[測試] 海韻PRIME Titanium 650W電源供應器簡測

[wolflsi (港都狼仔)]

狼窩好讀版：
http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/66223062

感謝FB網友出借此顆海韻PRIME Titanium 650W

海韻PRIME Titanium電源採用全模組化設計
https://i.imgur.com/O7Zn7Yl.jpg
電源供應器本體使用黑色消光烤漆處理，左右兩側有PRIME字樣銀色裝飾牌、海韻商標及
Titanium字樣印刷，U字造型氣流通風開口
https://i.imgur.com/A7GPPcQ.jpg
U字型金屬銀色面板與外殼本體共同組成風扇護網，中央有PRIME字樣銀色裝飾牌，使用沉
頭六角螺絲固定風扇
https://i.imgur.com/YNamArW.jpg
網狀散熱出風口處有商標/輸入電壓標示銘牌、交流輸入插座、電源總開關及風扇模式控
制開關
https://i.imgur.com/9msZHxL.jpg
模組化插座處也有海韻商標及PRIME Titanium字樣，插座外有白色印刷標示連接裝置
https://i.imgur.com/qPGKoyB.jpg
輸出規格標籤，上有商標、產品名稱、型號、總輸出功率、輸入電壓/電流/頻率、各組輸
出電流/功率、安規認證標誌、警告訊息、80PLUS認證標誌、產地，海韻PRIME Titanium
為台灣製造
https://i.imgur.com/FhjwFTg.jpg
一組ATX20+4P編織網包覆模組化線路，長度為60公分
一組EPS12V 8P帶狀模組化線路，長度為65公分
一組CPU12V 4P+4P帶狀模組化線路，長度為65公分
https://i.imgur.com/7TVUwUa.jpg
三組PCIE6+2P帶狀模組化線路，兩組為單頭，長度為60公分；一組為一分二雙頭，第一段
長度為55公分，接頭間長度為10公分
https://i.imgur.com/NFfVA9a.jpg
三組SATA帶狀模組化線路，其中兩組提供四個直角SATA接頭，一組提供兩個直角SATA接頭
，三條第一段長度分別為40.5公分/38公分(四個頭)、30公分(兩個頭)，每組接頭間長度
均為11.5公分
https://i.imgur.com/G1YVPXq.jpg
兩組大4P帶狀模組化線路，一組提供三個省力易拔大4P接頭，第一段長度為40公分；一組
提供兩個省力易拔大4P接頭，第一段長度為30公分，每組接頭間長度均為12公分
https://i.imgur.com/7EfhnRv.jpg
將所有模組化線路插上的樣子，線組數量比插座多，可依照裝置需求自行調配使用的線組
https://i.imgur.com/bYRaY96.jpg
內部結構圖，海韻PRIME Titanium這款電源並未採用鈦金電源常見的半無橋/無橋式APFC
電路，而是使用低順向導通壓降的橋式整流器及微調電路來拉高轉換效率
主電路板功能分區如下：
紅色：輸入EMI濾波電路
黃色：橋式整流及APFC電路
水藍色：輔助電源電路5VSB
紫色：一次側全橋LLC諧振+二次側同步整流12V功率級
綠色：3.3V/5V DC-DC轉換電路子卡
https://i.imgur.com/zPV5TmB.jpg
使用HONG HUA鴻華HA13525M12F-Z 13.5公分12V/0.36A液態軸承(FDB)兩線式風扇，最高轉
速為1800RPM
https://i.imgur.com/xThAh1E.jpg
主電路板背面，大電流路徑採用敷錫來增大電流承載能力及協助導熱
https://i.imgur.com/mUbJl1F.jpg
交流輸入插座後方有一金屬隔離罩及透明絕緣片，裡面有電路板安裝輸入保險絲、X電容
、Y電容
風扇切換開關線路、L/N電源線及上方磁環都有包覆絕緣套管
https://i.imgur.com/DaFnt6e.jpg
交流輸入端採用插片式連接器，突波吸收器有包覆絕緣套管，因為保險絲已經設置在交流
輸入插座後方電路板上，所以主電路板上就沒有設置保險絲
https://i.imgur.com/14ziU8T.jpg
電路板上具備兩階EMI濾波電路
https://i.imgur.com/sQktrIt.jpg
裝在散熱片上，採並聯配置的兩顆VISHAY LVB2560橋式整流器，25A*2電流規格對650W等
級電源是太超過了，但使用此款橋式整流器主要是看上其較低的順向導通壓降Vf，一般橋
式整流器的Vf為1.1-1.4V，而這款LVB2560的最低Vf僅有0.76V，更低的Vf可以降低整流時
的功率損失，並減少整流器的發熱量
https://i.imgur.com/XDRBrZF.jpg
方形封閉式APFC電感，以650W機種來說其體積相當小巧
https://i.imgur.com/vabcEoy.jpg
固定在散熱片上的APFC功率元件，右側紅框處為兩顆Infineon IPP50R140CP Power
MOSFET，中央綠框處為ROHM SCS110AG SiC Schottky Barrier Diode，因為都不是採用絕
緣封裝，所以使用了絕緣墊圈及導熱墊片進行固定及絕緣，並塗抹散熱膏確保熱傳導能力
