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三十元的差距!看山寨电源PK长城低端

 我是滴水石穿 2017-09-04

    泡泡网机箱电源频道2009年6月8日 电源作为PC的能源中心,重要性就好比心脏之于人体,可相当比例的装机用户甚至是玩家都忽略它的重要性。我想原因有几点:

    1 电源总是做为一个黑匣子出现,没有多少人会关注它的内部结构。
    2 即便玩家打开了电源外壳,想看懂电源是好是差也需要相当的专业知识。
    3 即便众多IT网站有条件常常打开电源外壳,可相关编辑缺乏足够的专业知识。
    4 即便编辑有相关知识对内部做工进行描述,也缺少专业测试设备说明电源的输出性能。
    5 专业的电源测试对IT网站是一项高投入低产出的行为,没有多少网站愿意拿出十万乃至几十万元买测试电源的设备。CPU、显卡跑分测试才是低投入高产出,值得鼓励和推荐的。

    时间长了这样的惯例就延续了下来,玩家和对CPU,板卡的熟悉程度远大于对电源的了解。

    今天我们拿三款额定功率为300W电源做一次详细的拆解分析,同为额定300W电源,好与坏到底差别在哪儿呢?看完后可能就会有个大概的了解了。选择300W的电源有几个原因:一、功率在300W左右的电源出货量仍然是市场中最大的;二、300W功率的好、中、差电源价格差异不会太悬殊,同一价位存在较大差异。

    这次选出的三款电源

    1 荣盛达 SD-P300ATX             价格:90元

    2 长城 ATX-300P4 PFC            价格:120元

    3 长城 节电王 300瓦             价格:未知,预计300元左右

    荣盛达电源是编辑在E世界4层买到的,柜台里还有其他几个牌子的电源,我们也没听说过,经初步比较感觉它最能代表‘偷工减料’。另外两款之所以选择长城完全是因为编辑部正好有2款额定300瓦的电源,其余都是超过400W的了,本想用ENERMAX的自由400做对比,但因为额定功率不同,价格差距太悬殊,有失公正。

三款300W 电源大PK

    从左至右分别为长城节电王铜牌、荣盛达牌300瓦、长城300P4。我们将对以下17个环节做拆解和评价:外壳,线材、风扇、电路结构、PFC元件、主电容、散热片、整流桥、EMI电路、主开关管、输出整流管、滤波电容、储能电感、背板PCB焊工、绝缘与点胶、热缩管、保险管。

    荣盛达电源和长城300P4都使用了镀锌钢板作为电源外壳,长城铜牌电源使用了钢琴烤漆,我们来看看电源外壳厚度如何。


0.46毫米厚


0.81毫米厚


0.90毫米厚

    在第一个环节中就体现出较大的差异,荣盛达电源排最末,厚度只有第一名的一半。

    接下来我们看看线材的情况,在PC用的开关电源中至少应当使用AWG18的线材,比较好的大功率电源中会使用AWG16的线材。线材细会省出一些材料钱,但线材的电阻会升高,发热也会增加。AWG即是American Wire Gauge,是美制电线标准的简称。


使用了AWG20线材

    荣盛达使用了AWG20的线材,比AWG18要细。导线电阻计算公式为:R=ρL/S(其中ρ表示电阻率,R表示电阻,S表示横截面积,L表示导体的长度),圆截面积为S=πR2。也就是说,导线电阻和线径的平方成反比,线径越粗,电阻也越低,线上压降也就越小。


0.5mm2线材


0.5mm2线材

    长城两款电源使用的线材并没有按照AWG标准标明,而均使用了0.5mm2国标GB5023.3-1997,我们没有下载到这个标准的详细内容。所以用游标卡尺比较一下线材的粗细。


1.52mm


1.84mm


1.85mm

    两款长城电源虽然型号相差很远,但线材粗细一样,荣盛达电源线材明显细了很多。刚才省了不少钢材,这些细线又省出不少铜线。

    荣盛达与长城300P4电源均使用了单颗8cm风扇散热,这种散热设计符合INTEL电源设计指导书中的建议内容。长城铜牌300W电源使用了12cm大风车风扇。仔细看一下,风扇与风扇之间的差别还是比较大的。


SPEE风扇

    风扇品牌为SPEE,在google上搜索不到,如果输入SDF8025的话会找到这个风扇的生产厂,在他们的网页里可以找到这款风扇,不过没有任何参数的描述,点击这里查看,写与不写参数是厂商的权利,但这体现出这个风扇厂经营生产的规范性。


