德商必酷 be quiet! Dark Power Pro 12 1500W鈦金電源評(píng)測(cè)
視頻評(píng)測(cè)可能網(wǎng)友們之前已經(jīng)看過(guò)了,這一篇是詳細(xì)的圖文版本,首發(fā)于極電魔方。
be quiet! 德商必酷是來(lái)自德國(guó)的高端硬件品牌,專(zhuān)注電源、機(jī)箱和散熱系統(tǒng),產(chǎn)品以超靜音聞名。我們之前就曾測(cè)過(guò)be quiet! 旗下Straight Power 11 850W金牌全模組電源。
自2007年以來(lái),be quiet!一直保持德國(guó)電源市場(chǎng)占有率第一的位置,其電源是市面上較早采用黑色主題的產(chǎn)品,同時(shí)作為靜音電源,搭載了自有品牌SilentWings系列靜音風(fēng)扇為賣(mài)點(diǎn),在設(shè)計(jì)上也有一些“特別之處”。
本次拿到的be quiet! Dark Power Pro 12 1500W屬于Dark Power Pro 12鈦金系列1200W/1500W兩款電源中的高瓦數(shù)版本。擁有80PLUS鈦金認(rèn)證、TI數(shù)字電源主控、無(wú)框SilentWings 3風(fēng)扇、12V多路/單路切換功能、全日系105℃電容、十年質(zhì)保、鋁合金外殼、單股編織網(wǎng)線材等技術(shù)特征和賣(mài)點(diǎn)。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的官方零售價(jià)格為3599元人民幣,價(jià)格相當(dāng)昂貴,已經(jīng)是目前價(jià)格最高檔的零售電源。對(duì)應(yīng)地,它的檔次,它的包裝、配件、線材都非常豪華。

通過(guò)第后續(xù)章節(jié)的測(cè)試,F(xiàn)CPOWERUP對(duì)它的全面評(píng)價(jià)如下:

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的外觀設(shè)計(jì)、做工用料、轉(zhuǎn)換效率、紋波控制、噪音控制、保護(hù)功能都屬于頂尖水準(zhǔn),但它的電壓調(diào)節(jié)能力、掉電保持時(shí)間、動(dòng)態(tài)性能在這一檔次的電源里仍然有提升的空間。
噪音方面,be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在滿載時(shí)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速僅為1180RPM,此時(shí)噪音約為48.4dBA,最高發(fā)熱沒(méi)有超過(guò)100℃,但be quiet! Dark Power Pro 12 1500W沒(méi)有Fanless風(fēng)扇停轉(zhuǎn)功能,會(huì)降低它的噪音評(píng)價(jià),綜合下來(lái)可獲得FCPN 2020 S-級(jí)評(píng)價(jià)。
顯卡兼容性方面,be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在保護(hù)功能的過(guò)載能力測(cè)試測(cè)得1909.89W/ 127.33%的峰值輸出能力,這是目前最高級(jí)別的帶載能力,可推出它帶任何單卡都不會(huì)有壓力的結(jié)論,也可以從容應(yīng)對(duì)雙顯卡,可獲得FCPG 2020 S級(jí)評(píng)價(jià)。
從本次評(píng)測(cè)開(kāi)始,F(xiàn)CP級(jí)別進(jìn)行調(diào)整,往后這個(gè)級(jí)別代表的更多含義是電源的定位和瓦數(shù)。性能總分會(huì)在后續(xù)補(bǔ)充。
?
優(yōu)點(diǎn):
– 紋波控制優(yōu)異;
– 保護(hù)功能到位;
– TI數(shù)字電源主控;
– 80Plus鈦金效率;
– 包裝豪華,配件豐富;
– FCP Noise噪音認(rèn)證S-;
– 鋁合金陽(yáng)極化拉絲外殼;
– 1500W@50℃輸出能力;
– 兼容Intel ATX12V 2.51標(biāo)準(zhǔn);
– SilentWings 3 FDB軸承風(fēng)扇;
– 20cm長(zhǎng)度外殼,能量密度高;
– OC Key單路/多路12V切換功能;
– FR4雙面板PCB,做工用料不錯(cuò);
– FCP Gaming Ready顯卡兼容性認(rèn)證S;
– 全模組設(shè)計(jì),單股編織網(wǎng)模組線,多達(dá)10個(gè)PCIE接口;
不足:
– 電壓調(diào)節(jié)能力、掉電保持時(shí)間和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能都有提升空間;
注意:
– 無(wú)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)模式;
– AC插座使用C20 16A規(guī)格;
– 5VSB待機(jī)電路通電即工作,不受AC開(kāi)關(guān)控制;
2. 外觀及規(guī)格 Packaging & Spec
2-1. 外包裝、外觀 Packaging & Exterior
型號(hào):be quiet! Dark Power Pro 12 1500W
電源本體規(guī)格、長(zhǎng)度:ATX、20cm,對(duì)于一個(gè)1500W的電源來(lái)說(shuō),做到20cm的外殼長(zhǎng)度,已經(jīng)算得上是短身設(shè)計(jì)。
出線方式:全模組接線設(shè)計(jì) / Full Modular
外包裝規(guī)格描述規(guī)范 :?
包裝減震措施:EVA發(fā)泡棉 :?
電源本體保護(hù):無(wú)紡布
線材收納包 :×
開(kāi)機(jī)檢測(cè)工具:×
中文安裝指南 :?
魔術(shù)貼扎帶 :?
尼龍?jiān)鷰?:?
安裝螺絲: ?
特殊配件:?,理線梳、OC Key擋板開(kāi)關(guān)、OC Jumper跳線、手?jǐn)Q螺絲
RGB支持:×
防潮劑:?
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W采用的是禮盒式的包裝,整體非常豪華,由于電源使用了拉絲鋁合金外殼和容易刮花的金屬材料,廠家對(duì)電源進(jìn)行了多層的保護(hù),電源的金屬logo部分有防止刮花的貼紙,外部還套有一層無(wú)紡布套,最后才是裝進(jìn)帶EVA發(fā)泡棉的禮盒。
附件方面,be quiet! Dark Power Pro 12 1500W除了豐富的線材之外,還帶了理線梳、扎帶、手?jǐn)Q螺絲和用于手動(dòng)切換單路/多路12V的OC Key擋板、OC Jumper跳線。




















