Quantcast
Channel: 電腦王
Viewing all articles
Browse latest Browse all 6062

1300W 塞進 17 公分身軀,Seasonic PRIME Gold 電源供應器追逐自我極限

$
0
0
筆者多年前曾經拆解破千瓦輸出規格電源供應器,當時設計概念相當地土法煉鋼,內部直接塞入 2 套系統各自負責一半輸出功率,使得體積也變得 2 倍大。時至今日 Seasonic 海韻電子旗下的 PRIME Gold 系列即將推出 1300W 瓦數規格,提升輸出能力又維持產品原來體積。

HEDT 改朝換代催生高瓦數需求

今年 Intel 將旗下 HEDT 平台一舉提升至最高十八實體核心的 Core i9-7890XE 處理器,TDP 規格高達 165W,實際耗電量不容小覷。敵對陣營 AMD 今年也正式推出 Zen x86 微架構重返榮耀,除 Ryzen 以外更一舉攻上 HEDT 市場推出 Ryzen Threadripper,1950X 具備實體 16 核心與 180W TDP,同樣是個吃電怪獸,遑論這些多核心處理器超頻加電壓後的電力需求。

縱使 AMD 與 NVIDIA 都逐步緊縮 3 張顯示卡以上的串聯運算功能,頂級顯示卡的耗電量依然居高不下,高輸出瓦數需求仍在,單張 TITAN Xp 以及 Radeon RX Vega 64 官方規格要求搭配 600W 與 750W 電源供應器,Radeon RX Vega 64 水冷版更要求 1000W 以上。另一方面則因應礦場礦工們的運算需求,使得今年各家電源供應器廠商按照更新節奏,逐步推出轉換效率更高的產品之外,大功率輸出產品更有一席之地。

Seasonic PRIME 1300W Gold 規格

  • 尺寸標準:ATX(深度 170mm)
  • 輸出功率:1300W、80 PLUS Gold
  • 散熱風扇:135mm、液態軸承
  • 接頭:ATX 20+4pin、ATX/EPS 12V 4+4pin x 2、PCIe 6+2pin x 12、SATA x 14、Molex 4pin x 5、Berg 4pin x 1

PRIME Gold 先行推出 1300W 版本

Seasonic 海韻電子旗下最高階市售電源供應器設計現為 PRIME 系列,再依據部分用料調整差異,分離出 80 PLUS 轉換效率 Titanium、Platinum、Gold 等不同版本進行銷售。PRIME Platinum 以及 PRIME Gold 先前最高規格僅推出 1200W 版本,而本次評測的版本為 PRIME 1300W Gold,以 PRIME 1200W Gold 設計為基礎的加強版本。


▲盒裝外觀採用與產品名稱相呼應的金色亮面設計。


▲包裝內部零組件一覽,除了包裹電源供應器的絨布袋之外,額外附贈 1 個不織布束口袋放置暫時用不到的模組化線材。


▲淺白色透明夾鏈袋內容物一覽,包含一次性綁帶與魔鬼氈束線帶。


▲配件包含 Molex 4pin 轉 2 個 SATA 電源接頭線材,以及 1 個把 PS_ON 短路至接地的測試小配件,能夠讓電源供應器直接啟動運作。

輸出功率提升了 100W,電源供應器本體外觀倒是沒有什麼變化,側邊依然沖壓 PRIME 系列獨有的跑車進氣壩開孔,並以金黃色印上該系列與廠商的標誌。風扇進風口與出風口採用同款式蜂巢狀設計,只是出風口的開孔明顯比進風口為小,此舉可防止一些昆蟲或是小動物誤闖導致電腦運作不正常。

PRIME Gold 風扇進風口ㄈ字形沒有塗裝特別顏色,而是與機身相同的霧面黑。出風口依舊安排斷電開關與金屬銘牌,銘牌標示 100~240VAC 寬輸入電壓,一旁則是風扇運作模式切換鈕,按鈕浮上時於輕量負載將關閉風扇,採用被動式散熱。按鈕壓下則取消此機制,輕載時以最低轉速運作。


▲PRIME 1300W Gold 進風處僅使用金色印刷裝飾,身材維持 170mm 深度(長度)不變。


▲側邊沖壓進氣壩外觀,並印上廠商與該系列標誌。


▲散熱出風口依然安排風扇運作模式按鈕以及電源開關,金屬銘牌指示本款為 100~240VAC 寬電壓輸入。


▲模組化插座同樣以金黃色字樣標示各組插座用途。


▲+12V 輸出功率等於本產品最大輸出功率,+5Vsb 則一律為 15W。

主要線材鍍金強化

1300W 功率輸出並不是個小數目,使用者必定會接上較為耗電的零組件,因此在 ATX 20+4pin、ATX/EPS 12V、PCIe 6+2pin 等主要線材均鍍上一層黃金以及加裝編織網,鍍金可避免生鏽導致接點電阻過大,通過大電流時產生廢熱造成接頭融化短路。本款附屬的 PCIe 均使用單一線材配備 2 個 6+2pin 插頭,共有 6 條 12 個插頭,能夠連接多張顯示卡,或是連接至高階主機板 PCIe 插槽輔助供電。當然,有一部分也是迎合礦工才設計得如此豐富。


