SilverStone ZM1350 評測電源

序言

        若干年前,銀欣以旗艦產品Zeus ZM1200M颳起的雙PCB直吹、全模組、大功率的台系高端電源旋風,現在即將再度來臨了。銀欣Zeus宙斯系列電源終於出新品了~但在現在高端大功率電源高手林立的PC電源界,Zeus還能繼續領當年的**麼?

        比起老版ZEUS,這次新出的Zeus 1350W在內部結構上有些調整,電源效率也提升至110Vac輸入下80+銀牌認證,220Vac輸入下符合80+金牌表現的水平。誠然,或許我們更關心的是,新Zeus是否承傳zeus的優秀工藝水平,接下來CHH對SST-ZM1350進行的詳細測試、拆解:

電源特色:

  1. 全橋移相軟開關拓撲,高效率,80Plus銀牌認證;
  2. 各路電壓1%高電壓穩定性;
  3. 80mm直吹風扇,靜音散熱;
  4. 極低的紋波及噪音;
  5. 主動PFC功率因素校正技術;
  6. 可合並至單路105A大電流12V輸出;
  7. 工業用優質日系電容;
  8. 全模組化接線+黑化線材;
  9. 各路輸出電壓可調。

外包裝

紅黑色調的外包裝:

SilverStone ZM1350 評測電源

Zeus=god,google了一下,Zeus果然長的是包裝盒里頭像的那個摸樣:

SilverStone ZM1350 評測電源

多國語言的電源特點介紹:

SilverStone ZM1350 評測電源

轉換效率、風扇轉速、電壓穩定性及紋波等特性介紹圖表:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化連接線的接頭類型及數量介紹:

SilverStone ZM1350 評測電源

各路電壓及電流分配介紹:

SilverStone ZM1350 評測電源

額定1350W,峰值1500W,1%以內的輸出電壓穩定性:

SilverStone ZM1350 評測電源

開箱

電源本體用泡棉包裹,另外一個紙盒專用於收納模組化線材:

SilverStone ZM1350 評測電源

紙盒內所有線材擺一起的龐大規模:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化線材長度及數量規格表:

SilverStone ZM1350 評測電源

多數需要提供大電流的模組線,都使用了16AWG標號的線材:

SilverStone ZM1350 評測電源

主板的24pin接口,調整了ZM1200M以往遠端電壓檢測線需要單獨一個小4pin接插頭的方式,把檢測線整合進了24pin線里,這樣線材就能兩端互換使用:

SilverStone ZM1350 評測電源

顯卡線上加焊了額外的濾波電容:

SilverStone ZM1350 評測電源

電源本體還是比較長,風格上與ZM1200M相近:

SilverStone ZM1350 評測電源

電源正面,確實很長,圖片可以那來刷屏了,官方給出的長度是23cm,正面還有銘牌,3C認證也通過了,看來是大陸上市在即。下方還能看到許多六邊形鏤空孔,用於進風:

SilverStone ZM1350 評測電源

電源底部,標記了模組化接口的位置與類型:

SilverStone ZM1350 評測電源

電源側面,也有兩片進氣口,對電壓調節電位器及多路/單路12V過流保護切換開關的功能也進行了圖釋:

SilverStone ZM1350 評測電源

另一個側面,同樣具有稍大面積的進氣開孔:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化接口一側,另外還有電壓調節用的三個電位器及多路/單路12V過流保護切換撥動開關:

SilverStone ZM1350 評測電源

AC電源插座及開關一側,這里有一個8cm風扇的出氣口,另外電源狀態指示燈、風扇提速開關也被佈置在一起。注意到測試樣本是特殊形式的AC電源接口: 

SilverStone ZM1350 評測電源

當然,銀欣也是附送了一條真材實料的AC電源線:

SilverStone ZM1350 評測電源

拆解篇

Zeus的前輩,ZM1200M使用的是雙層PCB直吹結構,雖然雙PCB結構也有其合理性,但在成本控制、空間利用比大風車結構的電源略為遜色。在新老更替的ZM1350上,可以看到銀欣做出了折中,仍保留Zeus系列直吹的風道特徵,但將PCB改為單板結構,並輔以特大型散熱片進行加強散熱,充分利用風流。下圖即能說明一切:

SilverStone ZM1350 評測電源

進一步解體出各部分電路,下面是8cm Sunon品牌風扇,功率2.7W。這個風機功率確實不大,我們在測試中將看到,ZM1350長長的風道中,到底能不能拉動足夠的風量進行散熱。和風扇安裝在一起的,是與電源插座整合起來的第一級EMI濾波子板,另外、風扇提速開關、電源工作狀態指示燈的連接線也有這里引出:

SilverStone ZM1350 評測電源

機內線路板,可以看到電源分為兩個主要部分,主線路板及模組化線路板,屬於比較傳統的模組化電源構成形式:

SilverStone ZM1350 評測電源

PCB背側,典型的台系風格,覆銅大量上錫增流:

SilverStone ZM1350 評測電源

電路各功能區域介紹:

SilverStone ZM1350 評測電源

EMI濾波電路一側:

SilverStone ZM1350 評測電源

PFC電路及全橋電路功率管一側,非常壯觀的管子陣列,被佈置在同樣壯觀的一枚超大型散熱片上:

SilverStone ZM1350 評測電源

下圖能看到兩塊散熱片在機內空間上的佈局特徵,散熱翅片方向就直吹風道進行了優化:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化PCB使用了大量的固態電容與扼流圈作進一步濾波,另外扼流圈的直流電阻也是過流保護用的檢測元件:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化PCB背面,整體敷錫以適應特大電流:

SilverStone ZM1350 評測電源

低壓側電路,包括ATX控制子板及DC2DC轉換子板:

SilverStone ZM1350 評測電源

EMI電路的細節圖,算上AC插座背後的EMI濾波子板,ZM1350屬於兩級共模濾波,一級差模濾波的結構:

SilverStone ZM1350 評測電源

圖片左側的兩枚線圈,其實是PFC電感,因為位置受限,ZM1350把一枚大型的PFC電感拆分為兩枚串聯的中型PFC電感:

SilverStone ZM1350 評測電源

PFC主電容,兩枚並聯,日立的HU系列,560uF/400V,元件配置水平保持了以往Zeus系列電源的水準,在這個年頭,還在堅持用日立高壓電解電容實在寥寥無幾:

SilverStone ZM1350 評測電源

PFC功率元件細節圖,從左到右分別是兩枚PFC升壓二極管,英飛凌的IDH08SG60C,屬三代ThinQ碳化硅高壓肖特基二極管。右側是並聯的4枚英飛凌的CoolMos C3 IPP20N60C3 MOS管:

SilverStone ZM1350 評測電源

眾多的PFC MOS功率管通過下面的一枚UCC27324大電流MOS驅動IC進行驅動:

SilverStone ZM1350 評測電源

PFC控制IC是UCC3818,德儀公司產品,與上一代的ZU/ZM電源一樣,具有嚴格的進線電流、電壓檢測再乘法運算的功率因素校正方式

SilverStone ZM1350 評測電源

全橋PWM變換器中的兩枚TO247封裝的功率管(散熱片背後還有兩枚),為英飛凌的IPW35N60C3。左邊是全橋橋臂上管的驅動變壓器,右側是檢測電流用的電流互感器:

SilverStone ZM1350 評測電源

全橋PWM控制子板,左側是將同步整流信號輸出到副邊的脈沖變壓器:

SilverStone ZM1350 評測電源

PWM控制IC是intersil的ISL6752,屬於將上橋臂mos保持在50%恆定占空比,調節下橋臂mos占空比實現相移軟開關控制的方案:

SilverStone ZM1350 評測電源

ISL6752的全橋上下橋臂PWM信號各通過一枚MOS專用驅動IC配合脈沖變壓器或直接驅動,同步整流型號也通過專用驅動IC配合脈沖變壓器傳輸到副邊。在輕載時,還能通過負載電流情況關閉同步整流管驅動信號,減少驅動損耗,提升輕載效率:

SilverStone ZM1350 評測電源

碩大無比的全橋變壓器,副邊輸出線為多根並聯的粗漆包線,直接銲接至PCB,不再用變壓器本身的端子引腳:

SilverStone ZM1350 評測電源

主變壓器所在PCB位置其實還設置有兼容更大尺寸變壓器的焊盤,如此看來,ZM1350隻是七盟這個方案的低功率型號而已:

SilverStone ZM1350 評測電源

12V同步整流管及其所在的散熱片。因角度受限,無法直接拍攝到同步整流管型號。不過經目視仔細辨認,ZM1350的同步整流管為6枚英飛凌IPP032N06N3 G,Optinos3代超低通態電阻的MOS管,由於全橋拓撲副邊是倍流整流結果,所以圖片上還能看到兩枚獨立的多線並繞大尺寸鐵硅鋁磁環儲能電感: 

SilverStone ZM1350 評測電源

12V濾波電容,在主PCB上僅應用了5枚470UF/16V的固態電容,得益於倍流整流電路的優越性,輸出電容濾波電容的數量得以精簡:

SilverStone ZM1350 評測電源

5V和3.3V電壓的兩枚DC/DC轉換子板,子板輸出電壓各通過一枚康銅棒檢流電阻進行電流檢測用於過流保護:

SilverStone ZM1350 評測電源

DC板子正面,鐵硅鋁磁環、固態電容,正規的用料:

SilverStone ZM1350 評測電源

DC板子背面,屬上下管各兩枚英飛凌MOS的加強PWM電路:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化PCB上的絲印註明了,其實ZM1350是七盟一個1600W全橋電源方案里頭的小功率應用而已:

SilverStone ZM1350 評測電源

模組化PCB上面還有12V、5V、3.3V等電壓手動調節用的電位器,測試樣品各路電壓的調節范圍為:

3.3V:3.312V~3.613V

5V:5.002V~5.917V

12V:11.950V~12.529V

SilverStone ZM1350 評測電源

由於需要對應單路超過100A的強大電流,ZM1350的主PCB直接採用了貫通嵌焊銅板再補錫的方式:

SilverStone ZM1350 評測電源

為了可靠的驅動12V同步整流管,ZM1350使用了兩枚大電流MOS專用驅動IC,UC2818ATX管控及保護子板,提供各路電壓的各種保護功能:

SilverStone ZM1350 評測電源

ATX管控及保護子板,除了該子板上有一枚多路的過流過欠壓短路保護IC外,在模組化PCB上還有一枚用於切換成單路12V後的的過流保護IC,均為Weltrend品牌:

SilverStone ZM1350 評測電源

風扇的溫控功能也在上圖的子板中實現,溫度感應的NTC熱敏電阻被佈置在同步整流管PCB中。

5V待機電路部分,典型的小功率反激PWM電路:

SilverStone ZM1350 評測電源

測試篇

(一)靜態測試

        待機功率:

        220V輸入下,測試樣機的5VSB待機電源電路消耗0.8W功率(110Vac下為0.6W);開機(短接PS_ON與GND)主電路上電後,零功率輸出時,消耗29W功率,這個功耗數值與其他金牌全橋電源相近。

        靜態運行測試:

        測試配置:

        結合測試樣品各路電流額定值,使用以下參數進行靜態輸出測試:

SilverStone ZM1350 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。

SilverStone ZM1350 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0.34%;

    5V,線材輸出端電壓跌落0.68%;

    3.3V,線材輸出端電壓升高0.86%。

        上述結果表明測試樣品各路電壓遠端檢測、控制功能效果出色,各路電壓變動均小於1%。

        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。

SilverStone ZM1350 評測電源

        滿載時12V紋波出現淺淺的PFC級電壓引入的100Hz低頻份量,幅度較小,未見有可明顯觀察到的高頻噪音。5V和3.3V紋波表現均未超20mV。

        整機滿負測試的紋波圖:

SilverStone ZM1350 評測電源

        在整機滿負載輸出功率時:

    12V電壓紋波Vp-p值為23.2mV;

    5V電壓紋波Vp-p值為16.0mV;

