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浏览:1826 回复:22 关于我的【IGAME定制电源】 [复制本帖链接]
  • 用户名:LSC狂风
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最后由 狂风 于 2011-12-18 10:34:11 修改
对定制电源的各种要求、看法、需求
首先对电源防尘方面,从现在来看电源界还没有比较实际的防尘方法,在电源里面设计防尘或许是不成熟的,只有通过重新定义风扇的安装方式,才便于玩家拆卸清尘,众所周知,电源因质保方面的考虑,风扇是不能取出除尘的,电源因为长年累月灰尘积累导致运行环境恶劣,造成故障的,比如风扇异响和烧毁,无故断电,内部元件老化等。。。。。。
现在电源设计已经显得与这个时代格格不入了, IGAME定制文化的引入让我看到创新的曙光,可以试着像机箱如鑫谷雷诺塔g3硬盘的抽拉笼,通过滑轨进出!原理一样从而设计一个用于风扇抽拉模块,在电源上设计一条抽拉模块用的滑轨,还有一样要完美解决的就是风扇供电连接这个很简单通过插座连接实现热拔插(这个风扇模块原理就像冗余、热插拔服务器电源)
从这个风扇模块还可能增加不少可玩性哦,厂家可以在风扇上面多加点可选择性,风扇可以选择有发光的,有的玩家又喜欢发蓝光,有的又喜欢红光,喜欢滚珠风扇,暴力风扇,静音风扇等。。。。。。;这就是IGAME定制文化的强大!
对于外观还是由外观党定制设计YY的吧,我是个追求完美的电路设计、出色的电气性能、出色用料与优秀制造工艺。



鑫谷工程师回复的这个(因为现在电源行业都在盲目追求这个认证,许多厂商一味追求认证而忽略了很多东西)确实是事实!
例如:金牌LLC电源确实看上去很美好,效率高,事实是相反的。
LLC是完全谐振的软开关电路,但最大的弱点就是动态性能不好。

LLC不要输出电感就是输出电容搞了一大堆,等什么全固态的,只有用上一堆电容甚至是固态电容才能弥补静态纹波大的缺点。大家看到这么多电容感觉用料多雄伟啊,明说就是不用这种LLC高档电容,电源很可能通不过测试、参数不达标。

还有就是输出电感的拓扑的电源,大电流电感成本占比非常大的比谐振电感就是整合进变压器漏感还高,一个电容值不了多少钱的!
为什么LLC电源卖得还这鸟贵,光这点,成本上就占了很大的优势,难道是借高效的概念金牌标志来抢钱吗?
还有LLC电源没啥特色,如果一个方案做到死(350-1300W),还不愿花钱进行产品方案的研发和改进制造工艺,双面PCB也费事重新布线等。。。。。 (个人是相当反感的)个人比较喜欢有源箝位正激拓扑的电源,在可靠性、输出质量、动态性能、电压稳定性和纹波等综合各方面来说很好的,特别是动态方面。

鑫谷工程师下面二句话是相当中肯的(鑫谷认为在目前不能很好解决高昂成本问题的前提下,愿意将这些研发实力投入到差异化的竞争中去,比如现在IGAME定制毕竟多那少那3%的转换效率并是不人人都能感受的,可是制造一款玩家需要的电源,才是更为符合要求的!)这才是电源开始一个崭新和长远的发展,让IGAME定制文化创新融入电源。

毕竟现在的厂家终归是厂家,不是慈善家,增加成本的事情它是不会做的,做产品不是做艺术品,要考虑成本的,只要能满足性能要求,当然选成本低的元件。
IGAME定制电源要拥有完美的制造工艺、充足的线缆与接头配置,还有电源元件用料要十分高档,小到电容电阻都是大牌厂的,要实实在在看得见,至于什么技术,很多都是吹出来了,当然某些厂吹嘘什么的尤其是3相PFC,3相变压器8重同步整流12重滤波这些等。。。。。
定制这个电源值不值,你自己的主观因素占了很大部分,你觉得好就好,千金难买心头好吧!另外电源也要诸多优点,比如够静音,质量好,如果电源号称25度的时候,寿命有8万小时,再提升到50度高温的时候,寿命6万小时,如果按照6万小时计算,这样连续开机多少年了(一年8760小时),如此长寿的堆料高效的电源,就是给我心安的保证。
也许它唯一的缺点就是高价格,但你一定会认为它物有所值,IGAME定制嘛!


