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让人期待很久!测Antec HCP1200电源

    泡泡网机箱电源频道1月28日 我是在2011年1月份拿到Antec HCP1200电源的,长期关注Antec的玩家和我都知道,它的诞生被真正懂电源的玩家期盼了很久,这是因为它最初的设计原型叫Signature 1200(样品早在2009年夏天就出现了),而Signature 850是Antec在前2年中被全世界玩家誉为“神器”的电源,可以说在最近几年的零售市场中找不出做工用料比Signature850更奢侈的电源来。

Antec HCP1200评测

    今天我们通过评测来看看这颗被大家期盼已久的电源。它的OEM制造商和SG850是一样的,台达。就现在的市场存在的电源品牌来看,暂时也只有Antec知道如何与台达合作订制高端的好电源。

    从当前市场上流行的趋势看,很多电源都采用12cm甚至14cm大风车风扇下吹的方式散热,但如果你看过Intel的ATX12V或者EPS12V 2.92规范后就知道Intel从未建议过电源风扇采用大风车方式。

Antec HCP1200评测

HCP 1200的包装

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电源外观

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两种电源规范中建议的散热方式

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背部散热孔

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风扇双滚珠

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电源风扇特写

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风扇转动特性

    横轴是电源输出的负载比例,纵轴是风扇转速,可以看到风扇在600瓦输出时转速还没有到900RPM,这对于8cm风扇而言是非常静音的。

    对于电源而言,在电路设计前做好散热布局对散热的改进非常大,没有高温死角的情况下,一颗8cm风扇可以应付1200瓦金牌电源的发热,在满载时电源内总发热量是130瓦左右。

    从电源的参数标签可以看出这个品牌是不是诚信经营,这款电源的额定功率为1200瓦,在名字中出现的数字也是1200,实瓦实标值得提倡,Antec也是所有电源品牌中为数不多的全部型号均实瓦实标的品牌

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电源参数标签

    电源的12V输出一共分了8路,每路限流30A,一共99A的电流合1188瓦功率,占额定功率的99%,很充足的1200瓦电源,因为几乎都可以用作12V输出。

    3.3V和5V的输出都挤到了下一行,每路输出25A,联合输出175瓦,这些都是EPS2.92中最大的数值,5Vsb的待机标注了4A的电流,很少见的高电流。

    除此之外还有多国的安规认证,在全世界范围销售的电源都需要过这些认证。80PLUS金牌电源的认证Logo颜色很正。

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可插拔线材接口

    HCP1200的线材可插拔式设计完全是因为外壳上的出线孔实在不够粗了,其他的线材只好插在可插拔接口板上了。另一个特点是接口的兼容性,来看下面两张图。

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黑色接头插黑口,天经地义

    这是一条SATA供电线,应该插在黑色接口上,不过有时你还是需要更多的SATA口或者大4PIN口,那时你可以使用上面的红色接口。

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插在红色接口上没问题

    红色接口一般只接显卡,但外设的接口如果不够,插在显卡接口上也没问题,Antec的这种兼容设计其实已经延续很久了,从2008年的NeoPower系列就有了,经历时间考验的设计比较容易保留下来。

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电源线材长度表

    每条横杠代表一条线,处理器一共两个4+4PIN的接口,可以支持有两个CPU接口的E-ATX主板,显卡供电接口一共8个6+2PIN,可以支持4张显卡一起运行,当日,比如3路的SLI再加一路物理卡运算。

    感兴趣的网友可以搜索下,玩家堂的有牛人把这颗电源的输入功率加到了2000瓦,这是个非常不可思议的功率。

    关于静态负载的测试方法各位可以参考这里。由于负载仪功率有限,所以我们只测到950瓦的功率,比较可惜。

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转换效率变化

    虽然从1000-1200瓦的性能没有测试,但是低功耗部分测试的密度较大,每4%一格提升,想知道一个1200瓦的电源80PLUS金牌带一套集成显卡的电脑转换效率有多高么?74.2%而已,所以从这个角度看,想节能还要选择合适功率的高转换效率电源才行。

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功率因数变化

    功率因数的提升也呈现这个趋势,在功率很低时好像并没有工作,在15%负载后才达到正常值,也许在115V下数值更高。

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电压变化

    从经验来看,我们的测试在给12V分配更多的负载比例后12V输出变压从50瓦-950瓦只变化了0.78%,这样的成绩是非常不可思议的。3.3V的输出的变化比较大。

Antec HCP1200评测

Antec HCP1200评测

Antec HCP1200评测

    从电压均值看,各路的电压值都没有调偏高以获得更高的转换效率,在我测试到600瓦时风扇还是安安静静的转着,只有到了950瓦时风扇的噪音才让人注意到。如果您把整个平台功耗拉到了1000瓦,估计不会有人还要求在这时静音。

