带“缓存”的电源！TPQ 1200全国首测

    泡泡网机箱电源频道2009年12月3日 Signature系列是Antec电源顶门立户的产品。不过在市场中可以买到的最大功率是850瓦，虽然SG1200已经通过了80PLUS金牌认证，离买到还有一段时间，所以在千瓦以上电源中Antec拿得出手的看来只有我们今天评测的主角TPQ1200。

鲜红色的包装

    这款产品的线材上有玄机：电力缓存。它对电源的性能有确实的提升，文章中我们将揭示它的部分作用。此外这款电源通过了80PLUS银牌认证。

电源外观

    Antec的TPQ系列的特征就是F1跑道式的外壳，有红黑、黄黑条纹。TPQ是True Power Quattro的意思，True Power和Antec实瓦实标的做法一致，Quattro借取奥迪Q系列车（四轮驱动）的概念，代表了强劲动力。

电源风扇

    身长20cm只用了一枚8cm双滚珠风扇，内部设计一定得考虑好散热，不过Antec不少电源都采用了这种散热设计。

    这里要简单介绍一些这款产品宣传的卖点：“电力缓存（PowerCache）”，工程界有句老话“Cache is cash”，当然那是指着可以高速存取的缓存的昂贵而言，这款电源的Cache实际是一颗电容。

电力缓存

    如果Antec不做解释，真以为这里只是套了磁环了，具体的结构看下面。

“缓存”结构

    在所有12V输出的接口（显卡与CPU供电）都使用这样的方式接入缓存，在其中一根地线和一根12V线材上接了一枚2200uF的电容。而SATA和大4PIN供电的线材上也加了缓存，没那么大，只有220uF。

电力缓存

    我们拍了一根PCIE的模组化供电线，缓存是一枚日本化工KZE系16V耐压，2200uF的电容，那么它有什么作用呢？请看下页。

    “缓存”的作用主要体现在：稳定负载时大幅度减少纹波噪音；快速变化负载时大幅度削减电压的下冲与过冲。

    一般来讲，电流的突然增加首先会导致输出电压的下降，之后经过电源PWM的反馈，电压还会上调，但上调时也会恢复过头。下降过程被称为下冲，恢复过头被称为过冲。不论怎么变化，都应该保持在电源规范（对12V来说为11.4V-12.6V）。

    电流增加的动作在实际使用中常见于游戏，游戏中功耗的幅度有可能有100-200瓦的变化。在输出电流快速变化的情况下，电压有时可能会下冲很低，导致自动关机，但如果过冲太高的话也许会损坏其他板卡。

对比图一

对比图二

采用Power Cache时满载的纹波      卸下Power Cache时满载的纹波

    前面两张图用图表的方式展现有/无Power Cache时，电源从120瓦负载到1200瓦负载时，12V的纹波数值。最后又放上了1200瓦时两者的纹波输出波形。

    使用原装线材时，电源的负载从120瓦-1200瓦变化中，12V其中一路满载时输出纹波最大只有37.6mV，拆掉这个电容后纹波增加了一倍还多。这是在负载相对稳定时电力缓存的作用：大幅度降低纹波噪音。

动态响应的提升

    这对图来自Antec官方，图中左侧是使用原装线材的情况，右侧是没有“缓存”的情况。绿色的曲线是电流的变化，红色的曲线是电压的变化。图中看不出瞬态变化经历了多久的时间，应该是毫秒级别或者更小。

    这些解释清楚后，各位可以看到在电流增加的那一段时间里，使用“缓存”后电压只下降了少许，之后恢复的初期略微超过均值。而右侧没有使用“缓存”的表现要差一些：电流增加的一霎那下冲的幅度是前者的三倍，之后恢复时过冲的幅度更是超过了10多倍。

    由于我们没有电流探头，负载设备也控制不了如此短暂的瞬态变化，所以只能借助Antec的官网信息做一些描述。

    一个电源的好坏从标签上就可以看出端倪，这款电源名称中的数字和额定功率一致，实瓦实标，值得提倡！

电源参数标签

    12V输出分了6路，每路限流38A，联合输出功率1200W，这和他的额定功率相等，很不错的配比！经过实际测试，12V输出的限流是30A，并没有参数标签上那么大。

    3.3V和5V联合输出功率170瓦，限流分别为25A和30A，此外还详细标注了交流输入的电压、电流、频率参数。多国安规标志说明它将在世界各地销售。

模组化接口

模组化线材

电源线材表

    1200瓦的电源，线材列表比从前任何电源的列表都长。这款电源可以支持4张显卡供电，EATX主板供电（两个CPU供电口），8个SATA和8个大4PIN接口。所有线材都使用了尼龙网保护，有些线材使用的是16AWG的规格，在线材方面可称完美搭配。

