[開箱] Fractal Design ION Gold 850W全模組化

狼窩好讀版：
https://wolflsi.pixnet.net/blog/post/69598686

Fractal Design ION Gold 850W特色：
●80PLUS金牌認證轉換效率，最高轉換效率達90%，節省電能消耗，降低廢熱產生
●全模組化設計，採用黑色編織網包覆及帶狀模組化線路，安裝便捷，整線輕鬆
●處理器12V供電提供4+4P及8P接頭各一，相容ATX12V V2.52，支援Intel/AMD最新處理器/主機板平台
●單組12V輸出，搭配3.3V/5V DC-DC轉換設計，使12V可用功率最大化，並改善各輸出電
壓交叉調整率，同時維持低漣波雜訊及良好電壓調整率
●Fractal Design客製化量身訂製Dynamic系列X2 GP-14 LLS 140mm FDB軸承靜音風扇，
依照電源內部溫度控制風扇轉速，可降低運作噪音並延長使用壽命，兼顧靜音及高效散熱，具備延時運轉功能，關機後風扇會運轉一小段時間，協助排出內部熱量
●提供OCP、OVP、UVP、SCP、OTP、OPP完整保護
●提供七年產品保固

Fractal Design ION Gold 850W輸出接頭數量：
ATX20+4P：1個
ATX12V 4+4P：1個
EPS12V 8P：1個
PCIE 6+2P：6個
SATA：8個
大4P：3個

