近期的电源人气王当属航嘉X7,自7月30日X7正式全球发布以来,吸引了广大玩家和业内人士的关注,以如此有竞争力的价格来做出一款80PLUS银牌电源,航嘉是如何做到的?为了解答大家的问题,让广大玩家对X7有更深入的了解,近日航嘉工程师与众网友在线上进行了互动问答。
(话题的主角:航嘉X7 900W电源)
X7应用了交错式PFC,移相全桥,同步整流三大核心技术,保证了电源具备较高的转换效率。
(交错式PFC)
大家可以看到上图的PFC和我们平时看到的有些不一样,它是将一个大功率的PFC变成了两个小功率的PFC,这两个小功率的PFC交替开关动作,输入和输出的纹波电流因为叠加相消而大大减小,可以减少EMI的设计尺寸,输出电容上的电流RMS值不足单相拓扑的50%,可以减少电容ESR上的发热。重载下打开两相工作而轻载下关闭一相,使得PFC的效率得到优化。
移相全桥电路是X7的又一技术亮点,市面上的大部分电源以开关管的工作方式都属于硬开关,软开关技术一般应用在服务器电源和高功率的通信电源上,移相全桥电路用于AC-DC电源,适合三千瓦以上的应用,可实现超过90%的转换效率,航嘉这次在X7 900W电源上采用移相全桥电路可以说是投入了很多。
(同步整流MOS管)
平常开关电源的次级部分必定有一个整流部件,用于将变压器的交流电整流为最终主板等硬件使用的直流电,而这个整流管的损耗,在整个开关电源的损耗中占着比较大的比重。在低电压、大电流输出的情况下,整流二极管的导通压降越高,输出端整流管的损耗就越突出,大量的电能耗费在整流管的发热上面了,这也是现代个人电脑开关电源效率仍然不太高的原因。
Synchronous Rectification同步整流技术,是电源设计师们开始采用的一种为了取代传统二极管整流,得到更低的输入和输出电压、更高的电流、更快的瞬态响应而实现的一种技术。采用专用功率MOSFET场效应管来取代整流二极管以降低整流损耗,物理特性的极限使二极管的正向电压降难以降低到0.3V以下,而相反,MOSFET可以通过加大硅片的尺寸或并行连接分离器件来降低其导通电阻,从而降低其压降,MOSFET同步整流可以轻易做到数十毫伏,并且具有电流越小,压降越小的特性,可以提高电源轻负载时的转换效率。
同步整流可以大大降低整流压降,提高了DC/DC变换器的效率,并且不存在由肖特基势垒电压而造成的死区电压,是新时代理想的整流方式,采用同步整流,输出10A、3.3V时压降可以做到约0.04V,也就是损耗仅为1%,比起传统二极管的10%~25%来,可谓天壤之别。航嘉在之前的多核R85电源上也应用了该技术,拿到了80PLUS铜牌,现在应用到X7可谓是如虎添翼。
(电源内部布局)
活动现场还有很多网友提出了自己的见解和问题,航嘉工程师都一一作了解答,从下面的问题可以看出,网友对X7的关注非常之高。
摘录如下:
1、电路板元件布局实在是太密了,在某些环境卫生比较差的家用环境,灰尘大量积累,容易出问题,建议把电路板做大些,排布适当放宽松些。
航嘉工程师:我们考虑到外形尺寸的通用性,很多用户需要标准尺寸外壳的电源,另外尺寸大小跟灰尘的累积是没有关系的,散热主要跟风道设计有关系,跟体积大小没有直接关系。尺寸如果太大,线路太长,PCB板的铜损会加大。
2、以前航嘉磐石800是双电路板设计,虽然技术上不够先进,但布局还可以。 现在X7又做回单电路板,布局就显得过度拥挤。如果可能的话, 推出一个单8cm风扇,两张PCB板的,服务器版本。不必追求模块接线,全部采用原生接线。把 EMI 交错PFC +5Vsb 做在一块板上,全桥PWM和输出电路做在一块板上,电路布局明显宽松, 和大尺寸风扇相比,高品质的8cm风扇也更容易获得。
航嘉工程师:在工艺讲,单PCB板更简洁,可靠性更好。对于这种静音电源来说(顶风扇),双PCB板没有办法按风道畅通,散热很差,功率做不上去。
对于模块接线方式,从电路可靠性和散热来讲是远不如直接出线方式的,只是为了方便用户使用,实际上没有很大必要,因为大功率电源必然会有很多接线,这些出线相对于900W的功率等级来说都是必须的,如果拔掉部分线材,就没有必要选择这么大功率的。
3. PFC的快速恢复二极管采用了内部绝缘封装,挺不错。全桥MOSFET 为什么不使用绝缘封装 (11N60CFD 一类的),体积小,装配简单。全桥开关管本身功耗极低,可以使用绝缘封装而不必担心发热问题。使用TO-3P加绝缘垫片比较麻烦。
航嘉工程师:一般来说金属封装比塑料封装的热阻更小,散热更快。
从上面介绍可以看出,交错式PFC、移相全桥、同步整流三项核心技术相信会应用到航嘉更多的电源上面。据悉目前航嘉已有一款1200W的金牌电源已经在酝酿当中,相信会有更加不俗的表现,让我们拭目以待。
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