，功率元件之間黃色方形元件是電流偵測用比流器
APFC電路控制子卡直立安裝在散熱片後方，並使用黃色聚酯薄膜膠帶緊緊包覆，控制核心
為ON semi NCP1654 CCM PFC Controller
https://i.imgur.com/6W31cOg.jpg
APFC電容採用兩顆Nippon Chemi-com 400V 470uF 105度電解電容並聯組成，由於空間因
素，一顆使用比較矮胖的KMQ系列，一顆使用比較瘦高的KMR系列，兩顆大容量電容並聯確
保此電源有足夠的Hold-up time(斷電保持時間)
https://i.imgur.com/KYNS4r7.jpg
全橋LLC諧振轉換器一次側採用四顆Infineon IPP50R199CP Power MOSFET，四顆MOSFET共
用一片散熱片，因為採用非絕緣封裝MOSFET，為了避免短路，使用絕緣墊圈及導熱墊片進
行固定及絕緣，同樣塗抹散熱膏確保熱量能順利傳導
https://i.imgur.com/neXBVaY.jpg
一次側LLC諧振槽的諧振電感(紅框)、諧振電容(水藍框)，紫框為偵測一次側電流的比流
器，諧振電感與比流器外包覆黃色聚酯薄膜膠帶，主變壓器右下的固態電容外面包覆絕緣
套管進行二次絕緣強化
https://i.imgur.com/NGkWsXX.jpg
右側子卡為12V功率級控制核心，採用虹冠CM6901T6X SLS(SRC/LLC+SR)諧振控制器，控制
一次側全橋LLC諧振轉換器及二次側12V同步整流MOSFET
左側子卡為風扇轉速控制子卡
https://i.imgur.com/Nx1o5Fh.jpg
子卡位置的主電路板背面有兩顆SILICON LABS Si8230BD高/低端隔離驅動IC，其隔離絕緣
電壓可達到5KV，用來取代隔離驅動變壓器，作為CM6901T6X控制器與一次側全橋LLC諧振
轉換器MOSFET之間隔離驅動的橋樑
https://i.imgur.com/5HLOLrp.jpg
輔助電源電路一次側功率元件使用STF6N65K3 Power MOSFET，變壓器上包覆黃色聚酯薄膜
膠帶
https://i.imgur.com/MZhblus.jpg
輔助電源電路一次側採用Leadtrend LD7750R PWM控制器，安裝在主電路板背面
https://i.imgur.com/uBkxr86.jpg
二次側12V同步整流元件位於主電路板背面，使用四顆ON semi(原
FAIRCHILD)FDMS015N04B MOSFET(紅框)組成二次側全波整流電路，旁邊銅箔採大面積敷錫
來加強電流傳導能力，並導出MOSFET熱量至電路板及正面金屬散熱片
https://i.imgur.com/wJVQsZq.jpg
主電路板背面與外殼空間處有貼上一塊導熱貼片，協助將二次側MOSFET區域的熱量傳導至
電源外殼上，上方的洞與溝槽都是被電路板上焊點擠壓出來的
https://i.imgur.com/lWKKET0.jpg
主變壓器旁用來輔助二次側同步整流元件散熱的金屬散熱片，散熱片下方有12V輸出CLC濾
波電路用六顆Nichicon固態電容
https://i.imgur.com/AyI7OIl.jpg
12V輸出CLC濾波電路的直立電感與Nippon Chemi-con電解電容
https://i.imgur.com/UmTWt7G.jpg
二次側散熱片旁邊安裝一個小片DC-DC電路子卡，使用一顆Lite-on LSP5523同步降壓IC，
將12V轉換成-12V
https://i.imgur.com/M1xFVpM.jpg
3.3V/5V DC-DC電路子卡，負責將12V轉換成3.3V/5V，DC-DC電路子卡正面配置輸入/輸出
濾波用電感及Nippon Chemi-con/Nichicon固態電容，子卡背面安置ANPEC APW7159C雙通
道同步降壓PWM控制器，各別驅動兩顆Low Side及一顆High Side的交換式同步降壓電路，
使用的功率元件均為Infineon BSC0906NS MOSFET，共有六顆，分別將12V轉換成3.3V/5V
https://i.imgur.com/tab7xMc.jpg
DC-DC子卡背面還有覆蓋一片散熱用金屬板
https://i.imgur.com/gOBi51E.jpg
3.3V/5V輸出電流偵測用分流器直接安置在DC-DC子卡輸出焊點至模組化插座電路板焊點之
間
https://i.imgur.com/Ub10gg0.jpg
位於側邊子卡上的偉詮WT7527V電源管理IC，提供輸出過電壓/欠電壓/過電流保護、接受
PS-ON信號控制及產生Power Good信號
https://i.imgur.com/uRq0Dsz.jpg
模組化輸出插座電路板背面，上方插座焊點有敷錫，加上濾波/退耦用表面黏著積層陶質
電容，並使用透明絕緣片整片蓋住保護
https://i.imgur.com/fw8i96Y.jpg
模組化輸出插座電路板正面，使用四支實心金屬條固定電路板，同時也作為傳送輸出電能
的導體，上方配置不少固態電容(Nippon Chemi-con/Nichicon產品)來強化濾波/退耦效果
https://i.imgur.com/JdkmYxa.jpg

