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30年内功修炼!海韵金牌X750电源评测

    泡泡网机箱电源频道2009年11月18日 DIY市场中,能称为神器的电源不多,SG850算一个,M12D算一个,冰核85+存在很多争议,可算半个,ZM1200因为转换效率不济已经无法挤入神器行列。今天评测的主角和神器M12D来自同一个制造商:海韵电子。

总评分最高电源


    凡是遇到设计非常精致的电源我们都要多花一些篇幅,海韵这一款电源不得不说是“包汇经典”,一些高端电源想通过外观显示出自己“出色”时都会设计得很夸张或者说张扬。

海韵 X-750金牌电源

光秃秃的全模组化

    但这款电源不是这样,它从每个细节体现出自己的高贵而内敛,内敛这一方面和海韵电子从上到下的研发气氛有关系,在2个月前海韵的大Boss来访时,就给我们这样的印象。

包装盒中文版正面

    我们拿到的这款电源虽然附赠的电缆线也是中国地区的,但包装盒还是英文版,我们特地向海韵要了一份中文的包装盒,这款电源正式上市后会采用中文包装。

包装盒中文版背面

    背面的资料简直太丰富了,这些绝不是堆砌文字和图片,每一张看过后都会有所收获。下一页我们仔细看看包装盒的背面,然后再对照电源的内部实物来看看海韵是不是没话找话的堆砌一些不疼不痒的卖点。


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    这款电源的VRM指的是处理3.3V和5V DC-DC的输出方式,我们曾经在不久前的评测中见过不少电源采用了这种方式,但海韵的X-750注册了专利,这是因为这个模块是和模组化输出连在一起的。

VRM模块的优势

专题图示

    很多厂商都在高端电源里使用DC-DC处理3.3V和5V的输出,而他们的样子大致类似下图电源中间的两块小板,另外还有一大堆线材要从板子上接至模组化输出口。

普通的DC-DC模块需要很多线材

海韵X-750里没有什么线材

    上下两张图对比一下就能感到:海韵X6电源DC-DC模块没有使用多少线材。这样做的好处就是减少线上电压损耗,腾出空间改善风流,此外制造时也可以省去大量人工插件时间,也提高了良品率

    海韵的电源一直以静音著称,这款电源尤其如此,只有当测温点的温度达到一定数值才会启动风扇,我们在第一轮跑PF值时由于速度较快,在负载从75瓦-820瓦的几分钟之内风扇竟然一直没转,害的我以为把风扇拆坏了。

电源的静音非常出色

    从图中可以看到采用了三洋温控风扇后,又设置了静音方案,也许晚上下载时它的风扇确实停转,零噪音。

三洋12CM滚珠风扇

    电源采用了三洋12cm滚珠风扇,并且是采用了4线温控方式调速,寿命长噪音低。

这是一款80PLUS金牌电源

使用了比较豪华的电容

特殊设计的输出接口

    在这里您会看到电源的模组化接口,你甚至找不到一条24PIN接口。为了适应海韵的特殊模组化设计,24PIN接口已经在电源端被分成两部分了。

    我们再来看看电源本体,这是一个以黑色为主,金色点缀的电源,在很多细节上设计的都非常到位,比如下图中的风扇网孔。

电源风扇网孔

电源散热孔

    电源的散热网孔和风扇网孔设计一样,都是六角形,海韵的logo印在上面,电源插头上明确写着“输入电压100-240V”。

电源的模组化

    注意看模组化接口板上的文字,你会发现有一排接口只有12V和地,另一排接口包含5V、3.3V、地线和其他信号线。

线材包

    线材包内的线也按12V和非12V分成了两包,并且设计得非常好看,已经不能用炫酷来形容了,而是尊贵。

    电源的品质好坏从参数标签上就可以看出端倪,这款电源的名称和额定功率相等,不会对消费者造成误解,实瓦实标,值得提倡

电源参数标签

    这款电源的12V输出只有一路提供744W功率合62A的电流,占额定输出的99.2%!我个人比较喜欢这样的设置,在实际使用中用户不会被过流保护弄得摸不着头脑。

丰富的模组化接线

电源线长表

    图中每一条横杆代表一条电源接线,对吃电大户CPU来说提供了2个8PIN和1个4PIN接口,这是我见过给CPU配备最全的电源。对GPU来说提供了4个6+2PIN显卡供电口,可以支持HD 5870 CrossFire的应用。SATA供电8个,大4PIN口8个,最多可以提供12块硬盘+4个机箱风扇的应用。还提供了一根4PIN转2个软驱供电的接口。

