Bộ nguồn hiệu suất cao

[nvlong_bk2001]

Mọi thiết bị có tính năng chuyển đổi năng lượng từ dạng này qua dạng khác đều không thể đạt hiệu suất 100%. Là do trong quá trình chuyển đổi một phần năng lượng bị mất đi do bị biến thành các dạng năng lượng khác không mong muốn như; cơ năng (ma sát), nhiệt năng, từ trường, điện trường,…Ngoài ra thiết bị chuyển đổi cũng cần sử dụng một phần năng lượng để hoạt động.

Trong bộ nguồn máy tính (PSU), năng lượng tiêu hao chủ yếu là nhiệt năng, từ trường và điện trường. Hiệu suất của một PSU được tính bằng tỉ lệ giữa công suất cung cấp DC ra với công suất tiêu thụ AC ở đầu vào của PSU.

Nếu PSU của bạn đang cung cấp một công suất DC cho máy tính là 300W và tiêu thụ từ nguồn điện lưới một công suất AC là 450W, thì hiệu suất của PSU này sẽ bằng 300W/450W = 66.66%. Hay nói cách khác để đạt hiệu suất 66,66%, PSU cần một tiêu thụ một công suất là 450W để có thể sinh ra 300W công suất DC cho các thiết bị, 150W bị tiêu hao dưới dạng nhiệt, bạn phải trả tiền điện hằng tháng nhiều hơn mức sử dụng thực tế của mình, đồng thời các PSU có hiệu suất kém sẽ tạo ra nhiều nhiệt lượng hơn làm cho môi trường xung quanh nó nóng hơn. Do vậy, việc chọn mua một PSU có hiệu suất cao là rất quan trọng.

Lưu ý: Khả năng cung cấp công suất DC tối đa (công suất thật) của PSU so với công suất DC danh định do nhà sản xuất đưa ra hoàn toàn không liên quan gì tới hiệu suất của PSU đó.

Mối tương quan giữa hiệu suất và công suất DC của PSU

Giá trị hiệu suất trong PSU không phải là một đường thẳng mà nó thay đổi theo mức công suất DC cung cấp. Trên biểu đồ thì nó có hình chuông cong, với điểm giá trị hiệu suất cao nhất ở vào khoảng giữa và thấp nhất ở mức công suất DC ra thấp nhất, thậm chí tại mức công suất DC ra cao nhất thì giá trị hiệu suất là thấp nhất.

Lấy một PSU có công suất DC 450W làm ví dụ. Ta thấy, ở mức công suất 90.55W hiệu suất đạt 74,22%, ở mức công suất 228.39W hiệu suất đạt 80.14%, ở mức công suất 361.51W hiệu suất đạt 77.58% và ở mức công suất 455,63W hiệu suất đạt 74.82%.

Điều này cho thấy để khai thác máy tính với mức hiệu suất cao nhất (tiết kiện hoạt động năng lượng nhất), thì nên chọn mua một PSU có công suất lớn hơn nhu cầu của toàn bộ hệ thống máy tính từ 30% đến 50%. Với máy bộ hàng có thương hiệu (HP, Dell, IBM,…) thì bạn không cần phải quan tâm tới vấn đề này vì chúng đã được thiết kế để hoạt động với mức hiệu suất tối ưu nhất.

Lưu ý: Có một số ý kiến cho rằng khi sử dụng các PSU có công suất càng cao thì tiêu hao năng lượng điện nhiều hơn, Ví dụ như khi sử dụng một PSU có công suất 1000W sẽ tốn điện hơn một PSU có công suất 500W. Điều này là sai, công suất danh định tối đa của một PSU cho ta biết được khả năng cung cấp năng lượng cao nhất mà PSU đó mà không liên quan tới việc nó có tiêu thụ nhiều hay ít hơn các PSU có công suất thấp hơn hay không. Việc tiêu thụ bao nhiêu Watt điện năng chỉ phụ thuộc vào 2 yếu tố; đó là hiệu suất của PSU đó và mức tiêu thụ công suất DC của hệ thống tại thời điểm được tính. Ví dụ; trên một hệ thống tiêu thụ một năng lượng DC là 400W, nếu sử dụng lần lượt 2 bộ nguồn có công suất danh định là 1000W và 500W có cùng hiệu suất là 80% thì năng lượng tiêu thụ từ nguồn AC là như nhau.Bằng công thức ta có thể tính được công suất tiêu thụ AC;

AC input = (400W*100)/80 = 500W

Tiêu chuẩn hiệu suất của PSU

Về cơ bản PSU là một thiết bị chuyển đổi năng lượng sử dụng phương pháp switching nên có hiệu suất cao, giá trị hiệu suất nằm trong khoảng từ 65% đến 75%. Tuy nhiên, để tương thích tốt với các thiết bị khác trong hệ thống máy tính thì nó phải tương thích và đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật được đưa ra bởi tiêu chuẩn ATX12V dành cho PSU của máy tính để bàn và ESP12V dành cho hệ thống máy chủ.

Các chứng nhận hiệu suất

Ngoài việc phải đạt được mức hiệu suất theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật của một PSU dành cho máy tính thì với từng quốc gia, PSU còn phải đạt tiêu chuẩn về hiệu suất theo tiêu chuẩn phù hợp với từng quốc gia đó. Hiện nay nổi bật nhất là 2 chứng nhận về hiệu suất khá quan trọng là Energy Star® và 80 PLUS®.