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，每機最大負荷量為60V/60A/300W，分配為一組3.3V、一組5V及兩
組12V
測試從無負載開始，各機以每1安培為一段加上去，直到達到電子負載極限(12V各26A)，
3.3V/5V則受限於電源本體總和功率輸出能力
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 PC5000數位電表(測試線組末端的各組輸出電壓)

3.3V/5V/12V綜合輸出下各段轉換效率表，於輸出60%時3.3V/5V達到電源供應器最大總和
功率限制，故後面測試的3.3V/5V電流就不再往上加
https://i.imgur.com/ouE4Szv.jpg
各輸出百分比下轉換效率折線圖(橫軸：輸出百分比、縱軸：轉換效率)
80PLUS鈦金認證要求10%輸出90%效率、20%輸出92%效率、50%輸出94%效率、100%輸出90%
效率，海韻PRIME Titanium 650W於綜合輸出10%轉換效率為89.2%、20%轉換效率為92.4%
、50%轉換效率為93%、101%轉換效率為91.5%，僅有20%及100%輸出滿足認證要求，10%及
50%輸出略低於認證值0.8%~1%
https://i.imgur.com/WnXUUkH.jpg
綜合輸出101%下電源供應器內部紅外線熱影像圖，橋式整流器是最熱的區域，為攝氏82.9
度
https://i.imgur.com/oZGLq48.jpg
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，3.3V/5V電
壓於12V輸出0%至100%之間升高40mV
https://i.imgur.com/JYsgzA3.jpg
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)
80PLUS鈦金認證要求10%輸出90%效率、20%輸出92%效率、50%輸出94%效率、100%輸出90%
效率，海韻PRIME Titanium 650W於純12V輸出11%轉換效率為90.1%、19%轉換效率為92.4%
、51%轉換效率為93.6%、101%轉換效率為92%，除50%輸出略低認證要求0.4%外，其他輸出
均符合認證要求效率
https://i.imgur.com/gzt0vk5.jpg
純12V輸出99%下電源供應器內部紅外線熱影像圖，最高溫處仍是橋式整流器，為攝氏82.9
度
https://i.imgur.com/D1E2ZGU.jpg
模組化輸出插座處受到二次側傳來的熱量，偏向二次側的區域有較明顯溫度
https://i.imgur.com/9M7u02I.jpg
二次側的熱量透過導熱貼片傳導至外殼上，也有接近攝氏49度的溫度
https://i.imgur.com/XyJSiA0.jpg

