Antec HCP-1200評測電源

前言

Antec HCP1200齣現在市場上的時間，已經有接近1年了，在這個時候評測HCP1200，主要是讓CHH的評測儘量囊括市面上已經在售的優秀電源產品。眾所周知，當Antec的電源產品線重新規劃後，一直被冠以SG850替任者的角色-SG1200，以HCP1200重生。比起工程樣板SG1200，HCP1200略有不同，在CHH評測間里，我們一起來看看，HCP1200能否續寫SG系列當年的神話。

電源特色：

ZVS移相全橋軟開關拓撲，80Plus金牌認證，最高92%轉換效率；
半模組化設計，大電流線路使用16awg線材，鍍金連接端子；
PWM溫控型風扇，兼顧靜音及良好散熱效果；
優質日系、105攝氏度電容；
主動PFC功率因素校正技術。

外包裝

HCP1200包裝盒與其他HCP系列電源一樣，黃黑相間的色調，標明了80Plus金牌及1200W功率數值：

電源技術特徵與線材接口介紹：

電源特色功能介紹：

各路輸出額定電流數值，聯合輸出功率數值，各種認證標記等：

靜音效果：

電源外形尺寸介紹：

開箱

略顯繁多的線材，隨機配送了一條2平方毫米的優質AC電源線：

半模組化的接線設計，模組板上有3個外設供電插座和2個PCI-E顯卡及外設可兼容的供電插座：

側面外殼的標簽，1200W可持續穩定輸出功率：

AC電源接口一面，在這里可以看到風扇，從而判斷HCP1200屬直吹式電源：

電源外殼一面粘貼了功率銘牌，介紹內容頗為豐富：

這面外殼僅僅非常內斂地鑲嵌了一小塊Antec牌子：

各類模組化線材長度及數量規格表：

側視圖：

拆解篇

HCP1200屬於具有兩張PCB的直吹結構電源，線路板分為PFC板及PWM板，下圖為PFC板元件面：

PFC板銲接面，代工廠台達別出心裁的將一塊線路板兩面的阻焊漆設置為不同顏色，在銲接面使用的綠色阻焊，方便檢修，元件面黑色阻焊，使產品能給人更為強烈的視覺感觀：

PWM元件面：

PWM銲接面：

盡管沒有使用一體式的AC電源濾波器插座，但額外增加的接地金屬罩，也能起到屏蔽作用，降低EMI輻射強度。

散熱風扇是三洋電機的SanCooler80風扇，型號為9AH0812，工作電壓12V，電流0.38A，轉速可達4500RPM，風量為53CFM，工作壽命30000hrs：

HCP1200使用了非晶合金磁環作為EMI共模扼流圈的磁環，比起一般的高導磁環，抗飽和能力更強，在大電流下仍能維持較好的濾波效果：

作為一款大功率電源，因為具有mF級的PFC電容，為了保證能可靠的對高壓大電容進行預充電、限制充電電流在安全范圍內，HCP1200還應用了兩枚大體積的NTC熱敏電阻串聯作為充電電流抑制的保護元件，另外也用了繼電器將NTC旁路出主迴路的辦法來提高效率：

交流電經濾波元件後，使用了兩枚新電元的LL15XB60，15A/600V整流橋並聯整流，這一部分電路中，沒有安裝支架或散熱片固定的元件，都使用了白膠進行固定：

PFC電感，1.4mm直徑漆包線繞制，磁環是高導合金粉芯磁環，CH400125，抗飽和能力強，磁導率較高，一層繞線就達到了需要的電感量。這種規模的電感應對110Vac低壓輸入下的大工作電流，遊刃有餘：

HCP1200的PFC電容被分成兩部分，分別佈置於PFC板及PWM板上。其中下圖是PFC板兩個紅寶石MXH390UF/450V 105攝氏度2000HRS的高壓電解電容的其中一個，PFC板的PFC電容容量有780UF：