    在电测试前放一些游戏测试的内容，首先声明这是TPQ1200 OC版的游戏测试，测试中使用TPQ1200 OC分别带了两套平台中的四张显卡。

测试平台

    两套平台一个是X58 RIG，另一个是P55平台，显卡我们凑近来看，TPQ1200 OC版给X58 RIG这套平台完全供电，多余出的供电口插在另一套平台的两张显卡上。

满载跑起来了

    两套平台分别用小球让显卡高负荷工作，用Prime95让CPU满载。

这是两张GTX295

一张GTX295，一张9800GX2

    另一套P55平台使用海盗船HX1000让电脑开机，同时避免不了的是也分担了一些CPU的功耗。

最终的功耗

    如果按转换效率85%算，这时电源的输出功率也有1377瓦，超过额定功率不少，不过OC版就是要能超才可以，国内还没有OC版的，我们只是过一下眼瘾，接下来是TPQ 1200标准版的测试结果。

    电源的转换效率也许是在电测试中最受人关注的部分，对80PLUS铜牌认证来说，应该在110V下20%、50%、100%负载中达到85%、88%、85%的效率。来看看这款电源的表现。

转换效率变化

功率因数变化

    这款电源从40%-80%的负载下转换效率一直维持在89%以上，最高为89.75%。在20%和50%两个点上的效率如果在110V下应该达不到85%和88%，不过总的来说，在功耗很超过360瓦后，转换效率维持在较高的水准。

    对银牌产品来说，功率因数也应该在50%时达到90%以上的功率因数，这款电源使用主动式PFC电路，这个指标实在是小菜一碟。

    下面八个图表是电源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。

第一路12V输出变化2%

第二路12V输出变化2.75%

第三路12V输出变化2.5%

第四路12V输出变化2.58%

第五路12V输出变化3.33%

第六路12V输出变化3.33%

    当12V的稳定性都徘徊在2%-3%时，这款电源就注定要与“神器”无缘了，不过能够让电源从120瓦-1200瓦的变化下电压只浮动3%左右，表现属于中上等。

5V输出变化1.6%

3.3V输出变化5.15%

    在3.3V和5V上的表现很一般，尤其是3.3V一路，上下浮动超过了5%。

    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。

第一路12V纹波变化

第二路12V纹波变化

第三路12V纹波变化

第四路12V纹波变化

第五路12V纹波变化

第六路12V纹波变化

    12V纹波的表现实在太出色了，对于大瓦数电源，纹波的控制往往不太理想，除非舍得用电容，或者提高开关频率。这款电源除了第一路纹波在满载时约为上限的一半，其他都不足三分之一，这样出色的表现一般要归功于电力缓存。

    第一路纹波略高和24PIN没有那颗“电力缓存”有关，虽然没有2200uF那么大，24PIN的接头里还是藏了几颗小电容。

5V输出纹波

3.3V输出纹波

    5V和3.3V输出的纹波表现一般，在满载时大约为上限的60-70%。总的来说这款电源纹波抑制上的表现非常不错！

    交叉负载中一共8个点，每个点由前后两个数字构成，前一个数字代表12V的输出功率，后一个数字代表3.3V和5V的输出功率。通过不同的搭配，让电源有时12V输出比例高，有时3.3V和5V输出比例高，这时考察电源在不均衡负载下，电压的调节能力。

交叉负载测试

    大功率电源的交叉负载测试需要注意图中的三个点，两个红点处有时会触发低压保护自动关机，蓝色点是12V输出最大的功率点，考验电源的肌肉程度。

    这款电源采用了DC-DC处理3.3V和5V的输出，这种结构决定了不存在12V输出最小值的要求，所以在两个红点处完全正常，在蓝色点上12V输出的电压为11.95V，也和均衡负载中100%负载下的情况类似。

    凡是采用了DC-DC设计的电源在交叉负载上几乎都表现得很完美，各路电压浮动只与负载轻重有关，和其他路输出的电流大小没有太大相关。

    这款电源的出自Enhance，采用了交错式PFC+ISL6752控制的ZVS全桥+同步整流，3.3V/5V DC-DC输出的设计，在我们评测的电源中这个结构很先进。

