高瓦数电源是EVGA电源的一大特色,EVGA的SuperNOVA系列电源输出功率覆盖550W-1600W,其中的输出功率在1KW以上的型号就多达14款之多,是目前市面上提供千瓦级电源最多的品牌之一。EVGA SuperNOVA 1600 G2是其中具有代表性的一款。

用户购买高瓦数电源的目的或者是为搭建多显卡SLI/CF供电,或者是用于极限超频,早些时候,市面上可选的千瓦级电源并没有目前那么丰富,而且输出功率一般在1200W就到头了。可以猜测EVGA推出千瓦级SuperNOVA电源的初衷是为了给自家显卡供电。

文章导读

1.序言
2.开箱
3.拆解
4.测试
4-1.电压稳定性
4-2.效率、风扇转速、80Plus验证、轻载及5Vsb待机
4-2-1.均衡负载效率
4-2-2.风扇转速
4-2-3. 80Plus转换效率验证
4-2-4.空载及轻载效率
4-2-5. 5Vsb待机效率
4-3.交叉负载
4-4.纹波及噪声
4-5.保持时间
5.总结

本次测试的电源型号是EVGA SuperNOVA 1600 G2,是EVGA“1600W阵列”的其中一款。EVGA的“1600W阵列”包含钛金牌的SuperNOVA 1600 T2、白金牌的SuperNOVA 1600 P2和金牌的SuperNOVA 1600 G2三款。它们的输出规格完全一致,用料规格同样是全日系电容、单路+12V输出设计、全模组接口、十年质保,区别在于效率方面,T2和P2更高,当然价格方面,SuperNOVA 1600 T2的官方价格2899元也要高于SuperNOVA 1600 G2的2299元。

技术特征及卖点:

1.10年质保
2.80Plus金牌认证
3.全模组化接口
4.全日系电容
5. 50℃环境下的1600W额定输出能力
6.单路+12V 133.3A/1599.6W输出能力
7.DC2DC输出设计
8.NVIDIA SLI和AMD CF支持
9.140mm双滚珠轴承风扇,ECO智能温控支持风扇轻载停转
10.完善的保护电路

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源规格:

 

2.开箱

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源的体积比较大,它的外包装几乎是两倍于普通SuperNOVA电源的体积,并且加了提手。SuperNOVA G2系列都采用黑灰色主色调,加上金属字体点缀。

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源外包装的侧面着重介绍了ECO智能温控系统,通过切换电源上的开关,使用ECO温控模式,允许在轻载下风扇停转来换取更低的工作噪音。包装 另外一侧用不干胶单独贴了一张包含简体中文和繁体中文的介绍,内容涵括产品特色、线材配置、规格表、生产信息和认证信息等等。

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源包装内部,不同于低瓦数的型号,SuperNOVA 1600 G2采用珍珠棉支撑竖放, 另外一个小盒子内部是线材、线材收纳袋和其他的配件。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的全部附件包括一本中文说明书、模组线材、魔术贴扎带、安装螺丝、线材收纳袋,电源测试工具。EVGA SuperNOVA 1600 G2所有的线材都是黑色线缆,并且由蛇皮网包裹,整洁而且易于走线。线材长度和接口数量可以参考上面的规格表。

附赠的线材非常丰富,多达9组PCIE电源模组线共计9个6+2Pin和5个6Pin供电接口,为用户搭建多显卡SLI\CF提供支持。

电源的输出功率达到了1600W,所以电源的AC输出接口也采用了16A的“品字”接口大电流规格,附赠的AC线材同样是订制规格,3×1.5mm²的粗铜线,1.8m长度,线材的成本不低。

EVGA整个SuperNOVA电源系列都附赠的Detection Tool检测工具,用于短接电源的PS-ON和GND(绿黑)来启动电源,可以在脱离主板的情况下迅速检测电源是否正常工作,非常实用的一个小工具。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的本体同样套了一个无纺袋来保护产品外观不受磨损,上面印有EVGA的烫金logo。

EVGA SuperNOVA整个系列都采用了俗称火山灰的皱纹漆外壳,SuperNOVA 1600 G2也不例外,这种材质的特点是耐磨损、易打理、不留指纹。SuperNOVA 1600 G2的机身长度达到了22.5cm,是目前市面上尺寸最长的千瓦级电源之一,对机箱的安装空间也有一定的要求。