    此外线材军事化18AWG的规格,线材全部用尼龙线保护,线材接头的塑料与电源模组化端接触良好,整整齐齐。这是现在为止线材上设置最棒的一颗电源,海韵在设计电源时从最细致的层面为用户考虑周到,真正体现了专业性。

    这是我们接触过的第三颗80PLUS金牌电源,之前两颗在220V下一颗达到了金牌的底线,一颗甚至还没过,我们来看看海韵这颗是不是也是低空飞过。

转换效率变化

    至此,谜底揭开,220V电压下最高效率92.66%!从大约180W的负载之后电源的转换效率就一直维持在90%以上,直到750W满载!虽然在110V下这也只是刚刚过线的水准,但它确实是我们频道评测过电源中效率最高的,没有之一

功率因数变化图

    80PLUS对金牌电源在功率因数上的要求并不苛刻,凡是使用了主动式PFC电路基本不会有不通过的情况。

    下面六个图表是电源12V,5V,3.3V在负载从10%-110%下的电压变化,完美情况应该是不论负载大小,电压都应该死死保持在12V、5V、3.3V,不过这是不可能的,一般规律是随着负载加重,电压下降。

    Intel在ATX12V电源规范中对输出电压有限制,12V输出的电压应该在12.6-11.4V之间;3.3V输出应该在3.14-3.47V之间;5V输出应该在4.75-5.25V之间。

12V输出电压变化幅度1.08%

    12V输出是目前占电源总功率最大的部分,这部分的稳定性好坏关系到显卡和CPU超频的稳定性。这款电源的12V从75瓦到750瓦的负载中,只变化了1.08%,比较不错。

5V输出电压变化幅度1.6%

3.3V输出电压变化幅度0.91%

    5V的输出变化略大,达到1.6%,3.3V稳定性非常好,只有0.91%。总的来说这款电源的电压稳定性比较不错,但说不上优异。

    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。

12V输出纹波变化

    先说总体,12V纹波抑制非常出色!连规范的三分之一都没达到。任何溢美之词来形容它都不为过。不过我们还是需要关注20%的负载点,这一点上纹波突然增大到33mV,而且从波形上看也和其他负载点上的纹波有很大区别,难道是PWM方式在这个功率附近会切换到FM方式么?

5V输出纹波变化

3.3V输出纹波变化

    出色的纹波抑制在5V和3.3V上延续依旧,最高的纹波也不到规范的三分之一。而且12V在20%出现的一个纹波的徒增也被DC-DC的子板滤波完全滤掉了,一点都看不出来。纹波抑制上的表现简直太出色了!

    图中每个点代表一种功率分配方式,前面的数字是12V的输出功率,后面的数字是3.3V和5V的联合输出功率。这款电源的功率虽然仍在EPS标准内,但因为电源标签上标注的3.3V和5V的联合最大输出为125W,而EPS中这个瓦数的电源应该为170W,所以我们把EPS中交叉负载的一些参数做了适当调整:175W改为125W。虽然减小了,但实际应用中,以12V称霸天下的硬件功耗中,125W分给3.3V和5V是完全足够的。

    由于这款电源在二次侧采用了DC-DC的设计,所以电压的调节部分应该会非常不错,来看一下结果吧。

交叉负载测试

    我们测过的电源在3.3V/5V上的处理可分为两大类,一类采用磁放大结构,一类采用DC-DC结构,凡是磁放大结构的电源都需要对图中左边两个红点特别关注,因为他们有可能在这两点上无法开机,或者电压不正常。

    但使用DC-DC结构的电源只要设计上没有问题,不论什么点,几乎都没有什么异常。这款电源使用的DC-DC结构,在左边两个红点处12V的输出均为12.27V,3.3V和5V在下面的红点处为3.39V和5.05V,上面的红点为3.38V和5.02V,这和他们在均衡负载下的电压几乎一致,也就是说采用了DC-DC的设计后,12V、5V、3.3V三路的电压变化几乎只和自身负载轻重有关,互相之间没有影响

