[閒聊] RTX 4090 12VHPWR熔毀原因簡單分析

[parislove3 (艾草糖)]

以下轉自噗浪，作者是業界人士

分析得滿清楚，也有提到原生線並非完全安全

這邊摘錄重點，全部內容可看下面連結

https://www.plurk.com/p/p1lyp7

https://www.plurk.com/p/p1qnob


----------2022/10/31 09:34----------
RTX 4090 12VHPWR熔毀原因簡單分析
雖然是走端子承受電流規格上限
但規格以及耐溫和配PIN是沒問題的

https://images.plurk.com/5mGEELEY8FGItIBLRE7OEK.jpg
https://images.plurk.com/7CuFUBwopTo6YTNMlWDfaQ.jpg

是Nvidia認證的12VHPWR一分三&一分四轉接線製作問題
電流沒有平衡所以導致都是燒靠邊邊的PIN
左邊是燒毀的線的焊接法
右邊是安全的線的焊接法

https://images.plurk.com/1qA7Oo7CTe4gQiMqAp5o1v.jpg


----------2022/10/31 09:42----------
燒毀的都是因為一二二一焊接法
靠邊邊的PIN 只有8.3A耐電流
卻要承受其中一組一分四PCIE的12.5A
所以發熱就變得嚴重，不需要長時間
只要短時間高功率抽電流
幾分鐘接點就可以溫升到塑膠軟化點溫度
（因為插針熱函小溫升超快)

https://images.plurk.com/7uvtHsxcF23ks9QKYQGFeb.jpg


----------2022/10/31 09:46----------
而安全下莊的三三焊接法呢
PCIE側的兩組 12.5x2=25A可以先靠焊點匯流
再將電流均分到12VHPWR 三根PIN 上
25/3=8.3A，所以不會出現單根PIN 超過承受電流上限問題

https://images.plurk.com/Sj7A3IqkYhXOT5suEd9ug.jpg


----------2022/10/31 09:53----------
12VHWR PIN針規格是一PIN 可以連續 9A左右


----------2022/10/31 09:57----------
有人會說6PIN 全部焊一起更好啊幹嘛分3 3
因為要14AWG 四根線要焊在6個12VHPWR插針上
銲錫量會太多，反而導致焊接良率下降
所以3/3焊法是為了產線好做的折衷方案


----------2022/10/31 10:04----------
至於原生12VHPWR 接線（兩端都是12VHPWR接頭的)
如果在插針端沒有並聯起來做電流平衡
久了也是會出現類似的狀況的
不是用了原生12VHPWR線材就可以高枕無憂
只是症狀相對12VHPWR to PCIE 轉接線會比較輕微而已


----------2022/10/31 10:12----------
規格拉到太極限了
12VHPWR的插針鈑金件截面積耐電流大約才 11A
現在用到8.3A已經是 8.3/11 x100%=75%
安全餘裕剩下25%


----------2022/10/31 10:14----------
以前PCIE 8PIN 是150W，一PIN要4.2A但插針可耐8A
4.2/8 x 100%=52.5%所以還有 47.5%的餘裕


----------2022/10/31 10:24----------
三個PCIE 8一根PIN 只要流 5A左右
5 / 8 x100% = 62.5%
安全餘裕尚有37.5%
比12VHPWR的 25%安全餘裕高多了


----------2022/10/31 11:53----------
3分鐘塑膠殼外就可以從室溫25度升到50度
殼內熱源最少再加20度 = 70度
假設殼外都量到80度，殼內金屬PIN溫度就快破百囉


