本帖最后由 sugarbear 于 2023-6-5 09:42 编辑
同瓦数的PC电源差价很大，其中差异体现在拓扑方案，用料，芯片控制方案，售后服务，当然品牌信仰也是一个重要的元素。
这次为大家拆解全汉Hydro PTM X PRO1000w的最新ATX3.0版本电源，给大家看看这款通过了80plus白金牌认证的电源内部到底有啥好东东。
电源开箱
▼除了电源本体，还有模组线和电源线（在布包中），说明书，12VHPWR的使用指南，固定螺丝，两张贴纸，3个魔术贴，开机检测器。
▼这款电源最大特色是只有13cm的长度！与标准ATX电源长度14cm相比，拥有更好的安装兼容性，在一些特殊的机箱中，这点尤其明显。
▼额定1000w的功率，单路+12v设计，+12v的电流输出达到83.33A，即已经达到了1000w。
▼由于机身尺寸的限制，采用了120mm的FDB液压轴承风扇，风扇满载噪音为36dB（A）。
▼出风口侧有ECO开关，30%负载下，风扇停转实现0噪音。
▼具体的风扇转速曲线如下：
▼ATX3.0电源的一个最大特色就有一个PCIe5.0的12VHPWR接口，智能输出显卡供电功率，获得更加出色的供电效果，并减少死机的几率。
▼自带的12VHPWR线材有蛇皮网包裹，稍硬一点。两端接口一样，可以随意插入显卡或者电源，最大功率为600W，用一根线就完美为旗舰级显卡供电
电源拆解
▼拆卸电源很简单，但会失去保修，一般消费者还是不要这么做了，危险的事让我来！
▼风扇来自台湾永立，型号为MGA12012XF-O25，7扇叶设计，工业风格，卖点是高寿命，环境温度60度下有10万小时以上寿命。
▼这款电源上的各种元器件给人的感觉就是异常的紧凑，毕竟它只有13cm的长度。而且采用了非常多的直插PCB，二维空间不够，可以去三维空间嘛！
PC电源的工作原理▼正式介绍电源结构和用料之前，先来简单科普下PC电源的工作原理。如果用一句话来说就是：把较高的交流电（AC）变成PC电脑工作所需要的较低的直流电（DC）。
▼但实际的转换还会经历脉动电这一阶段，最终的输出电压也分成+12V，+5V，+3.3V，-12V，-5V，是一个十分复杂的过程。
PC电源都是开关电源（与之相对还有线性电源），其特点是在一次侧（变压器之前）保持高压、高频状态进行滤波和整流。由于电容以及变压器的大小和电流频率成反比，电器元件就可以做的比较小。另外开关电源可以根据与之相连的耗电设备功耗大小来自我调整，从而降低发热量，提高效率，也更加节能。
▼具体流程如下：高压交流电在（一次侧）滤波和整流后变为高压直流电，进入开关电路后高压直流电转为高频脉动直流电，再送到变压器降压得到低压脉动电，再经过（二次侧）整流和滤波处理后最终得到电脑所需的，相对纯净的低压直流电。
▼要实现上述的过程，电源会被分成几个部分，比如体滤波电路，开关电路，整流电路，变压电路，低压转换电路等等,都是相对独立的电路。当然不同的电源拓扑的电路组成也不相同，有不一样的转换效率。这款Hydro PTM X PRO电源采用了主动式 PFC+LLC 谐振+同步整流+DC To DC 的设计，大致的区域划分如下:
EMI滤波电路市电（交流电）进入电源后首先要进行滤波，用来滤除市电网中的电压瞬变和高频干扰，同时也防止开关电源中开关管产生的高频干扰传输到市电网中。这一部分设计和用料是否完整也是判断一款电源品质的重要标准。EMI滤波电路一般上都有一级EMI和二级EMI结构。
一级EMI
▼一级EMI如果不仔细看还以为被省掉了呢，其实是放置在AC输入底座上，有一个PCB，外部还有一个遮蔽作为保护。内部可以看到一对Y电容，深处还藏着一颗X电容方。此外线缆上有磁环，可以进一步消除干扰。一级EMI结构很完整，但让人惊讶的地方在于它只占用了非常小的空间。
