SeaSonic M12II-650W 評測電源

序言

        當80plus銅牌認證已經沒有什麼技術難度的時候,海韻的銅牌、白牌電源產品線,迎來了又一次更新。在中端及以下級別市場中,產品性價比儼然成為了消費者主要的追求。接下來的測試中,我們能看到海韻在M12II產品上為提高產品競爭力而進行的調整。下面是M12II-650W電源的測試:

        產品特點:

  1. 主動功率因素校正,PF值高達0.99;
  2. DC2DC設計;
  3. Smart & Silent Fan Control靜音設計;
  4. 高可靠性105度日系電容;
  5. 半模組化設計;
  6. 五年質保。

外包裝

包裝紙盒,比X系列的朴實多了:

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外包裝正面:

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背面對產品主要特徵進行了圖文說明:

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側面的是海韻品牌標志:

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多國語言的產品介紹:

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對產品典型效率、各路電壓額定電流等情況進行了說明:

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各路接口介紹:

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開箱

開箱圖,M12II-650W是半模組設計,在電源主體上固化了一般主流中端主機必須用到的線材,越來越多的電源採用實用、有序的半模組化設計,成為了一種潮流。另外也能看到,海韻仍然堅持配送一根AC電源線:

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輸出線材一覽表:

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電源主散熱風扇進氣口一面,蜂窩狀的開口能在低風阻及電磁屏蔽效果間取得平衡:

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側面是電源銘牌及產品序列號、安規認證信息: 

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M12II Bronze產品標志:

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AC交流電源插座一側,帶有AC電源接頭插座及電源開關:

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模組化接口一側,對外設/SATA及顯卡/CPU模組化接線插座進行標記:

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總體外形向X系列電源看齊: 

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拆解篇

M12II為大風車結構電源。其中散熱風扇是ADDA品牌,120mm直徑,型號AD1212UB,外形上看風扇的電機尺寸相當巨大,參數自然也很「高「規格:工作電壓12V,額定電流0.5A,轉速最高為2400RPM,風量99CFM:

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風扇靠近電源出風口裝有擋風板,防止氣流短路,以便更好的吹透內部元件:

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AC電源插座背面,有一塊EMI濾波元件PCB板,板子底面與機內之間有接地銅箔做隔離:

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下圖可以看到,這塊EMI濾波子板上有一枚差模扼流圈,一枚C電容及兩枚Y電容等濾波元件:

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內部元件及線路總覽,海韻自家的產品,從正面看元件佈局較為整齊:

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主PCB背部銲接面,使用了較多的貼片元件,部分大電流走線有敷錫增流:

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EMI元件一側,大體積元件的固定比較到位,打了固定膠固定,兩側的散熱器銲接較為豎直,海韻在中端產品上仍能保持一定的工藝水平:

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PFC元件一側,**的散熱片上安裝的是PFC  MOS管:

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一次側PFC+PWM控制子板及二次側管控保護子板:

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模組化接口PCB正面,通過若干線束與主PCB相連,模組板PCB上加焊了4個電解電容進行額外的濾波:

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模組化接口PCB背面:

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主PCB的出線區域,線束根部套有熱縮管,細節處理較為到位:

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主PCB上保留了兩枚共模扼流圈:

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交流市電經過濾波後,由兩枚並聯的GBU606 600V 6A整流橋進行整流:

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PFC升壓電感,因為該電感被佈置在兩片散熱器中間,為了加強絕緣,電感兩側覆蓋有絕緣膠片。另外,防涌浪電流保護用的NTC元件,也緊挨着電感放置:

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PFC+PWM控制IC,Champion CM6802,使用了一塊子板安裝在主PCB上:

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主PCB上嵌焊有銅板提高電流通過能力:

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PFC電感是兩枚日化KMR系列220uF/400V高壓電解電容並聯使用,耐溫105攝氏度,參數較好:

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PFC MOS管,仙童FDP18N50ND,650W型號的M12II用了兩枚這種規格的MOS並聯使用,散熱片上預留了3枚的安裝位置,在850W型號中,可以安裝3枚以對應更大功率:

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PFC升壓二極管,下圖散熱片上右側的管子,為ST品牌的STTH8S06D,600V8D超快恢復二極管,與雙管正激PWM電路的兩枚管子安裝在同一片散熱片上:

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驅動PWM MOS用的脈沖變壓器:

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PWM電路的主變壓器用的是ERL39體積鐵氧體磁芯,設計上應與850W型號一致:

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因為沒有面向更高效的目標,M12II-650W的12V主電流整流方式仍沿用了肖特基二極管整流。下圖是整流管所在的散熱片。管子型號為DIODES品牌的30A50CT,50V 、30A規格。一共用了4枚該型號的管子。按每枚管子2個二極管芯算,M12II的650W型號用了3個15A二極管芯做整流管,5個做續流管。相信M12II-850W型號將會補足全部的6整流管:

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12V輸出儲能電感用的是33mm直徑的鐵硅鋁磁環。另外還有輔助繞組產生-12V電壓:

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-12V電壓的穩壓管,風扇溫控電路也佈置在附近。溫控電路的溫度取樣點設置在12V整流管散熱片上:

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12V電壓經整流、儲能後由3枚日化KZE系列2200uF/16V電解電容進行濾波,再由三枚扼流圈輸送至DC2DC子板及兩路12V輸出:

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產生5V和3.3V電壓的DC2DC子板,用了藍色的鐵硅磁環、黑色的鐵硅鋁磁環及日化PSC系列輸入固態電容,做工水平向高一級產品M12D的 DC2DC子板看齊:

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DC2DC子板背面通過鋁金屬片與MOS管及控制IC接觸加強散熱:

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DC2DC使用英飛凌IPD060N03L3G MOS管,控制IC是APW7159:

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DC2DC子板與主PCB上的日化電容一道完成轉換輸出,5V和3.3V用的都是3300uF/10V KZE日化電解電容:

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出線區域里佈置了CLC濾波電路:

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5Vsb待機電路是使用了英飛凌ICE2QR4765智能功率IC的反激電路:

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EF20小型反激變壓器:

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5Vsb待機電壓的整流管使用了TO252封裝的肖特基二極管,銲接在主PCB背面;濾波為紅寶石ZLH系列3900uF/16V電解電容+扼流圈+日化KZE系列1000uF/10V電解電容的CLC濾波電路:

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M12II-650W的管控保護IC是PS223,提供OVP,UVP,OCP,OTP等多種保護功能並產生PWR-GOOD信號:

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測試篇

(一)靜態測試

        待機功率:

        220V輸入下,M12II-650W的5VSB待機電源電路消耗0.7W功率;開機(短接PS_ON與GND)主電路上電後,零功率輸出時,消耗8.9W功率。

        靜態運行測試:

        測試配置:

        結合M12II-650W各路電流額定值,使用以下參數進行靜態輸出測試:

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        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。

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        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0.02%;

    5V,線材輸出端電壓跌落0.22%;

    3.3V,線材輸出端電壓跌落0.00%。

        上述結果表明M12II-650W的各路電壓穩定性反饋控制准確, 3.3V一路電壓甚至在1A輸出及10A輸出的對比中紋絲不動,在測試過程中略微浮動2mV。在這項目的測試中,已經具備了越級挑戰X系列及P系列的實力。另外我們也能觀察到,M12II-650W的24Pin接口上具有完整的12V、5V及3.3V三路電壓遠端檢測線,是一款具有多路電壓反饋電路的電源。

        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。

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        在整機滿負載輸出功率時:

    12V電壓紋波Vp-p值為24.8mV;

    5V電壓紋波Vp-p值為15.2mV;

    3.3V電壓紋波Vp-p值為15.2mV。

        整機滿負測試的紋波圖:

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        在額定負載范圍內,各路紋波表現均很不錯,表現出近乎線性的緩慢上升趨勢。滿載下12V紋波未超30mV,5V和3.3V未超20mV。

