狼窝好读版： http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/46560078 何谓「数位电源」(DIGITAL POWER)？ 数位交换式电源，与采用类比控制方式的传统交换式电源比较起来，最大的差异就是於功 率级控制回路与介面端，采用数位化控制器或信号处理器，其最大的特徵是数位化介面与 可程式化弹性，透过新的数位拓朴结构，可以更加灵活地开发高功率密度、高转换效率的 电源系统 数位控制功能最大好处是不受传统类比设计技术的限制，例如不必为良好性能而使用特殊 元件、不需担忧特性漂移和温度补偿，也不需要生产线上的人工调整，设计人员可进一步 透过控制器内部软体，控制如频率、时序、回授设置等主要参数并细部调整效能表现，有 效提升电源系统轻载及峰值输出效率，并可整合如电压、电流、温度等等所有基本的保护 系统，除了数位化控制外，并同时提供资料遥测、数据日志以及通讯相关功能，让作业系 统与使用者能掌握电源运作状态 CORSAIR AX1200i与上一代最大的差别就是功率级采用数位化控制电路，不仅提升电源整 体运作效能，同时也改善各段输出转换效率，发挥到80plus白金等级水准，加上CORSAIR LINK信号转换盒，类似近期在伺服器电源上导入的PMBus概念，可让作业系统透过USB介面 监控电源状况，了解电源运作及输出情形，且可透过软体控制风扇转速、甚至更改各组 PCIE电流保护点的设置 CORSAIR LINK软体更改风扇转速设定图 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/k.jpg 外盒正面 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/01.jpg 正面活页掀开，以透视图介绍新款数位化控制设计、改良提升的元件等级及全模组化设计 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/02.jpg 正面活页内侧，透过实际接头照片标示出提供的接头种类与数量 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/03.jpg 外盒背面，介绍产品转换效率、静音风扇控制与CORSAIR LINK软体，此电源并提供长达七 年的保固 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/04.jpg 外盒顶面 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/05.jpg 外盒底面 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/06.jpg 外盒侧面 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/07.jpg 打开彩盒，抽出印有CORSAIR商标的黑色包装盒 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/08.jpg 电源所有附属配件，有说明书、模组化连接线与印有商标的黑色尼龙收纳包、安规电源线 、CORSAIR LINK用USB信号转换盒、转换盒与电源连接用传输线，在透明夹链袋中放的是 整线束带、信号转换盒黏贴背胶、电源固定螺丝与商标贴纸 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/09.jpg 电源本体装在印有商标的黑色绒毛袋中 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/10.jpg 电源本体外观，采黑色消光黑烤漆处理，表面有直条纹状金属加工处理，所有固定螺丝都 采用沉头内六角螺丝 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/11.jpg 为配合外壳直条纹风格，风扇护网也结合直条纹与圆形护网设计，中央有CORSAIR商标装 饰圆牌 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/12.jpg 电源本体两侧侧面均有商标及型号装饰贴纸，贴纸方向随电源安装位置而不同 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/13.jpg 全模组化接线输出插座，上方标示出对应的模组化线材种类与编号，另外左上的是自我检 测开关，按下後电源会启动，运作指示灯正常时亮绿灯，异常时亮红灯，右上方的COMM PORT则是用来连接CORSAIR LINK信号转换盒，可连接至主机板USB PORT，透过CORSAIR LINK监控软体监测电源运作状态 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/14.jpg 後方散热出风口，电源输入插座与电源总开关设置於此 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/15.jpg 输出规格标签，12V采单路设计，最大输出为100.4A 1204.8W http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/16.jpg 自收纳包取出所有的模组化接线，ATX 20+4P、CPU 4+4P、PCIE 6+2P均采隔离网包覆处理 ，SATA/大4P周边装置与转接头的线路采平行排线，线路颜色均为黑色 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/17.jpg 主机板电源接头模组化线路，提供1组ATX 20+4P接头，线路长度为60公分 