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微爱盛12V,120w电源解析

测试前言(Intro):

微爱盛是我们评测室的常客了,微爱盛的电源在低电压领域一直表现神勇。相信大家对测试过的微爱盛电源还有印象。VIM35B-12S,VM50-F-5S,等都以相当完美的负载调解率和转换效率表现,为人称道。今天给大家带来的是VIM120-H-12S,让我们一起欣赏!

 

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外部特征与标称规格(Appearance and Specifications):

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电源外壳

电源外壳依然是铝挤压镀锌+铁丝网模式,不过值得一提的是微爱盛的镀锌技术相当出色。整个镀层平整光滑镜面效果不错!铁丝网也做得有板有眼,颇有大厂的风范!这种镀锌的处理水平即使和明纬相比也是不分轩轾。

电源的铭牌用防水贴纸粘贴,根据贴纸我们可以知道该款电源的性能参数为。输入AC176V~264V,输入电压频率50HZ,输出DC12V,电流10A。后面还有一个产品序列号,看来是为售后和质量控制准备的。

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散热系统(Heat radiating system):

在工控电源设计中一直遵循着低瓦数产品用被动式散热模式。即,通过电源的外壳散热。这就要求了电源的散热做工和设计一定要过关。工控电源主要的发热源集中在主开关管和二次侧开关管,这两个地方是需要加强的。

电源外壳的厚度

VIM120-H-12S的外壳做得相当平整,厚度均匀。笔者用卡尺反复测量了电源外壳各部分的厚度,结果各个部分相差不到0.01mm。相当惊人!其实厚度均匀对电源整体的承压性和热量传导的均匀程度都大有帮助。这点VIM120-H-12S值得夸奖!

散热片解析:

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           二次侧散热片长度                        二次侧散热片宽度

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           散热片厚度1                            散热片厚度2

虽然VIM120-H-12S的功率并不算太高,但是微爱盛也并没有在散热上面缩水。所有的散热片厚度和平整程度都不错,只差没有做镀锌处理。

总体的散热系统做工微爱盛还是令人惊喜的。一切都做得很平顺,仿佛一切都是应该一样,给人很近亲的感觉。值得夸奖!

内部设计与用料分析(Internal Design & Build Quality):

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主板PCB

这个环节是笔者一直期望出现新东西的环节,比如主动式PFC,双管正激,等。不过现在时一直没有实现。先来看VIM120-H-12S的结构。

VIM120-H-12S的设计结构是被动式PFC+单端反激+12V独立输出。被动式PFC大家都没有什么异议,只是这单端反激笔者稍有介怀。按说120W功率也不算太低了,用但端反激是有点节约成本之嫌。单端反激的不稳定和高负载纹波控制将存在很大问题。当然这只是猜想,一切等测试后才知道具体数值。

 

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一次侧(Primary):

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一次侧的EMI输入部分依然是传统设计,一颗NTC,一根熔断保险丝。输入变压器部分倒是做了很细致的保护。两颗X电容在地线上又接了3颗Y电容,可以说保护工作的做得十足!

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 整流桥和滤波电容

VIM120-H-12S的并没有使用整流桥,整流部分用了四根二极管通过电路设计达到整流桥的效果,这种解决方案在工业电源中经常被用到,虽说是低成本的做法不过效果还不错!只是四根像俯卧撑一样立着的管子相当危险!玩意有个铁丝,铜丝的不小心穿进来……结果可想而知。

二极管看不清具体型号,不过这玩意相当便宜,跟整流桥是一个天上一个地下滴。

VIM120-H-12S的滤波电容用的不错,用的是nichicon电解电容,最高工作温度105℃,耐压450V

容量82uf。容值偏低。Nichicon的电容也是日系的一大品牌了,品质和性能都相当出众。

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主开关管

VIM120-H-12S的主开关管相当诡异,笔者研究了半天也没发现这个管子长得像谁。这个管子上面根本没有任何文字,以及具体的型号。不过体型很大,并且管子不是像一般的管子封装用镀锌的钢板,而是用的铜板。这个管子的散热应该很好,不过性能笔者不好猜测,测试过应该会有详细的数据。

二次侧输出(Secondary output):

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主变压器

在拆解的时候VIM120-H-12S的主变压器引起笔者注意,该电源的变压器也一反常态。微爱盛一贯的变压器是趴在电路板上的,不知道为啥这次改成了立着的。绕线方式也有了相当大的改变。

从结构上说这种立式的变压器更为合理。大家都知道变压器的工作原理是通过线圈匝数比,完成磁通量的调节,达成电压的变换。在变换的同时,变压器会在自身周围形成磁场,这种磁场会对PCB上的电流形成谐波干扰。立着的变压器显然能减少这种干扰,让电流更“纯洁”。

不仅是结构上的改变,微爱盛在线圈的绕制选材上也下了功夫。绕制用的线圈用的铜线直径增加了不少。整流后的电源输出线圈用的甚至是PVC包裹的漆包线,这种材料在工业用电源上非常少见。一般带PVC的线圈都是用在极为高端的PC电源上。PVC阻燃对电源的使用寿命和使用安全提供了很好了支持。

输出整流部分:

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二次侧整流管

二次侧的整流管同样什么也看不见,这个体积好小……微爱盛这个态度不太让笔者喜欢,虽然这是工程样机但是也得把这个关键数据给点支持啊!

