SilverStone ST1500評測電源

前言

今天我們測試的是銀欣游俠SST-ST1500，80plus銀牌認證1500W電源。市場上曾出現過幾款1500W級別、寬幅輸入電壓范圍的特大功率PC電源，銀欣的游俠ST1500，便是其中的一款。隨着ST1500版本的不斷更新，在其保持雙巨型變壓器、雙管正激拓撲不變的結構特徵下，通過引入同步整流技術，ST1500已經升級為高效的銀牌電源。在多卡超頻、超大功率級別的主機電源里，ST1500是單電源供電的備選方案之一。下面我們來看看其真實性能。

主要技術特徵：

40攝氏度下1500W連續穩定輸出功率，1600W峰值輸出功率;
80Plus銀牌認證;
8路12V，總共110A輸出能力，峰值輸出電流120A;
嚴格的3%電壓穩定性;
輸出電壓低紋波及低噪音;
主動PFC電路、日系PFC主電容;
安靜的135mm風扇，19DB噪音;
全模組化接線，優質大電流線材.

外包裝

從包裝紙盒上看出來，ST1500屬游俠Plus系列電源，鮮明的1500W及電源圖片表明了這個PC電源界里的功率巨獸也能具有高效靜音、全模組化接線等特色：

ST1500從09年發佈至今，已經不能算是新品了。其電路已衍生至2.1版本，可見銀欣在研發方面仍對在售產品不斷進行完善：

N國語言的電源特性介紹：

這一面的紙盒有一個提手，對於ST1500這個毛重超過5kg的電源來說，紙箱上有個提手確實非常重要。另外這一面的紙盒上還標注了ST1500各路輸出電壓的額定電流設置情況：

全模組化線材接頭搭配情況：

這不是一個電源，這是一枚重磅炸彈：

開箱圖

箱子里面非常豐滿的內容物，電源本體的模組化線材接口盡數插滿連接線，說明書、附件及額外的外設電源線、轉接線等一應俱全。

各部品的全家福：

模組線材規格與數量：

這個電源不是一般的巨大：

外殼長達22cm：

電源主體正面，風扇進氣口圖，風扇貼紙上有銀欣六角雪花圖案。在修長的身形下，連135mm的風扇看上去也不顯得特別大了：

電源銘牌，標記了輸入輸出參數以及通過的安規認證等：

AC電源接口及機內熱風出風口，設計上沒有在外殼設置可切斷機內供電的總開關，電源插電即處於待機狀態。另外電源插座也是大電流型號，必須使用隨電源附送的大電流AC電源連接線才能使用：

外殼模組化接口面板使用貼紙標示出了接口用途。在外殼靠近PCB處還佈置有不少額外通風口：

外殼底部，沖壓有SilverStone字樣及雪花圖案：

拆解篇

ST1500為「大風車「結構電源。散熱風扇是YOUNG LIN出品的靜音型風扇DFB132512H，135mm直徑，功率為3W，額定工作電流是0.25A：

整機高低壓側功率元件所在的散熱片，全為這種T型散熱片（部分位置切割至L型），較好的兼顧了散熱面積與低風阻兩方面的需求：

線路板及元件內部圖，台系廠家益衡（Enhanced）代工，用料非常足：

元器件正面圖，除ST1500外，史上做1500W電源較為成功的還有CWT的PUC方案， EMI濾波電路後的PFC段、PWM段均為兩套獨立電路；ST1500的方案則略有不同，PFC段及PWM開關管後放才分為兩套獨立電路，所以兩副主變的位置也是緊挨在一起：

主PCB背面，清晰簡潔的走線，大電流銅箔大面積覆錫：

機殼內電源插座圖，L、N進線間並聯有兩枚X電容及X電容的電荷泄放電阻，對地連接了Y電容， L、N線材至電源板、地線至電源外殼均套有EMI磁環：

模組化接線板PCB的正面，接顯卡及CPU連接線的插座附近佈置了小電容進行濾波：

模組化接線板背面圖，可以看到，ST1500採用了大線號（16AWG）線束將主PCB上的各路電壓傳輸至模組板的連接辦法，為了降低大電流下PCB的發熱，模組化接口背面銅箔也進行了覆錫以增流：