    右边的红点常常用来查看电源12V的最大输出能力,这款电源完全没问题,一下通过,12V电压为12.11V。

    这款电源采用了主动式PFC+CM6901X控制的LLC半桥电路+12V同步整流,3.3V和5V DC-DC的设计。这些名词都比较少见,我们之后一一来看。

电源内部结构

电源一级EMI滤波

    电源的一级EMI使用了一颗永鹏电子的整合式EMI滤波输入插座,并在零线和火线上套了磁环,可以滤掉超高频的杂波。

整合式EMI滤波插座内部

    在这个铝壳插座内部使用了两枚差模电感,一对Y电容和一个X电容,在很多电源的一级EMI滤波中都不会设置这样丰富的元件

电源二级EMI滤波

二级EMI电路中的继电器

    电源的二级EMI滤波由一差模电感,一个共模电感,一个X电容,一对儿Y电容,一个浪涌吸收器(黑色热缩管包裹),一个保险管(黑色热缩管包裹)和一个继电器组成。继电器的应用可以防止浪涌保护器的失效。(电源运行一段时间后关闭,再马上开启时浪涌保护器的温度来不及恢复)

    这是一套非常完整的EMI滤波电路,各种保护做的也非常到位,也是我们拆解过程中见到的最好的一颗

整流桥

    经过滤波后电流就没有了尖峰和杂波,这以后电流进入整流桥,这款电源用使用了两枚光宝的GBJ1506,都贴覆在散热片上。在有散热片的情况下每一片可以传输15A的电流,并联后不但可以传输30A的电流,还可以降低导通电阻。如果假设电源的转换效率为90%,则这两片整流桥理论上可以让电源输出2970W的功率,对750W电源而言余量多的令人乍舌

    主动PFC部分负责调整电压和电流的相位,让他们可以保持一致,这样在前半个周期内吸收的电能不会在后半个周期又吐回到电网中。这部分是一个典型Boost升压电路,其中开关管采用了三枚英飞凌的20N60C3开关管并联,开关余量也非常之大,更多考虑应该是通过并联降低导通电阻。

一次侧主要功率元件

    PFC开关管的反向耐压650V,导通电阻0.19欧,可以传输20.7A电路,英飞凌CoolMos系列的开关管品质还是很不错的。

PFC电感

两颗日系大电容

    主电容是两颗日本化工,耐温105℃,400V耐压,容量390uF的产品,容量上等效780uF,虽然不好说保持时间有多少,但容值已经超过了额定瓦数,这是我们拆解过程中见到唯一一颗如此之大的电容,而且牌子和参数还非常的好。

    电源的主开关管使用了两枚TO247封装意法半导体的STW20NM50FD,耐压500V,导通电阻0.25欧,可以传输20A的电流,理论上要输出750W功率,需要至少11A的开关管,这里还是留出了不少余量。

其中一枚开关管

    这款电源的开关利用谐振现象产生的开关频率,电路课中会讲到谐振,不论电感和电容是串联还是并联,总能找到一个频率的正弦波让电路中的电流无限大(串联)或者电压无限大(并联)。X-750就是利用这个原理,开关管在开通信号到来之前,管子两端的电压Vds已经下降到零,这样做最大的好处就是大幅度提高了转换效率。

LLC谐振变化电路

    之所以称之为“LLC”是因为这个电路中使用了两个电感(L)和一个电容(C),不过这款电源中并不完全是这样。上图中Cr在电源中似乎被分成了两个,分别并在两个开关管上。

两个电容

分立的两颗电容

    电路图中两个蓝色的框对应图中画红框的两个电容,采用分立的谐振电容后每颗电容只处理一部分电流,所以输入的电流纹波也相应减小,电容值可以减小。

    电源里只有一条散热片并不代表它没有二次侧,这款电源的设计非常独到,以至于省略了庞大体积的二次侧散热片和大把大把的线材。

二次侧在电源底部

    二次侧虽然看上去和普通电源那么不同,但作用是同样的,四颗MOSFET,IPD036N04L两两一起组成全波整流电路,导通电阻仅3.6毫欧,每一颗可以传输90A的电流,整套可以传输180A的电流,这对12V电压输出来说,功率富余的太夸张了!