    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,所以输出的电压不可能是一条直线,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。

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950瓦负载下3.3V输出纹波18.6mv(上限50mv)

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950瓦负载下5V输出纹波26.0mv(上限50mv)

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100%负载下12V输出纹波23.3mv(上限120mv)

    950瓦时3.3V和12V输出的纹波非常低,5V输出的纹波刚刚超过纹波上限的一半,当功率增加250瓦后就会到达额定功率,那时各路纹波还会略微上升。

    这一页中我们看动态负载的测试,按550瓦电源的动态负载跑,具体参数可以参考动态负载测试方法

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动态负载测试

    由于现在还没有更多其他电源的动态负载结果可以对比,所以数据暂时也只能做积累用。理想状况下,输出的波动值越小越好。为了更具公平性,我把时间轴拉长到10秒。

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200Hz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)

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2KHz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)

Antec HCP1200评测 Antec HCP1200评测

5KHz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)

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10KHz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)

    以上这组图只是提供一些表格内容的真相,再没有其他作用了。在下一篇评测中我们也会提供电压在动态过程中的实际值。

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200Hz瞬态负载突然加载时的波形

    上面这张图是在200Hz动态负载下抓的12V输出交流耦合的瞬时波形,12V上的电流从2A增加到20A,图中时间轴标尺的宽度大约206微秒,它代表了电流从2A突然增加到20A后,电压反馈环路尚无响应的时间。

    由于我们设置的电流爬升率为1安/微秒,所以这段时间一共用了18微秒。减去这段时间,环路对电流的变化产生反应的时间为206微秒-18微秒=188微秒。

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2000Hz瞬态负载突然撤销时的波形

    由于我不确定环路的响应时间是不是也会随动态频率变化,我又把单路12V的瞬态负载频率提高了9倍,2000Hz,这时环路响应的时间大幅度减少,只有25微秒。

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5V动态负载的情况

    我们也抓了一下5V输出上的动态细节,负载条件是单路拉5V的电流,从3A到13A,频率为200Hz。不过在波形上我无法找出相对的时间特征,还需要再调整测试方法。

    关于环路的响应时间也同样需要有对比才能体现谁反应更快,所以刚开始测试的电源们如果成绩好,在当前文章中还是体现不出来的,但不要担心,积累一定数量后谁好谁差一定会在每次评测中展示出来。

    动态部分总结:电源在4个频率点上每一个都运行了10多分钟,从交流耦合的波形看并没有要挂掉的迹象,甚至包括10KHz这样高的频率。HCP1200在动态测试中最明显的问题是啸叫,负载仪风扇的噪音本就很大,但离开电源5米还是可以清晰的听到,动态测试时间比较久,旁边的同事起先认为有人的电话没挂好,后来才知道真相。

    这款电源采用了ICE1PCS02控制的主动式PFC+UCC3895控制的移相全桥拓扑+12V同步整流+3.3V和5V的DC-DC降压设计。因为功率高至1200瓦,所以使用全桥的结构可以分担每个开关管上的负担。

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准备开壳

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电源设计结构

    电源分上下两层,上层是EMI滤波+PFC升压电路,元件的布局比较松快;下层是开关调整+输出整流电路,元件较多。我们先来看上层的结构。

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市电入口的EMI滤波

    这部分的滤波元件都由金属壳罩住,零线和火线套上了磁环。

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二级EMI滤波

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浪涌吸收

    在上层主PCB上有3个X电容,两个粗大共模电感,两对儿Y电容,两个大功率热敏电阻做浪涌保护,并且使用继电器在开机后将其旁路掉。保险管采用黑色热缩管包裹。这部分EMI滤波用来很足,这也是通过各国安规所必须的。

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硕大的PFC电感

    为了适应双层的PCB布局,很多元件都躺下来了,比如这枚硕大的PFC电感,我把车钥匙放进去对比下,直径有4cm。

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两枚整流桥并联

    电源使用了两枚新电元的LL15XB60,采用大尺寸的单列直插封装,不过拥有这个档的电流参数的整流桥块头都大一些。两个并联后导通时等效电阻减半,有利于提升转换效率,30A电流的总量,即便在115V电压下,87%的转换效率下,可以保证电源输出3000瓦的功率,相比1200瓦的功耗来说留出了较多的功率余量,从一定程度上看,这颗电源通过豪华堆料来实现高转换效率的做法已经露出了端倪。