機內EMI抑制電路說明，ST1500為完整的兩級EMI抑制電路，其中兩枚X電容因空間受限，被架空放置於整流橋後方。

AC電源經濾波後，由兩枚Vishay的GBIS1560整流橋進行整流。因為ST1500在110VAC低電壓輸入時可能從進線抽取高達17A的電流，為使整流橋部件能有效散熱，這兩枚整流橋被安裝在了面積不小的散熱片上：

一排壯觀的PFC主電容，松下HC系列270uF/420V高壓電解，耐溫105攝氏度，四枚並聯，總容量達到了1080uF，PFC MOS管完全被這排PFC電容所阻擋，無法直觀拍照，通過仔細辨識，我們發現ST1500使用了仙童的FCH47N60、每枚47A特大電流的MOS管3枚並聯。也只有這樣，才能兼顧110VAC輸入時PFC電路工作在超大電流下的效率。另外本機的PFC及PWM聯合控制IC，CM6802及其所在的子板，也被PFC電容所阻擋，也完全無法觀察：

ST1500是典型的雙路雙管正激拓撲，每路雙管正激電路擔負1500瓦功率的50%-750W，兩個碩大的主變在原邊並聯後接入雙管正激電路中，共用一套開關，這種結構能最大程度保證每個變壓器實現均衡負載。下圖是雙管正激MOS功率管之一，英飛凌的最新一代CoolMos場效應功率管，IPW60R099C6，旁邊的一個小變壓器，就是用於驅動雙管正激電路兩枚MOS的脈沖驅動變壓器：

下圖可以看到另一枚雙管正激電路用的IPW60R099C6，以及復位二極管、PWM電流取樣電阻等元件：

下圖是ST1500的PFC電路部分元件，能看到的是PC電源里面最大體型的PFC電感之一-三倍於一般PFC電感磁環厚度的PFC電感。這也是應對110VAC低壓大電流工況、避免磁芯趨於飽和的強化措施之一；電感左邊的是PFC電容充電涌浪電流抑制NTC元件及充電二極管。PFC升壓二極管則是小金屬散熱片上的ST 公司STTH1506DPI，15A600V規格，特殊絕緣封裝，因為安裝外殼金屬片與管芯電氣隔離，所以這種器件不需使用絕緣導熱片就能直接安裝在金屬散熱片上，有助於提高散熱效能、改善EMI：

兩枚碩大的PQ4040主變，每枚都能獨立生成12V電壓，亦具有12V同步整流電路自驅動的輔助繞組。兩枚主變還經12V繞組分別使用磁放大穩壓電路生成5V和3.3V兩路低壓。這兩路電壓的磁開關元件，就是下圖右側變壓器邊上的非晶磁放大電感。一般磁放大電源的5V和3.3V電流最多達到30A，ST1500這兩路低壓卻能輸出驚人的40A電流。在這里，為了提高兩路低壓轉換的效能，銀欣也是下足了功夫。兩路低壓的高端整流管、5V電壓的低端續流管已由常見的肖特基整流升級至MOS管同步整流，使用的是英飛凌IPP04N04CN的低內阻大電流場效應管，盡管3.3V的低端續流仍為SBD管，但這一改變已經能大幅提升轉換效能：

下圖展示了5V電路的磁放大非晶可飽和電感，以及將原邊PWM信號整形後傳輸至副邊作為同步續流MOS管控制信號的脈沖驅動變壓器：

兩路12V及兩路低壓的整流、儲能濾波電路。兩路12V分別由高端一枚IRFB3207做同步整流，低端兩枚IRFB3207做同步續流，然後各自經一枚33mm直徑鐵硅鋁磁環儲能後匯集12V電流至一路，再經一枚超大線徑扼流圈及5枚TEAPO 3300uF/16V電解作CLCπ型濾波，最後生成12V多路輸出。另外，5V和3.3V也有獨立的輸出整流、儲能濾波元件的，當然，和12V的元件比起來，顯得「溫和」多了：

很少見有這麼粗線徑的扼流圈：

ST1500標稱為8路12V輸出，從12V電壓在PCB上的分配情況看，是名符其實的8路12V，每路12V電流均通過1毫歐檢流電阻進行過流檢測：

有了8路12V的檢流元件，當然還要有相應保護功能的過流檢測IC，市面上卻沒有成品的8路12V+2路低壓過流保護IC可用，怎麼辦？ST1500採取了合並Seti公司的PS232S 四路12V+兩路低壓保護IC及Weltrend公司的WT7518四路過流保護IC的辦法，最終形成完全獨立的8路12V及5V、3.3V過流過壓欠壓短路保護功能：