输出滤波电容:

输出部分的滤波电容品牌未知,参数为680uf,25V。输出从整流管出来后,接入电容。两颗电容两两并联,在输出部分加了最后一个电容完成对输出的最后整流。

从电容的容量上看仍然是余量稍显不足。

 电压调节(Voltage regulator):

工业电源一般都会有一个电压调节装置,常用的做法是调节整流管的输出脉宽完成对负载电压调节。关于这种电压的调节方案,最常用的是ST,TI,NXP,仙童等。

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  电压调节芯片

VIM120-H-12S用的就是ST的解决方案,也就是大名鼎鼎的UC3843B,该芯片是UC3842的升级版,工作结温-40℃~150℃,调节电压2.5V。内置电压比较器,时钟振荡器等。

PCB背板:

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背板PCB

VIM120-H-12S的背板焊工好不错,整体也算整洁干净,背板的铜板厚度不错,能明显的看到很厚的铜板覆层。

测试环节(test link):

 

测试实验室简介:

测试实验室所有测试设备均通过《中华人民共和国国家标准》,ISO9001国际质量体系认证,TUV安全标准认证。实验操作过程完全遵循《中华人民共和国国家军用标准》,《中华人民共和国国家标准》执行。本测试实验室得到了北京恒威仪讯,厦门OWON的大力支持,其中实验室的操作准则和设备使用记录,由两方共同协商制定。测试方法有厦门OWON根据清华大学实验标准提供。

测试设备列表:

实验测试方法:

根据GB2421 规定环境测试温度为20℃,测试气压为1个大气压。101.3KPA(等同于7600mm汞柱)。相对湿度没有规定。实际实验室温度波动在±1℃。15-35℃之间。

元器件交易网将对电源进行测试项目有:

1电源的输出稳定性测试;

2电源的转换效率;

3电源的负载升温曲线;

4 噪声及纹波;

输出稳定性测试(Output Stability Test):

开关电源输出电压的稳定性是保证设备正常运转的关键。输出稳定性测试在恒定室温条件下进行。

室温恒定25℃。开机用艾德克斯电子负载机拉负载70%持续10分钟开始测试过程。

用温度探头零距离接触开关管测试温度。

数据取样点为待机,10%,30%,50%,70%,100%。每个取样点持续测试5分钟。

输出稳定性测试(Output Stability Test):

根据《中华人民共和国国家标准汇编》GB/T14714-93《微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件》制定负载调解率,主控输出路和带稳压输出路电源的稳压输出标准为不大于额定电压的±5%。

从图上的数据可知VIM120-H-12S的负载调解率相当出众。一直到70%的典型负载电压都没有变化,直到满载才出现下跌。VIM120-H-12S的负载调解率已经达到了国家标准。大隐隐于市,其实很多品牌电源也不一定可以做到这种地步的。笔者接触过的很多大品牌甚至要比这个差很多,类似于台系的品牌也是如是,微爱盛能做到这种地步真的很不容易。

转换效率(Efficiency):

VIM120-H-12S的转换效率相当的奇怪,在30%负载的时候转换效率升得非常高!简直已经突破了被动式PFC的极限了,达到了惊人的88%。不过在50%负载的时候非常正常的落了回来,而且跌得很低。看来是管子的问题了。不过这个数据仍然比业绩很多品牌要好非常多。

从这个表上可以看出来VIM120-H-12S在满负载的时候负载调解率超标,虽然超的不多不过也是超了。一般工业电源很少有把负载拉到100%,有的话也是很短的瞬间。

负载升温变化(Heating load changes):

VIM120-H-12S的温度控制表现一般。红线为二级整流开关管温度,蓝线为主开关管温度。估计是管子的用料一般。

纹波与噪声(Ripple & Noise):

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50%负载纹波

100%负载纹波

根据《中华人民共和国国家标准汇编》GB/T14714-93《微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件》同时参考《开关电源测试标准》规定电源输出纹波值小于等于额定电压值的1%。

VIM120-H-12S的纹波表现不俗,并没有超过国家规定范围,当然国标只是开始,远远不是结束。如果按ATX3.1的标准,微爱盛还要走很长的路。

测试总结与评分(Test Summary and Rating):

该环节笔者将从以下六个方面为电源打分,

外观与功能(Exterior Quality)方面,外壳无划痕,镀锌水平相当出色,产品信息明确,给9分。

内部做工(Build Quality)方面,内部用料稍息稀薄,没有用整流桥,开关管都被打磨过,鉴于变压器设计出色,故给8分。

输出稳定性测试(Output Stability Test)方面,输出负载调解率相当出色,只是在最后满负载的时候掉压,并且负载调解率超标,功亏一篑,故给9分。

转换效率(Efficiency)方面,转化效率相当奇怪在30%负载的时候竟然突破了被动式PFC的限制,可是当负载超过50%的时候又全面回落,故给8分。

负载升温变化(Heating load changes)方面,负载升温表现一般,好在在散热结构和用料上并没有偷鸡,故给7分。

纹波与噪声(Ripple & Noise)方面,纹波噪声勉强及格,虽然这样已经比国内很多电源强了不止一点半点,值得奖励,故给9分。

本文系元器件交易网独家首创,转载请说明出处!

 作者:残寒销尽

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责任编辑:徐静