看得小编动了心!测1200瓦航嘉X7电源

2011年02月18日00:13  来源:泡泡网 作者:卓克
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  泡泡网机箱电源频道2月18日 我又遇到了一个让人头疼的电源,因为它的功率超过了950瓦(我们测试的上限),航嘉的X7 1200像悍马一样开来了,快给它腾出地方!

  

  航嘉 X7 1200电源包装

  说它简洁不为过

  箱子里的东西

  包装盖上信息

  包装整体都是黑黑,在盖子的内侧有非常详细的特点介绍,而且很多都是技术性很强的内容,比如“交错式PFC、移相全桥”,但是我相信买这颗电源的人应该多少对这些有所了解,不了解怎么办,看网上的评测吧。

  很不一样的外观

  悍马风格的外观

  外壳颗粒感很强

  21cm的身材已经算最长了

  宽大的散热孔

  散热开孔较大,这些可能对电源通过辐射类型的EMI测试提出更高要求,交流电接入口采用C19/20类型,使用这种接头的电源往往有很大功率。在接口旁边是交流电的开关,这么高端的产品当然不能少了它,设计得也挺漂亮。

  买电源的人没有设备测试,不能打开外壳,能参考的只有参数标签,一个规范的参数标签往往预示着它在设计和生产中也很规范。

  我们首先看电源型号:X7 1200,再看电源额定功率:1200瓦,两者一致,没有在标签上做小动作。第三看12V输出能力,1188瓦,几乎就是额定功率了,很足量,而且分了6路!对于12V是不是应该分多路,仁者见仁智者见智,如果是1200瓦,我个人觉得还是需要分,不然如果过流保护起效就要上百安培,让人感觉形同虚设。但是我又不建议分太多,3路就好。

  第四看3.3V和5V的输出,140瓦足够了,我相信标注到200瓦也没问题,只不过这些路标低些更容易在效率测试中占优势。5V的待机3A,不算大。

  电源参数标签

  在电流参数下面还有一个表格,展现了电压在不同功率点下的转换效率,而且很具体的给出了数值,这个表格下面是各种认证,第一个80PLUS的金牌认证的颜色有些偏红,很多玩家都见识过“橘红色80PLUS金牌电源”的表现,所以航嘉一定要改得更金一些。

  在图片右上角露出了防伪标签,这个很重要,凡是正品的航嘉都会有,前些天测试的假冒航嘉冷静王爆炸时也提到了这个标签。总的来说参数标签可以标注到这个程度不但规范而且非常详细,航嘉也是国内少数几个能在参数标签上做到规范的厂商,值得别家学习。

  可插拔式接口

  可插拔接口合理的安置了6个,说合理是指数量上,看来航嘉很清楚高功率电源如果想炫耀自己的可拔插设计,会给出线带来麻烦,这样做的刚刚好。显卡的是蓝色,其他的是黑色,黑色接口专门设计了防呆,不是航嘉的6PIN模组线差不进去的,这一点航嘉考虑得很细致,其他品牌的电源6PIN接口基本都能随便插入各家的6PIN模组接口,相当的不安全。

  原生线材和可插拔线材

  可插拔线材

  凡认真理线的人都更喜欢一条线上带两个PCIE接头的设计,因为这样增加一张显卡只用增加一条线材,理线时就怕线太多啊。航嘉就是这样设计的,所以可以方便的用4根线接4个显卡。

  线材长度表

  最后来看线材长度表格,1200瓦一共10根线,航嘉在有意识的避免线材过于拥挤的情况出现,而且2个CPU供电、8个GPU供电、8个SATA供电、5个PATA供电也可算足够。在线材规格上除了可插拔的PATA线用了18AWG规格,其他都使用16AWG,比Intel的建议还要好一个等级,非常赞!

  如果苛刻要求的话,PATA接口少一些,风扇会常用到,风扇控会特别希望多一些PATA口。另外一点是线材都是由50cm起始的,对全塔机箱来说走背线不太方便。

  我们从静态负载的测试看起,起始负载为150瓦,不光因为它的功率本身很大,也因为在100瓦以下时输入功率和PF值跳变幅度太大了,无法读数。玩家堂的编辑也和我讨论过这个问题,他们那里在110V输入电压下没有这个问题,但是220V下也和我这里的情况类似,难道是交错式PFC的工作模式切换点?

  

  静态负载测试结果

  基于此原因平均转换效率项空缺,因为在低瓦数时转换效率往往较低,缺少这些数值时取平均值,会造成这个产品成绩偏高。

  12V电压变化

  5V电压变化

  3.3V电压变化

  很遗憾,1200瓦,没有那么大负载仪,但是正好有一个可以对比的电源:HCP1200。虽然航嘉X7 1200的稳定性比之前测试的一些电源都好,但还是比不过电压超级稳定的HCP1200。而且对比中X7还占了一些便宜,因为HCP1200测试时的起跳功率是50瓦,它变化区间更宽。

  转换效率变化

  转换效率的最高值刚刚超过90%,250瓦(很接近20%的负载)时87.6%,满载时虽然没有测,但可以看出效率维持得一直很高。如果您熟悉80PLUS金牌在效率上的要求会发现这颗电源在数值上都过线,但是输入电压是220V的。