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/18.jpg ATX 20+4P供电的线路采16AWG的线材 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/19.jpg 处理器电源接头模组化线路，两条线路提供2组4+4P接头，线路长度为65公分 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/20.jpg PCIE显卡电源接模组化线路，六组线路提供6组PCIE 6+2P接头，线路长度为65公分 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/21.jpg SATA装置电源接头模组化线路，四组线路提供16个直角刺破型接头，至第一个接头线路长 度其中一条为54公分，另外三条为39公分，接头与接头间线路长度为9公分 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/22.jpg 大4P装置电源接头模组化线路，三组线路提供12个省力易拔大4P接头，另外附上两个大4P 转小4P接头连接线，至第一个接头线路长度为43公分，接头与接头间线路长度为9公分 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/23.jpg 除ATX 20+4P线路采用16AWG外，其他的线路均采用18AWG，对於用电电流较大的CPU 4+4P 、PCIE 6+2P等容易因为线路耐流能力造成传输损失 为避免不同机种间模组化线路搞混，於电源端插头上印有对应的机种名称 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/24.jpg 所有的模组化线路插上电源供应器的样子 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/25.jpg CORSAIR LINK信号转换盒，负责搭起主机板与电源供应器的沟通桥梁 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/26.jpg 将所附的连接线较大的一端插入电源供应器COMM PORT，较小的一端插入CORSAIR LINK信 号转换盒，就可将转换盒连接至主机板USB扩充针脚，透过应用程式监视电源供应器状况 及调整内部风扇转速、分流设定等参数 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/27.jpg AX1200i内部结构图，为伟创力代工，代号Challiho(印度四月前後一种猛烈的南风)，与 一般电源最大不同之处是使用数位信号控制器(DSC)控制APFC与功率级一次侧两组共振LLC 转换器，搭配二次侧同步整流控制输出12V，并透过DC-DC模组转换出3.3V/5V/-12V PS-ON控制、PG信号产生、电源运作及输出监控管理则由两组MCU(微控制器)进行控制，并 可透过外部信号连结取得电源内部输出及运作情形，有如PMBus运作模式 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/28.jpg 散热风扇使用悦伦D14BH-12 14公分双滚珠12V 0.7A风扇，采PWM方式进行转速控制 红色框框为测温头，让管理控制系统能撷取电源进气温度 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/29.jpg 交流输入端采用一体式EMI滤波器，电源总开关後方采插片式连接头，并包覆绝缘套加强 绝缘 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/30.jpg 板上EMI滤波电路，提供更进一步杂讯过滤与隔离能力，右方输入保险丝采卧式安装，并 包覆绝缘套 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/31.jpg 两组固定在散热片上的桥式整流器采并联配置，提高电流耐受力 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/32.jpg 两组APFC用环型电感采串联配置，增加电感量 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/33.jpg APFC开关晶体采用英飞凌COOLMOS E6系列60R190E6 POWER MOSFET(650V 59A 0.19ohm)四 颗并联而成 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/34.jpg APFC交换二极体使用CREE C3D06060碳化矽零回复二极体(600V 6A)，两颗并联配置 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/35.jpg 为了进行输入与输出监测，电源内功率级一次侧各电路端均安装如图中的CT(比流器)，让 电流资讯可以回报控制端 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/36.jpg APFC输出电容采两颗PANASONIC HD系列450V 470uF 105度电解电容并联 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/37.jpg 功率级一次侧的开关晶体与谐振电容(红色)，共有两组，驱动两颗变压器 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/38.jpg 位於两组开关晶体间的一次侧谐振槽与比流器(左) http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/39.jpg 