又领先一年!振华白金牌电源全球首测
泡泡网机箱电源频道1月22日 今天我们测试的这款电源将是泡泡电源测试中浓重的一笔,它来自振华这个以转换效率超高著称的品牌,之所以是浓重一笔主要因为它是全世界第三个通过80PLUS白金牌(Platinum)等级测试的电源,而且是全世界靠前个量产型号的白金牌电源。
有奖评论获奖ID:flight8848
获奖理由:对电源长期关注,对振华白金冰蝶认识独到,超越其他评论,并且对文章经常提出改进意见,能够获奖实至名归!
我会用自己的ID和你联系,得到快递信息后在节后把这颗电源送给你,再次感谢你对泡泡网的关注!
为了满足玩家的欲望,我决定忍痛割爱,把它赠送给本篇文章非常好的的评论者,所以想得到它的玩家务必登陆ID再留言。
电源的外包装风格虽然延续了振华全新的套路,但细节上让我感觉它和其他金牌是不一样的。
外包装
电源重要特点
正面最重要的信息就是80PLUS白金牌认证,毕竟振华通过时全世界只有另外两家通过了认证。背面最重要的信息就是产品的两点技术层面的突破。一个是针对风扇的停与转,一个是针对输出量较低效率也很低的5Vsb的调整,我们在之后的页面中详细说明。
内包装
包装内布局
新版的包装在体积上比从前薄,盒子内的布局很类似伟讯的高端产品,比从前的效果要好,更重要的是对电源的保护更多一些,缺陷在于这样一个世界前三的电源包装还是可以再豪华一些。但就我个人而言,我只希望瓤好就够了,有没有包装,烤不烤漆都是浮云。
电源的外壳采用黑色烤漆,这一点上的风格和内包装较像,贴纸换了一种风格,一会儿我们仔细看。
电源外壳
橙色已经露出来了
采用14cm大风车风扇
水晶接头可插拔
九宫格模组化接口定义
显卡使用其中6PIN
SATA供电使用另外5PIN
大4PIN使用4PIN
不论你拿任何线材往任何接头插,只要插进去了就是对的,这给很多只顾玩儿游戏的人提供了方便。细心的人会发现右侧中间的PIN一直没有定义,其实那是给Led灯供电的,这款电源没有带这种功能。
电源的贴纸风格换了,但从拓扑结构看还是和从前一样,我个人比较喜欢蓝色和绿色,这种暴雪风格的蓝色总会给人以能量的暗示。
贴纸暴雪蓝
参数标签
12V的输出能力为546瓦,实际上凡是金牌和以上的电源如果以“撑得住”来衡量他们的额定功率,那么数值都会比以“80PLUS金牌效率”来衡量他们的额定功率要高很多,所以对这款电源来说带任何高端的两张显卡都没问题。
标签上还可以看出厂商做产品的态度是不是诚恳,类似PS450电源的额定功率是300瓦这样恶劣的事振华没有做过,详细情况可以看我们去年的统计。《型号≠瓦数的秘密 解读355款电源铭牌》
电源线材设置
图中每一条横向代表一条线材,其中绿色线材是原生的,直接连在电源中无法拔插,浅色的线条是可拔插式线材。
非常让人满意的是白金冰蝶有4个PCIE供电给显卡,也就是说可以给2张优异显卡供电,一个4+4PIN的CPU供电,5个大4PIN和8个SATA供电对风扇控+阵列控也是足够的,非常发烧的除外。
线材的长度很多都由55cm处起跳,走背线比较吃力的几条线长度也不短。可插拔线材中有4条采用了数据线风格的扁线,他们的根部处理的很好。其他没有采用扁线的都使用尼龙网保护。所有电源线都采用18AWG规格。
这是世界上第三款通过了80PLUS白金牌的型号,能第一个测试确是非常幸运的,我们仔细来看看电压稳定性和转换效率的变化吧。
我们的负载参数和其他网站略有不同,3.3V和5V的负载最高加到90瓦,以后只增加12V的负载,具体负载参数可以参考《泡泡网电源测试方法》。
转换效率变化
这个效率数字是经过反复确认的,因为这个结果实在太出人意料了!最高95.66%的效率,而且是出现在输出200瓦时,这个功率可以对应绝大部分中高端电脑玩游戏的情况。这时你的电源只有9瓦的发热。
所以这时振华放心的把风扇设置为停转,关于风扇转速我们一会儿再细说。
电压细节
表格中最后三行是超频的部分,额定功率550瓦,我们跑到了700瓦,并且电压没有出现快速降低的情况,一般来讲,电源如果功率很吃力时电压会急剧下降。
功率因数变化
另一个比较让人激动的是电源的功率,额定550瓦,我在测试到550瓦后又继续以50瓦为阶梯增加功耗。550瓦时12V纹波26mV……600瓦时12V纹波29mV……650瓦时12V纹波32mV……700瓦时12V纹波46mV……停!
