千瓦级别坦克出击!康舒R9电源拆解篇
泡泡网机箱电源频道4月23日 80PLUS金牌认证中两头的金牌不好做,意思是说400瓦和以下功率的与1000瓦以上功率的电源比较少有转换效率非常高的,它一方面依靠半导体器件厂在工艺上的改进,另一方面需要在结构和设计上继续下功夫。这两方面相比,还是前者起到更大的作用。
而当元器件水准处于同一条线时,谁能更早的出品高转换效率的电源,就说明了谁的研发实力更强,康舒这个结构的80PLUS金牌电源是2009年3月份上榜80PLUS官网的,比起绝大多数厂商来说都要早,他们的结构有什么不同吗?
● 宽大的内部布局和完整的EMI滤波电路
这款电源采用了一次侧单管正激有源箝位+二次侧12V同步整流+3.3V与5V的DC-DC变换。这个结构在评测过的80PLUS金牌电源中比较少见,只有康舒一家在使用。
电源内部整体结构
一级EMI滤波
这款电源在一级EMI滤波采用了一对儿Y电容和一个X电容,零线和火线套了磁环滤掉超高频率的杂波,地线接到电源外壳上。
二级EMI滤波
二级EMI布在PCB的左上角,包含两个大号共模电感,一个X电容,两对儿Y电容,一个保险管和一个MOV吸收浪涌电流。
露出的导线都做绝缘
保险管是直立安装的,包了热缩管,康舒特地为露出的一小段金属导线套上了绝缘管。这是在其他厂商电源中极少见到的。
继电器
此外还有一个继电器可以在电源工作后把浪涌吸收元件短路掉,减少功耗,也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)。可以说康舒R9在EMI滤波部分做的非常充足,而且很多细节都体现了大厂严格的工序。
● 整流桥、待机电路、PFC电感均足料
经过滤波后的电流进入整流桥,R9使用了两枚新电元的15XB60并联,并且安装在散热片上,可以传输高达30A的电流,如果电源在满载时的转换效率为87%,整流桥最多可以支持它输出2800多瓦的功耗,电源的额定为1100瓦,留出的余量实在不小。
整流桥
待机电路子PCB板
待机电路子板背面
待机电路控制芯片
散热孔侧倒扣的小板用作待机5V的输出,其上有一套完整的由TNY280PN控制的自激式flyback电路,整流管使用意法的30L45CT并且安装在散热片上。
待机电路的散热处理
待机电路倒扣在输入侧虽然节省了主PCB的空间,但使用12cm大风车风扇时就会吹不到它,所以康舒的设计者又从PCB板的铜箔上引出两片铜片出来增强散热效果。
PFC电感
PFC电感采用双磁环并排,绕线也是5根细线一股的粗大线材,感量可以做到比较高的数值。
主电容
想让电源的保持时间和PFC纹波达标,1100瓦电源的主电容容量一定比较大,单颗的体积会浪费太多空间,所以康舒采用了3颗并联的方式,他们都是日本化工出品,400V耐压,85℃耐温,两颗390uF,一颗270uF,总量达到1050uF!这也是我们评测过的电源中主电容容量最大的一个电源。
● PFC开关管的参数非常豪华
主动式PFC电路的开关管采用了两枚英飞凌47N60C3并联,可以传输47A电流,漏源电源650V,比较让人惊讶的是导通电阻只有70毫欧,在大多数电源中见到的都是200-700毫欧的数字。
PFC开关管
主开关管与钳位开关管
主开关管采用了两枚英飞凌17N80C3并联,可以传输34A电流,单颗的导通电阻0.29欧,并联后还可以降低这个数值,提高转换效率。34A的电流给出的功率余量也足够大了。最左侧的是钳位开关管,因为它不负责传输主要的功率,所以器件规格要小很多,英飞凌的02N80C3。
一次侧
这张板子背后是PFC/PWM联合控制器,虽然拍不到,但是手电偷窥中还是可以看到型号:CM6800。
主变压器
这张图中只有一颗变压器,因为有一个在待机的小板上,另一个驱动变压器在刚才一次侧散热片旁边。主变压器提供12V与-12V电压的输出,因为3.3V和5V使用了DC-DC,所以变压器的设计也相对简单了一些。
● 九枚IR的MOSFET做整流,提高转换效率
电源的12V输出采用同步整流,这是一项从08年开始逐渐出现在高端PC电源中的技术,对提高低压侧的转换效率帮助非常大。
四枚整流管
