本帖最后由 sugarbear 于 2022-8-29 20:02 编辑
▼为大家拆解一个新品电源：全汉刚刚推出的Hydro PTM X PRO系列电源，手里的版本为1000w，从外包装上可以看到该电源通过了80plus白金牌的认证。
▼电源外壳为黑色，内部采用了LLC半桥拓扑电路设计。
▼额定1000w的功率，单路+12v设计，+12v的电流输出达到83.33A，已经达到了1000w。
▼这款电源只有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。
▼详细的开箱部分见下面的视频
电源拆解
▼首先强调拆解电源会有很高的风险失去保修，不建议一般消耗者这么做，危险的事让我来！
▼首先来看风扇：由于电源长度只有130m，肯定是用不了135m的风扇。
▼风扇是一颗120mm FDB液压轴承风扇，满载噪音36dB（A)。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，在环境温度60度时可以有10万小时以上寿命。另外还具有ECO智能启停控制功能，30%负载下，风扇停转，实现0噪音！
▼电源本体异常的紧凑，毕竟它只有13cm的长度。
讲解具体元器件之前，简单的科普下，当然本人并不是专业人士，难免会有疏漏错误之处，也欢迎大家指出。
▼绝大部分的家用电器使用直流电，因为电子元器件无法对交流电这种波动的变量进行正确的逻辑判断。所以PC电源的作用就是把较高的交流电（AC）变成PC工作所需要的较低的直流电（DC），但其实中间还会经过脉动（直流）电这一环节。
▼在电源上的具体过程如下：交流电在滤波和整流后变为直流电，进入开关电路变为高频脉动直流电，再送到变压器降压得到低压的脉动电，在经过整流和滤波后最终得到电脑所需的，相对纯净的低压直流电。
开关电源的典型流程就是在一次侧（变压器之前）保持高压、高频状态进行滤波和整理，由于电容以及变压器的大小和电流频率成反比，这样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耗电设备的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。缺点就是设计相对复杂，有高频干扰。与之相对就是线性电源，这里就不过多介绍了。
▼了解大概的原理，再来介绍下电源各个部分的作用。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。分解下有滤波电路，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。
▼电源的这一侧，从右到左依次为：滤波电路→整流桥（一次侧）→部分的主动式 PFC结构。
EMI滤波电路 作用是对交流电进行滤波，用来滤除市电网中的电压瞬变和高频干扰，同时也防止开关管产生的高频干扰传输到市电网中，形成对其他用电器的高频干扰。一般都有一级EMI和二级EMI结构。
▼Hydro PTM X PRO的的一级EMI放在AC输入位置上。一级EMI有单独的PCB非常少见，外部还有一个遮蔽作为保护。PCB内侧可以看到Y电容，但看不到X电容，不知道是直接省掉，还是藏在Y电容的下方。此外导线上套有磁环以降低干扰，一个铁氧体线圈则直接放置在主PCB上，旁边还有一个保险管。
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。 铁氧体线圈：消除电线低通共态以及射频噪声。 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的电路。
▼二级EMI有2个共模电感、1个X电容、一对Y电容。保护器件的MOV也并没有缺少。在旁边还能看到三块红色的CBB电容，叠罗汉地放在变压器底部，大概是受限于PCB的长度才做了这样的设计。
X电容负责滤除差模干扰；Y电容负责滤除共模干扰；共模电感用于滤除共模干扰。 金属氧化物压敏电阻(MOV)：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。
一次侧整流电路 ▼整流桥可以是4颗二极管组成，也可以是单个元器件组成。这款Hydro PTM X PRO使用一颗YANGJIE(扬杰)的GBJ2506P，规格为600V/25A，其平均整流电流达到了25A，那么按最低电压100V计算，功率就是2500w，算个低效率值：80%，那么也有2000w，可以看到余量是非常大的。另外整流桥独享一个散热片。
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和一个NTC热敏电阻的组合。
主动式PFC和开关电路 ▼主动式PFC用于提高整流桥交流电变直流电时的利用率，一般由主电容和电感组成。
PFC即功率因数校正器，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，但并不是电源转换效率，并不能为用户省钱，而是为国家省钱，也能减少电源对市电电网的干扰和损耗。
▼Hydro PTM X PRO的主电容为两颗铝电解电容，均来着NIPPON CHEMI-CON（日化），单颗规格为470μF（电容值）/450V/105℃，两颗并列即可达到940μF。
主电容作用是保障后端的稳压能力，另外也要有一定的储能能力（主电容的容量），以便达到Intel ATX12V规范满负载输出下保持时间不低于16ms的要求，即交流输入被切断后，+5V输出跌落至4.75V（低于标准值5%）的时间，主要是用来保护机械硬盘。保持时间当然可根据容量用公式算出，这里就不介绍，毕竟个体差异和设计因素都会影响其发挥。一般来说470μF可以让600w以上的电源满足保持时间的要求，两颗并列容量加倍，为1000w的电源使用，冗余足够。