纹波开始出现迅速增长了,虽然我知道就算加到800瓦纹波也不会超过120mV,但从650瓦到700瓦纹波增加较多,以经验看,这颗电源即便长期运行650瓦也完全不会有问题。关于振华80PLUS金牌电源超功率测试的文章各位可以参考这里。
《狂超500瓦!振华80PLUS金牌350瓦总评》500瓦,7小时烤机
《450瓦当600瓦用!振华金牌450W超频版》550瓦烤8小时,600瓦烤1小时
从上面两个例子看,其实550瓦白金版电源按700瓦烤机不是问题。电源在550瓦满载时效率91.64%,在700瓦超27%负载时转换效率依然维持得很高,90.62%。
仔细看过电压的数值后你会发现振华这次能够达到超高的转换效率没有依靠调高12V电压,12V输出的均值在出厂时大概是12.28V,如果振华按从前的惯性把12.5V当做均值,那么转换效率超过96%是是没问题的,太恐怖了,不敢想。
这一页详细说说风扇的设计,振华在此前从没使用过风扇低负载停转的设计,这是第一次,并且也为其申请了专利,风扇控制的名字叫Eco智慧节能温控系统。
风扇一直没转
测试的顺序是负载从50瓦开始,100瓦,150瓦,200瓦……直到该测550瓦这个档时电源风扇还是没有开始转,时间已经过了十多分钟。
超额定功率100瓦时风扇终于转了
在超过额定功率100瓦后,风扇终于开始转了。我查了一下测试时的具体数字,在550瓦档测试时,输入功耗减去输出功耗为51.1瓦,以经验看50瓦的热量如果只采用被动散热,温度应该控制不住的上升,所以时间长了风扇一定会转。在350瓦档时发热为30瓦,这个功率对于电源中散热片来说,如果是室温下,应该可以应付一段时间。
经过和振华的研发沟通后得知风扇的转与停完全取决于二次侧散热片的温度,风扇在65℃-70℃启动,启动时转速在650RPM,这个速度对12cm风扇来说非常安静。经过测试,电源在室温中300瓦以下工作时风扇基本不会转,在300-350瓦工作时间久了风扇就开始转动,但一小会儿后,散热片温度降低到45℃-50℃时会再次停转。在550瓦长时间烧机时转速最高为750RPM。
风扇型号
虽然电源额定功率550瓦,但是也完全可以工作在650瓦下,这时长时间烧机,风扇转速会达到950RPM。静音的部分白金冰蝶实在做的太让人羡慕了。
与无风扇电源相比,这种风扇控制方式可以在100%静音和电源寿命上找到完美平衡。不知道是否有发烧友注意到:当风扇开始转动的时间内,你绝对不需要静音的环境,无风扇电源在这时只能硬扛,要保证寿命必须用非常好的元器件。
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。
100%负载下3.3V输出纹波13.4mv(上限50mv)
100%负载下5V输出纹波10.8mv(上限50mv)
100%负载下12V输出纹波25.8mv(上限120mv)
满载时各路纹波输出离电源规范还很远,我们又测试了700瓦输出的情况%。
700瓦输出 3.3V纹波14.4mV(上限50mV)
700瓦输出 5V纹波12.4mV(上限50mV)
700瓦输出 12V纹波45.9mV(上限120mV)
这颗550瓦白金牌电源完全可以运行在700瓦负载下,只不过在这个功率上它已经从白金牌的效率退化到金牌的效率。
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。
动态负载测试结果
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。这款电源的12V输出在200-10000Hz的动态下波动值一直控制在200-260之间。5V输出的波动值在2KHz的动态时最高,不知是什么原因。
200Hz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)
2KHz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)
