SeaSonic X-560評測電源

前言

        海韻的X系列是上市較早的80plus金牌LLC電源,憑其全模、高效、靜音的特點,成功的占領了不少高端市場。CHH網友里面,X系列電源保有量不低。在CHH開始電源評測以來,一直有網友回覆評測文,反映希望能瞭解自己所擁有的X系列電源在CHH評測體系下成績的心願。今天,各位海韻X系列電源的用家終於望穿了秋水,海韻電源大陸區總代理北天致遠,為我們提供了X系列電源 X-560的評測樣本,圓了X』s fans的夙願。

        X-560在X系列中,屬功率最小的型號(除Fanless的X-400FL、X-460FL外),但X系列電源使用的電路結構,從最小功率的X-560到最大功率的X-850,都是一樣的。所以說,X-560擁有的體質與性能,與X-850別無二致。

        在接下來的評測中,我們將側重對X-560系列技術特徵講述及潛在能力的挖掘。

外包裝

上市時間已久,大家對X-560的外觀特徵應該是耳熟能詳,對喜歡X系列電源的fans來說,下面這些圖案估計也是經常縈繞在腦海中的:

SeaSonic X-560評測電源

X系列所有型號的電源均享受5年質保:

SeaSonic X-560評測電源

諸多技術特徵:

SeaSonic X-560評測電源

其中,專利的主PCB與DCDC、模組化接口PCB連接方式:

SeaSonic X-560評測電源

溫控的三洋Denki 9s風扇:

SeaSonic X-560評測電源

外包裝盒的幾個側面:

SeaSonic X-560評測電源

SeaSonic X-560評測電源

SeaSonic X-560評測電源

SeaSonic X-560評測電源

開箱篇

SeaSonic X-560評測電源

打開紙盒內的所有物品,包括起絨布袋包着的電源主體、模組線材、魔術膠帶、固定螺絲、AC電源線、說明書及保修手冊等:

SeaSonic X-560評測電源

X-560是中小功率的全模組化接線電源,所配線材與500W-600W的中小功率相適應:

SeaSonic X-560評測電源

模組化線材長度、數量及規格表,測試樣本所配線材為18awg標號:

SeaSonic X-560評測電源

外觀側視圖:

SeaSonic X-560評測電源

SeaSonic X-560評測電源

因為電源屬於高效率型,散熱風扇能夠以較低轉速轉動,風扇進風口的網格即使佈置成較為細密的蜂窩形狀也不會太影響風量,風噪較小:

SeaSonic X-560評測電源

電源的X系列標志:

SeaSonic X-560評測電源

模組化接口一側:

SeaSonic X-560評測電源

電源銘牌:

SeaSonic X-560評測電源

AC電源插座一側: 

SeaSonic X-560評測電源

拆解篇

很多X系列電源的fans都是沖着這把三洋電機的SanAce扇子而來。另外提示標簽也說了,電源在以約20%負載以下輸出時,風扇不會啟動,處於「無扇「工作模式,不知道網友們會不會為電源配了把好扇子結果經常不轉而郁悶:

SeaSonic X-560評測電源

內部電路、元件圖:

SeaSonic X-560評測電源

這張圖可以清晰的看到,海韻引以為豪的DCDC及模組化接口子板與主PCB的連接方式:

SeaSonic X-560評測電源

DCDC轉換及模組化接口PCB圖:

SeaSonic X-560評測電源

主PCB背面:

SeaSonic X-560評測電源

X-560的同步整流管子屬於D-pak表面封裝,通過粘於底殼上一塊的導熱貼向外殼傳熱,這是實現輕載「無扇」工作模式的有力手段:

SeaSonic X-560評測電源

AC電源接口插座背面,X系列電源使用的是整合了一級EMI抑制元件的一體式AC濾波插座:

SeaSonic X-560評測電源

主PCB上EMI抑制電路一側的元件:

SeaSonic X-560評測電源

PFC及LLC功率管元件一側及功率元件的金色散熱片:

SeaSonic X-560評測電源

保護控制子板一面:

SeaSonic X-560評測電源

主PCB模組化接口一側:

SeaSonic X-560評測電源

DCDC及模組化接口板外側面,兩套DCDC電路產生5V和3.3V電壓,還使用了不少日化的固態電容:

SeaSonic X-560評測電源

DCDC及模組化接口板內側面,每路DCDC BUCK降壓電路均為兩枚上管、兩枚下管的組態:

SeaSonic X-560評測電源

PCB各部分電路及功能介紹:

SeaSonic X-560評測電源

主PCB上的EMI抑制元件由半級的差模扼流圈及一級共模扼流圈再加上一枚X電容,兩枚Y電容組成:

SeaSonic X-560評測電源

另外還應用了MOV+NTC+繼電器的涌浪電壓、涌浪電流保護電路:

SeaSonic X-560評測電源

使用了兩枚LT品牌的15A 600V整流橋並聯對AC電源進行整流,整流橋有獨立的小散熱片:

SeaSonic X-560評測電源

工作於CCM平均電流控制模式下(NCP1653控制)的PFC電感為LQP33罐型磁芯,鐵氧體材質,中間柱開氣隙,繞線為利茲線:

SeaSonic X-560評測電源

PFC功率MOS管及升壓二極管被安置在同一片散熱片上,X-560使用了1枚C3D06060 6A600V碳化硅高壓肖特基及3枚英飛凌CoolMos C6 IPP60R190C6功率MOS管:

SeaSonic X-560評測電源

PFC高壓電解電容為日化KMR系列的330uF/420V 型號,耐溫特性為105攝氏度下2000小時,兩枚並聯,PFC電容總容量為660uF:

SeaSonic X-560評測電源

通過一對英飛凌CoolMos C6 IPP60R190C6功率MOS管以50%占空比從PFC電容中抽取出電荷驅動LLC諧振網絡:

SeaSonic X-560評測電源

LLC諧振網絡的變壓器,其實X系列不同功率型號的主變壓器,都是一樣的:

SeaSonic X-560評測電源

諧振電感,體積稍小的LQP磁芯電感:

SeaSonic X-560評測電源

諧振電容,兩枚並聯,提高對諧振網絡正弦波諧振電流的耐受能力:

SeaSonic X-560評測電源

X-560的LLC控制IC為Champion的CM6901,佈置在二次側一塊子板上,通過一枚脈沖驅動變壓器向一次側的LLC MOS管傳遞驅動信號:

SeaSonic X-560評測電源

X系列使用了4枚貼片 英飛凌的IPD036N040N3G進行同步整流,驅動信號是由CM6901給出的:

SeaSonic X-560評測電源

LLC諧振拓撲的特徵之一,就是輸出側不需要儲能電感。X-560僅使用了CLC π型濾波電路就獲得了平滑的12V輸出,第一級濾波電容為6枚日化PSC系列330uF/16V固態電容,然後通過3枚煙囪扼流圈分流至3路12V,分別向兩路12V主輸出及一路DCDC轉換電路的輸入供電。主12V輸出最後再經過兩枚日化KZE系列2200uF/16V電解作第二級濾波:

SeaSonic X-560評測電源

用於同步整流管被直接貼焊在PCB上,大部分熱量還是需要通過PCB散發出去的,海韻在PCB同步整流區域的覆銅上加焊了3片Y型散熱片,幫助PCB向空氣傳遞熱量:

SeaSonic X-560評測電源

在最右側的一片散熱片上,鰭片距離一次側的高壓電解較近,為了保證有效的隔離,鰭片包覆了絕緣的熱縮管,細節處理得不錯:

SeaSonic X-560評測電源

5V和3.3V的DCDC電路為交互式BUCK電路,控制IC是APW7159:

SeaSonic X-560評測電源

-12V電壓生成電路採用的是Invertor DCDC方式:

SeaSonic X-560評測電源

LLC控製器所在子板:

SeaSonic X-560評測電源

5Vsb待機電路,英飛凌公司的CoolSet智能PWM功率IC ICE2QR4765驅動的小功率反激電路,EF20的小變壓器,二次側為CLC π型濾波,均為日化的KZE電解電容:

SeaSonic X-560評測電源

風扇溫控電路,溫控取樣點位於貼片同步整流管附近的PCB上,使用該區域的溫度控制風扇轉速,分壓電路設置在低載下給風扇施加的電壓略低於風扇啟動門限電壓,實現輕載「無扇「工作模式:

SeaSonic X-560評測電源

測試篇

(一)靜態測試

        待機功率:

        220V輸入下,X-560的5VSB待機電源電路消耗1W功率;開機(短接PS_ON與GND)主電路上電後,零功率輸出時,消耗8.3W功率,根據X-560 LLC主控的資料,CM6901會在輕載下進入PWM綠色省電模式。

        靜態運行測試:

        測試配置:

        結合X-560各路電流額定值,使用以下參數進行靜態輸出測試:

SeaSonic X-560評測電源

        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。

SeaSonic X-560評測電源

        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0.71%;

    5V,線材輸出端電壓跌落0.97%;

    3.3V,線材輸出端電壓跌落1.39%。

        上述結果表明X-560的各路遠端電壓感應效果是非常到位的。

        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。

SeaSonic X-560評測電源

        在整機滿負載輸出功率時:

    12V電壓紋波Vp-p值為20.8mV;

    5V電壓紋波Vp-p值為15.2mV;

    3.3V電壓紋波Vp-p值為16.0mV。

        上述測試的紋波圖:

SeaSonic X-560評測電源

        12V紋波主要為100Hz低頻份量。各路電壓紋波在隨負載加大時呈現不規則變化,均先出現一個高峰,跌落後再隨輸出電流增大而繼續增加。

        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140%額定輸出功率范圍。

SeaSonic X-560評測電源

        X-560是名副其實的金牌80plus認證電源,效率表現非常出眾,如在220VAC輸入下,100%額定功率輸出時,整機轉換效率達到了91.68%。

        X-560在220VAC輸入下能超載輸出30%(計分成績),此時效率為90.95%,12V紋波亦僅有21.6mV Vp-p。但在沖擊140%額定輸出功率時LLC級啟動了過流保護。經測試,測試樣品的過功率保護點約為138%額定功率,約770W。

        各路電壓拉偏測試:

        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46A,電壓12.181V(初始電壓12.280V),紋波17.6mV Vp-p,電壓波動-0.81%(計分成績);

    5V:輸出30A,電壓5.009V(初始電壓5.050VV),紋波14.4mV Vp-p,電壓變動-0.81%(計分成績);

    3.3V:輸出30A,電壓3.316V(初始電壓3.373V),紋波13.6mV Vp-p,電壓變動-1.70%(計分成績)。

        12V和5V額定電流輸出時電壓變動范圍均小於1%,3.3V亦有小於2%的上乘表現。

        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130%額定輸出功率,110VAC輸入均測試至100%額定輸出功率。

SeaSonic X-560評測電源

        功率因素校正表現,在110VAC輸入下,接近50%負載時LLC級與PFC級發生干涉是功率因素校正產生干擾,PF值有所降低;220VAC下的有關現象雖然存在,但因PF值較小,不太明顯。

        風扇轉速測試:

        在測試功率范圍考察風扇轉速與輸出功率關系。以220V輸入,開放式,室溫28度為測量環境。

SeaSonic X-560評測電源

        測試結果表明X-560比宣傳的更為靜音。由於測試環境為220VAC輸入的敞開環境,X-560表現出啟動風扇的負載功率更高,約為60%。相信在機箱內部的X-560,啟動風扇的功率負載比例會有所降低,但只要加上合適的機箱風道,一般主機在瀏覽網頁或看DVD時,X-560風扇完全不轉動是非常正常的。

        5VSB待機電源轉換效率:

        5VSB輸出為1A,2A,3A(220VAC下)時,效率分別為:74.6%,78.2%,80.3%。待機電源的ICE2QR屬准諧振型PWM控制IC,用於反激電路,能夠使開關管獲得近似於軟開關的特性,提高轉換效率。

(二)動態測試

        測試條件設置,為了看清楚電壓在動態下有無振盪的情況,我們在12V的動態測試中適當放寬動態持續的時間:

    12V:4.6A-13.8A,跳變保持5ms,跳變擺率1A/us;

SeaSonic X-560評測電源

    5V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

SeaSonic X-560評測電源

    3.3V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

SeaSonic X-560評測電源

        12V動態性能: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600us與3200us,平均時間為1900us(計分成績),由於X-560屬於低功率型號,較少的輸出電容能加快環路的響應速度,在電流上升時,環路能迅速感應電容兩端電壓的跌落並調整開關頻率做出補償;但電流下降時,雖然環路能調整開關頻率降低電容端電壓及輸出電流,但需要一定的時間讓輸出電容消耗或泄放掉電流差值對應電量,時間稍長。

        5V、3V3動態性能:5V與3.3V的環路響應、電壓重建時間表現非常搶眼,分別為225us、250us(計分成績),波形近乎完美。

        測試評分:

        按CHH電源測試體系的計分公式,X-560成績為:

100(滿分)

    減4.50【紋波測試子項=0.1*(各路額定電流下紋波值之和)】

    減3.32【電壓穩定度子項=1*(各路額定電流下電壓偏離之和)】

    減4.16【整機效率子項=0.5*(100-220VAC下額定功率效率)】

    減2.90【動態測試子項=1*log(各路動態響應重建時間均值us)】

    加3     【超載輸出30%】

=總分88.12

屬CHH評級中的「Awesome(優秀)」級別電源。

SeaSonic X-560評測電源

測試總結

優點:

  1. 高效、靜音,散熱風扇質量穩定可靠;
  2. 重載下輸出紋波仍保持在較低水平;
  3. 電壓穩定性好;
  4. X系列中的低功率電源具有同系列大功率電源的優秀架構,帶載能力強、接口充足,可玩性高;
  5. 12V的動態性能表現較其他LLC電源好,5V和3.3V兩路電壓的動態表現亦屬優秀級別。

不足:

  1. 固定頻率PFC+調頻控制LLC諧振+固定頻率DCDC的電路拓撲結構, LLC諧振網絡的激勵頻率會隨輸出功率的變化而變化,當從輕載的高頻向重載的低頻變化時,LLC諧振電流依次與PFC級電流及DCDC電流產生干涉,導致12V、5V和3.3V產生異常紋波,建議在一下版本的電路中增加級間的隔離程度;
  2. 後期產品配的18AWG線材有所縮水,盡管在500-600W功率階段不影響使用效果。
  3. 建議增加風扇測試按鈕,以防用戶誤以為低載下風扇不轉是故障現象。

作者:guryhwa
來源:Chiphell