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剪断电源热管!OC3绿松石高效版评测

    泡泡网机箱电源频道2009年9月23日 超频三推出“矿石”系列电源已经有一阵子了,早该出一份评测,手中待测产品堆积如山,一天写两个评测都不足以应付几十个厂商的要求。所以这份使用电源测试设备的评测依然不是很全面。

    各大论坛中讨论超频三电源的帖子很多,这和他们散热器产品的影响力是分不开的,大家都盼着超频三的电源也可以像散热器那样具有高端的性能和中端的价格,今天评测的主角是绿松石600高效版,在超频三所有电源系列的规划中排在中游。它的下面有橄榄石、大理石;它的上面有青金石、金刚石(尚未发布)。

超频3 绿松石高效版包装

绿松石600高效版电源

电源风扇

电源散热孔

    这款绿松石高效版电源的外壳采用黑色烤漆,没有做过多装饰,配备了一枚红色12cm风扇,离远了看好像安耐美的环保尖兵系列。电源身长16cm,这对一款额定450W的电源而言体积比较大,散热上是否能利用这么大的体积呢,一会儿我们开盖看。需要注意一点,AC输入接口已经写明输入电压为220V。

    电源的规范程度从标签上就可以看出来,这是一款额定450W的电源,在包装盒上写着大大的600WATT,电源的名称为绿松石600,这些数字都比额定功率大了150。

电源标签

    电源的12V输出分两路,限流分别为19A和19.5A,联合输出功率为335W,占额定输出的74%。5V和3.3V输出分别为15A和24A,联合输出功率120W。电源标注了峰值功率,但后面的括号里写着可持续10秒,终于有厂商对自家的“峰值功率”做出了澄清。标签下面标注了很多电源的卖点:支持Intel最新的Turbo Boost、主动式PFC、内置热管、12cm尺寸液压轴承风扇、6个SATA供电、支持多显卡、RoHS制程、3年保修。

电源线材

线缆图示

    图中每一条横线代表电源上的一根电缆线,这款额定450W的电源提供了一个6PIN和一个6+2PIN,这样不少高端的单卡就都可以使用了,而电源上写着支持多显卡,可能也只是一说,有多少人会用450W电源搞SLI或CF呢,况且也没有这么多显卡供电接口。电源的CPU供电提供了4+4PIN接口,比较灵活。不过有一点遗憾的是PCI-E电缆线只有32cm长,不过随电源还附赠了一根延长线来补足,其他接口数量都比较合理,尤其是提供了6个SATA供电。

    超频三的电源很自然的使用自家风扇,尺寸为12cm,在电源出风口出用塑料片挡住了一半的面积,这样风流在达到散热孔附近时不会被向下吹的风阻挡,可以顺利流出,不过这样做牺牲了很多风量。

电源风扇

    电源采用了主动式PFC+TDA16888控制的双管正激+3.3V单路磁放大输出的结构。16cm的身长并未得到充分利用,下图中可以看到PCB板和电源外壳间还有很多空间,如果能把原件摆放松散些,也许更利于散热。

电源内部结构

    这款电源的最大特点就是在二次侧加了一根热管进行散热,电流大的地方发热量就大,二次侧元件就是这种情况,所以针对最热的部分进行散热肯定有效果,至于效果多少,后面的测试中继续看。

部分EMI滤波

另一部分EMI滤波

    电流在进入AC输入口后先要经过滤波,这样可以去市电中的高频尖峰和杂波,这款电源在滤波部分使用了一对儿Y电容,三个X电容,一个共模电感,一个差模电感,和一个保险管,不过缺少一个浪涌吸收器,这个元件也是做Costdown时首先被考虑的。

    经过滤波后的交流电进入整流桥,这款电源使用KBU 8J做整流,元件并没有贴覆在散热片上,这对一款贴在散热片上才能输出8A的元件而言想在110V电压下输出额定450W好像吃力了一些,不过对于220V电压来说足够了。

PFC电路部分

    电源采用主动式PFC,控制PFC开关管的是英飞凌的TDA16888,PFC开关管使用了一枚英飞凌的24N60C3,快速恢复二极管为irf的A08TB60。一颗270uF,耐压400V的HEC电容作为主电容,从容量上看确实比较小。PFC电感采用黑色磁芯,外面用热缩管保护。

PWM/ PFC联合控制器

    这枚芯片除了控制PFC电路中的开关管同时也控制电源PWM主开关管,主管开关管是两枚仙童的20N50C组成的双管正激结构,对450W来说留出的富裕还比较多。

主变压器

待机变压器

    上图个头比较大的是电源的主变压器,负责12V、5V、3.3V、-12V的输出,只有当电源启动后它才开始工作,下图是电源的待机变压器,只要接通了市电,它就开始工作,最容易理解的是为您电脑的USB口提供电力,当然电源中的待机控制芯片也需要由它提供电力。

