滚滚动力之源阿尔萨斯1500W电源拆解

硬件X射线

1500W电源是什么概念?必须使用16A规格排插、顶上一台空调的功率、带动一大堆顶级硬件……那么它的内部设计到底与普通的电源有些什么样的差别呢?它是如何提供如此高的电源转换效率的呢?今天阿卡酋长就拆开一台金河田阿尔萨斯1500W电源,给大家看个究竟。

散热设计

拿起阿尔萨斯EPS1500ELA电源时,感觉很有高端产品的霸气。除了重量很重之外,外形也比普通电源大了不少。当我们拆开它的外壳后,才知道其实这增大的体积仍然显得十分紧凑,这是由于高端产品采用的元件较多较大,将电源内部的底部空间尽数占满。

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电源内的顶部空间比较空,有利于空气流动,要知道功率越大发热量越大,大功率电源的散热设计就非常重要了。在电源上盖的中部位置,采用的是来自永林科技的直径14cm风扇,使得电源底部的元件都可以承受风扇所产生的气流,从而加强工作散热。

EMI滤波电路

可以看到电源PCB上的元件安放紧密但并不凌乱,先来看看输入部分。EPS1500ELA采用了完整的两级EMI滤波电路设计,其中一级EMI滤波部分没有采用独立PCB设计,两个X电容、两个Y电容和1个电阻都被焊接在电源插座上。在插座旁还设有一个LED灯,提示电源是否通电。

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一级滤波电路
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二级EMI滤波电路

二级EMI滤波电路采用了双共模线圈搭配两个X电容和两个Y电容,两个整流桥分别紧贴在厚实的铝质散热片上,加强了散热效果。在线圈边上还有一个保险管,使用热缩管包裹,引脚还特别作了绝缘处理。由于电源内部元件比较紧凑,许多元件都采用了防短路设计。在两级EMI滤波电路的线缆上都套上了屏蔽磁环,从而过滤超高频率的杂波。

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滤波电路上的屏蔽磁坏了

可以看到,EPS1500ELA电源的EMI滤波电路用料豪华,而普通电源往往会精简这部分电路的元件以节约生产成本,比如省掉一个X电容或Y电容,也没有磁环,这样的电源对外界电网的高频脉冲电流的抗干扰能力较差,同时对整个电网信号质量也有一定影响。

主动PFC电路

EPS1500ELA采用主动式PFC电路设计,其扼流线圈相比普通电源的大了不少,其使用的铜丝的直径较粗而缠绕很密集。在功率校正电路上采用转换效率更高的主动式PFC,相比被动式PFC,功率因数高于0.99,增加电能的利用率,并支持90~264V的宽幅输入。

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主动式PFC电路的扼流线圈很大

在PFC电路的一旁并列排放着4个来自日本化工的高压滤波电解电容,容量均为270μF,耐压值为420V,耐温值为85℃,总容量高达1080μF,满足了1000W以上的大功率需求。

双管正激结构

纵观整个电源内部,它采用了先进的双管正激拓扑结构,我们可以通过在两个巨大铝质散热片之间的两个大型变压器一目了然。这两个主变压器已经占据了整块PCB很大的空间位置,而5V待机变压器则采用了一个小型变压器。

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4个日本化工得高压滤波电解电容
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双管正激拓扑结构

普通电源采用的是传统的半桥拓扑结构,它不利于提升电源转换效率,特别是在功率300W以上的电源上,要保持80%以上的转换效率无疑是一道技术门槛。先进的双管正激是最具技术优势的80Plus方案,具有转换效率高、安全性更高等优点,它也是判断电源是否节能的办法之一。

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多个双磁放大线圈

EPS1500ELA采用了稳定电压输出和提供大电流支持的双磁放大技术,电路由在散热片一侧的四个大线圈搭配多个不同容量的电解电容组成。普通电源一般只采用一个10P线圈,而EPS1500ELA电源采用了多个,足见其用料扎实。通过控制电路调整线圈,对输出电压、电流进行有效控制,从而使输出电压、电流更加稳定,有效保证电源在不稳定的环境条件下正常工作。

DC-DC转换电路

在主变压器后方是以两个固态电容为标志的DC-DC转换电路。常规来讲,因为电源是高频电流,普通电源没有采用DC-DC电路,是不能使用固态电容的。通过主变压器输出的电压都为12V,最大能够输出125A电流,而电脑配件常用的5V、3.3V就是通过12V DC-DC转换而来,这样能有效提高转换效率,满足很多配件的供电需求。而有的电源为了提高转换效率,变压器输出的是其他高电压。同时在PCB的背后还有多个IC芯片来实现同步整流功能。

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DC-DC转换电路的固态电容
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控制和保护电路PCB
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模组化接口的接线板

在PCB板的一侧是多路输出线缆,连接到模组化接口的接线板上。支持8路12V输出,可以满足4路高端显卡需求,5VSB输出高达6A,满足多个USB 3.0设备需求。在旁边还能看到一小块PCB,上面集成了两个IC用于控制和保护电路。

阿卡酋长

双管正激、双磁放大、同步整流和DC-DC等多项技术成为EPS1500ELA电源设计制造的关键,也就是它作为1500W高端产品的根本。阿卡认为,虽然普通用户并不会购买这样的高端产品,但在它内部采用的一些技术和元件却代表了电源发展的趋势,在未来,为了提高市场竞争力,普通产品中也同样会出现这些技术以及元件的身影。