SilverStone ST50NF评测

机内散热途径：

在线材一面的外壳是可以拆下下来的，然后再松脱主PCB上的螺丝、接插件，就能拖出整个电源主板：

AC电源插座运用的是整合了EMI滤波器的带屏蔽一体式滤波AC插座，火零线通过电源开关后以接插件的方式连接电源主PCB：

插座引脚等具有金属外露的部位，加热缩管包覆，细节考虑比较到位：

电源尾部的两枚LED指示灯，为双管芯三色LED，各用一条3芯连接线与电源保护管理子PCB连接：

在这里看到外壳似乎有些向外变形。评测人员认为这是人为故意安排的，因为这一面的外壳需要通过绝缘导热垫与PFC电感接触辅助散热，外壳有适当的变形可以保证螺丝紧固后外壳能持续施加压力于与其接触的元件上，达到紧密接触改善散热的效果：

以下是电源PCB板，整个电源被面积非常大的散热片所覆盖，以至于我们接下来只能从缝隙中管中窥“莺”：

可谓夜莺虽小，五脏俱全：

PCB板焊接面，布线整洁，大电流走线有敷锡增流。另外在墨绿色的板子上还发现不少黄色的亮点：在主12V输出、DCDC输入及5VSB这些电压线路上焊有不少贴片固态钽电容-成本非常高的元件。布置在PCB背面原因是利用贴片固态钽电容元件高度低的优势，在有限的PCB面积上尽量多使用滤波元件：

PCB与机壳间的绝缘片，在发热大的元件对应PCB位置上还加贴了一块大面积的导热垫，填充PCB与机壳间的空间，进一步加强散热：

AC电源输入及EMI抑制元件一面，因为空间有限，保险管用热缩管包覆后立式布置。主PCB上的EMI抑制元件算1.5级，再加上一体化滤波AC电源插座的1级，整机算2.5级EMI滤波。

下图中黄色元件为防止线路涌浪电压造成元件过压损坏的MOV压敏电阻：

前排的两个磁环，从右侧至左侧，分别是差模扼流圈及共模扼流圈，之间还有在火/零线与地线跨接的一对Y电容及连接于火零线之间的X电容。因为ST50NF的PWM变换电路是有源钳位单管正激PWM电路，能够减缓一般硬开关电路切换时产生的高id/dt现象，所以EMI抑制的电路可以相应降低规格，减少其损耗：

PFC电路一侧，从这里开始，“夜莺”就变成了一只强大的“夜鹰”，走上了堆料的道路。下面的图片，也能隐约看到在PCB子板背后的一排PFC电容，共四枚，稍后介绍：

PFC电感，是33mm直径、18mm厚的加厚型强化铁硅铝磁环，标号为CS330060E18，绕线工整。这种深褐色的漆包线，在电机1绕组上常见，绝缘漆层一般都是能耐200度以上高温、抗溶剂侵蚀的，比起一般的漆包线，在高温下长期工作仍能保持较高的绝缘强度，另外电感用环氧树脂浸渍过，可靠性进一步提高。图中还能看到3个无感电阻并联作为PFC电流的检流元件。一般来说，这种2W功率的功率电阻，500W的电路里面，一个也够应付了，但是ST50NF为了增大元件工作的可靠性，使用了多达3个并联进行分流（想当年银欣的ZM/ZU 1200W电源才用的三个…），降低单个元件功耗及发热，使每个元件均保持了高降额系数：

两张小PCB板，左边的是有源钳位单管正激PWM控制子板，右边的是CCM平均电流PFC控制子板，所用的控制IC分别是安森美onsemi的NCP1562和NCP1651，都是成本非常高的onsemi解决方案。

