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LSI狼
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加入日期: Apr 2004
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全漢皇鈦極AURUM PT-1000FM拆測

PT-1000FM產品特色:
1.80PLUS白金認證高功率輸出,最高轉換效率可達92%
2.12V單路設計,提供兩組CPU12V 4+4P及八組PCIE 6+2P
3.全模組化設計+柔軟線材
4.靜音13.5公分長壽液態軸承風扇,箭頭造型氣流孔洞
5.具備OCP/OVP/OPP/SCP/UVP/OTP等保護
6.採用全日系電容
7.符合ATX12V V2.4、EPS12V V2.92標準

輸出接頭數量:
ATX24P:1個
CPU12V 4+4P:2個
PCIE 6+2P:8個
SATA:13個
大4P:6個
小4P:1個(經大4P轉接而來)

外盒正面,左上角為全漢商標,左下印上產品名稱”皇鈦極”、FULL MODULAR全模組化、80PLUS白金認證、500萬美金產品保險、7年產品保固等標誌,中間下方為英文名稱AURUM PT Series,右下為輸出功率,AURUM PT也強調使用全日系電容

外盒背面,印有輸入/輸出規格表、產品特色介紹、效率圖表、噪音圖表、認證標誌、輸出線組及接頭數量

外盒底部側面,以多種語言說明”更多產品資訊請連結FSP官方網站”

外盒頂部側面,貼上代理總經銷商及聯絡資訊紅色貼紙

外箱左右兩側面均有官方網址及輸出功率標示

抽掉外部彩盒包裝,純黑內盒上印有全漢FSP商標

包裝內容物有電源本體、說明文件及印有全漢FSP商標的黑色束口袋,束口袋內收納所有線材及配件

電源供應器本體使用類岩石顆粒表面烤漆處理,中央可見到FSP字樣凸印,靠近邊緣處有平行條狀對流開孔

多邊形造型風扇護網中央有FSP商標銘牌,風扇護網周圍有銀色塑膠裝飾框及進氣用造型開孔

箭頭造型開孔網狀散熱出風口處設有交流輸入插座及電源總開關

模組化輸出插座,主機板使用雙排24PIN+小單排3PIN插座,六個8PIN插座,上面四個是PCIE用,下面兩個是CPU12V用,另有六個5PIN單排插座是給周邊裝置使用

輸出規格標籤,上有產品型號、80PLUS認證標誌、輸入電壓/電流/頻率、各輸出電流/功率、安規認證標誌、警告訊息、產品編號/序號條碼及產地

自黑色束口袋取出所有的線材及配件,模組化線路除扁狀排線外其他均有隔離網包覆

一組ATX24P模組化線路,長度為59公分,有多一個白色3PIN小接頭的是靠近電源端的插頭

兩組CPU12V 4P+4P模組化線路,長度為70公分,比較不同之處是每組PIN都使用兩條18AWG電線連接

四組分接雙頭PCIE6+2P模組化線路,長度為50公分,接頭間長度為10公分

四組SATA接頭扁狀排線模組化線路,其中三組線為標準間距,提供三個直式SATA接頭,長度為55公分,接頭間長度為15公分;另一組線為短間距,提供四個直角SATA接頭,長度為55公分,接頭間長度為5公分

兩組大4P接頭扁狀排線模組化線路,提供三個直式大4P接頭(無省力易拔設計),另外附上一條大4P轉小4P轉接線,長度55公分,接頭間長度為15公分

將所有模組化線組插上電源供應器的樣子

內部主電路板功能分區如下:
紅色:輸入EMI濾波電路
綠色:橋式整流及APFC電路
黃色:輔助電源電路5VSB
紫色:一次側全橋LLC諧振+二次側同步整流12V主功率級
水藍色:3.3V/5V DC-DC轉換電路
藍色:-12V DC-DC轉換電路

主電路板背面,大電流路徑採用敷錫來增大電流承載能力及協助導熱

使用POWERLOGIC PLA13525S12M 13.5公分12V/0.4A液態軸承風扇

交流輸入插座後方加焊兩個Y電容與一個X電容,X電容外面包覆絕緣套管,底部有一小電路板,上方有PI CAP004DG CapZero家族X電容放電IC(紅框處),可減小傳統放電電阻對交流輸入功耗的影響,L/N電源線及上方的磁環也有包覆絕緣套管,不過插座及開關後方焊點則無

