Cooler Master 80plus金牌系列電源,繼模組化版本Silent Pro Gold後,為了滿足不需要模組化線路的使用者,再度推出Silent Pro Gold直出線組版本,且最低瓦數為450W,另有550W機種可選,代工廠由原本的Enhance(益衡)換成FSP(全漢),這次要介紹的是450W與550W兩款機種

450W外盒正面,延續Silent Pro Gold系列金色系配色,為了避免與模組化機種混淆,左下角還加上金牌直出線字樣,強調採用全日系電容與雙滾珠軸承風扇,並提供五年產品保固

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550W外盒正面,僅瓦數標示處不同,其他均相同
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450W外盒背面,標示出相關規格、額定輸出、風扇轉速圖與轉換效率圖
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550W外盒背面,把相關規格、輸出及圖表修改為550W機種版本
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450W外盒頂面,產品標示改採黑底金字配色
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550W也有相同版面設計,僅瓦數標示不同
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450W外盒側面以包含繁體中文的多國語言說明如要更多資訊,請瀏覽官方網站,下方標示內附電源線種類及產品名稱條碼
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550W外盒側面僅底部產品名稱條碼不同,其他均相同
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450W外盒另一側面也印有上一代的產品口號-Silence is Golden沉默是金
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550W也有相同的產品口號
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450W包裝內容一覽,有電源本體、安規說明書、黑色固定螺絲、簡易安裝說明與產品保固卡
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550W包裝內容一覽與450W內容相同,僅有電源本體不同
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450W電源本體外觀採消光黑色烤漆處理,側面外殼印上產品名稱及瓦數
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550W電源本體外觀,與450W相同,僅瓦數標示及輸出規格貼紙不同
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後方散熱出風口處設有交流輸入插座及電源總開關
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450W外殼兩個側面都有印上產品名稱及瓦數,依照安裝位置差異而有不同印刷方向
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550W也有同樣的設計
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金色烤漆圓形風扇護網中央有銀色Cooler Master商標裝飾圓牌
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450W輸出規格貼紙,12V採單路設計,最大輸出為35A 420W
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550W輸出規格貼紙,與450W差異為12V輸出量提升至42A 504W
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主要電源接頭,450W與550W均提供一組ATX 20+4P及一組12V 4+4P接頭,ATX 20+4P線路長度為60公分,12V 4+4P長度為68公分
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顯示卡電源接頭,450W與550W均提供兩個PCIE 6+2P接頭,採兩接頭並聯共用一條線組,線路長度至第一個接頭為52公分,接頭與接頭間線路長度為15公分
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周邊裝置電源接頭,450W與550W均提供三組線組,共有6個直角刺破型SATA接頭、3個傳統直式大4P與1個小4P,線路長度至第一個接頭為51公分,接頭與接頭間線路長度為15公分
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所有的線路均採隔離網包覆處理,450W與550W有相同的接頭數量與配置方式

450W內部結構圖,與全漢金鈦極系列是相同的,主功率級一次側採用主動鉗位順向式(Active Clamp Forward)結構,搭配二次側同步整流,輸出5V及12V,並經由一組AC-DC電路轉從二次側5V繞組輸出3.3V,並使用FSP自行研製MIA控制器
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550W內部結構圖,架構是一樣的,但功率元件、磁性元件均提高規格或是放大
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450W採用悅倫D12BM-12 12V 0.3A雙滾珠軸承12公分風扇帶動散熱氣流
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550W則採用較強的悅倫D12BH-12 12V 0.3A雙滾珠軸承12公分風扇
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交流插座輸入端及電源總開關後方焊點均包覆絕緣套管,電路板上直立的輸入保險絲也同樣加上絕緣套管
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主電路板上EMI濾波電路採兩階配置,進行雜訊的過濾及隔離,右方絕緣膠帶包住的是橋式整流器
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450W的APFC電路區,APFC用開關晶體使用一顆英飛凌CoolMOS IPA60R165CP
位於APFC電感與輸出電容間為緩衝用輔助電感及諧振電容,其主要工作在開關切換的瞬間,與開關管輸出電容進行諧振,將輸出電容儲存的能量轉移至輔助電感中,能為功率元件提供較溫和的切換條件,降低功率元件承受的應力,提高可靠性
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550W的APFC電路區,基本結構相同,但右方APFC儲能電感體積加大以儲存更多能量,APFC開關晶體也改為兩顆ST STF22NM60並聯以處理更大電流
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450W/550W APFC輸出電容均採用NCC(日本化工) KMQ系列420V 270uF 105度電解電容
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FSP自製MIA(Multiple Intelligence Ability) IC,FSP6600提供PFC、PWM及輔助電源電路的控制功能,於PFC電路端具備雙迴路過電壓保護機制及ZCS(零電流交換)控制,提高電路效率
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450W的主要變壓器與輔助電源電路變壓器,一次側主動鉗位使用的主開關為英飛凌SPA11N80C3,副開關為CET CEF03N8
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550W有較大的主要變壓器,一次側主開關也提高規格,為英飛凌SPA17N80C3,副開關維持不變,同為CET CEF03N8
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隔離變壓器把一次側的FSP6600與二次側的FSP6601進行PWM信號同步連結,同時也提供一次側開關晶體驅動信號
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主變壓器二次側有兩組輸出繞組,左方Y型散熱片上固定12V用同步整流MOSFET,並將S極直接焊接在接地的散熱片上,減少電流傳導路徑的損失,5V同步整流電路則是設置在PCB的背面
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另一顆FSP6601 IC則提供了5V/12V同步整流及3.3V AC-DC降壓電路的驅動與控制
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因採順向式結構,二次側有安置一5V/12V/-12V共用環形儲能電感達成輸出調節
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3.3V則是由"變體"的磁性放大電路,由安裝在PCB背面的開關晶體取代傳統磁性放大電感及SBD二極體,並有獨立儲能電感,構成高效率AC-DC轉換器,直接從變壓器5V輸出繞組轉換出3.3V
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3.3V及5VSB輸出電路配置
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550W機種因為輸出的提升,有更大的5V/12V/-12V共用環形儲能電感
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電源管理電路安裝於獨立子板上,使用WELTREND WT7527電源管理IC,進行各路輸出電壓、電流、短路監視,並接受來自PS-ON信號控制及產生PG信號
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整顆電源的功率級使用NCC及Rubycon的電解電容
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右下側輸出線組接點處並未包覆絕緣套管
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接下來就是上機測試


