Archive for April, 2010
Huntkey.Power.Win7
航嘉.Huntkey.冷静王.钻石Win7.参数
电源类型：台式机类
额定功率：300W
适用范围：支持Intel I7/I5处理器
电源版本：ATX 12V 2.31
接口描述：2×SATA电源接口，4×大4Pin电源接口，2×小4Pin电源接口
风扇结构：12cm
电压输入(V)：150V
+3.3V输出电流：18A
+5V输出电流：12A
+12V1输出电流：18A
+12V2输出电流：18A
PFC：主动式
保护功能：过压保护/过流保护/短路保护/防雷击
输入频率范围(Hz)：50Hz
冷静王电源系列是航嘉引以为豪的成功典范，这个系列已经生存了长达6年的时间，并且在这段时间内一直保持着不俗的销量。因为对于硬件配置一般，追求稳定、静音的绝大多数主流用而言，航嘉冷静王钻石版是一个定位十分精确的子系列，它用合适的成本创造出值得信赖的质量、恰到好处的额定功率和不俗的静音效果，以至于经过人们多年的口口相传，买航嘉冷静王钻石版电源甚至变成大众攒机的标准装备。
图：航嘉冷静王钻石Win7版
时过境迁，虽说电源技术发展缓慢，但毕竟从未停下脚步，80plus标准在国内的迅速走红使人们认识到电源有功率因数、转换效率这两大重要参数，于是越来越多的电源品牌开始想方设法以此为卖点为自己的产品镀金。电源市场向来鱼龙混杂，这其中真假我们不再论述，但那两个参数确实与电源品质息息相关。在此趋势促动下，继冷静王钻石Vista版之后，航嘉又推出了冷静王钻石Win7版。就如同微软操作系统从Vista到Win7的进步一般，新款冷钻电源也获得质的提升——加入了主动PFC设计，这个设计正是为了攻坚以上两大重要参数之一的功率因数而生的。
1.名词解释：功率因数与PFC
PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC（也称无源PFC）和主动式PFC（也称有源式PFC）。
1.1.被动式PFC
图：被动式PFC电感，被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数。被动式PFC的功率因数通常只能达到0.7左右，超过0.8比较困难，它的形状像个变压器，会有一定的发热量，常常单独固定在电源外壳内侧。由于发热损耗，安装被动PFC后会对电源转换效率有影响。
1.2.主动式PFC
图：主动式PFC电感，主动式PFC则由电感、电容及开关管组成，通过专用IC去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达0.98以上，但成本也相对较高。而且主动式PFC输出直流电压的纹波幅度相对较小，这种电源不必采用很大容量的滤波电容。
图：主动式PFC开关管，高成本和更复杂的电路设计使主动PFC在最近几年才被广泛应用在计算机电源中，受此限制定位不高的主流电源通常无缘享受。这次航嘉在冷静王钻石版这个主打性价比的产品中加入此设计，可谓脱胎换骨的提升，接下来我们将介绍这款产品并用专业电子负载仪器检验它在功率因数方面的表现。
航嘉冷静王钻石Win7版电源在外观上并无改观，一如既往使用镀锌外壳，散热方案仍为12cm大风车直吹式设计，这也是冷静王系列静音效果的前提保障。透过散热网孔，我们可以隐约看到内部的用料情况，相对于其230元的官方报价而言，在同类产品中算是十分扎实的，这也体现出航嘉作为国内一线电源大厂应有风范。
图：冷静王钻石Win7版
市电输入端口：电源市电输入端口没有出现电源开关，依旧只提供一个插座。
原被动PFC电感固定位：这是以往冷静王钻石版固定被动PFC电感的位置，开有固定螺丝孔和散热格栅。看来加入主动PFC后，刚上市的冷静王钻石Win7版沿用老版的外壳，这无关紧要，可能今后的产品批次中会消失不见。
电源规格铭牌：与之前所有的航嘉冷钻电源一样，Win7版的额定功率精确定位于300W，它提供两路+12V输出，每路最高电流限制为18A。电源铭牌上给出了详细的参数，可以看到两路+12V联合输出时电流限制为22A，这意味着12V的总输出能力为264W，达到Intel制定的+12V输出必须不低于总容量85%的规范。
