序言
不少玩家或許一直很期待ANTEC品牌的第一個白金電源,是否能再續HCP系列的輝煌。但ANTEC的第一個白金認證產品出現在更能帶給消費者們實惠的EarthWatts系列性價比產品上。我們所測試的EA-650 PLATINUM,由FSP全漢代工,使用高整合度IC提供的有源PFC+有源箝位單管正激+同步整流方案。對於代工廠的這套方案,大家或許不陌生,沒錯,全漢自家的AURUM系列金牌電源就是用的相似方案。但此次全漢為ANTEC代工的EA白金系列,進一步將效率提升至更高的層次,並且修正了原方案存在的一些小問題。以下是ANTEC白金EA評測。主要技術特徵:
- 650W功率持續輸出能力 ;
- 80plus白金牌認證,典型效率高達94% ;
- 靜音的散熱管理 ;
- 四路12V大電流輸出 ;
- 應用了高品質的日系電容 ;
- OCP、OVP、UVP、SCP、OPP等完善的保護功能 ;
- 3年質保,全球24/7技術支持 。
外包裝
簡潔的包裝:
幾個數字及圖案表明了產品的主要特徵,邊上的**小字「Ante加利佛尼亞設計「,是說明Antec參與了全漢這個OEM方案的改型設計麼:
背面多國語言的技術特徵介紹:
告訴大家高效白金電源能省多少電、省多少錢,還有線材配置的信息:
各路電壓的額定電流、整機額定功率及安規認證情況:
紙盒側面另一面,有電源外形尺寸的介紹:
開箱圖
外包裝紙盒內里塞的嚴嚴實實:
很有特點的內包裝:
全原生線材,電源長度為14cm,對機箱的適應性較強:
各線材接頭規格及長度:
電源主體外殼的各個面都非常整潔,正面散熱進氣網孔:
電源銘牌,標記了輸入輸出的參數以及通過的安規認證等:
AC電源插座及出風口,和進氣孔一樣是六邊形:
拆解篇
EA-650 PLATINUM屬於「大風車」結構電源。散熱風扇是Y.L品牌的D12BH-12,12V額定電壓下工作電流0.30A,轉速2200 RPM,風量60 CFM:
線路板內部圖,一眼就能看出是FSP代工的方案:
主PCB背面,包括二次側兩路電壓的同步整流元件在內,使用了大量的貼片元件:
機殼內電源插座圖,L、N進線間對地連接了一對Y電容:
從另外一個角度看線路板,在一二次側圍繞兩枚IC進行佈局的。電源各種保護功能及PWR-GOOD信號的產生則用了一張子PCB來實現:
主PCB各部分電路及功能介紹:
有源PFC電路一側:
這一側是有源箝位單管正激電路:
機內EMI抑制電路,由兩枚X電容,兩枚共模扼流圈及一枚差模扼流圈,兩枚Y電容組成的EMI電路較為完備。另外為ANTEC 代工的這個全漢AURUM改進型方案,也補齊了FSP AURUM電源里頭缺少的防涌浪電壓用MOV壓敏電阻:
FSP代工方案改進之處:增加了兩個鐵氧體磁珠作為對稱的EMI差模濾波:
整流橋被固定在一枚小散熱片上,當然,白金EA的高功率型號如果要提供更大功率的輸出,應該會將PCB上空焊的另外一片整流橋補全:
白金EA繼承了FSP代工方案里頭的ZCS(零電流轉換)PFC電路。一般硬開關PFC電路MOS管及升壓二極管均工作在硬切換狀態,導致 MOS管存在較大的開通損耗,PFC升壓二極管存在載流下硬關斷的反向恢復電流損耗等。白金EA通過額外增加輔助二極管、諧振電容及輔助電感等若干無源元件,在工作週期內通過諧振電容與輔助電感的諧振作用,於主開關切換前將器件電流電壓諧振至接近零電流及零電壓狀態,改善了主開關的MOS管、升壓二極管的開關條件,提升了效率,亦延長了元件的工作壽命。
下圖的中間小電感,就是輔助電感,一枚具有兩副繞組的小電感,其儲存、釋放的能量,小,工作時間亦非常短,但提升效率作用卻十分明顯。小電感背後的兩枚絕緣封裝TO220功率MOS管,是英飛凌的CoolMos C6管子,IPA60R125C6,兩枚並聯可以有效降低110Vac輸入下MOS管的導通損耗。另外PFC升壓二極管是ST公司的STTH8R06F TO220絕緣封裝的超快恢復二極管。如前所述,因為使用了無源LCD諧振的ZCS零電流切換PFC電路,升壓二極管能在近乎零電流下關斷,對二極管的反向恢復特性不太敏感,所以也無需使用高成本的碳化硅肖特基二極管了。另外這幅圖片也能看出白金EA方案中的另外一個改進之處-小電感兩邊的電流互感器,FSP給自己AURUM產品的方案里頭,PFC電流的檢測使用的是功率電阻,存在較為明顯的損耗。在ANTEC白金EA里,功率電阻被替換為損耗非常小的電流互感器,使用了兩枚這些互感器來分別檢測PFC電流的上升及下降部分,相信這些電流互感器為白金EA的高效率表現貢獻良多:
大體積PFC升壓電感,外磁路設計能加強對漏磁的屏蔽,減少EMI**:
PFC主電容,CAPXON的390uF/420V,具有85攝氏度下2000Hrs壽命。既然電源效率得到大幅提升,工作溫度也能進一步降低,電容的溫度規格有所下降也是追求性價比的一種體現了:
有源箝位單管正激拓撲的PWM主變換電路。這種軟開關正激電路可靠性高的特性,我們在評測全漢Aurum系列電源時已經介紹過,白金EA也不是簡單的實行拿來主義,而是繼續圍繞提效做了一些改良。沒錯,就是下圖中的紅色小電流互感器。FSP的這套方案是電流型的PWM控制,但自家AURUM電源用的是電阻檢流方式,存在較大的損耗。給Antec做的白金EA改用了電流互感器,損耗幾乎為零,正是PWM級和PFC級的兩處電流互感器應用,將金牌認證的Aurum方案一舉提升至白金認證。PWM主開關是英飛凌的CoolMos C3器件,SPP17N80C3,規格為800V耐壓,最大工作電流17A。實現有源箝位作用的輔助開關管為仙童的FQPF3N80C,兩枚開關管均為TO220絕緣封裝:
夾在變壓器及PWM MOS管子散熱片中間的就是有源箝位正激電路的諧振電容:
PFC、有源箝位正激主PWM、待機電源反激PWM,以及PFC過壓、PWM欠壓等保護功能由全漢IC-FSP6600所提供:
下圖是有源箝位單管正激電路所驅動的變壓器及二次側整流儲能元件:
變壓器具有兩副低壓繞組,屬12V與5V聯合穩壓的高性價比方案:
整流後再通過耦合電感進行儲能,提升聯合穩壓的交叉調整率:
12V和5V的CLC濾波電路。12V電壓使用了3枚日化KZE 2200uF/16V鋁電解電容作濾波,5V用的是CAPXON 4700uF/10V及日化KZE 3300uF/10V混合搭配的鋁電解電容:
從下圖這個角度可以觀察到固定在散熱片上的12V同步整流用MOS管,整流MOS用的是仙童的FDP032N060AN,續流MOS用的是國際整流的IRFB3036,都是通態電阻非常低的旗艦級元件:
下面是代工廠全漢自行研發的二次側專用IC FSP6601,提供將5V變壓器繞組AC2DC及帶同步整流的3.3V電壓生成解決方案。
3.3V這一路低壓,儲能濾波的元件使用了鐵硅鋁的磁環及兩枚日化3300uF/10V KZE電解電容:
5V的同步整流管及3.3V AC2DC同步整流管是表面貼的TO-252封裝,5V及3.3V的同步整流管亦為英飛凌的IPD031 N03LS:
12V電壓經過4枚貼片的精密檢流電阻分為4路電壓輸出:
5V待機電源的小反激變壓器:
二次側管控電路所在的子板,下圖是背部圖,使用IC是 Weltrend的WT7579,一枚具有六路電壓監測及保護功能ATX電源管理IC:
測試篇
(一)靜態測試
待機功率:
220V輸入下,EA-650 PLATINUM的5VSB待機電源電路消耗0.5W功率。開機(短接PS_ON與GND)主電路上電後,零功率輸出時,電參數儀顯示電源消耗功率在8.5W-15.1W之間跳變, FSP6600在極輕載下進入跳週期或打嗝綠色工作模式。
靜態運行測試:
測試配置:
結合EA-650 PLATINUM各路電流額定值,我們使用以下參數進行靜態輸出測試:
電壓穩定性測試:
考察各路電源在整個測試功率范圍內的穩定程度,電壓變動值越小越好。
測試中在額定負載范圍內的各路電壓變動情況為:
12V,線材輸出端電壓跌落1.15%;
5V,線材輸出端電壓跌落1.48%;
3.3V,線材輸出端電壓跌落1.38%。
評測人員在測試過程中發現測試樣品在10%-100%負載間都能保持非常好的電壓穩定性,滿載測試各路電壓偏離未超過1.5%。
電壓紋波測試:
考察各路電壓在整個測試功率范圍內的紋波峰峰值電壓,值越小越好。
在整機滿負載輸出功率時:
12V電壓紋波Vp-p值為36.8mV;
5V電壓紋波Vp-p值為37.6mV;
3.3V電壓紋波Vp-p值為29.6mV。
整機滿負測試的紋波圖
從各路電壓的額定功率負載測試紋波圖可見,各路電壓均同時出現明顯的PFC電壓帶來的100Hz紋波。但比起同方案的全漢AURUM 650M,因為白金EA650的PFC電容容量有所增大,滿載下的各路電壓紋波表現顯著改善。
測試**現過100%負載輸出後各路電壓紋波迅速增大的情況的,當完成110%功率測試,繼續向120%負載輸出作測試時,各路紋波已經提升至額定功率輸出紋波值150%水平,無論電源是否還能繼續工作,我們認為已經無法再提供可接受的輸出電壓質量,於是EA-650 PLATINUM的超載項目測試按110%成績計算。
