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【心得】be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W金牌全模組化電源開箱

樓主 港都狼仔 trumpet
GP69 BP-
be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W產品特色:
1.支援新一代Intel/AMD處理器,相容ATX 12V V2.4、EPS 12V V2.92,滿足高階電競主機、影像編輯系統、靜音電腦、多媒體以及家庭劇院系統等需求
2.搭載be quiet! SILENTWINGS風扇,具備專利葉片設計、獨創漏斗形風扇邊框、六極馬達、液態軸承等特色,可將運轉噪音降到最低,使用壽命最長可達300000小時
3.通過80PLUS金牌認證,轉換效率最高達93%, ErP Ready使待機功耗降到0.25W以下,符合Energy Star 6.1環保節能規範
4.採用半橋式LLC諧振、同步整流架構及DC-DC轉換電路,四組12V迴路設計,持續輸出功率可達550W,全面採用高品質日系耐溫105℃電容,確保高功率輸出下能維持最佳穩定性、效能及耐久度
5.編織網包覆全模組化線材可大幅增加電腦組裝靈活性,並降低線材對散熱氣流的影響,達到最佳散熱效果。CPU供電線路加長,使其能繞過主機板背面,550W機種提供兩組PCIE 6+2P接頭,週邊裝置採多合一線材設計,把SATA、大4P接頭整合在同一條線材上
6.電源內部主電路板及模組化電路板之間直接相接,可省略跨接線材並大幅降低所導致的損失及干擾,同時讓內部散熱空間最大化,提升冷卻氣流散熱效能及延長內部組件耐用性
7.搭載過電壓、過電流、低電壓、過負載、過溫度、短路保護,提供完善保護措施
8.提供五年產品保固,保固內換新

be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W輸出接頭數量:
ATX20+4P:1個
CPU12V 4+4P:1個
PCIE 6+2P:2個
SATA:9個
大4P:3個
小4P:1個(轉接線)

外盒正面,右上為品牌商標,左上為德國第一電腦電源品牌圖示,中央為電源照片,下方為產品名稱、輸出功率、中英文特色說明,左下為80PLUS金牌、SILENTWINGS、全模組化的標示

外盒背面,印上品牌中英文介紹、產品特色中英文說明、線路接頭配置圖、本體尺寸、輸入/輸出規格、SILENTWINGS英文簡介、產品條碼

外盒上下側面都印上品牌商標、產品名稱、輸出功率、80PLUS金牌標誌、SILENTWINGS、全模組化標示
上方側面多了德國第一電腦電源品牌圖示,下方側面多了代理商出貨保固貼紙,要蓋店章及標註日期才能生效,提供五年保固,保固內換新

外盒左右側其中一面為日文特色說明,另一面為簡體中文特色說明、認證標章

包裝內容物,電源本體裝在氣泡袋內,模組化線材用魔鬼沾整線帶捆住,其他還有電源線、說明文件、塑膠束線帶及固定螺絲

電源本體外殼採用黑色消光黑烤漆處理,風扇進氣口處採用黑色塑膠裝飾面板,並結合銀色直條風扇護網

黑色塑膠裝飾面板內嵌直條狀銀色風扇護網,風扇軸心處有be quiet!商標貼紙

電源外殼其中一個側面有be quiet!商標凹印

另一側面有標籤貼紙,印有商標、名稱、型號、輸入電壓/頻率/電流、各組輸出電流/功率、80PLUS金牌認證、安規/BSMI認證標章、多國語言警告訊息、條碼貼紙、產地

六角蜂巢網狀散熱出風口旁有交流輸入插座、電源總開關,開關與插座上方有商標及輸入電壓標示貼紙

模組化輸出插座,插座上方有對應裝置的文字標示,防拆易碎標籤黏貼於此處接縫

一組ATX20+4P編織網包覆模組化線路,長度為60公分,採用18AWG+22AWG組合線材
一組CPU12V 4+4P編織網包覆模組化線路,長度為70公分,採用16AWG線材

兩組PCIE編織網包覆模組化線路,提供兩個PCIE 6+2P接頭,長度為60公分,採用18AWG線材

三組多合一編織網包覆模組化線路,一條提供三個直角SATA接頭及一個直式SATA接頭,一條提供三個直式SATA接頭及一個直式大4P接頭,一條提供兩個直式SATA接頭及兩個直式大4P接頭,至第一個接頭長度為55公分,接頭間線路長度為14.5公分,採用18AWG線材

