ثابت شده است که برنامه جدید 230V به اندازه برنامه 115V محبوب نمی باشد. با ورودی 230 ولت، اختلاف کلی کارایی، در مقایسه با ورودی 115 ولت، در حدود 1% تا 1.5% است. (در نتیجه اگر هر دو PSU با 115 ولت و 230 ولت آزمایش شوند، تفاوت کلی کارایی بین منابع تغذیه یکسان خواهد بود.) یک برنامه 80 PLUS certification program برای 115 ولت در PSU های استفاده شده، بدون محدودیت در قالب فیزیکی، در برنامه های صنعتی وجود دارد. این برنامه تا به حال پذیرندگان بسیار کمی داشته است.

تعریف کارایی یا بهره وری در منبع تغذیه

قبل از پرداختن به جزئیات بیشتر در خصوص 80 PLUS، باید مفهوم “کارایی” را توضیح دهیم. فرض کنید منبع تغذیه ما 300 وات را به سیستم منتقل میکند اما در واقع 375 وات را در یافت میکند. این بدان معناست که بازده 375W/300W می باشد که برابر با 0.8 یا 80% است. 75 وات اضافی چیزی جز گرمای تولید شده نیست.

هر چه PSU کارآمدتر باشد، گرمای داخلی کمتری تولید میکند و البته در نتیجه مصرف انرژی نیز کمتر می شود. مقدار گرمای تولید شده کلیدیست، زیرا بر عملکرد منبع تغذیه و طول عمر تمام قطعات داخلی تاثیر گذار است. علاوه بر این، هر چه بار حرارتی بیشتر باشد، سیستم خنک کننده PSU ها سخت تر میتوانند عمل کنند.

بنابراین PSU های دارای راندمان بالاتر در مقایسه با منابع تغذیه با راندمان پایین تر، وقتی که صحبت از قابلیت اطمینان و کارای می شود، در سایر موارد برابر هستند. همچنین میتوانند آرامتر عمل کنند.

پیشنهاد مطالعه: علت خرابی منابع تغذیه و نحوه تعویض آن

سطوح مشخص شده برای استاندارد 80 پلاس با ورودی برق متفاوت

ورودی 115 ولت

ما به عنوان مصرف کننده، بیشتر به سطح 115V Internal Non-Redundant اهمیت می دهیم. به طور کلی 6 سطح 80 پلاس برای non-redundant (دسک تاپ) منابع تغذیه وجود دارد:

• 80 PLUS
• 80 PLUS برنز
• 80 PLUS نقره
• 80 PLUS طلا
• 80 PLUS پلاتین
• 80 PLUS تیتانیوم

در حال حاضر به سختی میتوان PSU با گواهی قدیمی 80 پلاس در بازار پیدا کرد، معمولا بهترین امتیاز بهره وری به ازای هر دلار توسط Gold Unit ها ارائه می شود. گواهینامه 80 PLUS Silver از محبوبیت کمتری برخودار است، زیرا بیشتر تولید کنندگان ترجیح می دهند سطح Bronze و Gold (با در نظر گرفتن بودجه) را تولید کنند.

با ظهور واحدهای تیتانیوم، قیمت Platinum-certified PSU ها کاهش یافت. (البته سطوح Platinum و Titanium گران قیمت تر هستند.)

معرفی استاندارد 80 PLUS Titanium چهارمین سطح صدور گواهینامه را به خود اختصاص داد؛ بهره وری با 10% سرعت لود. سطح تیتانیوم، Power Factor باید حداقل 0.95 در پایین ترین سطح لود باشد ( 20% ظرفیت حداکثری نرخ PSU). توجه داشته باشید هر چه Load در PSU کمتر باشد، برای مبدل APFC منبع تغذیه سخت تر است تا PF را بالا نگه دارد.

Titanium level شاخص ترین سطح گواهی 80 PLUS است، زیرا اولین بار است که در چنین سطح لود سبکی کارایی را در نظر میگیرد. تا این مرحله، تولید کنندگان به راحتی میتوانند PSU ها را تنظیم کنند تا با 20% load عملکرد بهتری داشته باشند و در لود های سبک تر، بهره وری را حساب نکنند.

