Cooler Master新款Silent Pro Gold金牌直出線450W與550W電源簡介及測試

Cooler Master 80plus金牌系列電源，繼模組化版本Silent Pro Gold後，為了滿足不需要模組化線路的使用者，再度推出Silent Pro Gold直出線組版本，且最低瓦數為450W，另有550W機種可選，代工廠由原本的Enhance(益衡)換成FSP(全漢)，這次要介紹的是450W與550W兩款機種
450W外盒正面，延續Silent Pro Gold系列金色系配色，為了避免與模組化機種混淆，左下角還加上金牌直出線字樣，強調採用全日系電容與雙滾珠軸承風扇，並提供五年產品保固


550W外盒正面，僅瓦數標示處不同，其他均相同


450W外盒背面，標示出相關規格、額定輸出、風扇轉速圖與轉換效率圖


550W外盒背面，把相關規格、輸出及圖表修改為550W機種版本


450W外盒頂面，產品標示改採黑底金字配色


550W也有相同版面設計，僅瓦數標示不同


450W外盒側面以包含繁體中文的多國語言說明如要更多資訊，請瀏覽官方網站，下方標示內附電源線種類及產品名稱條碼


550W外盒側面僅底部產品名稱條碼不同，其他均相同


450W外盒另一側面也印有上一代的產品口號-Silence is Golden沉默是金


550W也有相同的產品口號


450W包裝內容一覽，有電源本體、安規說明書、黑色固定螺絲、簡易安裝說明與產品保固卡


550W包裝內容一覽與450W內容相同，僅有電源本體不同


450W電源本體外觀採消光黑色烤漆處理，側面外殼印上產品名稱及瓦數


550W電源本體外觀，與450W相同，僅瓦數標示及輸出規格貼紙不同


後方散熱出風口處設有交流輸入插座及電源總開關


450W外殼兩個側面都有印上產品名稱及瓦數，依照安裝位置差異而有不同印刷方向


550W也有同樣的設計


金色烤漆圓形風扇護網中央有銀色Cooler Master商標裝飾圓牌


450W輸出規格貼紙，12V採單路設計，最大輸出為35A 420W


550W輸出規格貼紙，與450W差異為12V輸出量提升至42A 504W


主要電源接頭，450W與550W均提供一組ATX 20+4P及一組12V 4+4P接頭，ATX 20+4P線路長度為60公分，12V 4+4P長度為68公分


顯示卡電源接頭，450W與550W均提供兩個PCIE 6+2P接頭，採兩接頭並聯共用一條線組，線路長度至第一個接頭為52公分，接頭與接頭間線路長度為15公分


周邊裝置電源接頭，450W與550W均提供三組線組，共有6個直角刺破型SATA接頭、3個傳統直式大4P與1個小4P，線路長度至第一個接頭為51公分，接頭與接頭間線路長度為15公分


所有的線路均採隔離網包覆處理，450W與550W有相同的接頭數量與配置方式

450W內部結構圖，與全漢金鈦極系列是相同的，主功率級一次側採用主動鉗位順向式(Active Clamp Forward)結構，搭配二次側同步整流，輸出5V及12V，並經由一組AC-DC電路轉從二次側5V繞組輸出3.3V，並使用FSP自行研製MIA控制器


550W內部結構圖，架構是一樣的，但功率元件、磁性元件均提高規格或是放大


450W採用悅倫D12BM-12 12V 0.3A雙滾珠軸承12公分風扇帶動散熱氣流


550W則採用較強的悅倫D12BH-12 12V 0.3A雙滾珠軸承12公分風扇


交流插座輸入端及電源總開關後方焊點均包覆絕緣套管，電路板上直立的輸入保險絲也同樣加上絕緣套管


主電路板上EMI濾波電路採兩階配置，進行雜訊的過濾及隔離，右方絕緣膠帶包住的是橋式整流器


450W的APFC電路區，APFC用開關晶體使用一顆英飛凌CoolMOS IPA60R165CP
位於APFC電感與輸出電容間為緩衝用輔助電感及諧振電容，其主要工作在開關切換的瞬間，與開關管輸出電容進行諧振，將輸出電容儲存的能量轉移至輔助電感中，能為功率元件提供較溫和的切換條件，降低功率元件承受的應力，提高可靠性


550W的APFC電路區，基本結構相同，但右方APFC儲能電感體積加大以儲存更多能量，APFC開關晶體也改為兩顆ST STF22NM60並聯以處理更大電流


450W/550W APFC輸出電容均採用NCC(日本化工) KMQ系列420V 270uF 105度電解電容


FSP自製MIA(Multiple Intelligence Ability) IC，FSP6600提供PFC、PWM及輔助電源電路的控制功能，於PFC電路端具備雙迴路過電壓保護機制及ZCS(零電流交換)控制，提高電路效率


450W的主要變壓器與輔助電源電路變壓器，一次側主動鉗位使用的主開關為英飛凌SPA11N80C3，副開關為CET CEF03N8


550W有較大的主要變壓器，一次側主開關也提高規格，為英飛凌SPA17N80C3，副開關維持不變，同為CET CEF03N8


隔離變壓器把一次側的FSP6600與二次側的FSP6601進行PWM信號同步連結，同時也提供一次側開關晶體驅動信號


主變壓器二次側有兩組輸出繞組，左方Y型散熱片上固定12V用同步整流MOSFET，並將S極直接焊接在接地的散熱片上，減少電流傳導路徑的損失，5V同步整流電路則是設置在PCB的背面