▲ATX/EPS 12V 4+4pin 共有 2 條模組化線材。


▲PCIe 6+2pin 為 6 條 12 個插頭,應付礦場礦工需求。


▲ATX 20+4pin 部分接點同時接上 18AW 和 22AWG 線材,以便應付更大的電流需求。


▲主要線材接點均鍍金,避免長期使用後氧化生鏽。

多數模組化線材均使用 18AWG 規格電線,僅有少數如 Berg 4pin 轉接線材,或是 ATX 20+4pin 訊號傳遞線材才會改用 22AWG。為了避免大電流壓降或是線材發熱熔毀,ATX 20+4pin 較為吃重的部分甚至安排 18AWG 加上 22AWG 同時傳遞電壓電流,SATA、Molex、Berg 等其餘線材與插頭安排請見文後圖表整理。


▲SATA 電源安排 3 條共 12 個插頭,插頭均為刺破型與線身相交 90 度。。


▲Molex 4pin 按照 Sea Sonic 傳統,給予 1 長 1 短共 5 個省力插頭,Berg 4pin 則由轉接線提供。


▲線材長度以及規格一覽表。

 

(下一頁:內部結構與用料分析)

PRIME 一脈相承的內部結構

近來中、高階產品電源供應器的內部結構,均走向一次側 LLC 諧振加上二次側 SR 同步整流 +12V,再透過直流轉換將 +12V 變成 +5V 和 +3.3V,除了轉換效率較高較環保之外,對於現今電腦零組件輕載和重載之間的巨大用電量差異,也有比較好的調整適應能力。並以不同零件的導通電阻參數,切割出不同轉換效率產品。

若以 Seasonic 旗下 PRIME 和 FOCUS 系列相比,雖然內部結構大致趨近一致,但是 PRIME 在用料和作工依然高出一截,譬如 PRIME 市電輸入插座後方金屬層屏蔽、市電進入主要電路板使用插座連接、二次側同步整流加強散熱、模組化插座具備更多的固態電容以及加裝積層陶瓷電容等。


▲PRIME 1300W Gold 內部電路一覽。

市電輸入後,直接在電源線插座焊上 1 片小型電路板,外層採用金屬屏蔽無法窺視內部,應該具備 Cx 電容、保險絲以及斷電後的洩放晶片,之後火線與水線纏繞 1 個磁環並透過插座銜接電路板,再經過壓敏電阻進入一階 EMI 濾波的共模電感以及二階 EMI 濾波電路。


▲輸入插座後方電路板使用金屬屏蔽,黑色熱縮套包覆部分為火線和水線纏繞的磁環。


▲部分一階 EMI 濾波電路與二階 EMI 濾波電路,右方黑色熱縮套內部包覆壓敏電阻吸收電壓突波,Cx 電容套上磁環抑制 EMI,接地線路額外以金屬條加強電流承載能力。

EMI 處理完畢便進入整流與 APFC 階段,橋式整流器使用 2 個 Vishay LVB2560 並聯夾住 1 片散熱片共同分擔輸入電流,APFC 電感額外以絕緣耐熱膠帶夾帶金屬層包覆,2 個功率電晶體和 1 個蕭特基二極體分別採用 Infineon IPB60R125CP 和 ROHM SCS110AG。輸入 Nippon Chemi-Con 680μf 和 470μf 105℃/400V 高壓電容之前,也沒有忘記裝設負溫度係數電阻降低浪湧電流,開機後以繼電器切斷該電阻,降低電能耗損與維持頻繁開關機的保護能力。


▲右側 2 個橋式整流器夾住 1 片散熱片,共同分擔輸入電流,左側 APFC 電感額外以金屬層包覆。


▲由右至左分別為 2 個功率電晶體、蕭特基二極體、繼電器、負溫度係數電阻。


▲本款以 1 個 680μf 和 1 個 470μf 高壓電容負責一次側儲能工作。


▲APFC 處理區域以絕緣耐熱膠帶夾帶金屬層包覆 1 片電路子版,應為 Champion CM6500 APFC 控制晶片。

本款為 LLC 諧振全橋電路設計,全橋需要使用的 4 顆 MOSFET 以兩兩分組的方式夾住 1 片散熱片,透過變壓器傳遞能量至二次側 8 顆 Nexperia PSMN2R6-40YS MOSFET 進行同步整流。經過數顆 Nippon Chemi-Con 固態電容與電解電容組合而成的 CLC 濾波之後,一方面供應至模組化插座 +12V,另一方面進入 +5V/+3.3V 直流轉換子版,轉換後同樣經過 CLC 濾波輸出。