با توجه به سطح مصرف برق GPU ها و پردازنده های جدید (به ویژه در سطوح پایین لود، به لطف ویژگی های پیشرفته صرفه جویی در مصرف انرژی)، برای منابع تغذیه ضروریست تا بهره وری بالاتری را در سطح لود که فقط کسری از حداکثر ظرفیت ارزیابی شده است، ارائه می دهد.

ورودی 230 ولت

همانند گواهینامه های 115 ولت، 6 سطح برای 230V ورودی non-redundant PSU ها گواهی 80 PLUS وجود دارد. برای منبع های تغذیه redundant که معمولا در data-center application استفاده می شوند، در کل در 5 سطح ارائه می شوند. ( سطح پایه در این حالت 80 PLUS Bronze می باشد.)

نیازمندی 80 پلاس تیتانیوم 230 ولت با لود 10% همانند 80 پلاس تیتانیوم 115 ولت است. همانطور که انتظار میرفت، نیازمندی در 3 سطح Load دیگر بیشتر است. تنها یک منبع تغذیع که مطابق با نیازمندی 80 PLUS تیتانیوم 230 ولت شناخته شده است و ویژگی های آن مدل دارای فاکتورهای سفارشی می باشد و با شاسی ATX سازگاری ندارد.

در جدول زیر به مقایسه سطوح مختلف گواهی 80 پلاس و ورودی برق ها پرداخته شده است.

معایب گواهی 80 PLUS چیست؟

همانطور که می دانید هیچ چیز مطلقاً کامل نیست و برنامه 80 پلاس نیز مستثنا نمی باشد. برنامه 80 PLUS دارای کمبودهاییست که به ترتیب در زیر ذکر شده اند:

• 80 PLUS برای قرار دادن PSU در یکی از سطوح خود تنها با تعداد محدوده اندازه گیری نیاز دارد.
• این روش به تولید کنندگان PSU این امکان را می دهد تا نمونه های Gold (مدل های برگزیده و ایده آل) ارائه دهند.
• اندازه گیری ها در دمای محیط بسیار کم (23C, ±5C) انجام می شود.
• این فرآیند میزان مصرف برق در حالت standby power (vampire power) اندازه گیری نمی کند. این اندازه گیری برای بازار فروش اروپا ضروریست، تمامی PSU ها باید دارای دستورالعمل های ErP Lot 6 و ErP Lot 3 باشند.
• در تست، کارایی 5VSB rail لحاظ نمی شود.
• در این استاندارد اشاره مستقیم به تجهیزات آزمایش نشده است.
• 80 PLUS به طور موثری با مشکل نشان های کارایی جعلی برخورد نمی کند.

در زمینه منابع تغذیه، بازده انرژی عبارتست از میزان توان تامین شده توسط power supply، تقسیم بر مقدار نیرویی که از تامین کننده برق می گیرد و به صورت درصد (%) بیان می شود. در مقایسه با میزان Power که گرفته می شود، به میزان توان ارائه شده. به عنوان مثال؛ اگر منبع تغذیه 100 وات و 80 وات برق را تامین میکند، بازده انرژی آن 80% است.

با این حال، Power Supply ها سطح بهره وری انرژی ساکن را حفظ نمی کنند. در واقع، بازده انرژی بسته به میزان بارگیری در منبع تغذیه متفاوت است. با توجه مثالی که در بالا ذکر شد، اگر منبع تغذیه 100 وات باشد، در زیر بار 100% بتواند بهره وری 80% ارائه کند اما اگر 50% لود کاری باشد کارایی تا 50% کاهش می یابد.

برای اینکه تولید کننده بتواند امتیاز 80 PLUS را برای مدلی از power supply دریافت کند، باید نمونه ها را برای آزمایش های بهره وری انرژی به یک آزمایشگاه مستقل ارسال کنند. در این آزمایشگاه ها، منبع تغذیه برای کارایی در لود های 10%، 20%، 50% و 100% آزمایش می شود.