測試二：
使用常見的電腦配備實際上機運作，使用SANWA PC5000數位電表透過電腦連線截取
3.3V/5V/主機板12V/處理器12V/顯示卡12V的電壓變化，並繪製成圖表
此測試電腦配備CPU/GPU/機械硬碟於全負荷運作下，其直流耗電量約在600W左右

3.3V電壓記錄，電壓最高與最低點差異為41.5mV，開始測試時電壓呈現往上升高的現象
https://i.imgur.com/pZNskxR.jpg
5V電壓記錄，電壓最高與最低點差異為39.9mV，開始測試時電壓呈現往上升高的現象
https://i.imgur.com/SB0S6e0.jpg
主機板12V電壓記錄，電壓最高與最低點差異為43mV，開始測試時電壓呈現往上升高的現
象
https://i.imgur.com/OkUvsDe.jpg
處理器12V電壓記錄，電壓最高與最低點差異為78mV，開始測試時電壓最初下降，後來呈
現往上升高的現象
https://i.imgur.com/ZZ4kUmn.jpg
顯示卡12V電壓記錄，電壓最高與最低點差異為57mV，因為整機中顯卡用電量最大，升高
的電壓反而提供壓降補償，使其壓降數值減小
https://i.imgur.com/Vp41wZV.jpg

測試三：
使用示波器搭配電子負載進行靜態負載下低頻及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藍色波型為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，CH2/CH3/CH4垂直每格50mV

於3.3V/11A、5V/12A、12V/46A輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為
20.4mV/16.4mV/9.2mV
https://i.imgur.com/iK4VJzt.jpg
於3.3V/12A、5V/12A、12V/46A輸出下12V/5V/3.3V各路高頻漣波分別為
10.4mV/15.6mV/9.2mV
https://i.imgur.com/iMMgPZ8.jpg

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，最大變動幅度為266mV，同時造成5V產生58mV、12V產生58mV的變動，
3.3V電壓變動大幅震盪維持時間在200微秒
https://i.imgur.com/9O3ob0a.jpg
5V啟動動態負載，最大變動幅度為192mV，同時造成3.3V產生48mV、12V產生84mV的變動，
5V電壓變動較大幅震盪維持時間在200微秒左右
https://i.imgur.com/Q2tsduh.jpg
12V啟動動態負載，最大變動幅度為274mV，同時造成3.3V產生38mV、5V產生34mV的變動
https://i.imgur.com/z5PBw5F.jpg

本體及內部結構心得小結：
1.鈦金電源中普遍搭載無橋式/半無橋式的APFC電路，海韻PRIME Titanium卻選擇使用低
壓降損失橋式整流器及標準APFC電路，表示對其他部位效率精進有信心
2.具備風扇模式切換開關，低輸出/低溫下風扇停止運轉，改善噪音表現
3.模組化插座板透過金屬支撐架及焊接點與主電路板輸出端連接，減少電能傳輸損失
4.並聯兩顆大容量APFC電容，可保持較長的斷電維持(Hold-up)時間
5.一次側使用隔離驅動IC取代傳統隔離變壓器
6.APFC/一次側MOSFET均使用非絕緣封裝，只靠螺絲墊片與導熱貼片進行絕緣，須注意日
後灰塵濕氣累積是否可能造成對絕緣方面的影響
7.主電路板背後的二次側同步整流元件處有加裝導熱貼片，可透過電源外殼協助散熱
8.電解部分與固態部分均為日系品牌

