超越金牌海韻,唯有白金海韻 力拔山河氣蓋世 LLC全橋諧振獨領風騷

 

 

自從2010年以來,在高階平臺的搭機零件組合中,海韻「X系列」電源供應器,一直是憨人胖達的口袋名單之一;兼顧靜音、用料及高轉換效率優點,讓一票金字塔頂端的玩家們讚不絕口。經過一年多的 沉潛累積,海韻電子這次

將更加精進扎實的技術,融鑄於新一代白金牌產品─”SeaSonic Platinum-1000”,企圖向市場宣誓︰唯有海韻,才是電源供應器領域的先行者。

 
 
 
 
■      散熱/靜音 兩全齊美
 
瞭解海韻精神的朋友都知道,海韻電子對於靜音的追求永無止境。以本次送測的SeaSonic Platinum-1000而論,若整機平臺功耗在300瓦以下(低於30%負載),則散熱風扇將進入無響模式,停止運轉;超過之後,則以低轉速靜音運轉,此時噪音控制於16分貝之內;而當平臺功耗超過500瓦時(高於50%負載),則風扇進入高轉速的散熱模式。這就是業界赫赫有名的三階段風扇控制設計(Hybird Silent Fan Control),保證了電源供應器運轉時的低噪音並兼顧高性能。
 
然而,部份玩家對於散熱的要求高過於靜音需求,在這個情況下,若平臺負載低於30%而使得風扇靜止不轉時,似乎並不為這些玩家所樂見。因此,海韻這次在Platinum白金系列中,添製了一個「風扇控制切換開關」,讓玩家們可以自由選擇S2FC(靜音+散熱模式)或是S3FC(無響+靜音+散熱模式)的風扇控制狀態;即使負載遠低於30%,亦可驅動風扇以低轉速靜音運轉,可說是兩全齊美。
 
另一方面,承襲X系列電源供應器的優良傳統,SeaSonic Platinum-1000同樣採用三洋電機的SanAce風扇,運作電壓12V、運作直流電0.19A、最高轉速2200RPM、最大風量70.6CFM,保證運作壽命40000小時。這顆風扇的特點在於採用了三個旋轉平衡支點(一般風扇只有兩個),大幅增加軸承工作壽命,海韻可說不惜下血本也要給玩家頂級用料。
 
圖 / 海韻創業界先河,提供三階段溫控模式以平衡靜音與散熱。
 
 
 
圖 / 三洋頂級雙滾珠12公分扇,型號是9S1212F404。出風處有擾流板,使散熱更流暢。
 
 
 
■      優雅細緻的EMI濾波保護整流電路
 
照往例,當胖達一收到測試新品時,「殺肉病」總是會情不自禁地發作;一切只為直擊內部核心全貌,完整傳達真相,滿足DIY玩家們的好奇心與求知慾。這次也不例外,由拆機現場,可以發現SeaSonic Platinum-1000在電源線接口插座背部,使用了一顆整合式鋁殼輸入插座作為一級EMI濾波側,初步將市電裡的高頻雜波加以過濾。
 
另一方面,筆者特別注意到主PCB板連接至總開關處,並非以傳統焊接方式處理;海韻改用模組式接線作工,因此SeaSonic Platinum-1000是一顆不用動焊槍,也能夠談笑間「完全殺肉」的電源供應器。對於有志研究或改造的朋友來說,極為便利。
 
經過一級EMI濾波處理,交流電流經二級EMI濾波側,主PCB板上的EMI抑制元件,主要由一顆差模電感、一顆共模電感,再加上兩枚X電容、四枚Y電容所構成。細細品味後可以發現,所有磁性元件繞線都極為扎實,整體設計對於降低電磁的傳導干擾與輻射干擾有大有裨益,比起以往胖達接觸過的高階電源供應器來看,SeaSonic Platinum-1000在兩級EMI濾波保護整流上,可說是箇中翹楚、作工極為優雅細緻。
 
圖 / 紅框內為兩級EMI濾波處理元件。白框內為繼電器、藍色框內為X電容、黃框內為Y電容、
灰色框內為差模電感、橘色框內為共模電感。
 
 
 
■      盛名之下無虛士 新元LL25XB60整流橋
 
臺電送到家中的交流電,首先經過電源供應器兩階段的EMI濾波之後,供電起點中的雜波與幅射干擾可說是被過濾得相當徹底。下一個階段,電流邁入SeaSonic Platinum-1000的整流橋元件內,將交流電轉變為直流電,再接手給主動式功率因素校正電路(APFC)進行處理。
 
