PWM与低压侧
PFC控制器为ICE2PCS01,PWM控制器为UCC28220。主开关管为两套双管正激线路,一共四颗东芝TK20J60T MOS管,这就是所谓“四管正激”了。MOS管管脚上穿了磁珠起到抑制尖峰的作用。
每套双管正激配一个主变压器,一共两个主变压器。变压器由荣铨(Rong Chyuan)生产。
两颗主变压器右边是待机电源电路,待机及辅助电源的反激PWM控制芯片使用英飞凌ICE2A265,属于CoolSET F2系列,内部整合了一颗耐压650V的高压MOSFET,空载功耗小于1W,属于节能型芯片,85~265VAC和220VAC输入电压下,输出功率分别可达32W、52W,满足+5VSB 5A输出需求。
二次侧使用了同步整流提高效率,同步整流MOS管为IR的FB3307,每套正激变换器同步整流部分的正向导通管与续流管各使用两颗并联,两套总共是8颗,也就是所谓“八重同步整流”。FB3307的Rds(on)典型值为4.6毫欧,110℃下最大电流也有75A,理论上总共可以提供4*75=300A的输出电流,足足多出两倍的余量,靠并联整流器件来减小压降提高效率。两颗输出电感使用的是CSC的High Flux磁环,个头很大,四线并绕。两个输出电感的后面由一条粗导线并为一路,所有6路+12V都来自这一路输出。为这路+12V输出滤波的电容“阵列”总共有8颗Nippon Chemi-con KZE系列105℃ 16V 2200uF电解电容,总容量达到17600uF,用料很猛。
DC-DC VRM与监控
输出电感下方还可以看到几根并排的黑色导线,推测是与地线并联以增强导电能力。
+12V输出经过6个检流电阻连接到6路+12V的输出接口。输出接线根部有套管绝缘处理。
+12V通过DC-to-DC VRM转换为+5V和+3.3V。这一设计是目前中高端电源的发展趋势,相较更为常见的磁放大+肖特基整流而言,不但效率更好,由于两组VRM同时也是+12V输出的负载,电源对+12V最小负载的要求大大放宽了。比较特别的是,冰核85+的两组VRM不是做成常见的小卡,而是放在了模组化接线的PCB上。PCB左半边上方与下方分别是+5V、+3.3V的VRM元件,输出端也各有一颗检流电阻提供过流保护。输入与输出滤波电容均为固态电容。右侧红色接口为特殊的12pin模组化接口,CPU供电与PCI-E显卡供电通用,黑色接口为4pin大D口和SATA供电通用的模组化接口。模组化接口旁边有小电解电容进行滤波(PCB背面还并了陶瓷电容),加上主PCB上电容的一次滤波,这大概就是“两重DC滤波”的含义了。
监控小卡,我们只拍了背面,由正面的点晶PS238监控芯片配合LM339比较器等等实现多路的过流、过压、欠压、过温等保护功能。PCB上方的接口除左侧控制LED灯的接口外,其余是从各输出端返回信号的取样线,在24pin接口的+5V和+3.3V针脚都有电压取样,对减小掉压有帮助。
整个电源的用料相当值得称道,正面的元件布置也很整齐,没有出现某些品牌内部电容东倒西歪的情况。但是令人意外的是在电源内部我们看到固定胶用得很少,尚不清楚Enermax如此处理的原因。
AHD2解析及其它细节
靠近点看PFC/PWM控制小卡。左上方的16脚IC是Ti的UCC28220 PWM控制器,它右下方是一颗配套的UCC27324双通道MOS驱动芯片,右上方的芯片就是前面提到的PFC控制器,英飞凌ICE2PCS01。
“AHD2”的核心就是交错式正激拓扑。UCC28220是一颗电流模式的交错式双输出PWM控制器,由它输出两路相位相差180度的PWM信号,通过MOS驱动芯片UCC27324和驱动变压器,每相分别驱动一对东芝TK20J60T MOSFET,形成隔离并交错工作的两套双管正激变换器。
如图所示,交错开关的两对MOS管分别驱动一个主变压器,再经过各自的同步整流管和输出电感,由上方黄色的粗导线合并在一起。从主开关管起到输出电感为止,每相电路是一套完整的双管正激DC-DC变换器。我们知道主板、显卡上的多相buck电路,通过开关管的交错开关,可以实现每相输出强制均流。类似的原理也可以用在电源的PWM和PFC的部分,两相通过交错开关强制均流。无论输出高还是低,负载偏向哪个设备,负载都自动均衡分配到两相上。由此可以减小损耗提高效率,减少一路满载的机会也提高了可靠性。
另外和板卡上的多相buck类似,这里两相输出的纹波电流相消,总的输出电流纹波比每相的纹波还要小,从而减少了+12V输出电压的纹波。等效开关频率提升一倍,瞬态响应速度也有提高。从这些额外的好处看,交错式PWM设计是对两套正激并联的传统方案一个有新意的改进。
APFC电路由英飞凌ICE2PCS01控制,它是CCM模式的Boost PFC控制器,使用平均电流控制,具有外部电压/电流环路补偿,工作频率可在50~250KHz间设定。这里沿袭了Galaxy上面并联四颗PFC MOS的做法,因为MOS数量多,用到两颗MC33152 MOS驱动芯片(在主PCB背面)。PFC MOS是TO-3P封装的仙童FQA24N50,24A 500V 。并联多颗PFC MOS可能是从效率考虑,不过冰核的一份宣传材料强调多管并联是让功率因数最大化。
+5V和+3.3V的Buck VRM使用如今十分常见的台湾茂达APW7073方案,每路的MOS为三颗APM2510N,一上两下。为通过大电流,从主PCB连接到模组接线PCB的导线很粗,但是手焊的接点处理得不算好。VRM的一些焊点也有待改进。
PCB背面做工
背面的全貌。背面普遍使用了锡条加强导电和散热,而下半部分低压侧的大电流线路使用了大量手工补锡、金属丝用来增加锡条的厚度,另外输出接线焊点处也有手工堆锡起到加固作用。同时我们也看到,相比较Enermax冰核85+ 1050W之前在国外媒体评测的版本,我们拿到的国内零售版没有看到在背面通过飞线连接器件和补焊二极管的做法,这样做应该可以提升产品工作的可靠性。
靠近点我们可以看到,变压器副边到同步整流MOS管到输出电感的线路有很厚的补锡。地线上也覆盖了厚厚一条。一般情况下靠波峰焊留下的薄薄一层锡条就可满足要求,但由于PCB面积局限和布局等原因,从每个变压器出来的线路只有三五毫米宽,却要承受50A的电流,必须加大堆锡量。手焊功能上一般不存在问题,但工艺的一致性和观感上的爽度就不像机器焊那么好了。 接线根部的堆锡只是观感下降,但旁边元件的剪脚过长,可能碰到其它元件造成短路。整个PCB背面像这样不合适的剪脚有几处,希望Enermax能够重视这类小细节。
PFC/PWM和监控电路两张小卡的贴片元件焊点都比较干净。
平心而论,冰核85+的焊工一般,与一线大厂存在明显差距,但尚属可以接受的水平。以手工补锡保证可靠性和效率,仍然是以性能为先但付出更多成本且牺牲观感的做法,我们基本认同这一取向。然而,高端玩家重视产品用料与性能,但同样也很看重做工上的YY度。希望Enermax能够在重视产品用料和性能的同时,也能重视产品的做工,通过优化PCB设计或使用导流排来减少不清爽的手焊,推出更精细的产品。 |