2-2. 線材配置 Cables
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W采用的是全模組接線設(shè)計(jì),線材都是單股套編織網(wǎng)的模組線。

主板24Pin線材60cm,線纜為16AWG+18AWG混合規(guī)格,電源端為20Pin、8Pin兩個(gè)插頭,對(duì)應(yīng)下圖MB兩個(gè)12V1的插座。
SATA和大4Pin(Molex)接口一共提供了7組,有混搭的也有純SATA或者純大4Pin接口,每一組都不一樣,具體可以看下方的規(guī)格表。這部分模組線通用5Pin的插座,12V使用的是12V1。
CPU模組線提供了2組,長(zhǎng)度都是70cm、70cm,線纜為16AWG規(guī)格,使用兩個(gè)10Pin插頭,對(duì)應(yīng)下圖P8位置的12V2插座。
PCIE接口,有5組V字型接口,共計(jì)10個(gè)6+2Pin PCIE接口,V字分叉的兩個(gè)PCIE接口長(zhǎng)度都是60cm。使用下圖12V3-12V6共5個(gè)12Pin插座。

12V分組的接線非常難理解對(duì)不對(duì)?如果接大功率的顯卡,務(wù)必將兩個(gè)PCIE接口接到不同的兩組12V里面。比如一張顯卡的2個(gè)PCIE接口,一個(gè)接到12V3,另外一個(gè)就得接到12V3以外的插座,這樣可以避免顯卡功耗過(guò)高觸發(fā)電源的12V OCP過(guò)流保護(hù)。如果覺(jué)得太麻煩,也可以直接把OC Jumper跳線帽接到OCK插座上面,這樣電源就變成了單路12V,12V的40A或者45A限制就沒(méi)有了,可以接任意兩個(gè)PCIE接口,單路12V的輸出上限是電源的過(guò)功率保護(hù)點(diǎn)。

我們本次測(cè)試的be quiet! Dark Power Pro 12 1500W樣機(jī),附贈(zèng)的AC線材為C20轉(zhuǎn)歐標(biāo)Type-F 2腳插頭(含接地觸點(diǎn)),1.4米標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度,線徑為3 x 1.0mm2。如果在國(guó)內(nèi)零售,那么AC線材肯定要換成常規(guī)國(guó)標(biāo)三腳插頭,廠家應(yīng)該也會(huì)有對(duì)應(yīng)不同市場(chǎng)需求的SKU。
更具體的線材規(guī)格可以參考下方規(guī)格表。
2-3. 電源規(guī)格 Spec