5KHz动态负载下电压浮动(左5V,右12V)
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。
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110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110微秒-18微秒=92微秒。
瞬态负载突然撤销时的波形
这个波形反应的是12V上的负载从20A突然降低到2A时,电压的情况。按照刚才的计算方法,反应所需的时间为65微秒。
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,只不过在这时波形已经接近锯齿波了。动态负载下电压的实际值这次并没有加入,因为还需要增加一些电容来测试,不然很多人都会认为电压输出超标了。
这款电源采用了主动式PFC+SF29601控制的LLC谐振开关+12V同步整流+3.3V&5V降压的处理,总的来说和我们曾经见过的8颗冰山金蝶有些类似。但这次为了大幅度在80PLUS金牌的基础上提升效率做的改动比较多,我们一条条来看。
电源内部结构
首先是Hybir混合双电压切换系统,简单描述下就是在电源启动后5Vsb的输出由主输出中的5V来承担。细致的说就是在Ps ON信号(绿线)短地后,待机变压器的输出和5Vsb(紫线)隔离,紫线上由5V输出(红色线)提供,并且对这一组特别的输出加一个5A的限流。而在电源没有启动时5Vsb(紫线)的输出还是由待机变压器经过整流后输出。
混合双动力
细究起来这一点无论对电源待机还是工作时的转换效率提升都不明显,待机时和普通电源一样不必说,实际的电脑工作后,5Vsb上的负载很小(零点几安),所以即便在这里效率由70%提升到100%也不会减少太多发热。
混合动力的实现方法
但这种方式一下解放了很多外接的移动存储设备,他们从USB口吸电,机箱前置USB口的供电方式在有些主板是默认为从5Vsb(紫线)上取电的,部分主板可以在主板上通过跳线方式让用户选择前面板的USB口是从5Vsb(紫线)取电还是从5V(红线)取电。但USB2.0的0.75A最大供电限制对5Vsb来说也不算轻,毕竟很多电源的5Vsb只能提供2.5A电流。
主板上用跳线来切换
这一点也不能怪主板厂商,因为如果他们默认前置面板的USB口用5V取电,则当你的电脑关机后USB口就没法给手机、MP3们充电了。振华的电源经过这么调整后你可以给iPhone4充电的同时接两个移动硬盘对拷,再给某MP3充电。关机后,对拷的硬盘肯定不用电了,只做充电用的话5Vsb的2.5A是足够的。
交流电入口处没有加EMI滤波元件,全部放在了主PCB上,从设计角度看对输入进来的电磁辐射滤波效果很好,对电源发散到外面的电磁辐射略微不利。毕竟露出来的零线地线火线在某些频率信号下也是个良好的天线。
AC入口
EMI滤波设计
不过这款电源已经有了欧洲的CE认证,相信在EMI上肯定没有任何问题,只是设计上的调整而已不必在意。在主PCB上一共安置了3个X电容,两对儿Y电容,两个共模电感一个保险管。
主电容
2010年夏天振华推出400瓦左右的80PLUS金牌电源时曾经有很多网友对它的保持时间很关心,当时我们也实地测试了各个功率冰山金蝶的保持时间。
保持时间估测
表格中前4个是实际测试的结果,我们按照前四个电源每毫秒需要的电容容量大概估算出同样结构550瓦电源如果使用560uF电容后12V输出的保持时间,只是一个范围,但这个范围的最小值也超过电源规范很多,即便因为结构的变化对这种比例产生更多的影响,相信电容量也是足够的。
PFC电感
和冰山金蝶相比,这个PFC电感实在太特殊了,电感来自于日本的川铁,铁氧体材质,和TDKPC40材质的电感性能相似,因为结构特殊,川铁还专门为振华开了新的模具。这个电源中二次侧的滤波电容也有这样的待遇,是日本化工为振华专门生产3300uF的直径8mm的电容,之前日化在这个容值上只有10mm的型号。一会儿我们就能看到。