一組大4P轉小4P轉接線,長度為14.5公分,採用22AWG線材

將所有線路插上模組化輸出插座的樣子,550W機種12V輸出迴路分配如下:
12V1:MB(ATX 20+4P)、DRIVE(SATA/大4P)
12V2:P8/P4(CPU 4+4P)
12V3:PCIE1
12V4:PCIE2

內部結構及使用元件說明簡表

be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W為全漢(FSP)代工,內部結構為一次側半橋LLC(HB-LLC)諧振功率級、二次側12V同步整流、DC-DC轉換3.3V/5V的結構布局,採全模組化輸出

採用be quiet!自家SILENTWINGS 3系列13.5公分液態軸承風扇,型號為SIW3-13525-HF,規格為12V/0.56A 1500rpm
風扇由內部固定,與常見由外部鎖螺絲的固定方式不同

風扇進風口處採用漏斗形風扇邊框,並嵌入橡膠密封條,扇葉的正面與背面都有條紋狀溝槽,用來最佳化氣流

主電路板背面,焊點整體做工良好,大電流路徑採用敷錫來增大電流承載能力及協助導熱,功率級二次側同步整流MOSFET、輔助電源電路的一次側整合式電源IC和二次側同步整流MOSFET安裝在主電路板背面

移除主電路板的外殼,可以看到輔助電源一次側/二次側電路區、功率級二次側同步整流區下方加上了導熱軟墊,該位置的透明絕緣墊片也進行開孔,使軟墊可以接觸金屬外殼,並協助元件熱量發散

交流輸入插座、電源總開關、X電容及Y電容用一片電路板組裝在一起,交流接地線透過螺絲鎖點與外殼相接,電源開關只切掉L線,X電容放電IC搭配電阻,可在通電時減少微小交流功耗的損失,並於輸入關閉時正常釋放X電容殘留電能,交流電源線套在磁環上,並包覆絕緣套管

電路板上交流輸入端使用CONQUER功得MST系列10A微型保險絲,旁邊的突波吸收器未包覆絕緣套管,僅用灰色固定膠固定

輸入交流通過兩階EMI濾波電路,共模電感外面包覆黑色聚酯薄膜膠帶,第一階共模電感(CM1)有兩個玻璃放電管在其下方,外部包覆還加上銅片內襯,其中一面貼上一片黑色絕緣隔板,組裝後剛好可以蓋住交流輸入插座後方電路板

一顆GBU1506L橋式整流器塗抹散熱膏後安裝在獨立散熱片上

採墊高方式安裝的環形APFC電感外面包覆具備銅片內襯的黑色聚酯薄膜膠帶,其下方空間有檢流用繞線電阻

橋式整流器上方有輸入湧浪電流抑制用NTC熱敏電阻,並在電源啟動後使用繼電器將其短路,去除NTC所造成的功耗損失

裝在子卡上的英飛凌Infineon ICE2PCS02G APFC控制IC,為一次側APFC電路控制核心

APFC功率元件,使用兩顆ST的STF18N60M2全絕緣封裝Power MOSFET及一顆CREE C3D06060 SiC Schottky Diode,MOSFET塗抹散熱膏,SiC Schottky Diode加上絕緣導熱片、墊圈及塗抹散熱膏後,安裝在同一片散熱片上

APFC電容採用Rubycon 470µF 420V VXH系列105度電解電容

位於主電路板背面的輔助電源電路一次側整合式電源IC,為Power Integrations的InnoSwitch-EP系列INN2603K整合式電源IC,其包含了一次側高壓MOSFET、一次側控制電路、二次側同步整流控制電路、保護電路

輔助電源電路二次側使用DIODES的DMN6040SK3 MOSFET作為同步整流元件

輔助電源電路的光耦合及周邊附屬小元件用子卡安裝在主電路板正面

輔助電源電路變壓器及12V功率級一次側MOSFET用隔離驅動變壓器外面也有包覆黑色聚酯薄膜膠帶

一次側半橋式LLC(HB-LLC)諧振功率級,使用兩顆ST的STF22NM60N全絕緣封裝Power MOSFET,塗抹散熱膏後安裝在同一個散熱片上

後方的子卡上有Champion的CM6901T2X,用來控制12V功率級的一次側HB-LLC以及二次側12V同步整流

一個諧振電感與兩個諧振電容組成一次側LLC諧振槽,電感旁為一次側電流檢出用比流器,元件底部有灰色固定膠

12V功率級主變壓器,外部包覆黑色聚酯薄膜膠帶

12V功率級二次側採用兩顆TOSHIBA的TPHR8504PL MOSFET來組成全波同步整流電路,12V與GND大電流路徑上敷錫以增強載流能力及協助散熱,MOSFET旁的焊點可將熱量傳導至電路板正面的金屬散熱片

