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I problemi della certificazione 80 PLUS degli alimentatori

80 PLUS è la certificazione d'efficienza più popolare tra i produttori di alimentatori. In questo articolo vediamo le mancanze di questa organizzazione e come potrebbero essere migliorate.

I problemi della certificazione 80 PLUS degli alimentatori

Tutti i mali della certificazione 80 PLUS

80 PLUS è presente ormai da una decade. Grazie al suo programma volontario di certificazione dell'efficienza (nessuno obbliga i produttori a certificare i propri alimentatori), un gran numero di persone ha finalmente capito quanto sia importante comprare un alimentatore efficiente. A parte il costo in bolletta, un alimentatore efficiente fa anche meno danno all'ambiente, dato che spreca meno energia. Anche se 80 PLUS è di gran lunga il più popolare sistema di certificazione di efficienza, in questo articolo vi spiegheremo perché riteniamo sia ben lungi dall'essere perfetto.

80 plus logo

Il più importante dei suoi problemi deriva da una debolezza strutturale che non lascia spazio a cambiamenti drastici, che invece rimetterebbero in pari il programma con le esigenze odierne. Questo è il risultato della metodologia imperfetta su cui è basato il programma 80 PLUS.

Nel 2004, quanto nacque 80 PLUS, il metodo di test era sufficiente, ma oggi siamo nel 2017 e non è più realistico. A essere sinceri, è difficile ideare qualcosa che resti al passo dei tempi per tutti questi anni. Pensate solo al modo in cui facciamo i test delle schede video. Giochi, consumi, rumorosità, tutto si è evoluto. I maggiori difetti del programma 80 PLUS possono essere riassunti nei seguenti punti:

  • Numero di misurazioni troppo basso per classificare un alimentatore in una delle sue categorie.
  • La metodologia lascia la possibilità ai produttori di inviare modelli "unici".
  • Temperatura ambiente molto bassa a cui viene condotto il test.
  • Non misura il consumo in standby (vampire power), che è essenziale per il mercato europeo, dove tutto gli alimentatori dovrebbero seguire le direttive ErP Lot 6 e ErP Lot 3.
  • Non prende in considerazione l'efficienza della linea +5VSB.
  • Non c'è nessun dettaglio sull'equipaggiamento usato.
  • 80 PLUS non agisce in alcun modo contro i bollini fasulli.

In questo articolo, scaveremo a fondo in questi argomenti e presenteremo le nostre soluzioni, che potrete vedere nelle nostre recensioni al fine di restituirvi risultati finali più realistici dei test 80 PLUS. Miglioriamo costantemente la metodologia per restare al passo con le nuove richieste e necessità. A parte l'efficienza, che è ovviamente importante, dobbiamo valutare anche altri fattori come ripple, stabilità nella regolazione delle linee, risposta ai carichi transitori, tempo di hold-up, rumorosità e affidabilità in condizioni estreme. Questo rende piuttosto difficile ideare una metodologia perfetta. Abbiamo però avuto anni per migliorare i nostri metodi e imparare dai nostri errori. Oggi abbiamo una procedura di test che restituisce le rilevazioni più precise possibili.

Basso numero di misure dell'efficienza

In una recensione di Tom's Hardware USA prendiamo in considerazione 14 diversi livelli di carico per le rilevazioni dell'efficienza, sotto alte temperature ambiente, e oltre 1600 (che diventano 25000 con tecniche di interpolazione dei dati) per temperature tra 28 e 30 gradi. Stiamo anche pensando di aumentare questo intervallo di temperature. In questo modo, possiamo calcolare in modo accurato l'efficienza complessiva di un alimentatore e confrontarlo a modelli simili. In generale, più misure si raccolgono, più saranno accurati i risultati.

80 PLUS 115V interni non ridondanti 230V interni ridondanti 230V EU interni non ridondanti
Carico 10% 20% 50% 100% 10% 20% 50% 100% 10% 20% 50% 100%
80 PLUS   80% 80% 80%          

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80 PLUS Bronze   82% 85% 82%  

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81%

 

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85%

80 PLUS Silver   85% 88% 85%  

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87%

80 PLUS Gold   87% 90% 87%  

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80 PLUS Platinum   90% 92% 89%  

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80 PLUS Titanium

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Il programma 80 PLUS è profondamente differente. In tutte le certificazioni, tranne la nuova 80 PLUS Titanium, prende in considerazione solo tre livelli di carico (20%, 50% e 100% della massima potenza dichiarata dell'alimentatore). Nella fascia Titanium, 80 PLUS aggiunge anche un test al 10% di carico. Come previsto, questo basso numero di test non stabilisce chiaramente l'efficienza complessiva di un modello in test.

E a peggiorare le cose, un OEM con cattive intenzioni può ingannare questa metodologia inviando dei modelli "truccati", regolati in modo specifico per avere prestazioni migliori a quei tre livelli di efficienza (sappiamo per certo che ci sono alcuni produttori che hanno inviato a 80 PLUS anche alimentatori completamente diversi da quelli messi in commercio per avere il bollino di efficienza, e sono stati miseramente smascherati nei test indipendenti). Questo sarebbe praticamente impossibile da fare con un maggior numero di misure dell'efficienza sotto livelli di carico variabile.

