14cm的短身虎 銀欣SST—ST75F—PT 750W白金電源賞析

王鍇

在我們此前的印象中，超過700W額定輸出功率的電源因為元器件排布需求，體積都不會小。更何況想要通過超越80PLUS金牌的80PLUS白金標準，其對電源內部料件的“質”和“量”都有著更加嚴格的要求。而銀欣SST-ST75F-PT的到來顯然顛覆了我們的慣性認知——符合標準ATX規范、僅14cm的短身板，卻能提供750W額定輸出、80PLUS白金認證外加全模組線材接駁……這短身小老虎究竟是如何煉成的？讓我們這就來瞧個明白。

瘦身有方

為了最大化安裝兼容性，ATX電源規范要求產品的寬和高嚴格控制為150mm和86mm，長度可以根據產品具體情況適當調整。在以往，700W以上級別的電源長度會輕松突破180mm，但SST-ST75F-PT僅140mm，且采用全模組設計（模組接口通常會額外花銷5—，lOmm），還搭配了扁平軟質模組線材。無論怎么看都是在為小機箱玩家謀福利，以滿足當前DIY以小而強為美的需求。“個頭”雖小，但并不意味著設計省、用料少。恰恰相反，在功率、效率等硬指標都相同的情況下，想實現瘦身反而需要更加精細、緊湊的設計和更加考究的用料。

所以在拆解開ST75F-PT后，我們看到在內部結構上，它和主流產品有諸多不同。首先我們在它的主PCB板上看不見任何控制電路的身影，因為它們要占用不少的板上空間，難以有效減小主PCB長度，所以銀欣干脆把控制電路做成了獨立的PCB子卡豎立在主PCB上。

ST75F-PT能提供100V—240V寬幅輸入支持，可是PFC電感器的體積卻只有同功率普通產品的一半大小。這當然不是為了省材料縮水，而是因為銀欣拋棄鐵硅鋁磁粉芯，轉而使用了高頻鐵氧體。這使得PFC可以工作在更高的開關頻率上，這樣一來，無論是PFC電感還是輸入的薄膜電容都可以相應地縮小體積。當然了，提高開關頻率相應的也會提高開關損耗，通常來說都會對轉換效率造成負面影響。ST75F-PT又是如何克服負面影響通過80PLUS白金標準認證的呢？這得歸功于高效率的LLC諧振半橋拓撲。

相對于更加常見的雙管正激，LLC諧振半橋結構更利于轉換效率的提高，是當前不少頂級電源依賴的主要方案。但這種拓撲也有紋波控制能力非常差的明顯缺點，如果采用同樣容量的母線電容與輸出濾波電容，LLG方案的輸出工頻紋波基本上會比正激方案的表現差一個量級！常見的解決方式，不外乎增加副邊的濾波電容。但ST75F-PT的方式顯得更加暴力，也更“土豪”一些。不僅在輸出端大量使用了日系高頻低內阻電容，還用了一個冗余過剩非常嚴重的主電容來分攤濾波壓力。這也是我們在ST75F-PT上，看到貌似足以應付1000W級輸出需求的560μF大電容的一大原因。雖然昂貴一些，但這種做法既可以保證電源長期穩定地工作在最大輸出功率，還能優化最終輸出電壓的紋波表現，這何樂而不為呢？除了成本，誰會不喜歡一顆大容量的母線電容呢？不過，資深一些的玩家有可能會質疑這顆主電容的耐壓值偏低，在我們以往的測試中，確實比較推崇420V以上耐壓值的產品，450V等更好。而LLC和正激特性不同，在ST75F-PT上，為了優化效率，PFC升壓器的升壓比會放低，母線電壓在360V—365V之間，對主電容的耐壓能力要求并不高，所以ST75F-PT使用的主電容400V的耐壓值相對來說并不低。

高成本的優質細節

都說細節決定成敗，ST75F-PT能在如此小體積下完成其它產品做不到的功率和效率兼顧，自然有其獨到的細節設計。實際上從主電容的選擇上已經可以看出其考究的態度和不計成本的思路。而接下來我們將提到的細節不僅決定了品質上的成敗，更決定了它的成本。

首先是在機器的輸入接口上，我們不光看到了為EMI設計的獨立PCB，還看到在X電容與一枚共模電感的背面安放了一枚保護芯片。這枚芯片能在AC斷電時，配合旁邊的兩枚3.3M電阻迅速泄放掉X電容中的儲能，以滿足歐規中關于AC掉電后X電容需要在3秒之內完全釋放儲能的嚴苛安全規定。這項強制安全措施能防止用戶拔出插頭后，不慎碰到插頭上的金屬端時，X電容上儲存的少量高壓對人體放電產生電擊。在X電容上并聯幾個大阻值的電阻也能獲得此效果，而且更加廉價。然而并聯電阻的做法在通電的任何時候都是一種能耗損失，很明顯不能滿足ST75F-PT在設計上的高效率需求，所以銀欣選擇了更“高大上”的芯片放電的做法，以保證正常工作時不對X電容放電來達到高效率目的。