2.航嘉冷静王钻石Win7版线材较宽裕：航嘉冷静王钻石Win7版的输出线材十分宽裕，除了必不可少的主板24pin插头之外，CPU供电部分提供4pin+4pin的组合设计，能同时良好兼容高、中、低各种平台。两条SATA专用线路能支持四个SATA驱动器，一条D型口线路用途多样，可支持风扇、驱动器等等，另外附赠一条+12V 6pin的显卡供电通道，这能让你轻而易举地使用如GTS250、9800GT之类的主流显卡。
图：24pin主板供电
图：CPU供电与显卡供电
图：SATA与D形口
完整的两级EMI电路与主动式PFC设计：从拆解图中可以看出，冷静王钻石Win7版电源虽定位不高，可仍然具有完整的两级EMI滤波电路。其中二级滤波由两个共模电感、一个X电容，一对儿Y电容构成，完整的EMI滤波电路能为整流稳压做好第一道屏障，免除市电波动、杂讯的干扰。这也是一个品牌电源所应有的素质。
图：二级EMI滤波电路
主动PFC电路：蠢笨的被动式PFC电感不翼而飞，替换它的是一颗主动FPC电感和PFC主电容。电容为“东阳光”制造，耐温耐压值为85℃/450V，容量180μF。除了主动PFC之外，从上图中我们还看到这款电源的一次侧拓扑稳压方案用了双管正激，有两个功率管以高频率交替工作。
图：PFC开关管与整流桥，PFC开关管就固定在附近的散热片上，一侧的PWM芯片则负责驱动开关管工作（上图中看不见）。通过PWM控制开关管能更精确地修正电流波形，弥补LC电路产生的相位差，可以获得极高的功率因数。此外这款电源一次侧输入采用全桥整流方案，使用的一颗T2SB60A整流桥中集成了四个二极管。
测试设备采用专业的可编程电子负载，可以根据Intel严格规范分配电源的各路输出负载，获得精确的测试数据。下面我们开始用这套设备检验航嘉 冷静王钻石Win7版的转换效率、功率因数、电压偏离这三项基本属性。
3.测试平台与测试方案
精确测试仪器：可编程电子负载
3.1.航嘉冷静王钻石Win7版测试功率分配表
测试将体现这款电源从10%到100%负载状态下的各项参数体现，遵照Intel规范，+12V输出将以额定功率85%来衡量，而满载测试时+5VSB则运行最大限定电流。
3.2.转换效率与功率因数测试结果：冷静王钻石Win7版是定位主流人群的电源，价格低廉，受成本制约难以获得很高的转换效率。但在其中等负载状态下，转换效率超过了80%，并且几乎一直延续到最后的满载，在这个级别的产品中可谓是出类拔萃了。
主动PFC的加入直接导致功率因数爆发，而小功率容量的电源更容易提高功率因数，因此从10%负载开始，冷静王钻石Win7版的功率因数一直是接近极限状态，非常出色。
3.3.电压偏离分析：电压偏离是电源在各种负载状态下输出端电压的变化情况，电压偏离的控制与产品的做工用料设计、稳压修正技术息息相关，也直接影响到计算机硬件的稳定性。Intel规定，电源从10%到100%负载范围内，各路输出电压偏离范围最多不能超过±5%。我们来看看冷静王钻石Win7版的表现。
+12V表现还算理想，折线图走势平滑，当负载超过60%时才出现电压低于12V的现象。满载工作时+12V压降仅有0.7%。
冷静王钻石Win7版的+5V输出从最低到最高负载始终高于标准电压，并且电压变化相对稳定，折线非常平滑，基本位于标准电压到波动上限的中间位置。+5V电压略微高于标准值对用户日常使用而言是有利的事，它能弥补USB数据线上的电能损耗，尤其是使用较长的USB线连接无缘外设时，不易出现供电不足的异常。
+3.3V的电压走势最高点和最低点相对于标准线上下偏移幅度相近，且完全处于安全范围之内，不用操心。
综合所有测试数据来看，航嘉冷静王钻石版系列的品质在Win7版上获得进一步提升。主动PFC加入使功率因数飙升是在情理之中，但转换效率数值及波动稳定性竟也较以前有了显著改观，而这款电源的售价依然维持在原系列电源的水准，这意味着航嘉冷钻系列的性价比神话必将延续。