电源内部结构

一级EMI滤波

    在一级EMI滤波部分安置了两个X电容，一对Y电容，零线与火线套上了磁环，可以滤掉GHz级别的高频噪音。

二级EMI滤波

    二级滤波留下的空间实在很小，只好往立体方向发展，两个X电容伸出大长腿骑在两个共模电感上，处理的还好，大长腿都做了绝缘保护。除此之外还有一对儿Y电容，浪涌吸收元件和一个保险管做输入的过流保护。这是一套很完整的EMI滤波电路。

    经过滤波后的电流进入整流桥，GSIB2060一枚，600V的反向耐压，可以传输20A电流，如果假设这款电源在满载时的效率为85%，则这枚器件可以保证1870瓦的输出功率，所以还是留出了较多的余量。

整流桥

PFC电感

    这款电源使用了交错式PFC，与之对应的就是两套Boost电路，这里能看到的就是两个升压用的电感。黑色磁芯，1毫米线径。这两枚大电感比航嘉的X7要实惠不少。

PFC开关管

    每套升压电路使用了一枚英飞凌Coolmos C3系列的SPW32N50C3，反向耐压560V，导通电阻0.11欧不算高，对提升效率有益处，可以传输32A的电流。应该是在输出功率低于某一数值时不采用交错方式工作，其他状态时两套PFC电路一同工作，开关的工作相位差相差180°。两枚32A的器件留出了足够多的功率余量。

快速恢复二极管

    两套PFC电路每套使用一枚快速恢复二极管，两枚二极管都安装在另外设立的散热片上，互相遮挡得太严实，看不到参数了。

主电容

    两个日本化工330uF，耐压420V，耐温105℃的电容并联，等效一颗ESR更低的660uF的电容，以这个容量看，1200瓦带载时保持时间很难过16ms，不过我们关机前电脑的负载通常不会超过300瓦，从实际家用角度看保持时间上还是完全没有问题的，此外保持时间也和PWM占空比的可调范围有关，不可一概而论，我们今后也会增加一些设备来检测这项指标。

    我们拆解过的大部分电源在PFC控制器上使用的都是CM6800或者FAN4800这样的整合PFC和PWM的控制器，而使用德州仪器芯片的高档货很少见，Antec TPQ 1200这款电源的交错式PFC就不得不用到比较昂贵的控制器。

交错式PFC原理图

    这里可以看到交错式PFC使用了两个电感和两个开关，比起传统主动式PFC来说增加了不少成本，而这样做的好处呢？

开关信号

    S1和S2是两个开关的信号波形，可以看到他们的相位正好相反，航嘉使用了德州仪器的UCC28070，这是一个专门用于控制交错式PFC开关的控制器。

交错式PFC控制器

输出电流的纹波

    上图画出了两组Boost电路输出的电流，他们叠加后输出的电流因为相位相反，很多纹波相消，比起单独输出要小了很多，这样保证在最终输出时尽量减少PFC开关造成的纹波。据航嘉给的信息，这款电源在低载时不会使用交错式方式工作，这样还可以减少一部分损耗。

    TPQ 1200应该使用了全桥谐振结构，主电容背后可以看到四枚开关管，他们是意法半导体的STP20NM50FD，每一枚可以传输20A的电流，250毫欧的导通电阻，设计余量比PFC开关管上还略大一些，不错四个开关管依次在零电压下导通。

TPQ1200中的全桥原理图

主开关管

PWM控制器

    PWM控制器来自Intersi，这张小板就是控制主开关的PCB。这枚芯片除了控制零电压条件下全桥的四枚开关管交替工作，还同时驱动二次侧的Mosfet在零电压条件下做同步整流，提高电源转换效率也减少了设计难度。

    两条散热片间躺着大块头主变压器，提供开机后12V和-12V的输出，小块头占着的是待机变压器，提供待机时5Vsb的输出，也为控制芯片提供电力，这款电源的待机5V输出标称为6A！这是我们见到的电源中最大的。

待机变压器

同步整流Mosfet

    电源为主输出一共设置了8枚IR的MOSFET开关管，型号为IRFB3206，反向耐压60V，可传输电流270A，导通电阻2.5m欧，和肖特基管做整流相比的损耗要小太多了。 2枚并联做整流的上半周，2枚并联做下半周整流然后由一个电感线圈输出，另一组也是同样的结构由另一个电感输出。输出能力超过电源标签太多了。