整齊的出線銲接區域，12V線材根部均用冷壓端子壓接後再銲接於PCB上，並有熱縮管包覆。

使用其中一枚PS232S，配合貼裝在副邊整流元件散熱片的熱敏電阻形成過熱保護。另外，風扇溫控電路的溫度取樣NTC熱敏電阻也安裝在同一散熱片上：

測試篇

（一）靜態測試

待機功率：

220V輸入下，ST1500 的5VSB待機電源電路空載消耗2W功率，雖然ST1500的5VSB電路標稱具有6A電流輸出能力，但這個2W的待機功率也確實有點異常，猜測是個體差異造成的；開機（短接PS_ON與GND）主電路上電後，各路電壓零電流輸出時，整機消耗21W功率，鑒於ST1500特大的功率，復雜的結構，硬開關電路特徵，21W輸出損耗在可接受范圍內。

靜態運行測試：

測試配置：

結合ST 1500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0.47%；

5V，線材輸出端電壓跌落1.25%；

3.3V，線材輸出端電壓跌落1.07%。

測試結果表明各路電壓在額定功率測試范圍內電壓穩定性均有上乘表現，除了兌現了3%的電壓穩定性承諾外，12V還保持了電壓跌落小於1%成績。

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25.6mV；

5V電壓紋波Vp-p值為19.2mV；

3.3V電壓紋波Vp-p值為13.6mV。

整機滿負測試的紋波圖

12V紋波未觀察到明顯的100Hz低頻份量，說明在PFC主電容容量1080uF的配置下PWM電路調整比較到位；輸出側各路電壓的CLC濾波電路也比較給力。

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。盡管ST1500已經是一枚1500W的大功率電源，我們也嘗試挖掘其輸出功率的最大能力。

ST1500能在220VAC輸入下輸出110%的額定功率，具備超載10%的能力，當向超載20%沖擊時，電源隨即出現過功率保護而關停。當然，過功率限制保護由PWM段觸發，在輸出功率趨近1700W時若不採取保護措施，在110VAC下輸入電流將超出電源線、插座等部件可承受的安全電流值。效率測試表明，ST1500是一顆貨真價實的1500W寬幅輸入電壓80Plus標準銀牌認證高效電源，在110VAC輸入滿載輸出時，整機效率仍有85.48%，這與其他只能在220VAC下輸出1500W功率的電源有着本質的區別。當然，即使ST1500有着銀牌電源的效率，110VAC輸入下該電源滿載拷機時也排放出了將近300W的廢熱。

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110A，電壓12.255V（初始電壓12.300V），紋波23.2mV Vp-p，電壓變動-0.37%（計分成績）；

5V：輸出40A，電壓5.135V（初始電壓5.218V），紋波18.4mV Vp-p，電壓變動-1.60%（計分成績）；

3.3V：輸出40A，電壓3.322V（初始電壓3.370V），紋波14.4mV Vp-p，電壓變動-1.42%（計分成績）。

盡管在12V線材上沒有發現遠端電壓檢測線，但依賴於數量眾多、16AWG低阻抗的優質模組化線材，ST1500的12V電壓一直保持在極低的偏離度以內。另外對於5V和3.3V的測試，因為以40A的額定超大電流進行測試，按理說電流比一般30A的電源大了1/3，線材卻沒有額外增加相應數量，在線材損耗及壓降上將較為吃虧。但測試結果表明，ST1500的兩路低壓負載調整率仍小於2%，確實難得。

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110%額定輸出功率，110VAC輸入下測試至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0.989，110VAC下的PF值則能達到0.993。通常越大功率的電源，也越容易對市電環境產生諧波污染，ST1500極高的PF值，線電流畸變小，最大程度維護了用電環境的潔淨。

風扇轉速測試：

在80%額定負載以前，ST1500這枚135mm的風扇轉速一直保持在850RPM左右，噪音控制理想。但輸出功率跨越80%額定負載以後，風扇轉速開始積極提升，最終達到1500RPM.。對於轉速明顯提升的80%額定負載臨界點，即約1200W輸出的功率來說，僅不到1K RPM的轉速，已經是ST1500靜音表現的最好證明。（測試環境溫度為23攝氏度，樣品處於開放式的狀態）。