12V二次側濾波電路,採用Nippon Chemi-con的固態電容及電解電容,電容中央四個直立電感同時作為四組12V迴路的電流檢知元件,右側兩片直立金屬板用來協助背面同步整流MOSFET熱量發散

3.3V/5V的DC-DC與電源管理/風扇控制電路整合在同一片子卡上,正面左側有3.3V/5V用輸出電感(環形+直立)及輸入/輸出用固態電容

DC-DC的控制核心為ANPEC的APW7159C雙通道同步降壓PWM控制器,3.3V功率級為一顆DIODES DMN6040SK3 MOSFET搭配兩顆DIODES DMN3009SK3 MOSFET,5V功率級為一顆Infineon IPD060N03LMOSFET搭配兩顆DIODES DMN3009SK3 MOSFET。此組DC-DC與一般常見設計比較不同之處是把兩個不同型號的MOSFET並聯起來使用

DC-DC子卡正面右側為電源管理/風扇控制電路,電源管理IC為Weltrend WT7579,負責監控輸出電壓/電流(此款電源IC可對應四組12V輸出電流監控)及接受PS-ON信號控制、產生Power Good信號

模組化輸出插座電路板正面安排不少Nippon Chemi-con固態電容來強化濾波效果,並加上一些增加載流能力的條狀金屬導體

模組化輸出插座電路板背面採用敷錫來增大電流承載能力,並在上面加上一些濾波用MLCC(積層陶質電容),並未加上整片的絕緣隔板


接下來就是上機測試

測試一:
使用電子負載,測試輸出的轉換效率,同時使用紅外線熱影像相機擷取電源內部運作紅外線熱影像
電子負載機種為四機裝,分配為一組3.3V、一組5V及兩組12V
測試從無負載開始,各機分段增加負載電流,直到接近電源或電子負載的極限,3.3V/5V最大電流則會受限於電源規格所標示的總和功率輸出能力
使用設備為ZenTech 2600四機電子負載(消耗電力)、HIOKI 3332 POWER HiTESTER(測試交流輸入功率)、SANWA PC7000數位電表(測試連接負載的輸出線組接頭上3.3V/5V/12V輸出電壓)

依照80PLUS認證測試電流設定,be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W於20%/50%/100%下效率分別為90.89%/92.08%/89.10%,符合80PLUS金牌認證要求20%輸出87%效率、50%輸出90%效率、100%輸出87%效率
從電源本體及線組插頭處測試的電壓差異,會對效率產生0.05%至0.5%左右的影響

3.3V/5V/12V綜合輸出下各段轉換效率表,於輸出56%時3.3V/5V達到電源供應器標示最大總和功率130W限制,所以3.3V/5V電流達15A以後就不再往上加

綜合輸出各百分比下轉換效率折線圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W於輸出19%轉換效率為89.8%、49%轉換效率為89.9%、101%轉換效率為87.4%

綜合輸出4%至101%之間3.3V輸出電壓變化為57.4mV

綜合輸出4%至101%之間5V輸出電壓變化為60.1mV

綜合輸出4%至101%之間12V輸出電壓變化為16mV

綜合效率測試結束時於輸出101%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,最高溫處為二次側111.8℃,第二高溫處為主變壓器104.9℃,橋式整流90.9℃,APFC區90.3℃,3.3V/5V DC-DC區74.3℃,一次側61.1℃

綜合效率測試結束時於輸出101%下電源供應器背面紅外線熱影像圖,最高溫為55.9℃

純12V輸出下各段轉換效率表,這時僅對12V進行負載測試,3.3V/5V維持空載

純12V輸出各百分比下轉換效率折線圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W於輸出18%轉換效率為90.3%、49%轉換效率為92%、100%轉換效率為89%