  PF值低负载时偏低,不过整体表现正常

  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。

  满载下3.3V输出纹波15.7mv(上限50mv)

  满载下5V输出纹波17.7mv(上限50mv)

  满载下12V输出纹波38.0mv(上限120mv)

  在950瓦输出时各路输出的纹波基本只有规范上限的三分之一,如果和HCP1200比,5V纹波更低,12V纹波稍高,两人表现基本持平。

  动态负载下电压浮动值测试

  图中的八个测试点对应下面的八张示波器截图,动态测试还需要积累更多电源的数据才能把他们之间的好坏体现出来,建议先参看下面的文章,有助于理解下面的动态测试,总之这八个数值都是越小越好。

  《帮助你了解电源(11):电源评测10看点》

  《帮助你了解电源(12) 泡泡动态测试8问》

  《提供读者正确信息!泡泡电源测试方法》

  动态负载中浮动值大小

  200Hz 5V动态浮动值 200Hz 12V动态浮动值

  2000Hz 5V动态浮动值 2000Hz 12V动态浮动值

  5000Hz 5V动态浮动值 5000Hz 12V动态浮动值

  10000Hz 5V动态浮动值 10000Hz 12V动态浮动值

  动态负载下电压实际值测试

  在两个负载间快速变化时,电压值的波动会很明显,每当负载突然上升时,电压会下降;每当负载突然撤掉后,电压还会恢复回去,在恢复时甚至还会出现恢复过头的情况。

  在反复折腾中电压值上上下下跳变,好的电源跳变的幅度小,但无论如何跳都不能超过电源规范中的规定。

  下面的图需要竖着看,左边第一个蓝色点是200Hz动态下12V输出的最高值、左边第一个红色点是200Hz动态下12V输出的最低值;左边第二个蓝点是2000Hz动态下下12V输出的最高值,左边第二个红色点是2000Hz动态下12V输出的最低值;以此类推,下一张5V电压的跳变也就可以理解了。

  每张图表最上和最下一条线实际就是电源规范中的上下限,所以您看到的蓝色和红色曲线不超过表格区域,就说明它合格。

  动态负载中12V的最大值、最小值

  动态负载中5V的最大值、最小值

  波动的浮动已经在前一项测试中体现了,这里我们只需要看有没有超过电源规范的数字出现。电源在动态测试中12V和5V电压都没有超标,具体动态参数的设置各位可以参考《动态测试参数设置》图表下面的示波器截图只为提供真相。

  200Hz 5V实际值 200Hz 12V实际值

  2000Hz 5V实际值 2000Hz 12V实际值

  5000Hz 5V实际值 5000Hz 12V实际值

  这次测量动态负载的实际值时加上了470uF的固态电容。点击图片查看细节。

  环路响应时间测试

  测试结果

  12V输出 200Hz下动态负载到来/撤去

  12V输出 2000Hz下动态负载到来/撤去

  5V输出 200Hz下动态负载到来/撤去

  5V输出 2000Hz下动态负载到来/撤去

  以上这8个图均是为了提供真相用的,他们的具体时间都经过计算后写在表格里了,之后还会测量环路第一次把电压拉回均值的时间,这个对反应时间来说也很重要。

  这款电源的结构和之前的X7 1200很类似,采用了UCC28070控制的交错式PFC电路+UCC3895控制的移相全桥开关结构+12V同步整流+3.3V和5V的DC-DC降压变换。

  电源内部结构

  虽然电源功率有1200瓦,但是身长21cm,在PC电源中可算最大,相比我们见过的其他大功率电源,元件分布明显更均匀,充分利用了主PCB板上的所有空间,这个电源的设计中还有很多亮点,之后慢慢看。

  一级EMI滤波

  二级EMI滤波

  在EMI滤波上一共使用了两个共模电感、三个X电容、两对儿Y电容。一个MOV和一个保险管,MOV和保险管都套上了热缩管,处理很到位,差模电感没有,可能是利用了其他线圈的漏感。

  继电器

  为了让防止浪涌的器件尽快恢复温度状态,加入继电器是很重要的,在开机的浪涌过去后,继电器把它旁路掉,这样下次开机时浪涌防护依然可以立刻起效。

  超大规格的整流桥

  两枚整流桥背靠背安装在散热片上,品牌很好,日本新电元的LL25XB60,耐压600V,可传输电流25A,假设转换效率为89%,即便在115V电压下也能保证电源输出5000瓦的功率,当然,留出这样足的量也是为了减少损耗提升效率。

  两颗硕大的主电容

  主电容是日本化工的,航嘉对此非常自豪,因为市场中不论功率多大,还没有容量如此之大的主电容出现在电源中,两个560uF,并联后等效1120uF,耐压450V,耐温却是85℃,和之前那么高端的参数不协调,不过别急,据航嘉说送测产品时因为供货商缺货,所以只能暂时用85℃的产品补缺,正式出货时使用的都是105℃。