YUE DONG风扇

    长城300P4电源采用了浙江东方机电的无刷风扇,从风扇标签上找起来生产商确实不很方便,不过最后还是找到了产品的参数页,点击这里查看。两个页面对比一下就能感觉出差异了,其实当我用手扒拉扇叶感受轴承时,也同样体会出这样的差异,不过因为是主观感受,不具太大参考价值。

 
风扇防护罩对比

    两款电源都用了8cm风扇,使用的防护罩不一样,荣盛达仅仅在外壳上开槽,长城300P4则安装了金属网状防护罩。这样一来荣盛达又把风扇罩的钱省出来了。


捷冷 EFS-12E12L风扇

    长城铜牌电源使用了捷冷风扇,最近长城巨龙系列电源也在使用这个牌子的风扇,我们没能在东维丰的官方网页内找到这款产品的参数,也许有的厂商并不把OEM产品参数公布出来。但总体来看浙江东方机电相比捷冷来说显得正规一些。

    长城300P4和荣盛达电源使用的电路结构非常类似:半桥+被动PFC。长城铜牌使用了主动PFC双管正激结构单路磁放大,这类结构不论是在效率上还是输出品质上都要高出半桥结构一个档次。


长城300P4与荣盛达

    总观两款电源的结构,除了个别元件的摆放位置不同外其他部分几乎一摸一样,一会儿我们仔细查看每个元件。


长城铜牌300W电源结构

    在台系电源厂商中,半桥结构在5,6年前左右就开始被正激结构所代替,长城300P4因为是很久以前发布的型号,所以仍然是半桥结构。相比正激结构而言,半桥结构要少用很多元件,对于小厂来说成本降低较大,所以荣盛达对待300W这款电源,在结构上也省了一笔,当然长城300P4在结构上也是一样的。

    功率校正(PFC)是一种对公共电网有很多好处的功能,可以防止用电设备把很多杂波引入到电网中,我国就规定功率在30W以上的用电设备必须有PFC电路,一些欧美国家在搭建电网时就有PFC校正的设备,所以没有这样的规定,有些没有PFC电路的电源也可以在那里销售。功率校正主要体现在抹平电流的尖峰和调整电流和电压相位两方面,功率因数能反映出校正的效果,采用主动PFC的电路会做的更出色,在电源半载时功率因数往往可以超过99%,而被动PFC大约在70、80%左右。如果功率因数过低,比如只有20%,不但会对公共电网有干扰,还会在三项供电中的某一项上产生过大的电流,损坏用电器。


PFC标签

    在荣盛达电源的外壳上有一个绿色的标签,上面标着PFC字样,下面是电磁兼容限值谐波电流发射限值的国标,以此说明自己的PFC是符合国家标准的。


假PFC

    揭开PFC外的黄色胶带,发现这部分根本没有接入电路。心越虚就越做反常的事儿,被动PFC对电脑电源来说是个很普通的东西,大多数厂商甚至不好意思拿出来当卖点说,荣盛达特地贴出个绿色的标签来,告诉人家:“我这里有PFC”,真是贼喊抓贼之举。这个假PFC又给荣盛达省出几块钱。


假PFC结构

    其实就是一些纸包着一些铁片的死疙瘩。那么正经的被动PFC应该是什么样呢?


正品PFC电感


聚酯膜电容


电感内漆包线

    一个正规的被动PFC电感应该是由漆包线绕制的,两头接入电路中,这样才能达到平滑电流尖峰值的作用。上面三幅图就是长城300P4的被动PFC电感,而且它和其他电源内的被动PFC电感和其他PFC电感还略有不同,增加了一个金属化聚酯膜电容,应该是为了调整感抗值所用的。


主动PFC电路

    最后这款铜牌300W电源使用的是主动PFC电路,PFC电路由一颗大号升压电感、PFC开关管(MOSFET)、快速恢复二极管和PFC输出电容组成。其中快速恢复二极管是NXP(前身为飞利浦半导体)的BYC8-600,两枚PFC开关管为仙童半导体的13N50C,对300W的额定功率而言,开关管功率已经足够了。

    在这个环节荣盛达造假,长城300P4使用了正经的被动PFC电感,铜牌电源使用了完整的主动PFC电路。

    对于两款采用半桥结构的电源来说,两个主电容的作用是把整流后的电压升高至380V,两颗电容串联分压,加在每个电容上的电压为190V。


Fhy电容

    Fhy?没听说过这个牌子的电容,搜索引擎里也没有生产厂商的信息,杂牌电容无疑,容量是330uF,耐压200V,甚至没有标定温度参数。


HEC电容

    长城不少老电源都使用禾伸堂的HEC电容,禾伸堂虽然不是电子元器件出名的生产商,但也为台达,TI等企业提供过滤波器、无线产品等,HEC比起Fhy来说要好一些。参数为330uF,200V耐压,85℃耐温,虽然密度不大,但电容附近点胶固定了。