一共采用了9枚IR的FB3207Z,四枚并联做整流,四枚并联做续流。每一枚反向耐压75V,典型导通电阻只有3.3毫欧,可以传输170A的电流。还有一颗7912稳压元件负责-12V的输出。并联后的余量远远超过电源额定值的88A。
这里两颗FB3207Z
这里拍到一颗
散热片另一边还拍到3颗
二次侧散热器即便使用了同步整流,依然是整个电源里温度最高的位置,所以过温保护的探头也设置在这里,图中铜片固定的位置。
揭开贴纸
有源钳位+二次侧监控IC电路板
电源的有源钳位控制器是这块子板上右下侧安森美的NCP1562BG控制器,正面是电影监控IC,一个是多路电压比较器,他们配合使用可以提供各路的过压保护,低压保护和短路保护。
● 3.3V和5V采用DC-DC降压,提高转换效率,固态电容滤波,降低纹波
3.3V和5V的输出采用了一张PCB板,由APW7159负责双路的DC-DC控制,3.3V使用了四枚仙童的FDD8896两枚上桥,两枚下桥,5V也使用了4枚仙童的FDD8896,结构和3.3V一致。
同步整流控制器
5V DC-DC部分和3.3V DC-DC部分
3.3V和5V DC-DC输入输出部分
3.3V和5V DC-DC部分的输入和输出侧电容均使用了Elite UPS系列固态电容,输出侧也采用了并肩排列形式的电感做储能。
12V输出滤波电容
12V输出的滤波电容采用一水的Teapo 16V 2200uF的产品,总共13200uF,按说已经比较充足了,不知道为什么在输出测纹波还是比较大。
关于六路12V输出
这款电源确实存在6路的12V输出限流电阻,为了通过安规,也为了在短路时保护电源,康舒还是在1100瓦电源上加了限制。不过如果以25A计算,当前最耗能的显卡为GTX480,需要的电流刚刚好25A。
● 使用高一等级线材提高转换效率
这款电源PCB比较宽敞,基本是1100瓦功耗,元件也没有挤得看不到型号,尤其在输出线材部分,可说根根透肉条条透风,这对散热都比较有利。
输出部分线材处理
线材的根部都箍上了金属环,不过并没有用热缩管保护,这一点和刚才多处的严谨作风有些不搭。
多处使用高规格线材
连5Vsb都使用了高规格线材
这款电源的线材很多地方使用了16AWG的规格,比Intel电源规范中建议的还要高了一个等级,线材更好,铜线更粗,这样可以提升转换效率,减少线材上的发热。
电源背部PCB
电源背部PCB和我们之前见过的康舒电源有些类似,PCB的布局是我们评测过电源中面积最大的,充分利用了19cm的身材,化解了高瓦数电源的散热问题,在过流较大的地方还焊了两根铜线,起到了大幅度过流的能力。不过很明显的是铜箔上没有多少覆锡,在09年康舒媒体观摩会上Travis也提到了这个问题。
康舒研发给出的回馈是有些电源在这里涂很厚的锡,可以减少阻抗提高效率,R9的在效率上已经达到指标了,不需要再加厚一层锡,当然,如果加上表现还会更好。
● 编辑总结:
虽然寄来时包装盒已经破裂了,但黑盒上烫金字,体积像个大挂钟,这样的东西抱在怀里走在大街上一定会引来侧目。电源外壳的皱纹漆也让它摸上去非常粗犷,这和它肌肉电源的身份非常相配,所以电源外观上给92分。
线材上电源提供了非常充裕的接头,使用尼龙网保护,线材的第一个接头大都从50cm以上起,缺陷在于这么多线材如果没有采用可插拔方式的话机箱内理线可是个非常让人头疼的事情,所以给80分。
测试总结
这款电源采用了单管正激有源钳位的构架,整流桥贴覆散热片,所有功率元件的设计余量都非常多。一个电源的做工好坏往往从使用的电容就可以做大概的分级,这款电源内一次侧使用日本化工的产品,二次侧大部分是台系Teapo,如果也能改成日化的产品就更符合高端金牌的身份,而且纹波也应该有改进。做工上在所有台系厂商中看都属上乘,鼓掌。用设计与做工上给88分。
电压稳定性上,12V、5V、3.3V稳定程度是比较出色的,给90分。纹波抑制上3.3V和5V表现同样非常出色,但12V只是合格,给68分。交叉负载一项是满分,凡是采用了DC-DC结构的电源在这项上的优势是非常大的,给100分。电源的转换效率最高90.81%,给91分。
总评:87.0分<