风扇的网罩是和外壳一体冲压成型。EVGA SuperNOVA 1600 G2采用了14cm的双滚珠轴承风扇。风扇固定采用了内六角螺丝,螺丝孔采用了下沉式设计。

EVGA SuperNOVA 1600 G2采用全模组接线设计,每种接口都有相应的标识,ECO风扇温控开关也设置在这一侧。EVGA SuperNOVA G2、P2和T2系列,除了带L后缀的LED型号之外,其他的型号所使用的模组接口定义都是一样的,它们的模组线材也是通用的。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的排气孔采用高效率的六边形蜂窝造型,AC插座是支持16A大电流的规格,AC开关也是支持大电流的双刀单掷型号。

看看侧面标签,标签的左侧内容注明了一些使用的注意事项,包括产品的使用海拔高度等信息。目前的行业规范对于电源的使用海拔等信息都作了强制要求,所以可以看到现有的电源产品都需要标注这一使用环境需求。

输出规格,单路+12V输出设计,输出能力达到了惊人的133.3A/1599.6W,5V和3.3V的联合输出能力达到120W,整个电源的额定输出能力为1600W@50℃。

 

3.拆解

EVGA SuperNOVA 1600 G2采用来自Globe Fan的散热风扇,型号RL4Z-B1402512EH,为一款使用双滚珠轴承的140mm规格风扇,工作电压12V,额定电流0.6A, 满转速2000RPM,风量153.47CFM,39.5dBA。扇叶为9叶镰刀造型,兼顾风压和风量设计。从风扇的规格和ECO温控设计来看,虽然有着低载停转等特性,但是风扇仍然采用了高规格型号,温控方面还是留有一定的余量。

EVGA的SuperNOVA系列都采用了振华的Leadex平台,不同于低瓦数的平台,高瓦数的SuperNOVA型号对应的也是高瓦数的Leadex平台,这一平台的输出功率从850W覆盖到2000W。 为SF29603+SFAA9013主控控制的无桥PFC+全桥LLC谐振+同步整流+DC2DC输出设计,也是目前零售最高端的Leadex方案,整体布局呈左右对称。

ECO温控开关挪到了模组接线板一侧,整个电源的PCB长度较长,为了不再影响电源的长度,组装方式也采用了多块外壳组装拼接的方法,模组接线板的这一面外壳是可拆卸设计,为组装带来便利。

AC输出插座和AC开关用一块PCB子板焊接在一起。

完整的EMI电路,保险管、MOV、NTC热敏电阻俱全,X电容x2、Y电容x6,共模电感x2。图中位于PFC电容和共模电感之间的小整流桥为US30K80R,仅为5Vsb待机使用。

传统的有源PFC在交流经过EMI之后需要经过整流桥,在整流的过程中存在着功率的耗散,如果去掉了整流桥,则电路的效率可以得到提升。无桥PFC拓扑结构即去掉了这个整流二极管,使用两套交替工作的PFC电路,一套PFC电路工作时另外一套PFC的MOS管导通来减少导通损耗,提升了PFC级的效率。

PFC电容为日化KMW系列(KMR系列的缩小伸长版本)400V/390μF/105℃型号,4颗并联总计1560μF,近1μF/W,对于一个1600W的电源来说用料大方,电容焊盘还有更大的空间,可以支持更高输出功率的2000W型号。

两张带有散热片的无桥PFC电路子板,分别焊接4颗英飞凌60R125 MOS,累计8颗MOS,而二极管则为Cree的C3D08060G,每张子板各2颗。

图中橙色的小方块器件为继电器。

两张独立的PCB子板放置总共4枚英飞凌IPB50R140CP,550V/15A@100℃/0.14Ω/TO263封装。

EVGA SuperNOVA 1600 G2采用了两颗硕大的主变压器,变压器同样是EVGA的订制款,打有EVGA的logo,后方+两侧共有8张小PCB,中间4张为同步整流子板,左右分别对于5V和3.3V的DC2DC输出子板和温控、监控子板。