进入定制阶段,对于制造一款玩家需要的电源,才是更为符合要求的。
我理想中的定制电源是:
1、确定电源拓扑
我个人喜欢主动PFC+有源箝位单管正激拓扑+12V同步整流+5V和3.3V DCDC转换电路设计,额定功率也不须要很高650W够玩了,可以单挑任何单卡就够了!
要求单路12V输出,提高+12V输出占比至90%以上。
我喜欢这个有源钳位单管正激是有理由的,原因是它属于软开关拓扑有很高的可靠性,可靠性高于桥式电路不像桥式拓扑存在桥臂直通会导致MOS管炸毁(全桥ZVS 、LLC谐振全桥、LLC谐振半桥),还有就是可以降低主开关管的损耗,而且在同步整流控制方面易于实现。 
2、制造工艺
主PCB板为所有元件的承带平台,以下PCB的技术特征将为实现最优性能。
(1)PCB板材,FR-4环氧玻纤板,耐150℃高温、电气性能好等。
(2)PCB层数,双面双层,两面布线让元件和走线布局更加合理等。
(3)PCB板厚,2mm, 增强PCB强度,保护板上的元件等。
(4)覆铜厚度,70微米(2oz),为大电流提供更低的阻抗,降低损耗等。
(5)布线工艺,电抗特性最佳,将不同位置元件在线路中的均流和电抗最小的高水平的布线电抗特性。
(6)镀层工艺,70微米化学沉金,全部覆铜通过电化学沉金,70微米厚金层,焊接时形成更高可靠的界面从而保护线路免受腐蚀。
(7)其它特征,白色丝印+黑色阻焊,黑色PCB代表品质信心保证,更给人强烈的视觉感观。

3、元件选择
只针对主要元件!
AC电源插座运用的是整合了EMI滤波器的带屏蔽一体式滤波AC插座,火零线通过电源开关后以接插件的方式连接电源主PCB。



主PCB的EMI元件应有,一个保险管,金属氧化物压敏电阻(MOV),NTC负温度系数热敏电阻,继电器,差模扼流圈和共模扼流圈(共模扼流圈的磁环磁性材料可以选择高挡的非晶合金磁环),相应数量的Y电容X电容。
电源在追求效率时以用一个SO-8集成块,是PI公司的智能电荷泄放ICCAP008DG 1000 V,825 V
3.5μF,200kΩ的。




当交流电压应用,CAPZero块在X电容安全放电电阻的电流,减少功率损失小于5兆瓦,或基本上是零,在230 VAC。当交流电压断开,CAPZero自动放电X电容并联泄放电阻。此操作允许在X电容的选择的灵活性,以优化差模EMI滤波电感成本,减少功耗没有变化。

CAPZero设计仅仅是一个适当的CAPZero器件和外部电阻值在表1中选择正在使用的X电容价值的问题。这种设计将提供最坏的情况下,RC时间常数,当交流电源断开小于1秒,国际安全标准的要求。

两个端子CAPZero芯片的简单性和耐用性使得它在系统设计,以符合EuP地段6要求的理想选择。

CAPZero家庭有两个电压等级:825 V是用于当一个MOV是在图1中的X电容并行连接。1000 V是用来当MOV是放置在系统其他地方差激增1.5千伏电压要求相结合。见主要应用细节的注意事项“部分。

连接交流电压时,通过X电容放电电阻块的电流
通过放电电阻自动放电X电容,当交流断开
简化了EMI滤波器的设计 - X电容较大,让规模较小的电感元件与消费没有变化
只有两个终端 - 符合安全标准,为系统输入保险丝之前或之后使用
> 4毫米封装和PCB上的爬电距离
自提供 - 不需要外部偏置
高共模浪涌抗扰度 - 没有外部接地连接
高差分浪涌承受能力 - 1000 V的内部MOSFET


对于650W整流桥由一个新电元LL15XB60 15A/600V完全够了!(堆料就上25A、30A的)
PFC电感由最适合做PFC电感铁硅铝磁环,铁硅铝磁的直径,厚度,绕线,磁芯的窗口利用率方面由厂家测试定!
用2-3个无感电阻并联作为PFC电流的检流元件,

在有源钳位单管正激PWM控制IC和PFC控制IC方面,可以选择德仪(TI)UCC系列、安森美NCP系列都是相当不错的IC,还有这二个品牌的IC是很权贵的!
PFC/PWM控制IC及保护管控IC要求全部用直立子板,这样就能简化PCB信号线走线,使主PCB更好布大电流走线。
PFC电容由三个红宝石的105度,450V ,220 uF 的高压电解电容组成,采用三个直径较小的电容并联相当于单个大容量,好处有:(1)分解为若三个小尺寸电解有利于线路板布局,(2)并联后能降低总ESR值,(3)并联后能降低低压输出的100Hz纹波值,(4)使其满载输出时能提供充足的保持时间。