▼外盒正面，印上電源本體外觀照片，左上方有品牌商標及產品名稱
https://i.imgur.com/R7qDjaA.jpg

▼外盒背面，有品牌商標、產品名稱、80PLUS金牌認證標誌、7年保固圖示、英文產品特
色說明、輸出功率VS風扇轉速/噪音曲線圖、產品外觀尺寸、本體側面及模組化輸出插座照片、輸入/輸出規格表、輸出接頭種類及數量
https://i.imgur.com/8D3xrkR.jpg
▼外盒上下側面，有品牌商標、產品名稱、多國語言特色說明
https://i.imgur.com/9zYED3m.jpg
▼外盒左右側面，有品牌商標、產品名稱、型號、產地、安規認證標誌、隨附交流電源線種類、產品條碼、製造商資訊、官方網址
https://i.imgur.com/vwOWYEj.jpg
▼包裝內容，有電源本體、模組化線組、交流電源線、使用說明書、注意事項說明、固定螺絲、印有商標的魔鬼氈束帶
https://i.imgur.com/zDGr1O4.jpg
▼電源本體外殼採用深灰色烤漆處理
https://i.imgur.com/uOwGt1O.jpg
▼本體外殼左右側面有灰色品牌商標印刷，上下外殼接縫處也有不同方向的造型
https://i.imgur.com/t439qUm.jpg
▼由內部安裝的直條狀黑色風扇護網，風扇軸心處有Fractal Design字樣
https://i.imgur.com/YDaC1c4.jpg
▼後方散熱出風口處有交流輸入插座、電源總開關，其中一張標籤貼在這裡，上面印上品牌商標、產品名稱、輸入電壓/電流/頻率、各組最大輸出電流/功率、總輸出功率、
80PLUS金牌認證。出風口開孔排列內藏玄機，孔有分正方形與長方形，還插入未開孔部分，長短孔排列有如摩斯電碼，從上面數下來第三排，由左邊開始看是”‧‧—‧”，與”
F”的摩斯電碼相同，下一排是”—‧‧”，與”D”的摩斯電碼相同，等於是在散熱網孔
內藏了品牌商標英文首字”F”與”D”在內
https://i.imgur.com/XwmSGoU.jpg
▼模組化線組輸出插座有灰色字體標示。另一張標籤貼在這裡，上面印上品牌商標、產品名稱、型號、警告訊息、產地、製造商資訊、安規/BSMI認證標章及產品序號
https://i.imgur.com/ooZSk6x.jpg
▼一組ATX20+4P黑色編織網包覆模組化線路，長度為50公分，採用18AWG線材
https://i.imgur.com/D7DNBzw.jpg
▼一組EPS12V 8P帶狀模組化線路及一組ATX12V 4+4P帶狀模組化線路，長度均為60公分，均採用16AWG線材
https://i.imgur.com/WSfGkij.jpg
▼三組顯示卡帶狀模組化線路，提供6個PCIE 6+2P接頭，至第一個接頭16AWG線路長度為
50公分，接頭間18AWG線路長度為15公分
https://i.imgur.com/wjRPhpK.jpg
▼主機板、處理器、顯示卡模組化線材兩端接頭的內部導體均採鍍金處理
https://i.imgur.com/F0Evh2J.jpg
▼兩組SATA裝置帶狀模組化線路，提供8個直角SATA接頭，至第一個接頭線路長度為51公
分，接頭間線路長度為15公分，採用18AWG線材
https://i.imgur.com/X6sPFvp.jpg
▼一組大4P裝置帶狀模組化線路，提供3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15公分，採用18AWG線材。未提供小4P接頭或轉接線
https://i.imgur.com/VjTx0Lr.jpg
▼將所有模組化線路插上的樣子，會多出1個未使用的SATA/大4P用模組化線組插座
https://i.imgur.com/hKuUUeA.jpg
▼線材柔軟度示意圖
https://i.imgur.com/pVseU4U.jpg
▼ION Gold 850W隨附線(上)與ION SFX 650G隨附線(下)的自然下垂彎曲程度比較
https://i.imgur.com/nfEw7vk.jpg
▼Fractal Design ION Gold 850W內部結構及使用元件說明簡表
https://i.imgur.com/piFktlW.jpg
▼內部結構圖，Fractal Design ION Gold 850W由SIRFA代工，採用高效率電源常見的半
橋諧振(HB-LLC)結構，二次側12V同步整流，經DC-DC轉換3.3V/5V
https://i.imgur.com/jzpqMtz.jpg
▼使用的風扇為Fractal Design Dynamic X2 GP-14 LLS 14公分12V/0.4A FDB軸承二線式風扇，並設置氣流導風片