        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。其中,220V輸入測試至130%額定輸出功率范圍:

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        220VAC輸入下,M12II-650W的效率表現已經穩穩的超過銀牌電源的標準。得益於主12V整流用的正向導通壓降更小的耐壓50V肖特基整流二極管,半載效率數值非常接近90%,並一直延展至80%負載階段,滿載效率為88.69%,在220VAC輸入下能超載輸出至20%(計分成績),效率為87.75%,在嘗試超載30%測試時出現過功率(過流保護)關停的情況。但考慮到12V電壓的紋波並未異常提高,故M12II-650W的12V儲能、濾波電路在設計上應能應對850W功率級別。另外M12II-650W在110VAC輸入時,滿載效率有85.01%,20%負載數值略低於銀牌標準線擦肩而過。

        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53A,電壓12.146V(初始電壓12.142V),紋波24.0mV Vp-p,電壓波動0.03%(計分成績);

    5V:輸出25A,電壓5.080V(初始電壓5.088V),紋波14.4mV Vp-p,電壓變動-0.16%(計分成績);

    3.3V:輸出25A,電壓3. 280(初始電壓3.388V),紋波13.6mV Vp-p,電壓變動-0.24%(計分成績)。

        單獨測試各路電壓穩壓性能及紋波表現如何,不用文字表述,上面的數字即能說明一切。

        功率因素測試:

        在測試功率范圍測量整機功率因素。220VAC輸入測試至120%額定輸出功率,110VAC輸入下測試至100%額定輸出功率,表現不錯。

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        風扇轉速測試:

        M12II-650W在額定功率負載階段中,風扇的起始轉速略高,接近1100RPM,超過半載輸出後轉速開始急劇攀升,滿載下達到了2200RPM。在測試室溫僅20攝氏度的情況下,風扇噪音表現可謂不容樂觀。若對比M12D系列,M12II風扇及其控速策略可謂是最明顯產品系列級別差距,少了三洋9S風扇的加持,對降低整機成本來說,本身就是最大的一筆貢獻。

SeaSonic M12II-650W 評測電源

        5VSB待機電源轉換效率:

        5VSB輸出為1A,2A,3A(220VAC下)時,效率分別為:70.0%,74.4%,76.9%。5Vsb待機電源的轉換效率中規中矩。

(二)動態測試

    12V:5.3A-15.9A,跳變保持2ms,跳變擺率1A/us;

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    5V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

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    3.3V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

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        12V動態性能: 動態響應很迅速,但出現相位補償稍過度、電壓振盪的現象。12V電壓在電流上升、下降兩種動態下的環路響應、電壓重建時間為分別為2.0ms與1.5ms,平均時間為1.75ms(計分成績)。

        5V、3V3動態性能: M12II-650W在這兩路電壓上表現相對12V較好,5V與3.3V的環路響應、電壓重建時間均能保持在百us數量級,分別為500us、275us(計分成績)。

        測試評分:

    按CHH電源測試體系的計分公式,M12II-650W成績為:

100(滿分)

    減5.20【紋波測試子項=0.1*(各路額定電流下紋波值之和)】

    減0.43【電壓穩定度子項=1*(各路額定電流下電壓偏離之和)】

    減5.66【整機效率子項=0.5*(100-220VAC下額定功率效率)】

    減2.93【動態測試子項=1*log(各路動態響應重建時間均值us)】

    加2.00【超載輸出20%】

=總分87.78,屬CHH評級中的「Awesome」(優秀)級別電源。

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測試總結

優點:

  1. 電壓穩定性非常好,實現了多路電壓同時遠端電壓檢測控制的均衡表現;
  2. 各路電壓紋波表現優秀,即使在接近滿載時,紋波水平亦能得到有效控制;
  3. 不錯的效率表現;
  4. 整機全部使用日系高可靠電容。

不足:

  1. 由這一產品系列開始少了三洋9S風扇, 少了一個賣點;
  2. 重負載下噪音偏大。

作者:guryhwa
來源:Chiphell