14cm的短身虎 銀欣SST—ST75F—PT 750W白金電源賞析

王鍇

在我們此前的印象中，超過700W額定輸出功率的電源因為元器件排布需求，體積都不會小。更何況想要通過超越80PLUS金牌的80PLUS白金標(biāo)準(zhǔn)，其對電源內(nèi)部料件的“質(zhì)”和“量”都有著更加嚴(yán)格的要求。而銀欣SST-ST75F-PT的到來顯然顛覆了我們的慣性認(rèn)知——符合標(biāo)準(zhǔn)ATX規(guī)范、僅14cm的短身板，卻能提供750W額定輸出、80PLUS白金認(rèn)證外加全模組線材接駁……這短身小老虎究竟是如何煉成的？讓我們這就來瞧個明白。

瘦身有方

為了最大化安裝兼容性，ATX電源規(guī)范要求產(chǎn)品的寬和高嚴(yán)格控制為150mm和86mm，長度可以根據(jù)產(chǎn)品具體情況適當(dāng)調(diào)整。在以往，700W以上級別的電源長度會輕松突破180mm，但SST-ST75F-PT僅140mm，且采用全模組設(shè)計（模組接口通常會額外花銷5—，lOmm），還搭配了扁平軟質(zhì)模組線材。無論怎么看都是在為小機(jī)箱玩家謀福利，以滿足當(dāng)前DIY以小而強為美的需求?！皞€頭”雖小，但并不意味著設(shè)計省、用料少。恰恰相反，在功率、效率等硬指標(biāo)都相同的情況下，想實現(xiàn)瘦身反而需要更加精細(xì)、緊湊的設(shè)計和更加考究的用料。

所以在拆解開ST75F-PT后，我們看到在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，它和主流產(chǎn)品有諸多不同。首先我們在它的主PCB板上看不見任何控制電路的身影，因為它們要占用不少的板上空間，難以有效減小主PCB長度，所以銀欣干脆把控制電路做成了獨立的PCB子卡豎立在主PCB上。

ST75F-PT能提供100V—240V寬幅輸入支持，可是PFC電感器的體積卻只有同功率普通產(chǎn)品的一半大小。這當(dāng)然不是為了省材料縮水，而是因為銀欣拋棄鐵硅鋁磁粉芯，轉(zhuǎn)而使用了高頻鐵氧體。這使得PFC可以工作在更高的開關(guān)頻率上，這樣一來，無論是PFC電感還是輸入的薄膜電容都可以相應(yīng)地縮小體積。當(dāng)然了，提高開關(guān)頻率相應(yīng)的也會提高開關(guān)損耗，通常來說都會對轉(zhuǎn)換效率造成負(fù)面影響。ST75F-PT又是如何克服負(fù)面影響通過80PLUS白金標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的呢？這得歸功于高效率的LLC諧振半橋拓?fù)洹?/p>

相對于更加常見的雙管正激，LLC諧振半橋結(jié)構(gòu)更利于轉(zhuǎn)換效率的提高，是當(dāng)前不少頂級電源依賴的主要方案。但這種拓?fù)湟灿屑y波控制能力非常差的明顯缺點，如果采用同樣容量的母線電容與輸出濾波電容，LLG方案的輸出工頻紋波基本上會比正激方案的表現(xiàn)差一個量級！常見的解決方式，不外乎增加副邊的濾波電容。但ST75F-PT的方式顯得更加暴力，也更“土豪”一些。不僅在輸出端大量使用了日系高頻低內(nèi)阻電容，還用了一個冗余過剩非常嚴(yán)重的主電容來分?jǐn)倿V波壓力。這也是我們在ST75F-PT上，看到貌似足以應(yīng)付1000W級輸出需求的560μF大電容的一大原因。雖然昂貴一些，但這種做法既可以保證電源長期穩(wěn)定地工作在最大輸出功率，還能優(yōu)化最終輸出電壓的紋波表現(xiàn)，這何樂而不為呢？除了成本，誰會不喜歡一顆大容量的母線電容呢？不過，資深一些的玩家有可能會質(zhì)疑這顆主電容的耐壓值偏低，在我們以往的測試中，確實比較推崇420V以上耐壓值的產(chǎn)品，450V等更好。而LLC和正激特性不同，在ST75F-PT上，為了優(yōu)化效率，PFC升壓器的升壓比會放低，母線電壓在360V—365V之間，對主電容的耐壓能力要求并不高，所以ST75F-PT使用的主電容400V的耐壓值相對來說并不低。

