帮助你了解电源(八)：保持时间与电容

    泡泡网机箱电源频道7月12日 也许这篇文章算不上知识普及，因为我们要说的内容是“Hold Up Time”（保持时间），这个参数略有些偏。即便完全不知道这个概念从字面意思上也可以猜度，这应该是一个“能否撑得住xxx的时间”。

能撑住多久？

    保持时间在电源的应用上最重要的作用就是UPS（不间断电源）的切换。例如一台接了UPS并正常运行的电脑突然断掉市电，供电能立刻切换到UPS负责。

保持时间的定义

    但“立刻”是多少？大约16-20ms之间，为什么是这个时间？因为这是50-60Hz市电下一个交流电供电的周期长度，也就是说如果突然断电，那么UPS应该在市电消失后的一个周期内“赶去救火”。

    在救火队员UPS还没赶到时（16-20ms）必须保证电源各路输出的电压正常，由谁负责？看下图。

主电容

    虽然和电池比较起来电容能够存储的电荷密度只是前者的数千分之一，但它充放电的频率比电池高得多，所以在UPS还没赶上切换供电时，保证各路输出正常的器件就是图中的主电容。

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帮助你了解电源(八)：保持时间与电容

    能撑住多久的问题一定涉及两个方面：1负荷是多少；2有多少可用的储备。所以对电容来说保持时间也是一个受诸多因素影响的数值，一般来说，如果电源在断电状况下需要输出的功耗越大，那么耗费主电容中的储备就越快；主电容的容量越大，就能提供越久的保持时间。

能撑更久

EPS2.92中的保持时间要求

    在EPS2.92中对保持时间的要求是各路输出在电源额定功率75%的负载下可以在18ms的时间里维持正常。EPS2.92是Intel对高瓦数电源的最新设计规范，在EPS2.8版本之前对保持时间的要求更加苛刻一些。

    还有一个更加重要的问题：如果不涉及UPS交替供电，那么断电事故发生后，在保持时间中我们的电脑做了什么？我自己也没有找到答案，如果哪位玩家有确实的依据也请您提供线索。

    网上有一种说法“这段时间里硬盘磁头会复位”，如果真是这样，问题就严重了，这是个涉及硬盘安危的问题。这也许就是让偏而又偏的保持时间受到这么多人关注的原因。

硬盘保护和保持时间有关？

    我对这种说法有保留意见，在将要发生断电时是谁通知操作系统或者硬盘的控制系统“插销马上将被拔掉了/市电将要断了”？而保持时间中的十几毫秒里电压也一直维持正常，哪个信号通知硬盘磁头要复位呢？

UPS才是保持时间的主角

    硬盘的磁头在突然断电情况下一定设计了复位或者安全起落区这样的东西，但我感觉这些保护生效与否不依赖于保持时间。保持时间的长短更大的意义在于“能不能让电脑撑到UPS赶来供电的那一刻”。

    说了很多，我们来实际测试一下电源的保持时间，我们在不同的负载下，或者是不同电容下测试，以映证刚才分析的结果。

430瓦电源的测试

测试实录

    我们在工厂里使用Chroma6000测试保持时间，而没有使用示波器抓波形读数，这不得不说是个遗憾，不过我们还是可以从中总结出一些规律的。

保持时间

    图中红色框的是几路12V输出的保持时间，可以看到在75%负载下最短的保持时间都维持在24ms以上，这超过了EPS2.92中要求的18ms。红框上方的数字从1到4分别是5V、3.3V、-12V、5Vsb的保持时间，从5开始到10是5路12V输出的保持时间。

430瓦金牌电源75%负载参数

    我们再来核对一下这颗430瓦电源所谓的75%负载是怎么分配的，其实是验证下是不是真的75%。

100%负载下的保持时间

    同一颗电源在100%负载下又测了一下保持时间，这时已经从24ms缩短到16ms了。看来输出的负载越高，电容不变的情况下保持时间也会越小。

再检查下100%的负载参数

开壳看看主电容

    负载参数都没有问题，把外壳打开看看主电容的大小，这颗220uF、105℃耐温、420V耐压日本化工出品的电容在这个结构的电源中保持时间是没有问题的。

    同样是这颗电源，如果配270uF的电容保持时间会有什么变化呢？一起来看看。

430瓦金牌 270uF电容

100%负载下保持时间

主电容大小

    我们还是参考各路输出中保持时间的最小值，当然还是12V的各路输出，可以看到主电容如果从220uF升到270uF，保持时间从16ms升到23ms。

    再换一颗450瓦的金牌电源，还是拉满载（我对75%负载兴趣不大），仍然使用270uF的主电容，我们看看保持时间。

450瓦金牌电源 270uF主电容

基本维持在16ms

270uF主电容

    相对430瓦的金牌电源来说，主电容没变，负载稍微增加了一些，但保持时间并没有明显变化。430瓦和450瓦两个版本的电源都是成熟的版本，PFC升压阶段也都升压到同一个值。至于为什么还得再探再问。

    最后我们来看500瓦金牌电源的保持时间测试。

振华500瓦金牌电源

27ms较长的保持时间

两颗220uF主电容并联

    两颗220uF的主电容并联，等效一颗440uF的电容，这和500瓦的功率相比，要比430W/220uF的比例要多出很多，实际测试中保持时间也高达27ms。在满载时能有这样久的保持时间相当不错了。

    编辑总结：

    保持时间的重要性在UPS电源切换时是很重要的，而它对硬盘的保护是不是有作用还要继续找一些资料才能下结论。而我们刚刚看到的测试不代表市场的普遍情况，由于涉及其他品牌，所以没有放出全部照片，但是敢负责的说，起码另外3个有80PLUS金牌电源的厂商，在满载时的保持时间都在11-13ms之间。只有一家保持了18ms的成绩。■<