本文閱讀前請先看完導讀說明書 電源測試文閱讀小指南

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COOLER MASTER V1300 PLATINUM產品特色:
1.轉換效率獲得80PLUS白金認證,效率高達92%
2.採用全橋LLC諧振架構及12V同步整流,搭配DC-DC轉換3.3V/5V設計,提升效率及輸出電壓穩定性
3.採用全日系電容,保證1300W連續輸出能力
4.單/多路12V可切換設計,可依使用者需求切換,正常使用下使用多路模式,超頻等特殊場合使用單路模式
5.全模組化設計,PCIE模組化線路採用16AWG線材,可降低線路傳輸損失及發熱,提高電力傳輸效率
6.13.5公分雙滾珠軸承(TBB)風扇,TRM(Thermal Regulation Mode)風扇轉速調整,減低噪音同時確保散熱效果
7.具備完善的輸出保護(OCP/OVP/UVP/SCP/OPP/OTP)
8.產品提供十年有限保固

COOLER MASTER V1300 PLATINUM輸出接頭數量:
ATX24P:1個
CPU12V 4+4P:1個
EPS12V 8P:1個
PCIE 6+2P:12個
SATA:16個
大4P:8個
小4P:1個(轉接線)

外盒正面,左上為CM商標及口號”Make It Yours”,左下為產品名稱,右側為產品外觀圖,右下為10年保固及80PLUS白金認證標誌

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外盒背面有產品主要特色簡介、線材長度/數量/接頭配置表、產品尺寸、風扇轉速圖表、轉換效率圖表

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外盒上側面有商標、口號、產品名稱
外盒下側面有”想知道更多訊息,請瀏覽官方網站”的多國語言、聯絡方式、認證標章、QR碼、條貼貼紙

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外盒右側面有多國語言產品特色說明

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外盒左側面有產品外觀圖、詳細規格表

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包裝內容物,電源本體裝在印有CM商標的黑色束口袋,交流電源線/模組化線材裝在印有CM商標的方形黑色尼龍袋,其他還有說明文件、魔鬼沾整線帶、塑膠束線帶及固定螺絲

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電源本體外觀採用黑色消光黑烤漆處理

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直接在外殼上沖壓出六角蜂巢網狀風扇進氣口,中央有CM商標銘牌

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電源其中一個側面有CM商標及V1300產品名稱,並搭配內凹處理及斜線印刷風格設計

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另一側面有輸出規格標籤,印有輸出功率、型號、輸入電壓/電流/頻率、各組輸出電流/功率、警告訊息、製造商、產地、安規認證標誌及80PLUS認證標誌

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六角蜂巢網狀散熱出風口處有交流輸入插座及電源總開關,開關下方外殼有印CM商標

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模組化輸出插座,ATX24P使用10P+18P插座,CPU/PCIE 12V使用8P插座,週邊裝置使用5P插座
12V及週邊裝置插槽上面標示所使用的12V迴路編號,右側為12V單路(SINGLE)及多路(MULTI)切換開關

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所有的模組化線組均使用全黑色帶狀線材

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一組ATX24P帶狀模組化線路,長度為65公分,採用18AWG+22AWG組合線材

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一組CPU12V 4+4P帶狀模組化線路,長度為68公分,採用18AWG線材
一組EPS12V 8P帶狀模組化線路,長度為75公分,採用18AWG線材

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六組PCIE帶狀模組化線路,每組提供兩個PCIE 6+2P接頭,至第一個接頭長度為65公分,接頭間線路長度為12公分,採用16AWG+18AWG組合線材

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四組SATA帶狀模組化線路,每組提供四個直式SATA接頭,其中一條至第一個接頭長度為56公分,另外三條至第一個接頭長度為51公分,接頭間線路長度為12公分,採用18AWG線材

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兩組大4P帶狀模組化線路,每組提供四個省力易拔大4P接頭,至第一個接頭長度為50公分,接頭間線路長度為12公分,採用18AWG線材
一組大4P轉小4P轉接線,長度為12公分,採用22AWG線材

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將所有線路插上模組化輸出插座的樣子

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內部結構及使用元件說明簡表

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COOLER MASTER V1300 PLATINUM為台達電子代工,內部結構為一次側全橋諧振(FB-LLC)功率級、二次側12V同步整流、DC-DC轉換3.3V/5V的結構布局,採全模組化輸出

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電源內部電路板的左側、底部及右側均有黑色絕緣隔板

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模組化插座處的外殼內側也有黑色絕緣隔板,用來蓋住插座固定銷開口

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採用台達AFB1312M 13.5公分雙滾珠軸承12V/0.38A二線式風扇

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主電路板背面,焊點做工良好,大電流路徑採用敷錫來增大電流承載能力及協助導熱,功率級控制的相關IC安置在主電路板背面