  PFC升压电感

  X7 1200使用的是两套PFC电路,两套的相位正好错开。 交错式PFC由此得名。

  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。

  输出电流的纹波

  上图画出了两组升压电路输出的电流,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,电流的纹波减小,对电容的压力会小一些。

  PFC控制器

  PFC开关管

  PFC开关管使用英飞凌的IPW60R045CP,耐压650V,导通电阻45mΩ,可以传输44A电流,此外碳化硅肖特基管是IDH12SG60C,都是性能很好的元件。

  由于电源的尺寸是固定的,而增加输出瓦数会导致元件体积变大,解决矛盾的方法就是提高开关频率,这样变压器、滤波的电容、储能的电感体积都可以相应减小。

  控制器比较复杂

  开关管每次在开/闭都会损耗固定的能量,所以Mosfet的开关频率与它导通关断时的损耗成正比,当如果能控制开关在电压为零时导通就会把开关的损耗几乎降低到零,于是提高密度,提升转换效率的目的就达到了。

  特殊的变压器

  变压器的体积比常见的小了很多,这和电源开关频率高有关系,但更多的设计细节和优势我也讲不出,如果只从散热的角度看,它周围的空间显然不那么拥挤。

  同步整流

  同步整流采用了6颗仙童的FDP047N10,3颗并联做上桥,3颗并联做下桥,100V耐压,导通电阻3.9mΩ,可传输116A电流。这种方式相比采用肖特基整流的设计来说可以大幅度提升转换效率,一是因为同步整流时也可以做到零电压开关,二是因为导通时电阻非常低,只有几毫欧。

  12V输出滤波

  3.3V和5V的处理

  3.3V和5V的处理采用12V降压的方式,一是可以大幅度提升3.3V和5V的转换效率,二是可以让12V、5V、3.3V的交叉调节能力达到最优。DC-DC的开关采用3枚德州仪器的CSD16321Q5C Mosfet,一个上桥两个下桥,耐压25V,导通电阻2mΩ,可以导通100A电流,不论是同步整流还是这里的Mosfet,功率余量都非常大。2枚固态电容做输入滤波,2枚固态电容做输出滤波,均是日化470uF的。

  这款电源不但在变压器的设计上很独到,输出方式上也有亮点,虽然只有部分线材可插拔,但是所有线材都从可插拔PCB板上输出。

  每一根线都做了绝缘处理

  为了增强散热,在双层的PCB上还开了一些热孔,在铺铜也不足以达到散热要求时,除了加散热片就是加热孔了。

  地线的处理方式

  12V的处理方式

  看到这里可能各位能了解为什么整张PCB为什么元件布局均匀了,因为在二次侧没有过于拥挤的线材,这些线材不但会占用空间,还会阻碍空气流动,其下的那些滤波电容和电感也会因此比较热。

  我们也测试过其他千瓦级别的电源,来对比下下图,数不清的线材团在这里,一些电容甚至也会被压歪。

  其他大功率电源的线材

  PCB背部做工

  这张PCB采用双面沉金的材质,大量采用了贴片元件,要通过大电流的铜片位置也蘸到很多锡,并且看不出手工的痕迹,航嘉在做工方面的水准超过台系绝大部分厂商,国内厂商的更不必提。板子上非常干净,没有一丝助焊剂的残留。和我们前一阵子测试的HCP1200(台达代工)的做工处于同一水平。

  很多玩家心中的航嘉以出货量最大的国产电源品牌形象出现的,确实没错,但我还要补充一点:航嘉X7系列电源的水准完全有能力竞争高端DIY电源王者的宝座

  测试结果汇总

  能同时做到电源拓扑先进、性能出色、做工不次于台达、自主设计几点非常不容易,航嘉这颗做到了。线材方面竟然绝大部分都采用了16AWG的规格,比Intel建议的还优秀一个档次,可以接4张显卡,多高端都可以。

  价格是另一个亮点,虽然按打分规则看只是C+的水平,但要知道,其他1200瓦电源如果拿来打分可能都要E、F这样的成绩了,毕竟1777元不是小数目,但对同级别80PLUS金牌 1200瓦电源来说还找不出更便宜的。

  因为刚刚测试过HCP1200,所以简单对比可以发现X7 1200在电压稳定性和转换效率上略逊一筹,动态负载下的浮动值明显的小了很多(越小越好),环路反应时间在12V上比HCP1200要快一倍,5V上相当。此外动态的4个频率下只有轻微的啸叫,离开2米外很不明显,对大功率电源来说很不容易,这点上HCP1200就完全不是了。

  不足的地方也有,比如线材的基础长度是50cm,这么大的电源很可能装在一个全塔机箱内,所以CPU供电线一定要足够长才行。此外效率虽然不低,但相比其他80PLUS金牌来讲还是有提高余地。

  总之,如果是自己掏钱买1000瓦以上的电源,不会在X7 1200和海盗船AX1200之间犹豫,因为它实在太便宜了。但如果是有人白送我的话,肯定要犹豫很久的。至于HCP1200嘛,还要看改进后的情况再说。

  各位也可以看到表格中还有一些选项没有填满,从这颗电源后的每一个测试我们将把他们填满。

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