3. 拆解及分析 Teardown & Component analysis

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W使用的是代號(hào)為DPP12的千瓦鈦金平臺(tái),它是由TI UCD3138A數(shù)字電源控制器控制的兩相交錯(cuò)式APFC+全橋LLC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC的結(jié)構(gòu),屬于少見(jiàn)的千瓦級(jí)數(shù)字鈦金牌方案。
電源的風(fēng)扇面使用了一整塊沖網(wǎng)來(lái)取代以往的柵格或者金屬罩。be quiet! 對(duì)于產(chǎn)品細(xì)節(jié)的要求非常高,拆解這部分可以看到外殼和風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)使用了比常規(guī)電源更多的零部件,包括鋁合金的外殼、導(dǎo)流罩、固定風(fēng)扇的支架等等。

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W使用的風(fēng)扇是be quiet! 自家的SilentWings 3,型號(hào)BQ SIW-13525-HF,規(guī)格12V/0.56A,最高轉(zhuǎn)速2600RPM,F(xiàn)DB軸承。無(wú)邊框設(shè)計(jì),但是針對(duì)電源搭配了特制的導(dǎo)流罩。

風(fēng)扇通過(guò)3個(gè)銅柱固定在PCB上面,更準(zhǔn)確說(shuō)是架在電源主電路上面。其中2個(gè)銅柱與鋁合金外殼底板固定,剩下1個(gè)銅柱和PCB固定。

我個(gè)人是比較喜歡AC插座和電源外殼能分離的設(shè)計(jì),方便維修也方便評(píng)測(cè)人員拆解拍照。

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W內(nèi)部總覽




be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的AC插座是直接焊接到主PCB的,看起來(lái)巨大無(wú)比的雙刀雙擲開(kāi)關(guān)其實(shí)只用了其中的一組開(kāi)關(guān),它連接到子板上的細(xì)引線控制電源主電路工作。另外,5VSB是獨(dú)立于主電路的,只要接上AC插頭并且通電,5VSB待機(jī)電路就會(huì)開(kāi)始工作,為外設(shè)和主板的RGB燈供電,不管電源的主開(kāi)關(guān)是打到1還是打到0都不會(huì)影響5VSB電路工作,區(qū)別僅僅是當(dāng)主開(kāi)關(guān)打到1時(shí),電源的主電路可以啟動(dòng)。設(shè)計(jì)思路確實(shí)比較另類(lèi)。

我們來(lái)看EMI濾波電路部分,除了焊接在AC插座子板的1對(duì)Y電容,主PCB上還有另外2對(duì)Y電容,1個(gè)保險(xiǎn)管,1個(gè)MOV壓敏電阻,2個(gè)X電容和2個(gè)共模電感。

整流橋?yàn)閂ishay威世科技LVB2560 ( 600V / 25A ),兩枚并聯(lián)使用,和PFC級(jí)的元器件共用散熱片。

由于使用了兩套PFC電路交錯(cuò),故也有兩枚封閉式的PFC電感。

PFC級(jí)的元器件都被碩大的PFC電感所遮擋。雖然無(wú)法拍到,但是從其他的角度還是可以看到元器件的型號(hào)。其中:PFC MOS為2枚ON Semiconductor安森美半導(dǎo)體 FCH040N65S3 (650V / 41A @100℃ / 35.4mΩ ),TO-247封裝,搭配2枚Infineon英飛凌 IPA60R060P7 (650V / 30A @100℃ / 60mΩ ),TO-220FP絕緣封裝。PFC二極管為2枚Cree科銳 C3D10060G ( 600V /14A @135℃ )。

PCB背面使用了2片ON Semiconductor安森美半導(dǎo)體 NCP81071B PFC驅(qū)動(dòng)IC。

主電容為3顆Nippon Chemi-con日化KMW系列電解電容并聯(lián)使用,參數(shù)400V/105℃,680μF+680μF+470μF共計(jì)1830μF容量。

用于抑制開(kāi)機(jī)浪涌電流的NTC熱敏電阻和繼電器隱藏在PFC的散熱片和主電容中間。

全橋LLC諧振電路位于PCB的另外一側(cè),主開(kāi)關(guān)管采用了4枚Alpha & Omega, AOTF29S50 ( 500V / 18A @100℃ / 0.15Ω ),安裝在一個(gè)小型散熱片上。諧振電容位于散熱片下方,而諧振電感則是靠近PCB邊緣位置。

LLC電路使用了兩枚PQ35磁芯變壓器,變壓器的副邊直接焊在同步整流子板上,這種處理方式在高效率的電源上已經(jīng)比較常見(jiàn)。

PCB背面的兩個(gè)Silicon Labs芯科 Si8233BD為L(zhǎng)LC MOS的驅(qū)動(dòng)IC。

兩張子板上焊接了總計(jì)12枚ON Semiconductor NTMFS5C612N ( 60V / 160A@100°C / 1.6mΩ )作為12V的同步整流模組。

