Netzteil-Effizienzvergleich

Hier kommen komplette Anleitungen zu Mods, gerne auch FAQ's zu bestimmten Themen rein. Zusätzlich findet ihr hier Reviews zu den verschiedensten Themen. Da diese Anleitungen übersichtlich sein sollen, wird hier stärker als in anderen Foren moderiert.

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chrom
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Netzteil-Effizienzvergleich

Post by chrom »

ACHTUNG: Testergebnisse dürfen angezweifelt werden! S. Ergebnisse mit alternativem Energiemessgerät.

Ich vergleiche hier den Energieverbrauch einiger ATX-NT an einem eher genügsamen P-M System. Stromsparende Desktop-Systeme erobern sich ihre Nische, v.a. in der Anwendung als HTPC. Spätestens mit den Yonah- und Merom-Plattformen wird entsprechende Hardware breit verfügbar sein. Was einstweilen fehlt, sind für diese Zwecke optimierte Netzteile im Standardformat ATX. Rio suchte bereits an anderer Stelle effiziente leistungs"schwache ATX-Netzteile. Meine Gegenüberstellung schließt direkt an seinen Thread an, geht es doch auch hier zuallererst um die Effizienz einzelner Kandidaten, auch wenn diese selbst mangels einschlägigen Equipments zur Bestimmung der sekundärseitigen Leistungsaufnahme nicht direkt bestimmt werden kann. Die Auswahl der Netzteile soll dabei einerseits Effizienz-Unterschiede zwischen kräftigeren und leistungsschwächeren Netzteilen bei mäßiger Belastung verdeutlichen. Andererseits soll zur Beantwortung der Frage beigetragen werden, ob es sinnvoller ist, auf die moderne Technik neuerer, kräftigerer NT zu setzen, oder besser auf bewährte 250W-Klassiker.

Gemessen wurde die Leistungsaufnahme in Watt mit dem Brennenstuhl Energiemessgerät PM230 an nachfolgendem Testsystem. An zwei alten Glühlampen mit 40W bzw. 60W erhalte ich damit Abweichungen zur nominellen Leistung von max. 1,5W.

Testsystem:
  • CPU: Banias 1,4GHz@1,73GHz
    Mobo: AOpen i855GMEm-LFS (FSB533 Mod.)
    RAM: 512MB MCI DDR 400 @ 178MHz (fsb:ram = 3:4)
    Grafik: iExtrGraph II (32MB shared) -> AOpen AddCard: DVI
    HDD: Samsung SV1604N
    Sound: Onboard & EMU 0404
    TV: Pinnacle PCTV Stereo
    USB: VIA 4+1 USB2.0-Card (onboard USB deaktiviert, weil defekt)
    DVD-ROM: Toshiba SD-M1712 (standby)
    DVD-R/W: NEC ND-4551 (standby)
    Floppy: NEC (standby)

    Peripherie: 1 Maus @ USB, 1 Tastatur @ PS/2, HP 959C @ USB

    1 Gehäuselüfter (120mm YateLoon) und der CPU-Kühler (Zalman CNPS7000 AlCu) sind am Mobo angeschlossen, schalten sich aber erst bei höheren Temperaturen zu. Während der Messungen blieben sie abgeschaltet.
Betriebsmodi:
  • Aus = Netzteil an, Rechner aus; Messung stets nach dem Abschalten
    Standby = S3 / Suspend to RAM
    Idle = Ruhender Windows-Desktop bei Standard-Takt: FSB133 x 13 = 1733MHz @ 1,484V Vcore (nominell)
    Idle SS = Ruhender Windows-Desktop auf niedrigstem Speedstep: FSB133 x 6 = 800MHz @ 0,956V Vcore (nominell)
    MBM5HU = Messung bei Standardtakt mit aktiviertem Stressor MBM5HU.exe des Motherboard Monitor 5, erzeugt ca. 25% CPU-Last lt. Perfwatch auf P-M Systemen
    BurnK7 = Messung bei Standardtakt mit aktiviertem Stressor burnk7.exe, einem Modul von CPUburn, das knappe 80% CPU-Last lt. Perfwatch auf P-M Systemen erzeugt