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交流輸入插座後方焊有X電容及Y電容,插座外有屏蔽金屬罩,交流輸入線組有套上磁環並用絕緣套管包住,電源開關只切掉L線,輸入插座與電源開關焊接處均未包上絕緣套管
整顆X電容及其接腳使用絕緣套管包住,內部兩支接腳之間有一塊小電路板,上面有X電容放電IC,用來減少傳統固定式放電電阻所產生的微小交流功率消耗

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突波吸收器(Z1)及主保險絲(F1)均有絕緣套管包覆,與主變壓器相鄰的地方還多加了直立金屬隔離罩

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電路板上具備兩階EMI濾波電路,Y電容有套上絕緣套管,共模電感使用白色固定膠加強固定

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兩顆新電元SHINDENGEN LL25XB60低順向壓降橋式整流器採並聯配置,塗抹散熱膏後安裝在同一個散熱片上
使用低順向壓降橋式整流器可以減少因為順向壓降所產生的功率損失

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環形APFC電感上半部包著黑色聚酯薄膜膠帶

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APFC功率元件,有三顆英飛凌Infineon IPA60R125CP全絕緣封裝Power MOSFET及一顆CREE C3D10060 SiC Schottky Diode,四個元件安裝在同一個散熱片上,元件接腳上套有磁環

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APFC電容採用兩顆Nippon Chemi-con KMM系列450V 680µF 105度電解電容及一顆Nippon Chemi-con KMQ系列450V 120µF 105度電解電容並聯組合

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APFC控制電路子卡,控制核心為虹冠電子CHAMPION CM6502SNX高效率APFC控制IC及CM03AX節能PFC控制器,子卡左邊黑色方形元件是NTC短路用繼電器,電源啟動後該繼電器會將抑制通電瞬間湧浪電流的NTC(繼電器左上綠色圓餅狀元件)短路,去除NTC所造成的輸入功率損失,所以電源啟動/關閉時會聽到繼電器動作的聲音

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輔助電源電路一次側採用Power Integrations TNY280PG整合式電源IC,二次側使用ST STPS20L60C Schottky Diode整流後輸出5VSB
輔助電源電路區旁邊電路板可以看到管理用的二維條碼及明碼刻印

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一次側開關晶體由四顆英飛凌Infineon IPA65R110CFD全絕緣封裝Power MOSFET組成全橋式LLC(FB-LLC)諧振功率級,四顆元件安裝在同一個散熱片上

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一個諧振電感與兩個諧振電容組成一次側LLC諧振槽,比流器用來偵測一次側電流,最下方為一次側MOSFET隔離驅動變壓器,其中一個諧振電容外包覆絕緣套管,諧振電感/驅動變壓器/比流器外則包覆黑色聚酯薄膜膠帶

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主電路板背面的虹冠電子CHAMPION CM6901X諧振控制器,為一次側全橋諧振功率級及二次側同步整流的控制核心,下方的德儀TI UCC27324為二次側同步整流MOSFET的驅動IC

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在隔離驅動變壓器及主變壓器之間也藏了一顆德儀TI UCC27324P驅動IC,把CM6901X控制信號傳遞至一次側MOSFET隔離驅動變壓器

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12V功率級主變壓器,一次側繞組採直接拉線接出,二次側採用片狀導體繞組,並直接通往二次側同步整流子卡,可縮短傳導路徑,減小導通電阻產生的損失及發熱

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這張圖可以看到主變壓器二次側繞組與同步整流子卡連接方式,子卡上共使用八顆MOSFET組成全波同步整流電路,並在上方直接蓋上散熱片接觸MOSFET,使其能獲得良好的散熱

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散熱片下方為12V二次側濾波電路,採用十六顆Nichicon LG系列固態電容

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標示FU字樣的是12V二次側輸出電流分流器,共有四個(最下面的一個被蓋住),兩個組成一組,用來偵測12V1及12V2輸出電流提供給電源管理電路

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12V二次側濾波電路靠近輸出端的Nichicon電解電容

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3.3V/5V的DC-DC電路板直接固定在模組化輸出插座電路板背面,兩者之間設有絕緣及屏蔽用隔板
DC-DC電路所需的12V由主電路板上輸出端,經由圖中下方兩片金屬導體送至DC-DC電路的輸入端

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DC-DC電路子卡上的功率晶體上方都有焊上一個梳型金屬支架,用來協助功率晶體散熱
3.3V功率級使用兩顆英飛凌Infineon BSC042N03LS,以1HS+1LS方式組合
5V功率級使用四顆英飛凌Infineon BSC042N03LS,以2HS+2LS方式組合

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上方GND及3.3V/5V輸出用金屬片,直接把DC-DC電路板與模組化輸出插座電路板焊接在一起,縮短導通路徑同時發揮固定效果