在同步整流子板的下方,布置了470μF/16V的日化PSG固態(tài)電容和FPCAP固態(tài)電容各3顆作為12V的輸出濾波電容,而靠近模組接線板的位置則有更多空間留給4顆日化W系列3300μF/16V電解電容。

在靠近模組接線板的另外一側(cè)是生成5V和3.3V的DC-DC電路,可以從PCB背面縫隙看到5V和3.3V使用了共4計(jì)6枚ubiq-semi力祥半導(dǎo)體的QM3054M6 ( 30V / 61A / @100℃ / 4.8mΩ ),主控型號(hào)未知,猜測(cè)有可能是upi-semi力智電子的方案,同時(shí)這一張子板上也肩負(fù)著生成-12V的工作。

模組接線板跟DC-DC子板中間使用了一張帶銅箔的麥拉片進(jìn)行絕緣,這個(gè)角度也可以看到模組接線板上焊接了大約一、二十顆MLCC作為輔助的輸出濾波。

模組接線板的另外一側(cè),堆了大量的日化和FPCAP固態(tài)電容作為最后一階輸出濾波。

在模組接線板PCB上還有一片Weltrend偉詮電子的WT7518作為12V OCP過(guò)流保護(hù)監(jiān)測(cè)使用。

回過(guò)頭來(lái)看5VSB待機(jī)電路。5VSB待機(jī)電路使用了On-Bright昂寶電子的 OB5282CP作為主控,InPower Semiconductor公司的ISD04N65A (650V, 4A, 2.5Ω)作為開(kāi)關(guān)管,而子板下方的PS1045L(45V, 10A)則是輸出整流管。

主PCB背面的4枚二極管作為5VSB待機(jī)電路的輸入整流電路使用。

主控子板和5VSB子板之間同樣使用麥拉片隔開(kāi),主控子板布置了兩片TI德州儀器公司的UCD3138A數(shù)字電源控制器,一枚負(fù)責(zé)管理PFC功率因數(shù)校正電路,而另外一枚則是負(fù)責(zé)控制全橋LLC諧振電路。每一片TI UCD3138A數(shù)字電源控制器都包含一個(gè)可編程的31.25MHz 32位ARM7TDMI-S處理器。

PCB背面的其他芯片簡(jiǎn)單介紹一下。
Champion虹冠電子的CM02X為X電容放電IC。

管控IC,Weltrend偉詮電子的WT7502R,主要提供UVP欠壓和OVP過(guò)壓監(jiān)測(cè)保護(hù)。

PCB背面的12V檢流電阻。

4. 測(cè)試 Tests
想了解我是如何測(cè)試電源,以及測(cè)試的電源參數(shù)有何意義,可以閱讀FCPOWERUP電源測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)文章『我是怎么測(cè)試電源的』,本篇測(cè)試基于1.6版本。
靜態(tài)均衡負(fù)載數(shù)據(jù)匯總,負(fù)載調(diào)整率和電壓偏移只計(jì)額定功率內(nèi)的數(shù)據(jù)。

4-1. 電壓穩(wěn)定性 Load Regulation
Intel ATX12V規(guī)范中對(duì)于各組電壓的輸出范圍有著明確的要求,在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi),+12V、+5V、+3.3V和+5Vsb的輸出范圍應(yīng)不超過(guò)±5%,對(duì)-12V的要求則是±10%。
12V電壓負(fù)載調(diào)整率0.91%

5V電壓負(fù)載調(diào)整率1.89%

3.3V電壓負(fù)載調(diào)整率2.91%

4-2. 效率 Efficiency
230V效率,be quiet! Dark Power Pro 12 1500W 的100W-滿載平均效率93.12%,峰值效率93.99%@700W,91.92%@Full Load。
115V效率,89.05%@100W,峰值效率93.45%@400W,89.67%@Full Load。


4-3. 空載及輕載 No-load & Light Load Test
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W空載開(kāi)機(jī)消耗9.49W。
輕載測(cè)試分別為電源DC輸出14.2W、30W、50W、75W和100W。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在30W~100W范圍內(nèi)的平均效率為80.91%。

4-4. 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、噪音測(cè)試、溫度 Fan Speed, Noise, Temperature
4-4-1. 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速?Fan Speed
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W使用的風(fēng)扇是be quiet! 自家的SilentWings 3,型號(hào)BQ SIW-13525-HF,規(guī)格12V/0.56A,最高轉(zhuǎn)速2600RPM,F(xiàn)DB軸承。無(wú)邊框設(shè)計(jì),搭配有導(dǎo)流罩。