主電路板交流輸入端保險絲採直立安裝,並包覆絕緣套管,旁邊突波吸收器(紫框處)則未加上套管,另外在聚酯薄膜膠帶包覆的共模電感下看到玻璃放電管(紅框處),可防止設備受到過壓衝擊和雷電閃擊而損壞

電路板上具備兩階EMI濾波電路,共模電感以聚酯薄膜膠帶包覆

兩顆並聯的LL25XB60橋式整流器共同夾在一片散熱片上

橋式整流器旁是NTC短路用繼電器,當電源啟動後,該繼電器會將NTC短路,去除NTC所造成的輸入功率損失

以聚酯薄膜膠帶包覆的APFC電感

APFC電容採用兩顆Nippon Chemi-con KMQ系列420V 470uF 105度電解電容並聯組合

APFC控制子卡,控制核心為Infineon ICE2PCS02 CCM PFC控制器

主電路板APFC電路底下,還有一顆PI SEN013DG SENZero家族零損失高壓回授電阻解聯IC,用途是電源於待機/關閉/輕載時,降低一次側高壓直流匯流排上回授電阻產生的功耗損失

APFC/一次側功率元件散熱片,右側紅框處為APFC用三顆TOSHIBA TK16A60W TO-220F Power MOSFET,中間紫框為APFC用TOSHIBA TRS8E65C TO-220-2L SiC Schottky Diode,左側水藍色框為一次側全橋LLC諧振轉換器用四顆(正反各兩顆)Infineon IPA60R190C6 TO-220FP Power MOSFET,散熱片上連接一個熱敏電阻監測溫度,僅有一次側功率元件有在G極套上磁環

LLC諧振槽及功率級雙主變壓器,LLC諧振槽採用子卡安裝,上面有諧振電感、諧振電容及一次側電流比流器,兩顆主變壓器的一次側繞組採串聯連接

其中一顆主變壓器內埋了熱敏電阻

一次側全橋LLC諧振轉換器控制子卡,使用內包銅片的聚酯薄膜膠帶包覆隔離

控制子卡上方核心為CHAMPION虹冠電子CM6901T2X SLS(SRC/LLC+SR)諧振控制器,為一次側諧振轉換器及二次側同步整流的控制核心,子卡底部有兩顆SILICON LABS Si8233BD高/低端隔離驅動IC,其隔離絕緣電壓可達到5KV,用來取代隔離驅動變壓器,作為諧振控制器與一次側全橋功率元件之間隔離驅動的橋樑

二次側同步整流元件位於主電路板背面,總數八顆的Infineon BSC014N04LS TDSON-8 FL MOSFET組成主變壓器二次側全波整流電路,旁邊大面積敷錫來加強電流傳導能力及導出MOSFET熱量至電路板及正面散熱板

電路板正面二次側散熱板旁邊是輸出CLC濾波電路,採用Nippon Chemi-con PSC系列固態電容

輔助電源電路一次側採用PI TNY279PN TinySwitch-III整合電源IC,負責產生5VSB待命電源

為了減少待機功耗,提升待命電源轉換效率,輔助電源電路二次側也採用同步整流,使用NXP TEA1761同步整流控制IC與Infineon IRFR1018E D-Pak MOSFET組成半波同步整流電路

主電路板與外殼之間加上導熱貼片,透明塑膠絕緣片也開了對應的孔位,協助將二次側/輔助電源電路同步整流功率元件的熱傳導至金屬外殼上

3.3V/5V DC-DC電路子卡,將12V轉換成3.3V/5V,子卡上方控制核心為ANPEC APW7159雙通道同步降壓PWM控制器,各別驅動兩顆Low Side及一顆High Side的交換式同步降壓電路,使用的功率元件均為Infineon BSC0901NS TDSON-8 MOSFET,共有六顆

模組化插座板,+12V回路與12V GND採用多組金屬支架及螺絲與主電路板相接,固定模組化插座板同時也可縮短傳導路徑及阻抗,正面使用一些Nippon Chemi-con PSC系列固態電容及一個Nippon Chemi-con KY系列電解電容強化濾波效果,上半部有焊上三片金屬板用來協助電流傳導

模組化插座板背面線路採敷錫加強載流能力,另外也可以看到一些濾波用MLCC(積層陶質電容)