一般的PFC電路使用檢流電阻進行電流檢測，存在電阻壓降損耗，在功率越大的場合中，損耗也越大。HCP1200通過使用兩枚電流互感器分別進行PFC兩個電流斜波的檢測，再合成為完整的PFC工作電流，具有損耗小，可靠性高的特點，當然，實現的成本和技術難度相對較高，下圖是兩枚貼片電流互感器的其中一枚：

PFC級電路的功率元件，被安裝在同一片散熱片上，從左至右分別是PFC升壓二極管及PFCMOS功率管。元件型號為Cree C3D10060 10A/600V碳化硅高壓肖特基管，以及英飛凌的CoolMosC3 600V MOS功率管的頂級器件-SPW47N60C3-在低壓110Vac下，這種級別的元件配備仍能確保電路可靠、高效的運作。

PWM板的高壓輸入一側，通過連接器與PFC板的PFC電壓輸出相連，在這里佈置了PFC電壓的高、低頻濾波電容：

PWM板上使用了兩枚紅寶石的MXG150uF/450V 105攝氏度2000hrs的高壓電解電容進行局部的濾波/退耦/儲能，加上PFC板的780uF PFC電容，整機PFC電容量為1080uF：

HCP1200使用的是移相全橋ZVS軟開關拓撲，四枚全橋開關管被佈置在同一片散熱片上，管子使用的是英飛凌SPP15N60CFD，具有快恢復的體二極管，用於軟開關拓撲能提供更可靠的工作特性，並用兩枚UCC27324各自推動一枚小脈沖變壓器進行隔離驅動：

下圖可以看到主變壓器的構成方式，初級為利茲線繞組，次級為沖壓後彎折定型的噴錫厚銅板，次級繞組穿過兩枚非晶磁環，在副邊提供額外的諧振電感量為全橋管零電壓開關提供條件、擴大軟開關范圍：

次級繞組再通過螺絲連接同步整流管散熱片，同步整流管（每組3枚仙童FDP038AN060N，共兩組，由一枚UCC27424驅動）所在的散熱片兼為管子的D極，同時起到導熱、導電的功能；為風扇溫控電路提供溫度信息的NTC熱敏電阻也被固定在其中一片同步整流管散熱片上。同步整流管背後的次級公共輸出接頭穿過兩付平面EE磁芯構成了全橋拓撲的輸出儲能電感：

經整流後的12V電壓使用了眾多的電容進行濾波，主濾波是3枚固態+電解混搭的電容，然後每路12V輸出再使用一枚紅寶石YXG 820uF/16V電解電容進行二級濾波；12V至5V和3.3VDCDC變換電路的副輸出各使用了兩枚日化PS 330uF/16V固態電容進行濾波/退耦：

5V和3.3V的DCDC是互為交互的兩組BUCK同步降壓電路，控制IC是仙童的SG1577。所有的MOS管被直接銲接在銅板上進行散熱，為風扇溫控電路提供溫度信息的另一枚NTC熱敏電阻被固定在最靠近進風口的一片散熱片上；這兩路DCDC電路的BUCK電感均使用了高通合金粉芯磁環，繞組3線並繞。其中在5V的磁環上還疊加有產生-12V電壓的輔助繞組，5V和3.3V輸出濾波電路為紅寶石電解電容+扼流圈的CLC π型濾波網絡：

5VSB的待機電源，小型反激PWM轉換電路，採用了DAP08+MOS管的分離解決方案，沒有使用智能功率IC的電路。輸出側是CLCπ型濾波電路，均使用了日系電解電容：

電源管控子板，提供了風扇控速+電源管理+全橋控制+各種保護的功能：

HCP1200的半模組化接線板上提供了兩個PCI-E的12V輸出接頭及3個外設輸出接頭：

下圖能看到管控子板上用於風扇PWM控速的555時基電路、電壓比較器IC及全橋控制IC UC3895DW：

測試篇

（一）靜態測試

待機功率：

220V輸入下，HCP1200的5VSB待機電源電路消耗0.6W功率；開機（短接PS_ON與GND）主電路上電後，零功率輸出時，消耗20.9W功率。對於移相全橋拓撲的電源，尤其是用老一輩全橋移相控制IC的電源，能把零輸出待機功率控制在20W出頭，確實不易。也從側面反映出代工廠台達在移相全橋拓撲電源調優方面的實力。

