● 電源內部結構和完整的EMI濾波電路 這款電源采用了主動式PFC+LLC控制的諧振半橋+同步整流和3.3V與5V的DC-DC處理。這也是我們見到的第三顆采用這種結構的電源,而且他們無一例外都是80PLUS金牌認證。 電源內部結構 一級EMI濾波 一級EMI濾波部分設置了一個X電容,一對兒Y電容,一個差模電感。並用塑料片做了絕緣保護。 二級EMI濾波 電源在二級EMI濾波部分設置了一個X電容,一個共模電感,一個保險管,一個浪湧吸收元件和一對兒Y電容(沒有出現在上圖中)。 整流橋 整流橋兩面都貼了散熱片,而且鋁片頂端還開槽了,對散熱更加有利,看了很多電源,很少見到對整流橋散熱如此照顧的設計。不過這樣一來我們也看不到型號了。 繼電器 電源的浪湧保護器體積較大,看來扛沖擊能力不錯。繼電器並聯在浪湧保護元件上,在開機後馬上將浪湧吸收器短路掉,下次開機動作時浪湧吸收器還可以起保護作用。
● PFC部分電路詳解 電源PFC部分的電感線徑1mm,繞線很密,爲了增加感量,使用了兩個黑色磁芯並靠在一起,體積很可觀。 PFC電感 主電容A 主電容B 一顆330uF和一顆470uF的電容並聯,等效電容800uF。還需要補充介紹的是,這兩顆電容是日本化工KMQ係的,耐壓400V,耐溫105℃的。這樣的品牌加上800uF的容量,對於800瓦的額定功率來說非常令人滿意,保持時間上應該沒有問題。 PFC控制器 PFC控制器使用了安森美半導體的NCP1653A,工作在連續導通模式下(CCM)。 PFC開關管 兩枚PFC開關管使用英飛淩的IPA50R140CP並聯,屬於CoolMOSTM係mosfet,導通電阻很低,只有0.14歐,耐壓550V,可以在100℃下傳輸15A電流。這樣的並聯方式可以進一步降低導通電阻,提升轉換效率。
這款電源的開關利用諧振現象産生的開關頻率,電路課中會講到諧振,不論電感和電容是串聯還是並聯,總能找到一個頻率的正弦波讓電路中的電流無限大(串聯)或者電壓無限大(並聯)。振華冰山金蝶電源就是利用這個原理,開關管在開通信號到來之前,管子兩端的電壓Vds已經下降到零,這樣做最大的好處就是大幅度提高了轉換效率。 LLC諧振變化電路
LLC控制器 控制的型號已經被刮掉了,不過封裝和CM6901都是DIP16的。 LLC開關管 開關管采用了英飛淩,耐壓650V,導通電阻0.125歐,很低了。可以在100℃下傳輸16A電流。這對800瓦額定輸出來說,余量已經足夠了。在所有80PLUS高效率電源中他們的功率器件留出的余量都很多。 變壓器 電源內所有的變壓器都采用日係最好的TDK品牌,最大的一顆負責主輸出。右側的變壓器用作驅動開關管,變壓器前面的紅色聚酯薄膜電容是諧振電容,兩個諧振電感一個集成在大變壓器中,一個利用變壓器的漏感。 待機電路控制芯片 左邊一顆是待機變壓器,負責給5Vsb供電,給電源內各種芯片供電,待機電路的控制芯片爲ICE3B0565,在輸入電壓爲220V下,轉換效率可以超過80%。
經過變壓器後所有的電壓都降了下來,不過還是方波的形式,需要進行整流後才可以形成直流電,而就像剛才所說,能量形式的轉變一定會有一些以熱的形式損失。 一般電源在這裏使用肖特基二極管進行整流,因爲肖特基管從開通到關斷這一過程所需的時間很短(肖特基管不存在勢壘外側電荷儲存問題)。
Mosfet 做整流
而這款電源沒有采用肖特基管做整流,原因在於這種二極管的損耗無法讓電源達到90%的效率。他們改用Mosfet做整流。 同步整流圖示 上圖中V1與V2就是整流和續流需要用到的兩個Mosfet,原來兩個二極管被他們取代了,在作用上和二極管是一樣的,但損耗上卻有區別。 二極管電流電壓特性 以上可以看到二極管並不是只要有電壓就可以做到導通,必須達到一定值才可以,對於肖特基類型的二極管大約在0.5V左右。每導通一次如果都需要加電壓,讓載流子越過勢壘,這其實就是在耗能,而且即便導通後,電流流過仍有導通電阻存在,兩部分損耗加在一起,基本就是肖特基管開關時的損耗。 而使用Mosfet就可以避免掉第一部分的損耗,而只留下了導通時電阻造成的損耗,而且如果這部分選擇電阻較低的Mosfet損耗還會更小。這就是爲什麽很多80PLUS金牌電源在二次側輸出使用同步整流的原因。 同步整流器件 二次側使用英飛淩的IPP040N06N3,TO220封裝,耐壓60V,導通電阻僅有3.7毫歐,可以通過90A電流。三顆並聯做整流,三顆並聯做續流。功率余量超過額定功率非常多。
