標金牌卻是白金實力！全漢Vita GM 1000W ATX3.1電源拆解揭秘！

前言

2022年，ATX3.0和PCle 5.0標準發布，誕生了全新16針的12VHPWR，一個接口就能提供600w，單口帶飛旗艦級顯卡不再成為問題；但新接口安裝時出現了一些接觸不良問題，于是2023年又發布了一個補丁：ATX3.1和PCle 5.1標準，主要是針對這個新接口的一些修訂。

ATX3.1主要內容

（1）12VHPWR被取消了，但只是換個名字，現在叫12V-2x6接口了。

（2）12V-2x6接口負責12v供電的端子增加0.25mm，邊帶信號(sideband signal)的端子縮短1.5mm。這樣插入后，12v供電的端子之間更加容易完全接觸。如果沒插到底的情況下，那么邊帶信號的端子之間就更不容易接觸到，是一種“防呆”的設計。

（3）12V-2x6接口的sense端子新增了0W的級別，也就是關斷輸出。另外150W檔的定義方式也進行一定的更改。這樣如果接口沒有正確安裝，比如沒插到底的情況下，或者直接斷電，或者是限制功率輸出，安全性有所提升。

（4）保持時間要求減少到不少于12ms（100%負載下），不過原來的16ms依舊作為推薦值得以保留。

電源開箱

▼最近正好到手了一款ATX3.1電源：全漢 Vita GM 1000W，準備給大家做個拆解，看看新電源內部是啥樣的，按老規矩還是先來個開箱。

▼打開包裝，有電源本體、模組線材和電源線、魔術扎帶、電源檢測器、螺絲、說明書。

▼有80PLUS金牌標志，單路12V輸出設計，12V輸出最高為83.33A=1000W，5V、3.3V輸出20A，兩路聯合輸出最高為100W，+5V待機輸出3A=15W。

▼電源尺寸為140 x 150 x 86 mm，14cm的長度滿足了一些mini型機箱的兼容性要求。側面有系列名稱（灰色）和廠商logo（藍色），字體都比較小，看起來比較清爽。此外還有一個凹槽的裝飾設計。

▼一體化設計的風扇格柵，內部采用一把12cm靜音液壓軸承（HYB）風扇，支持智能溫控自動調節轉速。

▼電源出風面只有一個AC開關。

▼電源采用全模組設計，24pin分成了2接口，提供2個 PCIe和2個CPU接口（都是8pin的，不可混插）；SATA以及D型接口給出了3個。

▼12VHPWR接口也變成了新的12V-2X6接口。

自帶的線材：

▼12V-2X6線材，16AWG線徑，蛇皮包網，線材還是比較硬。其它都是全黑扁平線材，比較軟易于彎折走線，2根8pin的CPU線，2根PCle線材，每根線材有2個8pin的接口。

▼一根24pin線材，全sata線1根，提供了4個接口；sata和D型接口混合的線材有2根，每根有2個sata和2個D型接口。

初步拆解

▼電源表面為火山巖質感烤漆處理，防刮耐磨。固定螺絲采用的內六角型的，需要特殊的螺絲刀頭才能打開。

▼只要不心疼保修，打開還是非常輕松的。

▼配備風扇為悅倫的D12SH-12，是一個120mm液壓軸承風扇，供電規格為DC 12V/0.3A。支持智能溫控，可以隨著負載的高低調整風扇轉速。

▼接著將電源PCB板從外殼上拆下，作為一個14cm長的千瓦電源，內部占用的滿滿當當，空間利用率非常高！

▼PCB板為綠色，背面的排線和焊點工藝非常整潔，大電流走線露銅加錫處理，增加載流量。此外背面還有一些整流管、光耦等電器元件。

PC電源工作原理簡單介紹

▼在介紹電源結構和用料之前，先來簡單科普下PC電源的工作原理。用一句話來說就是：把較高的交流電（AC）變成PC電腦工作所需要的較低直流電（DC）。

▼但實際轉換過程還會經歷脈動電這一階段，最終的輸出電壓也分成+12V，+5V，+3.3V，-12V，-5V，是一個十分復雜的過程。

▼PC電源都是開關電源（與之相對還有線性電源），可以根據與之相連的耗電設備功耗大小來自我調整，從而降低發熱量，更加節能，所以使用1000w電源，實際功率并不會是1000w。具體流程如下：交流電在濾波和整流后變為直流電。然后進入開關電路，直流電轉為高壓脈動直流電，再送到變壓器降壓得到低壓的脈動電，最后經過整流、電壓調整和濾波處理后得到電腦所需的，相對純凈的各種低壓直流電。