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模組化輸出插座電路板正面安排不少Nippon Chemi-con/Rubycon電解電容及積層電容(藍色豆狀元件)來強化濾波效果,並加上一些增加載流能力的條狀金屬導體
模組化輸出插座電路板使用金屬支架及螺絲與主電路板相連,固定同時傳遞+12V大電流,並壓低傳輸阻抗

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電源管理及風扇控制子卡,有兩組控制線路連接模組化輸出插座電路板,最右邊白色插座用來連接風扇

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右側DWA103N-A電源管理IC負責監控輸出電壓/電流及接受PS-ON信號控制、產生Power Good信號
中央LM339四路OPA(運算放大器),可讓12V過電流偵測機制在單路及雙路之間切換
左側英飛凌Infineon TDA21801風扇控制IC可以讓兩線式風扇的轉速控制範圍更精準寬廣

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接下來就是上機測試

測試一:
使用電子負載,測試輸出的轉換效率,同時使用紅外線熱影像相機擷取電源內部運作紅外線熱影像
電子負載機種為四機裝,分配為一組3.3V、一組5V及兩組12V
測試從無負載開始,各機以每1安培為一段加上去,直到達到電源或電子負載的極限,3.3V/5V則受限於電源規格標示的總和功率輸出能力
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)、SANWA PC7000數位電表(測試連接負載的輸出線組接頭上3.3V/5V/12V輸出電壓)

3.3V/5V/12V綜合輸出下各段轉換效率表,於輸出52%時3.3V/5V達到電源供應器標示最大總和功率130W限制,3.3V/5V電流達15A以後就不再往上加,因為使用設備限制,最大只能測試到COOLER MASTER V1300 PLATINUM輸出的93%(1206W)

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綜合輸出各百分比下轉換效率折線圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
COOLER MASTER V1300 PLATINUM於輸出21%轉換效率為90.7%、48%轉換效率為91.2%、93%下的轉換效率為88.6%

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依照80PLUS認證測試電流設定,COOLER MASTER V1300 PLATINUM於20%/50%/93%下效率分別為91.43%/92.54%/90.14%,符合80PLUS白金認證要求20%輸出90%效率、50%輸出92%效率
從電源本體及線組插頭處測試的電壓差異,會對效率產生0.1%至0.5%左右的影響

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綜合輸出3%至93%之間3.3V輸出電壓變化共37mV,前半段電壓下降,後半段電壓上升

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綜合輸出3%至93%之間5V輸出電壓變化共24mV,前半段電壓下降,後半段電壓上升

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綜合輸出3%至93%之間12V輸出電壓變化共23mV,在輸出60%至63%時+12V電壓有往上進行一次調整

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綜合效率測試結束時於輸出93%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,最高溫處為橋式整流96.3℃,第二高溫處為二次側83.1℃,APFC區76.1℃,主變壓器73.8℃,一次側62.6℃,3.3V/5V DC-DC區50.6℃

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純12V輸出下各段轉換效率表,這時僅對12V進行負載測試,3.3V/5V維持空載

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純12V輸出各百分比下轉換效率折線圖(橫軸:輸出百分比、縱軸:轉換效率)
COOLER MASTER V1300 PLATINUM於輸出19%轉換效率為90.9%、49%轉換效率為92.2%、101%轉換效率為88.1%

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純12V輸出4%至101%之間3.3V輸出電壓變化共34.7mV

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純12V輸出4%至101%之間5V輸出電壓變化共34.7mV

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純12V輸出4%至101%之間12V輸出電壓變化共82mV,在輸出60%至63%時+12V電壓有往上進行一次調整

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純12V效率測試結束時於輸出101%下電源供應器內部紅外線熱影像圖,最高溫處為橋式整流92.8℃,第二高溫處為二次側85.4℃,APFC區76.5℃,主變壓器75.6℃,一次側51.2℃,3.3V/5V DC-DC區36.4℃

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純12V效率測試結束時於輸出101%下電源供應器模組化輸出插座處紅外線熱影像圖,最高溫為42.8℃

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測試二:
使用常見的電腦配備實際上機運作,並使用SANWA PC7000數位電表透過電腦連線擷取全負荷運作10分鐘下的3.3V/5V/主機板12V/處理器12V/顯示卡12V的電壓變化,並繪製成圖表
此測試電腦配備CPU/GPU/機械硬碟於全負荷運作下,其直流耗電量約在600W左右

 

3.3V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為27.9mV

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5V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為30.1mV

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主機板12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為42mV

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處理器12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為80mV