Energy Star®: gần như là một chứng nhận quốc tế cho các mặt hàng tiêu dùng hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng. Ra đời năm 1992 tại Mỹ, đến nay đã được các nước như Úc, Canada, Nhật Bản, New Zealand, Đài Loan và Liên Minh Châu Âu thông qua và áp dụng. Các thiết bị có biểu tượng Energy Star sẽ tiết kiện năng lượng từ 20% đến 50% trên mức trung bình. Trong phiên bản 5.0 mới ra tháng 01/2009, chứng nhận Energy Star yêu cầu các sản phẩm PSU phải đạt hiệu suất bằng với tiêu chuẩn chứng nhận 80Plus Bronze hoặc cao hơn.

Một số biểu tượng của chứng nhận Energy Star

80 PLUS®: Chứng nhận 80Plus ra đời nhằm khuyến kích các nhà sản suất PSU tạo ra các sản phẩm có hiệu suất cao. Một PSU hội đủ yếu tố để được cấp chứng nhận này, phải có hiệu suất bằng hay trên 80% ở các mức công suất 20%, 50% và 100% so với công suất danh định với hệ số công suất PF không dưới 0.9. EPA (U.S. Environmental Protection Agency) nhúng chứng nhận 80 Plus vào trong Energy Star từ phiên bản 4.0 trở đi, nhằm hoàn thiện bộ tiêu chuẩn về hiệu suất cho các thiết bị như máy tính, máy tính xách tay, máy trạm và máy chơi game, không chỉ trong vấn đề cung cấp năng lượng trực tiếp mà còn tiết kiệm năng lượng ngay cả ở chế độ “chờ”.

Nhằm tăng khả năng “cạnh tranh” hiệu suất của các PSU. Tiêu chuẩn 80Plus được chia ra làm nhiều mức, cụ thể như bảng dưới:

Mua bộ nguồn hiệu suất cao là tiết kiệm tiền

“Nguồn cung cấp năng lượng là một thành phần thiết bị rất quan trọng trong cuộc sống hiện đại ngày nay. Với nhiệm vụ chính là chuyển đổi điện áp xoay chiều (AC) với điện thế cao thành điện áp một chiều (DC) với các mức điện áp thấp để cung cấp năng lượng cho các mạch điện tử trong các thiết bị điện tử văn phòng, viễn thông, gia dụng, quân sự,…Có hơn 2.5 tỷ thiết bị chuyển đổi AC/DC này đang được sử dụng tại Mỹ và ước tính có từ 6 đến trên 10 tỷ thiết bị này trên thế giới.

Trong khi các bộ nguồn có chất lượng tốt có hiệu suất trên 90%, thì vẫn còn có các bộ nguồn chỉ đạt được hiệu suất từ 20% đến 40% và chúng đang gây lãnh phí phần lớn năng lượng điện khi qua chúng. Theo kết quả điều tra, hiện nay các thiết bị sử dụng bộ nguồn chuyển đổi AC/DC sử dụng 2% sản lượng điện được tạo ra tại Mỹ. Các bộ nguồn được thiết kế có hiệu suất cao có thể cắt giảm một nữa số năng lượng tiêu thụ đó, tiết kiệm gần 3 tỷ USD và làm giảm 24 triệu tấn lượng khí carbon dioxide trong một năm.” (theo EPRI – Electric Power Research Institute).

Tại Việt Nam, thị trường các thiết bị điện tử gia dụng và máy tính chưa được người tiêu dùng quan tâm nhiều tới các thiết bị sử dụng bộ nguồn có hiệu suất cao. Ở cấp quản lý nhà nước chưa có rào cản kỹ thuật hay tiêu chuẩn nhằm chống nhập các thiết bị có hiệu suất thấp, nên trên thị trường nhất là thị trường thiết bị vi tính mà trong đó sản phẩm bộ nguồn là đại diện chính, còn rất nhiều sản phẩm có hiệu suất thấp dưới 70%.

Theo số liệu của IDC, trong năm 2007, thị trường Việt Nam tiêu thụ khoảng 1,2 triệu máy tính, 70% số máy này là lắp ráp trong nước. Hằng tháng có khoảng 80 ngàn máy tính do cá nhân tự lắp ráp mới, trong số đó các máy tính có PSU hiệu suất thấp dưới 70% chiếm 80% lượng máy lắp ráp. Cứ lấy bình quân, công suất trung bình hiện nay của một chiếc máy tính là 300W với thời gian sử dụng trung bình 4 giờ/ngày thì lượng điện hao tổn cho hệ thống năng lượng Việt Nam hằng tháng là 359.520 KWh cho 56 ngàn máy tính bán ra, nếu lấy con số thuê bao băng rộng là 2.9 triệu thì thiệt hại năng lượng tổn hao sẽ là 18.618 MWh tương đương với số tiền điện là 13 tỷ đồng/tháng. Một con số khủng khiếp.

Một tín hiệu đáng mừng cho ngành Năng lượng Việt Nam là dự thảo luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả sắp được thông qua. Luật này sẽ giúp cứu vãn tình trạng thiếu hụt năng lượng điện thường xuyên của chúng ta. Tuy nhiên, chính bản thân người tiêu dùng cần phải có ý thức hơn nữa trong việc chọn mua và sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao.


(Nguồn: PowerLab)