PCB转角，高压线路可能与外壳相触或靠近的部位均加有绝缘胶片作电气隔离，从这里也能瞄到，PFC高压电解电容是日化NCC牌子的：

PFC高压电解电容是日化NCC的PAG系列，一共四枚并联使用，每枚150uF/450V，如果做一个150uF*4的乘法运算，我们发现夜莺原来使用了一共600uF的PFC电容容量…这不是一般的堆料，这是**裸的堆料。PFC电容多个并联相当于单个大容量、低ESR的电容，能降低因ESR产生的损耗（发热），降低PFC电压Vp-p值，降低PWM后级电流RMS值，降低低压输出的100Hz纹波值…夜莺这料堆得不是一般的意义深远，而是牵一发动全身：

给PFC电容进行预充电时会有强大的涌浪电流，会产生AC线路干扰或令保护开关动作，ST50NF通过图中的一枚绿色NTC负温度系数热敏电阻限制充电电流，在完成预充电之后，再用图上方蓝色的继电器将这枚NTC元件从主电流回路中旁路出去，降低损耗：

PFC MOS管、升压二极管及AC整流桥所在散热片真的是非常粗壮，基板厚10mm…往上更厚，直至抵触外壳后才变细、分叉。增大厚度能降低热阻，使功率元件至外壳的热传导线路更短、阻碍更小。同时也加大了在负载突增工况下的热容积，提升了极端情况下工作的可靠性：

        PFC MOS管、PFC升压二极管等元件因为安装位置的原因，完全没办法直观的拍摄，所以图片欠奉。但是评测人员打着手电仔细观察、辨识后，确认PFC MOS管是英飞凌的SPW20N60C3，TO247大管封装，两枚并联使用；PFC升压二极管是QSPEED（被PI收购了）最高端的H系列超快恢复二极管，型号为QH08TZ600，8A600V器件。AC整流桥完全无法观察，或许在评测完毕、MOD的时候拆卸下来我们能看到型号。

        PFC电压形成后，通过有源钳位单管正激PWM变化电路生成低压。这里ST50NF使用的是有源钳位单管正激拓扑而没有使用诸如移相全桥、LLC谐振等，纯粹是为了追求高可靠性。技术上讲，桥式拓扑存在桥臂直通导致MOS管炸毁的先天不足，加上无扇电源工作的高温环境，MOS管常会出现栅极门限电压下降、管子意外导通，体二极管恢复时间延长硬换流加剧等可靠性问题。在无扇高温电源工作时存在种种不可预估的意外因素下，只有传统的单管正激拓扑或其衍生拓扑（包括带有源钳位的软开关拓扑），因为电流回路中串联有变压器原边的励磁电感，才依然能够保持拓扑的健壮，确保过流保护电路逐周期检测可靠动作。

ST50NF的有源钳位正激主管是英飞凌的COOLMOS C3管，SPW11N80C3，辅管是仙童的FQPF3N80C。我们注意到PFC MOS和PWM MOS都选用了TO247大管封装，其与管芯钎焊接的铜基底面积更大，对比元件参数相当的TO220小管，能在大电流、高发热下更可靠的工作：

下图是有源钳位电路辅管的驱动变压器及谐振电容：

PWM电路驱动的主变压器，体积硕大，磁芯为EC42，用这种规格的变压器提供500W额转换功率纯属小题大做，设计出发点只能有一个，就是最大限度增大绕组容量，降低重载大电流下的绕组损耗，降低变压器的发热；当然使用大体积磁芯无可避免增加的磁芯铁损，会牺牲一些轻载下的效率。另外，使用大变压器还可以增大散热表面积的意图，我们从变压器周围都贴覆有导热垫，与邻近的散热片相触改善散热也能得到辅证。主变还应用了六股大线径利兹线来做次级的大电流绕组，按经验，这个主变用在1200W电源上也是余量充足…如果哪天夜莺不工作了，把主变的铜线拆出来也能卖上不少钱：

12V主输出的同步整流管，ST50NF又一处堆料的表现。同步续整流管一共使用了4枚国际整流公司（IR）的IRFB3307，耐压70V，通态电阻5毫欧，通流能力130A，那么4管并联是什么情况，大家自己算一下应该问题不大：