靜態運行測試：

測試配置：

結合HCP1200各路電流額定值，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0.26%；

5V，線材輸出端電壓跌落0.86%；

3.3V，線材輸出端電壓跌落1.46%。

測試結果表明除了3.3V線路因為本身電壓較低，對線損壓降較為敏感外，其餘兩路電壓穩壓特性控製得非常好。

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16.0mV；

5V電壓紋波Vp-p值為20.8mV；

3.3V電壓紋波Vp-p值為20.0mV。

整機滿負測試的紋波圖

12V紋波只能觀察到非常細微的100Hz低頻份量，沒有高頻噪音，測試里12V電流從9.3A升至93A過程中，紋波值上升幅度僅為3.2mV，HCP1200的主12V輸出質量可謂非常好。5V和3.3V DCDC兩路電壓的紋波值隨12V電流上升較為明顯， 1200W輸出時達到20mV水平，評測人員認為，5V和3.3V電壓的屬噪音范疇，主要由DCDC電路的12V輸入一級引入。

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。大家都有所聞，HCP1200的超載能力非常驚人，我們把220V輸入測試至150%額定輸出功率范圍。

220VAC輸入下，HCP1200是一顆稱職的80plus金牌電源，效率最高處出現在60%-70%負載之間，為93.94%，按開關電源負載效率曲線一般調優至實際功率50%為最高的規則推算，HCP1200極有可能是一顆擁有1500W-1600W實力（220VAC下），標稱為1200W的筋肉電源。另外HCP1200 在20%負載處轉換效率即快速提升，說明全橋軟開關電路能在輕載下就進入ZVS區間，電路工作狀態根據元件特性調整非常到位。

HCP1200在220VAC輸入下能超載輸出40%（計分成績），此時效率90.37%，12V紋波仍保持了19.2mV的極低水平.可以想象，在12V輸出電流折算值約140A的時候，紋波僅不到20mV，這是一個何等恐怖的輸出質量。當然，隨着超載比例的增大，電源的散熱風扇轉速也快速上升，並伴隨着小尺寸扇子高轉速下特有的高頻噪音。當超載測試由140%負載向150%負載切換時，盡管HCP1200仍未出現過功率或過載保護，但能觀察到風扇控速電路已經無法再提升風扇轉速，電源勢必出現過熱保護或引發器件故障。由此，我們認為， 40%的幅度是HCP1200在220VAC下能作為超載項目的有效計分成績。

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99A，電壓12.178V（初始電壓12.21V），紋波16.0mV Vp-p，電壓波動-0.26%（計分成績）；

5V：輸出25A，電壓5.045V（初始電壓5.089V），紋波15.2mV Vp-p，電壓變動-0.86%（計分成績）；

3.3V：輸出25A，電壓3.310V（初始電壓3.359V），紋波12.8mV Vp-p，電壓變動-1.46%（計分成績）。

在單獨測試各路電壓穩壓性能時，12V和5V表現出了一個僅有正電壓遠端檢測補償電源的應有的優秀水準，3.3V掉壓1.45%，稍大。

功率因素測試：

測試功率范圍測量整機功率因素。220VAC輸入測試至140%額定輸出功率，110VAC輸入下測試至100%額定輸出功率。HCP1200在220VAC下的主動功率因素校正電路表現在額定功率時有最高的0.964。隨着輸出功率的進一步提升略有下降。與純粹檢流電阻不同，電流互感器雖能降低檢測損耗，但其電-磁-電的轉換本身並不是一個線性關系，PF值可能因此未能進一步提高。

風扇轉速測試：

在100%額定負載下，風扇轉速穩定在2410RPM，對於三洋SanCooler80的風扇來說，僅略微超過50%最大轉速，屬靜音表現區間。進入超載狀態後才出現明顯的轉速提升區間，風噪明顯。當HCP1200作為一枚1200W電源正常工作時，其噪音控制仍非常理想。（測試環境溫度為25攝氏度，樣品處於開放式的狀態）。