電源內部的用料和結構

說完理論，再回來看看Vita GM 1000W的內部。

EMI濾波電路

用來濾除市電網中的電壓瞬變和高頻干擾，同時也防止電源中開關管產生的高頻干擾傳輸到市電網中，形成對其他用電器的高頻干擾。濾波電路分為一級EMI和二級EMI。

▼一級EMI直接放在了市電接口部分，有一個X安規電容，和一對Y安規電容，輸出導線上套有磁環，外套熱縮管固定，可以進一步消除干擾。

一級EMI濾波電路

▼二級EMI被安置在電源的主PCB板上：有2個共模電感（采用磁環繞制，中間插入絕緣板并打膠固定）、1個X電容、一對2個Y電容，以及1個壓敏電阻和保險管，算是比較完整的濾波拓撲結構。

二濾波電路

壓敏電阻與保險管在二級EMI電路的最前端。

▼壓敏電阻的作用是提供過壓保護，當電壓超過某一臨界值時，其阻值將急劇減小電流急劇增加，引起空開或電路的短路保護動作。10D471K指的是壓敏電壓是47*10^1=470V（K指的是誤差+/-10%）。

▼保險管外部使用了熱縮管進行了絕緣處理，當輸入電壓超過設定值時，保險絲熔斷，從而保護后端電路不受過高電壓的影響。

一次側整流電路

所謂一次側，就是在變壓器之前，保持高壓、高頻狀態的部分。由于電容等元件的大小和電流頻率成反比，可以做得比較小。一次側整流電路的作用是將高壓交流電變為高壓直流電。

▼二級EMI后面就是整流橋以及其散熱片，這部分居然用黑膠帶纏繞包裹起來了，起到絕緣的作用，更加安全。

▼打開膠帶后，能看到兩個橋式整流器中間夾一個散熱片的結構，整流器的型號為GBJ2506，規格為600V/25A，如果按最低電壓100V計算，功率為2500w，即使按非常低的80%效率計算，那么也有2000w，余量是非常大的。如果整流橋的功率要比電源的額定功率低，就說明這個電源虛標了。

整流橋

主動式PFC電路

PFC的全稱是Power Factor Corrector，譯為功率因數校正，有主動式和被動式兩種，主動式PFC可以提高整流橋交流電變直流電時的利用率，但這個概念不同于與電源轉換效率，并不能為用戶省錢，而是為國家省錢，也能減少電源對市電電網的干擾和損耗，另外相比被動式能適應更高的電壓范圍。

▼這部分一般由（主）電容和電感組成，可以看到Vita GM 1000W采用了開放式的升壓電感（右側）。

▼(主）電容需有高壓濾波，后端穩壓，以及一定的儲能能力（斷電后可以保護機械硬盤等硬件，或接入UPS）。Vita GM 1000W的主電容來自于日本東信（TOSHIN KOGYO）。耐壓420V、耐溫105℃，容量680μF。作為一個1000w的電源，相當于0.68μF/w,這個數值滿足Intel保持時間規范肯定是沒問題的，但也不算特別出眾，中規中矩。

主電容

一次側開關電路

開關電源的核心當然就是開關電路了，其工作原理是上橋和下橋的MOS管輪流導通和關閉，實現儲能和放能，從而將高壓直流電變為高壓脈動電。

▼這一部分可以看到有獨立的散熱片，上面有PFC開關管，旁邊還有一個豎直的PCB板。

開關電路

▼PFC開關管是由2個MOS管并聯組成，型號為東芝TK31E60W ，規格為30.8A@25℃，最大導通電阻88mΩ@25℃,耐壓是600V。

PFC開關管

▼在PCB后面還能看到升壓PFC二極管，同樣來自東芝，型號是TRSS8E65F，為碳化硅肖特基二極管，規格為8A@25℃,耐壓是650V。

在開關過程中，輸入電源電壓和電感的磁場能轉換成電能的疊加之后，會有很大的升壓過程，疊加后的能量是通過升壓二極管對電容充電，輸出能量。

PFC二極管

▼PFC控制器焊接在垂直PCB板上,型號是虹冠CM6500UNX。

PFC控制器

▼在開關管散熱片另一側有一個熱敏電阻（綠色），電腦開機時，熱敏電阻為冷態，電阻極大限制了開機沖擊電流。

▼在PFC控制器PCB板后面還藏著一個宏發HF118FK/12-H1T繼電器，開機后隨溫度上升熱敏電阻值下降，繼電器工作旁路掉熱敏電阻，消除熱敏電阻串聯在電路中產生的功耗。

變壓電路

▼變壓電路包括12V變壓電路和5VSB待機變壓電路。

▼5Vsb待機電路，隨時處于“待命狀態”，PCB上面可以看到一個被黃膠帶纏繞的小變壓器。2個貴彌功（也有叫日化）鋁電解電容以及2個薄膜電容作為輸出濾波電容。主控芯片為綠達GR9230UK ，這是一款高性能多模式控制器，內置mos，支持高壓啟動。PCB背面有一個型號為P15L50的二極管，規格為50V 15A，作為二次側的整流管。