高成本的優(yōu)質(zhì)細(xì)節(jié)

都說細(xì)節(jié)決定成敗，ST75F-PT能在如此小體積下完成其它產(chǎn)品做不到的功率和效率兼顧，自然有其獨到的細(xì)節(jié)設(shè)計。實際上從主電容的選擇上已經(jīng)可以看出其考究的態(tài)度和不計成本的思路。而接下來我們將提到的細(xì)節(jié)不僅決定了品質(zhì)上的成敗，更決定了它的成本。

首先是在機(jī)器的輸入接口上，我們不光看到了為EMI設(shè)計的獨立PCB，還看到在X電容與一枚共模電感的背面安放了一枚保護(hù)芯片。這枚芯片能在AC斷電時，配合旁邊的兩枚3.3M電阻迅速泄放掉X電容中的儲能，以滿足歐規(guī)中關(guān)于AC掉電后X電容需要在3秒之內(nèi)完全釋放儲能的嚴(yán)苛安全規(guī)定。這項強制安全措施能防止用戶拔出插頭后，不慎碰到插頭上的金屬端時，X電容上儲存的少量高壓對人體放電產(chǎn)生電擊。在X電容上并聯(lián)幾個大阻值的電阻也能獲得此效果，而且更加廉價。然而并聯(lián)電阻的做法在通電的任何時候都是一種能耗損失，很明顯不能滿足ST75F-PT在設(shè)計上的高效率需求，所以銀欣選擇了更“高大上”的芯片放電的做法，以保證正常工作時不對X電容放電來達(dá)到高效率目的。

接下來在LLC級上，我們也看到了一些“非常規(guī)”的設(shè)計。首先是雙電容的使用，這兩枚諧振電容并不是直接并聯(lián)的，而是從諧振腔中分別接到了高壓端與原邊低壓端上。雖然交流等效電路中這兩枚電容依然是并聯(lián)。但是這種分裂電容的做法可以減小LLG在啟動時MOS管的電流應(yīng)力，能夠降低啟動時MOS管的損壞幾率。要說缺點嘛，就是比單電容貴，布線上也復(fù)雜一些，最終導(dǎo)致料件和設(shè)計成本都增加一些。再有就是電流互感器的使用也較少見。業(yè)內(nèi)常用的方法是容性分流法來檢測LLC諧振腔中的電流，用于實現(xiàn)諸如過載、短路等異常情況下的保護(hù)，其重點在于保護(hù)LLGMOS管。但這種做法受制于分流電容的精度與漂移，所以精度低，離散性大；好處是電路結(jié)構(gòu)簡單，器件少且成本低。電流互感器的做法則能提供更高的精度，而且?guī)缀鯖]有漂移。當(dāng)然成本相比之下也高不少。同時因該電源LLC的控制是放在次級側(cè)的，為了采樣原邊諧振腔中的電流，也就不得不使用具有隔離能力的電流互感器來做了。因為電流互感器實際上也是一個隔離變壓器。至于為什么要采取這一系列顯得很復(fù)雜的做法，我們無從得知。但可以推測這個方案是經(jīng)過仔細(xì)論證，甚至多次試驗后做出的最佳決定。

仔細(xì)看副邊（也就是二次側(cè)），我們找到了這臺機(jī)器在使用LLC諧振大幅提高開關(guān)頻率后，依舊能將效率做到出類拔萃的細(xì)節(jié)。首先是同步整流M OS管，使月了4顆英飛凌IPP0，I504G高端型號，這顆MOS管的導(dǎo)通電阻僅有1.5mQ。并聯(lián)后滿載工作時導(dǎo)通損耗只有3W不到。只吃掉了滿載效率的干分之四。DC-DC模塊上的MOS管也是2個并聯(lián)的，雖明顯提高了成本，但是對效率有益。另外值得一提的是濾波端電容，最次都使用了日系鋁殼電容，除此以外，大量使用了NCC的KZE系列和Rubycon（紅寶石）電容的MXG系列。這些高端電容具有超低內(nèi)阻、高壽命特性，在濾除開關(guān)紋波和可靠性上非常有優(yōu)勢。當(dāng)然，“缺點”嘛，自然就是成本也更高。endprint

毫無疑問，用時下流行的話來說，ST75F-PT稱得上同類產(chǎn)品成本方面的“土豪”，這顯然是它售價不菲的重要原因。如此考究的細(xì)節(jié)和出色的規(guī)格、認(rèn)證，究竟能為我們帶來哪些使用上的不同？接下來我們通過實測來為大家展示。