不過3.3V/5V電壓就只能靠外加的粗電線送至模組化插座板,黃色為3.3V,紅色為5V,另外有兩條黑色的GND,其他一些小電流(5VSB、-12V)、小信號(PS-ON、PG、3.3V/5V Remote Sense)就用比較細的線與主電路板相接

電源管理電路子卡上方SITI PS223H電源管理IC負責監控輸出電壓/電流、溫度保護及接受PS-ON信號控制、產生Power Good信號


本體及內部結構心得小結:
1.採用CapZero、SENZero、5VSB同步整流等方式,為了降低待機功耗,下了不少功夫
2.AURUM PT屬高階機種,內部做工也有加強,EMI電路採用玻璃放電管,怕震動的元件都有點上固定膠,需要加強絕緣處也使用絕緣隔板、包覆絕緣套管或是聚酯薄膜膠帶,電壓較高的APFC/一次側Power MOSFET採用全絕緣封裝,可避免後期灰塵濕氣累積造成對散熱片漏電的情形
3.交流輸入插座及電源總開關後方焊點均未包覆絕緣套管,突波吸收器也未加上套管
4.模組化插座板僅在12V輸出透過金屬片與主電路板相接,3.3V/5V仍使用粗電線與主電路板連接
5.主電路板背後的同步整流MOSFET使用導熱貼片與外殼接觸,絕緣塑膠片也開了對應的孔位確保導熱效果
6.採用隔離驅動IC取代隔離驅動變壓器,一次側散熱片/主變壓器裝上熱敏電阻監測溫度
7.模組化插座電路板上使用固態電容/積層電容來強化輸出濾波效果

接下來就是上機測試

測試一:
使用電子負載,測試輸出的轉換效率,同時使用紅外線熱影像相機擷取電源內部運作紅外線熱影像
電子負載機種為四機裝,每機最大負荷量為60V/60A/300W,分配為一組3.3V、一組5V及兩組12V
測試從無負載開始,各機以每1安培為一段加上去,直到達到電子負載極限(12V各26A),3.3V/5V則受限於電源本體總和功率輸出能力
使用設備為ZenTech 2600四機電子負載(消耗電力)、HIOKI 3332 POWER HiTESTER(測試交流輸入功率)、SANWA PC5000數位電表(測試線組末端的各組輸出電壓)

3.3V/5V/12V綜合輸出下各段轉換效率表,於輸出57%時3.3V/5V達到電源供應器最大總和功率限制,故後面測試的3.3V/5V電流就不再往上加

各輸出百分比下轉換效率長條圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
輸出19%轉換效率為91.4%,高於80PLUS白金認證的20%輸出90%效率要求;輸出52%轉換效率為91.9%,只比80PLUS白金認證50%輸出92%效率要求少了0.1%

綜合輸出76%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,橋式整流器溫度最高,達83.5℃

純12V輸出下各段轉換效率表,這時僅對12V負載測試,3.3V/5V維持空載,3.3V/5V電壓於12V輸出0%至100%之間減少10mV

純12V輸出各百分比下轉換效率長條圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
輸出19%轉換效率為91.4%、51%轉換效率為92.8%、98%轉換效率為90.1%,均符合80PLUS白金認證20%輸出90%效率、50%輸出92%效率、100%輸出89%效率的要求

純12V輸出100%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,橋式整流溫度接近100℃,二次側溫度也達75.5℃

純12V輸出100%下電源供應器模組化輸出插座紅外線熱影像圖,接頭處溫升並不明顯,為35℃


測試二:
使用常見的電腦配備實際上機運作,使用SANWA PC5000數位電表透過電腦連線截取3.3V/5V/主機板12V/處理器12V/顯示卡12V的電壓變化,並繪製成圖表
此測試電腦配備CPU/GPU/機械硬碟於全負荷運作下,其直流耗電量約在600W左右

3.3V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為13.3mV

5V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為13.6mV

主機板12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為13mV

處理器12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為34mV

顯示卡12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為53mV


測試三:
使用示波器搭配電子負載進行靜態負載下低頻及高頻輸出漣波測量及動態負載測試,動態負載就是讓輸出電流於固定斜率及週期下進行高低升降變化,並使用示波器觀察3.3V/5V/12V各路電壓變動狀況,目的是測試暫態響應能力
使用設備:Tektronix TDS3014B數位示波器