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。
▼Hydro PTM X PRO的开关电路有独立的散热片，采用2颗MOS管，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二极管（2根针脚），为升压二极管，其作用是完成电能叠加之后形成300V以上的升压过程，具体型号是一颗意法半导体STPSC BH065DI，规格为650V/6A。
变压电路 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。
▼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）。前面讲过了开关电源的原理，开关的动作并不是瞬时完成，总会有一定的损耗，LLC相比双管正激能更好地解决损耗问题，因此效率上可以做到更高。Hydro PTM X PRO采用的是LLC谐振拓扑，是现在中高端电源的主流方案。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，并配有直插式的独立PCB；在远端还有一个5Vsb待机变压器。
LLC由两个电感和一个电容串联而成。特点就是效率高、输出纹波小、发热小、体积小、低EMI、负载可调范围大等、可以对输入/输出电压比在很宽的范围内进行调节、可实现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。
▼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，半桥则只有2个，由于电源结构太紧凑了，拍不到具体型号，官方介绍又说是半桥LLC。
二次侧的电压调整与滤波电路 ▼下面是+12V的整流，上面是5V 和 +3.3V 的整流。
▼+12V整流部分也有独立的PCB板，可以看到上面有很多固态电容，下面还有半封闭的电感，主变压器上方有一个金属片，也许能兼顾整流部分的散热，至于底部是是二极管还是MOSFET就拍不到了（应该是MOSFET）。
专用功率MOSFET具有电阻极低的特点，相比传统的整流二极管可以进一步降到低二次侧整流损耗，采用MOSFET的电路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，故称之为同步整流。
▼5V 和 +3.3V 电路，采用了 DC to DC（降压电源）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），还有一些固态电容。
▼模组接口PCB上有非常多固态电容，均是日本化工电容，用来进行最后的输出滤波。
电源管理芯片 ▼DC-DC模块的PCB板的背面有超多的电器元件。
▼APW7159C是双路控制芯片，作为DC/DC的主控芯片，通过调整其PWM（占空比）来控制输出的有效电压大小。
▼貌似一路配置2个MosFET，另一路是4个MosFET（？），均来自英飞凌，具体参数未查到。
▼在PCB上还能看到一颗伟诠WT7527，用于电源保护功能，支持3.3V，5V，12V输出的欠压、过压以及过流保护。
▼这种蓝色带黄点的东东在PCB上也很多，为TOCOS的旋转式滑动可调电位器，是一种可变电阻器。
▼电源的主PCB背板的排线和焊点工艺非常整洁，有点奇怪的是正面为黑色的，背面居然是绿色的。
▼主PCB背面也有超多的电器元件，NSi6602，苏州纳芯微的隔离式双通道栅极驱动器，将LLC控制器输出的驱动信号隔离并驱动两颗LLC开关管，内置驱动器，可直接驱动MOS管。简化开关电源初级电路设计，同时提高效率。
最常见的的隔离器件是光耦，但是光耦内部没有驱动器，需要外置的独立驱动器，使用起来比较麻烦。
▼虹冠CU6510,很可能就是LLC部分的主控芯片。
▼从PCB上判断该方案可用于750/850/1000w的电源。不过现在只有850和1000w的产品开卖，未来不知道会不会有750w的电源产品。
最后
拆解这颗Hydro PTM X PRO电源给我最大的感受就是超级紧凑，并使用很多直插式的独立PCB，毕竟在比较小的面积里达到白金级别的千瓦电源用料，不得不充分的利用空间，想来工程师也是费了很多脑筋来设计这颗13cm长的电源。
另外值得一提就是Hydro PTM X PRO的效率，虽然没有使用全桥的LLC结构，但它的效率却极高。从80PLUS官网上查到：在10%负载时转换效率在89.93%，在50%负载下转换效率为93.13%（都是115v下的测试值）。
而在全汉自家实验室测得效率值更高：230v & 10%的低负载情况下，超过~92%的效率。
通常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！ 如果是100w的使用情况，Hydro PTM X PRO 1000w的负载为10%，也可以达到90%以上的效率。而使用一颗额定500w的金牌电源，此时负载为20%，最好也就是做到90%的效率。所以如果使用高品质的大电源，在低负载下并不会比小电源更费电！ 有人会质疑，那和白金级的500w电源相比呢？现实是白金级的小瓦数电源非常少，没啥比较的实际意义。
当然Hydro PTM X PRO 1000W也不便宜，JD的价格为1399！ 个人觉得全汉应该把这种技术下放在中端电源产品来使用，不用做到白金，金牌就成，功率上最好550w，650w都要有，当然最重要是价格要下来，这才是对mini 主机玩家真正的福音。
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310112100042806
发表于 2022-8-29 17:52
这胶量