https://i.imgur.com/JjuAStQ.jpg
▼風扇標籤近照，最高轉速為2000RPM
https://i.imgur.com/25Qa93t.jpg
▼電路板背面，焊點整體做工良好，大電流及溫度較高區域有額外敷錫處理，位於主變壓器底部的電路板有打孔
https://i.imgur.com/nwGckcH.jpg
▼交流輸入插座及電源總開關後方電路板，上面有X電容放電IC CM02X及隨附電阻，另一
面有1個X電容，2個Y電容，未加上絕緣片
https://i.imgur.com/ACXS5Km.jpg
▼主電路板上的EMI濾波電路，有3個共模電感，1個X電容，2個Y電容，臥式安裝的保險絲外面有包覆套管
https://i.imgur.com/Go1Mc5J.jpg
▼2顆GBU1506橋式整流器安裝在散熱片上，左側藍色的突波吸收器未包覆套管
https://i.imgur.com/rLsXJ61.jpg
▼安裝在散熱片上的APFC功率元件，使用2顆Infineon IPA60R120P7全絕緣封裝Power
MOSFET及一顆Infineon IDH08G65C5 SiC Schottky Diode
https://i.imgur.com/XbCQVvr.jpg
▼綠色圓餅狀NTC熱敏電阻用來抑制輸入湧浪電流，電源啟動後會使用繼電器將其短路，
去除NTC所造成的功耗損失
https://i.imgur.com/uI0ZaiN.jpg
▼APFC電容採用2顆Nichicon 330μF 400V GG系列105度電解電容並聯組合
https://i.imgur.com/9uABwXR.jpg
▼電源管理電路與APFC控制電路設置在同一張子板上，中間使用光耦合IC進行隔離信號傳輸。一次側APFC電路控制核心為Infineon ICE3PCS01G，二次側電源管理電路使用
Weltrend WT7527RA電源管理IC，負責監控輸出電壓/電流、接受PS-ON信號控制及產生
Power Good信號，最左邊還有一個STC15W408AS微控制器，負責3.3V/5V電壓回授補償控制、關機後風扇延時關閉等控制機制
https://i.imgur.com/IRK7cp8.jpg
▼一次側半橋諧振(HB-LLC)功率級使用2顆Infineon IPA60R180P7S全絕緣封裝Power
MOSFET
https://i.imgur.com/k2fbmzv.jpg
▼1個諧振電感與2個諧振電容組成一次側LLC諧振槽，電感右方為一次側MOSFET隔離驅動
變壓器，電感右下方為一次側電流偵測用比流器
https://i.imgur.com/RCr1AJJ.jpg
▼12V功率級主變壓器，外部包覆黑色聚酯薄膜膠帶
https://i.imgur.com/yDmcwMG.jpg
▼輔助電源電路一次側整合式電源IC為杰力科技EM8569D整合式電源IC，輔助電源電路變
壓器外包覆黑色聚酯薄膜膠帶
https://i.imgur.com/dWPcyAC.jpg
▼12V功率級二次側採用6顆Infineon BSC027N04LS MOSFET組成全波同步整流電路，12V與GND大電流路徑上以敷錫及增加金屬板的方式來增強載流能力及協助散熱，MOSFET上方長方形焊點也可將熱量傳導至電路板正面的金屬散熱片，風扇溫控熱敏電阻(最上方編號TR2元件)安裝在變壓器二次側中央抽頭焊點的旁邊。於5VSB電路額外設置兩顆Infineon
BSC0906NS MOSFET(右下角處Q11/Q12)，當電源啟動後會將5VSB供應來源由輔助電源電路切換至DC-DC的5V輸出，以降低輔助電源電路的電力消耗，提高整體轉換效率
https://i.imgur.com/Yuo3DVX.jpg
▼APFC電容旁的子板上有Champion CM6901X，負責控制12V功率級一次側HB-LLC諧振以及
二次側同步整流。後方的DC-DC電路子板負責將12V轉換成3.3V/5V輸出，正面有2個環狀電感
https://i.imgur.com/dM4aLOC.jpg
▼DC-DC電路子板背面，上方為Anpec APW7159C雙通道同步降壓控制器，下方2組功率級
(3.3V/5V各1組)，每組採用4顆Infineon BSC0906NS MOSFET，為2HS+2LS配置
https://i.imgur.com/0FIoIZl.jpg
▼12V濾波電路採用TEAPO電解電容及固態電容
https://i.imgur.com/LzZPzv3.jpg
▼模組化輸出插座板背面敷錫增加載流能力，未加上絕緣隔板
https://i.imgur.com/S57t8Ii.jpg
▼模組化輸出插座板正面安置一些TEAPO固態電容，加強輸出濾波效果
https://i.imgur.com/nN0mIdF.jpg