接下來在LLC級上，我們也看到了一些“非常規”的設計。首先是雙電容的使用，這兩枚諧振電容并不是直接并聯的，而是從諧振腔中分別接到了高壓端與原邊低壓端上。雖然交流等效電路中這兩枚電容依然是并聯。但是這種分裂電容的做法可以減小LLG在啟動時MOS管的電流應力，能夠降低啟動時MOS管的損壞幾率。要說缺點嘛，就是比單電容貴，布線上也復雜一些，最終導致料件和設計成本都增加一些。再有就是電流互感器的使用也較少見。業內常用的方法是容性分流法來檢測LLC諧振腔中的電流，用于實現諸如過載、短路等異常情況下的保護，其重點在于保護LLGMOS管。但這種做法受制于分流電容的精度與漂移，所以精度低，離散性大；好處是電路結構簡單，器件少且成本低。電流互感器的做法則能提供更高的精度，而且幾乎沒有漂移。當然成本相比之下也高不少。同時因該電源LLC的控制是放在次級側的，為了采樣原邊諧振腔中的電流，也就不得不使用具有隔離能力的電流互感器來做了。因為電流互感器實際上也是一個隔離變壓器。至于為什么要采取這一系列顯得很復雜的做法，我們無從得知。但可以推測這個方案是經過仔細論證，甚至多次試驗后做出的最佳決定。

仔細看副邊（也就是二次側），我們找到了這臺機器在使用LLC諧振大幅提高開關頻率后，依舊能將效率做到出類拔萃的細節。首先是同步整流M OS管，使月了4顆英飛凌IPP0，I504G高端型號，這顆MOS管的導通電阻僅有1.5mQ。并聯后滿載工作時導通損耗只有3W不到。只吃掉了滿載效率的干分之四。DC-DC模塊上的MOS管也是2個并聯的，雖明顯提高了成本，但是對效率有益。另外值得一提的是濾波端電容，最次都使用了日系鋁殼電容，除此以外，大量使用了NCC的KZE系列和Rubycon（紅寶石）電容的MXG系列。這些高端電容具有超低內阻、高壽命特性，在濾除開關紋波和可靠性上非常有優勢。當然，“缺點”嘛，自然就是成本也更高。endprint

毫無疑問，用時下流行的話來說，ST75F-PT稱得上同類產品成本方面的“土豪”，這顯然是它售價不菲的重要原因。如此考究的細節和出色的規格、認證，究竟能為我們帶來哪些使用上的不同？接下來我們通過實測來為大家展示。

裝機體驗優秀、性能非常出色

這里要先說說SST-ST75F-PT的實際裝機感受，我們特意找來了喬思伯UMX1、迎廣D-Frame mini和火鳥小巨蛋等玩家們常使用的小機箱嘗試實際安裝。這類機箱產品的特點皆是小體積卻可兼容標準ATX配件，包括高端獨顯。但值得注意的是，無論定位高低，這類小機箱對電源長度的兼容性都不佳，留給電源的空間相當狹窄，算上線材不超過17cm才能輕松安裝。因此，以往我們不得不降低功率需求，選購550w內的小體積電源，某些默認搭配扁平線材的600W級產品也勉強可用。但這些都與小而強悍的初衷有些不合，限制玩家使用高端配件的想法。很顯然，SST-ST75F-PT的小身板大功率兼得解決了這種煩惱。再配合上全模組加扁平線材的配置，在小到總計不到18cm的電源倉位中，用它裝機也不會感覺到任何不順手。實際上將組建雙卡平臺能用到的所有線材都接駁上，都會發現空間相當寬裕。與之相比，傳統標準的16cm長度產品都受到了非常大限制，線材幾乎都只能被強行擠壓進走線孔，裝機相當折騰。

接下來是模擬負載測試，該電源在110V電壓下，全程轉換效率都在90%以上，除了滿載時它的表現剛好符合認證需求外，其他負載狀態它的效率表現都超過了80PLUS的白金認證標準。50%負載時更是達到了峰值的93.1%，也超過了80PLUS白金認證要求50%負載不低于92%的嚴苛標準。在我國220V標準電壓下，在高于20%的負載中，其轉換率更是全面超過91%。另外值得一提的是該電源的電壓穩定性，其12V單路輸出最高可達62.5A。如此高的單路負載對機器的要求是相當嚴苛的，做到3%以內的行業認可偏離標準已屬不易，而SST-ST75F-PT在滿載時，12V輸出的偏離僅-0.145V，偏離幅度僅1.2%，其他時候偏離竟全部控制到1%以內，穩定性可謂相當出色，屬于我們測試過的產品中的頂級水平。只可惜受限于設備，我們當前沒能詳細測試該電源的紋波表現，只能從該產品超大冗余主電容、大量高品質日系低內阻濾波電容等各種“土豪”級選料設計上，結合效率和偏移值表現，推斷該產品應該具備非常優秀的輸出紋波表現。

MC點評：

拋開那些設計精湛、做工精細、用料豪華的套話，在我們看來SST-ST75F-PT在設計和用料上沒有明顯缺點，更重要的是MC在咨詢在職電源設計師后，竟然得到“難以再找到可以改進該機器性能的優化空間，甚至可能有些地方即使‘縮水、省料也不會明顯影響整體品質，還能帶來一些價格優勢”的贊譽，足見該機器在做工用料方面的功力。在MC看來，對于同一個功率等級的ATX電源，要么做到最高端，要么做到價格實惠，在這兩者之間的產品似乎很難吸引用戶的關注。很顯然，銀欣這次帶給我們的是一個低價之外的高品質選擇。非要說缺點，那就是在同功率電源產品中，它的價格明顯高出不少。但俗話說的好，“便宜無好貨”，真正的好貨又豈會便宜？喜歡小而強悍的發燒友們可以考慮入手了。endprint