Le letture dell'efficienza non sono stabili, il che significa che ci possono essere variazioni significative, specialmente sotto carichi molto bassi o molto alti. I tester di alimentatori ATX da laboratorio possono applicare un carico stabile per lunghi periodi, ma questo non significa che l'alimentatore manterrà esattamente lo stesso valore di efficienza all'infinito. Anche il minimo cambiamento di temperatura può cambiare la performance dei componenti interni di un alimentatore, il che sfocia in cambiamenti nella regolazione delle linee e dell'efficienza. In più, il circuito di correzione attiva del fattore di potenza (APFC) può facilmente fare impazzire le letture di un misuratore di potenza sotto carichi molto bassi. In scenari del genere, la necessità di un programma di rilevazione avanzato che raccolga tutti i risultati, li filtri, e fornisca una media accurata è essenziale.

Perché le nostre rilevazioni sono migliori

In modo di risolvere le carenze della metodologia dell'organizzazione 80 PLUS, usiamo un'applicazione preparata a tal proposito che ci consente il pieno controllo del nostro equipaggiamento e ci consente di monitorarlo in tempo reale. Questa applicazione mantiene una registrazione dettagliata che include l'efficienza, e noi prendiamo in considerazione solo la media delle letture per ottenere la massima accuratezza possibile. Chiamiamo questa applicazione Faganas ATE, dal nome del primo applicatore di carico artigianale che era compatibile con la stessa. Questo nome deriva dalla parola greca "φαγάνας" che descrive qualcuno che mangia tanto. In questo particolare caso, la cena di Faganas sono gli alimentatori.

Il problema principale con la maggior parte dei laboratori è che non hanno un metodo affidabile per monitorare ed estrapolare i risultati da tutto il loro equipaggiamento in contemporanea. Nel nostro setup, usiamo nove differenti moduli di carico. Nel corso di una sessione di test, dobbiamo costantemente monitorare tensioni, correnti e potenze. È impossibile farlo senza Faganas ATE.

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E come se monitorare in tempo reale e analizzare l'enorme mole di dati che escono da nove moduli di carico non fosse abbastanza, è necessario applicare un grande numero di carichi in sequenza. Per applicare 1600 diverse combinazioni di carico a un qualsiasi alimentatore, abbiamo ideato un semplice ma efficace algoritmo implementato in Delphi. Questo linguaggio era molto popolare nel 2010, quando abbiamo iniziato a sviluppare Faganas. Se l'avessimo realizzato di recente avremmo probabilmente usato C# dato il supporto migliore e Visual Studio IDE.

Consideriamo solo le linee 12 V, 3,3 V e 5 V. Se avessimo incluso anche la linea 5 VSB, il test sarebbe durato molti giorni. Il carico minimo per ciascuna linea (normalmente 0 watt per moderni alimentatori con convertitori DC-DC) è impostato, assieme a un gradino di carico che cerchiamo di mantenere il più basso possibile. L'ultimo fattore, che è estremamente importante, è quanto a lungo ogni livello di carico è applicato. Anche il più piccolo dei cambiamenti modifica significativamente la durata della serie completa dei test.

Per esempio, se facciamo un test con 1600 combinazioni di carico e per ognuno impostiamo una durata di 10 secondi, la durata totale è di 16.000 secondi (circa 4 ore e mezza). Un aumento di soli due secondi per test aumenterebbe la durata fino a 5 ore e 20 minuti. È un aumento di circa il 20% della durata complessiva per solo due secondi in più per ogni singolo test. Come potete immaginare, dobbiamo essere molto attenti con questa impostazione per avere un'alta accuratezza e nello stesso tempo una durata del test che sia ragionevole. Se le bollette della luce, la salute del nostro equipaggiamento e il tempo non fossero dei problemi, faremmo funzionare il tutto per giorni e giorni per torturare gli esemplari in test.

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Test a bassa temperatura ambiente

80 PLUS assegna tutti i suoi test a laboratori esterni, e secondo il documento ufficiale che parla della sua metodologia, tutti sono condotti a 23 gradi, con 5 gradi di tolleranza in più o in meno. Questo significa che un alimentatore può essere affettivamente testato a 18 gradi, il che è del tutto irrealistico rispetto all'interno del case di un PC.

Più è alta la temperatura di funzionamento di un alimentatore, peggiore è la sua prestazione. Anche se i diodi del ponte rettificatore hanno perdite di potenza più basse sotto alte temperature, perché le cadute di tensione sui diodi sono inferiori all'aumentare della temperatura, la maggior parte dei componenti interni di un alimentatore si comporta peggio sotto condizioni di alta temperatura.

Valutare un alimentatore a temperature così basse è inutile: non stressa a sufficienza i componenti interni, e di conseguenza i componenti di bassa qualità non daranno nessun segno della loro fragilità, né con basse performance né guastandosi.

Nei nostri normali test, la temperatura dentro la nostra "hot-box" è tra 35 e 45 gradi, e ci assicuriamo sempre di condurre i test a pieno carico e sovraccarico ad almeno 45 gradi. Alcuni alimentatori non rispondono bene a questo tipo di condizioni, e quelli che non hanno la componentistica adatta o le protezioni corrette possono anche rompersi. Siamo consci che 45 gradi sono molti per un case normale e ben ventilato.  Così, conduciamo anche i nostri test avanzati in cross-load, da cui deriva il punteggio complessivo di efficienza, a temperature inferiori, tra i 28 e i 30 gradi (fino a 32 gradi per unità con efficienze inferiori). Stiamo considerando di cambiare l'intervallo passando da 30 a 32 gradi.

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