HEC电容

    长城铜牌300W中用的也是HEC电容,容量为330uF,耐温为85℃,耐压450V,这比绝大部分主动PFC电容的耐压都高了一些。电容也做了点胶固定,这个环节荣盛达利用杂牌电容省出不少钱,另外也省了一些安规胶水的材料费。

    散热片上一般安置着整流桥开关管等发热较大的元件,散热片面积大的,风扇风量大的电源可以让元件工作在较低的温度,对元件寿命也有好处,这个环节里我们看看三款电源的散热片如何。


散热片高度对比

    左上方的是长城300P4电源,右下方是荣盛达电源,散热片高度差别很明显,长城300P4大约高出荣盛达一倍,而且长城电源的散热片还开出其他分岔,以便更好的散热。散热片矮一些直接影响就是少用点铝片,开槽越复杂,制作模具的费用也越高,荣盛达在这两方面都省出来了。


铜牌电源散热片

    这款铜牌300W电源有三片散热片,其中二次侧的面积较大,而且为了配合12cm风扇的风向,还折出一个平面,这样能更有效的利用风扇的风流。另有一片小的散热片在右下角,上面贴着整流桥。


整流桥


整流桥


整流桥

    前两张图片是低端电源常见的整流桥,使用四颗二极管做全波整流,而定位稍高一些的电源会使用上图中的集成整流器,有些不使用散热片,有些加装了散热片,对于300W的额定功率而言,如果使用GBU1006这样的整流器,其实不加散热片也完全没有问题,因为整流桥安装方向问题,型号被贴住了看不到,长城铜牌电源在散热片上做的不错。

    EMI电路可以滤除电磁辐射的干扰,电磁辐射的干扰有三个方面的主要影响:一、电磁骚扰,指的是电子设备的对外电磁辐射;二、电磁抗干扰,指的是电源对抗公共电网的信号干扰;三、电磁辐射,指的是有意或无意电磁辐射对人或环境的影响。对应此三种情况国际电工委员会分别有三个技术委员会对口制定标准,前两种是针对电子仪器的,第三种是针对环境和人的,一般各国都是依据国际法规EN55022/EN55024。在PC电源行业,这部分的建议设计是采用2颗电感线圈,一对Y电容和一个X电容,一个浪涌吸收元件,我们以此标准看看三款电源做工如何。


一级EMI

    EMI电路在电源里由于受到空间的限制一般分成两部分,常规方式是在AC输入部分安置一对Y电容,一个X电容和一个共模电感,其他部分做到PCB上。荣盛达电源没有在输入口安置任何元件,也可能都设置到PCB板子上了?往下看


EMI滤波设计

    不能说EMI电路全没有,我们找到了一对儿Y电容和一个浪涌吸收元件。比业内建议设计少了2个电感线圈和1个X电容,又省了一小笔钱。


保险管

    这里还有一个保险管,不过是焊在PCB上的,大部分电源的保险管都是嵌入在插槽中,这样可以便于更换,省去这个插槽也省点成本。


一级EMI部分

    就像刚才所说,一般电源在AC输入部分放置一级EMI电路,长城300P4电源可以看到一个电感线圈一个X电容和一对儿Y电容,只不过电感是空心的线圈,不那么高级而已。


另一级EMI电路

    长城300P4电源在PCB板上还有一部分EMI滤波设计,包括一个差模电感,一个X电容一对儿Y电容,不过我没找到浪涌吸收元件。图中也可以看到保险管的安装在槽位中,而不是焊死在PCB板上。


EMI电路

    长城铜牌300W电源在EMI电路中安放的元件数量和300P4是一样的,只是每个元件的等级都有所提高。


EMI滤波部分

    除了加装了磁环外,还使用了铁氧体锰锌磁环电感,比空心的要高级了不少。此外保险管焊在PCB上,使用热缩管保护。

    EMI电路部分荣盛达‘节约’得比较疯狂,也许是因为这部分对功能的影响不是很大的缘故吧,毕竟,没有EMI部分,电源照样能带动电脑。

    电源中比较值钱的元件是变压器和开关管与整流管,变压器实在不好比,可算电源内部的一个黑盒子,因为它的选择和整个电源的设计有关,通过尺寸大小,什么问题也说明不了,所以略过,不过看之前的态势,这部分也会是荣盛达削减成本的重点位置。回来说我们的,在这部分我们只比较主开关管。