Y电容：负滤除共模干扰及共态噪声；X电容：消除来自电力线的低通常态噪声。
二级EMI ▼二级EMI被安置在电源的主PCB板上，这一侧还有一次侧的整流电路。
▼二级EMI有共模电感、差模电感、X电容、Y电容，起保护作用的MOV和保险管也没有缺少。总的来说滤波部分相当的完整。
共模电感用于滤除共模干扰；差模电感用于滤除差模干扰。 MOV是金属氧化物压敏电阻，能抑制市电尖峰，能处理高电流、吸收高能量并迅速反应以保护设备免于瞬态故障超过额定限制。 保险管：当通过它的电流值超出额定限度时，会以熔断的方式来保护连接于后端电路。
一次侧整流电路
整流桥 ▼整流桥的整流器独享一个散热片，由于遮挡没法拍到具体型号。之前拆解过这款电源的ATX2.X版本，猜测应该不会轻易更改型号。其整流器具体型号为GBJ2506P，规格为600V/25A，如果按最低电压100V计算，功率就是2500w，即使按非常低的80%效率计算也有2000w，余量是非常大的。如果整流桥的功率要比电源的额定功率低，就说明这颗电源虚标了。
▼在整流桥后有一个继电器（台湾松川）和一个NTC热敏电阻（绿色）的组合。其工作原理为：电脑从冷机状态启动时会产生一个很大的浪涌电流，可能烧毁电源和其它硬件。NTC的作用是防止浪涌电流的破坏。它可以根据温度的变化改变电阻值，冷态时电阻极大，限制了开机冲击电流。通过大电流后，NTC发热阻值下降为零，电源电流达到正常值后继电器工作，将NTC从电路中断开，使得NTC温度迅速下降，恢复高阻状态，为下次开机限流做好准备。
主动式PFC
▼主动式PFC一般由主电容和电感组成。它在整流桥之后可以主动补偿交流电的的相位差，在交流转换为直流时提高电源对市电的利用率，不能为用户省钱，而是为国家省钱，也能减少电源对市电电网的干扰和损耗。
▼主电容为两颗铝电解电容，均来着日系的红宝石（Rybycon），单颗规格为470μF（电容值）/450V（耐压值）/105℃（耐温值）。主电容作用是保障后端的稳压能力，另外还有一定的储能能力，断电后有一定的保持时间来保护机械硬盘。两颗并联即可达到940μF，为1000w的电源使用，冗余也是相当大了（一般来说千瓦电源700~800μF足矣）！
开关电路▼开关电源的核心就是开关电路了，主要工作原理是通过上桥和下桥的MOS管轮流导通来储电和放电，把高压的直流电转变为高频脉冲电流。因为要轮流开关MOS管，所以称为开关电源。
▼2颗MOS管（PFC开关管）的具体型号为英飞凌6r125p，规格为16A@100℃/26A@25℃，漏源极击穿电压是650V。在旁边还能看到一颗2根针脚的二极管（PFC二极管），具体型号是意法半导体STPSC BH065DI，规格为650V/6A。其作用为稳定电流，防止发生大电流的冲击损坏。PFC开关管与PFC二极管共用一个散热片。
变压电路▼前面讲了开关电源的原理，开关的动作并不是瞬时完成，总会有一定的损耗。不同的拓扑结构其损耗也是不同的。随着多年的市场竞争，现在基本只能看到双管正激和LLC谐振拓（分半桥和全桥）。双管正激的极限效率就是plus金牌效率，LLC可以实现MOS开关管零电压开通和低电流关断，减少开关损耗，提高效率，可以做到plus白金以及更高的效率。
▼Hydro PTM X PRO采用的是LLC谐振拓扑，一般会有3个变压器，主变压器是最大的；旁边的为谐振变压器，并配置直插式的独立PCB；在远端还有一个5Vsb待机变压器。
▼LLC就是由两个电感和一个电容串联而成，在谐振变压器下面看到三块红色的CBB电容（薄膜电容），能够与电感一起实现谐振的功能。再次佩服这款电源的空间利用率。