另一顆FSP6601 IC則提供了5V/12V同步整流及3.3V AC-DC降壓電路的驅動與控制


因採順向式結構，二次側有安置一5V/12V/-12V共用環形儲能電感達成輸出調節


3.3V則是由"變體"的磁性放大電路，由安裝在PCB背面的開關晶體取代傳統磁性放大電感及SBD二極體，並有獨立儲能電感，構成高效率AC-DC轉換器，直接從變壓器5V輸出繞組轉換出3.3V


3.3V及5VSB輸出電路配置


550W機種因為輸出的提升，有更大的5V/12V/-12V共用環形儲能電感


電源管理電路安裝於獨立子板上，使用WELTREND WT7527電源管理IC，進行各路輸出電壓、電流、短路監視，並接受來自PS-ON信號控制及產生PG信號


整顆電源的功率級使用NCC及Rubycon的電解電容


右下側輸出線組接點處並未包覆絕緣套管


接下來就是上機測試

測試一：
使用標準電腦配備實際上機運作，並使用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電壓變化，並繪製成圖表
測試配備1：
處理器：Intel Core 2 Quad QX6700 @ 3.6GHz(400*9) 1.45V
主機板：ASUS MAXIMUS II GENE
記憶體：Transcend JM800QLU-2G * 2
顯示卡：3870X2
硬碟：WD 3600ADFD(36G 10000RPM) + WD WD2000JD(200G 7200RPM)
其他：水冷幫浦 * 1、12公分風扇 * 5、8公分風扇 * 2

450W 3.3V電壓記錄


450W 5V電壓記錄


450W 主機板12V電壓記錄


450W 處理器12V電壓記錄



550W 3.3V電壓記錄


550W 5V電壓記錄


550W 主機板12V電壓記錄


550W 處理器12V電壓記錄



測試二：
使用電子負載，測試輸出的轉換效率，電子負載機種為ZenTech 2600四機裝，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5安培為一段加上去，直到電源無法承受或是達到電子負載極限(12V各25A，3.3V/5V則受限於電源本體輸出能力)
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)、PROVA CM-01交直流勾表(測試輸出電流)、SANWA PC5000數位電表(測試輸出電壓)

450W各段輸出表如下：


550W各段輸出表如下：



測試三：
使用電子負載進行動態負載測試，動態負載就是讓輸出電流呈固定斜率及週期進行高低變化，並使用示波器觀察電壓變動狀況，目的是考驗電源暫態響應能力
使用設備：Tektronix TDS3014B數位示波器
各路動態負載參數設定
12V與5V：最高電流15A，最低電流2A，上升/下降斜率為1A/微秒，最高/最低電流維持時間為500微秒
3.3V：最高電流12A，最低電流2A，上升/下降斜率為1A/微秒，最高/最低電流維持時間為500微秒
示波器中黃色波型為電流波型，藍色波型為電壓波型，垂直每格500mV，水平每格200微秒
藍色波型在黃色波型交接處擺盪幅度最小、次數越少、時間越短者，表示其輸出暫態響應越好

450W-12V


450W-5V


450W-3.3V


550W-12V


550W-5V


550W-3.3V



結論：
1.因結構為5V/12V採共用變壓器、雙同步整流輸出、共用儲能電感，3.3V採用AC-DC交換方式，使5V/12V交叉調整率較差，在目前以12V用量為主的電腦配備上有5V不降反升、12V降幅較明顯的狀況
2.但也因為採用上述的結構，加上APFC電路加入諧振降低損失的作法，即使一次側功率級僅採用主動鉗位順向式，仍保有很好的轉換效率，80PLUS金牌認證為87(20%)-90(50%)-87(100%)，450W與550W兩款在低於兩成輸出的輕載範圍就已經有超過88%的效率，五成輸出時更有接近94%的表現，直到滿載時都仍維持在91%以上，已經超越金牌認證的規格
3.雖然電源轉換效率高，但風扇仍舊轉得比較用力，應可採用更偏向靜音的溫控機制或是導入低瓦低溫下風扇停轉控制
4.動態負載輸出測試，450W/550W兩款電源的3.3V輸出電壓追隨負載變動的修正速度較快，不過550W的3.3V電壓波形出現帶有部分高頻成分雜訊的情形
5.5V/12V的動態負載，因為共用變壓器與儲能電感，所以有相似的電壓變動波形，不過12V也帶有部分高頻成分雜訊的情形
6.電源的過功率保護在120%輸出下，就會關閉輸出以保護電源本體

優點：
1.除了20%~100%輸出，於輕載範圍也有很不錯的轉換效率，靠近五成負載的範圍也有93%以上的效率
2.產品提供五年保固
3.內部用料有達一定水準

缺點：
1.結構設計導致5V/12V牽制情形嚴重，影響交叉調整率
2.即使低瓦低溫下，內部風扇仍轉的比較用力，未導入靜音溫控與混和模式
3.5V與12V動態輸出帶有部分高頻雜訊

報告完畢，謝謝收看

非常詳細的介紹 謝狼大的分享

這也是我一直愛用這家原因，輸出穩，保固久

除了壓降稍高除外,都還算不錯

感謝分享

家裡另外一台桌電就是用這品牌的POWER
平平都是350W  我的蛇吞象卻大輸酷媽
不論是穩定性.保固

CM的電源供應器真的好用
我也是用這個型號的
但是是600W
有模組化的

狼兄測試，是在下目前在選購power上最喜歡參考的了！