#1 Fortron Source FSP300-60GNF (ZEN)
Lautloses 80plus Passiv-Netzteil: kein Brummen, kein Knistern, nichts. Eine offenbar heftig regulierende Blindstromkompensation (PFC) macht das Ablesen der Verbrauchswerte sehr schwer: heftiges Springen der Watt-Anzeige, meist offensichtlich falsche Werte unter 15W. Dieses Phänomen gibt sich, wenn man den Stromverbrauch (z.b. durch Anhängen weiterer Geräte) erhöht. Stromstärken werden dagegen relativ stabil angezeigt: das ZEN fordert substantiell weniger A an, als die anderen NT.
* = ACHTUNG: dieses NT kann in meinem System nicht mit Speedstep umgehen (s. ZEN-Thread), daher kein Wert für Idle SS
  • Aus: 7W**
    Standby: 7W**
    Idle: < 39W
    Idle SS: - *
    MBM5HU (~25% CPU-Last): 47W
    BurnK7 (~80% CPU.Last): 53W
    ** = evtl. Fehlanzeige, s. ZEN-Thread
#2 Seasonic SS-250FS APFC
1x 80mm-Lüfter, relativ hohe Drehzahl, zu laut. Das Ablesen der Verbrauchswerte gelingt leicht: Watt-Anzeige konstant.
  • Aus: 21W
    Standby: 19W
    Idle: 53W
    Idle SS: 50W
    MBM5HU (~25% CPU-Last): 62W
    BurnK7 (~80% CPU.Last): 72W
#3 BeQuiet BQT P4-400W S1.3
1x 80mm-Lüfter, minimale Drehzahl, annähernd unhörbar (lediglich unaufdringliches Klackern im Nachlauf). Auch hier fiel das Ablesen der Verbrauchswerte v.a. im unteren Lastbereich sehr schwer: heftige Sprünge in der Watt-Anzeige.
  • Aus: 20W
    Standby: 19W
    Idle: 63W
    Idle SS: 57W
    MBM5HU (~25% CPU-Last): 72W
    BurnK7 (~80% CPU.Last): 78W
#4 Fortron Source FSP250-60MDN-120(1)
1x 120mm YateLoon-Lüfter, zu hohe Drehzahl, unangenehm laut. Das Ablesen der Verbrauchswerte gelingt problemlos: Watt-Anzeige konstant.
  • Aus: 14W
    Standby: 14W
    Idle: 72W
    Idle SS: 68W
    MBM5HU (~25% CPU-Last): 83W
    BurnK7 (~80% CPU.Last): 91W
#5 Fortron Source FSP235-60GT
1x 80mm Adda-Lüfter, Silent-freundliche Lüftersteuerung, stets angenehm leise, allerdings nicht ganz so unaufdringlich wie das BeQuiet. Dieses NT verfügt weder über einen P4-12V-Stecker (Adapter nötig!), noch über eine PFC. Das Messgerät zeigt die Verbrauchswerte absolut stabil an.
  • Aus: 17W
    Standby: 19W
    Idle: 64W
    Idle SS: 59W
    MBM5HU (~25% CPU-Last): 73W
    BurnK7 (~80% CPU.Last): 85W

Grafische Übersicht:

1. Stromverbrauch je Betriebszustand:
Image

2. Gewichteter mittlerer Stromverbrauch:
Hier wird ein theoretischer Durchschnittsverbrauch bei 50% idle-, 30% Teillast- (=MBM5HU), 15% Vollast- (=BurnK7), 3% Suspend-, und 2% Aus-Phasen für einen Betriebszyklus veranschaulicht. Speedstep (=Idle SS) bleibt unberücksichtigt. Dabei folgte ich den Überlegungen, dass im Alltagsbetrieb (nicht bei Crunchern!) zwar einerseits die Idle-Phasen bei weitem überwiegen sollten, andererseits aber schon Minimallasten (<10%) beim P-M architekturbedingt zu einem deutlich höheren Stromverbrauch führen. Daher wurden "nur" 50% idle- und volle 30% Teillast-Phasen veranschlagt. Dagegen habe ich es noch nie erlebt, dass irgendeine reguläre Anwendung auch nur annähernd die hier erhobene Vollast von 80% CPU-Last lt. Perfwatch zu erzeugen imstande ist. Dennoch beschreibt dieser Wert recht gut kombinierte Lasten, wie sie z.B. beim DVD-Brennen oder bei 3D-lastigen Anwendungen zustande kommen können. Daneben nehme ich an, dass hier eine schaltbare Steckdosenleiste eingesetzt (geringe Aus-Zeiten) und Standby nur relativ selten genutzt wird. Es ergibt sich folgendes Bild:
Image



Fazit
Deutlich wurden Unterschiede zwischen älteren und jüngeren Konstruktionen: Das ZEN - das neueste NT im Test - zeigt, was Effizienz im Jahre 2006 bedeutet. Zu schade, dass es mir aktuell kein Speedstep erlaubt. Im Vergleich zu den Foren-Geheimtipps FSP235-60GT und FSP250-60MDN erreichen aber auch das etwas neuere SS250-FS und sogar das überdimensionierte BQT P4-400W günstigere Verbrauchswerte bei laufendem Betrieb. Enttäuschend ist v.a. das an anderer Stelle als Schnäppchen angepriesene FSP250-60MDN: es ist laut und im Zusammenspiel mit einem P-M System vollkommen ineffizient. Das FSP235-60GT gefällt dagegen durch seinen für den Konstruktionszeitpunkt ungewöhnlich leisen Lauf.

Zu Gute halten kann man den FSP-Oldtimer freilich ihren günstigen Einkaufspreis: ich konnte beide Geräte für je 1 EUR gebraucht erwerben. Das SS250-FS wäre angesichts des signifikant niedrigeren Verbrauchs der Preis-/Leistungs-Sieger (mein Preis: 10 EUR neu, Geizhals aktuell: 22,90 EUR). Das BQT P4-400W dürfte den aktuellen Mainstream leistungsstärkerer NT in Sachen Effizienz repräsentieren, wird in dieser Hinsicht aber von der ähnlich, teils günstiger ausgepreisten S12-/SS-XXXHT-Serie Seasonics (ab ~35 EUR) ganz sicher noch übertroffen. Das FSP235-60GT dagegen ist als bulk-Version gegenwärtig nicht unter 80 EUR zu bekommen. Derartige Preisunterschiede amortisieren sich auf dem ohnehin geringen Verbrauchsniveau eines P-M nur sehr langsam.

Insgesamt zeichnet sich die Tendenz ab, dass man mit Blick auf größtmögliche Effizienz auch bei nur geringer Leistungsaufnahme des zu speisenden Rechners besser beraten ist, sein Geld in ein modernes, nötigenfalls etwas üppiger dimensioniertes NT zu investieren.

last edit: FSP235-60GT aufgenommen. Grafik für Gewichtetes Mittel
Last edited by chrom on 17.03.2007 - 23:53, edited 19 times in total.
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Flash
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Post by Flash »

Zum FSP250-60MDN gabs schon mal vor einiger Zeit ne Diskussion in nem anderen Thread. Ich hab meins gleich wieder weiterverkauft. Eigentlich dürfte das garnicht unter Fortron laufen da es ne OEM Billigproduktion für Medion war. Getreu nach dem Motto Geiz ist geil war das der größte Murks den ich je von einem FSP Netzteil gesehen hab.
Hat zwar funktioniert, war aber zu laut wie du schon sagtest, und hatte trotzdem ne miserable Durchlüftung. Dazu noch kurze und dünne Kabel, davon aber nicht viele.

Bin mal gespannt was du beim FSP235-60GT für Messwerte hast, das Ergebnis mit dem FSP Passiv-Netzteil wird aber wahrscheinlich schwer zu toppen sein. Ich vermute mal daß das schon nen extrem effizienten Aufbau hat um die Verlustwärme so niedrig wie möglich zu halten.