这个容量加起来就是660UF超越1W1UF,对于我这个YY党所以在PFC电容选择红宝石电容才附合YY度嘛!
 PFC MOS管使用英飞凌COOLMOS C3/CP/C6可以选择三个系列中的一种(这个看厂家的调教能力就不用堆料了),要求PFC MOS和PWM MOS选用TO247大管封装,其管芯钎焊接的铜基底面积更大,对比元件参数相当的TO220小管封装,能在大电流、高发热下提供更可靠的工作。
有源箝位单管正激的主管定下要,英飞凌CoolMos SPW17N80C3,TO247封装,我好奇的在英飞凌官网查了一下几乎是这一级别中电流最大的800V MOS管了。
辅管选择3A/800V的就OK了,但要大品牌,才附合YY度嘛!
二极管可以选用三代高压碳化硅肖特基元件。
电源在方面散热片只有通过厂家设计时严格计算了,不过现在新一代的COOLMOS C3/CP/C6的MOS管和三代高压碳化硅肖特基二极管等高效功率元件的应用,功率元件的发热已经大不如前了,有足够的散热片就OK了。
有源钳位电路的谐振电容选用方面当然是大品牌啦!
PWM电路驱动的主变压器,体积大小由厂家调教时定,但不能过分的小!当然能用大线径利兹线来做大电流绕组是更好的!
(利兹线“Litz” 一词源于德语“Litzendraht”, 意指一根导体是由多根独立绝缘的 导体绞合或编 织而成。典型应用有:高频电感器, 变压器, 变频器, 燃料电池,马 达, 通信及IT设备,超声波设备, 声纳设备,电视机,无线电设备,感应加热, 等等。1911年纽英伦公司成为美国第一家商业化生产利兹线的厂家。从那时开始至今纽英伦一直保全球领先地位,为世界各地的客户提供高性能的利兹线产品及解决方案。)

12V主输出的同步整流管在选择品牌方面有:IR/英飞凌/vishay/仙童,既然电源是有源钳位单管正激高可靠性软开关拓扑,当仁不让的选择国际整流公司IR啦(IR的功率MOSFET管,不管是什么型号,反正IR的管子性能参数就是没有别家如英飞凌/vishay/仙童这些的好,但是管子就是耐用,外太空里面飞的飞船,天上飞的飞机,深海里面游的核潜艇都用IR的多,在地上的领域一般出于成本考虑很少用,但还是有不少服务器用的。)
在参数方面选耐压60V-70V,通态电阻2.4毫欧-5毫欧,通流能力100A以上的。
虽然英飞凌最新的Optimos3代低压功率MOS器件参数很优我都没有选择,原因是管子因为有独特的HEXFET结构及管芯面积大的特点,往往有更好的过流能力、抗过热,更稳定,更可靠。
在用管子的数量方面同步续流管3-4个,同步整流管2-3个。
(要求在焊接MOS器件安装位置要最大限度下移,减少MOS器件引脚过长带来寄生电抗衍生的问题。)
12V输出储能电感方面选铁硅铝磁环,大线径漆包线可选3-5线并绕绕制,在提供一定量的通流量和储能电感感量,并不须要通过加大12V输出储能电感感量,来降低电感电流中纹波电流,我侧比较看重于电源动态性能。
电源上机后性能如何,瞬态表现比纹波表现更重要,若瞬态特性表现不好的话,就会完全抹杀掉其纹波表现,毕竟很多发烧友买中高端电源来是超频的,不是听音乐的(纹波表现对音频子系统音质较为重要)。当然在纹波性能与瞬态响应性两者不能兼得时,只能选瞬态好了,瞬态好的电源纹波一般会差点,只求纹波在合理范围内不超标就可以了。

12V的输出滤波电容当然得用上顶级的固态电容,针对650W可以选用4-5颗ULR 1000uF/16V 10毫欧ESR(如是想YY度的也可以选择权贵的三洋,老实说我买ULR 1000uF/16V就5元一个了淘宝上的)能够较好的兼顾输出电容对ESR及容量的需要。
在PCB后面固态电容引脚上加焊MLCC贴片陶瓷电容,能够进一步提高对纹波电流中高频分量的滤波能力,同时耐受更大的涌浪电流,保护固态电容,也可作高频噪音的滤波!