俗話說得好,正所謂︰「英雄所見略同」,胖達近期殺肉的幾顆旗艦級電源供應器當中,日系大廠新元(Shindengen)電機出品的LL25XB60幾乎是不二之選;各大廠的RD們彷彿是達成共識一般,LL25XB60可說是眾望所歸。由於這顆整流橋具有low VF 低順向電壓之特性,因此功率損失相較一般凡品低上許多,有效提高整體電源效率。另一方面,LL25XB60最大耐壓600V,允許通過最高25A的電流,工作溫度在-55℃至150℃之間。但讓人更加吃驚還在後頭,SeaSonic Platinum-1000一出手就是重拳,用灑料式的手法堆上兩枚LL25XB60,合計最大允許通過50A的電流。
 
讀者們必需瞭解,以1000瓦額定功率來說,使用一枚LL25XB60已經是殺雞用上牛刀、綽綽有餘,超出額定功率甚多;何況一次用上兩枚LL25XB60,難道說殺一隻雞需要用上兩把牛刀?那九把刀豈不是只能殺4.5隻雞!(編按︰離題了…)
 
憨人推想,大概是SeaSonic Platinum-1000為了保證各種負載條件下,都能完美實現白金牌的嚴苛轉換效率,並保障至少七年以上的工作壽命與高效率,因此才一次用上兩枚整流橋。同時在LL25XB60本體側加裝了鰭型散熱片,由細節來看海韻電子的大氣用料、種種用心,都無疑讓這顆白金牌電源供應器的含金量可說是純到發光,讓筆者十分心儀折服。就像是︰《那些年,我們追的電源供應器》。(編按︰這次絕對沒有離題!)
 
圖 / SeaSonic Platinum-1000的電力規格及安規表
 
 
 
■      猛虎硬爬山 主動式功率因素校正電路(Active Power Factor Correction)
 
交流電經過整流橋後轉性為直電流,抵達PFC一次側。作為一款旗艦中的旗艦,SeaSonic Platinum-1000的主動式功率因素校正電路(APFC)具備全球通用全域電壓(Full Range)特性,毋需費心手動切換,自動偵測輸入電源的電壓,完美支援100V~240V交流電。
 
專心觀察海韻配料走線,可以發現整流橋旁邊的PFC電感,為直徑40mm的大型鐵鎳合金粉芯磁環電感,以雙路並聯分組繞製,同時以透明膠片和機殼之間加以隔絕,防止漏電的情況發生。
 
PFC電路上採用了兩片英飛凌(Infineon)出品之IPW60R099CP並聯。這對Mosfet以TO247封裝、600V耐壓、31A的電流,性能非常強悍。最令人吃驚得在於導通電阻參數值,竟然只有99毫歐姆!一般而言,高階電源供應器在這個部份的參數值大約是200~400毫歐姆,旗艦級電源供應器也都是保持在100~300多毫歐姆;海韻砸料式的手法,採用導通電阻值如此低的Mosfet,想必是下足了重本,如此氣魄在一片cost down成性的紅海中的確極為罕見。
 
此外,並搭配一枚CREE出品的C3D10060高壓碳化矽蕭特基二極體作為快速回復Mosfet之用;600V、10A的規格,即使用在2000W電源供應器上都嫌綽綽有餘,對千瓦級產品來說簡直是大材小用了!另一方面,在整流橋和PFC開關散熱片之間的散熱片群組上有四個Mosfet,這個部份則採用了英飛凌的IPP60R190C6,650V耐壓,最大耐20.2A電流,以兩個為一組,兩路開關交替導通,組織成為全橋架構。而SeaSonic Platinum-1000的APFC電路中,最引人注目的莫過於採用了三顆日本化工出產的KMR系列高壓電解電容,每顆耐壓420V、耐溫105℃、耐容330Uf,這三顆精實小鋼炮攜手並聯,APFC電容總量等效990uF,容值功率比接近1︰1,配得起「海闊天空」的評價。
 
而隱身幕後,運籌帷幄,將APFC電路各元件整合起來,以CCM(continous current mode)平均電流模式控制的幕後功臣,則是ONSEMI NCP1654B;運作頻率為65Khz,能夠在相對較低的頻率下進一步提昇SeaSonic Platinum-1000轉換供率,達到99%的終級境界,為白金認證的奪得可說是功不可沒。
 
圖 / 紅色框為英飛凌IPW60R099CP;藍色框為CREE C3D10060高壓碳化矽蕭特基二極體;
綠色框為日本化工KMR系列高壓電解電容。
 
 
 
■      欲與天公試比高海韻LLC諧振全橋架構(LLC Full-Bridge Resonant Converter)
 