Ich kenne dein Brennenstuhl Energiemessgerät nicht, aber vielleicht liegt es auch an dem und nicht an den Netzteilen wenn die Anzeige springt.
Evtl kommt es mit bestimmten Bedingungen auch nicht klar. Ich hatte bei nem früheren Test mal ganz komische Effekte mit nem bestimmten Energiemessgerät, die ohne dieses nicht auftraten. Falls du auf ein anderes Gerät zugreifen kannst würd ich auch nochmal Speedstep beim passiven FSP testen.
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Mannerwafferl
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Post by Mannerwafferl »

mich schreckt das irgendwie, das mann mit einiegen netzteilen auf 20 watt im ausgeschalteten zustand kommt!
woher kommt denn das?
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chrom
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Post by chrom »

@flash: ich las kürzlich, dass diese sprünge auch beim voltcraft energy check 3000 im zusammenspiel mit einigen pc-nts auftreten. war kurz davor, dieses zu ordern, ließ nach dieser info dann aber wieder davon ab. andere messgeräte habe ich also nicht greifbar. falls mir aber jemand mal seines ausleihen möchte, nehme ich das gerne an. das brennenstuhl wird hier näher beschrieben: pm230. NP war mal ~30EUR.
speedstep-reboots treten beim ZEN mit und ohne energiemessgerät auf, mit und ohne stromverteiler, egal aus welcher erreichbaren steckdose.
deine erfahrungen mit dem fsp250-60mdn kann ich nur bestätigen. meines wird wohl auch wieder abgestoßen. komisch: der sehr solide innenaufbau ließ da mehr vermuten.

@mannerlwafferl: dieser ruhende verbrauch ist in der tat erschreckend hoch. er schwankt erheblich zwischen verschiedenen mobos und verschiedenen nt. bsp: mein is7-e verbrauchte im ruhezustand (atx off) am bequiet ca. 14w. das aopen-board erscheint auch in dieser hinsicht mal wieder nachlässig konstruiert...
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Rio71
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Post by Rio71 »

die sprünge könnten von ner etwas wilden "rumregelei" des pfc herrühren, müssten dann aber beim passiven pfc nicht auftreten..??

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Post by chrom »

hm... dem zen wird tatsächlich an verschiedener stelle eine suboptimale pfc bescheinigt:
http://www.tomshardware.com/2005/07/11/ ... age17.html
http://www.xbitlabs.com/articles/other/ ... sus_5.html

modelle mit ppfc besitze ich momentan keine. absolut stabile werte erhalte ich beim ss250-fs und beim fsp250-60mdn, jeweils mit apfc
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Post by Flash »

@ chrom
der Aufbau sieht genauso aus wie bei anderen FSP auch. Nachdem aber schon mickrige Kabel dran sind wird wohl auch noch bei den Bauteilen eingespart worden sein.

Was mich auch etwas erstaunt sind die hohen Standby-Werte. Das ist doch wesentlich mehr als alles was ich bei mir gemessen hab (mit Conrad Energy Monitor). Versteh ich das richtig daß da per USB noch ein Drucker angeschlossen ist?

Fraglich ist aber ob das Problem mit Speedstep nur am Netzteil liegt oder hier nicht auch das Board ne Rolle spielt.
Der Standbyverbrauch wurde aber auch schon im c´t Test bemängelt wenn ich mich recht erinnere.
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Post by chrom »

Flash wrote:Fraglich ist aber ob das Problem mit Speedstep nur am Netzteil liegt oder hier nicht auch das Board ne Rolle spielt.
ich kann freilich nicht ausschließen, dass da der faktor aopen auch eine gewisse bedeutung hat... :D ...würde mich nicht mal wundern. allerdings tritt dieses problem mit keinem von bislang 4 getesteten alternativen nt (neben den genannten noch ein codecom 230w µatx) auf.
Flash wrote:Der Standbyverbrauch wurde aber auch schon im c´t Test bemängelt wenn ich mich recht erinnere.
ich erinnere mich schwach, dass ein zu hoher atx-off wert (>20w) dort bemäkelt wurde.