● DC-DC上的散熱和輸出線材的處理很到位 在3.3V和5V的輸出上采用了降壓變換器,使用了一張獨立的PCB板,板子的前後都做了絕緣保護,看不清裏面元件的型號。升壓電感是黑色磁芯,濾波電容是日本化工的固態電容。 二次側DC-DC子板 散熱的處理 DC-DC的子板也爲上面的開關管設置了散熱片,散熱片焊在PCB板內的銅箔上,所以不用貼在元件面也會起到散熱效果。 輸出側線材 輸出部分的線材處理的比較好,除了線材根部套了箍,還都套上了熱縮管,保護部分做的很到位。 濾波電容陣 這裏像個濾波的大水塘,7枚16v,3300uF的電解電容和兩枚16V,470uF的電容爲12V輸出濾波。此外還有3枚16v,3300uF的電解電容爲3.3V和5V濾波,好像用不了這麽高的耐壓。電解電容上標著vent(有防爆設置)和一些安規標志,和一個花寫的“P”,難道是松下的?不過CE和TUL認證標在上面,應該是讓人放心的品牌。
● 最後看一些工藝細節的部分 PCB背板 背部的PCB一次側銅箔走的很清晰,二次側從變壓器副邊開始大量補錫,很多常看主板顯卡的玩家對這樣一坨錫非常受不了,沒辦法,66A的電流要從這裏流出必須多來一些錫。電源不是高頻的數字電路,這樣的工藝足以保證輸出質量。能達到台達光寶那種看不出手工痕迹的電源品牌在全世界並不多。此外所有貼片電容也都是高品質TDK的。 模組化輸出板 模組化輸出板做工略粗糙,而且爲了增加過流能力,最遠端接口的12V還用一根16AWG的線聯了起來。 電容引腳過長 這裏可以看到一顆電容的引腳過長,當初畫焊盤時也許這裏是一顆容量更大的電容吧。
編輯總結: 這款電源的包裝盒設計的很漂亮,外觀裝飾工藝不複雜,但標簽的設計爲黑色烤漆外殼做了主要的裝飾,藍色半透明風扇有些和整體配色不太協調,電源參數標簽內容詳細,說明規範,線材尼龍網很好看,所以外觀上給92分。
線材上電源提供了足夠多的線材,在文章中已經詳細描述過了,模組化線材和九宮格式的接口非常討人喜歡,部分12V和地線上用了16AWG的規格,此外線材的長度也完全足夠,尤其是提供了三顯卡互連所需的足夠接口,SATA和大4PIN接口也超級多,唯一缺憾就是CPU接口,如果是兩個8PIN就完美了,所以這部分給97分。 測試總評 振華冰山金蝶800瓦電源使用了效率較高的LLC結構,但這也只是在效率上有優勢,在負載變化快速的平台中這種結構存在一些缺陷。電源在所有重要的功率部件都采用了知名半導體公司的器件,並且器件規格都很不錯。一個電源的做工好壞往往從使用的電容就可以做大概的分級,這款電源內主電容是日係品牌,二次側濾波電容不確定品牌,不過也應該是讓人放心,電源內部做工略粗糙,所以這項給88分。 電壓穩定性上,12V表現非常出色,3.3V和5V也是優秀的等級,給90分。紋波抑制上12V和5V表現中上等,3.3V是合格的,所以給77分。采用DC-DC處理3.3V和5V的電源在交叉負載測試中一直是給100分,不過因爲3.3V與5V聯合輸出功率不到170W,所以給95分。電源的轉換效率最高到了92.14%,所以轉換效率上給92分。 總評:90.1分
最後放上紋波波形與負載參數: 首先是3.3V輸出在20%、50%、100%負載下的紋波:
3.3V 20%負載紋波(低頻、高頻)
3.3V 50%負載紋波(低頻、高頻)
3.3V 100%負載紋波(低頻、高頻)
接下來是5V輸出在20%、50%、100%負載下的紋波:
5V 20%負載紋波(低頻、高頻)
5V 50%負載紋波(低頻、高頻)
5V 100%負載紋波(低頻、高頻)
接下來是12V輸出在20%、50%、100%負載下的紋波
12V 20%負載紋波(低頻、高頻)
12V 50%負載紋波(低頻、高頻)
12V 100%負載紋波(低頻、高頻)
均衡負載參數 交叉負載參數 最後放上10%-110%均衡負載的參數和6個點交叉負載的參數。 |