整機轉換效率測試:
考察電源整機在整個測試功率范圍內的效率表現。
白金EA的效率表現果然名不虛傳,即使是在110Vac輸入下,滿載效率仍近乎有90%。220Vac輸入時的板載效率甚至達到了94.37%,滿載則為92.53%,可以與頂級LLC或者移相全橋電源的效率表現一較高下了。
各路電壓拉偏測試(負載調整率):
考察各路電壓在最大額定輸出電流下的電壓、紋波數值,其中紅色字體標記的測試結果作為電壓穩定性及紋波表現的計分項目:
12V:輸出48A,電壓12.020V(初始電壓12.286V),紋波32.0mV Vp-p,電壓變動-2.17%(計分成績);
5V:輸出18A,電壓4.988V(初始電壓5.103V),紋波34.4mV Vp-p,電壓變動-2.25%(計分成績);
3.3V:輸出20A,電壓3.220V(初始電壓3.265V),紋波18.4mV Vp-p,電壓變動-1.38%(計分成績)。
與全漢的Aurum類似,白金EA的方案依舊表現出對CHH電源測試標準水土不服- 12V和5V聯合穩壓的電源往往難以在單路拉偏測試中獲得更好的電壓穩定性表現。但因為白金EA 650W電源相對較小的5V額定電流值設置,12V和5V電壓拉偏並沒有掉壓太多。3.3V電壓負載調整率表現相對較好。
功率因素測試:
測試功率范圍測量整機功率因素。220VAC及110VAC輸入測試均至100%額定輸出功率。220VAC下的主動功率因素校正電路能把PF值提升至最高0.993,110VAC下的PF值則能高達0.998。白金EA引入的電流互感器檢測PFC電路電流方法保持了與電阻檢流方式一致的功率因素校正精度。
風扇轉速測試:
按道理說,效率提升了之後,發熱小了,風扇轉速就能降下來,事實上白金EA也確實比起全漢自家的AURUM要靜音不少,70%負載以下一直保持約1100RPM上下的轉速,100%負載下的1600RPM轉速也應該能提供較好的靜音表現。
5VSB待機電源轉換效率:
5VSB輸出為1A至3A(220VAC下)時,效率分別:79.7%、至81.6%、84.5%。比起AURUM的待機電源效率表現也提升了近乎5個百分點。
(二)動態測試
測試條件設置:我們在動態測試中按每路10%-30%額定輸出電流情況進行測試:
12V:4.8A-14.4A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;
5V:2.6A-7.2A,跳變保持200us,跳變擺率1A/us;
3.3V:2.6A-7.2A,跳變保持4ms,跳變擺率1A/us;
12V及5V動態性能:12V及5V兩路電壓動態下的波形雖然調整曲線非常陡峭、及時,但調整後基線出現振盪,其中5V電壓瞬態變動非常小,基線的鋸齒狀電壓波動屬元件寄生參數震動,與整體電壓動態表現無關。兩路電流上升、下降兩種動態下的環路響應、電壓重建時間均值分別為625us、145us(計分成績)。
3.3V動態性能:此路電壓在瞬態情況下電壓恢復過程出現明顯振盪,恢復過程較長。推測FSP6601的3.3V屬於電壓控制的Buck型PWM電路,反饋環路受到輸出電容ESR影響,出現振盪的情況。電流上升、下降兩種動態下的環路響應、電壓重建時間均值為分別為3700us(計分成績)。
測試評分:
按CHH電源測試體系的計分公式,EA-650 PLATINUM成績為:
100(滿分)
減8.48【紋波測試子項=0.1*(各路額定電流下紋波值之和)】
減5.80【電壓穩定度子項=1*(各路額定電流下電壓偏離之和)】
減3.74【整機效率子項=0.5*(100-220VAC下額定功率效率)】
減3.17【動態測試子項=1*log(各路動態響應重建時間均值us)】
加1【超載輸出10%】
=總分79.81,屬CHH評級中的「GOOD」(出色)級別電源。
測試總結
優點:- 全功能、高度整合的專用控制IC打造的平民級白金電源,極好的成本控制方案;
- LCD諧振的ZCS軟開關PFC電路、有源箝位單管正激軟開關PWM電路、3.3V的AC2DC BUCK電路等特色電路;
- 220VAC下極高的轉換效率;
- 電路整體做工、元件用料較為扎實,大量使用105攝氏度日系電解電容,有利於提升工作可靠性;
- 靜音表現。
不足:
- 動態下的電壓恢復過程存在振盪情況;
- 未能全日系電容,紋波表現有待提高。
來源:Chiphell