純12V輸出4%至100%之間3.3V輸出電壓變化為27.5mV

純12V輸出4%至100%之間5V輸出電壓變化為27.7mV

純12V輸出4%至100%之間12V輸出電壓變化為13mV

純12V效率測試結束時於輸出100%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,最高溫處為二次側107.7℃,第二高溫處為橋式整流98.4℃,APFC區94℃,主變壓器93.6℃,一次側72℃,3.3V/5V DC-DC區46.6℃

純12V效率測試結束時於輸出100%下電源供應器背面紅外線熱影像圖,最高溫為47.7℃

純12V效率測試結束時於輸出100%下電源供應器模組化輸出插座處紅外線熱影像圖,最高溫為34.7℃


測試三:
使用示波器搭配電子負載進行靜態負載下各路低頻/高頻輸出漣波測量及動態負載測試。動態負載就是讓輸出電流於固定升降斜率及週期下進行高低升降變化,並使用示波器觀察3.3V/5V/12V各路電壓變動狀況,目的是測試輸出暫態響應能力
使用設備:Tektronix TDS3014B數位示波器
示波器中CH1黃色波型為動態負載電流變化波型,CH2藍色波形為12V電壓波型,CH3紫色波型為5V電壓波型,CH4綠色波型為3.3V電壓波型

於3.3V/15A、5V/15A、12V/35A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為23.2mV/17.2mV/14.8mV,高頻漣波分別為8mV/15.6mV/14.4mV

於12V/45A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為22.8mV/12.4mV/14.4mV,高頻漣波分別為7.6mV/14mV/13.2mV


各路動態負載參數設定
3.3V與5V:最高電流15A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
12V:最高電流25A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
藍色/紫色/綠色波型在黃色波型升降交接處擺盪幅度最小、次數越少、時間越短者,表示其暫態響應越好

3.3V啟動動態負載,最大變動幅度378mV,同時造成5V產生62mV、12V產生60mV的變動,3.3V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

5V啟動動態負載,最大變動幅度為342mV,同時造成3.3V產生54mV、12V產生72mV的變動,5V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

12V啟動動態負載,最大變動幅度為218mV,同時造成3.3V產生58mV、5V產生58mV的變動


本體及內部結構心得小結:
1.全黑的模組化線材使用編織網包覆,CPU供電線組使用16AWG線材,降低傳輸阻抗
2.直條狀銀色風扇護網內嵌固定在黑色塑膠裝飾面板,風扇由內部固定,使用者無法自行拆卸清潔
3.交流輸入插座、電源總開關、Cx/Cy電容透過小電路板組合在一起,並使用螺絲鎖點完成電源外殼接地
4.採用常見的一次側半橋諧振及二次側12V同步整流(虹冠方案),並透過DC-DC轉換3.3V/5V的結構
5.為了降低待機功耗,輔助電源電路選用附帶同步整流控制的整合式電源IC
6.主電路板背面焊點整體做工良好,正面12V濾波電路的部分電容安裝較歪斜,較大元件有上固定膠,需要加強絕緣處也有使用絕緣隔板或包覆聚酯薄膜膠帶,高電壓Power MOSFET採用全絕緣封裝,可避免灰塵濕氣累積而發生對散熱片漏電的情形
7.背面的導熱軟墊可將輔助電源電路及二次側的熱傳導至外殼上協助散熱
8.主電路板與模組化插座板採用焊接方式組合,可減小傳輸損失
9.模組化插座電路板上使用不少固態電容/MLCC電容來強化輸出濾波效果
10.電解/固態電容全面採用日系品牌(Nichicon/Nippon Chemi-con/Rubycon),確保產品穩定性及耐用性

各項測試結果簡單總結:
be quiet! STRAIGHT POWER 11 550W若依照80PLUS認證的測試電流設定,於20%/50%/100%下效率分別為90.89%/92.08%/89.10%,符合80PLUS金牌認證要求20%輸出87%效率、50%輸出90%效率、100%輸出87%效率

從內部紅外線熱影像圖來看,無論是綜合輸出還是純12V輸出,二次側都有最高的溫度,另外主變壓器、橋式整流、APFC等區域也有明顯溫度。因為二次側會透過導熱軟墊傳導至背面外殼,所以背面外殼也會有一定的溫度

輸出漣波測試,電源供應器於於3.3V/15A、5V/15A、12V/35A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為23.2mV/17.2mV/14.8mV;於12V/45A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為22.8mV/12.4mV/14.4mV

動態負載測試,3.3V有比較大的變動幅度378mV,5V/12V的變動幅度分別為342mV/218mV,3.3V/5V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

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