市面上許多產品,同樣都是通過白金牌認證,同樣都是LLC諧振拓樸,但是全橋架構(full-Bridge)硬是高出半橋架構(half-Bridge)一截。兩者主要的差距在於半橋開關結構較為簡單,成本上較為低廉,相對上電流雜波較多,電源動態相形之下也較為失色;全橋架構則不然,成本更高、結構相形複雜,但也同時克服了半橋結構不足之處,表現上因此更上一層樓。因此,如果說LLC諧振架構(LLC Resonant Converter)是當今家用電腦中,電源供應器領域裡轉最為先進的電源架構,那麼LLC諧振全橋架構(LLC Full-Bridge Resonant Converter),絕對是制霸這個架構中的王者。
 
SeaSonic Platinum-1000透過CM6901控制IC產生的LLC驅動訊號,通過一顆脈衝驅動變壓器,向一次側的四片全橋LLC Mosfet傳遞驅動訊號,關於這顆控制IC的特性,胖達在上一期行家出手單元中有詳盡的介紹,有興趣的朋友不妨翻閱。
 
SeaSonic Platinum-1000通過四片英飛凌CoolMos C6 IPP60R190C6 Mosfet,再從PFC電容中抽取出電流驅動LLC諧振電路,相對於LLC半橋架構,LLC全橋使用了兩片Mosfet在整流期承受高壓,承受電壓應力的能耐更強,對於千瓦級功率之白金牌認證的奪取,可說功不可沒。另一方面,SeaSonic Platinum-1000諧振電路變壓器,採用了更加厚實的ER42磁心(magnetic core),降低高RMS諧振電流下的磁通密度,有效減少鐵損(core loss);初次級繞組皆採用利磁線繞組,大幅減緩集膚效應(skin effect)所導致的銅損,對於效率的提昇亦助了一臂之力。此外,LLC諧振電路上有一顆牛奶糖形狀的藍色諧振電容器,規格為68nF / 630V,材質為金屬化聚丙烯薄膜,具有自回復特性;諧振電感則是SeaSonic Platinum-1000另一個突破性的進化點,獨立採用了小型PQ3220磁芯電感,摒棄常見諧振電感與主變壓器磁整合的省錢方案,由這件「最重要的小事」可以發現,海韻電子為達成頂尖品質與頂尖效能,砸錢下重料,一點也不手軟!
 
圖 / 藍色框內為兩級EMI濾波側;綠色框內為新元LL25XB60整流橋;黃色框內為APFC電路;
紅色框內為LLC諧振電路;灰色框內為12V整流濾波電路;橘色框內為5Vsb/-12V整流電路;
紫色框內為5Vsb/3V DC to DC整流電路。
 
 
 
SeaSonic Platinum-1000將家中市電轉換成電腦零件用直流電的旅程︰
 
100V~240V交流電→兩級EMI濾波側→整流橋→APFC電路→LLC諧振電路→12V直流電→DC TO DC模組→5V/3.3V直流電。
 
 
■      海韻二次側整流進化論
 
電流通過一次側LLC諧振全橋後,將電流轉性為高壓脈衝直流電,透過相對應的變壓器轉換後,輸出平臺所需之電壓;此時,只要再經二次側整流,即能成為電腦零組件運作所需要的直流電。
 
SeaSonic Platinum-1000在這個部份埋下兩路重兵,以CM6901指揮官提供SR輸出控制,每路以四片英飛凌最新Optimos三代BSC018N04LS並聯,進行同步整流。這片最新科技,耐壓40V、每片可傳輸100A大電流,導通電組最高1.8毫歐姆,這些同步整流管皆以PG-TDSON-8封裝,D級做為散熱片直接焊在PCB板上,相對於他廠旗艦電源以T0-220封裝,更能減緩熱損。因此海韻匠心獨運,將這部份設計到PCB板背部,利用導熱膠貼,進行雙向式被動式散熱;因此,整個架構具有極低的導通損耗,完美實現整機超高轉換效率,同時常保關鍵元件之壽命。
 
另一方面,為了降低大電流長時間通過PCB累積過多廢熱的情況發生,一般高階電源大多採取PCB大量敷錫手段加以解決,SeaSonic Platinum-1000直接焊上許多長條柱狀純銅金屬條,作為更有效率的散熱手段;類似的手法我們可以在一些高階顯示卡上看到,但在電源供應器上極為罕見。憨人胖達大膽推測,這應該是海韻將生產製程作了相當程度的自動化昇級,才能淬煉出如此登峰造極的絕品,可以稱得上是白金中的白金。
 
