繼金鈦極AURUM系列80PLUS金牌認證電源產品後,全漢再度推出進階版-皇鈦極AURUM 92+ PLATINUM,內部結構經過微調,提升轉換效率,達80PLUS白金級水準,並加上半模組化線材管理設計
此系列總共有450W/550W/650W三款機種,以下是輸出650W的PT-650M簡介及測試

彩盒正面,黑色底中央印上產品實體照片,左上角FSP商標採燙銀鏡面印刷,商標下方印上"皇鈦極"銀色字樣,左下印上80PLUS白金認證標誌、5年產品保固及全日系電容字樣,右上印上英文系列名稱及編號,右下則印上輸出瓦數及模組化線材設計字樣
 

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彩盒背面,印上各路輸出規格表、轉換效率圖、運作噪音圖,並以繪圖說明提供接頭種類數量、分配情形及所附線材長度
這款同樣也採FSP自行設計的MIA(Multiple Intelligence Ability)控制IC作為其核心,其他還有箭頭狀開孔、混和式12V迴路設計、12公分液態軸承風扇、主動PFC、105度日系電容、扁平狀模組化線材、提供完整保護、3.3V/5V/12V輸出控制(POST SR)等各項特色,另外皇鈦極除80PLUS白金認證外,也通過2013 ErP/EuP認證
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彩盒頂面印上FSP商標、產品英文系列名稱及型號
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彩盒底面以27種語言印上"有關產品詳細規格,請瀏覽FSP官方網站"字樣
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抽掉彩盒後,內部黑色包裝盒也印上FSP商標及官方網站網址
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包裝內容一覽,有電源本體、安規電源線、模組化線材、產品安裝說明,小零件包內有裝飾貼紙、尼龍束線帶及固定螺絲
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電源本體外觀採特殊烤漆處理
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後方散熱出風口採用ARROW FLOW的設計,孔洞外型如其名為箭頭型,電源輸入插座與電源總開關也安置於此
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外殼兩側均有FSP商標浮水印,也有開幫助對流的小孔
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電源內側外殼有模組化線材用輸出插座,也有開一些箭頭狀孔洞,出線孔部分有造型化處理
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風扇護網不是採用常見的圓形,而是採用多邊型,中央加上FSP商標銘牌,其邊緣處加上銀色塑膠裝飾條,左右兩邊處有額外開一些對流用孔
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輸出規格標籤上下也有加上銀色造型圖樣,12V採四路配置,12V最大輸出為576W,標籤上右邊表格標示各路12V所連接對應的接頭
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電源本體直出線組,提供一組ATX 24P、一組CPU12V 4+4P及一組PCIE 6+2P,線路長度ATX 24P與PCIE 6+2P為56公分,CPU12V 4+4P為64公分,三組線材均採黑色隔離網包覆處理
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另外一條PCIE 6+2P採扁平狀模組化線材配置,長度為56公分
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SATA裝置電源接頭,兩組模組化線路提供9個SATA接頭,其中一組採用扁平狀線材,上方配置5個直式SATA接頭,線路長度至第一個接頭為54公分,接頭與接頭間長度為15公分;另一組採用傳統隔離網包覆的模組化線路提供4個直角刺破型SATA接頭,線路長度至第一個接頭同樣為54公分,但接頭與接頭間長度僅為5公分,是特別設計給多顆硬碟裝於同一硬碟架上的短距離配置使用
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4P裝置電源接頭,兩組模組化線路提供4個傳統大4P及1個小4P,採用扁平狀線材設計,線路長度至第一個接頭為54公分,接頭與接頭間長度為15公分
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將所有模組化線材插上模組化輸出插座的樣子
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內部結構圖,基礎架構同金鈦極,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,並從二次側5V繞組經由一組AC-DC電路輸出3.3V
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使用永立電機MGA12012HF-A25 12V 0.45A 12公分液態軸承風扇帶動散熱氣流
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交流插座輸入端及電源總開關後方焊點均完整包覆絕緣套管
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主電路板輸入端保險絲及突波吸收器同樣也有絕緣套管包覆
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在主電路板交流輸入端的EMI電路上使用一顆POWER INTEGRATIONS出品的CAPZero系列零損失X電容自動放電IC,減少傳統並聯在X電容上放電用電阻所造成的功率損失,EMI濾波電路可以採加大X電容來增強雜訊過濾能力,同時免除被電擊的危險
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橋式整流器與金屬散熱片鎖在一起後用絕緣膠帶包住,整流器交流端加上兩顆磁芯
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APFC電路區,將整流後電壓提高,並修正電流波型,使整體功率因數接近1,右側APFC電感採封閉磁芯式設計
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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APFC用開關晶體採用兩顆英飛凌IPA60R125P低損失MOSFET並聯
皇鈦極與金鈦極最大不同的地方,就是APFC電流偵測元件由原本的電阻改用CT(比流器,Current Transformer,照片中的紅色小型環狀電感),可避免電阻偵測造成的損失,進而提高效率
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APFC輸出電容採用NCC(日本化工)KMR系列450V 390uF 105度電解電容
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一次側主動鉗位使用的開關晶體,主開關為英飛凌17N80C3,副開關為FAIRCHILD FQPF3N80C,前方紅色小環形電感是一次側開關晶體電流偵測用比流器(金鈦極架構採用電阻偵測)
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散熱片另一面固定輔助電源電路用開關晶體APEC 03N70I
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FSP自製MIA(Multiple Intelligence Ability) IC,其中編號6600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
但因為皇鈦極與金鈦極在轉換效率上的差異,推測此顆IC應有進行小幅度改良
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主要變壓器(左)與輔助電源電路變壓器(右),兩顆變壓器中間為隔離變壓器,提供一次側6600與二次側FSP6601間PWM信號同步連結及一次側開關晶體驅動
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主變壓器左方Y型散熱片上固定兩顆TO-220包裝的二次側用同步整流MOSFET,並將其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
另外有四顆TO-252包裝的英飛凌031N03L MOSFET安裝在電路板背面,同樣是用於同步整流電路及AC-DC轉換電路
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變壓器二次側有兩組輸出繞組,經兩組同步整流電路輸出5V及12V,並共用一組耦合儲能電感(左中)達成輸出調節,3.3V則是由"變體"的磁性放大電路,由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(右中),構成高效率AC-DC轉換器,直接在變壓器5V輸出端轉換出3.3V
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FSP6601 MIA IC則提供了二次側同步整流及3.3V降壓電路的驅動與控制
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12V與5V端的CLC濾波電路
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電路板背面有四顆精密型分流電阻,與電源管理IC搭配進行四路12V輸出電流偵測
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右方輸出線組接點處並未包覆絕緣套管
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模組化輸出插座電路板正面,右方還有另外一組插座的預留焊點
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模組化輸出插座電路板背面電路敷錫加強載流能力
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電源管理電路安裝於獨立子板上,使用WELTREND WT7579六通道(3.3V/5V/四路12V)電源管理IC,進行各輸出電壓、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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雖然整顆電源的功率級及控制電路均使用NCC(日本化工)的電解電容,不過電源管理電路子板上的小型電容為非日系產品
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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

