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看板 PC_Shopping
作者 wolflsi (港都狼仔)
標題 [測試]ETASIS EPAP-S860 PMBus監控電源簡介測試
時間 Sun Jan 29 18:01:31 2012


狼窩好讀版:
http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/42064895
含PMBus界面的億泰興ETASIS EPAP-S860電源供應器簡介及測試 @ 港都狼窩 WolfLSI's Den :: 痞客邦 PIXNET ::
[圖]
 
[圖]
 
[圖]
 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 ...
 


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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/01.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/02.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/03.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/04.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/05.jpg
[圖]
 

PMBus操作示意圖
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/computex2010/93.jpg
[圖]
 

兩組線組提供2個PCIE 6+2P接頭,線路長度為48公分
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/06.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/07.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/08.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/09.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/10.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/11.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/12.jpg
[圖]
 

板上內建第二階EMI濾波電路,進一步隔離及過濾雜訊
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/13.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/14.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/15.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/16.jpg
[圖]
 

APFC電路開關晶體則使用英飛凌SPW20N60C3 MOSFET兩顆並聯組成
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/17.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/18.jpg
[圖]
 

主功率級變壓器(右)及輔助電源電路用變壓器(左)
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/19.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/20.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/21.jpg
[圖]
 

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

http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/22.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/23.jpg
[圖]
 

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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/24.jpg
[圖]
 


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
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/test1.jpg
[圖]
 

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:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/25.jpg
[圖]
 

5V電壓紀錄:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/26.jpg
[圖]
 

主機板12V電壓紀錄:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/27.jpg
[圖]
 

處理器12V電壓紀錄:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/28.jpg
[圖]
 


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)

http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/test2-1.jpg
[圖]
 

http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/test2-2.jpg
[圖]
 

各段輸出表如下:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/29.jpg
[圖]
 


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:
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/30.jpg
[圖]
 

12V
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/31.jpg
[圖]
 

5V
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/32.jpg
[圖]
 

3.3V
http://www.iamxtreme.net/andre/LSI/epaps860/33.jpg
[圖]
 


報告完畢,謝謝收看

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