----------2022/10/31 15:14----------
總之銅的熔點1000度
所以只要持續供電插座針和彈片接點就會持續加熱
規格是6 mohm ( 0.006 ohm)
12.5A ^2 x 0.006 = 0.9375W
0.9W熱量加在一根牙籤粗細的銅線上
溫升要超過塑膠承受上限105度太簡單
然後因為不可能超過1000度（因為不是正負短路熔毀
所以就周邊的相鄰PIN也越來越熱然後然後就越融越多PIN
https://images.plurk.com/1ek5Y5Jb2sD6Fy3EP52HJL.jpg

https://tinyurl.com/ybnkybrx


----------2022/10/31 15:32----------
12VHPWR一根彈片和針腳面積約 0.24 cm^2
約是102℃/W ( 温升系数)
=========================
12VHPWR Over spec 一根針腳走12.5A時針腳溫升
12.5^2 x 0.006 x 102 + 25環溫= 120.6度 （遠超105度安全溫度
=========================
12VHPWR IN spec 一根針腳走8.3A時針腳溫升
8.3^2 x .006 x 102 + 25環溫= 67度 （在105度安全溫度內


----------2022/10/31 15:41----------
而且沒插好的狀況，接觸阻抗會高於規格書定義的0.006 ohm
所以實際發熱量只會更大不會更小

所以用久老化或是掰到線材
溫度只會比上面算出來的更燙，不會更低


----------2022/10/31 18:56----------
Pitch 從PCIE 的 4.2mm縮到12VHPWR的 3mm
單PIN耐受電流從PCIE 5A上升到12VHPWR 9A
大家也覺得不錯省空間30 FE也沒啥災情所以願意跟進
至於有沒有省到錢，望向這段時間零件漲價幅度
還真不知道有沒有省到錢XD


----------2022/10/31 23:39----------
我是覺得12VHPWR這Connector Set 太過實驗室了
都忘記實際投放給使用者會有多少光怪陸離的事發生


----------2022/11/04 21:40----------
12VHPWR給RTX3090 單卡約360W用
360W/12V=30A
30A/6pin = 每PIN 5A很安全
5/11 x 100%= 45% (還有55%安全餘裕
同時3090滿載使用12VHPWR發熱也只會有
5^2 x0.006 x102 +25度環溫 = 40.3度而已


----------2022/11/04 22:02----------
最怕的是公母端子不同廠商，因為製造公差關係
配對時的接觸阻抗Over Spec


----------2022/11/04 22:43----------
殼外量101度，殼內要加20度= 121度
跟我計算的失效溫升 120.6度很接近
12VHPWR Over spec 一根針腳走12.5A時針腳溫升
12.5^2 x 0.006 x 102 + 25環溫= 120.6度 （遠超105度安全溫度