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的溫控功能由電源自動(dòng)控制,它沒(méi)有搭載輕載風(fēng)扇停轉(zhuǎn)Fanless功能,應(yīng)該是be quiet!對(duì)自己的產(chǎn)品噪音表現(xiàn)有足夠自信。
測(cè)試環(huán)境溫度為25℃。

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W風(fēng)扇起轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速570RPM,一直保持這個(gè)轉(zhuǎn)速直到900W,之后逐漸加速,到滿載時(shí)達(dá)到1180RPM。
4-4-2.?噪音分析 Noise Analysis
噪音分析項(xiàng)目分別測(cè)試電源輸出100W(桌面應(yīng)用)、400W(游戲模式)、滿載模式三檔。使用0噪音的電阻負(fù)載,在低底噪環(huán)境下,輸出指定的功率10分鐘以上,待風(fēng)扇轉(zhuǎn)速穩(wěn)定之后,在距離電源進(jìn)風(fēng)口10cm的位置對(duì)電源噪音進(jìn)行測(cè)量。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在開(kāi)機(jī)到~800W時(shí)風(fēng)扇都保持在570RPM左右,噪音值都在約29dBA的水平,十分安靜。
在1500W滿載情況下風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高到1180RPM,此時(shí)電源的噪音上升到48.4dBA,8kHz~20kHz極高頻部分沒(méi)有異常,無(wú)高頻嘯叫風(fēng)險(xiǎn)。噪音主要來(lái)自風(fēng)扇的風(fēng)切聲。be quiet! 對(duì)風(fēng)扇的調(diào)校還是偏向于靜音策略,2600RPM的風(fēng)扇只使用了一半不到的轉(zhuǎn)速區(qū)間,犧牲一些散熱性能來(lái)?yè)Q取低噪音表現(xiàn)。

4-4-3.?滿載溫度 Temperature
測(cè)試為滿載10分鐘之后待電源工作穩(wěn)定,關(guān)掉電源瞬間,移走風(fēng)扇,拍下熱成像圖。室溫25℃。
內(nèi)部的發(fā)熱情況:
框1 電源內(nèi)部PCB整體發(fā)熱,最高溫度99.8℃,平均溫度50.9℃。
框2 PFC級(jí),最高57.6℃左右,平均46.1℃
框3、4 主電容,平均44.2℃;
框5 LLC級(jí)+12V SR電路,最高溫度99.8℃,平均溫度67.9℃;
框6 DC-DC子板,平均52℃左右;
上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的風(fēng)扇調(diào)校是偏向于靜音的,所以測(cè)試下來(lái)整體的溫度會(huì)偏高,但是最高溫度也保持在100℃以?xún)?nèi),可見(jiàn)調(diào)校得非常平衡,能兼顧靜音需求和發(fā)熱控制。

4-5. 5Vsb待機(jī) 5V Standby
Intel ATX12V v2.4規(guī)范中對(duì)5Vsb的要求為:待機(jī)空載消耗小于1W,在0.1A、0.25A、1A的負(fù)載下轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該高于50%、60%、70%。歐洲ErP Lot 6 2013節(jié)能規(guī)范要求45mA下效率必須高于45%。

整體測(cè)試下來(lái)be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的5VSB電路效率相當(dāng)高,45mA已經(jīng)有近65%的效率,0.1A以上檔位的效率都高于70%。
5Vsb電壓:

4-6. 交叉負(fù)載 Cross-Load Test
交叉負(fù)載是按Intel ATX12V 2.52、SSI EPS12V 2.92電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)規(guī)范,結(jié)合高功耗核心CPU和高功耗獨(dú)立顯卡、低功耗的ITX/STX平臺(tái)所設(shè)計(jì)。
測(cè)試總共分為7個(gè)檔:

為了方便理解,提供了下圖的12V-5V/3.3V交叉負(fù)載圖表,讀者可以得知測(cè)試的7個(gè)檔是什么樣的輸出功率比重。下圖的X軸為12V累計(jì)的輸出功率,Y軸為5V+3.3V的累計(jì)輸出功率,處于不同位置的時(shí)候,12V和5V+3.3V所輸出的功率比重也有所不同,對(duì)應(yīng)上表說(shuō)明的不同工況,以考驗(yàn)電源的電壓穩(wěn)定性。圖例是基于850W型號(hào)設(shè)計(jì),1500W的比例相同,瓦數(shù)不同,僅供參考。

交叉負(fù)載主要考核電源輸出電壓的穩(wěn)定性,同樣輸出電壓必須在Intel ATX12V規(guī)范規(guī)定的±5%的范圍內(nèi),電壓偏離額定值越小越好。負(fù)載調(diào)整率即電壓隨負(fù)載變化的波動(dòng)情況,數(shù)值越小則電壓穩(wěn)定性越強(qiáng)。