    3.3V電壓紋波Vp-p值為15.2mV。

        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。

SilverStone ZM1350 評測電源

        220VAC輸入下,ZM1350具有優異的效率表現,半載效率高達93.09%;在輸出足1350W功率的時候效率仍高達91.93%(計分成績)。

        本測試樣品在220VAC輸入下能超載輸出20%(計分成績),此時整機輸出功率為1630W,效率仍高達為91.09%,12V電壓紋波僅微升至24.8mV。嘗試進行30%超載輸出測試時電源關停保護。

        測試樣品在110VAC輸入時,滿載效率有88.67%,值得說明ZM1350雖然銀牌認證電源,但110Vac下的整體效率表現都非常接近金牌電源特徵。在半載時相對金牌效率曲線餘量不是特別充足,若考慮到成品差異,標記為銀牌電源是比較厚道的做法。

        整個超載測試過程中電源未出現異常聲響。

        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105A,電壓12.189V(初始電壓12.230V),紋波19.2mV Vp-p,電壓波動-0.33%(計分成績);

    5V:輸出25A,電壓4.966V(初始電壓5.009V),紋波14.4mV Vp-p,電壓變動-0.86%(計分成績);

    3.3V:輸出25A,電壓3.347V(初始電壓3.389),紋波16.0mV Vp-p,電壓變動-1.23%(計分成績)。

        3.3V略超1%,其餘完全滿足ZM1350產品介紹中的不超正負1%的特點。

        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輸入下測試至100%額定輸出功率。測試 品的PF校正功能效果良好。

SilverStone ZM1350 評測電源

        風扇轉速測試:

        溫控風扇轉速策略下的ZM1350在大部分輸出功率范圍內都比較安靜,之後接近滿載時風扇噪音才變大。當按下風扇提速按鈕後,風扇即時全速運作,能達到最大的散熱效果。

SilverStone ZM1350 評測電源

        5VSB待機電源轉換效率:

        5VSB輸出為1A,2A,3A,4A(220VAC下)時,效率分別為:77.2%,79.1%,81.3%,81.5%。

(二)動態測試

        12V:10.5A-31.5A,跳變保持2.5ms,跳變擺率1A/us;

SilverStone ZM1350 評測電源

        5V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

SilverStone ZM1350 評測電源

        3.3V:2.5A-7.5A,跳變保持1ms,跳變擺率1A/us;

SilverStone ZM1350 評測電源

        12V動態性能:ZM1350的12V動態表現比較符合其電路結構特性,12V動態反應不算特別迅速,在恢復過程還伴隨着些小振盪。通過在拆解過程**現的碩大儲能電感,基本上能推測到ZM1350屬於側重於追求紋波效果的電源,12V的動態表現在這里也不算太意外。12V電壓的電流上升、下降兩種動態下的環路響應、電壓重建時間為分別為1800us與1400us,平均時間為1600us(計分成績)。

        5V、3V3動態性能:5V/3.3V電壓的動態特性幾乎完全一致,與DC2DC子板上元件的一致性有關。5V和3.3V的環路響應、電壓重建時間分別為500us,500us(計分成績)。 

測試評分:

CHH電源測試體系的計分公式,ZM1350成績為:

100(滿分)

減4.95【紋波測試子項=0.1*(各路額定電流下紋波值之和)】

減2.42【電壓穩定度子項=1*(各路額定電流下電壓偏離之和)】

減4.04【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87.66,屬CHH評級中的「Awesome」(優秀)級別電源。

SilverStone ZM1350 評測電源

總結

優點:

  1. 單路12V特大電流輸出,可調配的12V過流保護模式,滿足一般使用與超頻玩家需要;
  2. 220Vac下效率表現出色,金牌電源效率,並且具備充足的超載輸出功率餘量;
  3. 電路設計出色,拓撲穩健可靠,用料扎實;
  4. 電壓穩定性、電壓輸出質量都非常好;
  5. 全模線材足量、優質;
  6. 日系電解電容、固態電容,大廠功率元件,整體用料屬高檔次解決方案;
  7. 風扇提速功率及各路電壓手動調節功能,可玩性較強。

不足:

  1. 110Vac下整體效率表現有待改進。

作者:guryhwa
來源:Chiphell