功率级数位化控制卡，CORSAIR商标右侧为一次侧控制电路，红框内为Freescale(飞思卡 尔)56F8014 16位元数位信号控制器(DSC)，负责APFC与功率级一次侧控制 商标左侧为二次侧监控/管理电路，主要控制核心为绿框内C8051F380与C8051F310两颗 MCU(微控制器)，与一次侧数位信号控制器通信，监控电源各部运作状况及输入/输出电压 电流，并把监测资料透过通讯埠输出，也可透过通讯埠改变风扇转速与电流侦测规则 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/40.jpg 因为一次侧与二次侧间控制信号采数位传输，所以不再使用光耦合器而采用图中的 Si8661BD六通道隔离式数位传输IC http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/41.jpg 功率级采用两颗主变压器，并透过金属板状二次绕组本体与安装同步整流MOSFET的电路板 组合在一起，上方安置滤波用固态电容，12V输出线组直接采用螺丝+端子直接锁在正极金 属板上 此设计不仅可以缩短传输路径减低阻抗，并可让变压器、同步整流MOSFET一起获得散热， 同步整流MOSFET采用12颗英飞凌OptiMOS 3系列BSC030N04NSG POWER MOSFET(40V 100A 3m-ohm)组合而成 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/42.jpg 黄色绝缘胶带下就是二次侧同步整流控制电路板，负责控制与驱动二次侧同步整流MOSFET 的动作 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/43.jpg 辅助电源电路以子板直立安装在侧边 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/44.jpg 二次侧3.3V用DC-DC转换板，负责将12V转换为3.3V供装置使用 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/45.jpg 5V用DC-DC转换板安装在另一边，夹在主控制板与同步整流控制板间，背後使用绝缘胶片 盖住避免短路 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/46.jpg 与12V输出端相同，3.3V/5V的DC-DC转换板上也采用FP CAP出品的固态电容与贴片MLCC(积 层陶质电容)混合配置，进行滤波及储能 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/47.jpg 模组化输出插座板，上方插座的下方额外安置12V回路滤波电容，下方插座则替3.3V/5V额 外加上传统电解电容与固态电容 为了增强载流能力，插座板上方可以看到额外加上的金属板，提供电流足够的路径流通， 为降低损失，与主电路板间的连接线采取粗且短的设置，右下方白色排线则只用来传递小 信号用，例如PS-ON、PG、电压回授等等 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/48.jpg 模组化输出插座板後方电路也加上MLCC电容加强滤波，也可以看到为了避免传输损失， 12V直接从同步整流板上拉出粗且短的电线，穿过磁环後直接接到插座旁边 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/49.jpg 主电路板上代工厂商所印的研发代号Challiho、编号、设计日期与版本 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/50.jpg 接下来就是测试 测试一： 使用标准电脑配备实际上机运作，并使用SANWA PC5000数位电表透过电脑连线截取 3.3V/5V/主机板12V/处理器12V电压变化，并绘制成图表 测试配备1： 处理器：Intel Core 2 Quad QX6700 @ 3.6GHz(400*9) 1.45V 主机板：ASUS MAXIMUS II GENE 记忆体：Transcend JM800QLU-2G * 2 显示卡：ATI 3870X2 硬碟：WD 3600ADFD(36G 10000RPM) + WD WD2000JD(200G 7200RPM) 其他：水冷帮浦 * 1、12公分风扇 * 5、8公分风扇 * 2 3.3V电压记录 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/51.jpg 5V电压记录 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/52.jpg 主机板12V电压记录 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/53.jpg 处理器12V电压记录 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/54.jpg 测试二： 使用电子负载，测试输出的转换效率，电子负载机种为ZenTech 2600四机装，每机最大负 荷量为60V/60A/300W，分配为一组3.3V、一组5V及两组12V 测试从无负载开始，各机以每5安培为一段加上去，直到电源无法承受或是达到电子负载 极限(12V各26A，3.3V/5V则受限於电源本体输出能力) 对於12V功率级机种，同时采用四机并联方式单测12V最大输出量(电源本身额定输出或是 四机最大负荷104A) 使用设备为ZenTech 2600四机电子负载(消耗电力)、HIOKI 3332 POWER