接下來就是上機測試

測試文閱讀方式請參照此篇：電源測試文閱讀小指南
http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/67908465

▼Fractal Design ION Gold 850W於20%/50%/100%下效率分別為91.5%/91.7%/88.47%，符合80PLUS金牌認證要求20%輸出87%效率、50%輸出90%效率、100%輸出87%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0.05%至0.3%的影響
https://i.imgur.com/IIV3l9a.jpg

▼Fractal Design ION Gold 850W於10%、20%、50%、100%的交流輸入波形(黃色-電壓，
紅色-電流，綠色-功率)。50%輸出下功率因數為0.9969，符合80PLUS金牌認證要求50%輸出下功率因數需大於0.9的要求
https://i.imgur.com/AaVSMfD.jpg
▼進行綜合輸出負載測試，輸出53%時3.3V/5V達到電源供應器標示最大總和功率120W，所以3.3V/5V電流達14A以後就不再往上加，3.3V/5V/12V電壓記錄如下表
https://i.imgur.com/1T5ZR19.jpg
▼綜合輸出8%至99%之間3.3V輸出電壓最高與最低點差異為36.7mV
https://i.imgur.com/0q4kuQr.jpg
▼綜合輸出8%至99%之間5V輸出電壓最高與最低點差異為23.5mV
https://i.imgur.com/IgNlyyC.jpg
▼綜合輸出8%至99%之間12V輸出電壓最高與最低點差異為36mV
https://i.imgur.com/RyvvoAe.jpg
▼偏載測試，這時12V維持空載，分別測試3.3V滿載(CL1)、5V滿載(CL2)、3.3V/5V滿載
(CL3)的3.3V/5V/12V電壓變化，並無出現超出±5%範圍情形(3.3V：3.135V-3.465V，5V：4.75V-5.25V，12V：11.4V-12.6V)
https://i.imgur.com/JijXoIp.jpg
▼進行12V輸出負載測試，這時3.3V/5V維持空載，3.3V/5V/12V電壓記錄如下表
https://i.imgur.com/J8z2rfV.jpg
▼純12V輸出6%至100%之間3.3V輸出電壓最高與最低點差異為14.9mV
https://i.imgur.com/8J3FRCm.jpg
▼純12V輸出6%至100%之間5V輸出電壓最高與最低點差異為20.9mV
https://i.imgur.com/YpfHpAf.jpg
▼純12V輸出6%至100%之間12V輸出電壓最高與最低點差異為35mV
https://i.imgur.com/w2kYfYM.jpg
▼電源PS-ON信號啟動後直接3.3V/14A、5V/14A、12V/60A滿載輸出下各電壓上升時間圖，從12V開始上升處當成起點(0.000s)時，12V上升時間為21ms，5V與3.3V上升時間為4ms
https://i.imgur.com/saPanbV.jpg
▼3.3V/14A、5V/14A、12V/60A滿載輸出下斷電的Hold-up time時序圖，從交流中斷處當
成起點(0.000s)時，12V於14ms開始壓降，18ms降至11.4V(圖片中資料點標籤)，符合
Intel制定Hold-up time需高於16ms的要求
https://i.imgur.com/T8Nr0Bp.jpg
以下波形圖，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
▼當輸出無負載時，12V/5V/3.3V無明顯漣波
https://i.imgur.com/GyIBoYw.jpg
▼輸出12V/8A時，漣波開始出現
https://i.imgur.com/ZVNB2SP.jpg
▼輸出12V/9A時，漣波波型改變
https://i.imgur.com/71byDOq.jpg
▼輸出12V/13A時，漣波波型再次改變
https://i.imgur.com/1kpgSYM.jpg
▼於3.3V/14A、5V/14A、12V/60A靜態負載輸出下，12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為
20mV/32.8mV/17.2mV，高頻漣波分別為19.2mV/35.2mV/15.2mV
https://i.imgur.com/f6YYJyd.jpg
▼於12V/70A靜態負載輸出下，12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為22.8mV/30.8mV/15.6mV，高頻漣波分別為14mV/28.8mV/15.2mV
https://i.imgur.com/E5WzDEY.jpg
▼3.3V啟動動態負載，變動範圍5A至15A，維持時間500微秒，最大變動幅度336mV，同時
造成5V產生72mV、12V產生140mV的變動
https://i.imgur.com/Km0YYW0.jpg
▼5V啟動動態負載，變動範圍5A至15A，維持時間500微秒，最大變動幅度為430mV，同時
造成3.3V產生192mV、12V產生174mV的變動
https://i.imgur.com/GfLeXEA.jpg
▼12V啟動動態負載，變動範圍5A至25A，維持時間500微秒，最大變動幅度為570mV，同時造成3.3V產生54mV、5V產生56mV的變動
https://i.imgur.com/b6tBWdY.jpg
▼上圖為綜合輸出99%電源供應器內部紅外線熱影像，溫度由高而低排列分別是二次側
107.2℃，橋式整流103.8℃，主變壓器96.8℃，一次側88.8℃，諧振電感87.8℃，APFC區
72.5℃，3.3V/5V DC-DC區69.9℃。下圖為純12V輸出100%電源供應器內部紅外線熱影像，
溫度由高而低排列分別是二次側105.1℃，橋式整流98.5℃，主變壓器95.3℃，諧振電感
86.1℃，一次側80.2℃，APFC區72.9℃，3.3V/5V DC-DC區46.1℃
https://i.imgur.com/E6jKj6r.jpg
▼電源供應器滿載輸出下橋式整流、APFC MOSFET、一次側MOSFET、諧振電感的紅外線熱
影像圖
https://i.imgur.com/sXhW9CY.jpg
▼電源供應器滿載輸出下主變壓器、二次側的紅外線熱影像圖
https://i.imgur.com/sDQS6bW.jpg
▼電源供應器滿載輸出下DC-DC子卡背面、模組化插座的紅外線熱影像圖
https://i.imgur.com/x44czE1.jpg