▼LLC分为半桥结构和全桥结构，全桥的标志是4个三极管或MOS管组成，而这款Hydro PTM X PRO在二次侧的散热片上只有2个（型号拍不到），即有2个主开关管，无疑是半桥结构。
二次侧的电压调整变压器在结构上把电源隔离成了一次侧（高压侧）和二次侧（低压侧）两部分。在低压侧的+12v部分，采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管，可以以降低整流的损耗。因为要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，所以称之为同步整流。
▼+12V整流部分也有独立的PCB板，可以看到很多固态电容，下面还有电感，主变压器上方有一个金属片，能兼顾整流部分的散热，至于底部的MOSFET实在是拍不到了。
5V 和 +3.3V 电路，采用了 DC to DC的设计，就是直流对直流降压输出，将电压较高的12V电流转换成5V和3.3V电流输出，其特点也是拥有很高的转换效率。
▼5V 和 +3.3V 电路也被放在直插式的PCB上，从缝隙可以看到除了2个电感线圈外（分别负责5V 和 +3.3V），内部还有一些固态电容。另还可以看到一些蓝色带黄点的东东，它是TOCOS的旋转式滑动可调电位器，是一种可变电阻器。
▼DC-DC模块的PCB背面有超多的电感电容及控制IC。
▼DC-DC的PWM为uP3861P，为双路控制器，通过它控制输出的有效电压的大小。
▼MosFET均来自英飞凌，是LF-PAK封装的八爪鱼的MosFET，其优点是具有超低内阻。
▼在PCB上还能看到一颗伟诠WT7527，用于电源保护功能，用于3.3V，5V，12V输出的欠压、过压以及过流保护。
▼Anpec APW9010 是用来控制风扇曲线的芯片，风扇的智能启停也靠它。
最后的滤波电路
▼模组接口PCB上有非常多固态电容，是二次侧最后的低压滤波。
▼固态电容有些来自日本化工电容，有些来自FPCAP（尼吉康收购的富士通），也都是日系的品牌。
电源管理IC芯片▼电源的主PCB背板的排线和焊点工艺非常整洁，很多电源管理芯片也在这上面。芯片上好像有一层胶膜，可能是保护其免受潮湿环境的侵害，但这样也就拍不到具体芯片的型号了。
一般来说这部分应该有PFC控制器、LLC谐振控制器、管控IC等等。这些控制器根据电源的输出获得反馈信号，有的可以控制电源的输出电压和电流；有的可以解决由于电源电压变化和负载变化引起的电压不稳定问题；有的可以根据负载大小来调整电源输出电流，从而实现负载均衡和节能。 总之是电源系统中非常重要的组成部分。全汉很多电源上都使用了自主开发的多功能IC芯片，使得电源的整合度大大提高。
最后
PLUS白金认证要求：115V,在20%负载时转换效率在90%，在50%负载下转换效率为92%;230V,在20%负载时转换效率在92%，在50%负载下转换效率为94%。
这款Hydro PTM X PRO虽然没有使用全桥的LLC结构，但它在20%负载下的效率达到了92%（115v）和94%（230v），均超过了标准的要求，在20%负载的转化率和50%负载的转化率基本一致，此外即使在10%负载下也有超过90%的转化率。通常我们认为在低负载下大电源比小电源更费电，因为负载越低效率越低，但品质好的大电源其实在低负载下并不会更费电。
一分价格一分货！一个高品质的电源需要具有先进的电路设计，高品质电容，优秀的PCB板工艺等等。通过对Hydro PTM X PRO 的拆解，可以看到极致的空间运用，完整的EMI滤波，全日系电容，欧洲的二极管MOS管，冗余的性能参数，整洁的排线和焊点工艺等等，都让它物有所值！
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发表于 2023-6-4 22:47