有大电容必须考虑浪涌电流
整流桥
整流桥来自日本的新电元,也是非常棒的品牌,不过在官网上没找到他的Datasheet。整流桥安装在散热片上。
PFC开关管
PFC开关管采用一枚英飞凌的IPW50R140CP,耐压550V,导通电阻0.14Ω,在100℃下可以传输15A电流,当然我们在测试时一次侧散热片温度基本不会超过70℃,所以实际传输的电流应该高于这个值,这枚Mosfet最大的优势在于栅极的电荷很低,这对开关在高频下的减少发热有很大好处。
主控芯片
这款电源的主控芯片是振华自己开发的,自己写的控制程序,这可算振华在电源上的杀手锏,因为现在世界上还没有多少针对80PLUS白金牌出品的成熟方案。
电源的LLC开关使用了两颗,具体型号因为一张绝缘保护的垫片被挡住了,但凭以往经验,开关管的余量也会较多。不过比较奇怪的是PFC开关管没有使用两片并联的方式,好像振华对转换效率非常自信,两片并联虽然可以降低导通时的等效电阻,但我们并不知道开关动作时两种方式的损耗差异。总的来说这颗电源超高的转换效率配这样很容易控制成本的设计实在让人惊叹,这也许是一个优异研发的价值所在。
电源的12V输出采用了同步整流,这是一种用Mosfet模拟二极管动作的整流方式,和肖特基比Mosfet导通时的等效电阻只有几毫欧,而肖特基都会在几百毫欧。虽然肖特基二极管反向恢复时间几乎为零,但Mosfet在这方面更强,Mosfet还拥有更高的反向电压,而肖特基很少有超过100V的情况
虽然在功耗和电特性上Mosfet呈现很好的性能,但是要让他模拟二极管的动作,控制起来比肖特基复杂很多。
12V采用同步整流提高效率,3.3V和5V采用DC-DC的设计,输入为12V,输出为5V和3.3V。这种方式比磁放大的转换效率要高很多,当前这款电源的DC-DC转换效率大约为96%。
这里有6颗日本化工耐压16V,容值470uF的固态电容,固态电容相比电解电容拥有更长的寿命,而且拥有更低的等效串联电阻。从前振华的冰山金蝶在这里使用的是日本化工的电解电容。高级了很多,容量虽然少,但滤波效果更好。这张图中散热片颜色很正,橙色散热片更多的应该是给评测者看的。
在浓密的线材中我们看到了一枚二次侧的电解电容,这些电容就是前面提到的由日本化工专门为振华开模具直径为8mm,容量3300uF的电容。
大部分线材都使用热缩管保护了,在线材的根部都用金属环箍住,这种方式让每根电源线通过锡炉后更结实。
电源的二次侧监控与反馈和从前冰山金蝶的设计大致类似,忘了提一句,电源的过功率保护大约在800-850瓦。
在可插拔接口板上有8颗日本化工出品,220uF,16V耐压的电解电容做滤波,感兴趣的玩家还可以见缝插针的Mod一些上去。
最后看一下电源PCB的背部,在二次侧有一片铜板做导流,这比从前补锡的方式干净了很多,也增强了过流能力,不过这附近的原件如果出了问题,想把这么一片铜板焊下来可不是什么容易事。在美观的同时振华为难了自己。
测试总结:
这款电源就算没有任何特点,只有95.66%的效率,都是值得推荐的,实际上能把效率做到如此高其他部分也都会水涨船高。在2010年初,振华的出现让我们看到了整个DIY电源行业2011-2012年的技术发展前沿,而今天看到的这款电源让我们看到了2012年之后的发展水平,也许是2013年吧,这一点说不好,但可以肯定的是这又是一颗领先其他品牌1-2年的产品。
我所说的领先一部分是指在转换效率,另一部分是指在维持如此高的效率下成本可以控制在合理的范围,因为振华的这版白金牌已经在量产出货了。
我们还不知道这款电源的价格,振华又一次面对没有竞争对手的环境了,上一次他们把金牌电源的价格很实惠,这次不知会如何决定。
最后要透露的是如果您买不到振华这颗80PLUS白金牌,其实在80PLUS金牌中还隐藏着一款拥有白金设计的电源,他也许能帮您实现高转换效率的梦想。