HiTESTER(测试交 流输入功率)、PROVA CM-01交直流勾表(测试输出电流)、SANWA PC5000数位电表(测试输 出电压) 各段输出表如下： http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/55.jpg 与CORSAIR LINK软体数据的比较 软体显示输入8瓦，实际输入11.8瓦 http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/a.jpg 软体显示输入116瓦，输出110瓦，效率94.8%；实际输入114瓦，输出99瓦，效率86.74% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/b.jpg 软体显示输入180瓦，输出172瓦，效率95.6%；实际输入184瓦，输出165瓦，效率89.67% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/c.jpg 软体显示输入288瓦，输出272瓦，效率94.4%；实际输入291瓦，输出265瓦，效率91.08% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/d.jpg 软体显示输入348瓦，输出330瓦，效率94.8%；实际输入360瓦，输出331瓦，效率91.95% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/e.jpg 软体显示输入536瓦，输出522瓦，效率97.4%；实际输入538瓦，输出497瓦，效率92.34% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/f.jpg 软体显示输入704瓦，输出698瓦，效率99.1%；实际输入721瓦，输出663瓦，效率91.98% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/g.jpg 软体显示输入892瓦，输出884瓦，效率99.1%；实际输入915瓦，输出829瓦，效率90.62% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/h.jpg 软体显示输入976瓦，输出956瓦，效率98%；实际输入996瓦，输出895瓦，效率89.88% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/i.jpg 软体显示输入1328瓦，输出1206瓦，效率90.8%；实际输入1369瓦，输出1236瓦，效率 90.26% http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/j.jpg 测试三： 使用电子负载进行动态负载测试，动态负载就是让输出电流呈固定斜率及周期进行高低变 化，并使用示波器观察电压变动状况，目的是考验电源暂态响应能力 使用设备：Tekronix TDS3014B数位示波器 各路动态负载参数设定 12V与5V：最高电流15A，最低电流2A，上升/下降斜率为1A/微秒，最高/最低电流维持时 间为500微秒 3.3V：最高电流12A，最低电流2A，上升/下降斜率为1A/微秒，最高/最低电流维持时间为 500微秒 示波器中黄色波型为电流波型，蓝色波型为电压波型，垂直每格500mV，水平每格200微秒 蓝色波型在黄色波型交接处摆荡幅度最小、次数越少、时间越短者，表示其输出暂态响应 越好 12V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/56.jpg 5V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/57.jpg 3.3V http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/58.jpg 3.3V/5V空载，12V输出102A情形下测试涟波，此时12V的涟波为85mV http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/ax1200i/60.jpg 结论： 1.80PLUS白金认证为90(20%)-92(50%)-89(100%)，此电源实测效率为 91.08(22.1%)-91.98(55.3%)-90.26(103%)，落在效率带内 2.偏重12V输出下效率较佳，3.3V/5V越高效率越差 3.12V电压追随动态负载变化的速度快，且短时间(100uS)内即趋向稳态，变动范围亦小 (450~470mV) 4.5V於动态负载变动瞬间时，有较大振荡幅度，造成峰对峰电压较高(1.08V)，约在400uS 才拉回 5.3.3V输出带有些许高频杂讯(波形上类似毛边部分) 6.12V输出102A下涟波峰对峰电压为85mV 7.软体在输入与输出瓦数侦测数据上，输入偏低，输出偏高，所以会计算出超高的转换效 率 优点： 1.数位化控制功率级一次侧，在轻载与尖峰输出有更好的转换效率表现 2.输出效率符合80PLUS白金水准 3.SATA电源接头提供数量达16组，大4P接头数量达12组，扩充方便 4.提供长达七年的保固 5.监控软体可控制电源风扇转速与PCIE输出限流侦测设定 6.上机测试电压表现稳定度良好 缺点： 1.仅ATX 20+4P使用16AWG线材，处理器与显示卡等更需要大电流的线路却仅使用18AWG 2.大4P/SATA的接头与接头间线路长度较短 3.监控软体操作反应感觉较慢，系统资源占用较大，且监测精准度可再提高 4.3.3V/5V的动态负载输出状况还有改善空间 报告完毕，谢谢收看 --

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