測試一:
使用標準電腦配備實際上機運作,並使用SANWA PC5000數位電表透過電腦連線截取3.3V/5V/主機板12V/處理器12V電壓變化,並繪製成圖表

測試配備1:
處理器:Intel Core 2 Quad QX6700 @ 3.6GHz(400*9) 1.45V
主機板:ASUS MAXIMUS II GENE
記憶體:Transcend JM800QLU-2G * 2
顯示卡:3870X2
硬碟:WD 3600ADFD(36G 10000RPM) + WD WD2000JD(200G 7200RPM)
其他:水冷幫浦 * 1、12公分風扇 * 5、8公分風扇 * 2

450W 3.3V電壓記錄
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450W 5V電壓記錄
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450W 主機板12V電壓記錄
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450W 處理器12V電壓記錄
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550W 3.3V電壓記錄
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550W 5V電壓記錄
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550W 主機板12V電壓記錄
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550W 處理器12V電壓記錄
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測試二:
使用電子負載,測試輸出的轉換效率,電子負載機種為ZenTech 2600四機裝,每機最大負荷量為60V/60A/300W,分配為一組3.3V、一組5V及兩組12V
測試從無負載開始,各機以每5安培為一段加上去,直到電源無法承受或是達到電子負載極限(12V各25A,3.3V/5V則受限於電源本體輸出能力)
使用設備為ZenTech 2600四機電子負載(消耗電力)、HIOKI 3332 POWER HiTESTER(測試交流輸入功率)、PROVA CM-01交直流勾表(測試輸出電流)、SANWA PC5000數位電表(測試輸出電壓)

450W各段輸出表如下:
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550W各段輸出表如下:
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測試三:
使用電子負載進行動態負載測試,動態負載就是讓輸出電流呈固定斜率及週期進行高低變化,並使用示波器觀察電壓變動狀況,目的是考驗電源暫態響應能力
使用設備:Tektronix TDS3014B數位示波器

各路動態負載參數設定
12V與5V:最高電流15A,最低電流2A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
3.3V:最高電流12A,最低電流2A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
示波器中黃色波型為電流波型,藍色波型為電壓波型,垂直每格500mV,水平每格200微秒
藍色波型在黃色波型交接處擺盪幅度最小、次數越少、時間越短者,表示其輸出暫態響應越好

450W-12V
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450W-5V
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450W-3.3V
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550W-12V
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550W-5V
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550W-3.3V
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結論:
1.因結構為5V/12V採共用變壓器、雙同步整流輸出、共用儲能電感,3.3V採用AC-DC交換方式,使5V/12V交叉調整率較差,在目前以12V用量為主的電腦配備上有5V不降反升、12V降幅較明顯的狀況

2.但也因為採用上述的結構,加上APFC電路加入諧振降低損失的作法,即使一次側功率級僅採用主動鉗位順向式,仍保有很好的轉換效率,80PLUS金牌認證為87(20%)-90(50%)-87(100%),450W與550W兩款在低於兩成輸出的輕載範圍就已經有超過88%的效率,五成輸出時更有接近94%的表現,直到滿載時都仍維持在91%以上,已經超越金牌認證的規格

3.雖然電源轉換效率高,但風扇仍舊轉得比較用力,應可採用更偏向靜音的溫控機制或是導入低瓦低溫下風扇停轉控制

4.動態負載輸出測試,450W/550W兩款電源的3.3V輸出電壓追隨負載變動的修正速度較快,不過550W的3.3V電壓波形出現帶有部分高頻成分雜訊的情形

5.5V/12V的動態負載,因為共用變壓器與儲能電感,所以有相似的電壓變動波形,不過12V也帶有部分高頻成分雜訊的情形

6.電源的過功率保護在120%輸出下,就會關閉輸出以保護電源本體

優點:
1.除了20%~100%輸出,於輕載範圍也有很不錯的轉換效率,靠近五成負載的範圍也有93%以上的效率
2.產品提供五年保固
3.內部用料有達一定水準


缺點:
1.結構設計導致5V/12V牽制情形嚴重,影響交叉調整率
2.即使低瓦低溫下,內部風扇仍轉的比較用力,未導入靜音溫控與混和模式
3.5V與12V動態輸出帶有部分高頻雜訊


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