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的交叉負(fù)載電壓表現(xiàn):

4-7. 紋波及噪聲 Ripple & Noise
紋波和噪聲(Ripple & Noise)是電源直流輸中的交流成分,一部分可能是交流電經(jīng)過(guò)整流穩(wěn)壓后仍然存在的交流成分,一部分則是電路晶體管本身所產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)紋波和噪聲,如果用示波器觀察就可以看到電壓像水波紋一樣波動(dòng),所以叫紋波。過(guò)高的紋波會(huì)干擾數(shù)字電路,影響電路工作的穩(wěn)定性。
Intel ATX12V v2.52中規(guī)定,+12V、+5V、+3.3V、-12V和+5Vsb的輸出紋波與噪聲的Vp-p分別不得超過(guò)120mV、50mV、50mV、120mV和50mV。本測(cè)試主要針對(duì)12V、5V、3.3V和5Vsb,對(duì)-12V不作要求。測(cè)試使用數(shù)字示波器在20MHz模擬帶寬下按Intel ATX12V v2.52規(guī)范給治具板測(cè)量點(diǎn)處并接去耦電容進(jìn)行測(cè)量。
測(cè)試選擇了有意義的8個(gè)檔位,50W代表桌面待機(jī)的情況,100W代表辦公和上網(wǎng)時(shí)的情況,超載代表高端單顯卡游戲的情況,滿載和拉偏則是測(cè)試電源各路最高負(fù)荷時(shí)的情況。超載紋波是考驗(yàn)電源在123%超負(fù)荷工作時(shí)的紋波情況。
50W、100W、300W、1500W、1800W測(cè)試電流配置情況同均衡負(fù)載。

示波器截圖
下圖分別為電源的低頻、高頻紋波截圖,通道1、2、3、4(黃色、青色、洋紅、綠色)從上往下依次是12V、5V、3.3V和5Vsb的紋波,電源處于滿載狀態(tài)。


1800W超載紋波截圖

4-8. 浪涌電流、開(kāi)機(jī)時(shí)序、掉電保持時(shí)間 Inrush Current, Rise Time, Hold-Up Time
4-8-1.?浪涌電流?Inrush Current
浪涌電流(Inrush Current)是指電源接通AC交流電的瞬間流入電源的最大瞬時(shí)電流,由于對(duì)PFC電容進(jìn)行迅速充電,所以該電流的峰值要遠(yuǎn)大于正常電源工作狀態(tài)下的輸入電流。過(guò)大的浪涌電流可能會(huì)損壞保險(xiǎn)管、NTC熱敏電阻、整流橋、AC開(kāi)關(guān)等器件,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致空氣開(kāi)關(guān)、斷路器跳閘。
測(cè)試條件為滿載、264Vac 63Hz輸入、90°開(kāi)機(jī)。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的開(kāi)機(jī)Inrush Current浪涌電流測(cè)得134A Peak-Peak。電源工作正常,沒(méi)有元器件燒毀。

4-8-2.?開(kāi)機(jī)時(shí)序?Rise Time
開(kāi)機(jī)時(shí)序,也稱(chēng)之為上升時(shí)間(Rise Time)測(cè)試,主要是電源開(kāi)機(jī)時(shí)各組電壓的啟動(dòng)時(shí)序是否符合下圖Intel ATX12V標(biāo)準(zhǔn),T2(12V 5%~95%上升時(shí)間)應(yīng)處于0.2~20ms,T3(12V to PWR_OK)應(yīng)該處于100~500ms之間,T2、T3超出區(qū)間,則開(kāi)機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法點(diǎn)亮的情況。
測(cè)試條件為拉滿負(fù)載開(kāi)機(jī),使用示波器觀察電壓有無(wú)過(guò)沖現(xiàn)象,主要解決一些用戶對(duì)于電源可能損壞主板、顯卡之類(lèi)的擔(dān)憂。
通道1黃色通道為12V,綠色通道為PWR_OK,be quiet! Dark Power Pro 12 1500W開(kāi)機(jī)電壓平穩(wěn),沒(méi)有異常、過(guò)沖,12V電壓從1.24V上升到11.4V耗時(shí)14.4ms,T3為142ms。T3<150ms是Intel PSU DG 1.42即ATX12V 2.52標(biāo)準(zhǔn)的特性。