ja, es hängt ein drucker am usb-hub. der ist ausgeschaltet. ich werde gelegentlich mal testen, ob das einen effekt hat.

ich muss im übrigen wieder auf die starken schwankungen beim ablesen der werte des ZEN (und teils BQT) verweisen: bei atx-off erhalte ich anzeigen zwischen 0 und 7w... habe hier den höchsten wert dokumentiert. werte der anderen beiden nt blieben für alle betriebszustände stabil.

/edit: kurz getestet: kein unterschied über alle modi mit dem ss-250fs mit vs. ohne drucker am usb-hub.

/edit2: um diese lästigen sprünge bei der messung der aktuellen leistungsaufnahme auszuhebeln, erwäge ich, mit den beiden augenscheinlich effizientesten nt je einen 24h-langzeittest unter definierten bedingungen durchzuführen: scheduler-gesteuert 50% idle-time, 25% suspend, 20% teillast (mbm5hu), 5% höhere last (hm... vielleicht prime oder loop-transcoding). mache ich aber frühestens, sobald das fsp 235-60gt und alle ausstehenden bauteile für meinen standby-pc angekommen sind und falls ich dann noch zeit und lust habe. dann gemessene kwh sollten unterschiede genauer darstellen.
Last edited by chrom on 25.03.2006 - 23:49, edited 1 time in total.
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Post by Flash »

chrom wrote:hm... dem zen wird tatsächlich an verschiedener stelle eine suboptimale pfc bescheinigt:
http://www.tomshardware.com/2005/07/11/ ... age17.html
http://www.xbitlabs.com/articles/other/ ... sus_5.html

modelle mit ppfc besitze ich momentan keine. absolut stabile werte erhalte ich beim ss250-fs und beim fsp250-60mdn, jeweils mit apfc
Hmm. Hab mal den Test bei Tomshardware durchgelesen, aber ehrlichgesagt find ich da nirgends ne Kritik am Zen. Wurde eher positiv bewertet.
Aber bezüglich der PFC scheints da Verwechslungen zu geben.
Das Medion hat ne passive PFC, wie übrigens die meisten FSP.
Aktive FSP gibt´s nicht viele, die schwarzen Amacrox z.B. sind welche, baugleich den FSP....60 GLN.
Das Zen müßte ebenfalls passiv sein was man bereits am Messwert für den cos Phi sehen kann. Werte um 0,77 sind typisch für ne passive PFC. Der angegebene Wert für den Wirkungsgrad ist aber sehr gut.
Seasonic sind immer aktiv.
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chrom
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Post by chrom »

Flash wrote:Hmm. Hab mal den Test bei Tomshardware durchgelesen, aber ehrlichgesagt find ich da nirgends ne Kritik am Zen. Wurde eher positiv bewertet.
na denn mal die passagen:
tomshardware wrote:The FSP300-60GNF indeed has a sensationally high efficiency rate of 83.5%, however the cosine phi measurement was an extremely low value of 0.77.
xbitlabs wrote:The power factor is rather low (for a PSU with an active PFC device). It is a little above 0.95, while in theory active power factor correction allows for a power factor of 0.99. Yet, 0.95 is still good if compared with PSUs without PFC (0.65-0.7) and with PSUs with passive PFC (0.7-0.75).
Aber bezüglich der PFC scheints da Verwechslungen zu geben.
Das Medion hat ne passive PFC, wie übrigens die meisten FSP.
stimmt... zumindest findet sich kein aufdruck zur aktiven pfc, aber der findet sich auch nicht auf dem zen.
Das Zen müßte ebenfalls passiv sein was man bereits am Messwert für den cos Phi sehen kann. Werte um 0,77 sind typisch für ne passive PFC.
das zen regelt den pf aktiv: daten
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Post by Flash »