同步整流管则使用了3枚相同型号的MOS管并联。通常来说，使用IR的管子也是追求可靠性的一种表现。评测人员经验是，IR公司的管子，可能参数不一定是最优，生产中导入的制程也不一定是最新，但是管子因为独特的HEXFET结构及管芯面积大的特点，往往有更好的抗过热、过流能力，更稳定：

ST50NF的12V输出储能电感，与PFC电感一样使用了加厚的铁硅铝磁环，电感采用了耐高温的漆包线多线并绕，侧方及上方均通过特殊的铝构件、导热垫与副边大体积铝散热片接触辅助散热：

固定在副边大体积铝散热片上的NTC热敏电阻，用于过温检测。在同一部位安装两枚温度检测元件的设计在PC电源里头非常罕见，也算是一种冗余设计吧：

12V的输出滤波电容，ST50NF一共使用了9枚电容进行滤波。其中4枚日化PSC 330uF/16V直插式铝固态电容、1枚日化KZE 2200uF/16V铝电解电容布置在PCB的元件面：

        上图几根拱形的金属丝，其实是耐大电流的康铜材质检流电阻，没有使用贴片的检流电阻，主要就是利用这种康铜丝较大的体积，增加散热表面积，还能降低温飘，保持更好的检测精度。

        还有另外4枚电容被布置在了PCB背面，就是我们之前介绍的亮点所在，可谓外行看热闹，内行看门道。这几个黄色小不点电容，其乃AVX的TBM系列的多阳极固态钽电容，规格100uF/20V，ESR为35毫欧。大家不要小觑这35毫欧的ESR，在这个耐压等级的钽电容里面是非常难实现的。也只有多阳极技术的固态钽电容（相当于一枚固态钽电容在内部并联多枚固态钽电容芯体）才能实现如此低的ESR。另外TBM系列元件的PDF文档也显示，通过了啥MIL-PRF-55365这些不好懂的认证，不过Space Level这个好理解…

如下图，AVX这种TBM多阳极固态钽电容在12V线路上一共用了8颗，其中左边4颗靠近12V主线路布置，主要实现12V滤波，另外四颗在12V输出至5V、3.3V的DCDC输入线路远端、近端布置，实现退耦及平滑作用：

ST50NF的DCDC电路在这里仅可以看到一个角落，两片DCDC子板背靠背布置，PCB焊有MOS的一面直接通过导热垫贴在副边散热片进行散热；BUCK电感所在的一面通过导热垫及特殊形状的铝板，再接触副边散热片进行散热。上述部件用铜件进行固定。5V、3.3V及5VSB的输出均为CLC π型滤波，全部使用日化的KY、KZE系列电解电容：

ST50NF出线区域，线材根部的处理。除了使用机板端子压接再焊于PCB上之外，整段线材基本都包覆了热缩管。图中还能看到5V和3.3V线路滤波元件之一，烟囱状扼流圈，同时也是这两路的过流保护功能的检流元件：

ST50NF的核心管控子板，使用的是Weltrend WT7505提供ATX电源管理及保护功能。同时有分立电路搭的温度指示电路。上面的接插口接的就是两盏LED指示灯及两枚NTC热敏电阻：

        拆解至此，相信各位都已经能理解银欣打造这款工业级无扇零噪音电源的手法，与其他无扇电源的差异，如果拿振华白金静蝶等类型做对比，那么主要差别在于设计理念的差异-都是无扇零噪音被动散热电源，但形似而神不似。当然也由此带来了元件及电路上的不同。银欣采取的是稍微牺牲轻载效率（轻载铜牌重载金牌）、极度提升重载效率的堆料方案，有源无源元件均进行了相应强化，确保最恶劣工况还能可靠工作，拿娱乐圈的说法，是实力派；振华及其他类似的无扇电源，选用了一个高效率的LLC平台，通过强化散热，也实现了无扇零噪音，但元件并无明显加强，仍是老架构，文中分析的桥式拓扑安全隐患依然存在，甚至会在特定工况下被放大、恶化，这种无扇的解决方案，可谓带着80plus金牌电源光环的偶像派。