示波器中CH1黃色波型為動態負載電流變化波型,CH2藍色波型為12V電壓波型,CH3紫色波型為5V電壓波型,CH4綠色波型為3.3V電壓波型,CH2/CH3/CH4垂直每格20mV
於3.3V/16A、5V/16A、12V/52A輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為28mV/12.8mV/11.6mV

於3.3V/16A、5V/16A、12V/52A輸出下12V/5V/3.3V各路高頻漣波分別為12.8mV/14.8mV/10mV

各路動態負載參數設定
3.3V與5V:最高電流15A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
12V:最高電流25A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
藍色/紫色/綠色波型在黃色波型升降交接處擺盪幅度最小、次數越少、時間越短者,表示其暫態響應越好
因為高效率電源在輕載時會進入節能模式,為了脫離節能模式,測試時會在12V加上一個25A的靜態恆電流負載
3.3V啟動動態負載,最大變動幅度為316mV,同時造成5V產生88mV、12V產生62mV的變動,3.3V電壓變動修正時間在200微秒

5V啟動動態負載,最大變動幅度為292mV,同時造成3.3V產生66mV、12V產生72mV的變動,5V電壓變動修正時間在200微秒

12V啟動動態負載,最大變動幅度為130mV,同時造成3.3V/5V產生36mV的變動


各項測試結果簡單總結:
115V輸入下要符合80PLUS白金認證,其輸出百分比及轉換效率要求分別為20%輸出90%效率、50%輸出92%效率、100%輸出89%效率。全漢皇鈦極AURUM PT-1000FM除了純12V輸出下符合80PLUS白金認證的要求以外,即使加上3.3V/5V輸出,於輸出19%時效率為91.4%,也高於80PLUS白金認證的20%輸出90%效率要求,而輸出52%時效率為91.9%,也比80PLUS白金認證的50%輸出92%效率要求只少了0.1%,表示其3.3V/5V輸出下對整體轉換效率的影響並不會太大

從內部紅外線溫度圖來看,橋式整流器因位置在風扇覆蓋邊緣外側,運作溫度明顯較高,滿載輸出下還能看到接近破百的溫度;此電源採用二次側同步整流功率元件裝置在背面的設計,透過傳導至外殼、電路板及正面散熱板來散熱,其位置接近風扇中心轉軸處,氣流較弱,使位於中央的主變壓器二次側附近區域整體溫度提高,12V全負載輸出時,PCIE模組化線組插座處溫升狀況不明顯,倒是模組化插座電路板底部與主電路板相接處溫度較高,可能也是從二次側整流功率元件傳導過來的熱量

實際使用電腦配備測試輸出負載能力,各路電壓開始/結束時最大變動幅度以顯示卡12V較為明顯,為53mV,處理器12V最大變動幅度為34mV,3.3V/5V最大變動幅度分別為13.3mV/13.6mV,主機板12V最大變動幅度僅為13mV

輸出漣波測試,電源供應器於3.3V/16A、5V/16A、12V/52A靜態負載下的漣波表現分別為28mV(3.3V)/12.8mV(5V)/11.6mV(12V)。動態負載測試方面,3.3V/5V有比較大的變動幅度316mV/292mV,3.3V/5V電壓擺盪時間為200微秒,修正的速度還不錯,另外因為3.3V/5V均透過12V轉換而來,所以其中一組加上動態負載時會有出現彼此輸出略受影響狀況

報告完畢,謝謝收看
     
      

此文章於 2017-09-13 12:35 PM 被 LSI狼 編輯.
舊 2017-09-13, 12:30 PM #1
回應時引用此文章
LSI狼離線中  
!_!
Advance Member
 
!_!的大頭照
 

加入日期: Feb 2007
文章: 361
!_!

謝謝樓主大人熱情鼓動詳細解說!!
上傳諸多圖片辛苦您了~
這篇主題內容非常豐富好看.
-非常感激又感恩再感謝不盡一個先-

!_!Inaba_Itsuki
 
舊 2017-09-14, 10:20 AM #2
回應時引用此文章
!_!離線中  
Mozohung
Advance Member
 
Mozohung的大頭照
 

加入日期: Apr 2014
文章: 480
我有一顆400瓦金牌,買的是清庫存.雖然我不太喜歡它的外表,質感.但用起來還蠻穩定的.
__________________
宜靜默 宜從容 宜謹嚴 宜儉約 居安慮危 處治思亂
舊 2017-09-15, 01:15 PM #3
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Mozohung離線中  
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