https://images.plurk.com/6Jlq04FM6QBotTSXIlgNTd.jpg

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推 iammatrix: 有沒有可能以後顯卡後端直接出個電源INPUT，
推 viavia2357: ok我懂了，但為啥會燒
→ iammatrix: 電源後面也有個新接頭直接轉上去
→ LiNcUtT: 多花點錫把中間也連起來不就更好,是在省什麼?
→ LiNcUtT: 焊6pin良率下降?做個固定治具來焊就好,加坨錫有多難?
→ LiNcUtT: 還不就不想花而已,講那麼多
推 canandmap: 結論:想省成本結果爆炸
推 mcrobert: 推
推 YukiPhoenix: 結論就是想省成本啦  一張好幾萬的卡在那邊省線材錢
→ YukiPhoenix: 也是醉了
推 sunyanwen: 給每根線做電流sampling,到底有多不平衡要講證據
推 chinnez: 所以我說12VHPWR到底是那個腦殘想出來的 ，容易燒又不向
→ chinnez: 下兼容6/8pin ，幹嘛不採用其他既有的大電流DC接頭
推 poi96300: 所以這鍋誰背 兩隻焊接法抽抽樂誰造成的
→ yafx4200p: 太專業 細節太多 懶得看
推 E6300: 每根9.2A是理論     實際上線阻不會那麼準 沒辦法均分
→ poi96300: 驗收誰驗的 規格誰訂的 我想大家都心裡有數
→ E6300: 就會出現有的PIN電流吃高  有的吃低
噓 cor1os: 4090回收改4個8pin吧  乖 -.-
→ E6300: 即便真的做到均分 600W平均每根要8.3A 負載90%
推 corlos: 純噓老黃 補
→ E6300: 還沒看過做電源的把負載設計到90%的
推 gogorola: 優質好文，推推
推 b325019: mini-fit規格上的載流工作溫度上限都跟micro-fit+一樣是
→ b325019: 13A105度但是接點接觸面積差很多
推 moswu: 600W全都12根pin分嗎？還有PCIE吧
→ b325019: 12VHPWR規格本身就是9.2A600W不含pcie
推 alan0611: 專業到看不懂
推 kenkuo1688: 真的該改3.4個8pin
推 gustavek: 推
→ apol1033: 就每隻pin的電流不均，讓高電流的溫度更高
→ apol1033: 問題是就算每隻平均，"理想"負載抓那麼高，是在做專題
推 E6300: 比較常見的是抓50%負載來設計
→ ehai0725: 然而老黃還是沒打算吞下去
推 mesmerising: 幹嘛不把psu 全部改成eps 8p呢 不同規格持續競爭有
→ mesmerising: 限面積，製造多餘的垃圾，到底有啥意義。
推 E6300: 主要是這種接法 要把左右兩根12.5A的線徑加粗啊...
推 wardraw: 推專業
推 endorphin424: 看不懂，所以是線材的金屬太偷所以受熱頂不住嗎
→ scarbywind: 接頭的針腳電流分配不平均
→ scarbywind: 導致其中一個針腳承受過多的電流讓溫度升到可以融化
→ scarbywind: 周遭的塑料
→ apol1033: 就原本規格抓的負載太極限，讓一些接頭的接法會出問題
推 LiNcUtT: 600w分6不是分12,12pin裡有6pin是gnd
→ LiNcUtT: 就4.2mm改3.0mm就北七設計,margin抓太緊
→ LiNcUtT: 用4.2mm的話根本不用焊,直接壓接就好
→ LiNcUtT: 有現成的eps8pin不用,硬搞個12vhpwr出來就夠腦了,還縮pin
→ LiNcUtT: 先天不良後天失調的人禍產物
推 tedc21thc: 給樓上幾樓 目前主要溫升點是針腳 不是線徑
→ LiNcUtT: 線加多粗都沒用,燒的是針腳pin不是線
推 CCY1023: 太專業了
推 b325019: 這次問題是偷針腳面積爽賺面積差直接升天了
推 SilentestLam: 所以針腳周圍的塑料的耐溫拉高（比如150之類的）就
→ SilentestLam: 能解決了嗎？還是這種線材實際上很難做出來？
推 b325019: 現在molex耐溫膠殼也就125度而已
→ LiNcUtT: 用eps8pin的話,一個就能耐336w,上兩個就672w,比12vhpwr高
→ LiNcUtT: 若用plus HCS規格的話,一個eps8pin就能耐576w
推 xxxzxcvb: 150也解決不了吧 內文都有說會一直升溫了
推 bunjie: 推這篇 講解分析的簡單明瞭
推 nkc731210: 一堆事後豬哥，賣之前怎麼不來分析，講的多厲害一樣，
→ nkc731210: 出事了才來蹭。欠噓
→ bunjie: 接頭設計缺陷（安全餘裕不足）加上焊接方式有嚴重瑕疵 兩
→ bunjie: 個疊加造就老黃的火燒連環卡的大景
→ bunjie: 有的人之前就有提醒這次的設計有問題了 是NV自己否認
推 b325019: 早就被質疑過了