Hab den Test bei Xbit nicht durchgelesen aber danke für die Auszüge.
Da haben die Jungs bei Tom wohl irgendwas durcheinandergebracht. Der Wert von 0,95 von Xbit bestätigt die aktive PFC, also kann der Wert bei Tom nicht stimmen.
Allein aufgrund des Cos Phi Wertes kann man sehen ob ne aktive oder passive PFC verbaut ist. Allerdings stimmen die Werte nur für nen bestimmten Lastbereich. Grad bei geringer Last ist auch der cos Phi nicht so gut und steigt bei höherer Last an. Bei manchen Energiemessern wie meinem Energy Monitor kann man das sehr gut beobachten.
Bei sehr geringer Last um 50W liegt mein Seasonic S12-330 grad mal bei 0,88 was für ne aktive PFC kein guter Wert ist, aber dafür ist auch keine PFC ausgelegt. Steigt dann z.B. durch nen CPU-Stressor die Last an auf z.B. 8oW ist man gleich deutlich über 0.90. Allerdings ist der Leistungsfaktor für den Privatanwender eh nicht so wichtig, der Wirkungsgrad schon eher. Wenn ich mir so die Messungen bei c´t anschaue hab ich eh den Eindruck daß NT mit aktiver PFC generell auch effizienter sind.
Aber es scheint auch ein Kompromiss nötig zu sein denn die effizientesten Geräte haben nen Tick schlechteren cos Phi und umgekehrt.
Muß mich jetzt bis Montag aus der Diskussion ausklinken.
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Hab den Test bei Xbit nicht durchgelesen aber danke für die Auszüge. Da haben die Jungs bei Tom wohl irgendwas durcheinandergebracht. Der Wert von 0,95 von Xbit bestätigt die aktive PFC, also kann der Wert bei Tom nicht stimmen. Allein aufgrund des Cos Phi Wertes kann man sehen ob ne aktive oder passive PFC verbaut ist. Allerdings stimmen die Werte nur für nen bestimmten Lastbereich. Grad bei geringer Last ist auch der cos Phi nicht so gut und steigt bei höherer Last an. Bei manchen Energiemessern wie meinem Energy Monitor kann man das sehr gut beobachten. Bei sehr geringer Last um 50W liegt mein Seasonic S12-330 grad mal bei 0,88 was für ne aktive PFC kein guter Wert ist, aber dafür ist auch keine PFC ausgelegt. Steigt dann z.B. durch nen CPU-Stressor die Last an auf z.B. 8oW ist man gleich deutlich über 0.90. Allerdings ist der Leistungsfaktor für den Privatanwender eh nicht so wichtig, der Wirkungsgrad schon eher. Wenn ich mir so die Messungen bei c´t anschaue hab ich eh den Eindruck daß NT mit aktiver PFC generell auch effizienter sind. Aber es scheint auch ein Kompromiss nötig zu sein denn die effizientesten Geräte haben nen Tick schlechteren cos Phi und umgekehrt.
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Rio71
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Post by Rio71 »

jo, bei der passiven pfc wirkt halt der ohmsche widerstand der spule, welcher nicht zu verhindern ist und zwangsläufig wärme produziert..

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Post by chrom »

sag mal, rio... was ganz anderes: hast du einen vorschlag, wie man die kondensatoren eines nt ohne großen aufwand entladen kann, bevor man ans basteln geht? ich will gelegentlich das fsp250-60mdn schlachten...
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Post by ph-apoc »

Sehr schöne arbeit ... zeigt irgendwie mal weder, dass nts oder besser gesagt deren hersteller doch starken schwankungen unterliegen was effizienz angeht!

Always on my mind - the one and only - Intels Pentium-III-S |||| RAM is all that matters

Main-Sys: MacMini, Core2Duo 2000; 2048 MB; Intel GMA 950; 160 GB Fujitsu
Filer: Thecus NAS N5200B-Pro 5*750 GB SATA Samsung im Raid5 + 2*500 GB SATA Samsung Raid1
Router: Disczerver Z1 , Celeron-T 1100; 512 MB; Intel 815; 100GB
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