待机开关管


主开关管

    荣盛达的一次侧使用的开关管有一枚台湾友顺的UTC2N60L场效应管,这一颗可能是做待机用,还有三颗13007双极型晶体管,从型号上看是兼容仙童BJT的管子。荣盛达在开关管的用料上比较节省,一颗台湾三线半导体厂的管子配三颗兼容管。


长城所用晶体管

    由于长城300P4一次侧元件密度较大,不方便拍到晶体管,就直接放上此图。长城在这主开关管部分使用的是两枚仙童半导体的J13009双极型晶体管,虽然在开关管总传输功率上两个电源大致类似,但一个使用的是兼容型号,一个使用的是仙童的正品。


主开关管型号

    虽然上图中的13N50是PFC所用的,不过因为散热片另一侧元件密度大,拍不到清楚的主开关管,所以暂时用它代替。在主开关管上,长城铜牌300W电源使用了2枚仙童的13N50场效应晶体管。与双极型晶体管比起来,场效应晶体管无论是在开关速度还是在损耗上都要低得多,当然价格也高不少。

    在主开关管部分,使用双极型晶体管的半桥结构本身就比使用场效应晶体管的电源便宜很多,而荣盛达还在这一部分使用了兼容型号,省出一大笔成本。

    二次侧整流管也是很重要的部件,这部分要是用料非常好,效率会提升不少,比如我们之前拆解的AX金牌电源,尽管使用的是银牌电源中的常见设计,但输出侧的整流管参数很豪华,这也造就了它金牌的转换效率。首先看的是荣盛达电源,此款电源使用磁放大方式处理3.3V的输出。


整流桥


整流桥

    为12V输出做整流的是一枚意法半导体的BYW51-200,这颗整流器理论上最高可以在150℃下输出20A的电流。3.3V输出使用1枚意法半导体的STPS1545CT,可以输出15A的电流,5V的整流管上型号已经模糊不清,无法估算。


荣盛达电源参数

    电源参数标签上3.3V一路的额定输出参数为14A,留出的7%的余量。12V一路额定输出为12A,留出67%的余量,如果您第一次看我们的评测会认为这些已经足够多了,其实不然。如果您翻看最近我们的拆解评测会发现,这款电源在二次侧部分12V设计余量是合理的,3.3V的余量明显紧张。另外在12V输出当道的PC平台,留出50%以上的余量是很常见的,我们刚刚拆解过的AX金牌电源,在12V输出上留出了120%的余量

    长城300P4在二次侧输出使用了一颗威世半导体的SBL3040PT,一颗意法半导体的STPR1620CT和一颗威世半导体的SBL2045CT,分别为5V、12V和3.3V所用。


12V整流


12V整流


3.3V整流

    5V整流二极管采用威世半导体的SBL3040PT,可以传输30A的电流。3.3V的使用威世半导体的SBL2045CT,可以传输20A的电流。12V整流使用的是意法半导体的STPR1620CT,可以传输16A的电流。


长城300P4电源标签

    根据电源标签,5V输出的设计余量是43%;12V输出设计余量是0,3.3V设计余量是43%。毕竟是一款100元出头的电源,虽然整流管牌子挺硬,但12V留的余量确实让人捏了把汗。

    长城铜牌300W电源在二次侧输出做整流和续流的是6颗SBR40U45CT,1颗负责12V输出,1颗负责5V输出,还有1颗负责3.3V输出,剩下三颗负责续流。


整流管


电源参数

    因为采用双管正激的结构,假设占空比为典型值35%,则12V、5V和3.3V的理论输出最大值均为30A电流,设计余量分别为58%、100%和43%。

    三款电源在这一环节上对比,长城铜牌300W电源可称豪华,荣盛达比长城300P4略好,不过我们的计算只是纯理论的,实际影响输出的因素还非常多,我们只是用这种方法对电源的用料做一个初步的评论。

    输出滤波电容对电流的输出品质影响很大,储能电感的大小既关系到满载时纹波抑制的水平也关系到转换效率,一起来看看这三款电源的对比。


储能电感

    可以看到荣盛达电源使用了2个黄色的储能电感,其中3.3V的储能电感绕线稀疏。


Asia''x电容

    本来就不多的输出电容中还有大量名为Asia''x电容,听说是fuhjyyu厂为别人OEM的,可fuhjyyu这个牌子也已经是公认的“爆浆王”,不知道OEM的水平能如何。