4-8-3.?掉電保持時(shí)間?Hold-Up Time
掉電保持時(shí)間(Hold-up Time)指的是AC掉電后主要的DC電壓輸出值跌出5%的時(shí)間,按照最新的Intel ATX12V v2.52規(guī)范,T5 (AC loss to PWR_OK hold-up time)必須>16ms,說(shuō)人話就是PWR_OK(Power-Good)的掉電保持時(shí)間要大于16ms,同時(shí)T6(PWR_OK inactive to DC loss delay)必須>1ms,即DC電壓的掉電保持時(shí)間比PWR_OK還要+1ms,來(lái)保障其他硬件維持運(yùn)轉(zhuǎn),總結(jié)起來(lái)就是PWR_OK必須>16ms,12V/5V/3.3V等DC電壓必須>17ms。
有足夠長(zhǎng)的PWR_OK掉電保持時(shí)間,意味著面臨16ms以?xún)?nèi)的AC掉電或者切換到UPS的間隙,電源能夠維持電腦運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)而不至于出現(xiàn)關(guān)機(jī)或者重啟的情況,同時(shí),比PWR_OK保持時(shí)間還長(zhǎng)的DC保持時(shí)間維持了其他硬件的正常工作,否則其他硬件可能會(huì)出現(xiàn)來(lái)不及采取例如機(jī)械硬盤(pán)磁頭歸位、SSD掉電保護(hù)等應(yīng)急措施。掉電保持時(shí)間不單對(duì)于電源從AC切換到UPS的間隙有益,也適用于其他諸如電網(wǎng)切換等情況。
掉電保持時(shí)間的測(cè)試條件為電源滿載,230Vac輸入。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的保持時(shí)間測(cè)試結(jié)果如下表:

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在滿載的情況下可以滿足Intel ATX12V的保持時(shí)間要求。
示波器截圖及對(duì)比:
從上往下的示波器截圖依次為12V、5V及PWR_OK的掉電保持時(shí)間截圖。



4-9. 動(dòng)態(tài)測(cè)試 Dynamic Test
由于CPU/顯卡功率暴增,在2018年的1.1版本評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中我重新加回動(dòng)態(tài)測(cè)試(Dynamic Test)。動(dòng)態(tài)測(cè)試在Intel ATX12V規(guī)范中也稱(chēng)“直流輸出瞬態(tài)響應(yīng)測(cè)試DC Output Transient Test”。
上面?zhèn)鹘y(tǒng)的靜態(tài)測(cè)試項(xiàng)目是模擬電腦功耗處于穩(wěn)態(tài)時(shí)電源的各種情況。舉個(gè)例子,電腦滿載穩(wěn)定消耗功率300W,從靜態(tài)測(cè)試結(jié)果就可得知,此刻A電源的12V電壓在12.038V,輸出紋波在9.2mV,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速0RPM。
然而,電腦在實(shí)際使用中功耗值總是在不斷地變化。比如CPU頻率、負(fù)載發(fā)生瞬變,功耗從PL2瞬間跳變到PL3,保持10ms;游戲中顯卡的負(fù)載有高達(dá)2、300W甚至更高的瞬變。
傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)試分析,都是不需要考慮功率動(dòng)態(tài)變化的,然而實(shí)際受到電路補(bǔ)償特性、線路阻抗、元件阻抗等因素的影響,電源的輸出電壓通常隨著負(fù)載的增大而略有下降,當(dāng)負(fù)載撤去,輸出電壓有一個(gè)回升的過(guò)程。
以下圖分析,當(dāng)負(fù)載從I/R-1瞬時(shí)跳變到I/R-2時(shí)(稱(chēng)為“負(fù)載瞬變”),電源的輸出電壓會(huì)從Vs-1下降到Vs-2,像是下了一層臺(tái)階。由于電源的響應(yīng)速度有限,實(shí)際的電壓會(huì)像下圖一樣存在一個(gè)過(guò)沖——回調(diào)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中電壓的變化幅度通常要高過(guò)電源的負(fù)載調(diào)整率所顯示的電壓變動(dòng)幅度,也就是說(shuō),在負(fù)載從I/R-1上升到I/R-2的過(guò)程中,輸出電壓先是跌落到比Vs-2更低的電壓Vpk1,然后逐漸回調(diào)直到穩(wěn)定在Vs-2。