推 ICEFTP: Voodoo5的既視感
推 ICEFTP: 指的是3dfx末期為了撐高效能，加大電流的供應的設計
推 doom3: 懶人包:pin太細硬用在4090超高W接近極限使用
推 endorphin424: 謝謝樓上們推文解釋！
→ LiNcUtT: pci sig在上市前就有警告了針腳問題了,但還是硬上了啊
推 boringuy: 線徑加粗就沒用，問題在pin腳啊
推 danielqwop: 依理論數據的模擬試驗，在實驗室中表現一切良好
推 qweertyui891: 示意圖https://i.imgur.com/KRgLXRm.jpg
推 t128595: 推詳細解說！
→ smallreader: https://i.imgur.com/Y7wnjhs.jpg
→ smallreader: 最後那張圖根本刻意誤導！
→ smallreader: 會放這種誤導文的，整篇撲浪文都廢了
→ smallreader: https://twitter.com/h/status/1585257428291325958
推 naifing: 推
噓 wild2012: 這種白吃問題 我不信 設計的人不懂
推 linja: 所以為什麼要用1221焊接而不是33？成本有比較省嗎
噓 DrGun: 老黃迷有問題 會燒都4尼們der問題
推 doomerptt: 結論就是 省焊錫 提升良率 較好做省工 成本就降低
→ doomerptt: 換來發爐
→ doomerptt:             ?
推 bunjie: https://bit.ly/3fBfNGj
→ bunjie: Crimping instead of soldering 文中提到壓接替代焊接可以
→ bunjie: 增加可靠度
→ bunjie: 焊接問題太多了
推 E6300: 焊接比較可靠啦
→ E6300: 只是這種焊接方式跟C4沒甚麼兩樣
→ friedpig: 爭什麼 壓接完在補錫焊接做成灑尿牛丸阿
→ bunjie: 小孩子才做選擇 我全都要的概念嗎XD
噓 andy199113: 我純粹好奇 「作者是業界人士」來源 有沒有證據?
→ Risedo: 樓上怕專家匿名認證
推 allyourshit: 其實如狼大說的 換接頭比較好 70A接頭又不是沒有
→ allyourshit: 然後壓接在大電裡根本稀鬆平常 跑幾百A的都有
推 ken720331: 不就賣很貴然後偷小地方
→ ken720331: 頂級卡然後省那個料
推 b325019: 數kw的48V供電也都是用壓接這個不是問題，那銅纜比我手指
→ b325019: 還粗
推 jay0215: 省個幾塊錢，燒掉幾萬元
推 wison4451: 買顯卡還要學電學 太苦了
推 nfsong: 推
→ ken720331: 會發爐是因為沒有信仰嗎？
推 lu19900217: 壓接可靠度是夠的動力電三四百A都是冷壓端子，在於製
→ lu19900217: 程用錫焊和絕對比壓接快，1221焊法猜測是33的端子數量
→ lu19900217: 沒有那麼多NV線材的供應商拿別的代替
推 dos01: 說到底 這不就是設計本身就有問題...所以我說老黃你...
推 henryliao: 1600美金的東西省0.幾美金 人類到底在想甚麼
推 supersd: 老闆與高層想的都是一樣的事……幾角也要省，因為市場是
→ supersd: 全世界…其實我常見月均量沒多少的也想省個幾角…結果一
→ supersd: 次客訴全部吐回來…因為省多少是高層努力追求的後果，但
→ supersd: 客訴是現場的問題～懂差別了嗎？
→ tshu: 這次不能推給線材了嗎?
推 ang728: 原噗主是在電子產業工作無誤
推 narcimeow: 大概就是想賭看看可是賭輸了
推 a606152004: 你想錯了 廠商想的是 每張卡省1美金
→ a606152004: 出貨量500萬張就省500萬鎂
推 maplefff: 這種問題，RD端內部負載測試居然沒發現嗎?
→ maplefff: 都吃到90%了, RD自己超一下就會發現很容易燒了吧
推 xxxEVA: 不信設計的人不懂？照過去的紀錄 這些高薪RD是真的不懂啊
推 somethingmor: cost reduction 大於FMEA的時代
推 tsairay: 這接頭規格就有問題,差一次火災,這規格就廢了
→ tsairay: 主要是這接頭規格一開始設計就太margin了,你後續要設計
→ tsairay: 線材甚麼的都已經在這框架中了,只能盡力避免,不能完全
→ tsairay: 避免
推 skywgu: 4條8pin接個串連模組輸出成48v，顯卡端更新bios成自動偵
→ skywgu: 測電壓轉換模式…..既涼快又安全，又不用換power～
→ skywgu: 以上純幻想XD….
→ apol1033: 猜測原本PCIE 8負載抓6成沒事以為可以繼續加上去
→ apol1033: 還有原文明明就有提到並聯做電流平衡的情況，還有人扯啥
→ apol1033: 眼殘沒看到有並聯
→ mbtwolf: 我印象中這人是個變態蘿莉控吧w