3.3V電壓記錄
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5V電壓記錄
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主機板12V電壓記錄
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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)

各段輸出效率表如下:
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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20A,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
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

12V
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5V
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3.3V
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結論:
1.因結構承襲金鈦極,同樣為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.基於金鈦極的結構進行了電流偵測的改善,轉換效率更上一層,80PLUS白金認證為90(20%)-92(50%)-89(100%),皇鈦極實測效率為93.71(20.9%)-94.53(52.1%)-91.16(105.1%),落在80PLUS白金認證效率帶內,尤其在20%輸出就已經有逼近94%的效率,50%輸出時更有接近95%的表現,直到滿載前都仍維持在92%以上,與同瓦數的金鈦極比起來大約有1.5%~2%的提升

3.電源轉換效率雖高,但風扇仍舊採常時運轉,應可導入低瓦低溫下風扇停轉的HYBRID模式控制

4.5V/12V的動態負載測試,因為共用變壓器與儲能電感,所以有相似的電壓變動波形,但5V輸出電壓維持狀況較佳,而3.3V輸出電壓明顯不同於12V/5V,追隨負載變動速度較慢,幅度也比較大,與之前採用金鈦極架構的機種測試結果比較起來有明顯差異

5.電源在超過120%輸出時,仍不會關閉輸出,過功率保護部分設定過於寬鬆


優點:
1.效率往上提升了一個檔次(金牌→白金),20%範圍就已經有不錯的轉換效率(>93%),靠近五成負載的範圍也有94%以上的效率
2.產品提供五年保固
3.內部用料達一定水準
4.扁平狀線材加上半模組化設計,線材整理方便性佳
5.SATA線提供兩種配置以供不同安裝場合應用

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.效率已經提高至白金,應可研究導入HYBRID模式風扇控制
3.輸出超過120%仍未關閉,過功率保護過於寬鬆
4.3.3V動態負載表現與之前測試過的金鈦極架構機種比較起來,有明顯差異
5.僅功率級及控制電路使用日系電容,漏掉幾個電源管理電路子板上的,"全日系電容"嚴格來說要打點折扣

報告完畢,謝謝收看

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