ULR 1000uF/16V 参数:






这种电容我也自己买有用,测试出来效果显著!
下面图就是我换电源电容的样图:





经过整流滤波电容后直接3-4条输出耐大电流的康铜材质检流电阻,也可以使用几片检流电阻。
模组化PCB与主PCB的连接方式采用铜箔面与铜箔面直接焊接(像某些电源DCDC子板和全独立的双路12V模块连接),最大限度缩短12V电流传输至模组化PCB的路径,比起大电流插件、插针焊接、大线号线束的的连接方式能够降低通路电阻损耗,这样也规避了形形式式的连接专利。

模组化PCB与主PCB的连接方式采用铜箔面与铜箔面直接焊接样版:











5V和3.3V DCDC电路设计在模组化接口PCB上DCDC电路特色(这个要看厂家设计所定什么样版)。

 5V和3.3VDCDC电路子板不设计主PCB上是让主PCB覆铜宽度更大从而提高通流量,也强化PCB传导及对流散热。
电源5Vsb待机及-12V电路将从主PCB通过
接线柱焊接到模组插口(相似显卡PCI-E 6PIN接口),电源的管控及保护子板的小电流和信号传输也从主PCB通过接线柱焊接到模组PCB。(不用线材是确保电源内部结构非常清爽整洁毫无累赘的线束。)
在电压稳定性方面将引入多路正负远端反馈的技术,对12V、5V、3.3V线路作正负端的远端电压检测,让各路电压稳定性达到最好。


全模组化线材(用全模组的好处就是在拆电源出来清尘时拔了模组插口就不用把原来完美走背线的线拆出来!)+镀金连接端子,线材均用16awg标号电线,所有线材用黑色编制蛇皮网包裹。

机箱是鑫谷的G系列,像这样的的走线全部拆出来是很辛苦的,全模组呢就是拔了模组插口就行了,走线还在机箱上!





在长度、数量要求:
24-pin 60CM X 1
8-pin(4+4)65CM X 1
PCI-E(6+2)60CM X 4
SATA 55CM+15CM+15CM X 3
大4D 55CM+15CM+15CM X2

注:重点要求PCI-E(6+2)一条线只能一个接口,确保在用顶级显卡时强劲的供电,这就是为什么用4条原生PCI-E(6+2)模组线。

模组线相似以下图:


4、焊接工艺
(1)回流焊
(2)波峰焊

关于我的【IGAME定制电源】从最一开始的拆卸清尘风扇问题通过风扇抽拉模块可以完美解决;IGAME定制文化创新融入电源,让电源开创性融入发展制造一款玩家需要的电源,才是符合完美的用料、工艺、电路设计要求,在定制电源拓扑时选择高可靠性的有源钳位单管正激软开关拓扑;PCB板制造工艺选择民用级别最高的;元件选择最优化组合的厂家可以用料优势发挥到极致;焊接工艺先回流焊再过波峰焊。

电源拥有完美的制造工艺、元件用料,当然离不开完美的布局——

要求的类型1与类型2起到承上启下的作用
(上面是类型1,下面是类型2)

电源内部布局要宽松,设计上充分结合空气动力学对电源散热与静音的表现方面要优秀,前提要通过测试元件发热找出电路板上的高温点,再通过风流模型测试在不同摆放位置的元件,找到最利于散热的元件摆放方向。
我们知道电源的电解电容是比较容易在大纹波电流或高温下爆浆的,热源主要在电容、 MOS管、PFC电感、大电流储能电感,主变压器等。 

主体设计图如下:




























 关于我的【IGAME定制电源】规格、配置和要求等
通过上面合理的电源内部设计结构,电源在散热、噪音、寿命方面会得到验证的。

就在我前几个月试用iGame 560烈焰烈焰战神X显卡时,用额定520W的电源跑显卡极限温度,这时电源明显变热,风扇也不安静(当然当时气温也高达32度)图下:

 

从这个就可以得知电源要得多留余量,以我个人的要求是整机负载功耗电源还有一半余量,就像我今年给公司配置机的一样H61集成显卡主板+i3 CPU+一个硬盘+一个光驱用额定430W电源,留余量是几倍之多!当然这样会有人认为是大马拉小车浪费,但我觉得不浪费电源稳定运行胜过一切。(我公司的电脑就像是用沙尘瀑地区一样,运行二个月内部尘是相当多,特别是有风扇吹的地方最多尘了,电源更加不用说了)如下图:

 

相对配用单卡GTX560显卡的电脑,要给电源留余量就是650W以上了,给电源多留余量就是让电源在恶劣环境下运行延长寿命保证输出质量,这样用,电源几乎是不发热,风扇也不会加速,自然就安静了。
这就是我为什么定制650W额定要求单路12V输出占比至90%以上。

当然650W也可以单挑任何单卡了。

电源型号命名为:iGame XG-650
 电源外壳底面冲压主体处设计: 

加定制ID:











我对定制电源的各种要求、看法、需求全在以上!
我心目中的IGAME定制电源应该是这样的了!
完!







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℡左掱寫愛﹖ ℡左掱寫愛﹖ 2011-12-15 +8 内容丰富
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[Re:[lxlth,2楼]以下是引用:
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[Re:[lxlth,5楼]以下是引用:
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