▲LLC 諧振全橋電路控制晶片 CM6901T6 安裝於獨立子版。


▲LLC 諧振全橋電路轉換區域。


▲同步整流 MOSFET 放置於電路板背面,採用 8 顆 PSMN2R6-40YS


▲二次側 MOSFET 與電源供應器外殼之間安排導熱墊。


▲電路板正面以螺絲加裝鋁質散熱片,下方即為 +12V CLC 濾波電路。


▲+5V/+3.3V 直流轉換子版,圖中也可觀察到模組化插座電路板具備積層陶瓷電容,用來降低電壓漣波。

+5Vsb 由 Leadtrend LD7750R PWM 控制器負責,採用 1 顆功率電晶體 STMicroelectronics STF6N65K3,後方安排變壓器與 CLC 濾波,供應 +5Vsb 3A 電流輸出以及其它零組件運作時的電力需求。邊緣處以電路子版方式安排 Weltrend WT7527V 電源供應器監控晶片,處理開關機訊號以及過電壓、低電壓、過電流、過溫、短路等保護機制,過功率則直接由 CM6901T6 負責。此外 +5Vsb 轉換區至模組化插座之間還有 1 小片電路子版,由 +12V 轉換生成 -12V。


▲LD7750R PWM 控制器負責 +5Vsb。


▲+5Vsb 轉換處理區。


▲WT7527V 電源供應器監控晶片。


▲-12V 電路子版。


▲模組化插座電路板直接嵌入主要電路板,並以金屬條傳遞電流,還安排多顆固態電容進行最終的儲能濾波工作。


▲散熱風扇 Hong Hua HA13525H12F-Z,直徑 135mm,採用液態軸承。

 

(下一頁:上機量測電壓浮動)

電壓穩定不浮動

筆者手邊並沒有能夠撐起這麼多耗電量的零組件,因此特地向 GIGIABYTE 商借 X299 AORUS Gaming 7 主機板,用來裝設 Intel Core i9-7980XE,顯示卡部分則是使用 2 張 AORUS GeForce GTX 1080 Xtreme Edition 8G 顯示卡進行串聯運算,並使用 AIDA64 同時對 FPU 和 GPU 進行加壓穩定性測試,滿載時由電源供應器市電輸入端使用變電家量測,約在 679W~685W 左右變動,離這款產品滿載還有段差距,而進入 Windows 10 桌面待機時的耗電量約為 90W~91W 左右。


▲測試平台待機與燒機時的耗電量。(左方為待機,右方為燒機)

開機後進入 Windows 桌面待機,此時各部分電壓量測值為 +3.32V、+5.04V、+12.14V~+12.15V,+3.3V 和 +5V 完全不會上下浮動;燒機時各組電壓紛紛呈現些微上升趨勢,分別為 +3.36V、+5.08V、+12.21V,3 組電壓相當穩定。雖說可能是接近 700W 的負載量對於 1300W 電源供應器負擔只有一半左右,但電壓穩定沒有跳動也是高品質的表現,輕載與燒機之間的電壓變化幅度僅有 1.2%、0.8%、0.6%。

電源供應器風扇在燒機時的轉速並不高,也不會吵雜,反而是一體式處理器水冷散熱器 Corsair H100i 為了解除實體 18 核心 Core i9-7980XE 的運作廢熱,2 個 120mm 風扇拼命運作的風切聲更為惱人。以手背靠近電源供應器出風口,也感受不到什麼溫度或是熱風吹拂,看來零組件選料和散熱工作相當不錯。


▲+3.3V 待機與燒機的電壓量測值。(上方為待機,下方為燒機,以下亦同)


▲+5V 待機與燒機的電壓量測值。


▲+12V 待機與燒機的電壓量測值。

因應需求而推出的高瓦數產品

若是讀者有些印象,前幾年 AMD 和 NVIDIA 雙方均大力推行 SLI 與 CrossFireX 顯示卡串聯運算技術,當時許多電源供應器廠商紛紛推出突破千瓦的規格產品。之後廠商逐漸放緩 3-way 或是雙芯顯示卡的支援力道,處理器也越做越省電,致使千瓦以上電源供應器市場逐漸萎縮,甚至也沒有什麼新品推出。

受到挖礦潮的影響,加上 AMD 與 Intel 在 HEDT 平台上的競爭白熱化,高輸出瓦數的電源供應器又有逐漸增多的跡象,Seasonic 在此時推出 PRIME 1300W Gold 版本,看準市場趨勢之外,更有技術宣示的意味存在,畢竟越高輸出瓦數代表峰值輸出與待機時的電流輸出量差異更大,安全措施和電壓控制該如何設計考驗廠商的智慧。使用者若有強力硬體需要穩定的電源供應器提供能量,那麼老字號廠商所推出的產品不僅能滿足需求,還有 12 年保固期讓人安心選購。

 

廠商資訊

海韻電子 https://seasonic.com/?lang=zh-hant

測試平台

  • 處理器:Intel Core i9-7980XE
  • 散熱器:Corsair H100i
  • 主機板:GIGABYTE X299 AORUS Gaming 7
  • 記憶體:Team T-FORCE NIGHT HAWK DDR4 3200 16GB Kit
  • 顯示卡:GIGABYTE AORUS GeForce GTX 1080 Xtreme Edition 8G
  • 系統碟:Transcend MTS800 256GB
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1709
加入電腦王Facebook粉絲團

Viewing all articles
Browse latest Browse all 6062

Trending Articles