DC-DC模块

背靠散热片

    在12V的同步整理后设置了2个DC-DC模块处理3.3V和5V的输出，他们实际上也是使用了同步整流技术的Buck变换器，控制器是我们常见的茂达APW7073，四颗日本化工的470uF，16V的固态电容做滤波，另一侧Mosfet贴上了散热片，看不到型号。

模组化输出接口

    在模组化输出板上还有3颗日本化工KMA系，16V耐压，100uF的电容，2颗三洋16V，220uF的电容为12V输出做滤波。看来Antec确实想尽办法降低纹波了。

    二次侧的监控芯片为一枚点晶的PS232S，最多可以提供六路的低压/过压/过流保护，因为输出路数比较多，还补充了一枚伟铨的WT7518，可以监控4路的过流保护。

二次侧监控芯片

6路12V输出

    六路12V输出在板子边缘标注着，线材的根部用卡子和热缩管保护了，不过还是有三组12V和一些3.3V与5V没有套热缩管。线材背后是6颗日本化工KZE系2200uF，耐压16V的滤波电容，这部分滤波用的料也挺多，外加上所有线材上的“电力缓存”，这款TPQ1200在滤波上真是舍得下料，实际产生的效果也不错。

电源PCB背板

    电源背部采用了大量的贴片元件，细看每个小元件，SMT工艺有些粗糙，在电流大的线路上补锡舍得下本，电流加强筋虽然不好看，但实际作用却不能忽视。

    编辑总结：

    这款电源的包装风格有火爆和炫酷的效果，电源外壳延续了F1跑道风格，与他定位于游戏和超频玩家的思路很切合，不过个人来讲更喜欢黄黑搭配，而且外壳终究还是喷漆工艺，所以外观给87分。

    这款电源搭配的线材非常全，完全支持4路SLI或者CF的应用。所有线材都用尼龙网保护，而且部分超过18AWG的规格，55cm做为第一个接头略短，SATA和大4PIN都有8个，真是太实在了。总的来说，你玩儿3路SLI+一张物理卡+双CPU+12个硬盘+4个机箱风扇都完全足够，找不到任何扣分理由，给100分。

测试总结

    采用了交错式PFC、ZVS全桥，同步整流技术，这么先进的结构在DIY电源市场中还非常少见，在所有功率元件上均采用了知名半导体厂商的元件，而且都留出了非常多的设计余量，电容的牌子相比从前TPQ来说提升幅度很大，而且在线材上采用的“电力缓存”确实起到了非常好的效果，设计上的创新带来不错的性能，没有理由不加分，所以即便在做工上略有粗糙（X电容的大长腿，贴片工艺略粗糙），也给97分。

    电压稳定性上12V在2.5%-3%浮动，3.3V表现及格，5V表现较好，最后给67分。纹波抑制5V和3.3V一般，12V1没有大颗的缓存所以表现算较好，但其他12V的输出简直低的让人乍舌，综合起来给85分。交叉负载上，只要设计上没有问题，DC-DC的结构在泡泡的评测中始终是100分。电源的转换效率按给89分。期待之后能有金牌系列的TPQ电源，因为这个结构能提供的转换效率还有不少上升空间。

    总评：89.3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（高频、低频）

3.3V 50%负载纹波（高频、低频）

3.3V 100%负载纹波（高频、低频）

---

    接下来是5V输出在20%、50%、100%负载下的纹波：

5V 20%负载纹波（高频、低频）

5V 50%负载纹波（高频、低频）

5V 100%负载纹波（高频、低频）

---

    最后是12V1-12V4这几路在20%、50%、100%下的纹波:

12V1 20%负载纹波（高频、低频）

12V1 50%负载纹波（高频、低频）

12V1 100%负载纹波（高频、低频）

12V2 20%负载纹波（高频、低频）

12V2 50%负载纹波（高频、低频）

12V2 100%负载纹波（高频、低频）

12V3 20%负载纹波（高频、低频）

12V3 50%负载纹波（高频、低频）

12V3 100%负载纹波（高频、低频）

12V4 20%负载纹波（高频、低频）

12V4 50%负载纹波（高频、低频）

12V4 100%负载纹波（高频、低频）

12V5 20%负载纹波（高频、低频）

12V5 50%负载纹波（高频、低频）

12V5 100%负载纹波（高频、低频）

12V6 20%负载纹波（高频、低频）

12V6 50%负载纹波（高频、低频）

12V6 100%负载纹波（高频、低频）

---

均衡负载参数

交叉负载参数

    最后放上10%-100%均衡负载的参数和6个点交叉负载的参数。<