各項測試結果簡單總結：
80PLUS鈦金認證要求10%輸出90%效率、20%輸出92%效率、50%輸出94%效率、100%輸出90%
效率，海韻PRIME Titanium 650W僅在綜合輸出20%(轉換效率92.4%)和101%(轉換效率
91.5%)、純12V輸出11%(轉換效率90.1%)、19%(轉換效率92.4%)、101%輸出(轉換效率
92.4%)這五項符合鈦金認證效率要求，其他輸出點轉換效率差異略低於0.4%~1%

海韻PRIME Titanium 650W從內部紅外線溫度圖來看，整流器是溫度最高的點，其次是主
變壓器，而二次側除了正面散熱片加大，同時將熱傳導至背部外殼來散熱，全負載下的溫
度並沒有想像中的高

實際使用電腦配備測試輸出負載能力，負載開始提高耗電量時，電源供應器的輸出電壓也
會略微提升，作為壓降補償。各路電壓於測試開始/測試中/測試結束時，顯示卡12V最大
變動幅度為57mV，處理器12V最大變動幅度為78mV，主機板12V最大變動幅度為為43mV，
3.3V/5V最大變動幅度分別為41.5mV/39.9mV

輸出漣波測試，電源供應器於3.3V/12A、5V/12A、12V/46A靜態負載下的低頻漣波表現分
別為20.4mV(12V)/16.4mV(5V)/9.2mV(3.3V)。動態負載測試方面，12V有比較大的變動幅
度274mV，3.3V/5V的變動幅度分別為266mV/192mV，3.3V/5V電壓變動尖波維持時間在200
微秒左右，無明顯持續上下擺盪情形，另外因為3.3V/5V均透過12V轉換而來，所以其中一
組加上動態負載時會有出現彼此輸出略受影響狀況

報告完畢，謝謝收看

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推 Sabaurila   : 先推再看
推 soane       : 推！
推 himekami    : 推狼大
推 saito2190   : 先推
→ kevin1221   : 神砲!
推 phoenix5599 : 感謝狼大~
推 yathgu      : 請問這顆的型號是SSR-650TD 還是650TR
→ yathgu      : 看到圖表中是寫650TD 可是現在市售好像是650TR
→ wolflsi     : 依照在標籤上看到的是TD，TR是Ultra系列
推 dnaspirit   : 推!! TD是台灣製 我手上的TR是中國製 哭哭
→ dnaspirit   : 有趣的是TD TR在80plus網站的數據根本一模一樣
推 june0204    : 推
推 yathgu      : 謝謝狼大 那TD和TR有很大差別嗎?
推 tfoxboy     : 挺牛的
推 doomerptt   : 看來這顆動態負載比上顆neg弱
→ doomerptt   : 看波型 12v跟不太上的感覺
推 tcancer     : 推
推 Cubelia     : PRIME都是標榜MIT的
→ Cubelia     : 看來PRIME Ultra就不一樣了
推 yathgu      : 原本就已經鎖定要買這顆了 看樣子又要好好想想了
→ Cubelia     : 倒也可以看看白金和黃金款
推 pipi5867    : 咦  所以TR等於就是cost down版囉？w
→ friedpig    : 什麼時候改的阿 我這邊剛上的時候買的是TD的說
推 iuytjhgf    : 此ID必推
推 cusy0707    : 同樣保10年，但12V輸穩定度海盜的RX金牌係列也輸給
→ cusy0707    : EVGA G2金牌係列...不曉得鈦金的意義再哪裡
推 doomerptt   : 鈦金只是轉換效率
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推 st8986      : 客服表示:TR為最新版 陸製，TD為台製
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