高轉換效率蔓延!振華430瓦電源拆解
在《破紀錄之作!振華冰山金蝶430W測試篇》,中我們見識到振華430瓦80PLUS金牌電源的接近94%的轉換效率,這篇文章中我們把拆解部分的內容補充完整,并附帶負載參數。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/236257.htm

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振華430瓦80PLUS金牌電源

電源線材

電源線材長度
這顆電源是450瓦功率以下線材最豐富的,沒有之一。CPU提供一個4+4PIN接口,夠用了。顯卡提供一個6PIN和一個6+2PIN,這可以支持當前最高端的顯卡了。而430瓦的電源要求他支持雙顯卡,也實在不合理。所以從CPU到GPU耗電上,振華這款電源已經提供了最多的接頭。
最厚道的地方是其他外設接頭,8個SATA供電接口,7個大4PIN接口,一個軟驅接口,這在400瓦檔電源中應該是獨一份。
這款電源采用了主動式PFC+SF29601控制的LLC半橋+12V同步整流,3.3V和5V直流降壓的結構。這是振華在350-550瓦范圍內使用的一套成熟方案。
我們之前看到的冰山金蝶800瓦,冰山金蝶600瓦,和將要評測的冰山金蝶1000瓦,則是另一套LLC方案。

電源內部設計
關于LLC結構的介紹大家可以參考這里。比較關鍵的部分是LLC的控制芯片,SF開頭,應該是Super-Flower的縮寫,這顆IC是振華研發自己開發的控制芯片,對市面上很多CM6901控制器來講,振華的LLC方案就不太容易被COPY。
此外振華的LLC方案從輕載到滿載一直工作在諧振狀態,而不像CM6901那樣,在20%(大約)的負載以下還是硬開關的方式。這對提高低載下的轉換效率好處非常大。

EMI濾波電路
在EMI濾波電路上使用了三個X電容,兩對兒Y電容(其中一對兒不在圖中)兩個共模電感,一個用白色熱縮管包裹的保險管做輸入的過流保護,浪涌吸收元件呢?往后看。

主電容
用黑色熱縮管套住的就是用于吸收浪涌的NTC電阻,體積不小,不過在引腳露出較長,雖然除散熱片外周圍元件的外殼都是絕緣的,但個人建議還是做好引腳的絕緣。黑色的繼電器的作用可以點擊這里。
從圖中也可以看出主電容是一顆日本化工KMR系,105℃耐溫,420V耐壓,220uF的產品。從品牌、耐溫、和耐壓上看都能感覺振華在認真選用元件(一般選400V,85℃)。而從容量上看,確實不像采用雙管正激結構電源那么大,由于結構不同,保持時間是否能到16ms需要親手測測才知道,我們還沒有示波器的高壓探棒,所以對容量方面不做評論。


主PCB與AC輸入的連接
我個人比較喜歡AC輸入采用插座的方式與主PCB連接,這樣拍照時比較省事^_^。
430瓦電源采用了一枚光寶的GBU806整流橋,就算以110V下滿載87%的轉換效率來算,這枚整流橋都可以支持760多瓦的功耗,超過430瓦非常多。

整流橋

LLC開關管
PFC開關管(沒有拍到)使用了兩枚IPI50R250CP,耐壓550V,典型導通電阻0.25歐,主開關管使用了英飛凌的IPA60R199CP,漏源耐壓650V,最大導通電阻0.199歐。英飛凌這兩款Mosfet除了導通電阻很低外,還著重降低了柵極電容的,這減少了開關管在要求時間內導通所需的驅動電流,有助于提升轉換效率。

LLC開關驅動變壓器

三個變壓器
最上面的是待機變壓器,中間碩大的變壓器是主變壓器,主變壓器分了上下兩層繞組,繞線的方法也是申請專利的。LLC電路中一個L是其中的一組繞組,另一個L利用的是變壓器的漏感。右下紅色的就是LLC電路中的諧振電容。


12V的同步整流Mosfet
為了提高低壓整流部分的轉換效率,冰山金蝶430瓦采用了同步整流的方式處理12V輸出,關于同步整流的介紹點擊這里。具體實現方式是采用了4枚英飛凌的IPP040N06N3,TO220封裝,耐壓60V,導通電阻僅有3.7毫歐,可以通過90A電流。兩顆并聯做整流,兩顆并聯做續流。功率余量超過額定功率非常多。
到現在為止,凡是達到80PLUS金牌的電源在3.3V和5V上無一例外都采用了DC-DC的降壓設計,而且設計上的同質化也較大(茂達的方案采用較多),振華在之前的600瓦和800瓦上這張PCB子板左右空間狹窄,看不到控制芯片。

3.3V與5V的DC-DC
這張可以隱隱約約看到控制芯片,不過芯片上的字有些模糊,從已有的痕跡看應該是仙童出品的控制器,MOSFET的型號還是被散熱片罩住了,有待繼續深挖。

DC-DC的濾波
在DC-DC的PCB上濾波有兩顆日本化工的固態電容,由主PCB的12V進入DC-DC的濾波是由6顆日本化工KZE系,容量2200uF,耐溫105℃的電解電容負責。

12V濾波電容

輸出線材的處理
線材全部套了熱縮管,做了絕緣,而且根部都箍了金屬環,這是處理線材最穩妥的方式,這里還可以看到3顆日本化工KZE系的電容濾波。補充一句:我的相機開了超微距后容易有形狀上的畸變,所以照片中PCB板有些彎,實際沒有這種現象。

PCB背部
由于是430瓦的功率,所以補錫并不多,但總體上手工痕跡不少,而且部分地方處理不那么令人滿意(主要是引腳的處理),PCB板也應該增加清洗的步驟。
編輯總結:
這款電源的包裝盒設計的很漂亮,外觀裝飾工藝不復雜,但標簽的設計為黑色烤漆外殼做了主要的裝飾,黑色半透明風扇有些和整體配色搭配得當,電源參數標簽內容詳細,說明規范,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,在吃電大戶上提供了足夠多的接頭,外設接頭上的數量也堪稱同功率上之最,所以給100分。

測試總評
振華冰山金蝶430瓦電源使用了效率較高的LLC結構,這在市售450瓦以下的電源中還沒有第二個,所以比起大瓦數電源來說殺傷力更強。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,并且器件規格都很不錯,控制還是自己寫的。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,這款電源內全部是日本化工出品,電源PCB背部做工略粗糙,所以這項給87分。
電壓穩定性上,12V和3.3V表現非常出色,5V也是較好的等級,給91分。紋波抑制上3.3V是中上等水準,12V和5V是出色的,所以給90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。電源的轉換效率最高到了93.91%,所以轉換效率上給94分。
總評:93.4分

均衡負載參數

交叉負載參數
最后補上之前測試的均衡負載參數和交叉負載參數,均衡負載是按430瓦加載的,交叉負載是按照450瓦的電源加載的(測試稍微嚴格了一些)。
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