圖 / 紅色框內為英飛凌BSC018N04LS,以四顆為一路。橘色框內為長條柱狀純銅金屬條,在高階顯卡
上也能覷見其身影出沒,但在電源供應器上並不常見。此外,藍色框內的巨型散熱片,也是極為豪氣
的作法,常保元件涼爽、延年益壽。
 
 
 
圖 / 海韻匠心獨運,以導熱膠貼合熱源,利用比熱差與大截面積之優勢,進行雙向式被動式散熱。
 
 
 
■      5V / 3.3V Conveter 演譯DC TO DC的真善美
 
我們在前一期雜誌中討論到傳統電源對於5V和3.3V的處理手法,對於周邊元件有時難免造成傷害;同時,也提到DC TO DC Conveter是走在時代尖端的設計方式。身為電源科技的領航員,海韻電子理所當然在旗艦產品Platinum-1000採取了DC TO DC的設計,是以電源供應器中的5V和3.3V是由12V輸入後,經過DC TO DC處理後所輸出。其中DC TO DC電路控制IC為APW7159,實現了兩路交互式BUCK控制功能,5V和3.3V各自採用了三片Renesas RJK0332DPB,每枚最大耐壓30V,最大耐電流30A,通態電阻為3.6毫歐姆,並以一上兩下的開關組態組成Buck電路。值得一提的是,這部份Mosfet由前一代海韻名作X系列的D-pak方式進化為LF-pak封裝,使得引腳ESL更小、性能更強;同時降低熱損,只能說強中自有強中手。X系列電源神砲的桂冠,看來是該讓給Platinum-1000了。
 
另一方面,5Vsb待機電路採用了小功率EF20變壓器;控制IC方面則用了和X系列系出同門,採用英飛凌CoolSet智慧型PWN功率IC IC2QR4765;5Vsb待機二次側為CLC π型濾波,同樣從善如流採用了日本化工KZE級電解電容。整體來看,只能說海韻的白金牌有非常大的進化;絕對不像有些不負責任的廠商,把金牌架構隨便堆個料認證後再拿出來賣。由此而論,海韻的研發人員,的確十分的可靠、用心,值得消費者多多給予掌聲。
 
圖 / 模組化連接埠側,兩組DC TO DC電路產生5V及3.3V電壓,並焊上了不少日本化工所出品的固態電容。
 
圖 / 這是模組化連接埠側的背面,可以發現海韻獨家專利的DC TO DC電路與主PCB版之間的連接走線設計。
 
 
 
■      谷澤…超越你的天才終於出現了…..
 
憨人還記得念國中的時候,班上的同學都不愛算數學;但不分男女,都非常投入著迷於井上雄彥《灌藍高手》的連載中。還記得當連載到湘北在全國大賽遇到三連霸冠軍山王工業,狐狸流川楓和紅髮和尚櫻木花道,雙雙跨越瓶頸,突破那個叫澤北還是北澤的嗆秋球員防守。那一幕,不知道有多少讀者淚流滿面,心中跟著安西教練一起吶喊︰「谷澤…你在天上看到了嗎?超越你的卓越天才終於出現了…..」。
 
當胖達花了無數時間、心血,完全摸透這顆電源的一切時,不禁邊寫邊浮現了上述的回憶。是的,雖然X系列還沒死,所以也不在天上,因此各大通路都買得到;但是,超越X系列的卓越天才已經出現了!下一幕,櫻木閃過眾人,在空中飛躍著,將要強力灌籃的那一刻,安西教練接著說︰「而且…還是兩個……!!」。是的!所以,超越X系列的天才也有兩顆,一顆是這期所介紹的Platinum-1000,那麼,下一顆又是何方神聖?就讓我們下一期在新品報導中,拭目以待。(To be continued…)
 
圖 / Seasonic Platinum-1000的監控模組,上面的主IC是PS232F,提供四路12V、5V、3.3V的過電
流保護、電源管控,等其他保護功能。
 
 
 
圖 / 這才是真正的「開箱文」(把機箱脫光光),憨人胖達的完全殺肉實錄,在此告一段落,後會有期。
 
 
 
規格
 
最大輸出功率
1000W
80PLUS認證
白金牌
+12V設計
四組
接線設計
全模組化
電源線
主機板×1、CPU×2、PCI-E×3、SATA/IDE×5
接頭數
主機板20+4pin×1
CPU 4pin×1、CPU EPS 8pin ×1
PCI-E 6+2pin×6
SATA×11、大4pin×8、小4pin×2
體積深度
19 cm
風扇大小
12 cm
保固
七年保固
 
 
廠商名稱 海韻電子工業股份有限公司
網  址 www.seasonic.com
聯絡電話 (02)2659-0338

 

 

臉書留言