    主电容来自红宝石,一共4枚,两枚大的在上层,两枚略小在下层。

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两个小的

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两个大的

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靠一组线并联在一起

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PFC开关部分

    PFC开关使用了两枚英飞凌的SPW47N60C3并联,650V耐压、导通电阻0.07Ω,在英飞凌Coolmos C3系中几乎找不到导通电阻比它更低的了。并联在一起可以传输94A的电流,留出的功率余量令人咋舌。PFC上豪华堆料又一映证。

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全桥开关

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全桥开关

    传统的PWM开关随开关频率的提高,损耗也增加。全桥功率开关的频率是固定的,在充电、放电结束时实现零电压开通,很多元件的寄生参数让通过Mosfet的电压和电流都不是纯方波,开关的过程中波形交叠的部分就是损耗的功率,频率越高损失在一个周期内传输功率所占的比例越高。移相全桥的结构通过变压器漏感与开关管的寄生电容组成谐振匹配的参数,电容上的电压以最快的速度放电,保证开关管在导通时电压为零,电压和电流重叠的区域就不见了,损耗就降低了,所以频率可以进一步提高。

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驱动变压器

    因为要精确控制移相导通波形的延迟时间,所以两个桥臂需要分别驱动,图中的两个变压器分别驱动两个桥臂。

    在下层PCB板的右上角是电源的待机电路,控制器是DAP11,芯片内不再集成高压的开关管,所以左右各放了一个散热片。

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待机电路

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特殊的变压器

    为了提高转换效率,不少厂商都在变压器的设计上精心设计,给我留下较深印象的有益衡金牌电源设计、海盗船的AX1200设计,他们都是尽量减少变压器二次侧绕组与二次侧整流Mosfet间的热损。

Antec HCP1200评测

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    这款HCP是把这种概念运用得很好,空间拉的比较开,散热面积增大,变压器二次侧绕组通过铜片输出。

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这一侧三颗Mosfet

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这一侧还有三颗Mosfet

    同步整流一共六枚仙童的FDP038AN06,3.8mΩ的导通电阻,驱动芯片为UCC27424,三颗并联做上桥三颗并联做下桥,凡是采用同步整流设计的电源在二次侧12V输出上余量都非常丰富。

    我们再来看看其他部分的细节做工。

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接口部分

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另一面竟然是绿色

    PFC+EMI滤波的那一侧PCB板正面是黑色,背面是绿色,不常见啊。

    测试总结:

    很多场合中我们见到HCP1200现场图都让这个电源的颜色过于深,其实它蓝色的外观让人感觉很不同,电源参数标签很清晰,实瓦实标,线材全部采用尼龙网包裹,提供了这个瓦数能提供最多的线材,可插拔接口的兼容设计也多年依旧。

    电源的12V稳定性从经验看非常不错,从50-950瓦的过程中变化不到0.8%,不过3.3V的稳定性显得一般,对于一个输出950瓦的电源而言12V纹波控制在20mv出头确实非常厉害,3.3V的纹波虽然没有出色的地步,但也离电源规范尚远。交叉负载对采用DC-DC处理3.3V和5V的电源来说完全不是问题。转换效率最高超过92%,而且在功率继续增加的路上,跌落的不快,950瓦输出时效率还维持91.6%这样高的数值。

    动态测试中我们积累的数据还很少,无法对比,但从当前的情况看,200Hz-2000Hz-5000Hz-10000Hz的过程中,12V和5V的在交流耦合下波形波动基本维持在某一数值附近,呈现一种稳定的趋势,这预示着它在很宽的动态负载下都依旧可以稳定。

    在下一篇评测中我们会为各位呈现采用直流耦合后的电压值,当然,这项测试同样需要积累数据,然后大家的比较才能看出谁好谁坏。这一条解释同样适用于环路反应时间,慢慢积累吧,意义总会越来越大的。

    这款电源是台达制造,工艺上可以确保这个行业优异的水准,虽然每个80PLUS金牌电源在用料上都留出很多设计余量,但HCP1200电源在PFC部分用料仍然超出同级别80PLUS金牌。高瓦数的电源采用了ZVS的移相全桥的设计,这个结构比较复杂,涵盖的技术细节相当多对于没有电源的研发经验的人来说很难看不出这个移相全桥有什么特别或不足的地方,但这项如果打分的话我会给比那些采用双管正激的电源高,电源的变压器也做了特别精巧的设计以提高转换效率。

    最后我们回到文章的开头,我总有种预感:Antec还是想把Signature这个名字留给最完美的电源,HCP1200呢,还是把它定位在优异发烧吧。■<

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