4片同步整流子PCB,每一张PCB上各设置了三枚英飞凌BSC027N04LS G,规格40V/100A/2.7mΩ,PG-TDSON-8封装。同步整流子板中间堆了大量的日化固态和订制的W系列和Y系列电解电容作为滤波,12V的输出通过第一阶电容之后通过一个黄色磁环电感之后再经过后面一阶电解电容,其中一路输出到模组接线板,另外两路输出到两侧的DC2DC子板。

DC2DC电路,5V和3.3V各两颗IPD060N03L G,规格30V/50A/6mΩ,上下桥各两颗。

5Vsb待机电路的PWM主控为29604,5Vsb整流采用了一枚Mospec S10C60C SBR。 右侧的主控子板采用了绝缘屏蔽保护,内部为SF29603。

管控子板,一颗AA9013和一颗LM324ADG。

最后的输出采用金属排线和金属汇流排输出到模组板上,全模组接线板采用了大量的日化电解电容和固态电容作为最后一级输出滤波。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的PCB的背面工艺情况,变压器以及同步整流子板有经过堆锡处理,对于一个1600W的高瓦数电源来说,为了兼顾输出和效率,这样的堆锡处理算是比较稳妥的。

 

4.测试

测试仪器为Chroma 8000系列自动测试系统、泰克数字示波器以及光电测速仪(没错,从本次测试开始,装备升级为Chroma 8000系列)。

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源静态均衡负载的电流设置如下:

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源静态均衡负载的测试结果如下:

4-1.电压稳定性

EVGA SuperNOVA 1600 G2均衡负载的电压稳定性情况:

12V最大偏离1.33%,负载调整率1.26%。

5V最大偏离0.66%,负载调整率0.78%。

3.3V最大偏离0.79%,负载调整率1.39%。

5Vsb最大偏离1.64%,负载调整率1.96%。

和EVGA SuperNOVA的其他几款电源的电压稳定性对比情况:

4-2.效率、风扇转速、80Plus验证、轻载及5Vsb待机

4-2-1.均衡负载效率

转换效率测试条件同均衡负载的电压测试,都是在230Vac 50Hz环境下测得,电流配置一致。

EVGA SuperNOVA 1600 G2在30W起步的转换效率为61.99%,50W输出71.84%,100W输出81.86%,峰值效率出现在950W输出,为92.23%,1600W满载效率92.26%。100W-1600W输出的平均转换效率为91.94%。

4-2-2.风扇转速

EVGA SuperNOVA 1600 G2采用来自Globe Fan的散热风扇,型号RL4Z-B1402512EH,为一款使用双滚珠轴承的140mm规格风扇,工作电压12V,额定电流0.6A, 满转速2000RPM,风量153.47CFM,39.5dBA。扇叶为9叶镰刀造型,兼顾风压和风量设计。 从风扇的规格和ECO温控设计来看,虽然有着低载停转等特性,但是风扇仍然采用了高规格型号,温控方面还是留有一定的余量。

测试室温为24.5℃,在ECO温控关闭的情况下,EVGA SuperNOVA 1600 G2的散热风扇由1200RPM起转,缓慢加速到满载的1450RPM,这个转速对于14cm的风扇来说属于中等转速,风扇噪音从轻微到明显。对于1600W的电源来说,这样的风扇转速设定偏向于保守,当然如果不是经常带大的负载,可以开启ECO温控来降低风扇噪音。

4-2-3. 80Plus转换效率验证

80Plus转换效率验证的测试环境为115Vac 60Hz,电流配置见下表。

80Plus金牌标准要求是在115Vac输入条件下,20%、50%、100%负载的转换效率分别不低于87%、90%、87%。EVGA SuperNOVA 1600 G2测得10%、20%、50%、100%的转换效率分别是86.78%、90.74%、92.22%、89.77%,已经超过了80Plus白金线。

4-2-4.空载及轻载效率

轻载测试我们选择了几个具有代表意义的点,分别为电源输出30W、50W、75W和100W。

对于1600W的电源来说,30W的输出已经足够小(1.875%的输出比例),所以不再采用更小的输出测试。

30W-50W代表了绝大部分PC平台在桌面待机时的功耗,75W-100W输出为典型的轻载应用功耗,代表网页浏览和Office办公等用途。

测试主要考核电源输出电压的稳定性,输出电压必须在Intel ATX12V规范规定的±5%的范围内,即12V必须介于11.4-12.6V,5V必须介于4.75-5.25V、3.3V必须介于3.135-3.465V。