二次侧散热片

    图中红框中的两片铜片就是二次侧的散热片主体,他们和电源PCB板的铜箔联为一体,为散热创造了更好的条件,另一部分散热片就是电源的底部外壳,因为MOS管采用了TO252封装,所以元件型号一面正好面对电源底部,贴好导热层,外壳就是更大的散热片。

TO-220封装的Mosfet

TO-252-3封装的Mosfet

    两张不同封装的MOSFET区别在于引脚长度,实际上这段引脚对功耗也是有负面影响的,海韵使用的下侧封装格式的MOSFET让转换效率进一步提升。

    同步整流本身就已经比使用肖特基管做整流提升了效率,在封装格式上海韵又进一步做了精巧的设计,让转换效率得到最大的保证。

    3.3V和5V的输出采用DC-DC的转换,完全兼顾了转换效率和各路调节完全独立的优势。这是一个使用同步整流的降压变换器,输入为12V,输出为3.3V或5V。

DC-DC子板上的芯片

    DC-DC小卡采用台湾茂达APW7159控制器,3.3V和5V分别使用了四枚MOSFET,两枚APM2510N做整流,两枚APM2556N做续流。

3.3V和5V的输出板

    输出侧使用了3颗16V耐压470uF,与8颗6.3V耐压560uF的电容进行滤波,所有电容均是日本化工的产品,两个黑色的线圈作为储能两路输出的储能元件。

卸下3.3V和5V输出板

    而这块板子所带的所有接口都是“非12V输出的”,是电源模组化输出口上一排接口。

二次侧滤波电容

    十颗日本化工16V耐压330uF的固态电容两颗16V耐压2200uF日本化工KZE系的电解电容做补充和3颗线圈电感组成了12V的滤波电路。由于开关频率较高,所以滤波电容也不需要容量太大。而两颗电解电容也许是在CM6901工作在PWM时做滤波。

整体设计

    最后我们来回顾一下电源的整体设计,因为他和其他电源实在太不一样了,而且每一点改动都牵涉到对性能的提升。图中变压器下方的电感不能确定是LLC中的电感还是做其他用处,还得等高人指点。

    编辑总结:

    这款电源的包装盒与外观设计得内敛而包汇经典,符合海韵企业形象,并且在背部的技术介绍中做了点睛,也方便了用户和测试人员。电源的外观采用的配色和80PLUS金牌的身份很相符,而且总给我“黑金”的印象,外观给95分。

    这款电源搭配的线材是至今为止我们评测过的电源最齐全的,所有线材都用尼龙网保护,而且都是18AWG的规格,长度上也很令人满意,给100分。

测试总结

    这款80PLUS金牌电源的设计完全不同于其他任何电源,也是市面上唯一一款模组化输出反而会增加转换效率的设计。在创新设计上傲视所有电源,不少厂家可能都在今后效仿。

    在所有功率元件上均采用了知名半导体厂商的元件,而且很多元件的设计余量都令人乍舌,电源采用了LLC的谐振方案,这也是很多厂商想做但调不好的一个方案,海韵在调频电源设计上也领先了。不过风扇调速的小PCB板焊接并不稳固,几次拔插后差点弄断针脚,当然,哪个用户也不会把外壳拆掉再左右折腾这块小PCB,我这算鸡蛋里挑骨头了,所以设计于做工给98分。

    电压稳定性上12V和5V表现比较不错,3.3V表现出色,给85分。纹波抑制上表现太出色了,找不出扣分的理由给100分。交叉负载上,凡是使用DC-DC的都会表现的非常出色,给100分。电源的转换效率是迄今为止我们测到最高的一款,给93分。

    总评:95.9分

    首先是3.3V输出在20%、50%、100%负载下的纹波:

3.3V 20%负载纹波(低频、高频)

3.3V 50%负载纹波(低频、高频)

3.3V 100%负载纹波(低频、高频)


    接下来是5V输出在20%、50%、100%负载下的纹波:

5V 20%负载纹波(低频、高频)

5V 50%负载纹波(低频、高频)

5V 100%负载纹波(低频、高频)


    接下来是12V输出在20%、50%、100%负载下的纹波,要注意关注的是12V在20%的高频纹波

12V 20%负载纹波(低频、高频)

12V 50%负载纹波(低频、高频)

12V 100%负载纹波(低频、高频)


均衡负载参数

交叉负载参数

    最后放上10%-110%均衡负载的参数和6个点交叉负载的参数,汇报完毕。<

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