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顯示卡12V電壓記錄,電壓最高與最低點差異為84mV

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測試三:
使用示波器搭配電子負載進行靜態負載下各路低頻/高頻輸出漣波測量及動態負載測試。動態負載就是讓輸出電流於固定升降斜率及週期下進行高低升降變化,並使用示波器觀察3.3V/5V/12V各路電壓變動狀況,目的是測試輸出暫態響應能力
使用設備:Tektronix TDS3014B數位示波器
示波器中CH1黃色波型為動態負載電流變化波型,CH2藍色波形為12V電壓波型,CH3紫色波型為5V電壓波型,CH4綠色波型為3.3V電壓波型

空載下的各路輸出低頻及高頻漣波,因空載下電路運作模式不同於正常狀態的緣故,導致12V低頻漣波產生如下圖中的波形,當12V開始加上負載(>1A)後此波形就會消失

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於3.3V/15A、5V/15A、12V/89A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為33.2mV/31.2mV/14.8mV,高頻漣波分別為30mV/32mV/14.4mV

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於12V/108A靜態負載輸出下12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為26.8mV/13.2mV/13.6mV,高頻漣波分別為24.4mV/13.2mV/9.2mV

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各路動態負載參數設定
3.3V與5V:最高電流15A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
12V:最高電流25A,最低電流5A,上升/下降斜率為1A/微秒,最高/最低電流維持時間為500微秒
藍色/紫色/綠色波型在黃色波型升降交接處擺盪幅度最小、次數越少、時間越短者,表示其暫態響應越好
為了使電源脫離輕載狀態進入正常諧振區,測試時會預先加上12V/20A的固定負載輸出

3.3V啟動動態負載,最大變動幅度550mV,同時造成5V產生118mV、12V產生48mV的變動,3.3V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

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5V啟動動態負載,最大變動幅度為258mV,同時造成3.3V產生78mV、12V產生50mV的變動,5V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

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12V啟動動態負載,最大變動幅度為144mV,同時造成3.3V產生60mV、5V產生44mV的變動,12V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

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本體及內部結構心得小結:
1.模組化線材使用黑色扁平線材,PCIE線組使用16AWG線材,增加載流能力,降低傳輸阻抗及溫升
2.CPU/PCIE/週邊的模組化輸出插座標示明確12V迴路編號
3.交流輸入插座及電源總開關後方焊點未包覆絕緣套管
4.採用X電容放電IC、低壓降橋式整流、一次側全橋諧振、二次側12V同步整流、3.3V/5V透過DC-DC轉換的結構
5.內部結構為典型的台達高階電源風格,主電路板元件排列整齊,背面焊點做工良好,怕震動的元件有點上白色固定膠,部分需要加強絕緣處也有使用絕緣隔板、包覆絕緣套管或是聚酯薄膜膠帶,APFC及一次側的Power MOSFET採用全絕緣封裝,可避免使用一段時間後因灰塵濕氣累積而發生對散熱片漏電的情形
6.雙滾珠風扇確保長時間運作的風扇壽命穩定性,搭配風扇控制IC的使用,能讓兩線式風扇轉速控制範圍更大更精準
7.主電路板與DC-DC電路板和模組化插座電路板透過金屬片連接,確保良好固定性並降低大電流傳輸損失
8.模組化插座電路板上使用不少電解電容/積層電容來強化輸出濾波效果
9.全面採用日系品牌(Nichicon/Nippon Chemi-con/Rubycon)電解及固態電容,確保產品穩定性及耐用性
10.12V可切換多路及單路,增加產品使用彈性

各項測試結果簡單總結:
COOLER MASTER V1300 PLATINUM若依照80PLUS認證的測試電流設定,於20%/50%/93%下效率分別為91.43%/92.54%/90.14%,符合80PLUS白金認證要求20%輸出90%效率、50%輸出92%效率

從內部紅外線熱影像圖來看,發熱狀況為橋式整流>二次側>APFC>主變壓器>一次側,綜合輸出下3.3V/5V DC-DC區會有較明顯的溫升

實際使用電腦配備測試輸出電壓變動,各路電壓於測試開始/測試中/測試結束時,顯示卡12V最大變動幅度為84mV,處理器12V最大變動幅度為80mV,主機板12V最大變動幅度為42mV,5V/3.3V最大變動幅度分別為30.1mV/27.9mV

輸出漣波測試,電源供應器於於3.3V/15A、5V/15A、12V/89A靜態負載下的低頻漣波分別為33.2mV(12V)/31.2mV(5V)/14.8mV(3.3V);12V/108A靜態負載下的低頻漣波分別為26.8mV(12V)/13.2mV(5V)/13.6mV(3.3V)

動態負載測試,3.3V有比較大的變動幅度550mV,5V/12V的變動幅度分別為258mV/144mV,3.3V/5V/12V電壓變動高峰處維持時間在200微秒左右

報告完畢,謝謝收看

 

 

 

 

 

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