转换效率不作具体要求,但却是本项目的主要测试目的。

短接PS-ON和GND,在散热风扇没有启动的情况下,测得EVGA SuperNOVA 1600 G2空载消耗功率为15W。

EVGA SuperNOVA 1600 G2由于采用了DC2DC的输出设计,在轻载的4档测试中电压表现稳定。

转换效率方面,由于是1600W的大瓦数电源,EVGA SuperNOVA 1600 G2在高功率的输出时转换效率表现更好,而轻载效率是这一类电源的短板。根据测试数据分析,EVGA SuperNOVA 1600 G2在30W-100W输出的平均转换效率为74.54%,相比其他小瓦数的SuperNOVA电源要弱一些,不过 在高瓦数的100W-满载输出平均效率方面,则要领先于SuperNOVA 750 G2和550 G2两款金牌产品。

下次有空再来谈谈输出电源功率以及主机配件的匹配选择。

4-2-5. 5Vsb待机效率

Intel ATX12V v2.31规范中对5Vsb的要求为:待机空载消耗小于1W,在0.1A、0.25A、1A的负载下转换效率应该高于50%、60%、70%。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的5Vsb空载时消耗输入功率0.33W,可以满足欧盟的ErP Lot 6 2013标准,0.1A、0.25A、1A效率为54.8%、66.8%、74.7%,也可以达到Intel ATX12V v2.31的要求。

4-3.交叉负载

交叉负载是按Intel ATX12V 2.31、SSI EPS12V 2.92电源设计指导规范,结合近来高功耗的独立显卡、低功耗的ITX平台所设计。
测试总共分为6个档:

负载1-12V拉偏:极限拉偏,测试12V满载,5V、3.3V空载时的电压稳定性。
负载2-5V拉偏:极限拉偏,测试5V满载,12V、3.3V空载时的电压稳定性。
负载3-3.3V拉偏:极限拉偏,测试3.3V满载,12V、5V空载时的电压稳定性。
负载4-整机轻载:测试整机处于极低负载时的电压稳定性。
负载5-辅路满载、12V轻载:5V+3.3V最大负载、12V轻载,模拟多个机械硬盘同时启动的情况。
负载6-整机满载:12V、5V和3.3V同时拉载到最大负载,模拟整机满载;

本次测试取消12V偏重是由于该负载点在1600W的电源中和12V拉偏以及整机满载的情况非常类似,几乎重叠;

交叉负载也主要考核电源输出电压的稳定性,输出电压必须在Intel ATX12V规范规定的±5%的范围内,即12V必须介于11.4-12.6V,5V必须介于4.75-5.25V、3.3V必须介于3.135-3.465V,电压偏离额定值越小越好。负载调整率即电压跌落情况,越小电源的电压稳定性也越强。

测试中EVGA SuperNOVA 1600 G2 12V的电压最大偏离为1.33%,负载调整率为-1.26%,5V电压最大偏离0.68%,负载调整率-0.98%,3.3V电压偏离为-0.82%,负载调整率为-1.64%。

4-4.纹波及噪声

纹波和噪声(Ripple & Noise)也是备受关注的一个项目,过高的纹波会干扰数字电路,影响电路工作的稳定性。

纹波和噪声是电源直流输中的交流成分,一部分可能是交流电经过整流稳压后仍然存在的交流成分,一部分则是电路晶体管本身所产生的开关噪声,如果用示波器观察就可以看到电压像水波纹一样波动,所以叫纹波。

Intel ATX12V v2.31中规定,+12V、+5V、+3.3V、-12V和+5Vsb的输出纹波与噪声的Vp-p分别不得超过120mV、50mV、50mV、120mV和50mV。本测试主要针对12V、5V、3.3V和5Vsb,对-12V不作要求。测试使用数字示波器在20MHz模拟带宽下按Intel ATX12V v2.31规范给治具板测量点处并接去耦电容进行测量。

测试选择了有意义的7个档位,50W代表桌面待机的情况,100W代表浏览网页和办公等典型轻载应用,300W代表单卡游戏的情况,满载和拉偏则是测试电源最高负荷时的情况。