KZJ电容

    看到这里我真有点犯晕了,稀稀疏疏的杂牌电容里突然冒出2颗日本化工的KZJ系电容,这可是电解电容中非常不错的一种。此外可以看到几乎所有的元件都没有点胶加固,所有线材都没有套加热缩管。

    长城300P4电源的输出部分元件密度比容盛达大一些,电容数量也多,而且大部分线材都套加了热缩管,线材附近容易被挤压的电容都点胶加固了。


输出部分做工


输出部分其他电容


输出部分电容

    可以看到输出部分有3颗日本化工KME系电容,其他电容为nicon,注意,不是日本的nichince,也不是简写。Nicon应该是深圳市尼康继峰电子有限公司的电容。在储能电感上,长城300P4和荣盛达的差别不很大。


长城铜牌电源输出侧

    长城铜牌300W电源因为设计结构不同,所以在这个部分依然领先较多,储能线圈选用了黑色铁氧体线圈,电容采用日本化工的KZM系电容,和国产nicon因为线材挡住了没有拍到型号,线材除了待机5V的线和一根3.3V的线外全部套接了热缩管,这两根没有套上的也在末端补了安规胶,在输出侧附近所有元件都点胶固定了。

    焊接工艺能反映出工厂的自动化规模,我们先看看三款电源的背部PCB板。


干干净净的PCB

    荣盛达的PCB翻过来看感觉是手工加部分自动化焊接的板子,看着很“干净”,干净的连该有的焊锡都省了。电源外壳是金属的,当这张板子放在外壳里时,只靠中心可以塑料垫脚支撑做绝缘。


焊锡多了很多


绝缘层保护

    少部分地方,尤其是输出部分是用手工补锡的,看着虽然不太漂亮,但补锡是很重要的步骤,可以增大散热面积,也可以让更多的电流通过。在PCB板与电源外壳之间还加了一层材料做绝缘。荣盛达和他同价位的长处300P4比起来,省了不少焊锡、热缩管、安规胶水的钱。


铜牌300W背部

    和第一块比起来,铜牌300W的背部的焊锡要多的多,而且走线也清晰了不少,不过输出部分还是手工补锡,而且补得有点难看。那么怎样的背部才算完美呢?


台达DPS700MB

    从芯域借来一张台达DPS700MB的背部图,这样的背板才是最高水平,看不出任何手工加工的痕迹,不过现在DIY市场中基本见不到这样水平的产品,包括海韵、康舒这些大电源厂的DIY电源。这种情况只有在OEM和台达、光宝等厂商的工包产品中才能看见。

    我们把刚才所有的内容总结在下面的表格中,您可以对比三款电源的做工。

    在荣盛达电源和长城300P4电源的17项PK中荣盛达有3项和长城300P4持平,只在12V输出管的规格上比对方好一些,其余13项均不如对方;在长城300P4和自家铜牌的电源的比较中,长城300P4有一项和对方持平,两项比对方略好。其余14项均不如对手;在荣盛达电源和长城铜牌电源的比较中,荣盛达仅有保险管的安装方式占有优势,其他16项输的一塌糊涂,当然价格摆在那里,不输也是不可能的。

    我们也在网上找到了荣盛达这家电源厂的主页,从产品看应该是一个中小规模的电源厂,想对他们说:做300W低端电源没有错,长城也在做,售价也在100元附近,内部用料确实没法说高级,但各方面都规规矩矩,毕竟价格摆在这里。削减成本不等于造假,一个没接入电路的PFC能符合GB17625.1国标码?一个只剩2个Y电容的EMI电路能符合3C中的电磁兼容标准吗?这些都没有为什么在壳上贴个PFC标签,在参数标签上标上3C认证号码?

    这样的电源如果加电测试具体表现如何现在我还不知道,不过在今年的电源横测中会补充上这部分测试,相信成绩会惨不忍睹。这样的电源装在电脑中就是个定时炸弹,损坏主板内存显卡不足为奇。 

    我们这次拆解分析主要体现了90元的电源和120元的电源在做工与用料上的差距,价格差距并不大,但从不太起眼的点胶加固,到关键元器件的选购上90元的电源已经精简到家了,也许再减去任何一个电容,电源就不能正常工作了。而初装机的用户,尤其是整机预算在2500元之内的用户很可能会买到这类的电源。如果确实不想在电源上多投资,买一个100出头的长城航嘉之类的老电源也比这些东西要稳妥的多,那款铜牌300瓦电源展示出了一个中高端300瓦电源应有的用料水准。

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