    电源的二次侧使用了两枚Mospec的S40D45C并联负责12V的输出,一枚S30D45CS可以负责5V输出,一枚S30D45CS负责3.3V输出。

二次侧情况

    这款电源为12V输出使用的肖特基管耐压为45V,只有在低端电源中才出现这样的情况,绝大部分电源在这里都要使用耐压60V的元件。不过从电流上看,假设PWM信号的占空比为35%,也完全可以提供400W以上的功率。而3.3V的输出由一枚S30D45CS负载时可能勉强能输出24A的电流,没有在这一路上留出富余量,5V一路的输出20A都没问题,所以电源标签上所写的15A更不在话下。

监控电路

    二次侧监控电路采用Weltrend WT751002配合AS339P四路电压比较器对电源的主输出和待机输出电压进行监控,实现过压和低压保护,同时输出P.G.信号。

二次侧滤波电容

    二次侧使用的电容看不出什么品牌,多种规格的电容均采用了这个品牌的产品。电源输出线缆中主板24PIN与CPU供电线使用了18AWG规格,PCI-E、大4PIN,SATA供电使用的是20AWG的规格,这比Intel建议的18AWG低了一个档次。

PCB板背部

    电源的PCB背部可以看到板子的型号和制板的日期,型号中以主控制器为标识,日期是09年8月份。PCB没有使用贴片工艺,二次侧堆锡量比较少。

    电源的测试中我们首先测试均衡负载的环节,我们给电源加了10%、20%……110%的负载,也就是45瓦输出、90瓦输出直到495瓦输出。增加一个110%的超额负载是为了看一下电源是否在设计时多留出一些余量。我们首先看转换效率和功率因数。

转换效率变化

    图中红色的线是测试结果,蓝色的线是80PLUS白牌的转换效率值,电源最高的转换效率为82.2%,出现在60%负载下。在50%时超过了80%的效率,100%负载时还差一点点就到80%了,而20%时还差一截才能过80%这条线。总的来说离80PLUS距离不远。

功率因数变化

    功率因数反映了电源对市电的利用率,如果功率因数低,电源会吸入很多电能,然后利用其中很小的部分,再吐出很多能量。自己耗能不多,但给电网加重了负担,这个系数越接近1,利用电网的效率就越高,80PLUS标准中至少要达到90%,这款电源除了在10%低载下功率因数为90%外,其他状态下都超过了95%。

    电压稳定性对电脑内配件的影响是最大的,电源中最重要的输出是12V、5V和3.3V。他们的波动都应该在一定范围,对于12V来说上下限分别就是下图中的上下两个横杆。

第一路12V电压变化

第二路12V电压变化

    12V输出从10%负载-110%的负载变化下,只变动了1.2%,这非常好!不过要按偏离值算,最大偏离了2.5%,此外在20%和80%负载点上12V电压在两路上都有一个提升。

5V电压变化

3.3V电压变化

    5V输出的上下浮动达到了3.4%,3.3V达到了1.8%的浮动,虽然比12V的稳定性差了一些,但也依旧不错。另外一点需要注意的是,我们比较的是“电压上下浮动”,而不是偏离均值的电压。而Intel电源规范中规定的偏离均值不超过5%,所以这款电源在电压稳定性上表现不错。

    我们暂时还没有恒温恒湿箱,所以测试都是在室温下进行的,今天的室温是24℃。

室温24℃

    我们在测完所有项目后,在100%负载(450W功率)下让电源跑了1个小时,这是一个非常宽松的测试,如果一款电源在室温下都不能达到额定功率输出,那完全就是个不合格产品,超频三绿松石600高效版顺利通过了1小时烤机测试,测试时出风口最高温度41℃。而且温度比之前我们测试过的鑫谷劲翔节能版要低很多。(那个电源是在室温28℃下测试,出风口温度51℃)

   因为是开关电源,电能在储能元件中少不了存入与泵出的过程,所以输出的电流不可能是一条直线,这也就是输出的纹波产生的原因。此外噪音的来源很多,比如开关管导通与截止状态转变时产生的噪音,外界干扰的。我们通过示波器观察纹波电压的峰峰值。这个数值越小越好,在Intel ATX电源规范中12V的纹波电压应该小于120mV,3.3V和5V应该小于50mV。纹波波形在附录中有截图,感兴趣的网友可以参考。

第二路12V纹波

第一路12V纹波

3.3V纹波变化

5V纹波变化

    两路12V在一开始都是40-50mV的纹波,挺让我揪心,不过增长不快,到了超额10%负载时纹波也刚超过上限的一半(60mV)。3.3V和5V的纹波在超额10%负载时也依旧维持在规范之内,不过已经不低了。纹波上的表现是合格的,没有什么亮点。