50W、100W、350W、550W的测试电流配置情况同均衡负载,12V拉偏、5V拉偏和3.3V拉偏的电流配置则同交叉负载测试中的3档满载极限拉偏。

示波器截图:

1600W满载:

12V纹波17.2mV

5V纹波12.2mV

3.3V纹波14.0mV

5Vsb纹波16.6mV

5Vsb 15W满载纹波6.2mV(此时电源关闭,其他输出为空载)

12V 133.3A拉偏,5V、3.3V空载,12V纹波16.8mV

5V 24A拉偏纹波7.0mV

3.3V 24A拉偏纹波4.4mV

4-5.满载保持时间

掉电保持时间(Hold-up Time)指的是AC掉电后主要的DC电压输出值跌出5%的时间,Intel ATX12V v2.31中要求在电源处于满载输出时,PWR-OK(即Power-Good信号,PG)掉电保持时间要大于16ms,各组DC电压的保持时间还必须比PWR-OK跌落延迟1ms以上。

这意味着面临16ms以内的AC掉电或者切换到UPS的间隙,电源能够维持电脑运转而不至于出现关机或者重启的情况,同时为了维持其他硬件的正常工作,DC电压的掉电保持时间必须比PG保持时间还要长,否则其他硬件无法维持正常工作状态,或者来不及采取例如机械硬盘磁头归位、SSD掉电保护等应急措施。

测试电流配置同均衡负载的满载1600W,主要考核12V、5V和PG的保持时间,本次测试加入了3.3V的保持时间测试。

EVGA SuperNOVA 1600 G2的保持时间测试结果如下表:

很明显的Leadex方案的保持时间特征,5V、3.3V的保持时间都很长。EVGA SuperNOVA 1600 G2的保持时间足够符合Intel ATX12V的规范要求。

和前面测试的几款EVGA SuperNOVA系列电源的保持时间对比:

示波器截图:

12V保持时间:22.4ms

5V保持时间:57.6ms

3.3V保持时间:69.6ms

PG保持时间:20ms

 

5.总结

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源是目前EVGA SuperNOVA系列中输出功率最高的型号之一,主要是针对多显卡和极限超频玩家。 这类玩家对于输出功率、输出质量以及可靠性上面有着一定的需求。直白点讲,这类用户需要电源够肌肉、输出功率要大、接口要够多、性能要够出色。

对比起之前测试的几款SuperNOVA电源,EVGA SuperNOVA 1600 G2采用的是输出效率以及功率更高的大瓦数Leadex平台,为SF29603+SFAA9013主控控制的无桥PFC+全桥LLC谐振+同步整流+DC2DC方案,搭配英飞凌的MOS和日化的电容用料,各方面的性能均衡并且足够拔尖,可以支持完整的1600W@50℃输出,并且有多达9个6+2Pin和5个6Pin供电接口,为用户搭建多显卡SLI\CF提供强力支持。

需要注意的一些情况,高瓦数电源的轻载效率并不是它的特长,几乎所有千瓦级高瓦数电源都是如此,SuperNOVA 1600 G2也不能例外。22.5cm的机身长度可能对机箱有所要求,另外在默认的情况下,风扇噪音会显得明显。

价格方面,SuperNOVA 1600 G2的官方定价为2299元,质保时间长达十年。如果对于80Plus金牌的效率还不够满足,EVGA往上还有1600 P2和1600 T2两款产品可供选择,当然价格会更贵一些。

优点:

– 10年质保;
– 外观设计不错;
– 纹波控制优异;
– 电压稳定性出色;
– 保持时间足够长;
– 风扇支持低载停转
– 全日系电容,做工、用料不错;
– 强大的1600W@50℃的输出能力;
– 80Plus金牌效率,满载效率高;
– 实用的附件,尤其是优质的AC线材和检测工具;
– 全模组设计,丰富的接口,并且线材兼容SuperNOVA其他型号;

不足:

– 100W内的轻载效率;
– 机身较长对于机箱空间有所要求;

EVGA SuperNOVA 1600 G2电源官方产品页:
http://cn.evga.com/Products/Product.aspx?pn=120-G2-1600-X1