反之當(dāng)負(fù)載從I/R-2下降到I/R-1時(shí),輸出電壓會(huì)從Vs-2爬升到Vs-1,這個(gè)過(guò)程同樣會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高于Vs-1的上沖電壓Vpk2。
我們需要做的就是確保電源在瞬變發(fā)生過(guò)程中不觸發(fā)OPP關(guān)機(jī)、不重啟、不發(fā)生故障,測(cè)量到Vpk1和Vpk2兩個(gè)上下沖電壓幅值。
ATX12V規(guī)范中的DC Output Transient Test定義了動(dòng)態(tài)測(cè)試中負(fù)載變化率是從50Hz到10kHz,電壓輸出的偏離允許值為±5%,目前我們只對(duì)瞬變幅度大、變化率高的12V進(jìn)行測(cè)試,±5%對(duì)12V來(lái)說(shuō)就是不能超出±600mV的范圍。
同時(shí),我們還需要測(cè)量電壓從負(fù)載發(fā)生瞬變到電壓穩(wěn)定下來(lái)所消耗的時(shí)間Tr1和Tr2,我們稱(chēng)之為電壓恢復(fù)時(shí)間(也稱(chēng)電壓重建時(shí)間),這一個(gè)參數(shù)直接反映了電源的動(dòng)態(tài)性能。Intel規(guī)范對(duì)此參數(shù)并無(wú)要求。
基于實(shí)際的CPU、顯卡需求,對(duì)不同瓦數(shù)的電源進(jìn)行了2檔的動(dòng)態(tài)測(cè)試,小瓦數(shù)電源只進(jìn)行階段1的測(cè)試,大瓦數(shù)電源增加階段2的測(cè)試:

測(cè)試負(fù)載變化率分為10Hz、50Hz、100Hz、1kHz、10kHz等5個(gè)檔。目前以測(cè)50Hz、100Hz做為主要性能區(qū)分,1kHz、10kHz不強(qiáng)調(diào),若有電壓上下沖幅值超標(biāo)或者波形混亂再單獨(dú)提出。
目前所有650W以上電源都進(jìn)行階段2的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的動(dòng)態(tài)測(cè)試情況:
@100Hz
Tr1:約2ms,Vpk1:-200mV;

Tr2:約4ms,Vpk2:180mV;

be quiet! Dark Power Pro 12 1500W在動(dòng)態(tài)測(cè)試中的電壓過(guò)沖、欠沖平均幅度在190mV左右,電壓波動(dòng)的幅值不大,但負(fù)載撤去之后12V電壓有震蕩的情況,導(dǎo)致電壓恢復(fù)時(shí)間拉長(zhǎng)到4ms,電壓恢復(fù)時(shí)間平均已經(jīng)達(dá)到了3ms,屬于偏慢的情況。
4-10. 保護(hù)功能評(píng)價(jià) Protection Features Evaluation
保護(hù)功能測(cè)試目前包含過(guò)功率測(cè)試(OPP, Over Power Protection)、過(guò)流保護(hù)測(cè)試(OCP, Over Current Protection)和短路保護(hù)測(cè)試(SCP, Short Circuit Protection)。
過(guò)功率測(cè)試(OPP, Over Power Protection):電源從接近滿載逐步增加輸出功率,超載到電源無(wú)法工作切入保護(hù)狀態(tài),不限于重啟或者關(guān)機(jī),得到電源的過(guò)功率保護(hù)點(diǎn),這個(gè)過(guò)程電源必須能夠切入保護(hù)狀態(tài),如電源沒(méi)有OPP保護(hù),則可能會(huì)炸毀或者損壞其他硬件。
過(guò)流保護(hù)測(cè)試(OCP, Over Current Protection):Intel ATX12V的強(qiáng)制要求項(xiàng)目,要求電源必須把過(guò)流保護(hù)點(diǎn)設(shè)計(jì)在安全電流范圍內(nèi)。觸發(fā)過(guò)流保護(hù)時(shí)電源的輸出應(yīng)當(dāng)被切斷,推薦的過(guò)流保護(hù)方案是將電源鎖定在關(guān)斷狀態(tài)。達(dá)到過(guò)流保護(hù)點(diǎn)之前,電源的接口、線纜和其他組件不應(yīng)當(dāng)熔斷或者損壞。
短路保護(hù)測(cè)試(SCP, Short Circuit Protection):當(dāng)任何一路輸出阻抗小于0.1Ω,電源被判定為短路,必須要進(jìn)入關(guān)閉并且鎖定的保護(hù)狀態(tài)。主要的幾組輸出和5Vsb的短路不應(yīng)該對(duì)電源造成任何損壞,也不應(yīng)當(dāng)損壞或者熔斷接口、線纜和其他組件。
be quiet! Dark Power Pro 12 1500W的保護(hù)功能測(cè)試結(jié)果如下,整機(jī)的過(guò)載輸出能力非常高,達(dá)到了1909.89W 127.33%,故可以判斷它帶顯卡的兼容性會(huì)非常好??蛰d保護(hù)和浪涌保護(hù)根據(jù)實(shí)際的測(cè)試和拆解也可以判定功能正常。

全文完,感謝您的閱讀。