    交叉负载体现的是电源各路(12V、+5V、3.3V)在不同比例输出时电源的表现。可见上图,横轴为12V联合输出功率,纵轴为3.3V与5V的联合输出功率。好的电源可以使绿框的面积最大,左上角部分代表3.3V和5V的输出功率很大,而12V输出功率很小的情况,由于这种情况在当今已经接近消失,所以所有电源在左上角都是“缺角”的。而右上角代表各路输出都非常满载的情况,不过当各路都按标签的数值达到满载时,此时功率往往超过额定数值,所以也会缺一个小角。

    我们按照Intel ATX12V 2.31的规范试着跑了一下交叉负载,这款电源一次通过,并且电压都维持在规范之内。

交叉负载图

    电压偏离最大的几个点是:(50,65)和(130,120),这两个点上12V的偏离值约等于4%,其他情况下,各路电压的偏离值均维持在3%之内。12V在以上两点偏离值非常大是因为这款电源采用了12V与5V联合稳压的设计,所以在5V相对重载的情况下,为了保持5V的电压值,PWM占空比略有上升,但这种提升的副作用就体现在12V输出上,比如(130,120)这个点,两路12V都已经接近上限了。

    这篇测试原本要停在上一页,但在泡论坛时看到网友们在讨论超频三电源时对热管的作用很关注,我们简单做了一个对比:有热管和无热管时的温度与转换效率。

剪断热管

断了……

热管尸体

    在电源的监控芯片里没有介绍太多保护功能,所以剪断热管后还是有些担心电源出事。在前面的拆解图中您可以看到二次侧的散热片接触空气的面积比一次侧的少,并且散热片体积也较小,拆掉热管后温度一定会增加不少。不过很多肖特基二极管都可以工作在120℃-150℃的温度,所以说不定也可以扛住,试一试吧。

剪断热管后效率对比

    拆掉热管后我们只简单测了一下电源的转换效率,比较明显的差别是在20%-40%负载下效率比接上热管时还高一些,其他时候基本和原来的效率一致,高温下肖特基管损耗还会略小一些,所以在低负载时这种效果得以显现。

剪断热管后出风口温度

    剪断了热管后我们也测量了电源出风口的温度,为43℃,比原版高了2℃,但这时风扇转速已经比原版快多了,我们没有测量转速的设备,只能大致描述一下。如果风扇转速一致的话,出风口温度应该更高一些。

    此外我确实想对比一下二次侧散热片的温度,但因为后面积压的评测太多,心里着急,脑子一热,还没测原版的温度,就咔嚓一下,先把热管剪断了……

    为了验证没有热管时的情况,我也让电源在100%(450W)的功率下跑了一个小时,很让人高兴的是电源也没有出现任何问题。看来热管在电源中并不是非有不可,但有了它能给二次侧元件降温,也可以在散热片上节省一些成本,同时在电源关机后也可以把热量迅速导出,提高元件寿命。

    编辑总结:

    电源采用了中端主流的设计结构:主动式PFC+双管正激的结构,不过电源制作工艺不先进,虽然大部分功率元件均使用知名半导体厂商的元件,但电容部分有待加强,二次侧12V输出的整流管比常用的管子耐压要低,虽然用料普普通通,还是在剪断热管后稳定满载了一小时,所以设计做工部分给70分;电源的接口配置合理,但CPU供电线不长,使用电源下置的用户肯定无法走背线,这些都是次要,关键是线材一部分使用20AWG的规格,所以只能给及格;

测试总结

    电源的外观没有做特殊设计,包装盒比较漂亮,但盒子和标签上都印着大大的600WATT,所以给70分;电压稳定性和纹波抑制两项分别给85分和75分,稳定性主要扣在3.3V和5V上。纹波和之前测过的电源相比没有亮点。交叉负载完全符合ATX12V 2.31的规范,而且大部分时电压偏离都在3%之内,不过12V在有一点上差点超标,所以给75分。转换效率离80PLUS白牌还有一定距离,给75分;电源的报价为499,450W电源的价格如果接近1元1瓦的话价格还不算贵,不过别忘了,超频三的产品一向都是很有性价比的,相信不久后价格会降更多,但对这款电源而言最大的威胁是EA500这样台达出品的产品,给75分。

    总评73.1分。

    最后一页放上均衡负载时的参数和交叉负载时的参数,以及均衡负载时的的纹波截图。

均衡负载一

均衡负载二

交叉负载一

交叉负载二

  

12V在20%负载下的纹波(低频、高频)

  

12V在50%负载下的纹波(低频、高频)

  

12V在100%负载下的纹波(低频、高频)

  

3.3V在20%负载下的纹波(低频、高频)

  

3.3V在50%下的纹波(低频、高频)

  

3.3V在100%负载下的纹波(低频、高频)<

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