裝機(jī)體驗優(yōu)秀、性能非常出色

這里要先說說SST-ST75F-PT的實際裝機(jī)感受，我們特意找來了喬思伯UMX1、迎廣D-Frame mini和火鳥小巨蛋等玩家們常使用的小機(jī)箱嘗試實際安裝。這類機(jī)箱產(chǎn)品的特點皆是小體積卻可兼容標(biāo)準(zhǔn)ATX配件，包括高端獨顯。但值得注意的是，無論定位高低，這類小機(jī)箱對電源長度的兼容性都不佳，留給電源的空間相當(dāng)狹窄，算上線材不超過17cm才能輕松安裝。因此，以往我們不得不降低功率需求，選購550w內(nèi)的小體積電源，某些默認(rèn)搭配扁平線材的600W級產(chǎn)品也勉強可用。但這些都與小而強悍的初衷有些不合，限制玩家使用高端配件的想法。很顯然，SST-ST75F-PT的小身板大功率兼得解決了這種煩惱。再配合上全模組加扁平線材的配置，在小到總計不到18cm的電源倉位中，用它裝機(jī)也不會感覺到任何不順手。實際上將組建雙卡平臺能用到的所有線材都接駁上，都會發(fā)現(xiàn)空間相當(dāng)寬裕。與之相比，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的16cm長度產(chǎn)品都受到了非常大限制，線材幾乎都只能被強行擠壓進(jìn)走線孔，裝機(jī)相當(dāng)折騰。

接下來是模擬負(fù)載測試，該電源在110V電壓下，全程轉(zhuǎn)換效率都在90%以上，除了滿載時它的表現(xiàn)剛好符合認(rèn)證需求外，其他負(fù)載狀態(tài)它的效率表現(xiàn)都超過了80PLUS的白金認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。50%負(fù)載時更是達(dá)到了峰值的93.1%，也超過了80PLUS白金認(rèn)證要求50%負(fù)載不低于92%的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。在我國220V標(biāo)準(zhǔn)電壓下，在高于20%的負(fù)載中，其轉(zhuǎn)換率更是全面超過91%。另外值得一提的是該電源的電壓穩(wěn)定性，其12V單路輸出最高可達(dá)62.5A。如此高的單路負(fù)載對機(jī)器的要求是相當(dāng)嚴(yán)苛的，做到3%以內(nèi)的行業(yè)認(rèn)可偏離標(biāo)準(zhǔn)已屬不易，而SST-ST75F-PT在滿載時，12V輸出的偏離僅-0.145V，偏離幅度僅1.2%，其他時候偏離竟全部控制到1%以內(nèi)，穩(wěn)定性可謂相當(dāng)出色，屬于我們測試過的產(chǎn)品中的頂級水平。只可惜受限于設(shè)備，我們當(dāng)前沒能詳細(xì)測試該電源的紋波表現(xiàn)，只能從該產(chǎn)品超大冗余主電容、大量高品質(zhì)日系低內(nèi)阻濾波電容等各種“土豪”級選料設(shè)計上，結(jié)合效率和偏移值表現(xiàn)，推斷該產(chǎn)品應(yīng)該具備非常優(yōu)秀的輸出紋波表現(xiàn)。

MC點評：

拋開那些設(shè)計精湛、做工精細(xì)、用料豪華的套話，在我們看來SST-ST75F-PT在設(shè)計和用料上沒有明顯缺點，更重要的是MC在咨詢在職電源設(shè)計師后，竟然得到“難以再找到可以改進(jìn)該機(jī)器性能的優(yōu)化空間，甚至可能有些地方即使‘縮水、省料也不會明顯影響整體品質(zhì)，還能帶來一些價格優(yōu)勢”的贊譽，足見該機(jī)器在做工用料方面的功力。在MC看來，對于同一個功率等級的ATX電源，要么做到最高端，要么做到價格實惠，在這兩者之間的產(chǎn)品似乎很難吸引用戶的關(guān)注。很顯然，銀欣這次帶給我們的是一個低價之外的高品質(zhì)選擇。非要說缺點，那就是在同功率電源產(chǎn)品中，它的價格明顯高出不少。但俗話說的好，“便宜無好貨”，真正的好貨又豈會便宜？喜歡小而強悍的發(fā)燒友們可以考慮入手了。endprint