本體及內部結構心得小結：
◆採用全模組化設計，搭配黑色編織網包覆及帶狀模組化線組，處理器供電提供8P/4+4P
接頭各一，處理器/顯示卡供電模組化線路採用16AWG線路，未提供小4P接頭或轉接線
◆直條狀黑色風扇護網由內部安裝。電源輸出關閉後風扇仍會運轉一小段時間，協助排出廢熱
◆交流輸入插座後方小電路板安裝總開關、X/Y電容及放電IC。保險絲有包覆套管，突波
吸收器未包覆套管
◆採用Infineon方案APFC、Champion方案HB-LLC及同步整流輸出12V，並透過DC-DC轉換
3.3V/5V
◆APFC/一次側/二次側/DC-DC功率元件均使用Infineon，APFC/一次側使用全絕緣封裝
MOSFET
◆內部電容除APFC採用Nichicon外，其他均為TEAPO
◆二次側電源管理IC可偵測輸出電壓/電流是否在正常範圍

各項測試結果簡單總結：
◆Fractal Design ION Gold 850W於20%/50%/100%下效率分別為91.5%/91.7%/88.47%，符合80PLUS金牌認證要求20%輸出87%效率、50%輸出90%效率、100%輸出87%效率
◆Fractal Design ION Gold 850W的功率因數修正，滿足80PLUS金牌認證要求輸出50%下
功率因數需大於0.9
◆偏載測試，12V維持空載，測試3.3V滿載、5V滿載、3.3V/5V滿載的3.3V/5V/12V電壓變
化，均無出現超出±5%範圍情形
◆電源啟動至全負載輸出狀態，12V上升時間為21ms，3.3V/5V上升時間為4ms
◆全負載輸出狀態切斷AC輸入模擬電力中斷，12V於14ms開始壓降，18ms降至11.4V，符合Intel制定Hold-up time需高於16ms的要求
◆輸出漣波測試，空載下無明顯漣波；於3.3V/14A、5V/14A、12V/60A靜態負載輸出下
12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為20mV/32.8mV/17.2mV；於12V/70A靜態負載輸出下
12V/5V/3.3V各路低頻漣波分別為22.8mV/30.8mV/15.6mV
◆3.3V/5V動態負載測試，變動範圍5A至15A，維持時間500微秒，最大變動幅度分別為
336mV/430mV
◆12V動態負載測試，變動範圍5A至25A，維持時間500微秒，最大變動幅度為570mV
◆全負載輸出下，二次側/橋式整流/主變壓器有最高溫度，諧振電感/一次側亦有明顯溫
度
◆熱機下3.3V過電流截止點在25A(114%)，5V過電流截止點在27A(123%)，12V過電流截止
點在93A(131%)

報告完畢，謝謝收看

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.40.161.86 (臺灣)

OCP觸發測試幾次了，電源還活得好好的，只要元件有抓餘裕，保護有設好就沒問題 反觀某牌全負載就炸機的才覺得不行

ID設計不錯

在下之前提過很多次了 其實單路12V的12V OCP跟OPP是差不多的，所以只要故障電流在門檻值內，就是燒

其實這顆沒有標榜超軟線，所以其實線比之前開過的ION 660P與SFX 650G的線還硬 從比對圖就可以看出來，SFX650G的線還更軟，自然下垂程度更高

※ 編輯: wolflsi (39.11.7.24 臺灣), 04/22/2021 12:27:05