含PMBus界面的億泰興ETASIS EPAP-S860電源供應器簡介及測試

因為定位在伺服器市場，電源本體外觀為未經任何裝飾的金屬原色，較易留下指紋及氧化痕跡


後方散熱出風口處除設置交流輸入插座及電源總開關外，還有一顆雙色的運作指示燈，可觀察電源目前狀況


散熱風扇護網採一體沖切成型，不過有略為加大與風扇葉片距離，避免過近產生風切聲


輸出規格標籤，12V採單路輸出，最大輸出電流為71A，僅標示所有輸出最大總和瓦數


提供一組ATX 24P、一組ATX12V 4P及一組EPS12V 8P接頭，另外左邊較細的線路為此電源PMBus信號介面，線路長度均為48公分
PMBus屬於一種I2C界面，可傳遞電源內部輸出狀況至同樣支援PMBus主機板的電源監控管理系統，讓主機板可以掌握電源運作狀態


PMBus操作示意圖


兩組線組提供2個PCIE 6+2P接頭，線路長度為48公分


三組線組提供6個180度SATA電源接頭，至第一組接頭線路長度為48公分，接頭間線路長度為14公分
為了避免脫落，在接頭分接處有額外加上固定用套管


兩組線組提供5個標準大4P及1個小4P，至第一組接頭線路長度為48公分，接頭間線路長度為14公分


各線路均使用隔離網包覆，不過SATA/大小4P線路則僅包覆至第一組接頭，後方接頭間的線路則未包覆

內部結構圖，功率級一次側採用主動箝位順向式(Active Clamp Forward)，功率級二次側採同步整流輸出12V，並透過兩組DC-DC電路轉換出3.3V與5V


使用SANYO DENKI SAN ACE 120系列9G1212P4G03 12V 0.9A 12公分四線PWM雙滾珠軸承風扇帶動散熱氣流，可透過PWM信號在1000RPM~4100RPM間控制


使用一體式EMI濾波交流輸入插座，後方還加上額外Cy電容，包括Cy、電源開關在內的所有焊點均使用套管包覆以強化絕緣


主電路板上交流輸入端，綠色NTC熱敏電阻旁邊跟著一顆黑色方型繼電器，電源啟動後將NTC短路，減少其造成的功率損失
防爆保險絲採臥式安裝，不過與左邊的黃色突波吸收器均未使用絕緣套管包覆


板上內建第二階EMI濾波電路，進一步隔離及過濾雜訊


橋式整流器兩面均加上散熱片，協助散發運作時產生的熱量


APFC(右)及功率級一次側(左)控制電路子板
APFC輸出電容採用ELCON(艾江，http://www.tw-elcon.com/jp/index.php) 420V 180uF電容三顆並聯而成


功率級一次側主動箝位順向式所使用的輔助開關FAIRCHILD FQPF3N80C MOSFET，散熱片背面是當作主開關的英飛凌SPW17N80C3 MOSFET


APFC電路開關晶體則使用英飛凌SPW20N60C3 MOSFET兩顆並聯組成


受限於12公分風扇配置，變壓器、散熱片及其他元件高度及空間受限


主功率級變壓器(右)及輔助電源電路用變壓器(左)


二次側輸出濾波電路，二次側同步整流元件由兩顆AUIRF1404(40V 0.0037ohm 180A)及三顆IRFB3307(75V 0.0046ohm 120A)組合而成，為了提升可靠性而採用IR的功率元件


含有兩組DC-DC電路的子板，將12V轉換成3.3V及5V，上方安置固態電容進行輸入及輸出濾波儲能使用


PMBus系統電路子板，核心為C8051F310的MCU，其內建的10bit類比數位轉換器、多工器、比較器及溫度感測電路，能將電源內各類比資訊(電壓/電流/功率等等)及溫度轉換成數位信號傳輸出去


電源管理及風扇控制電路子板，使用偉詮Weltrend WT7507電源管理IC，對各輸出電壓、電流、短路進行保護，並接受來自主機板的PS-ON信號控制及產生PG信號


內部功率級及週邊電路均採用NCC的KY/KZE系列105度電解電容



接下來就是測試

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：ASUS EAH4870X2/HDTI/2G
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

3.3V電壓紀錄：



5V電壓紀錄：



主機板12V電壓紀錄：



處理器12V電壓紀錄：



測試二：
使用電子負載，測試轉換效率，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
測試從空載開始，各路以固定電流逐漸提高，直到電源無法承受或是達到電子負載極限(12V最大26A，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)




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：Tekronix 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

測試實機照：


12V


5V


3.3V



報告完畢，謝謝收看