5Vsb待機電路

隨著多年的市場競爭，現在變壓電路的方案基本只能看到雙管正激和LLC諧振（分半橋和全橋），中高端產品一般都是用的LLC諧振，這款VITA GM 1000W也不例外。

▼LLC拓撲就是電感（L)和電容(C)的一種組合方式，諧振電容采用兩個CBB薄膜電容并聯的形式。

電容和電感的能量互相傳遞周期為諧振頻率，兩個主開關管實現了零電壓開通，通過軟開關技術，還可以降低電源的開關損耗，提高效率。

▼LLC分為半橋結構和全橋結構，全橋的標志是4個三極管或MOS管組成，Vita GM 100W在二次側的散熱片上只有2個MOS管，無疑是半橋結構的。這個MOS管一般叫做主開關管（區別于PFC開關管），型號為東芝K25A60X，規格25A@25℃，最大導通電阻125mΩ@25℃,耐壓是600V。

▼下圖左側用黃膠帶纏繞包裹起來的應該是電流互感器，檢測并采樣諧振電流反饋給主控;右側的是隔離變壓器，用于驅動LLC上的主開關管。

▼旁邊有一個豎直的PCB板，上面應該有LLC諧振PWM控制器（也許還有同步整理的控制器芯片），通過改變工作周期的控制信號以適應變壓器，以校正電壓。但由于位置關系，拍不到型號。

▼PCB背面能看到三顆型號為CT 817B的光耦，其中2顆應該為12V變壓電路工作，橫跨在一次側和二次側之間，用于兩側通信，反饋調節輸出電壓。另一顆可能是為5VSB待機變壓工作。

二次側整流、電壓調整和濾波電路

變壓器在把電源隔離成了高壓的一次側和低壓的二次側（也有叫初級和次級）兩部分。

12V同步整流

▼經過主變壓器后，高壓電首先轉變為低壓的+12V電。這部分采用了同步整流的結構，使用通態電阻極低的專用功率MOS，來取代整流二極管以降低整流損耗的一項技術。因為要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能，所以稱之為同步整流。

▼同步整流管在PCB背面，一共2組6顆。型號均為東芝TPH1R2 04PL，規格為150A@25℃，最大導通電阻1.24mΩ，耐壓40V。

12V同步整流

▼PCB正面可以看到為同步整流管配置的散熱片，以及用于輸出濾波的4個電解電容，4個固態電容和2個磁棒電感。鋁電解電容來自貴彌功，規格均為3300μF 16V，4顆容量共計13200μF。

12V同步整流

▼固態電容來自鈺邦，規格均為1200μF 16V，4顆容量共計4800μF。電容雖然數量不算多，但單顆容量大，為大功率輸出提供極低的輸出紋波。

12V同步整流

DC to DC

▼+12V一部分輸出，一部分再降壓調整為5V 和 +3.3V 電路，這里采用了 DC to DC的設計，即直流對直流降壓輸出。除了2個電感線圈（分別負責5v和3.3v）外，底部也有一些電容用來濾波（拍不到）。

DC to DC

▼2個電感線圈放在的豎直的PCB板上，另一面有PWM控制器，MOS管等電器元件。

DC to DC

▼PWM控制器是uP3861P，雙路（5V和3.3V）同步降壓，每路采用一上一下MOS的配置，降壓MOS管均為Advanced Power 3R303GMT，規格為105A@25℃，最大導通電阻3.3mΩ，耐壓是30V。

DC to DC

▼左邊還有一個IN1T7031-SDC傳感器，用于輸出電壓和電流檢測。

DC to DC

二次側低壓濾波

▼模組接口PCB上有很多固態電容，進行最后的輸出濾波。PCB采用無線纜的直插式設計，并且焊接銅條，減低電阻，增加載流。

▼固態電容一共有20多顆，大部分為6.3 V 82μF和16V 270μF（12V輸出）的規格，有2顆黑色固態電容來自鈺邦，規格為16V 100μF。PCB上還有一個LSP5523芯片，作用應該是提供過載保護、過熱保護、短路保護等多種保護功能。

關于效率

前面的開箱可以看到這款VITA GM 1000W的電源銘牌和包裝上都是80PLUS的金牌認證，廠家原本也是這么設計和制造的，誰知道一送測，80PLUS的測試結果是達到白金效率。全漢作為老牌電源廠商，實力還是可以的。

最后

全漢VITA GM 1000W這款電源采用了主動式 PFC+LLC 諧振（半橋）+同步整流+DC To DC 的設計。通過拆解看到14cm長的機身，空間利用率很高，基本沒有“空地”。各種拓撲結構相當完整，用料也足，效率高。若是要挑毛病的話就是主電容的容量不算很出色，但這款VITA GM 系列作為金牌電源，只能說是一個中端產品，Hydro PTM PRO和Hydro Ti Pro才會更進一步的堆料。最后這款電源提供了10年質保，也是可以當成“傳家寶”的！

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